Akademik Veri Yönetim Sistemi
Çamoğlu G. (Yürütücü), Demirel K., Kızıl Ü., Uludağ A., Kahrıman F., Aksu S.
TÜBİTAK Projesi, 2023 - 2026
Çeltik, büyük
çoğunlukla anaeroboik koşullarda yetiştirilen ve sudaki oksijenden yararlanan
bir bitkidir. Ancak, günümüzde yaşanılan iklim değişikliği sonucu oluşan
kuraklık sebebiyle aerobik yetiştiricilik yoğun bir şekilde gündeme gelmiştir.
Aerobik yetiştiricilikte kullanılan damla sulama yöntemi, yaşanılan verim
kayıplarından dolayı halen kullanım alanı yaygınlaşamamaktadır. Bu verim
kayıplarının öncelikli sebebi olarak damla sulamada baskılanamayan yabancı
otlar olarak gösterilmektedir. Yabancı otları ortadan kaldırmak için daha fazla
herbisit kullanılabilmekte bu da çeltik bitkisinin strese girmesine ve daha çok
verim kaybına uğramasına yol açabilmektedir. Günümüzde çeltikte yabancı ot
mücadelesinde insansız hava aracı (İHA) kullanılarak ilaçlama yaygınlaşmaya
başlamıştır. Ancak söz konusu ilaçlama, oldukça yoğun bir şekilde ve alanın
tamamı ilaçlanacak şekilde yapılmaktadır. Bu da hem göllendirme hem de damla
sulamayla yetiştirilen çeltikte, çevresel açıdan da önemli zararlara neden
olmaktadır. Bu durumda, çeltikte hem herbisit kullanımını azaltan hem de
yabancı otları bertaraf ederek verim kaybına neden olan bu sorunun çözülmesi
aerobik çeltik yetiştiriciliğinin yapılması açısından oldukça önem arz
etmektedir. Günümüzde gelişen teknolojiyle beraber İHA’lara takılan
kameralardan alınan görüntülerin yapay zekayla işlenmesi konusu tarımda giderek
yaygınlaşmaktadır. İHA’ya yerleştirilen multispektral ve RGB sensörlerden
alınan görüntülerin uç yapay zekâ (edge artificial intelligence) destekli bir
geliştirme kartı kullanarak gerçek zamanlı işlenmesiyle, çeltikte en büyük
sorunlardan biri olan yabancı ot tür ve yoğunluklarının noktasal olarak tespit
edilmesi amacıyla yapılacak bu çalışma, doğrudan uygulamaya aktarılabilecek bu
detayda bir çalışmanın olmaması nedeniyle özgündür.
2024 ve 2025 yıllarında Edirne
İli, Enez İlçesi’nde tarla denemesi olarak yürütülecek bu çalışmada, farklı
yöntem (göllendirme ve damla) ve farklı damla sulama düzeylerindeki (%150,
%125, %100) yabancı ot gelişimini görmek amacıyla dört farklı sulama konusu ele
alınacaktır. Çalışmada, toprak nemi, her parselin 15 cm ve 45 cm toprak
derinliğine yerleştirilen sensörler ile uzaktan izleme sistemi yardımıyla anlık
olarak takip edilecektir. Deneme öncesi kalibre edilen sensör verileri
kullanılarak hesaplanan sulama suyu, otomasyon yardımıyla parsellere
verilecektir. Çalışmada, multispektral ve RGB görüntüleme için İHA üzerine
takılan kameralar kullanılacaktır. Görüntüler, büyüme dönemi boyunca yabancı
otların gelişimlerini görmek için her hafta ve 3 farklı uçuş yüksekliğinde (30
m, 60 m ve 90 m) alınacaktır. Deneme parsellerinin bulunduğu alan dışında beş
damla sulama ve beş de göllendirme sulama olmak üzere toplamda on farklı çeltik
alanında da eş zamanlı olarak görüntüler alınacaktır. Çalışmada, derin öğrenme
metodunda YOLOv3 algoritması kullanılarak model oluşturulacaktır. Bu modelin
gerçek zamanlı çalıştırılması için İHA üzerine yerleştirilebilen geliştirme
kartı (Jetson) konacak ve sistem hazır hale getirilecektir.
Proje önerisi;
sulama, bitki koruma, tarla bitkileri, yazılım, yapay zekâ, uzaktan algılama ve
akıllı tarım konularını içine alan disiplinlerarası bir çalışmadır. Proje yönetimi,
dört farklı kurumdan (Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi, Afyon Kocatepe
Üniversitesi, Trakya Tarımsal Araştırma Enstitüsü ve Afyonkarahisar Dumlupınar
Bilim ve Sanat Merkezi (BİLSEM)) bahsi geçen konularda uzman farklı
araştırmacılardan oluşturulmuştur. Bu anlamda, proje önerisinde; 4 Tarımsal
Yapılar ve Sulama, 2 Bitki Koruma, 1 Tarla Bitkileri ve 3 Bilgisayar-Elektronik
bölümlerinden araştırmacılara yer verilmiştir. Ayrıca çalışmada 1 doktora, 1
yüksek lisans ve 1 de lisans öğrencisi bursiyer olarak görev alacaktır.
Bu çalışmadan elde edilecek
sonuçların nitelikli yayın çıkarma, araştırmacı yetiştirme, yeni proje
fikirleri ortaya çıkarma gibi yaygın etkilerinin yanı sıra, doğrudan uygulamaya
aktarılacak bir proje olması niteliği taşıdığından önemli derecede yaygın
etkisi olacaktır. Oluşturulacak sistemi (modelin içinde olduğu gerçek zamanlı
işleyen) içinde barındıran İHA sayesinde, çeltik tarlası hızlıca taranıp
yabancı otlar tür ve yoğunluklarına göre koordinatlı olarak tespit edilecek ve
elde edilen bu veriler ilaçlama için kullanılacak İHA’ya anlık olarak
iletilerek noktasal ilaçlama yapılabilecektir. Bu sayede, aerobik çeltik
yetiştiriciliğinde sorun olarak ortaya çıkan yabancı ot mücadelesi daha kolay
yapılabilecek, damla sulama ile çeltik yetiştiriciliğinin su tasarrufu
açısından kazanımları sağlanmış olacak, ilaçtan ve zamandan ciddi oranda
tasarruf sağlanacak, diğer yetiştiricilik alanlarına ve çevreye olabilecek
olumsuz etkileri azaltılmış veya bertaraf edilmiş olacak ve ülkemizdeki akıllı
tarım anlayışının gelişmesine katkı sağlayacaktır.