Dikey hidroponik, akuaponik, aeroponik tarım teknikleri – Dikey tarım küresel iklim değişikliğinin getirmekte olduğu gıda krizini hafifletebilir mi?
Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi’ne göre “İklim değişikliği”, karşılaştırabilir zaman dilimlerinde gözlenen doğal iklim değişikliğine ek olarak, doğrudan veya dolaylı olarak küresel atmosferin bileşimini bozan insan faaliyetleri sonucunda iklimde oluşan değişiklik olarak tanımlanır.(2002)[1] İnsan kaynaklı pek çok sebebi olan iklim değişikliği aynı zamanda dünya üzerinde majör etkilere de sahiptir.
Bu etkiler sonucu karşılaştığımız en önemli sorunlardan biri de ”gıda krizi” olarak karşımıza çıkıyor. İklim değişikliği kaynaklı kuraklık, sıcaklıkların değişmesi ve zararlı ot ve hastalıkların yayılımının artması gibi nedenlerle mahsül verimleri her geçen gün azalmakta. Öyle ki mısır üretiminde 2050 yılına kadar çok büyük bir düşüş yaşanacağı aktarılıyor. Dünya buğday üretiminin yüzde 14’ünü karşılayan Hindistan’ın kuraklık nedeniyle riske gireceği paylaşılıyor. 3,5 milyardan fazla insanın günlük kalorisinin yüzde 20’sini ve daha fazlasını karşılayan pirincin üretiminin ise 2050 yılına kadar yüzde 11 azalacağı öngörülüyor. Patates üretiminin de yine 2050 yılına kadar yüzde 9 oranında azalacağı aktarılıyor. Son 20 yılda hava sıcaklıklarındaki yüksek artışlar nedeniyle üretimi yüzde 43 oranında azalan muzun da daha fazla tehlikeye girebileceği paylaşılıyor. Düzenli yağışların azalmasıyla kakao ve kahve üretiminin de risk altında olduğu paylaşılanlar arasında. Hatta dünyada kahve üreticiliğinde ilk sıralarda gelen Etiyopya’nın, 2030 yılına kadar üretim hacminin yüzde 25’ini kaybetme potansiyeline sahip olduğu aktarılıyor.(2022) [2]
Verimin azalmasının yanı sıra iklim değişikliğinin gıdalarda besin değerlerinin de önemli ölçüde düşmesine sebep olması bekleniyor. Özellikle yüksek sıcaklıkların ve havadaki artan karbondioksit oranlarının mahsullerdeki besin değerlerini azaltacağı araştırmacılar tarafından dillendiriliyor. Buğday, pirinç ve soya gibi besinlerdeki protein, demir ve çinko oranlarının iklim değişikliğinin etkileri nedeniyle azalması, özellikle gıda çeşitliliğinin az olduğu ve insanların beslenmek için bir ve ya iki temel besin maddesine bağımlı olduğu fakir yerlerde gıdaların bulunabilirlik oranlarının yanı sıra besleyiciliği konusunda da risk teşkil ediyor. (2022)[2]
Verimin azalmasının yanı sıra iklim değişikliğinin gıdalarda besin değerlerinin de önemli ölçüde düşmesine sebep olması bekleniyor. Özellikle yüksek sıcaklıkların ve havadaki artan karbondioksit oranlarının mahsullerdeki besin değerlerini azaltacağı araştırmacılar tarafından dillendiriliyor. Buğday, pirinç ve soya gibi besinlerdeki protein, demir ve çinko oranlarının iklim değişikliğinin etkileri nedeniyle azalması, özellikle gıda çeşitliliğinin az olduğu ve insanların beslenmek için bir ve ya iki temel besin maddesine bağımlı olduğu fakir yerlerde gıdaların bulunabilirlik oranlarının yanı sıra besleyiciliği konusunda da risk teşkil ediyor. (2022)[2]
Tüm bu risklerin yanında gıda üretimini ve ekimi arttırmak da bu sorunu çözmek için iyi bir yol gibi gözükmüyor çünkü gıda endüstrisi WWF verilerine göre bu gün bile tek başına sera gazı emisyonlarının %30′ undan sorumlu.[3] Ekimi arttırmak ve daha fazla üretim yapmaya kalkmak su kullanımını, sera gazı salımını, tarımsal ilaç kullanımını, iş gücü gereksinimini, enerji ihtiyacını ve daha pek çok üretimsel gereksinimi arttırarak çevresel pek çok sorunla mücadele etmeyi zorlaştıracaktır. Zaten iklim değişikliği kaynaklı neredeyse hiçbir sorunun çözümü üretimi arttırmaktan değil aksine kaynakları gerektiği ölçüde ve doğru şekillerde kullanarak tüketimi en aza indirmekten geçiyor. Bu yüzden gıda krizi ile başa çıkmak için de insanlık yaşam biçimini yeniden gözden geçirmeye, yeni yöntemler denemeye ve teknolojiler geliştirmeye muhtaç.
