Dikey tarım ürünlerinin dikey yığılı raflarda veya katmanlarda ürün yetiştirme uygulamasıdır. Hidroponik, aquaponik ve aeroponik gibi topraksız tarım tekniklerini ve bitki yetiştirmeyi en uygun yapmayı hedefleyen kontrollu-ortam tarımını ifade eden terimdir.
Dikey tarım sistemlerini barındıran bazı yaygın kullanılan yapı seçenekleri arasında binalar, nakliye konteynırları, tüneller ve terk edilmiş maden galerileri sayılabilir.
Dikey Tarım’ın Tarihi Gelişimi
Kolombiya Üniversitesi Halk ve Çevre Sağlığı profesörü olan Dickson Despommier dikey tarım kavramının temelini atmıştır. 1999 yılında New York'un çatılarında ne kadar yiyecek yetiştirebileceklerini hesaplamak için lisansüstü öğrencileri sınıfına ödev vermiştir. Öğrenciler sadece 1.000 kişiyi doyurabileceği sonucuna varmıştır. Sonuçlardan memnun olmayan profesör Despommier bitkileri iç mekanda dikey olarak çoklu katmanlarda yetiştirmeyi önermiştir. Despommier ve öğrencileri daha sonra yapay aydınlatma, gelişmiş hidroponik ve 50.000 kişi için yeterli yiyecek üretebilecek aeroponik ile donatılmış 30 katlı dikey bir çiftlik tasarlamışlardır. Ayrıca üst katlarda yaklaşık 100 çeşit meyve ve sebzenin büyüyeceğini, alt katlarda ise bitki atıklarıyla beslenen tavuk ve balık barındırılacağını belirtmişlerdir.
Modern dikey tarım kavramı 1999 yılında Kolombiya Üniversitesi Halk ve Çevre Sağlığı profesörü Dickson Despommier tarafından önerilmiştir. Despommier ve öğrencileri 50.000 insanı besleyebilecek bir gökdelen çiftlik tasarımı yapmışlardır. Bu yenilikçi tasarım henüz inşa edilmemiş olsa da dikey tarım fikrini başarıyla dünyaya sunmuştur.
Vancouver'daki TED2016 konferansında Google X'in başkanı Astro Teller gizli aya yolculuk laboratuvarının bir zamanlar otomatik dikey tarım sistemi oluşturmaya çalıştığını açıklamıştır. Google X, otomatik hasat ve verimli aydınlatma teknolojisinde ilerleme kaydetti ve bazı yeşillikler yetiştirmeyi başardı. Ancak Google laboratuvarı bu tekniği kullanarak tahıl ve pirinç gibi temel mahsulleri yetiştiremedi. Sonuç olarak Google X projeyi iptal etti.
Dikey Tarım Hakkında Genel Bilgiler
Özel LED ışıkları gibi diğer son teknoloji ile birleştirilen dikey tarım çiftçiliğin mevcut uygulamaları geleneksel tarım yöntemleriyle elde edilebilecek ürün veriminin 10 katından daha fazla sonuç vermektedir. Dikey tarım sistemi uygulamanın birkaç farklı yolu vardır.
Dikey tarım teknolojilerini kullanmanın temel yararı daha az birim arazi ihtiyacı ile birlikte gelen daha çok mahsul verimidir. Aynı anda daha çok ürün çeşidi yetiştirme kabiliyeti artmaktadır. Çünkü ürünler aynı araziyi paylaşırken aynı zamanda aynı tarlaları paylaşmazlar. Ayrıca, mahsuller iç mekanda olduklarından aşırı veya beklenmedik hava olaylarında daha az mahsul kaybedilir. Tarım zararlıları ve tarım ilaçları olmaz. Son olarak sınırlı arazi kullanıldığından dikey tarım, yerel bitki ve hayvanlara daha az zarar verir ve yerel flora ve faunanın daha fazla korunmasına yol açar.
