Topraksız tarım; bitkilerin gelişimi için gerekli olan bitki besin elementleri ve suyun kök bölgesinde, toprak dışında farklı katı, sıvı ya da gaz ortamlar kullanılarak bitki yetiştiriciliğinin yapıldığı gelişmiş üretim tekniği olarak tanımlanabilir. Topraksız üretim sistemleri ile yapay bir ortamda, bitkilere fiziksel desteğin yanında, en uygun hava, su ve besin maddesi dengesinin sağlanması amaçlanmaktadır.
Bitkilerin toprakta yetiştiğini hepimiz biliyoruz ama toprak nedir?
Toprak, insanlığın kesinlikle en bol bulunan yetiştirme ortamıdır. Aynı zamanda, toprak bitkilerin büyümesi için gerekli olan tipik makro ve mikro besinleri de içerir. Su topraktan geçerken besin maddelerini de beraberinde bitki köklerine götürür. Hidroponik gibi bir topraksız tarım uygulamasında, bir su deposunda önceden karıştırılmış olan aynı besin maddelerinin yüksek düzeyde oksijenle birlikte verimli bir şekilde bitki köklerine iletilmesi sözkonusudur. Topraksız tarım denildiğinde açıklanacak çok şey olmakla birlikte, biz bu makalede esas olarak kullanılan tipik hidroponik yetiştirme yöntemlerine, bunların avantajlarına ve biraz da akuaponik ve organik yöntemlere odaklanacağız.
TOPRAKSIZ TARIMIN SAĞLADIĞI AVANTAJLAR
Daha hızlı büyüme: Daha optimize edilmiş bir besleme planı, yılda daha fazla büyüme döngüsü, daha fazla verim, daha fazla yiyecek anlamına gelmektedir.
Su ve besin kullanımında büyük tasarruf: Döngüyü kapalı hale getirerek ve suyu sistem içerisinde geri dönüştürerek hidroponik, genellikle toprak bazlı yöntemlere göre en az %90 daha az su kullanarak üretim sağlamaktadır. Geleneksel dış mekan toprak çiftliklerinde suyun ve besin maddelerinin büyük bir kısmı israf edilmektedir. Çünkü, aslında, geleneksel tarım yöntemlerinde kullanılan suyun yalnızca küçük bir kısmı köklere ulaşmakta, geri kalanı ya buharlaşmakta ya da yerel su kaynaklarına gitmektedir.
Kontrollü Çevre Tarımı (Controlled Environment Agriculture-CEA): CEA, bir çiftliğin yetiştirme ortamındaki sıcaklığı, nemi, hava akışını ve ışığı optimize eden bir tarım yöntemidir. Seralar veya kapalı dikey çiftlikler kullanarak çalışan yetiştiriciler, dünyanın herhangi bir yerinde, yılın 365 günü en uygun yetiştirme koşullarını yaratabilme imkanına sahip olurlar. Topraksız tarımın en geniş kullanım amacı da böyle bir imkanın yaratılmasıdır. Kontrollü bir ortamda gerçekleştirilen yetiştiricilik, aynı zamanda bir çiftliğin mahsul zamanlamasını tahmin etme, yüksek kaliteli bitkiler yetiştirme ve yüksek gıda güvenliği standartlarını koruma yeteneğini de büyük ölçüde geliştirmektedir. Başınızın üzerinde uçan kuşlar, tarlalarda yuva yapan hayvanlar ve pestisitler olmadan üretimin mümkün hale gelmesinden söz ediyoruz. Birçok CEA çiftliği, herhangi bir haşere sorununu önlemek veya bunlarla baş etmek için entegre haşere yönetimini (yırtıcı böcekler) kullanmaktadır. Böyle bir çiftlikte, üretim nitelik ve kapasitesi hava durumundan bağımsızdır. Ancak, buna karşılık enerji tüketimi geleneksel çiftliklere göre daha yüksek olacaktır (aydınlatma ve HVAC nedeniyle).
Daha esnek yer seçimi imkanı: Böyle bir çiftlik, son tüketiciye önemli ölçüde daha yakın olabilir ve olmalıdır; son tüketiciye yakınlık teslimatın karbon ayak izini azaltır ve ürünün tazeliğini artırır. Toprağın verimliliğine bağımlılık ortadan kalktığından bu tür yetiştiricilik her yerde yapılabilmektedir.
