Robotlarla Yabancı Ot Kontrolü

Osman ÇAVUŞOĞLU    &    Yasin Emre KİTİŞ

Akdeniz Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Bitki Koruma Bölümü, Antalya

---

Yabancı otlar tarımsal üretimde ki en önemli problemlerden birini teşkil etmekte ve kültür bitkilerinde önemli verim ve kalite kayıplarına sebep olmaktadır.  Bu nedenle yabancı otlarla mücadele amacıyla geliştirilmiş çeşitli yöntemler bulunmaktadır. Tarım alanlarında yabancı ot mücadelesi amacıyla uygulamasının kolay olması, kısa sürede etki göstermesi, insan işgücünü azaltması gibi nedenlerden dolayı en fazla kimyasal mücadele metodları (herbisitler-ot ilaçları) tercih edilmektedir. Ancak bu uygulamalar yapılırken de genelde herbisitler kaplama ilaçlama şeklinde tüm alana (toprağa ya da bitkinin üzerine) uygulanmaktadır. Dolayısıyla yabancı otun olmadığı yerlere de ilaç düşmektedir. Bu da gereğinden fazla ve hedef dışına ilaç atılmasına sebep olmaktadır.  Bunun sonucunda insan ve çevre sağlığı ciddi şekilde tehdit edilmekte, su kaynakları kirlenmekte, hedef dışı organizmalar zarar görmekte ve benzeri birçok olumsuzluk meydana gelmektedir. Bu olumsuzlukları en aza indirebilmek için daha az zararlı ve fakat etkili alternatif metodların kullanılması zorunlu hale gelmiştir. Belirli bir alana özgü (site spesifik)  uygulama esasına dayanan robotik yabancı ot kontrolü bu alternatif metodlardan birisidir. Bu yöntemde robot olarak tanımlayabileceğimiz, uzaktan algılama veya sensör teknolojilerine sahip araçlar kullanılmaktadır. Sistemin nasıl çalıştığını anlamak için bazı teknik terimlerin tanımlanması gerekir.

Değişken Düzeyli Uygulama (DDU) (Variable Rate Application)

Robotlarla yabancı ot kontrolünün temeli DDU’ya dayanmaktadır. Önce değişken (arazide bulunan yabancı otlar), sonra girdiler (herbisit, alev, lazer vb.) belirlendikten sonra bu değişkenlik dikkate alınarak ihtiyaç duyulan yere ihtiyaç duyulan miktarda uygulama yapmaya DDU denir. DDU ile yabancı otların arazi üzerindeki dağılımına bakılarak sadece yabancı otların bulunduğu bölgelere uygulama yapılmakta, diğer alanlar ise uygulamanın olumsuz etkilerinden korunmaktadır.  Robotik yabancı ot kontrolünde kullanılan iki farklı DDU metodu vardır.

1- Harita Esaslı (Map Based) DDU ile Yabancı Ot Kontrolü

Bu sistemde yabancı ot mücadelesi iki aşamada gerçekleşmektedir. İlk olarak arazide yabancı otların bulunduğu noktaların haritası çıkartılır. Bunun için üzerinde uydu esaslı konum belirleme sistemi bulunan bir arazi aracı ile veya küçük arazilerde GPS ile yürünerek tarlanın değişik kısımlarında bulunan yabancı otların haritası çıkarılır.  Böylece arazide yabancı otların bulunduğu kısımlar işaretlenmiş olur. Daha sonra, veri tabanına söz konusu uygulama haritası yüklenmiş DDU sistemi bulunan bir pülverizatörle veya bu iş için özel olarak geliştirilmiş bir araç (robot) ile arazide sadece yabancı otun bulunduğu noktalara uygulama (herbisit, alev, lazer, vb.) yapılır.

Harita esaslı uygulama yapılırken mutlaka küresel navigasyon uydu sistemleri (GNSS) ‘nden yararlanılır. GLONASS, Galileo, Beideu/Compass, IRNSS gibi çeşitli GNSS sistemleri bulunmasına rağmen en yaygın olarak kullanılan sistem ABD tarafından geliştirilmiş olan GPS’dir.

