İNSANSIZ HAVA ARAÇLARI İLE BAZI TARIMSAL UYGULAMALAR

Tarımsal alandaki maliyet artışları, iklim krizleri, orman yangınları gibi doğal afetler ve lojistik sektöründeki birçok değişim bu alandaki çalışmaların daha akılcı bir şekilde yönetilmesini zorunlu kılmıştır. Bu zorunluluk teknolojik destekler olmadan mümkün olamaz. Dolayısıyla agronomik özelliklerin belirlenmesi ve haritalama, takip, ilaçlama, tohumlama ve hatta toplama adına insansız hava araçlarının kullanımı oldukça önemlidir. Tarımsal faaliyetleri yapılandırılmasında en önemli husus spektral kameralara sahip olan bu cihazlarla birlikte ilgili toprakların 2D veya 3D görüntüleme ve haritalarının çıkarılması, toprak koşulları ve mahsüllerin durumu hakkında model geliştirmeleri ve verimliliklerini tespit etme gibi konularda çağın ötesinde faydalar sağlanabilmektedir. Guillén-Climent ve ark. (2014) İHA görüntülerini kullanarak radyasyon tespitinde bölgesel çeşitlilikleri belirleyen yüksek çözünürlüklü haritalar elde etmişlerdir. Bu haritalar da, bölgelerin agronomik kontrolünü sağlamada ve meyve kalite alanlarının ayrılmasında kullanılmıştır. Gel gelelim bu çalışmaların sadece tarımsa verimlilik ya da kar oranını yükseltme amaçlı olarak ele alınması beklenemez. Tam tersine doğa dostu, vatanseverlik ve dünyaseverlik bilinciyle gezegenmizi korumak ve zararları önlemek adına da sorumluluğumuz söz konusudur. Bu hususta Dr. Yaşam AYAVEFE ve ekibi farklı ülkelerin topraklarını yeşertmek, korumak, yangınları söndürmek ve orman yüzölçümünü arttırmak adına yararlanabilmesi için dron temelli yeşil politika araçları üretmek için kolları sıvamıştır. Çünkü bu araçların kullanımı tarımda gereksiz pestisit kullanımını azaltmak (Pyo, 2006; Luck ve ark., 2010), bitki çeşitliliğini korumak ve sürdürülebilir kalkınma hedeflerine ulaşmak, orman oranını arttırmak gibi hayati imkanlar vadetmektedir. Pan ve ark. 2016 yılında narenciye çiftliklerinde çeşitli yüksekliklerden ilaç püskürterek optimum seviyeyi belirlemek için İHA’larla çalışmışlardır. Faiçal ve ark. 2014 yılında yaptıkları çalışmalarında bu olumsuz etkileri ortadan kaldırabilmek için bir algoritma geliştirmişlerdir. Bu yazarlara göre İHA yerdeki kablosuz sensör ağından verileri almakta ve aldığı bu bilgiler sonucunda, rüzgarın şiddeti ve yönüne göre ürüne pestisit ve gübre uygulaması yapmaktadır. Böylelikle bu girdilerin fazla kullanımının önüne geçilmektedir.

İHA’lar vasıtasıyla bitki ekim çalışmalarında daha etkin ve verimli yapılabilmesi mümkündür. Örneğin, geniş  ve düzensiz olan çeltik tarlalarında İHA’larla çalışmak uygun görünmektedir (Salaan ve ark., 2019). Zor arazilerde ağaçlandırma veya farklı ağaç türlerini dikebilmek adına insansız hava araçlarından yararlanılması önemli faydalar sağlamaktadır.

Teknolojinin tüm bu alanlardaki entegrasyonu özellikle tarıma yönelik duyarlılık ve verimliliği ifade eden hassas tarım uygulamaları adına da kullanılabilmektedir. Hassas tarım uygulamaları sayesinde arazi morfolojisi ve ürünün yetişmesi ile ilgili verilere erişebilmek için en uygun yönetim stratejisi planlanıp uygulanabilir. Ürün yetiştiriciliği için en önemli bilgiler ise besin durumu, yabancı ot istilası, hastalık ve su yönetimidir. Tarla bitkilerine azotlu gübre uygulanması, bitkinin büyümesini, canlılığını, rengini ve verimini belirlediği için oldukça büyük öneme sahiptir. Ürünün azot mevcudiyetini, optik aletlerle ölçmek mümkündür. Çoğu yaprak azot klorofil moleküllerinde bulunduğundan, yaprak azotu ile yaprak klorofil içeriği arasında güçlü bir ilişki vardır ve bunun için de yapraklardaki azotu ölçerek mahsulün bitkideki azot durumu tahmin edilebilmektedir. Bu nedenle, üreticilerin üretim hedeflerine ulaşmasını sağlamak için ürün yetiştirme sezonu süresince, ürünün azot miktarını izleyebilen yüksek çözünürlükte sensörler kullanmak yararlı bilgiler verebilmektedir (Agüera ve ark., 2011). İHA’lardan elde edilen görüntülerden tespit edilen veriler ile bitkinin gerçek besin maddesi ihtiyacını belirlemek hem daha ekonomik olması yanı sıra hem de çevre şartları açısından daha önemli bulunmaktadır.