Dikey tarım teknolojileri geleneksel çiftliklere kıyasla büyük başlangıç maliyetleri ile ekonomik zorluklarla karşı karşıyadır. Bina gerektirmektedir. Varsayımsal 10 katlı dikey bir çiftlik, ekilebilir arazi başına metrekare alan maliyeti kırsaldaki geleneksel bir çiftliğinkinden 850 kat daha fazlaya mal olur. Dikey çiftlikler LED'ler gibi ek ışık kullanımı nedeniyle büyük enerji ve havalandırma talepleriyle de karşı karşıyadır. Ayrıca bu enerji taleplerini karşılamak için yenilenemeyen enerji kullanılırsa dikey çiftlikler geleneksel çiftliklerden veya seralardan daha fazla sera gazı üretebilir. Dikey tarım kent içinde veya çeperinde yapıldığında ulaşım kaynaklı emisyonlar belirgin oranda azalacaktır. Bu da çevreyi ve iklimi korumaktadır.
Dikey Tarım Tekniklerine Bakış
Hidroponik Suda Bitki Yetiştirme
Hidroponik topraksız bitki yetiştirme tekniğidir. Hidroponik sistemlerde bitkilerin kökleri azot, fosfor, kükürt, potasyum, kalsiyum ve magnezyum gibi makro besinlerin yanında demir, klor, mangan, bor, çinko, bakır ve molibden içeren trace elemanlarını içeren sıvı solüsyonlara daldırılır. Ayrıca kökleri desteklemek için toprak ikameleri olarak çakıl, kum ve testere talaşı asal (kimyasal olarak pasif) ortamlar kullanılır. Hidroponiğin yararları alan başına ürün veriminin artması ve su kullanımının azalmasıdır. Bir bilimsel çalışma geleneksel tarıma kıyasla hidroponik tarımın alan başına marul verimini yaklaşık 11 kat artırabildiğini ve 13 kat daha az su kullanıldığını göstermiştir. Bu avantajları nedeniyle hidroponik dikey tarımda kullanılan yaygın yetiştirme sistemidir.
Aquaponik Dikey Tarım
Aquaponik terimi iki kelimeyi birleştirerek ortaya çıkar: Balık yetiştiriciliğini ifade eden su ürünleri yetiştiriciliği ve topraksız bitki yetiştirme tekniği. Aquaponik karasal bitkilerin üretimini doğanın kendisini taklit eden kapalı döngü bir sistemde sucul organizmaların üretimiyle birleştirerek hidroponiği bir adım daha ileri götürür. Balık tanklarındaki besin açısından zengin atık su katı uzaklaştırma ünitesi ile su filtrelenir ve daha sonra bir biyolojik filtreden geçer burada toksik amonyak besleyici nitrata dönüştürülür. Bitkiler besinleri emerken arındırılan atık su balık tankına geri dönüştürülerek geri verilir. Ayrıca bitkiler balıklar tarafından üretilen karbondioksiti tüketir, balık tanklarındaki su ısıyı alır ve enerji tasarrufu için geceleri seranın sıcaklığını korumasına yardım eder. Ticari çoğu dikey tarım sistemi hızlı büyüyen birkaç sebzeyi üretmeye odaklandığından su ürünleri bileşenini de içeren aquaponik şu anda geleneksel hidroponik kadar yaygın değildir.
Aeroponik Dikey Tarım
NASA’nın bir ürünüdür. Aeroponiğin icadı NASA'nın (Ulusal Havacılık ve Uzay İdaresi) inisiyatifiyle 1990'larda uzayda bitki yetiştirmek amacıyla bulunmuştur. Geleneksel hidroponik ve aquaponiğin aksine aeroponik bitki yetiştirmek için herhangi bir sıvı veya katı ortam gerekmez. Bunun yerine bitkilerin asıldığı hava odalarında besin maddelerine sahip sıvı bir çözelti sislenir.
Açık arayla aeroponik en sürdürülebilir topraksız yetiştirme tekniğidir, en verimli geleneksel hidroponik sistemlerden %90'a kadar daha az su kullandığından yetiştirme ortamının değiştirilmesini gerektirmemektedir. Ayrıca büyütme ortamının olmaması aeroponik sistemlerin yerçekimi otomatik olarak fazla sıvıyı boşaltırken enerji tasarrufu sağlayan dikey tasarım benimsemesine izin verirken geleneksel yatay hidroponik sistemler genellikle fazla çözeltiyi kontrol etmek için su pompalarına gerek duyar. Halen aeroponik sistemler dikey çiftçiliğe yaygın olarak uygulanmamıştır ancak önemli ölçüde gelişen teknolojileri ile dikkat çekmeye başlamıştır.