Önemli ölçüde daha az alan kullanımıyla yüksek verimli üretim: Yığılmış veya dikey sistemlerde metrekare başına verim büyük ölçüde artmaktadır. Tarım arazilerini sulak alanlara, ormanlara veya diğer önemli doğal ekosistemlere genişletmeye gerek kalmadan, artan nüfusa yetecek kadar gıda yetiştirmek açısından bu husus çok önemlidir.
TOPRAKSIZ TARIM SİSTEMLERİ
Topraksız tarım ya da diğer adıyla Hidroponikte, büyüyen bir operasyonun en uygun şekilde kişiselleştirilmesine olanak tanıyan çeşitli teknikler vardır. İster elle sulayan bir hobi yetiştiricisi olun, ister devasa bir ticari çiftlik kurmayı planlayın, hedeflerinize mükemmel şekilde uyan bir yetiştirme tekniği mutlaka vardır. Hidroponik yetiştiricilik uygulamalarının en iyi yanı, mevcut tekniklerden yalnızca birini seçmek zorunda olmamanızdır. Yeterli alana sahipseniz bu tekniklerin herhangi birini veya tümünü birlikte kullanabilirsiniz.
Derin Su Yetiştiriciliği (Deep Water Cultur-Deep Water Cultivation-DWC)
Derin Su Yetiştiriciliği
Basitçe söylemek gerekirse, bunlar devridaim suyu üzerinde yüzen bitkilerdir. Bunu yapmanın birçok yolu olmakla birlikte, genellikle strafor yalıtım levhaları (122 cm x 244 cm) üzerinde yapılmaktadır. Seçilen yetiştirme ortamının boyutuna göre tahtalara konik delikler açılarak, buralara yerleştirilen çimlenmiş bitkilerin köklerinin, hasat edilene kadar yaklaşık 180 – 500 cm’lik iyi oksijenlenmiş bir besin çözeltisi içinde beslenmesi şeklinde uygulanmaktadır. Çok fazla kök desteği gerektirmediğinden kısa boylu yapraklı yeşillikler ve şifalı bitkiler için mükemmeldir. DWC sistemleri, yapıları gereği sistemde önemli miktarda besinli su tuttuğundan, besin kimyası yönünden son derece istikrarlıdır. Bu nedenle, pompa arızalanması gibi durumlarda, bitki kökleri zarar görmeden önce meydana gelen arızanın giderilmesi için işleticilere yeterli zaman tanıyan güvenli sistemlerdir.
Besin Filmi Tekniği (Nutrient Film Technique-NFT)
Besin Filmi Tekniği
Bu çok yönlü teknik, drenaj amacıyla hafif bir açıyla kurulan ve köklere çok sığ bir su akışı sağlayan kanallar veya oluklar kullanmaktadır. Bunun bir zamanlayıcı ile veya sürekli bir akışla yapılması mümkündür. Çözeltinin içinde bulunduğu su deposunun en alt noktasında, bir dalgıç pompa ile optimum çözünmüş oksijen seviyeleri ve sudaki durgunluğun önlenmesi için genellikle hava taşları bulunur. Su kökleri doyurduktan sonra depoya geri akar. NFT, DWC gibi kısa boylu bitkiler için en iyisidir. Ancak, bu sistemler bitki başına çok daha az su tutar ve yetiştirme alanınız için daha kolay düzenlenebilir, temizlenebilir ve özelleştirilebilir.
Gelgit Sistemleri (Taşırma ve Drenaj-Ebb and Flow-Flood and Drain)
Gelgit Sistemleri
Gelgit sistemleri, su verilen ve sonra da boşaltılan bazı genişletilmiş kil topakları veya diğer kaya ortamları içeren küçük bir plastik kova kadar basit olabilir. Aynı zamanda, akuaponik bir sisteme büyük bir ortam dolu ana yatağın eklenmesi ve bunun sistemden gelen sıvı atıkla doldurulması kadar karmaşık da olabilir. Her durumda, yetiştirme tepsisi birkaç saatte bir geçici olarak besinli suyla doldurulur ve köklerin, besinli su deposuna tekrar geri dönmeden önce bu besinli suya batırılması sağlanır. Sağladıkları kök desteği ve oksijen seviyeleri nedeniyle, gelgit sistemleri hemen hemen her şeyin, özellikle de meyve veren mahsullerin yetiştirilmesi için mükemmeldir. Yalnızca, bu işlem nasıl yapılırsa yapılsın, kurulumun tüm bu ortamın ve suyun ağırlığını destekleyebileceğinden ve kapların tamamen boşaldığından emin olmanız gerekir. Gelgit sistemleri az bakım gerektirir ve yüksek verim sağlar.
