Tarım 4.0 ve Hassas Tarım Uygulamaları: Dijital Dönüşümün Getirdikleri
Tarım, insanlık tarihinin en eski faaliyetlerinden biridir ve sürekli evrim geçirmektedir. Teknolojik gelişmeler, gıda üretimini daha verimli hale getirme ve tarımsal süreçleri optimize etme konusunda önemli fırsatlar sunmaktadır. 21. yüzyılda, Tarım 4.0 kavramı, tarımsal üretim, veri ve dijital teknolojilerin entegrasyonu ile şekillenmeye başlamıştır. Bu makalede, Tarım 4.0'ın temel bileşenlerine, hassas tarım uygulamalarına ve bu teknolojilerin tarıma getirdiği yeniliklere derinlemesine bir bakış sunulacaktır.
Tarım 4.0 Nedir?
Tarım 4.0, dördüncü sanayi devrimi ile paralel olarak gelişen bir tarım anlayışıdır. Bu kavram, çiftçilerin tarımsal faaliyetlerini verimli bir şekilde yerine getirmelerini sağlamak amacıyla, veri analizi, otomasyon ve dijital sistemlerin entegrasyonunu içerir. Tarım 4.0, çeşitli teknolojilerin bir araya gelmesiyle; biyoteknoloji, nesnelerin interneti (IoT), yapay zeka (AI), dronlar ve otomasyon sistemleri gibi unsurları kapsar.
Hassas Tarım Uygulamaları
Hassas tarım, doğru zamanda, doğru yerde ve doğru miktarda kaynak kullanarak tarımsal verimliliği artırmayı amaçlayan bir yaklaşımdır. Aynı zamanda, çiftlik yönetimini daha bilinçli kararlar alarak optimize etmeye de odaklanır. Bu yöntem, coğrafi bilgi sistemleri (GIS), uydu görüntüleme, sensör tabanlı cihazlar ve otomasyon teknolojileri gibi yenilikleri kullanarak çalışır Bu uygulamalar, tarımsal işletmelerin sürdürülebilirliğini sağlarken, çevresel etkileri de en aza indirir. Hassas tarım uygulamaları şunları içerir:
1. Toprak – Bitki Analizi ve Yönetimi: Tarım arazilerinin durumu, toprak yapısı, pH değeri, besin maddeleri ve su tutma kapasitesi analizi ile belirlenir. Sensörler ve laboratuvar analizleri sayesinde toprağın besin değerleri ve bitki ihtiyaçları belirlenebilir. Bu veriler, hangi alanların ne kadar gübre, su veya başka kaynaklara ihtiyaç duyduğuna dair hassas bilgiler sağlar. Bu sayede, gübreleme ve sulama faaliyetleri optimize edilir. Çiftçiler, toprak sensörlerinden alınan verilere göre doğru gübreleme yaparak maliyetlerini %20 oranında azaltabilir.
2. İleri Düzey (Akıllı) Sulama Sistemleri: Akıllı sulama sistemleri, hava durumu verileri ve toprak nemi sensörleri kullanarak sulama işlevini otomatikleştirir. Bu sistemler, su tasarrufu sağlarken bitkilerin ihtiyaç duyduğu su miktarını da optimize eder. Sulama miktarını ve zamanlamasını optimize eden bu sistemler, su kaynaklarının daha etkin bir şekilde kullanılmasını sağlar. IoT tabanlı sulama sistemleri, su tüketimini %30 oranında azaltırken ürün verimini artırabilir.
3. Zararlı ve Hastalık Yönetimi: Dronelar ve sensörler, bitkilerin sağlık durumunu izleyerek zararlıların ve hastalıkların erken tespitine yardımcı olur. Bu, bitki koruma ürünlerinin daha hedefli ve etkin bir şekilde kullanılmasını sağlar.
4. Verim Haritalama: Toplama döneminde, GPS teknolojisi kullanılarak verim haritaları oluşturulur. Bu haritalar, hangi alanların daha fazla veya az verim sağladığını gösterir ve gelecekteki ekim stratejilerini belirlemede yardımcı olur. Meteorolojik veriler ve üretim istatistikleri analiz edilerek hastalıkların ve zararlıların erken tespiti sağlanır. Bu da, ürün kayıplarını minimize eder. Örneğin; Yapay zeka tabanlı uygulamalar, patates bitkilerindeki erken yanıklık hastalığını %90 doğrulukla tespit edebilir.
5. Otonom Araçlar ve Robotik Sistemler:
Traktörler ve tarım makineleri, GPS teknolojileriyle donatılı robotik sistemlerle çalışarak daha az israf ve daha yüksek verim sağlar. Otonom ilaçlama drone’ları sayesinde hektar başına ilaçlama süresi yarı yarıya düşebilir.
