Tarımın Geleceği: Topraksız Tarım-2

Topraksız Tarım Uygulamaları

Topraksız tarım, geleneksel topraklı tarım yöntemlerinden farklı olarak bitkinin ihtiyaç duyduğu su ve besin elementlerinin özel bir büyüme ortamı içinde verildiği alternatif bir tarım yöntemidir. Bu teknikle yetiştirilen bitkiler, besin ihtiyaçlarını özel olarak hazırlanmış bir solüsyondan kökleri aracılığıyla doğrudan alabildiği gibi, inorganik katı yetiştirme ortamlarından da alabilir.

Bundan dolayı topraksız tarım uygulamaları bitkinin yetiştirildiği ortam türüne göre “su kültürü” ve “katı ortam kültürü” olarak ikiye ayrılır.

Bu teknik, toprak kullanılan geleneksel ve yaygın tarım uygulamalarına göre bazı avantajlara sahiptir. Örnek olarak, su kullanımı kontrollü ve ihtiyaca göre yapıldığından toprağın sulanmasına kıyasla ciddi miktarda su tasarrufu sağlanır.

Örneğin, akan su kültürü dediğimiz ve detaylarına birazdan gireceğimiz yöntemde, depoda toplanan su borular vasıtasıyla bitki köklerine ulaştırılır ve tekrar devir daim edilir. Bu döngüde kullanılan suda buharlaşma dışında bir kayıp yaşanmaz.

Topraksız tarımın bir diğer avantajı, adından da anlaşılacağı gibi toprak kullanılmamasında yatar. Geleneksel tarımda bitkiler, toprak aracılığıyla zararlılara ve hastalıklara çoğu kez maruz kalır. Bu durum verimde yaşanan kayıplara, tarımsal ilaç kullanımı nedeniyle artan maliyete ve en önemlisi, insan sağlığı açısından uzun süreli birtakım risklere rol açar.

Topraksız yöntemde bu gibi olumsuz etkiler ihmal edilebilir düzeydedir. Uzun süreli ekimlerde yorgunluk nedeniyle kalitesi düşen toprağı dinlendirme gerekliliği de yoktur. Bu açıdan topraksız tarımla sürekli ve kesintisiz üretim yapmak mümkündür.

Resim-1. Besleyici Film Tekniği (NFT) kullanılan bir hidroponik tarım serası.

Bitkinin yetiştiği kültür ortamının planlı tasarımı, topraksız tarımın en büyük artılarından biridir. Bu sayede bitkinin ihtiyaç duyduğu besin miktarı, suyun seviye ve sıcaklığı, ortamın nem oranı, köklere oksijen ulaşımı gibi parametreler bitki gelişimi için en uygun değerler referans alınarak kontrol edilebilir.

Çevresel değişkenlerin yetiştirilen bitkinin türüne göre ayarlanması ve sürekli izlenebilmesi, ürünün gelişim hızını artırır. Yaygın olarak, topraksız tarımda hasat süresi daha kısadır.

Ayrıca, bitkinin yetiştiği alanının amaca yönelik fiziksel dizaynı, daha sonra değineceğimiz tarım otomasyonu uygulamaları için elverişli bir ortam sağlar. Değişkenlerin sensörlerle izlenmesi, bitki ekiminde kullanılabilecek robotik uygulamalar ve çeşitli endüstriyel yeniliklerinin hayata geçirilmesi, önceden tasarlanmış bir ortamda nispeten daha kolaydır.

Topraksız üretimin yaygın faydalarından biri de yerden sağlanan tasarruftur. Hareket edebilir taşıyıcı borular (NFT) sayesinde metrekare başına düşen ürün yoğunluğu daha fazladır. Farklı bir varyasyonu olan dikey tarım uygulamalarıyla, sabit bir alandan elde edilen ürün miktarını ciddi oranda artırmak mümkündür.

Yetiştirme Ortamları

Topraksız tarım uygulamaları, bitkinin yetiştirildiği ortama göre su ve katı ortam kültürü olarak iki şekilde kategorize edilebilir. Bu yazıda, genelde en çok tercih edileni olan su kültürüyle (hidroponik) yapılan tarımı inceleyeceğiz. Ancak, genel bir bilgi olması açısından katı yetiştirme ortamlarına da kısaca değinelim.