Kontrollü Çevrede Dikey Tarım
Kontrollü çevre tarımı (CEA) ürün verimini artırmak veya yetiştirme mevsimini uzatmak için doğal çevrenin değiştirilmesidir. CEA sistemleri hava, sıcaklık, ışık, su, nem, karbondioksit ve bitki beslenmesi gibi çevresel faktörler üzerinde kontrol uygulanabilen seralar veya binalar gibi kapalı yapılarda barındırılır. Dikey tarım sistemlerinde CEA genellikle topraksız tarım, su ürünleri ve aeroponik gibi topraksız tarım teknikleriyle birlikte kullanılır.
Bina Esaslı Dikey Çiftlikler
Eski binaların yeniden kullanımı yaygındır. Eski bir mezbahadan dönüştürülen “The Plant” adlı Şikago'daki çiftlik gibi terk edilmiş binalar genellikle dikey tarım için yeniden kullanılır. Ancak bazen dikey tarım sistemlerini barındırmak için yeni yapılar da inşa edilir. Örneğin "Vertical Harvest" adlı bir şirket Jackson, Wyoming'deki park yerinin yanında üç katlı hidroponik sera inşa etmiştir. Danimarka, Kophenag’da 14 katlı dünyanın en büyük dikey bahçesi eski pazar alanında yapılmıştır.
Nakliye Konteynırından Dikey Çiftlikler
Geri dönüştürülen nakliye konteynırları dikey tarım sistemlerini barındırmak için giderek daha popüler olan bir seçenektir. Nakliye konteynırları çeşitli bitkilerin yetiştirilmesi için standartlaştırılmış modüler odalar olarak işlev görmektedir. Genellikle LED aydınlatma, dikey olarak istifli hidroponik, akıllı iklim kontrolleri ve izleme sistemleri ile donatılmıştır. Ayrıca, nakliye konteynırlarını istifleyerek çiftlikler yerden daha da çok tasarruf sağlayabilir ve metrekareye daha çok verim alabilir. Şu anda piyasada Freight Farms'ndan “Greenery (Yeşillik)” ve Local Roots'dan “TerraFarm” gibi birçok ticari nakliye konteynerı dikey tarım birimi ticari olarak vardır.
Derin Çiftlikler
Yer altı boşlukları tarım için değerlendirilebilmektedir. “Derin çiftlik” yenilenmiş yeraltı tünellerinden veya terk edilmiş maden kuyularından inşa edilen dikey çiftliktir. Yeraltındaki sıcaklık ve nem genellikle ılıman ve sabit olduğundan derin çiftlikler ısıtma için daha az enerji gerektirir. Derin çiftlikler ayrıca su temin maliyetini azaltmak için yakındaki yeraltı sularını kullanabilir. Nottingham Üniversitesi'ndeki Sürdürülebilir Enerji kürsüsünden Saffa Riffat'a göre az maliyetine rağmen derin çiftlik aynı arazi alanındaki yerden geleneksel çiftliğe göre 7- 9 kat daha çok gıda üretebilir. Otomatik hasat sistemleri ile birleştiğinde bu yeraltı çiftlikleri tamamen kendi kendine yeterli ve çalışan sistemler olabilir.
“Growing Underground (Büyüyen Yeraltı)” adlı bir şirket dünyanın ilk yeraltı çiftliğini inşa ettiğini iddia etmektedir. Londra Clapham'ın 33 metre altındaki yenilenmiş İkinci Dünya Savaşı bomba sığınağında tarımsal ürün olarak yeşillikler yetiştirmektedir. Ürünleri Whole Foods, Planet Organic ve M&S gibi yerel süpermarketlerde satılmaktadır.
Dünyada Dikey Tarım Uygulamaları
Birçok şehirdeki yatırımcılar ve yerel yönetimler dikey çiftlik kurmakla ilgilenmiştir.
Incheon (Güney Kore), Abu Dabi (Birleşik Arap Emirlikleri), Dongtan (Çin), New York Şehri, Portland, Los Angeles, Las Vegas, Seattle, Surrey, Toronto, Paris, Bangalore, Dubai, Şangay ve Pekin bunlardan bazılarıdır.
2009 yılında dünyanın ilk pilot üretim sistemi Birleşik Krallık'taki Paignton Hayvanat Bahçesinin Çevre Parkına kuruldu. Proje dikey tarımı sergiledi ve sürdürülebilir kentsel gıda üretimini araştırmak için sağlam bir bilgi birikimi sağladı. Ürünler, hayvanat bahçesinin hayvanlarını beslemek için kullanılırken proje, bu sistemlerin değerlendirilmesini mümkün kılıyor ve küresel biyoçeşitlilik ve ekosistem hizmetlerini etkileyen sürdürülemez arazi kullanım uygulamalarındaki değişimi savunmak için eğitim kaynağı sağlıyor.