Tarım 4.0 Uygulamalarına Örnekler:
- GPS tabanlı otonom sürüş sistemleri ile tarlalar büyük hassasiyetle sürülebilir.
- Toprak nemini ölçerek doğru miktarda sulama yapılması sağlanır.
- Drone teknolojisi kullanılarak geniş alanlara eşit gübre dağıtımı yapılabilir.
Dijital Dönüşümün Tarımın Sürdürülebilirliğine Katkıları
Dijital teknolojilerin tarım sektörüne entegrasyonu hem çevresel hem de ekonomik sürdürülebilirlik açısından büyük faydalar sunar. Bu faydalar şu şekilde detaylandırılabilir:
- Verimlilik Artışı: Kaynakların daha etkin kullanılması hem ürün miktarında hem de kalitesinde artışa yol açar. Ör: Akıllı sera sistemleri, mahsul verimliliğini %40 artırabilir.
- Maliyet Azaltımı: Girdilerin optimal kullanımı, çiftçilerin çalışma maliyetlerini düşürür. Ör: Hassas ilaçlama teknolojileri sayesinde ilaç kullanımı %30 oranında azaltılabilir.
- Doğal Kaynakların Korunması: Su ve toprak gibi kaynaklar daha dikkatli bir şekilde yönetilerek çevresel zararlar azaltılır. Ör: Akıllı sulama sistemleri ile %50 daha az su kullanımı sağlanabilir.
- Gıda Güvenliği: Daha verimli ve hassas tarım uygulamaları, artan nüfusun gıda ihtiyacını karşılamak için bir temel oluşturur. Ör: IoT tabanlı sistemler, ürün kayıplarını %25 oranında azaltarak daha fazla gıda üretimi sağlar.
Anahtar Teknolojiler
1. Nesnelerin İnterneti (IoT): Tarımsal üretimde, sensörler sayesinde fiziksel nesnelerin interneti oluşturulmaktadır. Bu sensörler, toprak sıcaklığı, nem, pH ve besin maddeleri gibi verilere anında erişimi mümkün kılar. Böylece çiftçiler hızlı ve doğru kararlar alabilir.
2. Yapay Zeka ve Makine Öğrenimi: Büyük veri analizi ve makine öğrenimi, topladıkları verilerden öğrenerek tarımsal süreçleri optimize eder. Örneğin, geçmiş sıcaklık verileri ile bitki gelişimini tahmin etmek için kullanılır.
3. Drone Teknolojisi: Droneler, tarım arazilerini hızlı bir şekilde taramak için kullanılabilir. Yüksek çözünürlükte haritalama yaparak, bitki sağlığı izleme, sulama ve gübreleme ihtiyaçlarını belirleme gibi işlemleri kolaylaştırır.
4. Otonom Tarım Makineleri: Otonom traktörler ve robotik sistemler, ekim, sulama ve hasat süreçlerini otomatikleştirir. Bu makineler, insan müdahalesine ihtiyaç duymadan verimliliği artırabilir.
5. Bulut Bilişim: Bilgi ve verilerin bulut tabanlı sistemlerde saklanması, çiftçilerin verilerine her yerden erişmesini sağlar.
May Tohum Hakkında ve Örnek Uygulamalarımız;
1978 yılından beri sebze, tarla, endüstri ve yem bitkileri tohumlarının ıslah çalışmaları, üretimi, pazarlama ve satışı konularında faaliyet gösteren MAY Tohum, bünyesinde bulunan 100’den fazla ziraat mühendisi Türkiye’nin önde gelen tarım sektör yatırımcısıdır. İzmir -Torbalı, Bursa-Mustafakemalpaşa, Bursa – Merkez, Trakya ve Adana’da bulunan Ar-Ge istasyonlarında, Hibrit Ayçiçeği, Hibrit Mısır, Hibrit Tatlı Mısır, Pamuk ve Taze Fasulye türlerinde Ar-Ge ve ıslah faaliyetlerini sürdürmektedir. Türkiye’nin farklı bölgelerinde bulunan 150.000 dekardan fazla alanda tohum üretimi gerçekleştiren MAY Tohum, Bursa ve Adana’da bulunan son teknoloji tohumluk işleme tesislerinde, tohumları işlemektedir. Türkiye pazarındaki faaliyetlerinin yanı sıra portföyündeki katma değeri yüksek çeşitlerin 45’in üzerinde ülkeye tohum ve lisans ihracatını gerçekleştirmektedir.
