Akıl yürütme ve öğrenme gibi insan’a özgü bilişsel işlevler gerçekleştiren yapay zeka (AI) teknolojisi , dünyanın tarım sistemini yeniden şekillendirmeye yardımcı olma potansiyeline sahiptir.
• Gıda talebinin artmasıyla birlikte dünya su tüketimini yönetmeli.
• Eşi benzeri görülmemiş miktarda tarihsel veri artık çiftçilerin kullanımına sunulmuştur.
• Bitki davranışının yapay zeka analizi, sulamanın ince ayarını sağlayan güçlü bir araçtır.
Sulama yoluyla suyun optimal kullanımı, her zaman tarımın evrimi ve başarılı çiftçilikle ayrılmaz bir şekilde bağlantılı olmuştur. Ancak, teknoloji ve altyapı genel giderleri için standart bir maliyet-fayda analizinin yanı sıra doğal su kaynaklarının verimli bir şekilde yönetilmesi hassas bir dengeleme eylemidir.
Özellikle tarımın küresel su kullanımının %70'inden fazlasını oluşturduğu tahmin edildiğinden, su tüketimini azaltmanın önemi çok büyük . Gıda taleplerinin artmasıyla birlikte, bu talebi karşılamak için su kullanımının ek %15 artması bekleniyor.
Suyu sürdürülebilir bir şekilde yönetmek, gıda ve tarımın geleceğinin anahtarıdır
Tarımsal üretim, büyük ölçüde suya bağımlıdır ve giderek artan bir şekilde su risklerine maruz kalmaktadır. Aynı zamanda en büyük kullanım sektörü ve önemli bir su kirleticisidir. Bu nedenle, tarımın su yönetiminin iyileştirilmesi, sürdürülebilir ve üretken bir tarımsal gıda sektörü için önemlidir.
Tarımın gelecekte artan su riskleriyle karşı karşıya kalması bekleniyor
Son yıllarda, dünyanın dört bir yanındaki tarım bölgeleri, kapsamlı ve artan su kısıtlamalarına maruz kaldı. Şili ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki büyük kuraklıklar, yüzey ve yeraltı suyu rezervlerini azaltırken tarımsal üretimi etkiledi. Sel veya tropik fırtınalar gibi aşırı hava olaylarının da daha sık olması bekleniyor. İklim değişikliğinin yağış ve yüzey suyu kaynaklarındaki dalgalanmaları artırması, kar yığınlarını ve buzulları azaltması ve mahsulün su gereksinimlerini etkilemesi öngörülmektedir.
Bu değişikliklerle birlikte, birçok bölgedeki çiftçiler, artan kentsel nüfus yoğunluğu ve enerji ve sanayi sektörlerinden gelen su talepleri nedeniyle tarım dışı kullanıcılardan gelen artan rekabetle karşı karşıya kalacak. Ayrıca, kirletici faaliyetlerin artması, yükselen deniz seviyelerinin neden olduğu tuzlanma ve yukarıda belirtilen su kaynağı değişiklikleri nedeniyle su kalitesinin birçok bölgede bozulması da kaçınılmazdır..
Bu su sorunlarının, suya son derece bağımlı bir sektör olan tarımı güçlü bir şekilde etkilemesi ve özellikle belirli ülke ve bölgelerde yağmurla beslenen ve sulanan mahsullerin ve hayvancılık faaliyetlerinin üretkenliğini baltalaması bekleniyor. Bu değişiklikler, piyasaları, ticareti gıda güvenliğini daha fazla etkileyebilir. Gelecekteki su riski sıcak noktalarına ilişkin bir OECD değerlendirmesi (An OECD assessment of future water risk hotspots), daha fazla eylem yapılmazsa, Kuzeydoğu Çin, Kuzeybatı Hindistan ve Güneybatı Amerika Birleşik Devletleri'nin yerel ve küresel yansımaları ile en ciddi şekilde etkilenen bölgeler arasında olacağını öngörüyor. Küresel bir simülasyon, önlem alınmadığı takdirde, özellikle Kuzeydoğu Çin, Kuzeybatı Hindistan ve Güneybatı Amerika Birleşik Devletleri'ndeki su risklerinin önemli üretim, fiyat ve ticaret sonuçları olabileceğini göstermektedir. Tarımsal su riskleri ayrıca daha geniş sosyo-ekonomik ve gıda güvenliği endişelerine neden olabilir. Çiftçiler, tarımsal gıda şirketleri ve devletlerin tümü, sıcak noktalarda su risklerine yanıt vermede rol oynayabilir.