Bu noktada da umut vaat edebilecek yenilikçi yaklaşımlardan biri olan topraksız dikey tarım teknikleri ile karşılaşıyoruz. Peki bu teknikler nelerdir, nasıl çalışırlar ve ne gibi avantajları vardır?
Topraksız dikey tarım tekniklerine baktığımız vakit bizi üç farklı tekniğin karşıladığını söyleyebiliriz. Bunlar Aeroponik, Akuaponik ve Hidroponik dikey tarım teknikleridir. Her tekniği kendine has özellikleriyle birlikte avantajları ve dezavantajları bulunmaktadır.
Aeroponik Dikey Tarım Tekniği
NASA tarafından 1990′ lı yıllarda uzayda bitki yetiştirmek için keşfedilen bu teknikte bitkiler kökleri havada olacak şekilde raflarda askıda bulunur. Düzenli aralıklarla bitkinin ihtiyaç duyduğu maddeler, gerekli maddeleri içeren bir sıvı çözeltinin sislendirilmesi ve adeta bu sis ile bitki köklerinin tütsülenmesi metoduyla bitkilere sağlanır. Hidroponik ve Aquaponik tekniklerde olduğu gibi bitkilerin bir su ortamında bulunmamasından ötürü daha az su kullanıldığı için Aerophonik teknik en sürdürülebilir dikey tarım metodu olarak kabul edilir. Buna karşın sistemin kullanım alanları diğerlerine nazaran şimdilik daha dar ve uygulaması daha karmaşıktır.
Aquaponik Dikey Tarım Tekniği
Topraksız tarım ve su ürünleri yetiştiriciliğinin harmanlanarak dışarıdan en az eklemeyle sistemi devam ettirmeyi hedefleyen bu teknikte sistem bir balık tankı ve bu tanka bağlı bitkilerin ekili olduğu bir dizi dikey su hattından oluşur. Tankta canlılar yaşamsal atıklarını suya bırakırlar. Bu atıklar amonyak formundadır, sudaki amonyak önce nitrite ardından da nitrata dönüştürülür ve ardından zengin atık su bitkilerin ekili olduğu hatta verilir. Kökleri su içinde bulunan bitkiler ise gerekli olan maddeleri çeşitli minerallerin de katıldığı bu sudan alarak büyürler. Ancak tamamen kontrollü bir sistem olmaması ve beraberinde ilgilenilmesi gereken bir su ekosistemi gibi sebeplerden ötürü Hidroponik sistemlerden daha az tercih edilir.
Hidroponik Dikey Tarım Tekniği
Tamamen kontrollü bir ortam kullanılan bu teknikte ise bitkiler aynı aquaponik sistemde olduğu gibi bir su hattında yetiştirilir ancak bu kez su, balık tankı tarafından değil direkt insan ve ya otonom bir sistem tarafından zenginleştirilir. Bu sayede bitki ihtiyaç duyabileceği tüm maddeleri kolaylıkla alabilir, bu da verimliliğe pozitif katkı yapar, bunun yanı sıra mahsül alma hızı da artar. Tamamen kapalı ve kontrollü bu sistemde toprak bulunmadığı ve dişarıdan istenmeyen bir etki de olmadığı için bitki hastalıkları ve gıda kaybı gibi durumlar neredeyse sıfırlanır. Aeroponik sistemlerden daha pratik, aquaponik sistemlere göre daha kontrollü ve geleneksel tarıma göre pek çok avantajı bulunan bu teknik en yaygın ve verimli dikey tarım yöntemidir.
Peki bu tekniklerin geleneksel tarıma göre avantajları nelerdir ve gerçekten iklim değişikliği kaynaklı gıda krizini hafifletebilirler mi? Bu soruya cevap verirken de geleneksel tarımdaki bazı sorunlara ve üretilen gıda kaybının sebeplerine bakmamız gerekiyor.