Tüm dünyada hızla gelişen tarım teknolojilerinin en yakın takipçisi olan May Tohum, akıllı tarım teknolojileri uygulamalarının kullanımını her geçen yıl arttırmaktadır. 2018 yılında tohumluk üretim ve Ar-Ge süreçlerine entegre ettiği akıllı tarım ekipmanlarıyla, veriye dayalı teknolojik ve modern tekniklerle tohum ıslahı ve üretimi yapmaktadır.
Türkiye tarım sektöründe Ar-Ge faaliyetlerine en fazla yatırım yapan MAY Tohum, Ar-Ge ve tohumluk üretim süreçlerinde kullandığı son teknoloji gelişmiş sensörlerle donatılmış dronlar, ekim öncesi ve bitkinin sezon boyunca ki gelişimini gerçekleştirdiği taramalar ile insan gözünün algılayamadığı yansımaları sensörler sayesinde analiz ederek, toprağı ve bitkiyi sağlık açısından derecelendirmektedir. Ekim öncesi yapılan analizler, saha çalışanlarının ekim operasyonlarını kolaylaştırırken, bitkinin vejetatif ve generatif gelişme dönemlerinde yaşanması muhtemel sorunlar için erken önlem alma avantajı sunmaktadır. Akıllı dümenleme teknolojisine sahip mibzerler GPS sistemini kullanarak, ekimi yapılan ürünün üniform çıkışını kolaylaştırırken, üretici tarafından yapılan işlemler esnasında bitki kaybını %0,1’lere kadar indirgemektedir. Çıkış yapan bitkilerin sayımı RGB kameralara sahip dronlar ile %99 doğruluk oranı ile sayılmaktadır. Geleneksel yöntemlerde 100 da’lık bir arazinin bitki sayımı yaklaşık 6-7 saat içinde %88 doğruluk ile tamamlanırken, drone teknolojisi ile bu işlem 30 dakika içinde yapılabilmektedir. Bitkinin gelişim performansları, yüksek teknoloji multispectral kameralı dronelar takip edilmekte olup, hastalık, zararlı, sulama stresi vb. problem görülen alanların, nokta atış tespiti sağlanarak, zamanında ve hızlı müdahale edilmesine imkân vermektedir. Bu hızlı reaksiyon kabiliyeti, firmanın ekim alanları baz alındığında milyonlarca liralık kar sağlamaktadır. Ayrıca teknolojiyi takip ederek sürekli güncellenen ekipman parkuru ile en son teknoloji drone ve sensörler kullanılmaktadır. Teknolojinin verdiği imkanlar ile anlık yapılan kontroller, saha çalışanlarının zamanlarını etkin kullanmasına imkân verirken, bitkide yaşanabilecek olan potansiyel zararını minimize etmekte, üreticilerin birim alandan aldıkları verimi maksimize edilmesini sağlamaktadır. Bitkide görülen zararlı mücadelesinde kullanılan nokta atış yöntemi ilaç ve su kullanımın düşürülmesi, daha az yakıt kullanımı gibi karbon salımını tetikleyecek unsuları da engellemektedir. Drone ile yapılan operasyonlarda dekarda % 95 su tasarrufu sağlanırken, katı yakıt kullanmamaktadır. Ayrıca tüm arazini ilaçlanmasının/bitki besin elementinin uygulanmasının da önüne geçilmektedir.
Ar-Ge süreçlerinde drone teknolojisinin yanı sıra hassas sensör teknolojisini, portatif toprak analiz cihazlarını, silaj besin ve kuru madde değerlerinin ölçüldüğü NIR cihazlarını ıslah süreçlerine veri noktaları olarak entegre etmiştir. Cihazın kullanımı ile 10 gün sürecek olan toprak analiz işlemi, 5 dakika gibi kısa bir sürede arazide tamamlanmaktadır. May Tohum, farklı lokasyonlarda bulunan Ar-Ge istasyonlarında kurduğu hassas sensör teknolojisi ile ıslahını gerçekleştirdiği çeşitlerin ihtiyaç duyduğu sıcaklık istek tahminlemelerini daha güvenilir verilerle analiz etmektedir. Portatif toprak analiz cihazları ile etkin toprak analizleri yapmakta, elde edilen veriler doğrultusunda gerçekleştirilen ıslah çalışmaları sonucunda, uluslararası pazarlara uygun çeşitleri pazara sunmaktadır.