2010 yılında Dikey çiftlikleri geliştirmesi için İsrail ‘deki fonlara çağrıda bulunarak bir önerge sunuldu. Podponics adlı bir şirket, 2010 yılında Atlanta'da 100'ün üzerinde katlı “yetiştirme modülü”nden oluşan dikey bir çiftlik inşa etti. Ancak firma sonradan Mayıs 2016'da iflas etti.
2012 yılında dünyanın ilk ticari dikey çiftliği Sky Greens Farms tarafından geliştirildi ve üç kat yüksekliğinde Singapur'da açıldı. Şu anda Sky Greens Farms’ın 100'den fazla dokuz metrelik kuleleri bulunuyor.
2012 yılında The Plant adlı bir şirket, Şikago, Illinois'de terk edilmiş bir et paketleme binasındaki yeni geliştirdiği dikey tarım sistemini uyguladı. Dikey çiftlikleri barındırmak için terk edilmiş binaların kullanılması ve diğer sürdürülebilir çiftçilik yöntemleri, modern toplulukların hızlı kentleşmesinin bir gerçeği olarak Şikago, Illinois’de benimsendi.
2013 yılında Dikey Tarım Derneği (AVF) Almanya, Münih'te kuruldu. Mayıs 2015 itibariyle AVF tüm Avrupa, Asya, ABD, Kanada ve Birleşik Krallık'ta bölgesel olarak büyüdü. Bu organizasyon gıda güvenliğini ve sürdürülebilir kalkınmayı iyileştirmek için yetiştiricileri ve araştırmacıları birleştirmektedir. AVF Uluslararası Bilgi Günleri, atölye çalışmaları ve toplantılara ev sahipliği yaparak dikey tarım teknolojilerini, tasarımlarını ve işlerini geliştirmeye odaklanmaktadır.
2015 yılında Londralı Growing Underground şirketi II.Dünya Savaşı sonrası terk edilmiş yeraltı tünellerinde yapraklı yeşil ürünleri üretimine başladı.
2016 yılında Local Roots adlı bir girişim bitkileri izlemek için yapay bir sinir ağıyla birleştirilmiş bilgisayar yazılımı içeren 40 fitlik bir nakliye konteynırında barındırılan bir dikey tarım sistemi olan "TerraFarm"ı üretti ve uzaktan Kaliforniya'dan izlemektedir. TerraFarm sisteminin geleneksel dış mekan çiftçiliği ile maliyet eşitliği elde ettiği, her biriminin "üç ila beş dönümlük tarım arazisi" eşdeğeri kadar ürün ürettiği, klima yoluyla buharlaşan suyu yoğunlaştırıp (yoğuşma suyu) kullanılarak %97 daha az su kullandığı iddia edilmektedir. ABD'de bir marketlerdeki ilk dikey çiftlik 2016'da Dallas, Teksas'ta açılmış, ancak sonra da iflas ederek kapanmıştır.
2017 yılında bir Japon şirketi olan Mirai çok seviyeli dikey tarım sistemini pazarlamaya başladı. Şirket geleneksel tarım yöntemleriyle üretilebilecek miktarın 100 katı olan günde 10.000 baş marul üretebildiğini, çünkü özel amaçlı LED ışıklarının büyüme sürelerini 2,5 kat azaltabileceğini belirtmektedir. Ayrıca firmaya göre bu yöntem geleneksel tarım yöntemlerine göre %40 daha az enerji, %80 daha az gıda israfı ve %99 daha az su kullanımını sağlayabilir.
2019'da Kroger Alman girişim şirketi Infarm ile Seattle'daki iki markete modüler dikey çiftlikler kurmak için ortaklık kurdu.
2021 yılında yeni Nordic Harvest dikey çiftliğinin inşaatının ilk aşaması tamamlandı. Danimarka'daki Kopenhag Pazarları'nda yer alan 7.000 metrekarelik tesis 14 kat yüksekliğiyle Avrupa'nın en büyük dikey çiftliği olacak. Bu örneklere her geçen gün yenileri ekleniyor.
