Ziraat mühendisliği, bitkisel üretim, hayvansal üretim, toprak bilimi, bitki sağlığı, tarımsal endüstri, biyoteknoloji ve biyosistemler alanlarında faaliyet gösteren bir mühendislik dalıdır. Örneğin Ziraat Fakültesine bağlı Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği bölümünde; Tarımsal Mekanizasyon kapsamında tarımda makineleşme, makine kullanımı, makinelerin yapısı, makine elemanları, makinelerin çalışma prensipleri konuları işlenir. Tarım Makinaları bölümüne ziraat mühendisliğinin makine mühendisliği denilebilir.
Benzer şekilde Tarımsal Yapılar ve Sulama bölümünde de; Tarımsal inşaat, binaların tasarımları, sulama ve drenaj mühendisliği, sulama yapılarının inşası konuları işlendiğinden Tarımsal Yapılar bölümü, ziraat mühendisliğinin inşaat mühendisliğidir. Ziraat mühendisliğinin diğer bölümleri de çeşitli mühendislik dallarından faydalanmaktadır. Ziraat mühendisliği interdisipliner bir mühendislik dalıdır. Bu yazıda ben Seralar (Örtüaltı yetiştiriciliği) konusunda bilgi vermeye çalışacağım.
Örtüaltı yetiştiriciliği, çevrenin olumsuz etkilerinden kısmen veya tamamen kurtulmak amacıyla bitkisel üretim yapılabilmesi için alçak veya yüksek sistemlerin inşa edilmesidir. İklim şartlarından bağımsız olarak bitkisel üretim yapmak için, ihtiyaca göre, çeşitli boyutlarda sistemler inşa edilebilir. Bu yönden bir sınıflandırma yapmak gerekirse ;
• Yüzeysel Örtüler
• Alçak Tüneller
• Yüksek Tüneller
• Seralar
• Bilgisayar Kontrollü Seralar
1. Yüzeysel Örtüler; kısa veya uzun süreli olmak üzere bitkilerin üzerinin örtüldüğü, tarımsal işlemlerin dışarıdan uygulandığı sistemlerdir. Toprak yüzeyini örten sistemlerde daha çok 0.025-0.050 mm kalınlığında PVC veya PE kullanılır. Toprağı bu şekilde örtmenin amacı, toprak içindeki veya yüzeyindeki havada güneş enerjisi ile kazanılan ısıyı korumak, bitki kök sistemi ve çevresinde sıcaklığı istenilen seviyede yükseltmektir. Yüzeysel örtüler daha çok yere yakın bitkilerde, örneğin çilek gibi, yetiştiriciliğinde tercih edilmektedir.
2. Alçak Tünel Sistemleri; Alçak tünel sistemleri, havalandırması yapılan veya yapılmayan olarak iki şekilde sınıflandırabiliriz. Havalandırılmayan sistemler 3 m. genişlikte ve 0.8 m yükseklikte yapılabilir. İskelet demiri, demirleri tutan kazıklar, demirleri bağlayan tel veya borulardan meydana gelen yapı malzemeleri vardır. Alçak tünel sistemleri 0.8 m’den yüksek değildir. Avantajları olduğu kadar, dezavantajlı yönleri de vardır, örneğin soğuk iklimlerde kar yağışının yoğun olduğu bölgelerde, kar basıncı ile çökebilir. Havalandırma yapılmayan tünellerde amaç nem oranını yüksek seviyede tutmaktır. Böylelikle sebzelerin hızlı büyümesi amaçlanır. Bitkiler yeterli büyüklüğe ulaştığında (yaklaşık 2-3 hafta içerisinde) ön tarafları açılarak havalandırması yapılır. Havalandırılan Alçak Tüneller daha çok fide yetiştiriciliğinde tercih edilmektedir.
3. Yüksek Tünel Sistemleri; Yüksek tünel sistemleri için, alçak tünellerle modern seralar arasında geçiş yapısı diyebiliriz. Modern seracılığın ilk formu yüksek tünel sistemleridir ve ülkemizde bir çok yerde hala kullanılmaktadır. Kapısı olması, havalandırmaya imkan vermesi ile yıl boyu kullanılabilir. Genel olarak yüksekliği 2.0 m ve daha fazla olan tünellerdir. Alçak sistemlere göre bitkiler için daha iyi bir yetiştirme ortamı sağlamaktadır. Isıtma, yağmurlama sulama gibi işlemlerin uygulanması mümkündür. Belirli büyüklüğe ulaşan fidanlar veya sebzeler, plastik örtülerin çeşitli yerlerinden delinmesiyle dış hava koşullarına alıştırılmaktadır.
