Dikey Tarım Nedir Ne Değildir?

2010 yılında, Japonya’daki bir şirketin 9 katlı binasında Pasona Şehir Çiftliği açıldığında, insanların besinleri yanı başlarında yetiştirebildikleri bir gelecek gözler önüne serilmiş oldu.

Toplantı odalarında aydınlatmalardan domatesler sarkıyor, banklar altına gizlenmiş çekmecelerden mantarlar fışkırıyordu. Konferans salonun ortasında kocaman bir pirinç tarlası bulunuyordu. Ofis bir işyerinden çok bir tür tarım müzesini andırıyordu.

Dikey tarımın tarihi

Modern anlamda dikey tarım, yani birbiri üzerine istif edilmiş tablalarda ya da borularda gıda yetiştirme pratiği, 1990’larda başlamış olarak kabul görse de aslında daha az alan ve toprak ile tarım yapma arayışı yüzyıllardır mevcut. Ağacın yaklaşık 45 cm yükselmesi ve 2 metre kaplayacak şekilde yanlamasına büyümesi anlamına gelen stepover tekniği (ağacın üzerinden bir adım atarak geçebileceğiniz boyda olması anlamına geliyor) köklerini Antik Roma’da üzüm tarımı yapmak için kullanılan ağaç yetiştiriciliğinden alıyor.

Dikey tarım trendi hızla yayılıyor

New Jersey’de bulunan Oishii marka dikey tarım çilekleri buna bir örnek mesela. 2021 yılında, Omakase çilekleri, New York’taki lüks bir süpermarkette 50$’dan satışa sunuldu. Bu gelişme, kimileri tarafından, dikey tarımın kalite bakımından geleneksel tarıma rakip olabileceğine dair bir kanıt olarak görülürken, kimileri için bu satış fiyatı, dikey tarımı ticari açıdan verimli hale getirmenin önündeki zorluklara ışık tuttu.

Teknoloji umut verse de hem bütçe hem de enerji masrafları hala çok yüksek. Yeşillikler, domates ya da çilek gibi hızlıca büyüyen küçük sebze ve meyveler şimdilik ticari anlamda dikey tarımın sınırları olacak gibi görünüyor.

Peki dikey bir çiftlikte yetiştirebileceklerimizin limiti tam olarak ne?

Bütçe ve enerji gibi sorunların üstesinden gelecek bir yol bulabilirsek eğer, tüm gıda maddelerinin bu tür çiftliklerde yetiştirildiği bir dünya neye benzerdi?

Tamamen topraksız tarıma geçmenin bir yolu var mı?

Dikey tarımın sınırlarını test edecek asıl şey meyve ağaçları yetiştirmek gibi görünüyor.

Dikine tarım nedir?

Dikey tarımın net bir tanımı yok; ancak genelde bir bina içinde birbiri üzerine istif edilmiş derin olmayan tablalardan ve her katta LED ışıklandırmalardan oluşuyor. Dikey çiftliklerin çoğunda pencere bulunmuyor; hatta bazıları yeraltına inşa ediliyor.

Bu tür çiftliklerin, sudan besleyici maddelere, güneş ışığından polen taşıyıcılara ve hatta zirai mücadeleye, her şeyi tedarik etmeleri gerekiyor. Devasa seralara kurulan dikey çiftlikler ise buradaki gün ışığından ve ısıdan faydalanabiliyor; ancak su gibi faktörlerin kontrol altında tutulması gerekiyor.

Hala toprak kullanılan dikey çiftlikler mevcut; ancak gittikçe daha çok sayıda çiftlik, hidroponik ya da aeroponik sistemlere, yani besleyici maddelerle güçlendirilmiş suyun (hidroponikte) ya da su buharının (aeroponikte) doğrudan bitkinin kökleri etrafında yayılmasının sağlandığı metotlara yöneliyor.

Harper Adams Üniversitesi’nden bitki biyoloğu Laura Vickers “Hidroponik ve aeroponik sistemlerde su ve besleyici madde verimi son derece yüksek; çünkü kökler, çok daha hızlı bir şekilde emiyor bunları,” diyor. Ortamda herhangi bir organik madde yok; bitkinin rekabet etmesini ya da suyu çekip almasını gerektiren hiçbir şey yok.