Damlama Sistemi (Drip System)
Damlama Sistemi
Damlama sistemleri, bir zamanlayıcı üzerindeki bir pompanın her bitkinin tabanına ayrı ayrı çözeltiyi yavaş bir şekilde beslediği diğer bir yaygın ve basit tekniktir. Fazla çözelti rezervuara geri gönderilebilir veya toplanmayabilir. Yüksek su tutma özelliğine sahip yetiştirme ortamlarıyla (örn. Hindistan cevizi lifi, turba yosunu veya taşyünü) iyi çalışır. Sistem doğru çalıştığında, çok az bakım gerektirir ve yüksek verim sağlar, ancak damlama hatları tıkanabilir ve bu da bitkilerin kurumasına neden olabilir. Organik maddeler hatları çok daha hızlı tıkadığından sentetik besinler bu sistemler için mantıklı seçimdir.
Aeroponik (Aeroponics)
Aeroponik
Bu, havada asılı kalan köklerin hidroponik besin sıvısıyla buğulanmasının yenilikçi bir tekniğidir. Bu sistemler besin dağıtımı ve su kullanımı konusunda oldukça hassastır. Kendi sisteminizi tasarlıyorsanız aeroponik başlangıç noktası için çok uygun bir seçim olmayabilir. Çok küçük delikli sprey püskürtücülerin tıkanma ihtimalleri damlama sisteminden bile daha yüksektir. Ancak, bitki köklerini bol miktarda oksijen ile buluşturmada ve sağlanan yüksek oksijen seviyeleri ile daha hızlı büyüme konularında avantajlıdır. Kök odasına mükemmel bir ortam sağlayan, PVC çerçevelerden yapılmış uzun koniler kullanan A-çerçeve aeroponik sistemler yaygındır.
Fitilleme Sistemi (Wicking System)
Fitilleme Sistemi
Fitilleme sistemleri en temel ve pasif yetiştirme tekniğidir. Az bakım gerektirmesi nedeniyle yeni başlayanlar için en uygun çözümlerden biridir. Çözelti, fitiller aracılığıyla bir tepsiye ve ardından bitkinin kılcal damar hareketi yoluyla köklere iletilir. Hareketli parçaları yoktur ve hobi ölçeğinde harika çalışır. Fakat, besin kullanımı söz konusu olduğunda en verimli olan yöntem değildir.
Aquaponics ve Organik Hidroponik (Aquaponics and Organic Hydroponics)
Aquaponik ve Organik Hidroponik
Genellikle sanılanın aksine Hidroponik yeni bir buluş değildir; insanlık tarihi boyunca binlerce yıldır kullanılmış ve mükemmelleştirilmiştir. Topraksız tekniklerin ilkel örnekleri Çin’deki Yüzen Bahçelerde ve Babil’in Asma Bahçelerinde keşfedilmiştir. Bu uygarlıklar birçok durumda balık ve bitkileri aynı su kaynağında yetiştiren akuaponik yöntemini kullanmışlardır. Balık, aslında bitkiler için gübre sağlar ve bitki kökleri de balıklar için suyu filtreler. Balıklar bir tatlı su kaynağına yerleştirildiğinde solungaçları ve atıklarıyla (çiş ve katı dışkı) amonyak salarlar. Zamanla, suyun altındaki tüm yüzey alanında nitrifikasyon bakterileri (doğal olarak oluşan mikroorganizmalar) büyümeye başlar. Bu bakteriler, balık atıklarını nitritlere ve sonunda bitki besini olan nitratlara dönüştürür. Yani, akuaponik çiftliklerde aslında üç ayrı, eşit derecede önemli şey yetiştirilmektedir: bitkiler, balıklar ve faydalı bakteriler. Bitki ve balıkların doğru orantılanmasıyla akuaponik sistemler, gıda yetiştirmenin çok sürdürülebilir ve eğlenceli bir yolu olabilir.
