Akıllı tarım robotik sistemlerinin domates yetiştiriciliğinde kullanılma olanaklarının araştırılması
Researching the opportunities of using smart agricultural roboticsystems in tomato growing
Yazar: İBRAHİM DİRLİK
Danışman: PROF. DR. CENGİZ KAYA
Harran Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı / Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Akıllı seralar = Smart greenhouses ; Akıllı tarım = Smart agriculture ; Açık kaynaklı yazılım = Open source software ; Domates = Tomato ; Nem = Moisture ; Robotik = Robotics ; Toprak = Soil

Özet:
Bu çalışmada topraktan sensörler aracılığıyla anlık yapılan ölçümler sonucu toprak nem durumunun izlenmesi ve otomatik sulama sistemi domates fidelerinin su ihtiyacının karşılanmasında akıllı sistemlerin kullanma etkinliklerinin belirlenmesi amaçlandı. Bu amaçla çimlendirilen domates fideleri fotoperiyot süresi, ortam nemi, sıcaklık ve toprak nem düzeyinin sensörler aracılığı ile belirlenerek arduino tarafından kaydedileceği tam otomatik bir naylon seraya aktarıldı. Çalışmada fotoperiyot 14 saat aylındık, 10 saat karanlık olarak ayarlandı. Ortam sıcaklığı 22-26 °C ve ortam nemi %65-70 aralığında tutuldu. Toprak nemi %55-85 arası ve %75-85 arası olmak üzere iki farklı uygulama içermektedir. Burada bir grup domates fideleri için sensörler tarafından ölçülen toprak nemi %55'e düştüğünde sulama başlarken diğer grup için %75'e düştüğü zaman sulama otomatik olarak başladı. Burada iki farklı nem düzeyinde arduinonun toprak nem düzeyini kontrol etmede ki etkinliğinin araştırılması amaçlandı. Sensörler tarafından ölçülen nem verileri ile toprak nem düzeyleri arasındaki ilişki incelenerek doğruluk payı belirlendi. Burada düşük sulama seviyesinde nem sensörleri tarafından ölçülen %nem ile hesaplanan %nem arasında ilişki için R2=0,9896 iken, yüksek sulama seviyesinde bu ilişki için R2=0,995 olarak belirlendi. Ayrıca iki farklı nem düzeyinde yetiştirilen domates fidelerine ait bitki yaş ve kuru ağırlığı, bitki boyu ve SPAD değerleri ölçüldü. Yapılan ölçüm sonuçlarında su stresinin bitki yaş ağırlığını %31, kuru ağırlığının %6, bitki boyunun %15 ve SPAD değerinin %24 oranında azaldığı bulundu. Nem sensörlerinin bitki sulama zamanı ve miktarının belirlenmesinde umut verici göründü. Gereğinden fazla veya az yapılan sulamalar ile su kaynaklarının israfının ve verim kayıplarının önlenmesi için bir çözüm olabilir.

Abstract:
In this study, it was aimed to monitor the soil moisture status as a result of instantaneous measurements made from the soil by means of sensors and to determine the efficiency of using smart systems in meeting the water needs of the automatic irrigation system tomato seedlings. For this purpose, the germinated tomato seedlings were transferred to a fully automatic nylon greenhouse where the photoperiod duration, ambient humidity, temperature and soil moisture level were determined by sensors and recorded by the Arduino. In the study, the photoperiod was set to 14 hours, with dark for 10 hours. Ambient temperature was kept between 22-26 °C and ambient humidity between 65-70%. It includes two different applications as soil moisture between 55-85% and between 75-85%. Here, irrigation started when the soil moisture measured by the sensors fell to 55% for one group of tomato seedlings, and irrigation started automatically for the other group when it fell to 75%. Here, it was aimed to investigate the effectiveness of arduino in controlling soil moisture level at two different moisture levels. The accuracy was determined by examining the relationship between the moisture data measured by the sensors and the soil moisture levels. Here, R2=0.9896 for the relation between % humidity measured by humidity sensors and % humidity at low irrigation level, while R2=0.995 for this relation at high irrigation level. In addition, plant fresh and dry weight, plant height and SPAD values of tomato seedlings grown at two different humidity levels were measured. As a result of the measurements, it was found that water stress decreased plant fresh weight by 31%, dry weight by 6%, plant height by 15% and SPAD value by 24%. Moisture sensors appeared promising in determining the time and amount of plant watering. It can be a solution to prevent the waste of water resources and yield losses with over or under irrigation.