Bu durum, dikey çiftliklerde bitki yetiştirmek için gereken su ve gübre ihtiyacının kayda değer bir ölçüde azalması anlamına geliyor. Ayrıca bu sistemlerdeki kapalı, kontrollü ortam, zararlı böceklerin içeri girmesine engel olarak böcek ilacı gereksinimini azaltıyor.

Dikey tarımın faydaları

Cranfield Üniversitesi’nden mühendis Natalia Falagan dikey tarım yapılabilmesi için gereken toprak miktarının az olmasının, şehirlere yakın yerlerde besin yetiştirilebilmesi anlamına geldiğini söylüyor.

Besinlerin sofralarımıza hızlı bir şekilde ulaşması demek, besin maddelerinin daha az bozulması ve mikotoksin gibi gözle görünmeyen toksin türlerinin önüne geçilmesi demek; yani tedarik zincirinin kısalması hem gıda güvenliğinin hem de kalitenin yükselmesi anlamına geliyor.

Ayrıca bu yöntem, gıdaların ithal alternatiflere kıyasla daha az yol kat etmelerini, mahsullerin menşei bilgilerinin sağlama alınmasını, toprak, su ve atmosfer gibi doğal kaynaklar üzerine binen yükün hafifletilmesini sağlıyor.

Dikey tarımın zorlukları

Yeşilliklerin ve otların çiçeklenmeye ve döllenmeye ihtiyaçları yoktur. Bu yüzden şimdilik diğer mahsullere kıyasla dikey tarımla yetişmeye en elverişli olan besinler yeşillikler ve otlardır. Meyve ve sebzelerin çoğu, tozlaşma süreci gerektirir; dikey tarımda ise bu tozlaşmanın suni yöntemlerle bir maliyet karşılığında yapılması gerekiyor.

Ticari arılar hem içmekan hem de açık hava çiftçiliğinde tozlaşmanın ve meyvelenmenin maksimize edilmesi için çiftçiler tarafından zaten kullanılıyor. Örneğin, badem endüstrisi, binlerce kilometre uzaklıklardan kargolanan ve her yıl badem çiçeklerini tozlaştıran milyarlarca bal arısı sayesinde ayakta duruyor. Kovanlar, kamyonlarla getiriliyor ve bir sonraki çiftliğe götürülmeden önce tek tek bütün korularda dışarı salınıyorlar.

Ancak arıları iç mekanlarda kullanmak, spesifik bir sorunu da beraberinde getiriyor: Yapay ışıklar, arıların yön bulma becerilerinin önünde engel oluşturuyor. İç mekân çiftlikleri, insan gözüne neon pembe ve mor renklerde ışıklandırılmış gibi görünüyor. Bunun sebebi, bitkilerin en iyi şekilde yetiştirme yolunun onları mavi ve kırmızı dalga boyunda ışıklara maruz bırakmak olması – ki bu iki renk, belirli bir uzaklıktan gözlerimize pembe ya da mor olarak görünüyor. Ancak arıların görüş mekanizmaları, bizimkilerden farklıdır. Arılar kırmızı rengi göremezler; ancak insanların aksine, ultraviyole spektrumda görebilirler. Dış alanlarda, bitkilerin taç yaprakları UV ışınlarını yansıtarak arıların yollarını bulmalarına yardımcı olurlar. UV ışınlarının kullanılmadığı dikey çiftliklerde ise arılar dezavantajlı bir durumda kalırlar. Bu ışınları iç mekân çiftliklerine entegre etmek ise yüksek bütçe anlamına geliyor – özellikle de bu ışınların doğada tamamen bedava olarak bulunduğu düşünüldüğünde.