Dikey Tarım ve Tarımsal Verimlilik
Günümüzde dünya kaynakları insanlığı besleyememektedir. Gelecek nesillere dünyanın sürdürülebilir olarak kalması için geleneksel tarımın ekilebilir arazi ihtiyacı çok fazladır. Tarım alanları doğal yaşam alanları değildir. Buralar ilaçlanmakta sürülmekte ve insan eliyle sulanmaktadır. Bu nedenle tarım alanları karbon yutağı alanlarıdır ancak, doğal alanlardan çıkartılmış, hayvanlar için kısmen yaşamaya imkan sağlayan arazilerdir. Dolayısıyla tarım, hem emisyonları hem de arazi değişimi nedeni ile önemli bir çevresel etki kaynağıdır. Tarım alanlarının büyütülmesi, ormanları ve doğal alanları yok etmektedir. Bu nedenle artık yeni tarım alanları açılmamalıdır.
Dünya her zamankinden daha çok nüfus artış hızıyla karşı karşıyadır. 2050’de kişi başına ekilebilir arazinin 1970'e kıyasla yaklaşık %66 azalması beklenmektedir. Dikey tarım bazı durumlarda dönüm başına mahsul veriminin geleneksel yöntemlere göre on katından daha fazlasına imkan vermektedir. Bazı örneklerde bu verimlilik 50 kata çıkmaktadır. Tropik olmayan alanlarda geleneksel tarımın aksine kapalı tarım yıl boyunca mahsul üretebilir. Tüm mevsimlik çiftçilik yetiştirilen yüzeyin verimliliğini mahsule bağlı olarak 4 ila 50 faktörle çarpılabilmektedir. Çilek gibi mahsullerde faktör 30 civarıdır.
Dikey tarım yalıtılmış bir mekanda yapılmaktadır. Farklı ürün sektörlerini kullandığından çok çeşitli hasat edilebilir ürünlerin üretimine de olanak sağlar. Sezon başına bir tür mahsulün hasat edildiği geleneksel bir çiftliğin aksine dikey çiftlikler bireysel ayarlanabilir arazileri nedeniyle çok sayıda farklı mahsulün aynı anda yetiştirilmesine ve hasat edilmesine izin verir. Bu büyük bir pazar esnekliği sağlar.
ABD Tarım Bakanlığı USDA'ya göre dikey çiftlik ürünleri geleneksel çiftçilik yöntemiyle üretilen ürünlere kıyasla mağazalara ulaşmak için yalnızca kısa bir mesafe kat eder. Bu da ulaşım emisyonlarını önemli oranda azaltır.
Amerika Birleşik Devletleri Tarım Bakanlığı (USDA) dünya nüfusunun 2050 yılına kadar 9 milyarı aşacağını tahmin etmektedir. Şı an dünya nüfusu 7,750 milyardır. 2050 yılında nüfusun %50’sinden fazlası şehirlerde yaşıyor olacaktır. Dikey çiftçilik USDA'nın nüfus arttıkça muhtemel gıda kıtlığına vereceği öngörülebilen bir yanıttır. Bu çiftçilik yöntemi emisyonu düşürerek ve ihtiyaç duyulan suyu azaltarak çevreye karşı sorumlu üretim sağlayabilir. Bu tür kentsel çiftçilik, neredeyse anında çiftlikten satışa giden aracı dağıtımı giderini de azaltacaktır. Tarımsal ürünler daha ucuza alınabilecektir.
USDA ve Enerji bakanlığınca dikey çiftlik üzerine düzenlenen bir çalıştayda, dikey çiftçilik uzmanları bitki ıslahını, haşare yönetimi ve mühendisliğini tartıştılar. Zararlıların kontrolü, böcekler, kuşlar, kemirgenler, hava kirliliği dikey çiftliklerde kolaylıkla idare edilir. Çünkü tarımsal alan çok iyi kontrol altındadır. Kimyasal ilaçlara gerek duyulmadan organik ürünleri yetiştirme yeteneği geleneksel çiftçilikten çok daha kolaydır.
