Katlı robotik bitkisel üretim sisteminin geliştirilmesi

Abstract

2050 yılında dünya nüfusunun yaklaşık 9 milyar, Türkiye nüfusunun ise yaklaşık 97 milyon olması beklenmektedir. Dünyada kişi başına meyve ve sebze tüketimi yükselen bir eğilim içindedir. Giderek artan tüketim talebine karşılık üretim alanları azalmakta ve bu alanlarından elde edilen verim düşmektedir. Bu sebeple geleneksel üretim yöntemleri yerine daha verimli alternatif üretim yöntemleri kullanmaya yönelik ihtiyaç ve arayış artmıştır. Çalışmada katlı robotik bitkisel üretim sistemi, mekanik, elektronik, yazılım, bitki besinleri gibi tüm unsurları ile geliştirilmiştir. Sistemin çalışması, bitki sıralarının her gün bir miktar ilerlemesi ve üst katlara doğru taşınması esasına dayanmaktadır. Bu hareket sırasında bitki boyunun kısa olduğu erken dönemde bitki ile aydınlatma armatürü arasındaki mesafe kısa olmakta, bu mesafe bitki boyunun daha yüksek olduğu üst katlara çıkıldıkça artmaktadır. Dolayısıyla daha düşük güçte aydınlatma kullanılarak kanopi seviyesinde benzer ışık şiddeti elde edilmiştir. Katlı robotik bitkisel üretim sistemi ile sabit bitkisel üretim sisteminde yetiştirilen kıvırcık marul (Lactuca sativa L.) bitkileri hasat kriterleri (hasada kadar geçen süre, toplam yaprak yaş ağırlığı, kök ağırlığı, yaprak sayısı, vb.) bakımından karşılaştırılmıştır. Aynı zamanda sabit bitkisel üretim sistemi ile katlı robotik bitkisel üretim sistemi tarafından tüketilen su ve elektrik enerjisi miktarları kayıt altına alınarak karşılaştırılmıştır. Yapılan çalışmanın sonucunda katlı robotik bitkisel üretim sisteminin sabit dikey tarım sistemine oranla %14,4 daha az enerji kullandığı ve %41,7 daha fazla foton toplanmasını sağladığı tespit edilmiştir. Geliştirilen sistemde yetiştirilen bitkiler %30 daha fazla yaprak yaş ağırlığı ve pazarlanabilir yaprak yaş ağırlığına sahip olurken gövde çapı ve kök boğazı çapında sırasıyla %11,9 ve %10 artış gözlenmiştir. Geliştirilen sistemin kök yaş ağırlığı, kök kuru ağırlığı, ıskarta yaprak sayısı, pazarlanabilir yaprak sayısı, bitki boyu, bitki eni, kök boyu, suda çözünür kuru madde ve pH üzerinde herhangi bir etkisi tespit edilmemiştir. Doktora tezi kapsamında geliştirilen katlı robotik bitkisel üretim sistemi ve sabit bitkisel üretim sisteminin su kullanım etkinlikleri sırasıyla 0,166 ve 0,142 olarak hesaplanmıştır.