Araştırmacılar tek tek ağaçların ve ağaç sıralarının 3 boyutlu geometrik özelliklerini hesaplamak için, İnsansız Hava Aracı (İHA) teknolojisi ile Dijital Yüzey Modellerinin oluşturulmasını tekniğini ve nesne tabanlı görüntü analizi tekniklerini kullanmışlardır (Torres-Sánchez ve ark., 2015). Elde edilen sonuçlara göre de İHA teknolojisi ile elde edilen sonuçlar hem tek ağaçta hem de ağaç sıralı ağaçlandırmalarda başarılı sonuçlar elde etmişlerdir ve alan ölçümü konusunda yaklaşık % 97'ye varan doğruluk tespit ederlerken, ağaç yüksekliklerinin ve taç genişliklerinde tarla içi tahminlerine kıyasla çok ufak sapmalar bildirmişlerdir. Yani bizler geleneksel ağaçlandırma yaklaşımlarında yüksek hata payı ile çalışırken insansız hava aracı temelli uygulamalarda yüksek başarı oranı ve düşük hata oranıyla bir dronun görebileceği kadar kuş uçuşu alana hakim olabiliyoruz.

Üstelik insansız hava araçları düşük karbon emisyonu ile geliştirilerek ve çevresel hassasiyete uygun olarak yazılım ve donanım geliştirme yatırımları ile her geçen gün daha çok verimlilik sağlamaktadır. Gelişen İHA sistemleri ve bunlara takılı kameralar ile akıllı tarım uygulamalarında belirtilen birçok alansal bazlı karar veren uygulamalar  için kullanımlar başlamıştır. Özellikle gelişmiş ülkelerde yapılan birçok araştırmada İHA bağlı veri elde ederek yapılan tarımsal faaliyetlerde önemli verim artışları ve çevresel kazançlar sağladığı belirlenmiştir. Bu teknoloji sayesinde insan ve işgücüne olan bağımlılık azalmakla birlikte daha doğru, daha hızlı, düşük maliyetli, daha az pestisit kullanımı ile daha verimli ürün elde edinimi sağlanmaya başlanmıştır.  

KAYNAKÇA

Guillén-Climent, M.L., Zarco-Tejada, P.J., Berni, J.A., North, P.R. and Villalobos, F.J. (2012). Mapping radiation interception in row-structured orchards using 3D simulation and high-resolution airborne imagery acquired from a UAV, Precis. Agricult.,13 (4): 473–500.

Agüera, F., Carvajal, F., Pérez, M. (2011). Measuring sunflower nitrogen status from an unmanned aerial vehicle-based system and an on the ground device. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, (s. 33-37). Zurich.

Pyo, S. (2006). Actual state of pesticide management and rate of complaints of prevalency subjective symptom in some farmer,’’ M.S. thesis, Occupational Health Graduate School Public Health, Yonsei Univ., Seoul, South Korea.

Salaan, C.J., Tadakuma, K., Okada, Y., Sakai, Y., Ohno, K. and Tadokoro, S. (2019). Development and experimental validation of aerial vehicle with passive rotating shell on each rotor. IEEE Robot. Autom. Lett., vol. 4, no. 3, pp. 2568–2575, Jul.

Torres-Sánchez, J., Peña, J.M., Castro, A.I. de and López-Granados, F. (2014). Multi-temporal mapping of the vegetation fraction in early-season wheat fields using images from UAV. Comput. Electron. Agricult., 103: 104–113.

Luck, J., Pitla, S.K., Shearer, S.A, Mueller, T.G., Dillon, C.R., Fulton, J.P. and Higgins S.F. (2010). Potential for pesticide and nutrient savings via map-based automatic boom section control of spray nozzles. Comput. Electron. Agricult., 70 (1): 19–26.