İklim Değişikliği ve Dikey Tarım Alanlarının Hava Koşullarına Direnci
Geleneksel açık hava tarımında yetiştirilen ürünler hava koşullarına bağlıdır ve istenmeyen sıcaklıklarda yağmur, muson, dolu fırtınası, kasırga, sel, orman yangınları ve kuraklıktan etkilenir. Son zamanlarda meydana gelen seller dünyanın ve Türkiye’nin mahsul kayıplarında milyarlarca dolara mal olmuştur. Tarım topraklarında yıkıcı kayıplar yaşanmıştır. Yağmur düzenindeki ve sıcaklıktaki değişiklikler Hindistan'ın tarımsal üretimini yüzyılın sonunda %30 azaltacaktır. Sadece Hindistan tarımının %30 düşüş etkisi ile dünya açlık içinde olacaktır. Buna Çin ve ABD’de eklenebilir.
Olumsuz hava koşulları konusu özellikle geleneksel çiftçiliğin büyük ölçüde imkansız olduğu Alaska ve kuzey Kanada gibi kutupsal ve kutup altı bölgeler için geçerlidir. Gıda güvensizliği taze ürünlerin uzak mesafelere nakledilmesi gereken yüksek maliyetler ve yetersiz beslenmeye yol açan uzak kuzey topluluklarında uzun süredir devam eden bir sorundur. Konteynırlı çiftlikler Churchill, Manitoba ve Unalaska, Alaska gibi yerlerde faaliyet gösteren bir dizi çiftlik ile daha güneydeki konumlardan gelen tedariklere göre daha düşük bir maliyetle yıl boyunca taze ürünler sağlayabilir. Bu yeni yaşam alanlarına imkan sağlar.
Mahsul yetiştirmenin kesintiye uğramasında olduğu gibi yerel konteynırlı çiftlikler de geleneksel olarak yetiştirilen ürünleri uzak topluluklara ulaştırmak için gerekli olan uzun tedarik zincirlerine göre kesintiye daha az duyarlıdır. Türkiye’deki gıda fiyatları Mayıs ve Haziran 2017'deki sel felaketlerinden sonra önemli ölçüde yükselmiştir. Gıda fiyatlarındaki dengeyi sağlamanın bir yolu da dikey tarımdır.
Dikey Tarım ve Çevrenin Korunması
Dikey tarımın artan üretkenliği nedeniyle birim dikey tarım birimi başına 20 adede kadar dış mekan tarım arazisi doğal durumuna geri dönebilir. Bu çevrenin, ekolojinin yeniden yaşanılabilir bir hale dönmesine imkan sağlar. Dikey tarım tarım arazisine ihtiyacı azaltacak ve böylece birçok doğal kaynak korunacaktır. Bu nedenle şehircilikte dikey tarım dersleri verilmelidir.
Doğal alanlar üzerindeki tarımsal müdahalenin neden olduğu ormansızlaşma ve çölleşme bu sayede önlenebilir. İç mekanda gıda üretimi geleneksel çiftçiliği, ekimi ve çiftlik makineleriyle hasadı azaltır veya ortadan kaldırır, toprağı korur ve emisyonları azaltır.
Geleneksel çiftçilik genellikle doğal flora ve faunaya istilacıdır. Çünkü geniş ekilebilir bir alan gerektirir. Bir çalışma hayvan nufüsunun hasattan sonra hektar başına 25'ten hektar başına 5'e düştüğünü ve geleneksel çiftçilikle her yıl hektar başına 10 hayvanın öldürüldüğünü tahmin ettiğini göstermektedir. Buna karşılık dikey tarım, sınırlı alan kullanımı nedeniyle yaban hayatına daha az zarar verir.
Dikey Tarım ve Enerji Kullanımı
Büyüme mevsimi boyunca güneş ekinlere düz araziye ekildiklerinden çok daha az ışık sağlanacak şekilde dikey bir yüzeyde aşırı açıyla parlar. Bu nedenle dikey tarımda ilave ışık gerekli olacaktır. Bruce Bugbee dikey çiftçiliğin güç taleplerinin yalnızca doğal ışık kullanan geleneksel çiftliklerle rekabet edemeyeceğini iddia etmektedir. Çevre yazarı George Monbiot tek bir somun için tahıl yetiştirmeye yetecek kadar ek ışık sağlamanın maliyetinin yaklaşık 15 dolar olacağını hesaplamıştır.
