Alpkan Koç
Başak Nur GÖKÇAM
Küresel gıda güvenliği ve sürdürülebilir tarım, artan nüfus ile daralan kaynaklar arasında tarihsel bir sınav veriyor. Dünya genelinde tarımsal üretimin yüzde 35’i zararlı böcekler ve iklim şokları nedeniyle kayba uğrarken, kullanılan yıllık milyonlarca ton sentetik pestisit hem toprak ekosistemlerini zehirliyor hem de su havzalarını kirletiyor.
İşte tam bu noktada, kimyasal müdahale yerine malzeme bilimini ve doğa dostu mühendisliği merkeze alan döngüsel tarım çözümleri, yeşil ekonominin geleceğini şekillendiriyor. Bu kapsamda Kuzey Carolina Eyalet Üniversitesi’nde geliştirilen ve askeri Ar-Ge’den tarlalara uzanan yeni nesil ‘Plant Armor’ teknolojisi, ekolojik sürdürülebilirlik ile ekonomik verimliliğin çelişmek zorunda olmadığını kanıtladı.
Çilek üretimi için tasarlanan bu özel 3 boyutlu tekstil örtüsü, tünel deneme alanlarında çilek bitkilerinin üç katından fazla meyve vermesine yardımcı olurken, bitki sağlığı üzerinde herhangi bir zararlı etki göstermedi. Araştırmacılar, bu teknolojinin çilek üretiminde su kullanımını ve böcek ilaçlarına olan bağımlılığı azaltmanın bir yolunu da sunabileceğini söylerken, tünel tarlası testlerinde Plant Armor ile korunan çileklerin örtülmemiş bitkilere göre 3,56 kat daha yüksek verim sağladığı tespit edildi. Kumaş, ışık erişilebilirliğini azaltmadığı gibi bağımlı nem dengesini de olumsuz etkilemedi.
Güneş ışığını engellemeyen koruma
Geliştirilen bu yenilikçi dokumanın bitki fizyolojisine etkilerini açıklayan Kuzey Carolina Eyalet Üniversitesi’nde yüksek lisans araştırma görevlisi ve Plant Armor üzerine bir makalenin baş yazarı olan Gabriel Olawuyi, “Bitkilerin meyve üretmesi için güneş ışığına ihtiyaçları vardır. Plant Armor’ın görünüşte opak kumaşının, meyve üretimi pahasına bitkisel biyokütlede artışa yol açacağını bekliyorduk. Çünkü azalan güneş ışığı, bitkinin enerjisini meyve üretimi yerine gövde ve yaprak büyümesine yönlendirmesine neden olan bir ‹gölgeden kaçınma› tepkisini tetikleyecekti. Ancak, kumaşın ışığa erişimi hiç engellemediğini ve meyve üretiminin önemli ölçüde arttığını gördük” dedi.
Araştırmacılar ayrıca Plant Armor’un üç büyüme mevsimi boyunca istikrarlı bir ısınma etkisi yarattığını da buldu. Gabriel Olawuyi, bu ekstra ısının örtüyle kaplı bitkilerin, tekstil kullanılmadan yetiştirilen bitkilere göre meyve verme aşamasına daha erken ulaşmasına yardımcı olduğunu vurguladı.
Geliştirilen kumaş büyüme günlerini iyileştirdi
Isı birikiminin gelişimdeki kritik rolüne dikkat çeken Gabriel Olawuyi, “Bitkilerin, meyve verme de dahil olmak üzere gelişim aşamalarından geçebilmesi için ‘büyüme derecesi günleri’ olarak hesaplanan belirli bir miktarda birikmiş ısıya ihtiyacı vardır. Bitki örtümüzün bunları iyileştirdiği kanıtlanmıştır” ifadelerini kullandı. Olawuyi sözlerini şöyle sürdürdü: “Bitkiler, her fenolojik aşamadan geçerek üretime ulaşmaları için ihtiyaç duydukları sıcaklığın en uygun şekilde sağlandığı bir durumdaydı ve örtülmemiş bitkilere göre çok daha fazla ürün verdiler.”
Öte yandan Gabriel Olawuyi, Plant Armor’ın böceklerin bitkilerle beslenmesini fiziksel olarak engellediği için, bu teknolojinin tarım alanlarında ihtiyaç duyulan geleneksel böcek ilaçlarının miktarını da azaltabileceğini söyledi.
‘Çilek Meyve Üretimini Artırmak ve Böceklerin Beslenmesini Önlemek için Örgü 3 Boyutlu, Gözenekli Tekstil Örtüsü’ başlıklı araştırma Agriculture dergisinde yayımlandı. İncelemeye konu olan Plant Armor Gen 2 kumaşının, Kuzey Carolina Eyalet Üniversitesi tarafından patentlendi ve üniversite tarafından ticari geliştirme için lisanslandığı belirtildi. Projenin, Kuzey Carolina Tarım Vakfı ve ABD Tarım Bakanlığı Ulusal Gıda ve Tarım Enstitüsü HATCH Fonu tarafından desteklendiği, Doğal Kaynaklar, Wilson Tekstil ile Tarım ve Yaşam Bilimleri Fakülteleri ortaklığında yürütüldüğü belirtildi.
Askeri tekstillerden çilek tarlalarına
Plant Armor kumaşının fikir hikâyesi aslında tarımla başlamamış. Bu teknoloji, askeri üniformaları sivrisinek ısırıklarına karşı daha dayanıklı hale getirmeye ve vücut zırhı giyen askerlerin konforunu artırmaya odaklanan araştırmalardan ortaya çıkmış. Projenin gelişim sürecine ilişkin konuşan NC State Üniversitesi’ndeki William Neal Reynolds Seçkin Profesörü R. Michael Roe, “Plant Armor’a giden yol, askerlerin göğüs zırhını daha rahat hale getirmek için bir kumaş üretme girişimiyle başladı. Ardından, deneme yanılma yoluyla, Kuzey Carolina’daki çilek çiftliklerinin üretimini üç katına çıkarabilecek bir ürüne ulaştık. Başladığımızda bunu tahmin edemezdik. Burada araştırma yapan ve bilimi takip eden tüm bu insanlar olmasaydı, bu ürüne ulaşamazdık” diye konuştu.
Dokuma kumaşın stratejik tasarımı
Yayınlanan çalışmada, Plant Armor adı verilen kumaşın doğrudan çilek bitkilerinin üzerine yerleştirilmek üzere tasarlandığı belirtildi. Kumaşın üç boyutlu yapısının, böceklerin bitkilere ulaşmasını engelleyen fiziksel bir bariyer oluşturduğu, katmanlı malzeme güneş ışığının, yağmurun ve havanın doğal bir şekilde geçmesine izin verdiği ifade edildi. Ayrıca yapılan laboratuvar testlerinde yaprak bitlerinin bitkilere erişimini yüzde 100 engelleyen bu yapı, topraktaki faydalı bakteri popülasyonuna ve kök ekosistemine hiçbir zarar vermeden tam koruma sunduğu bildirildi.
