Birleşmiş Devletler'in 2020 yılı verilerine göre dünya nüfusu 7,84 milyardır. 2050 yılında ise bu rakamın 9.73 milyar olacağı öngörülmektedir[1]. Artan dünya nüfusuyla birlikte, daha fazla talep ve gıda, su, toprak tüketimi artmaktadır. FAO verilerine göre; toplam 842 milyon kişi yetersiz beslenmektedir[2]. 2019 yılında, Dünya Ekonomik Forumu (WEF) tarafından yayınlanan Küresel Risk Raporu’na göre; su sıkıntısı, önümüzdeki 10 yılın potansiyel etki bakımından en büyük küresel risklerden biri olarak listelenmiştir[3].

Bugün, dünya nüfusunun %55’i kentsel alanlarda yaşamaktadır ve bu oranın 2050 yılına kadar %68’e çıkması beklenmektedir[4]. Kentlerde yaşayan insanların gıda ihtiyacını karşılamak için şu anki tarım arazileri yeterli olmayacaktır. Mevcut tarım arazilerinde yaşanan bu problemler, yeni tarım arazilerinin araştırılmasını ve yeni tarım tekniklerinin geliştirilmesini kaçınılmaz kılmaktadır. 

Tüketim alanlarının üretim alanlarından farklı yerlerde olması, kalabalıklaşan şehir nüfusunun ihtiyaçlarını karşılamak için tarım alanlarında üretilen ürünlerin sürekli şehirlere taşınması, şehirlerde üretim alanları oluşturma fikrini başlatmıştır. Bunun sonucunda da topraksız tarım üretim teknikleri gözden geçirilmiş ve kentsel tarım için uygun dikey tarım fikri ortaya çıkmıştır. Tarım arazilerindeki kayıpları önlemek, ürünlerin verimliliğini arttırmak, kırsal alan ile kentsel alan arasındaki nakil sorunlarını gidermek ve su kullanımında masraftan kaçınmak dikey tarımın ortaya çıkışın temel sebeplerindendir[5].

Dikey Tarım Nedir?
Bitkilerin büyümesi ve gelişmesi için spektrumun* gerekli nanometrelerini* sağlayan yapay aydınlatma ile güneş radyasyonunun* tamamen yer değiştirdiği, kontrollü bir ortamda uygulanan yeni bir tarım türüdür[6]. Dikey tarım; şehir ortamında büyük ölçekli, kontrollü çevre veya yapı entegre* tarım yöntemidir[7]. Dikey tarım; ekilebilir toprak alanların azaldığı ya da hiç olmadığı yerlerde (gökdelenlerde, apartmanlarda, balkonlarda, teraslarda) farklı materyaller ve sistemlerle tarım ürünlerinin dikine yerleştirilmesi önerisine dayanmaktadır[8].

Dikey Tarım Yöntemleri
Bu yöntemler, daha verimli iken geleneksel tarıma göre çok daha az su tüketimine neden olur. Yöntemlerin, her yetişen bitki için tasarımları, yerleşimleri ve konfigürasyonları* farklıdır. Kontrollü, kapalı döngü bir ortamda yetiştirilmek üzere tasarlanan bu çiftlikler, zararlı herbisit* ve pestisitlerin* kullanımını azaltıp, bu süreçte beslenme ve gıda değerini en üst seviyeye çıkarır[9].

3 tane yöntem uygulanmaktadır:
Hidroponik Yöntem: Topraksız tarım uygulamaları içerisinde en eski ve en yaygın olarak kullanılan yöntemdir. Sistemde, su ortamında bulunan erimiş haldeki besin maddeleri ile bitkisel üretim yapılmaktadır. Bu yöntem ile bitkiye sadece ihtiyacı kadar besin takviyesi yapıldığında su tüketiminde ciddi anlamda tasarruf sağlamaktadır.

Aeroponik Yöntem: NASA’nın 1990’larda geliştirdiği, minimum su kullanımıyla doğal çevredeki havaya dağıtılan partikül halindeki besin elementleriyle bitki büyütme sistemidir. Bu yöntemlerim içerisinde en yenisi olan bu sistem, aynı zamanda az su ihtiyacı olduğu için bitki yetiştirmenin en etkili ve en verimli olduğu yöntemdir. Neredeyse her ortamda(bodrum katı, depo) uygulanabilir.

Akuaponik Yöntem: Hem bitkisel hem hayvansal üretime olanak sağlayan metottur. Su ürününün yetiştiği havuzlardaki suyun canlı için kirli bir hal aldıktan sonra filtrelenip bitkiye verilmesi ve bu aşamadan sonra bitki beslenmesinden arta kalan suyun yeniden sterilize edilerek havuzlara nakil edilmesidir. Hidroponik yöntem kadar yaygın kullanılmamaktadır.

Dikey Tarımın Avantajları ve Dezavantajları

Avantajları:

• Su: Enerji kaynakları(rüzgar,güneş gibi) ve atık yönetimi gibi hususlarda maksimum tasarruf sağlamaktadır. Yapılan araştırmalarda geleneksel tarım yöntemleriyle yapılan bir bitkisel üretimin dikey çiftliklerde aynı miktarda üretimi yapıldığında %90-95 oranında tasarruf sağlandığı gözlemlenmiştir.
  
  
• Verimlilik: Dikey tarım, aynı zamanda çok çeşitli hasat edilebilir ürünlerin üretimine de olanak sağlar. Geleneksel tarımın aksine dikey tarım, kendi arazileri nedeniyle çok sayıda farklı mahsulün aynı anda yetiştirilmesine izin verir. Kent içinde olmasından kaynaklı önemli bir avantaj da nakliye masraflarının büyük ölçüde düşmesidir. Bu sayede hem karbon salınımında hem de nakliye esnasında yitirilen mamullerde ciddi oranda tasarruf sağlayabilecektir[10].
  