Tarım su risklerine hem katkıda bulunur hem de karşı karşıya kalır
Zira tarım bu değişikliklerden etkilendiği kadar, birçok bölgede su kaynaklarının önemli bir kullanıcısı ve kirleticisi olarak da soruna katkıda bulunmaktadır. Bu nedenle, tarım, bu zorlukların ele alınmasında merkezi bir role sahiptir.
Sulu tarım, küresel olarak en büyük su kullanıcısı olmaya devam ediyor ve çoğu ülkedeki çiftçilerin kullandıkları suyun tam maliyetini ödememesi gerçeğiyle cesaretlendirilen bir eğilim. Tarımsal sulama, dünya çapında su kullanımının %70'inden ve birçok OECD ülkesinde %40'ından fazlasını oluşturmaktadır. Sulama için yoğun yeraltı suyu pompalama, akiferleri tüketir ve olumsuz çevresel dışsallıklara yol açarak sektör ve ötesinde önemli ekonomik etkilere neden olabilir. Ayrıca tarım, su kirliliğinin önemli bir kaynağı olmaya devam etmektedir; tarımsal gübre akışı, pestisit kullanımı ve hayvancılık atıklarının tümü, su yollarının ve yeraltı sularının kirlenmesine katkıda bulunur.
Devletler su sorunlarıyla yüzleşmek için ne yapmalıdır?
Önümüzdeki zorluklar hem son derece karmaşık hem de yerel olarak çeşitlidir. Politika yapıcıların tarım sektörü tarafından su kullanımının genel verimliliğini artıran, sektörün tatlı su kaynakları üzerindeki etkisini azaltan ve su risklerine karşı dayanıklılığını artıran çabalara odaklanması önemli olacaktır. Bu amaçla, OECD, her biri belirli su kaynakları sistemlerine uyarlanmış farklı seviyelerde çoklu politika yanıtlarını savunmaktadır.
Su risklerine dayanıklı, daha sürdürülebilir ve üretken bir tarım sektörüne geçişi kolaylaştırmak için devletler çiftlikte, havzada ve ulusal düzeyde:
(1) mevcut su düzenlemelerini güçlendirmeli ve uygulamalı,
(2) su kullanımlarını iyileştirmek ve kirletici tarımsal girdilerin kullanımını daha iyi yönetmek çiftçiler için teşvikler oluşturmalıdır,
(3) ve aşırı su kullanımını ve kirletici faaliyetleri destekleyen politikaların kaldırılmasını hayata geçirmelidir.
Politika yapıcılara bu zorluğun üstesinden gelmede yardımcı olmak için, OECD analizi ve göstergeleri, politika yanıtlarının formüle edilmesine , gerekli politika değişikliklerinin yapılması için yolların tanımlanmasına ve tarımı sürdürülebilir su yönetimine yönlendirmek için bunların uygulanmasını kolaylaştırmaya katkıda bulunur. OECD'nin tarım ve su konusundaki çalışmaları , 2016 OECD Su Konseyi Tavsiyesinde de (2016 OECD Council Recommendation on Water) vurgulanmıştır .
OECD ayrıca, 2017’de G20'de Tarım Bakanlarının, tarımın su kullanımını . su kalitesi üzerindeki etkisi ve su risklerine maruz kalmasını azaltma ve iyileştirmeye yönelik bir dizi önemli taahhüdü içeren “ Gıda ve su güvenliğine doğru: Sürdürülebilirliğin teşvik edilmesi, inovasyonun ilerletilmesi “ (Towards food and water security: Fostering sustainability, advancing innovation) başlıklı bir bildiri ve eylem planının kabul edilmesine yönelik çabalarını da destekledi .
Hassas tarım ve yapay zeka devrimi
Yetiştiricilerle birlikte teknoloji şirketleri, hassas tarım yöntemleri ve görünürlük araçlarıyla bu karmaşık sorunu çözmenin zorluğunu üstlendiler. Tarlada olduğu kadar serada da su verimliliğini artırmaya yönelik adımlar atan bir teknoloji alanı yapay zekadır (AI).
Gelişen teknolojiler, cihazlar ve platformlar, birden fazla kaynaktan benzeri görülmemiş miktarda veri toplamamızı ve bunlardan yararlanmamızı sağlıyor:
· tarihi yağış modelleri,
· havadan görüntüler,
· verim kayıtları,
· saha sensörleri ile şimdiye kadar erişebildiğimiz en doğru tahminlere dayalı "akıllı" kararlar vermemize yardımcı olacak piyasa talebinden hava durumuna kadar tahmin verileri.
