Topraksız ortamda üretim yapan sera işletmelerindeki sera otomasyon sistemlerinin incelenmesi ve karşılaştırılması

Abstract

Ülkemizde seralarda üretim teknikleri, gün geçtikçe zorlaşan pazar ve talep şartları doğrultusunda gelişmek zorundadır. Bunun için insan gücüne yardımcı olmak ve işleri kolaylaştırmak ve hızlandırmak amacıyla otomatik kontrol ve bilgisayar sistemleri kullanılmaktadır. Seralar; bitkisel üretimin iyileştirilmiş çevresel koşullarda gerçekleştirildiği, diğer anlamda dış ortamın bitkilere olumsuz etkilerinin olabildiğince sınırlandığı kontrollü ortamlardır. Sera tarımında üretim alanından en verimli şekilde yararlanılmakta, yani üretim yoğun olarak yapılmaktadır. Buna bağlı olarak birim alandan daha fazla ürün elde edilmektedir. Seralarda bitki ihtiyaçlarının (su, gübre, diğer bitki besin maddeleri, ışık, sıcaklık, nem vb.) kontrollü olarak verilebilmesi, hastalıkların daha kısa sürede tespit edilebilmesi, bitki üretiminin iplere alınarak yukarı doğru yapılabilmesi kütlesel üretime olanak sağlamaktadır. Günümüz modern sera tarımı, yoğun bitkisel üretim kapasitesi ve topraksız tarım teknolojinin kullanıldığı endüstriyel anlamda gelişmiş yapısıyla dikkat çekmektedir. Sera endüstrisinin ekonomik getirisi, bitkisel üretim ve maliyeti arasındaki dengelere bağlı olduğu için, üretimi istenen düzeyde tutmak ve ürün kalitesini iyileştirmek için sera ikliminin ve kaynaklarının rasyonel olarak işletilmesi gereklidir. Seraların etkili yönetilebilmesi, işletilebilmesi için bilgisayar, mikroişlemci kontrollü bilgi işleme ve otomasyon sistemlerine gereksinim duyulmaktadır. Topraksız Modern seralarda üretilmesi planlanan bitki türüne göre isteklerin karşılanabilmesi için aşağıda sıralanan; sinyal- algılama sistemi, Isıtma sistemi, Havalandırma sistemi, Gölgeleme sistemi, Sulama sistemi, Gübreleme sistemi, Sisleme-serinletme sistemi, Karbondioksit gübreleme sistemi ve sera genel iklim kontrol sistemi gibi donanımlara ihtiyaç duyulmaktadır. Seralarda bitkilerin büyümesi ve gelişimi için uygun klimanın oluşturulması, sera içindeki sıcaklık, bağıl nem, güneş ışınımı gibi değişkenlerin kontrol altına alınmasıyla sağlanmaktadır. Ancak sera içinde olması istenen iklimsel veriler, sera dışındaki güneş, sıcaklık, yağmur vb. etkilerden dolayı sürekli değişmektedir. Sera üzerine gelen enerjinin bir kısmı depolanmaktadır; bir kısmı dışarıya transfer edilmektedir. Örneğin, eğer yaprak sıcaklığı yüksek ise, bu, bitkide depolanan enerjinin fazla olmasından kaynaklanmaktadır. Fazla enerji birikimi, havalandırma ya da serinletme sistemlerinin stratejik olarak devreye alınmasıyla çözümlenebilmektedir. Eğer serada sıcaklık düşerse istenen sınırlar arasına ısıtma sisteminin nasıl çalıştırılacağı önem arz etmektedir. Sera içindeki donanımların algılayıcılardan gelen sinyallere göre yönetilmesi, yönlendirilmesi, bitki büyüme döneminde anlık, günlük ve aylık üretim verilerine göre stratejik olarak şekillenmektedir. Modern sera kontrol sistemleri dış etkilere cevap olarak sadece kısa dönem eylemlerini komuta etmemektedir; aynı zamanda yetiştirici tarafından tarif edilen uzun dönem stratejisinin kurulmasında da katkıda bulunmaktadır. Günümüz bilgisayarlı sera otomasyon sistemleri, analog kontrol birimlerinin sayısallaştırılmış versiyonlarıdır. Anlık, günlük, aylık klimatolojik ve üretim bilgilerinin sürekli kaydedilebilmesi ve bunları üreticinin kullanımına sunabilmesi üstün taraflarıdır. Klasik otomasyon uygulamasında, sadece sera klimasının izlenmesi ve kontrolü yapılarak otomasyon sağlanabilmektedir. Bilgisayar, bitkisel üretimin her aşamasında – anlık günlük, haftalık, aylık ve üretim döneminde stratejik olarak kullanılmalıdır. Bitkinin isteklerine göre sera içinde olması istenen klimaya (bioklima) uygun alt donanımlar (çatı pencereleri, ısıtma, sulama, serinletme, gölgelendirme, fan havalandırma gibi) algılayıcılardan gelen sinyallere göre çalışmalıdır. Sera bioklimasıyla ilgili ayarlamalar, günlük bitki büyümesine göre yapılmalıdır. Günlük bitki büyümesiyle ilgili planlama, aylık bitki gelişimi, hasat durumu, piyasa durumu vb. ekonomik veriler dikkate alınarak yapılmalıdır. Bu çalışmada, yukarıdaki verilen bilgiler esas alınarak, Antalya, Afyon ve Uşak bölgelerindeki bazı topraksız modern seraların ticari otomasyon sistemleri incelenmiş ve kıyaslanmıştır. Çalışma sonunda, 4 adet farklı otomasyon markası ve 5 adet farklı modern seranın otomasyon verileri ve ekran görüntüleri elde edilmiştir. Elde edilen veriler birbirleri ile kıyaslanmış ve değerlendirilmiştir. Bu kapsamda 4 adet anket "durum tespit" çalışması yapılmıştır ve sonuçları bu çalışmada paylaşılmıştır. Bu araştırma, sera otomasyonun anlaşılması ve akabinde yerli sistemlerin geliştirilmesine hizmet edeceğinden, sonraki aşamalarda ülkemiz ekonomisine katma değer sağlayacaktır. Ayrıca, sera otomasyon sistemi seçimi yapılırken işletmelerimize doğru seçimleri yapması için yardımcı olacaktır.