  
• Çevre Koruma: Dikey tarım, tarım arazisi miktarını azaltıp birçok doğal kaynağı koruyabilir. Doğal biyomlar* üzerindeki tarımsal müdahalenin neden olduğu ormansızlaşma ve çölleşme önlenebilir[11].
  
  

Dezavantajları:

• Maliyet: Dikey tarımın, ilk yatırım maliyetlerinin çok yüksek olduğu bilinmektedir. Ortaya çıkan yüksek maliyet ise geleneksel yöntemlerle çok daha ucuza mal edilebilen ürünlerin, en önemli caydırıcı gerçeği olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu durum özellikle gelişmekte olan ülkeler için daha da olumsuz bir tablo oluşturmaktadır. Yapılan bir çalışmaya göre 37 katlı bir dikey çiftliğin ilk yatırım masrafı 202 milyon € olup yıllık işletme giderleri de 8 milyon € civarındadır[12].
  
  
• Enerji Kullanımı: Yılın 365 günü ve 24 saat devam eden bir üretim faaliyeti için çok yoğun bir enerji tüketimi ortaya çıkmaktadır. Yıl boyunca üretim bir avantaj olsa da, dikey çiftliklerin temel girdisini enerjinin oluşturduğu göz önüne alındığında bir dezavantaj da olabilmektedir. Özellikle mevsimsel değişikliklere bağlı olarak veya yüksek enlemlere doğru çıkıldıkça fotosenteze olanak tanıyan doğal güneş ışığını taklit eden *diyotlara (mavi, kırmızı ışık) daha fazla ihtiyaç duyulmaktadır. Yıl boyunca bu kaynağı temin etmek ise büyük bir enerji sarfiyatını doğurmaktadır[13].
  
  

Sözlük
*Spektrum: Beyaz ışığın yaydığı ışınların bir prizmadan geçirilmesi ile elde edilen bütün renk ve dalga boylarını içeren çizgilerdir.
*Nanometre(nm): 1 metrenin bir milyarda biridir. Gözle görülemeyen maddeleri ölçmek için kullanılır.
*Entegre: Değişik birimlerden oluşan (Örn: Sanayi kuruluşları)
*Konfigürasyon: Yapılandırma. Atomların uzaydaki dizilişleri, düzenlemeleri.
*Herbisit: Yabancı otlarla mücadelelerde kullanılan zirai ilaçtır.
*Pestisit: Zararlı organizmaları engellemek, kontrol altına almak ya da zararlarını azaltmak için kullanılan madde ya da maddelerden oluşan karışımlardır.
*Biyom: Dünyanın farklı noktalarında aynı bitki örtüsüne sahip, benzer iklim koşullarını barındıran alanlardır.
*Diyot: Yalnızca bir yönde akım geçiren devre elemanıdır.

Yazar: Ceren AYDIN

'Dikey Tarımda Gıda Güvenliği' isimli devam yazımız için tıklayınız.

Kaynaklar:
[1] United Nations, Department of Economic and Social Affairs,Population Dynamics,World Population Prospects 2020
[2] FAO.(2013) The State of Food and Agriculture,Food Systems for Better Nutrition. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations.
[3] World Economic Forum (2019), The Global Risks Report 2019 14th Edition
[4] United Nations Department of Economic and Social Affairs (2018), Revision of World Urbanization Prospects.
[5] Bingöl B., (2015),Dikey Tarım , Düzce Üniversitesi Orman Fakültesi ,Ormancılık Dergisi,11,92-93
[6] Avgoustaki D.D.,Xydis G.,(2020),How Energy Innovation in Indoor Vertical Farming Can Improve Fııd Security,Sustainability, and Food Safety?,Advances in Food Security and Sustainability,5,51-52 doi: 10.1016/bs.af2s.2020.08.002
[7] Despommier D., (2009), Growing Skyscrapers : The Rise of Vertical Farms, Scientific American,301,34-36 doi: 10.1038/scientificamerican1109-80
[8] Al-Kodmany,K.,(2018), The Vertical Farm; A Review of Developments and Implications for the Vertical City,Buildings,8,2-4. https://doi.org/10.3390/buildings8020024
[9] Busse M.,Dierich A.,Freisinger U.B.,Henckel D., Thomaier S., Siebert R., Specht K., (2015), Zero-Acreage Farming in the City of Berlin:Aggregated Stakeholder Perspective on Potential Benefits and Challenges,Sustainability,7, 4518-4519 https://doi.org/10.3390/su7044511
[10] Majumder M., Sarkar Amaresh.,(2015), Opportunities and Challenges in Sustainability of Vertical Eco-Farming:A Review, Journal of Advanced Agricultural Technologies,2,98-102
[11] Kendirli B., Şahin G.,(2016),Yeni Bir Zirai İşletme Modeli: Dikey Çiftlikler,TÜCAUM Uluslararası Coğrafya Sempozyumu,689
[12] Adenaeuer L., Banerjee C.,(2014), Up,Up and Away! The Economics of Vertical Farming,Journal of Agricultural Studies,2,40 https://doi.org/10.5296/jas.v2i1.4526
[13] Blacquiere T., Spaargaren J.J., (2003) , Necessity of Supplemental Lighting for Year-Round Production of Greenhouse Vegetables,Conference: International Congress on Greenhouse Vegetables.The Production Chain of Fresh Tomatoes,Peppers and Cucumbers,75-76,