Drone teknolojilerinin tarımda kullanımında Türkiye’nin önde gelen firmalarından olan May Tohum, hedefleri ve vizyonu doğrultusunda yerli ve yabancı iş ortaklarıyla Dünya’da sürekli gelişmekte olan tarım teknolojisini yakından takip etmektedir. Akıllı dümenleme sistemleri, akıllı ekim mibzerleri, tarımsal drone teknolojilerini, ilaçlama dronları, yüksek teknolojili ilaçlama ve hasat makinaları ile Tarım 4.0 için ön hazırlıklarını tamamlamak üzere olan May Tohum, yapay zekâ ve derin öğrenme teknolojilerini bünyesine katmak için uğraş vermektedir. İnsan kaynaklı hataları minimum seviyeye indirgerken, yapay zekâ ve derin öğrenme teknolojileri ile daha hassas veri akışı elde edilmeye başlanmıştır. Veri akışının süreçlere entegre edilmesi ile saha çalışanlarının verimlilikleri 80’lere varan oranda artış gösterirken, ürün girdi maliyetlerinin de %20 oranında düşmesini sağlamıştır.
2018 yılından beri drone ve teknolojilerinde sektöre öncülük eden May Tohum, firma içerisinde sürekli kendini geliştiren drone teknoloji alt yapısını yapay zeka 2023’te buluşturmuştur. Tohumluk üretim süreçlerinde uygulanan proseslerde manuel ve gözle yapılan uygulamaların yerine kullanılmak üzere, “Yapay Zeka ile Tepe Püskül Tespiti” ve “Yapay Zeka ile Ayçiçek İzolasyon Alanlarının Kontrolü” projesi ile yeni ufuklara yol açmıştır. İş gücü, zaman ve maddi kayıpların azaltılması hedeflenirken, daha kaliteli, hastalıktan ari, yüksek verim potansiyeline sahip tohumların geliştirilmesi sağlanmaktadır. Hastalık ve zararlıların erken teşhisi, tohum kalitesinin arttırılması (genetik sarfiyat) ve kullanılacak iş gücünün azaltılması konusunda yardımcı olmaktadır. Tepe püskülü projesi ile 6 kişi/dekar olan maliyet, %50 oranında azalarak 3kişi/dekar olarak hesaplanmıştır. Ayrıca saha çalışanları kontrol için harcanan zamandan %73 oranında tasarruf sağlanmıştır. Ayçiçek izolasyon projesi ile saha çalışanlarının araç ile yapmaları gereken kontrollerde, %85 oranında yakıt tasarrufu sağlanırken, kontrol için harcanan zamandan %85 oranında tasarruf sağlanmıştır. Proje, firma bünyesinde proses kontrol sistemlerine ek katkı sunması ve ölçülebilir düzeye çıkarılması açısından da önem arz etmektedir.
Proje kapsamında geliştirilecek olan yapay zeka tabanlı tarım teknolojileri ile yenilikçi yazılım çözümleri tarım sektörüne uyarlanmıştır. Tarlada görüntüleme yapan dronlardan alınan görüntüler, tarımsal yapay zeka yazılımları ile anlamlandırılması sağlanmıştır. Projenin kullanıcı arayüzü ile kullanımı tablet üzerinde yapılmaktadır. Bu sebeple proje drone dan görüntü alarak, CoreML tekniği ile yapay zeka sistemlerinden sonuç üretmesi ve üretilen sonuçların veri tabanına depolanması süreçlerini bir arada yürütecek tarımsal yapay zeka yazılımlarının mobil uygulama üzerinde koşması şeklinde birden çok yenilik unsurunu bir arada barındırmaktadır.
Tüm bu bağlamda, proje ile birlikte, firmanın vizyon ve misyon değerlerinde de yer alan, global rekabeti sürdürerek, yenilikçi tohumların geliştirilmesine etki ederken, tohum sektörüne katma değeri olan ürünlerin gelişmesine katkı sağlayacaktır. Proje ile birlikte teknolojinin tüm imkanlarından faydalanarak, erken uyarı sistemi ve kontrol mekanizmasının geliştirilmesi, proses süreçlerinin kontrol edilebilir seviyeye çıkartılmasıyla birlikte iş ortaklarımızın ve üreticilerimizin minimum kayıp maksimum verim alması ve kalitenin en üst düzeye çıkması sağlanacaktır
2022 yılında yeni başlattığımız yapay zeka destekli ve patentini aldığımız Ayçiçek izolasyon Alanlarının ve Mısır Tepe Püskülünün Gerçek Zamanlı Tespiti uygulamasını da dereye almış bulunmaktayız, bu proje kapsamında, amacımız tohum kalitesini arttırmak ve bu süreçte yaşanan insan hatalarını ortadan kaldırarak operasyonel süreçleri hızlandırmaktır. Süreçleri görüntü verileri ile destekleyerek veri havuzunda depolayarak işlemleri kayıt altında tutmaktadır. Platform markamız AigleTech dir.