The Economist'teki bir makale cam bir gökdelende yetişen mahsuller gün boyunca biraz doğal güneş ışığı alacak olsa bile yeterli olmayacağı belirtilmiştir. Yapay ışıklara güç vermenin maliyeti kapalı alanda çiftçiliği çok pahalı hale getirebilmektedir. Dahası araştırmacılar dikey bir çiftliğin enerji tüketimini karşılamak için yalnızca güneş panelleri kullanılacaksa gerekli olan güneş paneli alanının çok katlı bir iç mekandaki ekilebilir alandan yirmi kat daha büyük olması gerekeceğini belirlemişlerdir. İç mekanda çiftliğinin büyük dikey çiftliklerle başarılması zor olacaktır. Arizona'da marul yetiştiren bir hidroponik çiftlik üretilen bir kilogram marul için 15.000 kJ enerji kullanmaktadır. Bu miktardaki enerjiyi şöyle mukayese edebiliriz. Geleneksel bir açık hava marul çiftliği yetiştirilen bir kilogram marul için yalnızca 1.100 kJ enerji kullanılmaktadır.
Dr. Dickson Despommier'in “The Vertical Farm” adlı kitabının kontrollü ortam önerdiği gibi ısıtma ve soğutma maliyetleri diğer herhangi çok katlı binaya benzeyecektir. Besinleri ve suyu dağıtmak için sıhhi tesisat ve asansör sistemleri gereklidir. Kuzey Amerika Birleşik Devletleri'nde fosil yakıtla ısıtma maliyeti hektar başına yıllık 200.000 $ üzerinde olabilir. 2015 yılında yapılan araştırma geleneksel tarım yöntemleri ve hidroponik çiftlik kullanılarak marul büyümesini karşılaştırmıştır. Hidroponik çiftlikte ısıtma ve soğutmanın enerji tüketiminin %80'inden fazlasını oluşturduğunu ısıtma ve soğutmanın üretilen marul başına 7.400 kJ'ye ihtiyaç duyduğunu belirlemişlerdir. Aynı çalışmaya göre hidroponik çiftliğin toplam enerji tüketimi bir kilogram marul başına 90.000 kJ'dir. Enerji tüketimi ele alınmazsa dikey çiftlikler geleneksel tarıma sürdürülemez bir alternatif olabilir.
Dikey tarım binalarının yeşil bina olarak tasarlanması onları enerji verimli kılmakta maliyetleri azaltmaktadır. Özellikle solar ısıtma sistemleri olan, yenilenebilir enerji kaynaklarını verimli olarak projelendirilen binalar gereklidir.
Dikey Tarım ve Kirlilik
Enerji Güç İhtiyaçları yüksektir. Güç ihtiyaçları fosil yakıtlarla karşılanırsa çevresel etki net bir kayıp olabilir. Çiftliklere enerji sağlamak için düşük karbonlu enerji kapasitesi inşa etmek gereklidir. Geleneksel çiftlikleri yerinde bırakmaktan daha mantıklıdır. Louis Albright, elektrikle üretilen fotosentetik ışığa dayalı kapalı sistem kentsel tarımda bir kilo marulun bir elektrik santralinde 8 pound karbondioksit üretilmesine neden olacağını ve üretilen 4,000 pound marulun bir aile arabasının yıllık emisyonlarına eşdeğer olacağını hesaplamıştır.
Benzer bir sistemde yetiştirilen domatesin karbon ayak izinin marulun karbon ayak izinin iki katı kadar büyük olacağını da ifade etmiştir. Bununla birlikte güneş ışığının mahsullere ulaşmasına izin veren bir serada üretilen marulun marul başı başına karbondioksit emisyonlarında %300 azalma görülmüştür. Dikey çiftlik sistemi güneş ışığından yararlanmada daha verimli hale geldikçe daha az kirlilik üretecektir.
Karbon emisyonu azaltım potansiyeli. Dikey tarım alanları karbon yutak alanlarıdır. Dikey tarım çiftliğinin çevresel kirliliğin olduğu yer ile aynı yerde olmaları bunların CO2 emeceği anlamına gelir; Seralar genellikle atmosferik oranın 3-4 katına kadar karbondioksit seviyelerini emerler. CO2’deki bu artış fotosentez değişken oranlarını arttırır ki ortalaması %50'dir bu sadece daha yüksek verim sağlamakla kalmaz aynı zamanda bazı bitkiler daha hızlı olgunlaşma sağlar. Kuruma gözeneklerini küçültür ve su stresine (hem çok fazla hem de az) daha dirençli hale gelir. Dikey çiftliklerin tek başına bulunmasına gerek yoktur, daha olgun bitkiler geleneksel seraya transfer edilebilir, alan ve maliyet esnekliği sağlanabilir.