Öncelikle bahsi geçen tekniklerden Aeroponik sistemin diğerlerine nazaran daha az su kullandığından bahsetmiş olsak da her üç sistem de geleneksel tarıma göre %90 civarında su tasarrufu sağlamış oluyor. Aynı zamanda bu sistemlerde bitkinin ihtiyacı olan maddeler suya verildiği ve sudaki maddeler tamamen bitkilerce kullanıldığı için gübreleme gereksinimi de %90 gibi ciddi bir miktarda azalıyor. Bu gübreler toprağa kontrolsüzce saçılmadığı için de hem gübre tasarruf ediliyor hem de toprak korunmuş oluyor. Bu açıdan bakıldığında hem su tasarrufu yapması hem de toprağı koruması dolayısıyla bu sistemler geleneksel tarıma göre çevreye daha az olumsuz etkide bulunuyor.
Çevreye daha az etkide bulunurken de tam kapalı, toprak kullanılmayan bir sistem olduğu için topraktan ve dış kaynaklardan gelebilecek pek çok bakteri ve bitki hastalığı ürünlerden uzak tutularak, bu sebeplerden kaynaklı bitki kayıpları engellenebiliyor. Aynı zamanda bitkiye ihtiyaçları bilinerek kontrollü biçimde su ile sağlanan maddeler sayesinde de hem bitki gerekli maddeleri tam olarak alabildiği hem de bu maddelere ulaşmak için stres yaşamadan kolayca ulaşabildiği için karmaşık bir kök yapısı geliştirme zahmetine girmiyor. Bu sayede çok daha kolay büyüyor, bu yüzden bu tekniklerde hem daha hızlı verim alınıyor hem alınan ürünlerin besin değerleri daha yüksek oluyor hem de sayıca ekilen tohuma göre alınan mahsül oranı artış gösteriyor. Ek olarak kapalı alanlarda gerçekleştirilen bu tekniklerde 4 mevsim boyunca tarım yapılabiliyor.
Bu tekniklerin bir diğer avantajı ise üretim alanları oluyor. Dikey olarak askıda ve ya askıdaki kanallarda gerçekleştirilen bu tarım teknikleri sayesinde geniş düzlüklere ihtiyaç duyulmadan bina içleri, yer altı tarım tesisleri, nakliye konteynırları, bina cepheleri gibi pek çok yerde bitki yetiştirilebiliyor. Bu sayede tarım alanları daha az yer kaplarken tarım arazisi oluşturmak için doğal alanların yok edilmesine gerek kalmıyor. Büyük şehirler gibi tarım alanı bulmanın güç olduğu noktalarda da bitki yetiştirilebiliyor.
Bu tekniklerde bitkiler şehirlerde yetiştirilebildiği için de lojistik kayıplarını, maliyetlerini ve emisyonlarını da önemli ölçüde azaltabiliyor. WWF verilerine göre bu gün üretilen gıdanın %40 gibi büyük bir kısmı tüketilemeden kaybediliyor. [3] TÜSİAD’ ın 2020 yılındaki raporunda da FAO verilerine dayandırdığı üzere az gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerdeki kayıpların %40’ı lojistik süreçlerinde(depolama, nakliye ve paketleme) meydana gelmekte. [4] Topraksız dikey tarım teknikleri sayesinde tarım şehirlerde yapılarak bu süreçler ortadan kaldırıldığında ise hem bu kayıplar engellenmiş olacak hem de lojistik kaynaklı emisyonlar azaltılarak maliyetlerde düşüşler görülebilecek.
Bu avantajların yanı sıra iş gücü ihtiyacını %50 oranında azaltırken ürünlerde renk, tat, boyut ve kalite gibi değerlerde standardizasyonu sağlayan bu teknikler elektrik tüketiminin fazla olması gibi de bir dezavantaja sahipler.
Tüm bu avantajları sayesinde gıda krizine çözüm olma potansiyeli taşıyan bu teknikler her geçen gün dünyada daha fazla yatırım alarak büyüyen bir pazar oluşturmakta. Ancak sahip oldukları fazla elektirik tüketimi, şimdilik tüm ürünlerin yetiştirilememesi ve ilk edinim maliyetlerinin yüksek olması gibi dezavantajların da hatırlanmalı. Ek olarak çevresel kaynaklı sorunların hiç birinin çözümünün yalnızca yeni teknolojiler, teknikler ve ya alanlar bulmakta olmadığı bu yeniliklerin de kendi içlerinde sorunlara sahip olabileceği ve nihai çözümün doğa ile uyumlu bir yaşam biçimi edinmekte olduğunu göz önünde bulundurarak bu tekniklerin son derece umut vaat eden metotlar olduğu da söylenebilir.