2- Algılayıcı (Sensör) Esaslı DDU ile Yabancı Ot Mücadelesi

Bu yöntemde yabancı ot bulunan kısımların yani değişkenliğin belirlenmesi ve herbisit, lazer, alev gibi girdilerin uygulanması aynı anda gerçekleşmektedir. Yabancı otlarla mücadele amacıyla geliştirilen sensör esaslı sistemlerin bünyesinde bulunan bir algılayıcı (genellikle sistemin önünde bulunur) yabancı otların yerini anlık olarak tespit etmekte ve bu bilgiyi arka tarafta bulunan bilgisayardan aldığı sinyallere göre açma/kapama esasına dayalı olarak çalışan uygulama bölümüne iletmektedir. Bu bölüm de yabancı otun var olduğu sinyalini aldığı zaman uygulanacak olan girdiyi anlık olarak istenilen alana yani yabancı otun bulunduğu bölgeye uygulamaktadır. Kısacası; algılayıcı esaslı çalışan sistemler arazide sıra üzerinde dolaşarak saniyeden daha kısa sürede kültür bitkileri arasındaki yabancı otları tespit etmekte ve üzerine uygulama yapabilmektedirler.  Bu yöntemde kendi arasında iki kısma ayrılır.

2.1. Yansıma (Reflection) Esaslı Optik Algılayıcılardan Yararlanılarak Yabancı Ot Kontrolü

Her cismin, üzerine gelen ışığı yansıtma oranı birbirinden farklıdır. İşte bu özellikten yararlanılarak geliştirilen sistemlerde, bir ışık kaynağı ve cisimlerden yansıyan ışığı (elektromanyetik spektrum) algılayan cihazlar bulunmaktadır. Böylece bir tarlada toprak, kültür bitkisi ve yabancı ot birbirinden ayırt edilebilmektedir. Neticede kültür bitkisinden farklı yansıma karakterine sahip diğer bitkiler yani yabancı otlar kolayca tespit edilmekte ve üzerlerine uygulama yapılabilmektedir.

2.2. Kamera Sisteminden Yararlanarak Görüntü İşleme (Image Processing) İle Yabancı Ot Kontrolü

Bu tip sistemlerin esası yabancı otun şekli ile kültür bitkisinin şeklinin kamera görüntüsünden yararlanılarak bilgisayar ortamında ayırt edilmesi esasına dayanmaktadır. İlk olarak sistemin önünde bulunan bir kamera ile alan taranır ve alandaki kültür bitkisi ve yabancı otların ham görüntüsü elde edilerek bilgisayar ortamına aktarılır. Bilgisayar ortamında yabancı ot ve kültür bitkisi arasındaki ikili görüntü; şekil, renk vb. morfolojik özelliklerinden yararlanarak analiz edilir. Daha sonra yabancı ot ve kültür bitkisinin her bir özelliği ayrı ayrı çıkarılarak aralarındaki ayrım yapılır ve kültür bitkilerinin aralarındaki yabancı otların yerleri tespit edilir. Yabancı otların yeri tespit edildikten sonra sistemin arkasında bulunan uygulama bölgesine iletilen sinyallerle hedef noktaya uygulama yapılır.

Sonuç

90’lı yıllardan bu yana gerek harita esaslı yöntemle gerekse sensör bazlı sistemlerle değişken düzeyli yabancı ot mücadelesi konusunda birçok araştırma yapılmış ve başarılı sonuçlar alınmıştır. Ancak bugün için söz konusu yöntemin pratikte yaygın olarak kullanıldığı söylemek mümkün değildir. Ülkemizde de henüz araştırma seviyesindedir. Bu iki yöntem içerisinde, sensör tabanlı sistemlerin, yabancı otu arazide anlık olarak tanıması ve üzerine uygulama yapması büyük avantaj sağlamaktadır. Harita esaslı sistemlerde, yöntemin iki aşamalı çalışması ve arazide her bir yabancı otun GPS ile yerinin tespit edilmesi gibi büyük bir iş gücü gerektirmesi ve ayrıca haritanın çıkarılması ile uygulama arasında geçen süre zarfında, yeni yabancı ot çıkışlarının olması ve bunların göz ardı edilmesi gibi sıkıntıları mevcuttur. Kültür bitkisi içerisinde ki yabancı otlara karşı uygulanacak mücadelede, sensör bazlı sistemler daha kullanışlıdır. Söz konusu yöntemlerin her ikisi de atılan ilaç miktarını ya da uygulanan diğer girdileri önemli ölçüde azaltmaktadır. Çevre duyarlılığının arttığı toplumlarda, hassas tarım teknolojilerinin gelişmesine paralel olarak pestisit ve diğer girdi kullanımını azaltan robotik mücadele yöntemlerinin de gelişeceği ve yaygınlaşacağı bir gerçektir.