Mahsul hasarı daha zadır. Bazı seralar saf CO2 kaynakları için kükürt dioksit ve etilen gibi bitkilere ciddi olarak zarar veren kirletici maddeleri ihtiva eden fosil yakıtları yakarlar, gaz süzme yüksek üretim sistemlerinin bir bileşenidir.
Havalandırma gereksinimi önemlidir. Gerekli havalandırma CO2’in dışarıdan içeriye sızmasına izin verebilir ama neme toleranslı ve neme karşı toleranssız ekin polikültürü döngüsüne sınırlı olmayan (monokültürün aksine) geri dönüşüm sistemleri yapılabilir.
Işık Kirliliğinin önüne geçilebilir. Dikey tarım sera yetiştiricileri, bitkilerin vejetatif veya üreme evresinde olup olmadığını kontrol etmek için genellikle bitkilerdeki fotoperiyodizmi kullanırlar. Bu kontrolün bir parçası olarak ışıklar geçmiş gün batımında ve güneş doğmadan önce veya gece boyunca periyodik olarak açık kalır. Tek katlı seralar normal kentsel dikey çiftlikler de olsa ışık kirliliği üzerine eleştiriler çekmiştir. Buna karşı tesisler geceleri ışık sızmasını engelleyici perde sistemlerine sahip olmalıdır.
Su kirliliğinin önüne geçilebilir. Hidroponik seralar suyu düzenli olarak değiştirerek bertaraf edilmesi gereken gübre ve böcek ilaçları olan su çıkarırlar. Atık suyu komşu tarım arazileri veya sulak alanlara yaymak en yaygın yöntemdir ancak, kentsel dikey çiftlik için bu zor olacaktır. Su arıtma ilaçları (doğal veya başka türlü) bir çözüm olabilir.
Dikey Tarımın Genel Avantajları
Az alanda çok ürün almak mümkündür
İşçilik ve maliyetten tasarruf yapılabilir
Güvenilir ürün elde etmek mümkündür
Kent merkezlerinde her yerde üretim yapılabilmektedir
Şehirde tarım yapılması şehrin hava kalitesini arttırır
Toprak ve alan sıkıntısı açısından ideal bir tarım yöntemidir
Tarımı sadece köye endekslemek yerine köylerde üretilen ürünlerin aynısını yakıt maliyetini düşürüp, gıdaların ezilmesini de önleyerek daha avantajlı hale getirmek mümkündür
Ayrıca ultraviyole ışıklar kullanarak üretim yıl boyu devam edebilmektedir
Tarımsal ilaç kullanımı daha azdır, ortam sterilizasyonu gerekli değildir veya kolaydır
Sera ısıtma harcamaları düşüktür
Üretim yapılabilecek alanlar çok çeşitlidir
Bitkiler kontrollü bir şekilde beslenir
Birim alanda bitki sıklığı fazladır
Sulama kolaylaşır ve bitkiler su stresi yaşamaz
Önceki ürünün hasatı ile yeni üretime başlama arasındaki süre çok kısadır
Erkencilik sağlar
Üretim türüne göre alternatif yetiştirme yöntemleri vardır
Üründe kanserojen nitrat birikimi olmaz
Yabancı ot vb sorunlar olmaz
Toprağın bitkisel üretime uygun olmadığı yerlerde üretim mümkündür
Sonuç
Tüm zorluklarına rağmen kentsel tarım ve dikey tarım insan oğlunun beslenebilmesi için bir zorunluluk olarak karşımıza çıkmaktadır. Türkiye bu konuda henüz araştırmaya gerekli önemi vermemektedir. Aslında tüm sektörlerde karşımıza çıkan geriden gelme ve teknoloji üretmeden tüketme bu durumda da karşımızdadır. Ülkemizde Tarım Bakanlığı, Çevre ve Şehircilik Bakanlığından kopuk politikalar üretmekte bilimsel gelişmeleri dikkate almamaktadır. Kent tarımı sadece Çevre ve Şehircilik Bakanlığının sempozyumlarında lafta kalan, hiçbir hesabı olmayan ve bilinmeyen bir uygulama önerisi olarak yerini almaktadır. Dünya kent tarımını ve dikey bahçeleri 20 yıldır uygulamakta ve tartışmaktadır. Dileğimiz ülkemizin yeni teknolojilerden geri kalmamasıdır.