Tarımsal üretimde verimliliğin ve ürün kalitesinin arttırılması, bitkilerin gelişim sürecinin iyi takibine ve gerekli işlemlerin en uygun zamanda yapılmasına bağlıdır. Kullanım kolaylığının yanında basit bir teknik yapısı bulunan drone sistemleri; kamera ve sensörleri sayesinde yerden yakaladığı yüksek çözünürlükteki resimler ve oluşturduğu 3 boyutlu görüntülerle çiftçilere tarımsal uygulama konularında planlama yapma imkanı sunmaktadır.
İnsansız Hava Araçları’nın hızlı gelişimine bağlı olarak birçok sektörde doğru şartlarda kullanılması insanlık için bulunmaz bir nimettir. Dört veya daha fazla pervaneli, dikey iniş ve kalkış yapabilen, havada stabil ve sabit kalabilme yeteneğine sahip bu araçlar sayesinde tarımsal üretimde verimliliğin artması sağlanmakta, zaman ve emek tasarrufu elde edilmektedir.
Bu araçların tarımda kullanılması, hassas tarımda kullanılacak verilerin altyapısını oluşturur. Uzaktan algılama ve bitki izleme teknikleri; bitkilerde hastalıkların ve zararlıların tespiti, su stresi, tespiti, verim/olgunluk kestirimi, yabancı ot, flora tespiti, su kaynaklarının kontrolü ve işçilerin gözetlenmesi de pasif uygulamalardır. Hassas tarım; yeni bir yönetim yaklaşımı olup tarımda zararı en aza indirgemeyi amaçlayan bir yöntemdir.
Diğer bir tanımla; teknoloji ile birlikte hareket ederek üretimi ve kaliteyi arttırmayı hedefleyen bir tür strateji olarak düşünülebilir. Bu yönetim stratejisi ile tarımda kullanılacak her türlü bitki ihtiyacının bitkilere yeterince verilmesi, israftan kaçınılması ve böylelikle gelir artışının sağlanması hedeflenmektedir. Bir diğer kullanım alanı ise hassas kimyasal uygulama, zararlı hayvanların uzaklaştırılması ve çiftlik hayvanlarının kontrolü gibi çalışmaları kapsayan aktif uygulamalardır.
Tüm bu uygulamalar yapılırken; İHA’lar arazi üzerinde bir pilot tarafından manuel uçurulabilir ya da belli bir rotayı takip etmesini sağlamak için yazılım kullanılabilir. Batarya teknolojisinin gelişimi de bu alanda önemli bir konudur. Çünkü bahsettiğimiz sistemler tamamen elektrik ile kullanılmaktadır. Batarya teknolojisindeki iyileştirmeler bu hava araçlarının daha uzun süre havada kalmasını sağlamaktadır.
İHA’lar Sensörleri ile Hangi Verilere Ulaşabilir?
– Hareketsiz görüntü kameraları
– Video
– Besin eksikliği, haşere hasarı, gübre ihtiyaçları ve su kalitesi
– Multispektral: Görüntü alma ve işleme ile gözle görülmeyen yansımaların bitkilerden alınarak haritalanması, stres analizi vs.
– Hiperspektral: Bitki besinleri, bitki hastalıkları, su kalitesi ve mineral ve yüzey kimyasal bileşimi analizi
– Lidar sensörü: Lazer kullanan bu sensör, çiftliğinizin üç boyutlu modellerini oluşturabilecek yükseklik verileri üretir.
– Termal: Arazi ve bitkilerin yüzey sıcaklığı
İHA’lar kullanılarak tarımsal alanlara yönelik yapılan çalışmalardan bazıları incelendiğinde yetiştirilen tarım ürününe göre farklı uygulamaların yapıldığı görülmektedir.
- Kahve tohumlarının olgunluklarının izlenmesi,
- Farklı gübreler kullanılarak yetiştirilen kışlık buğday tarlalarının izlenmesi,
- Pirinç alanlarının verimliliğinin ve toplam canlılık alanlarının belirlenmesi ve izlenmesi,
- Farklı algılayıcı sistemler ve İHA’lar kullanılarak üzüm bağlarının izlenmesi,
- Sağlıklı ve hastalıklı alanların belirlenmesi gibi farklı uygulamalar karşımıza çıkmaktadır.
Ayrıca yine tarımsal amaçlı kullanımlarda; ürünlerin kontrolünün bu araçlar sayesinde yapılabildiği görülmektedir. Araçların bazı modelleri tek uçuşta 500 dönüm araziyi görüntüleyebilir. Bu görüntüleme belli aralıklarla fotoğraf çekme olabildiği gibi video çekimi de olabilir.
