Tarımsal Üretimde Teknoloji Kullanımı

ÖNSÖZ

Sanayi devriminden sonra, esas olarak makinalaşmanın ortaya çıkmasından bu yana ve yeşil devrim sürecinde, insanlar ve makinalar, insanları beslemek için ürün yetiştirmek amacıyla verimli bir şekilde işbirliği yapmaktadır. Ancak, önümüzdeki yıllarda nüfus artışıyla yüzleşmek için, sadece üretkenliği artırarak insanları beslemek değil, aynı zamanda bunu mümkün olan en verimli ve saygılı şekilde yapmak, diğer bir deyişle sürdürülebilir olarak üretmek amacıyla da başarılı olmak için ekstra bir çaba gerekmektedir. Bu zorlukla yüzleşmek için, son on yılda, özellikle güvenilir tarımsal verilere erişim ve bunlardan en uygun anlamı çıkarmak için, gelişmiş bilgisayar teknikleri gibi teknolojide dikkate değer gelişmeler ortaya çıkmaktadır. Dijital teknoloji tarafından yönlendirilen bu yeni yaklaşım, yetiştiricilerin tekrarlayan, fiziksel olarak zorlu ve sıkıcı saha görevlerinden kaçınma girişiminde işçilerden ziyade ürünlerinin denetçisi olarak hareket etmeleri gerektiğini ima etmektedir. Bu modern tarımsal çerçevede, veri çok önemlidir ve bilgi tabanlı yönetim döngüsü, kavram ve görevleri birleştiren pratik bir yaklaşım sağlar.

Tarım 5.0’dan en iyi şekilde yararlanmak için, kullanıcılara, ideal olarak modern teknolojileri öğrenmeye ve tarıma uygulamaya istekli genç çiftçilere derin eğitim verilmesi ve gelecek nesillere bir yenilenme sağlanması gerekmektedir. 21. yüzyılda gıda üretiminin getirdiği zorluklarla yüzleşmek için, veriye dayalı yönetimin tüm gücünü gösterebilen modern ve sürdürülebilir bir tarıma doğru ilerlemek amacıyla doğru zaman gibi görünmektedir. Tarım 5.0’a geçiş, önümüzdeki on yıl için çoğu büyük tarım ekipmanı imalatçısının gündeminde yer almaktadır. Bu nedenle, tarım robotlarının bir sonraki - daha akıllı-nesil tarım makinaları olarak kabul edilmesi durumunda, ekipman imalatçıları bu hamlede kilit bir rol oynayacaktır.

Tarımsal üretimin yaygınlaşması, insanlığın çevre üzerindeki en büyük etkilerinden biri olmuştur. Birçok habitatlar tarımsal üretim için dönüştürülmüştür. Tarımsal üretim, biyoçeşitlilik için en büyük baskılardan birisidir. Tarımsal üretimin, iklim değişikliğini azaltacak şekilde enerji üretme ve kullanma konusunda önemli bir işlevi vardır. Tarımsal üretim işletmelerinde, fosil yakıtlar yerine düşük karbonlu yenilenebilir enerjiler kullanmak, çiftlik sahiplerinin enerji kaynakları üzerindeki kontrolünü artırabilir, maliyetleri azaltabilir ve iklim değişikliği ile mücadele edilebilir. Tarım temelli biyoyakıtların üretimi ve kullanımı konusunda, çevresel ve sosyal sorumluluğun dikkatle değerlendirilmesi ve biyolojik kökenli enerji üretiminden kaynaklanan emisyonların titiz ve kapsamlı bir şekilde değerlendirilmesi gereklidir.

Türkiye Cumhuriyeti’nin 100. kuruluş yılı anısına hazırlamış olduğum bu bilgi seti, başta kurucu lider ve bilge önder Mareşal Gazi Mustafa Kemal ATATÜRK olmak üzere, kurtuluş savaşı ve kuruluş mücadelesinde büyük bir özveri ile görev alan bütün insanlara ve ülkemizde tarımsal mekanizasyon eğitim ve araştırmalarının öncülerine ithaf olunur. Değerli eserleri ve önemli katkıları için en içten teşekkürlerimi ve sonsuz saygılarımı sunarım.
Prof.Dr. Hasan Hüseyin ÖZTÜRK
Adana, Ekim-2023