Aquaponics’teki nitrifikasyon bakterilerinin aynısı, organik hidroponik uygulamalarda da gereklidir. Hidroponikte organik büyüme biyolojik olarak sentetik hidroponikten ziyade akuaponikle daha yakından ilişkilidir. Bu zor ve karmaşık bir süreç olabilir, bu nedenle birçok ticari ölçekli operasyonda sentetik hidrofonik yöntemler kullanılmaktadır. Bunun bir nedeni, akuaponik ve organik hidrofonik sistemlerde, sağlıklı ve canlı bir bakteri kolonisinin sürdürülmesinin zorunlu olmasıdır; bu nedenle suyun çoğunluğunun sterilize edilmesi ve yıkanması tavsiye edilmez ve sistemin genel sağlığına zarar verebilir. Suyunuzun “olgunlaşması” aylar sürebilir; bu, balık atığı veya organik besinler yoluyla ortaya çıkan amonyağın etkili bir şekilde nitratlara dönüştürüldüğünü söylemenin bir yoludur. Oksijen, bu sistemlerin tanımlayıcı unsuru olduğundan, anaerobik aktiviteyi (oksijen yokluğu) önlemek amacıyla, oksijen tüketen atıkların uzaklaştırılması için iyi bir akış hızına ve biyofiltrasyona sahip olmak önemlidir.
Özetleyelim; Topraksız tarım: bitkilerin gelişimi için gerekli olan bitki besin elementi ve suyun kök bölgesinde, toprak dışında farklı katı veya sıvı ortamlar kullanılarak bitki yetiştiriciliğinin yapıldığı gelişmiş üretim tekniği olarak tanımlanabilir. Topraksız üretim modeliyle, yapay bir ortamda, bitkilere fiziksel desteğin yanında, kök bölgesinde en uygun hava, su ve besin maddesi dengesinin sağlanması amaçlanmaktadır.
Topraksız tarım kültürünün yaygınlaşmasının en önemli nedenleri artan nüfus ve toprak kaynaklı sorunlardır. Dünyadaki hızlı nüfus artışı sonucu tarım topraklarının artan nüfusun gıda gereksinimini karşılamakta yetersiz kalacağı düşüncesi ilk sıradadır. 2050 yılında 9 milyarı geçecek dünya nüfusunun % 60-70 oranında daha fazla gıda gereksiniminin olacağı tahmin edilmektedir. Ülkemizde olduğu gibi dünyada da birçok ülkede tarıma açılabilecek topraklar son sınırına dayanmıştır. Toprakların erozyon, çoraklaşma ve yerleşim yeri olarak kullanılması gibi nedenlerle tarım dışına çıkarılması gittikçe yaygınlaşmaktadır. Özellikle toprak ve su kaynakları yetersiz ülkelerin gıda açısından dışa bağımlılıktan kurtulmak istemesi, genelde ise artan nüfusun gıda gereksinimini karşılamak, su ve gübre açısından daha az girdi ile daha yüksek verim almak amacıyla topraksız tarım önemli bir alternatif olarak ortaya çıkmıştır.
Topraksız tarım konusuna giriş mahiyetinde yayınladığımız bu yazımızın konuya ilgi duyan herkes için doğru ve açık bilgi içerdiğini düşünüyoruz.
KAYNAKÇA VE DAHA FAZLA BİLGİ İÇİN:
Soilles Agriculture: An In-Depth Overview; Adam French ve Eric Roth; Agritecture, iklim dostu tarıma, özellikle de kentsel ve kontrollü çevre tarımına odaklanan bir danışmanlık hizmetleri ve teknoloji firmasıdır; https://www.agritecture.com/blog/2019/3/7/soilless-agriculture-an-in-depth-overview
Artan nüfus ihtiyaçları ve toprak sorunlarına alternatif çözüm-topraksız tarım; tarım ve Orman Dergisi; Ayşegül Ulucan Şahin; 3.1.2020; http://www.turktarim.gov.tr/Haber/398/artan-nufus-ihtiyaclari-ve-toprak-sorunlarina-alternatif-cozum-topraksiz-tarim