Dikey tarımdaki maliyetler

Tahıl gibi mahsuller rüzgâr tarafından tozlaştırırlar, ki iç mekânda biraz hava akımı yaratmak çok da zor değil. Fakat tahıl yetiştirme üzerine çalışmalar yapan birtakım dikey çiftlikler olsa da sayıları bir elin parmaklarını geçmiyor henüz. Buğday ve arpa gibi yetiştirilmeleri ayları bulan tahıllar pek de uygun maliyetli olarak görülmüyor.

Bu yüksek maliyetin sebebi, dikey tarımın yaygınlaştırılması önündeki en büyük engel olarak görülüyor: gereken enerji ve altyapı miktarının büyüklüğü. Tüm yıl boyunca mahsul alabilmek, dikey tarımın verimliliğini artıran bir gerçek; ancak esas mesele, bedava güneş ışığı ve yağmur suyu olan dışarıdaki alternatifine göre, dikey çiftliklerdeki enerji kullanımını bir şekilde minimize etmenin yolunu bulmak. Enerjiye bu denli bağlı olmak, dikey tarımı, değişken enerji fiyatları karşısında da hassas bir pozisyonda bırakabiliyor.

Dikey tarımda meyve yetiştirmenin zorlukları

Fakat Vickers, dikey tarımın sınırlarını test edecek asıl şeyin meyve ağaçları gibi odunsu mahsullerin yetiştirilmesi olduğunu söylüyor; özellikle de toprak olmayan bir ortamda gereken destek miktarı düşünüldüğünde. Ancak botanik bilimi açısından, iç mekanda meyvelikleri fikrinin imkansızlığına işaret eden bir sebep yok.

Ağaç, halihazırda dikey bir çiftlik zaten. Ağaçlar, besin maddeleri ile dolu suyu alarak yaprak ve meyvelerin gelişimi için katmanları boyunca dağıtırlar. Doğa, her zaman olduğu gibi bizden bir adım önde.

Urban AgriTech başkanı Mark Horler, şu anda dışarı dikilmeden önce iç mekan dikey çiftliklerinde gelişimlerini hızlandırıp hayatta kalma şanslarını yükseltmek amacıyla söğüt fidanları yetiştirme üzerinde çalışıyor. Horler, yeniden ağaçlandırma ve ormanlandırma uygulamalarındaki başarısızlık oranı inanılmaz yüksek diye bilgi veriyor. Gerçekten de çok ufak fidanların doğal elementlere karşı hassasiyetleri son derece hassas. Yeni dikilen ağaçların yaklaşık %83’ünün 10 yıl içinde öldüğü biliniyor. Çok az oranda ağaç kendini kurtarabiliyor maalesef. Ancak Horler, üzerinde çalışmakta olduğu fidanların daha yüksek bir şansa sahip olduklarını düşünüyor.

Ağaçların iç mekanlarda besin üretmek amacıyla kalıcı olarak yetiştirilememesi için hiçbir sebep yok aslında diyor Horler. Dikey tarımda, tek bir ağacın tüm meyvelerini bir anda vermesi değil, ince ince fidanların sık aralıklarla meyve vermesi amaçlanıyor. Elma ağaçlarının çoğu, zaten yabani türlerin cüceleşmiş halleri; bunları daha da küçültmek son derece mümkün diye ekliyor.

Asya’da cüce mango ağaçları üzerinde çalışmalar yapılıyor. Bu küçük cinsler çiftçilerin meyveleri daha rahat toplayabilmelerine yardımcı oluyor. 2019 yılında, bir grup araştırmacı, tıpkı bir üzüm salkımına benzeyen bir domates bitkisi yetiştirdiler. Raporlara göre, küçücük bitkiler tamamen olgun domateslerle kaplı hale geliyor.

Dikey tarımda hastalıklar

Dikey olarak yetiştirilen ancak olgunlaşması uzun zaman alan ağaçları ve mahsulleri hastalıklardan korumak biraz çetrefilli olabilir. Dikey düzlemde yetiştirme yapan çiftçiler, yeşillikler ve otlar söz konusu olduğunda, hasatlar arası temizlik yapabiliyor, bir sonraki mahsul ekilmeden önce tablaları sterilize edebiliyor. Ancak mango ağaçlarının, örneğin, olgunlaşması yılları buluyor – ve bu zaman zarfı küf ve bakteri oluşumu için ideal.