Optimum sulama planlaması ve dağıtımı oluşturma
Aşırı sulanan veya su altında kalan alanları belirlemek çok önemlidir. Herhangi bir çiftçi veya tarım uzmanı için değerlendirmesi zor olabilen günlük bir görev, optimum verim ve kaliteyi elde etmek için doğru su miktarını belirlemektir. Bitkinin türüne bağlı olarak aşırı sulama da risk taşır. Örneğin, aşırı sulanan pamuk mahsulleri mahsulün değerini ortaya koyan pamuk çiçekleri yerine daha fazla yaprak büyümesine yol açacaktır.
Çiftçiler, maliyetleri kontrol altında tutarken, mahsulleri için verimi ve kaliteyi optimize edecek optimal bir sulama programı oluşturmayı hedefliyor. Evapotranspirasyon , bir bitkinin ihtiyaçlarına göre uyarlanmış bir sulama sistemi oluşturmak için kilit bir ölçü olmuştur. Arazi yüzeyinden buharlaşmanın toplamını ve bitkilerdeki terlemeyi içerir . Modern uydu görüntüleri ve hava durumu tahminleri, çiftçilerin evapotranspirasyon değerlendirmesini geliştirmesine yardımcı olur. Bununla birlikte, nesnelerin interneti (IoT) sensör teknolojisindeki gelişmeler , toprak ve hava verileriyle beraber buna ek olarak) bitkilerin davranışını ölçerek çok daha isabetli sulama kararları alınmasına yardımcı olur.
Güçlü Yapay Zeka (AI) algoritmları , uydu, uçak veya drone görüntülerinden gelen veri akışlarını işleyebilir ve analiz edebilir. Makine öğrenimi ve özellikle derin öğrenme algoritmaları, görüntülerden gelen verileri yorumlamamıza ve sulama sorunlarını ve haşereler gibi diğer sorunları ön plana çıkaran yapılanmaları belirlememize yardımcı olabilir. Görüntüler toprak ve bitki bazlı sensörlerle birleştirilirse, veriler bize sulama ihtiyaçlarının gerçek zamanlı olarak son derece doğru bir şekilde okunmasını sağlayabilir ve ayrıca potansiyel sorunlar hakkında bizi uyarabilir.
Sulama arızalarını veya sızıntılarını keşfetme
Suyu, özellikle kıt bir kaynak olduğu alanlarda israf etmek, dünya çapındaki çiftçiler ve gıda yetiştiricileri için büyük bir sıkıntı ve masraftır. Yelpazenin bir ucunda damla sulama gibi teknolojiler ve topraksız seralar gibi karmaşık kontrollü ortamlar bulunurken, bunlar maliyetli ve dolayısıyla kapsamlı tarım veya daha düşük değerli mahsuller için uygun olmayan teknolojiler ve sistemler içerir. Büyük ölçüde iyileştirilebilecek bir alan, sulama sistemlerindeki sızıntılar gibi arızaların tespit edilmesidir. Bu bağlamda bakılarak kırık bir ekipman parçası bulmak veya bir sızıntıyı tespit etmek için kişisel bir inceleme ile sonuca ulaşmanın zorluğu gözönüne alınırsa birbirleriyle bağlı cihazlar kullanılmasının nesnelerin interneti (IoT) yapılanmasında cihazları, bir şeyler yanlış veya şüpheli olduğunda yazılımın kendisinin uyarabileceği anlamına gelir Bu şekilde, bir sulama sensörü bir düzensizliği algılayabilir ve bununla ilgili ana sorun ve bağlantısını ortaya koyabilir.
Sıcaklıkların büyük ölçüde dalgalanabileceği bölgelerde de büyük tarım tarım arazilerinde sulamayı kontrol etmek en büyük zorluktur. Valley Insights gibi yapay zeka tabanlı araçlar kullanılarak , arazideki her bir tesisin termal görüntülemesi de dahil olmak üzere havadan sahadaki görsellere ve diğer verilere erişilebilinir , yakalanan görüntüler ve yapay zeka saha analizi, sorunlu noktaları tam olarak saptayan doğru uyarılarla hemen ilgilenilmesi gereken sulama sorunlarını belirler. Bu, çıplak gözle tespit edilmesi zor olan arıza veya sızıntılar gibi sorunların üstesinden gelinebileceği anlamına gelmektedir. Bu anlamda bakıldığında Yapay zekanın gücü , bir sorunu vurgulamanın ötesinde bir sulama düzensizliğinin nasıl giderileceğine dair bilgileri göstermektedir.