Katı Ortam Kültürü

Bitkinin destekleyici yapı olarak torba, saksı, viyol gibi malzemelere çeşitli organik veya inorganik materyaller kullanılarak dikildiği ortamdır. Yatak kültürü, saksı kültürü ve torba kültürü gibi yetiştirme teknikleri vardır.

Bitkinin ekildiği ortam materyalleri olarak organik yapıda olan Hindistan cevizi torfu, ağaç kabukları, talaş, kompost haline getirilmiş bitki atığı gibi malzemeler kullanılırken; inorganik yapıda perlit, vermikülit, cam yünü veya kaya yünü türü malzemeler kullanılır.

Su Kültürü

Hidroponik olarak da adlandırılan bu sistemde katı unsur bulunmaz. Adından da anlaşılacağı üzere bitki kökleri doğrudan besin çözeltili suyla temas eder. Durgun su, akan su ve besin eriyik sis kültürü olarak üçe ayrılır.

Durgun su kültüründe bitki kökleri, kapalı ve ışık geçirmeyen bir tank içerisinde besin çözeltisine batırılmış halde bulunur. Hafta da bir besin çözeltisinin içeriği kontrol edilerek azalan besin miktarı sürekli takviye edilir. Kapalı tanklardaki suyun oksijence zengin kalabilmesi için akvaryumlardakine benzer bir hava taşı kullanılır.

Akan su kültüründe, Besleyici Film Tekniği (Nutrient Film Technique) denen bir yöntem kullanılır. Bu yöntemde depo tankından gelen besin çözeltili su, dikdörtgen biçimli borular içinden 1-2 mm. yüksekliğinde devamlı veya aralıklı olarak akış halindedir.

NFT kanallar olarak da isimlendirilen bitkilerin yerleştirildiği bu borularda, bitki köklerinin ucu akan besin çözeltisine temas ederken köklerin kalan üst kısımları havayla temas edebilir. Böylece bitkiler; ihtiyaç duydukları su, besin ve oksijeni kökleri aracılığıyla sürekli temin edebilir.

Besin eriyiği sisi yönteminde ise besin içerikli su bitki köklerine sis şeklinde sürekli veya aralıklı bir şekilde uygulanır. Su, besin ve hava karışımı bitki köklerinin ihtiyaç duyduğu başta oksijen olmak üzere tüm bileşenleri almalarını sağlar.

Resim-2. Akan su kültürüyle üretim yapılan bir sera.

Besleyici film tekniği, sistem kurulumu ve işletilmesinin basit, maliyetinin ise diğer yetiştirme yöntemlerine göre daha az olması sebebiyle topraksız tarım uygulamalarında sıklıkla tercih edilir. Biz de bu yazıda, önereceğimiz yeni bir yetiştirme ortamı için bu tekniği (NFT) baz alacağız.

Zira ülkemizde de yapılan topraksız yetiştiricilikte çoğunlukla bu teknik kullanır. Kurulum için gereken bileşenlerin kolay temin edilebilmesi, küçük ölçekli deneysel bir yetiştiricilik için bu sistemi daha uygun kılar.

Topraksız tarım uygulamaları, geleneksel tarımla kıyaslandığında daha maliyetli bir yöntemdir. Bitkilerin ekimi ve beslenmesi için gerekli olan kanal sistemleri, su ve besin çözeltisini depolayan tanklar ve bunun kanallara ulaştırılmasını sağlayan elektrikli su pompaları başlı başına bir maliyettir.

Ayrıca, topraksız tarımın açık bir alanda yapılmasının önünde teorik hiçbir engel olmamasına rağmen, pratikteki yaygın uygulamalarda sistemlerin fiziksel muhafazası ve kontrollü bir iklim ortamında sıcaklık-nem dengesinin korunabilmesi için kapalı sera ortamları kullanılır.

Ancak tüm bu donanım fazlalığı verimlilikte yüksek bir artışa, daha az insan gücüne ve daha sağlıklı gıdaya erişebilmeyi mümkün kılar. Mekandan ve mevsimden bağımsız bir üretim yerel bazda gıda arzını güvenceye alabilir.

Yazı Dizisinin Diğer Bölümleri

• Tarımın Geleceği: Yarını Tasarlamak-1
• Tarımın Geleceği:Jeodezik Kubbeler-3
• Tarımın Geleceği: Mars Seraları-4