İzleme esnasında arazinin herhangi bir yerinde hastalık veya zararlı salgını, eğer sulama yapılıyorsa su birikmeleri gibi durumlar, ürüne zarar vermeden tespit edilebilir. Özellikle çok büyük tarım alanlarında toprağın analizi, ürün durumu, ürünleri zararlılarından ya da vahşi hayvanlardan korumak, sulama yapmak, özellikle pestisit gibi zararlı uygulamalar yerine doğa dostu çözümler için bu teknolojiden faydalanılmaktadır.
Aynı zamanda sistemlerindeki sensörler ve dijital görüntüleme yetenekleri ile çiftçilere, alanlarının daha detaylı ve amacına yönelik bir resmini verebilir. Bu bilgi mahsul veriminin ve çiftlik verimliliğinin de iyileştirilmesi için fayda sağlayacaktır.
Yüksek tesirli sıvı gübrelerin ürüne yaprak gübresi şeklinde verilmesinde de tarım için geliştirilmiş, suya dayanıklı, toz geçirmeyen insansız hava araçları kullanılabilir. Aynı şekilde ilaçlama gerektiğinde traktörle yapılabilecek ilaçlamaya kıyasla daha hassas ve hızlı bir çalışma ile ilaçlama maliyeti de düşürülebilir. Ayrıca ürün içerisinde traktör dolaşmayacağından, ürüne de zarar verilmemiş olur.
Tarımda Kullanım Alanları
Hastalık ve böcek salgınlarında ilaçlanacak bölgelerin daha önce tespit edilmiş olması koşulu ile sadece bu bölgelere ilaç verilmesi, maliyetin düşürülmesinin yanında çevre koruma açısından da büyük üstünlük sağlar. Mevcut kullanımlara yönelik; hassas gübre planlaması, yabancı ot ve hastalık kontrolü, ağaç ve arazi haritalaması, mahsul püskürtme, bitki tozlaşması kontrolü gibi amaçla da kullanılabilmektedir.
Hassas Gübre Planlaması: Arazideki ürünlerde besin eksikliği olan bölgeler, gelişmiş sensörlere sahip kameralarla donatılmış dronlar kullanılarak yukarıdan açıkça tanımlanabilir. Alınan görüntülerden sonra bir harita oluşturmak ve model üzerinde tanımlamak için belirli yazılımlar kullanılır. Yazılımlar sayesinde, mahsulün tarlanın farklı alanlarındaki değişken olan besin gereksinimlerini karşılayacak şekilde hassas bir gübreleme programı düzenlenebilir.
Yabancı Ot ve Hastalık Kontrolü: Gübre planlamasına benzer teknikleri kullanarak drone operatörleri, ekilebilir ürünlerdeki yabancı ot ve hastalık seviyelerini doğru bir şekilde değerlendirebilir. Yabancı bitki türlerinin ve hastalığa yakalanan mahsul alanlarının farklı özelliklerini tanımlayarak verileri uçağa toplar. Bu bilgi yazılıma eklenip analiz edildiğinde, yabancı ot türlerine ve hastalıklara hassasiyetli ürünler için önlemeye yönelik tespitler yapılabilir ve kontrolü sağlanabilir. Özellikle meyve bahçelerinde teknolojiyi, çeşitli hastalıklarla enfekte olan ağaçların doğru tanımlanması ve etiketlenmesiyle ilgili olarak da kullanmak, üreticilere kolaylık sağlamaktadır.
Arazi ve Ağaç Haritalaması: Hastalık kontrolünün yanı sıra, meyve bahçesi üreticileri, mevcut durumda gölgelik alanların doğru hesaplamaları ile ağaç ve sıra aralığı raporlarından yararlanabilir. Ormancılıkta ve kereste üretimi için de aynı şey geçerlidir. Geniş arazilerin kapsanabilmesi, genel olarak haritalama için büyük bir avantajdır. Yüzlerce hektar arazi, sınır özelliklerini tam olarak belirleyen detaylı sistemler yardımıyla bir günde haritalandırılabilir. Elde edilen verilerle, zemin özelliklerini ve olabilecek değişiklikleri algılamak için bir 3D bilgisayar modeli oluşturulur. Bu bilgiler, uygulama amacıyla alan ölçümlerini vermek veya operatörün elektrik kabloları, su basması, su yollarındaki değişiklikler veya drenaj donanımı gibi tehlikelerden kaçınmasına yardımcı olmak için makine yazılımını desteklemek için kullanılabilir.
Mahsul Püskürtme: Büyük dronlar ekinlere, meyve bahçelerine ve ormanlık alanlara, yetiştirmek amacıyla tohumlama yapma ya da küçük miktarlarda pestisit, gübre uygulama özelliklerine sahiptir.