Kaynak: ÇAVUŞOĞLU, O. KİTİŞ, Y.E. 2014. Robotlarla Yabancı Ot Kontrolü. Agrotime, 12, 78-79.

İndir

---

Makalenin Yazımında Yararlanılan Kaynaklar

Biller R.H.,1998. Reduced İnput of Herbicides by use of Optoelectronic Sensor. Journal of Agricultural Engineering Recearch, 71(4): 357-362

Feyaerts, F., and Gool, L.V., 2001. Multi-spectral vision system for weed detection. Pattern Recognition Letters, 22: 667-674.

Keskin M., S.G. Keskin.,2012. Hassas Tarım Teknolojileri Mustafa Kemal Üniversitesi Yayınları No:35 212 s., Hatay.

Burgoz-Artizzu X., P., A. Ribeiro,M. Guijarro, G. Pajares, 2010. Real-time image processing for crop/weed discrimination in maize fields, Computers and Electronics in Agriculture 75, 337–346

Yeni Bir Yöntem: “Mısır Yetiştiriciliğinde Alevle Yabancı Ot Mücadelesi”

Yrd. Doç. Dr. Yasin Emre KİTİŞ

Akdeniz Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Bitki Koruma Bölümü, Antalya

---

Bilindiği üzere mısır bitkisi (Zea mays L.) gerek dünyada gerekse ülkemizde en çok yetiştirilen tarım ürünlerinden biridir. Böylesine yoğun üretimi yapılan kültür bitkilerinde, özellikle bitki koruma sorunları ön plana çıkmaktadır. Diğer tahıllarda olduğu gibi mısır yetiştiriciliğinde de en önemli problemlerden biri yabancı otlardır. Mücadele edilmediği takdirde son derece büyük verim kayıplarına sebep olan yabancı otlara karşı genellikle ilaçlı mücadele seçeneği tercih edilmektedir. Mısırda kullanılan ot ilaçları (herbisit) içerisinde de genellikle üreticilerimizin çıkış sonrası ilaçları tercih ettiği bilinmektedir. Özellikle geniş alanlarda üretim yapılan bölgelerde, ot ilaçlarının hemen her tarlada kullanıldığını görmekteyiz. Tabi bu denli yoğun ilaç kullanımı artık herkesin bildiği üzere geri dönüşü olmayan son derece büyük sağlık ve çevre sorunlarını beraberinde getirmiş ve getirmektedir. Bu farkındalığa sahip toplumlar ilaçlı mücadeleye alternatif arayışlar içerisine girmişler ve bugün pestisitlere tamamen alternatif olabilecek yöntemler geliştirmişlerdir. Bu yöntemlerden biri de “alevleme”dir. Kısaca tanımını yapmak gerekirse alevleme; kısa süreli yüksek ısı uygulaması ile yabancı otların ve diğer bazı zararlıların kontrol altına alınması şeklinde tanımlanabilir. Daha önceki yazılarımda da belirttiğim üzere bu uygulama bir yakma işlemi değildir. Yakmadan farklı olarak, yüksek ısıl enerjiye anlık olarak maruz bırakılan bitkilerin büyüme noktalarının zarar görmesi sağlanarak büyümelerinin durdurulması ya da tahrip edilmesi esastır. Yakma işlemi ise ortamda ki bütün canlılara ve hatta toprak mikro florasına zarar verdiği için zaruri haller dışında tavsiye etmediğimiz bir yöntemdir. Peki, alevleme yöntemini nerelerde kullanabiliriz? Bu yöntem özellikle mısır gibi büyüme noktası bir kınla korunan tek çenekli kültür bitkilerinde ve meyve bahçesi ve bağ alanları gibi odunsu gövdeye sahip ve yerden yukarıda bulunan kültür bitkilerinde kullanılabilir [1]. Meyve ve bağ alanlarında yabancı ot mücadelesi amacıyla ilaçlı mücadeleye alternatif diğer birçok yöntem olması nedeniyle özellikle mısır gibi belirli bir dönemden sonra müdahale şansının güç olduğu tarla bitkilerinde bu yöntem daha büyük bir öneme haizdir. Nitekim dünyada bu konuda yapılan çalışmaların büyük bir bölümü mısır üzerine yoğunlaşmıştır.