Bu durumda hastalıklar da, tıpkı bitki gibi hayatını yaşıyor; çünkü mükemmel bir ortama, ısıya, yeterli miktarda oksijene, her türden besin maddesine ve çeşit çeşit bitkiye erişime sahip.

Horler’e göre, ideal şartlar sağlandığında, dikey yetiştirilen bir ağaç, meyvelerini çok daha verimli bir şekilde besleyebilir. Horler’a göre bitki, kaynaklarını en iyi şekilde kullanmaya programlıdır. Sınandığı zaman, kendini güç koşullardan korumaya daha çok çaba harcar. Ancak ideal şartlara ve rahat bir hayata sahip olduğu bir senaryoda, kaynaklarını daha çok yaprak, çiçek ve meyve geliştirmeye ayırır; tüm o metrelerce uzunluktaki kök sistemlerine ihtiyacı kalmaz.

O halde, botanik bilimi açısından, tüm besinlerimizin dikey düzlemde yetiştirilmesi önünde herhangi bir engel yok; ancak bunun gerçeklik halini alabilmesi için bitki bilimcilerin epeydir mevcut birtakım sorunlara yanıtlar getirmeleri gerekiyor. Ve elbette, bu süreçte, şehir planlamacılarının, yenilenebilir enerji sağlayıcıların ve çiftçilerin üzerlerine düşen birçok sorumluluk var.

Dikey tarıma geçilmesi ne anlama geliyor?

Dikey tarımın bahsi geçen faydaları ve kısıtlamaları, gelişmiş ülkelerde geniş kapsamlı yetiştiricilik kapsamında değerlendiriliyor. Global gıda tedariğinin %30-34’ünü küçük toprak sahipleri sağlıyor. Kimi uluslar, geçimini sağlamak için tarıma ciddi bir şekilde bağlı; belki de bu temel gıda tedariğinin, tamamen elektrik enerjisine bağlı olan dikey tarıma dönüştürülmesi fikri pek de gerçekçi değil.

Ancak dikey tarıma geçişle endüstriyel çiftçiliğin işgal ettiği arazi miktarını azaltmak, teoride, boşa çıkan alanların ekosistemleri onarmak ya da daha fazla alan gerektiren rejeneratif tarım yöntemleri uygulamak için kullanılmak üzere ayrılabilmesi anlamına gelebilir.

Vickers’a göre, dikey çiftlikler, gelecekte, “akıllı tedarik zincirleri” oluşturmaya olanak sağlayabilir; örneğin, talepteki değişikliklere göre, bitkilerin büyüme döngüleri hızlandırılabilir ya da yavaşlatılabilir.

Dikey çiftliklerdeki ürünler üzerine daha fazla deney yapmak, besinleri nasıl deneyimlediğimiz konusunda da birtakım yenilikleri hayatımıza katabilir; örneğin bitkiler, daha fazla tat bileşenleri, vitaminler ya da antioksidanlar üretmeye teşvik edilebilir. Cranfield Üniversitesi’nden mühendis Natalia Falagan göre böyle bir sonuç, ürünleri stres altına sokarak, yani suyu azaltarak ya da hasat edilen gıdaları depolarda belirli gazlara maruz bırakarak elde edilebilir.

Evet, tüm bu yenilikler gelecekte kendilerine sürdürülebilir tarım yöntemleri arasında yer bulabilir, ancak para mevzuu göz önüne alındığında, yakın gelecekte hepsinin birden gerçekleşmesi biraz zor görünüyor.

Tokyo’da gerçekleştirilen Pasona Şehir Çiftliği deneyi, örneğin, çoktan sonlandırıldı. Pirinçler söküldü, domatesler toplandı, mantarlar çekmecelerden boşaltıldı. Şimdilik, şehirlerimiz meyve bahçeleriyle dolana dek, yeşilliklerle, küçük meyveler ve sebzelerle yetinmek zorundayız gibi görünüyor.