Otonom Yapay Zeka (AI) odaklı tarımın geleceği
Otonom otomobillerin tanıtılmasının bildiğimiz sürüşü değiştireceğine benzer şekilde, tarım ve çiftçilik, yapay zeka odaklı otonom araçların benimsenmesiyle on yıl içinde yeniden tanımlanacak. Bugün yapay zeka ve tahmine dayalı analitiğin işlevi çoğunlukla çiftçilerin karar verme süreçlerini bilgilendirmek olsa da, çok uzak olmayan bir gelecekte makineler otonom olarak çalışabilecektir.
Tarımdaki otonom makineler sadece mahsul gereksinimlerini hesaba katmayacak. Verimlilik kalitesi ve enerji maliyetleriyle ilişkili finansal hususlar gibi faktörlerin yanı sıra diğer parametreleri de dikkate alacak “zeka”ya sahip olacaklardır. Genel olarak sulama ve su tüketimi başlangıç için önemli bir yer olsa da, bu teknoloji aynı zamanda gübreleme ve mahsul koruma dahil olmak üzere diğer tarımsal işlemler için de bir temel taşı haline gelecektir.
Sonuç
Günümüzde, çoğu mahsul, su yollarını kirleten, toprakları ve tarımsal biyolojik çeşitliliği tüketecek uygulamalarla yetiştirilir, Yapay Zeka(AI) yardımı ile sulama, sentetik kimyasal gübrelerin toprağa uygulaması ve yoğun arazi kullanımı gibi geleneksel tarım uygulamaları daha yenileyici tarım uygulamaları ile değiştirilebilir.
Dronelardan, uzaktan algılayıcılardan, uydulardan ve akıllı çiftlik ekipmanlarından gelen veriler çiftçilere toprak, mahsul sağlığı ve hava koşulları hakkında değerli gerçek zamanlı bilgiler sağlar. Bu istihbarat, çiftçilere sulama, mahsullerin nerede yetiştirileceği, mahsul rotasyonlarının nasıl optimize edileceği ve bu mahsullerin ne zaman ekim, kompost ve hasat edileceği konusunda daha akıllıca karar vermeleri için yardımcı olur.
Veri odaklı yazılım ve AI çözümleri, pahalı ve zaman alan saha denemeleri yapmadan yenileyici tarım uygulamaları için çıktılar sunarak çiftçilerin sulama ve diğer tarımsal çalışmalarını daha etkin bir şekilde yönetmelerine yardımcı olabilir.
Bu bağlamda baktığımızda Yapay Zeka’nın sulama ve diğer tarımsal uygulamalarda kullanılmasıyla tarım sektöründe yaratacağı ekonomik değerin öneminin farkında olarak ülkemiz ekonomisinin gelişmesine katkı koyacak çalışmaların içinde olmakda sürdürülebilirliğimiz için önemli.
Ve bu önem Yapay Zeka (AI) desteklerinin tarladan sofraya Dünya’da Akıllı Tarım uygulamalarında bir çözüm ortağı olduğu günümüzde çok daha fazla üzerinde durulması gereken bir olgu olarak ülke olarak geleceğimizi şekillendirecek fayda sağlayıcı çalışmalar içinde olunmasını gerektirmektedir. Bu bizi önemli bir oyun kurucu olarak “Küresel Tarım” sektöründe geleceğe taşıyacaktır.
Sevgiyle ve Sağlıkla Kalın.
ncmozdmr
Kaynaklar
1. www weforum org/agenda/2021/01/ai-agriculture-water-irrigation-farming/
How AI will solve agriculture's water efficiency problems
15 Jan 2021
Raviv Itzhaky
Chief Technology Officer, Prospera Technologies
2. www oecd org/agriculture/topics/water-and-agriculture/
Water and agriculture
Managing water sustainably is key to the future of food and agriculture
3. www oecd-ilibrary org/agriculture-and-food/water-risk-hotspots-for-agriculture_9789264279551-en
OECD Studies on Water
Water Risk Hotspots for Agriculture
4. www valleyirrigation com/precision-ag/valley-insights
5. www ogunhaber com/yazarlar/necmi-ozdemir/ai-yiyecek-israfini-azaltarak-127-milyar-dolarlik-bir-firsati-nasil-acabilir-10984m.html
AI, yiyecek israfını azaltarak 127 milyar dolarlık bir fırsatı nasıl açabilir?
10 Haziran 2019
Necmi Özdemir
Hüsnü Baysal’ın katkılarıyla