Alevleme Yönteminin Mısırda Uygulanması

Mısır bitkisinin büyüme noktası, kotiledon döneminde toprak altında olduğu, daha ileri dönemlerde de bir kınla korunduğu için kısa süreyle maruz kaldığı yüksek ısıdan olumsuz etkilenmemektedir. Mısır bitkisinin bu özelliği alevleme yöntemine bir seçicilik getirmiştir [2]. Yapılan bazı çalışmalarda, mısırın erken çıkış yaptığı dönemde meristem dokuları çok iyi korunduğu için alevlemeden zarar görmeden yeni gelişmekte olan yabancı otların %90 seviyelerinde kontrol edildiği belirtilmektedir [3]. Ancak kritik periyot çalışmalarına baktığımızda yabancı otların bu dönemde mısırla rekabete girmediğini görüyoruz [4,5]. Diğer taraftan erken dönemde yapılacak böyle bir müdahale tekrarlı alev uygulamalarında söz konusu yabancı otların gelişmesini yavaşlattığı için kritik periyot içerisine giren ikinci uygulamada çok etkin sonuç alınmasına olanak vermektedir. Şöyle ki; mısır yeni çıkış yaparken (2-3 cm) yapılacak ilk uygulamayla, yine o dönemde birçoğu kotiledon döneminde olan yabancı otlar büyük oranda temizlenmekte, geride kalanlarında gelişmesi yavaşlamaktadır. Dolayısıyla mısırın 6-7 yapraklı olduğu dönemde yapılacak ikinci bir uygulamayla kalan yabancı otlar bertaraf edilmektedir. Mısır bitkisi üç gerçek yapraklı döneme kadar alevlemeye karşı nispeten daha hassastır. Bu nedenle yapılacak uygulamalarda mısırın 3-7 yapraklı olduğu dönem seçilirse hem mısır bitkisi yüksek ısıya karşı daha tolerant olur hem de yabancı otların mısırla rekabete girdiği kritik dönemde onlarla mücadele edilmiş olunur. Mısır aynı zamanda bir çapa bitkisi olduğu için sıra arasında ki yabancı otlara alev uygulamaya gerek yoktur. Dolayısıyla bu yöntemde sıra üzerindeki yabancı otlar alevlemeyle, sıra arasında kiler ise çapa ile kontrol edilir. Nitekim bu konuda yapmış olduğumuz bir çalışmada, üç farklı dozda (2.16, 3.24 ve 4.32 kg LPG/da) alevleme sadece sıra üzerindeki yabancı otlara uygulanmıştır. Her doz için bir kez alevleme + sıra arası çapa, sadece bir kez alevleme ve iki kez alevleme olmak üzere dokuz alev uygulaması yapılmıştır. Alevleme mısırın üç yapraklı döneminde uygulanmış, iki kez alev uygulamasında ise yedi yapraklı dönemde tekrar edilmiştir. Uygulamalar 1.8 km/h sabit hızda, traktöre entegre edilen basınç ayarlı alevleme makinesi ile yapılmıştır. Alev uygulamasıyla aynı dönemde, tek başına ve ara çapasıyla kombineli olmak üzere iki herbisit uygulaması yapılmıştır. Bu amaçla 15 g/da dozda foramsulfuron etkili maddeli herbisit kullanılmıştır. Denemede ayrıca tek başına ara çapası ve yabancı otlu kontrol uygulamaları yer almıştır. Mısırın kritik periyodu içerisinde yapılan gözlemler dikkate alındığında, ara çapasıyla kombine edilen alev uygulamalarında yabancı otların kaplama alanı ortalama % 7, ara çapasıyla kombineli herbisit uygulamasında % 13, tek başına herbisit uygulamasında % 44, kontrolde ise % 81 olarak saptanmıştır. En iyi sonucun ara çapasıyla kombine edilen alev uygulamalarından alındığı, bunu herbisit + ara çapası uygulamasının takip ettiği görülmüştür. Mısır bitkisinin tane verimine bakıldığında, en yüksek verim 1336 kg/da ile yüksek dozda alev + çapa uygulamasından elde edilmiş, bunu 1284 kg/da ile herbisit + çapa uygulaması takip etmiştir [6]. Bu sonuçlar dikkate alındığında, alevlemenin ülkemiz koşullarında kimyasal mücadeleye alternatif, etkin bir mücadele yöntemi olabileceği anlaşılmaktadır. Tabi bu noktada yöntemin maliyeti akla gelmektedir. Çünkü ülkemizde akaryakıt fiyatları oldukça yüksek seyretmektedir. Ancak bu uygulama sadece sıra üzerini hedef aldığı için maliyet, tahmin edildiği kadar yüksek değildir. Yürüttüğümüz çalışmaya paralel olarak yaptığımız maliyet analizinde, kimyasal mücadelenin dekara maliyeti 12 TL iken, düşük dozda ki alev uygulamasının maliyeti dekara 12,80 TL olarak belirlenmiştir. Görüldüğü üzere alevleme yöntemi kimyasal mücadele ile hem yabancı ot kontrolü, hem verim hem de maliyet açısından birbirine yakın değerlere sahiptir. Bu da özellikle Avrupa ve ABD’de uygulanan bu yöntemin ülkemiz için de rantabl olarak uygulanabileceğini göstermektedir.