Bitki Tozlaşmasının Kontrolü: Günümüz sorunlarından biri olan arı sayısındaki düşüş, dünya çapında bahçecilik ve tarımsal üretimin temelini oluşturan bitki tozlaşmasının geleceği konusunda endişelere yol açmıştır. Japonya’da araştırmacılar, görevi gerçekleştirmek için dronların kullanımını araştırmışlardır. Dört metre boyunca ölçüm yapan ve sadece 15 gram ağırlığındaki dronun, bitkiye zarar vermeden çiçekleri dölleyebileceğini saptamışlardır. Araştırmacılar, bitki yetiştiricisinin işi tek başına yürütmesi için serbest bırakabileceği otomatik pilot versiyonuyla bitki tozlaşmasına yönelik araştırmalarına devam etmektedirler. Üretimi daha iyi planlamak ve böylece verimliliği arttırmak için drone platformlarının bir dizi sensörle haritalama ve görüntüleme yetenekleri tüm üretim sürecinde kullanılabilmektedir.
Vejetasyon döngüsü başlamadan önce İHA teknolojisi kullanılarak potansiyel verim için veriler alınabilir. Buradaki asıl önemli nokta bu verimin, arazi toprak kalitesi, rengi ve üç boyutlu görüntülerinden elde ediliyor olmasıdır. Yapılan analizler sonucunda İHA’lar arazi için kesin hasat zamanının bilgisini de sunmaktadır. Bu bilgilerin yanı sıra su akışının da kontrol edilmesine yardımcı olmaktadır. Bitki örtüsü süresince, planlaması yapılan alanın izlenmesi ve herhangi bir sorun oluştuğunda hızlı bir şekilde çözüm üretilmesi için İHA’lar kullanılmaktadır. İHA’lar tarımın kalkındırılması, verimin arttırılması, arazi kontrolünün doğru yapılması noktasında da günümüze ve geleceğe ışık tutup çiftçilere de yeni bir bakış açısı ve yaklaşımla üretim yapma seçeneği sunmaktadır. Sunduğu olanaklardan bazıları şöyle özetlenebilir:
- Tarımda çiftçiler tarafından kullanılan geleneksel pestisit püskürtücülerin yerini artık İHA’lar almaktadır ve hızları geleneksel pestisit püskürtücülerin 40 katıdır. Akıllı sulama sistemleriyle %90 su, %30-40 pestisit tasarrufu sağlamaktadır.
- İHA’lar büyük ölçekli arazilerdeki riskleri önceden öngörerek daha kesin ve güvenilir bilgiyi vermekte, verimi arttırarak ürün kalitesinin optimum düzeye ulaşmasını sağlamaktadır.
- Büyük ölçekli arazilerin yönetiminde iş yükü ve gereken süreyi azaltarak verimliliği arttırmaktadır.
- Sürekli bulut kalıcılığı veya yüksek bulanıklığa sahip olan yerler izlenebilir hâle gelmekte ve yüksek çözünürlüklü veriler elde edilebilmektedir.
- Erişilemeyen, topoğrafyası nedeniyle çalışması zor olan alanların ve/veya az görsel kapsamı olan alanların ekonomik olarak etkin bir şekilde izlenebilirliğini sağlamaktadır.
- Tartışmasız, güvenilir sonuçlar elde edildiğinden bilimsel araştırmalarda da rahatlıkla kullanılabilmektedir.
Kötü çevre ve hava koşullarına rağmen İHA’ların istikrarlı bir şekilde kullanılabilmesi geleneksel yöntemleri geride bırakarak tarımda kayda değer ölçüde ilerleme yaşanacağının kanıtıdır. Bu nedenle İHA’lar düşük maliyet, kapsamlı iletişim, güvenilir veri toplamada umut vadeden bir teknoloji ve alternatiftir.
Yarattığı kullanım alanları, yapabildiği ve yapılmasına olanak sağladığı tüm araştırmalar, İHA’ların gelecek nesillerde de kullanılacağına ve sürekli olarak gündemde olacağına işaret etmektedir.
Sonuç olarak insansız hava araçları, sürdürülebilir tarımın geleceğine ışık tutmakta ve tarımsal üretim potansiyellerinin istenen hedeflere ulaşılmasında ön ayak olmaktadır. Ayrıca iHA’lar sayesinde, tarımsal alanlarda hızlı, daha doğru ve düşük maliyette veriler üretilebilmektedir.
Tarımsal alanda kullanılan droneların teknik özelliklerini incelemek için aşağıdaki web sitelerini ziyaret edebilirsiniz.
https://store.dji.com/ (DJI firmasının resmi web sitesi)
https://www.djistoreturkiye.com/ (DJI firmasının resmi Türkiye sayfası)