İÇİNDEKİLER

1. TARIMSAL ÜRETİMİN GELİŞME AŞAMALARI…………….. 1
1.1. Giriş…………………………………………............................... 1
1.2. Tarımın Gelişme Aşamaları……………………………………... 2
1.2.1. Veriye Dayalı Tarım: Tarım 4.0………………………….. 3
1.2.2. Nesnelerin İnterneti: Bilgi Toplama……………………… 4
1.2.3. Büyük Veri: Büyük Verilerin Analizi……………………. 4
1.2.4. Tarım 5.0: Robotik Ve Yapay Zeka……………………… 6
2. VERİYE DAYALI YÖNETİM……………………………………. 8
2.1. Temel Aşamalar…………………………………………………. 8
2.1.1. Aşama I: Tarımsal Yönetim Döngüsünün Başlangıcı Ve
Sonu Olarak Ürün Değişkenliğinin Analizi……………...9
2.1.2. Aşama II: Sensörleri Destekleyen Platformlar…………… 10
2.1.2.1. Uzaktan Algılama Platformları: Uydular………... 10
2.1.2.2. Uçak Sistemleri………………………………….. 11
2.1.2.3. Yerden Otonom Sistemler……………………….. 11
2.1.3. Aşama III: Veri…………………………………………… 13
2.1.3.1. Alan Özelliklerini İçeren Haritalar………………. 14
2.1.3.2. Karar Vermeyi Kolaylaştıran Veri Yönetimi……. 15
2.1.4. Aşama IV: Karar Verme………………………………… 17
2.1.5. Aşama V: Değişken Hız Teknolojisi İle Çalıştırma……... 19
2.2. Tartışma…………………………………………………………. 21
2.3. Sonuçlar…………………………………………………………. 23
3. HASSAS TARIM…………………………………………………… 24
3.1. Genel Bilgiler…………………………………………………… 24
3.2. Hassas Tarım Uygulamaları…………………………………….. 27
3.2.1. Bilgi Teknolojileri……………………………………….. 28
4. HASSAS TARIM TEKNOLOJİLERİ……………………………. 33
4.1. Giriş……………………………………………………………... 33
4.2. Otomatik Dümenleme…………………………………………… 34
4.3. Robot Teknolojisi……………………………………………….. 35
4.4. Otonom Araçlar…………………………………………………. 37
4.4.1. Platform Çeşitleri………………………………………… 37
4.4.2. Taşıyıcı Sistem Çeşitleri…………………………………. 40
4.4.3. Çalışma Fonksiyonlarındaki Değişiklikler………………. 42
4.4.3.1. Tarım Makinaları İçin Yönlendirme Sistemleri…. 45
4.4.3.2. Otomatik Yönlendirme Sisteminin Önemi………. 51
4.4.3.3. Sınırlamalar……………………………………… 51
4.4.3.4. Daha Fazla İyileştirme…………………………... 52
4.5. Hassas Sulama Sistemleri……………………………………….. 52
4.6. Verim İzleme Ve Haritalama……………………………………. 55
4.6.1. Kütle Akış Sensörü……………………………………….. 57
4.6.2. Nem Sensörü……………………………………………... 57
4.6.3. Küresel Konumlama Sistemi (GPS) Alıcısı……………… 57
4.6.3.1. Küresel Konumlama Sisteminin (GPS) Bölümleri. 59
4.6.4. Verim Monitörü…………………………………………… 63
4.6.5. Toprak Haritalama………………………………………… 63
4.6.5.1. Değişken Oranlı Gübreleme……………………... 67
4.6.5.2. Değişken Oranlı İlaçlama………………………... 69
4.6.6. Dron Teknolojisi………………………………………….. 72
4.6.7. Robot Uygulamaları………………………………………. 72
4.7. Tarım Makinalarında Elektronik Kontrol……………………….. 75
4.8. ISOBUS…………………………………………………………. 76
4.8.1. ISOBUS Standardı………………………………………... 82
4.8.1.1. Üniversal Terminal………………………………. 82
4.8.1.2. Görev Denetleyicisi……………………………… 83
4.8.1.3. İş Bilgisayarı……………………………………... 83
4.8.1.4. Traktör Elektronik Kontrol Ünitesi……................ 83
4.9. Hassas Tarım Servisleri…………………………………………. 86
4.10. İnternet Servis Ve Uygulamaları………………………………. 86
4.11. Hayvancılıkta Hassas Tarım…………………………………… 86
4.12. Çiftlik Yönetim Sistemleri……………………………………... 90
5. İNSANSIZ HAVA ARAÇLARI……………………………………. 92
5.1. Giriş……………………………………………………………... 92
5.2. Hassas Tarım……………………………………………………. 93
5.3. İnsansız Hava Aracı Türleri…………………………………….. 95
5.3.1. Sabit Kanatlı……………………………………………… 97
5.3.2. Tek Rotorlu………………………………………………. 97
5.3.3. Hibrit Dikey Kalkış Ve İniş ……………………………... 98
5.3.4. Çok Rotorlu………………………………………………. 98
5.3.4.1. Trikopter………………………………………… 99
5.3.4.2. Kuadkopter……………………………………… 99
5.3.4.3. Hekzakopter……………………………………... 99
5.3.4.4. Oktokopter………………………………………. 100
5.4. Hassas Zararlı Yönetiminde İHA Kullanımı……………………. 101
5.5. İHA Teknolojilerinin Ekonomik Faydaları……………………... 104
5.6. Öneriler…………………………………………………………. 104
6. TARIMSAL ÜRETİMİN KARBON AYAKİZİNİ AZALTMAK 106
6.1. Gerekçeler………………………………………………………. 106
6.2. Tarımsal Üretimin Sera Gazı Emisyonlarına Katkısı…………… 108
6.3. Tarımsal Üretimde Enerji Tüketimi…………………………….. 110
6.3.1. Avrupa Birliği Ülkelerinde Tarımda Enerji Kullanımı….. 110
6.3.2. Tarımsal Üretim Alanı Başına Enerji Tüketimi………….. 112
6.3.3. Tarımsal Üretimde Enerji Verimliliği……………………. 113
6.4. Tarımsal Karbon Ayakizi……………………………………….. 116
6.4.1. Tarımsal Karbon Ayakizi Belirlemenin Amaçları……….. 117
6.4.2. Karbon Ayakizini Azaltan Üretim Teknolojileri………… 118
6.4.2.1. Hassas Tarım Teknolojileri……………………… 119
6.4.2.2. Değişken Oranlı Sulama………………………… 120
6.4.2.3. Su ve Enerji Verimli Hassas Sulama Sistemi…… 123
6.5. Öneriler………………………………………………………….. 127
KAYNAKLAR…………………………………………………………. 128