Kaynak: KİTİŞ Y.E. 2014. Yeni Bir Yöntem: Mısır Yetiştiriciliğinde Alevle Yabancı Ot Mücadelesi. Agrotime, 11, 22-25.

İndir

---

Makalenin Yazımında Yararlanılan Kaynaklar

[1] Kitiş, Y.E., 2010. Yabancı Ot Mücadelesinde Yeni Bir Yöntem: “Alevleme”. Tarım Türk Dergisi, Sayı: 24, 52-54 s.

[2] Kitiş, Y.E., 2011. Mısır (Zea mays L.) Ekim Alanlarında Yeni Bir Yabancı Ot Kontrol Yöntemi: “Alevleme”. 9. Tarla Bitkileri Kongresi, 12-15 Eylül 2011 Bursa. 1813-1816.

[3] Leroux, G.D., Douheret, J., Lanouette, M., 2001. Flame weeding in corn. s: 47-61. Editör: Vincent, C., Panneton, B., Fleurat-Lessard, F. Physical control methods in plant protection. Springer- Verlag Berlin Heidelberg New York.

[4] Üremiş, İ., Ülger, A.C., Gönen, O., Çakır, B., Kadıoğlu, İ., Uludağ, A., 1997. Çukurova’da İkinci Ürün Mısır Bitkisinde Yabancı Otların Farklı Dönemlerde Yok Edilmesi İle Kritik Periyodun Saptanması. Türkiye II. Herboloji Kongresi, 1-4 Eylül 1997,İzmir, 427-432.

[5] Doğan, I, Mennan, H., Bükün, B., Oz, A., Ngouajio, M., 2006. The Critical Period for Weed Control in Corn in Turkey. Weed Technology, Vol. 20, No. 4, pp. 867-872.

[6] Çolakoğlu, T., Kitiş, Y.E., 2014. Mısır Yetiştiriciliğinde Farklı Dozlarda Alev Uygulamasının Yabancı Ot Kontrolüne Etkisinin Belirlenmesi. Türkiye V. Bitki Koruma Kongresi, 3-5 Şubat 2014, Antalya, 382. s.