4. Seralar; Seralar iklim ve çevre şartlarında çok etkilenmeksizin geniş çapta üretime uygun, sıcaklık, nem ve havalandırma gibi faktörlerin kontrol altında tutulabildiği bütün yıl boyunca çeşitli kültür bitkileri yetiştiriciliği yapılabilen tarımsal yapılardır. Seralardan pazara sürekli ürün çıkarma olanağı vardır. Birim alandan yüksek verim alınabilir, alınan ürün niteliği de arttırılabilir. Tarım sektörünündeki “mevsimsel işçi” sorunu sera işletmeciliğinde daimi işçilikle ikame edilir. Son olarak sera inşası için gerekli materyalin üretimi için yeni sanayi kollarının ortaya çıkmasıyla üretime katkı sağlar.
Hangi mühendislik dalı olursa olsun, mühendislik uygulamaları, üretilen işin, ürünün, tasarımın; estetik, mukavemet, ekonomi gibi temellere dayanmasını gerektirir. Bu elbette tarımsal yapılar için de geçerlidir. İnşa edilecek sera için yapı malzemeleri ; ucuz, hafif ve sağlam olmalıdır. Seri üretime uygun olmalı, enerji tasarrufu sağlamalı, kuruluşu ve onarımı kolay olmalıdır. Modern seralar temel, iskelet elemanları ve çatı olarak üç kısımda ele alınır. Her inşaat projesinde olduğu gibi zeminin sağlamlığı kontrol edilmelidir. Modern seralar karmaşık yapılar olduğu için zemin ağırlığı taşıyabilmelidir. Drenaj sistemi kurulmasına müsait olmalıdır. Taban suyu yüksek alanlarda sera yüzeyden biraz daha yüksek alana kurulmalıdır. Temel duvarı yapının ağırlığını taşıyıp sera malzemelerine iletecek sağlamlıkta olmalıdır.
İskelet malzemesi olarak; ahşap yapı malzemeleri, metal yapı malzemeleri kullanılabilir. Metal yapı malzemeleri en çok tercih edilen malzeme tipidir. Ahşap yapı malzemelerine göre daha dayanıklıdır. Metal yapı malzemeleri olarak; I profiller, T profiller, L profiller, boru profiller, çelik levhalar kullanılır.
Kolonlar, çatı ağırlığını ve sera yüzeyine gelen rüzgar ve kar yükünü toprağa ve sera temeline iletebilen yapılardır. Kolonlarda; ahşap, alüminyum veya çelik malzemeler kullanılabilir.
Çatı iskeleti, mertekler, aşıklar, çatı kirişlerinden oluşur. Ayrıca çatıya eklenen yağmur sularının uzaklaştırılması için su olukları, sera iç yüzeyinde yoğunlaşan su damlalarını toplayan damlalıklar ve fazla ısı ve ışık isteyen tavana asılan bitki düzenlerinden oluşur. Çatıdaki makas kirişleri, çatıdan gelen yüklerin kolonlara iletilmesini sağlar. Modern seraların örtü malzemesi camdır. Seralarda kullanılan camın saydam olmasından çok ışık geçirgenliği önemlidir. Daha çok 1.8-2.0 mm ile 4.0 mm kalınlıkta camlar kullanılmaktadır. Mertek aralıkları genişletilerek daha çok cam malzeme kullanılmasıyla maliyet masrafı düşürülebilmektedir.
5. Bilgisayar Kontrollü Seralar; Teknolojinin gelişmesiyle birlikte mekanizasyonun son aşaması olan otomasyon sistemlerinin ziraat mühendisliği ile de buluşmaması elbette düşünülemez. Modern seraların son aşaması bilgisayar sistemleri ile otomasyonu sağlanmış sera sistemleridir. Bilgisayarlı sistemlerle kontrol edilen değeri ölçen aygıtlar, örneğin sıcaklık ve nem duyargaları gibi, kontrol merkezleri, kumanda edilerek kontrol edilen değerin istenilen düzeye gelmesinin sağlayan düzeneklerden oluşmaktadır. Gelecekte bilgisayar destekli seraların daha çok yaygınlaşması beklenmektedir.