Biyolojik Tarım

BİYOLOJİK BİTKİ BESLEME

bakteribakteri çerçeveli
bakteri çerçeveli 2

MİKROBİYAL BİTKİ BESLEME AJANLARI

Tarımsal üretimdeki hatalı teknikler sebebi ile bitki sağlığı ve toprak canlılığı olumsuz yönde etkilenmektedir. Gereğinden fazla gübreleme ve ilaçlama sonucu toprakta biriken kimyasallar, toprak altı patojenler ile mücadelede bilinçsiz toprak dezenfeksiyonu, bitkisel üretimde son yılların en önemli sorunlarından kalıntı problemlerini gündeme getirmiştir.

Toprakta eşsiz bir uyum içerisinde var olan mikroorganizmalar, günümüzde uygulanan yanlış üretim teknikleri yüzünden kayba uğramış ve beraberinde birçok sorunu getirmiştir. Bu nedenle yararlı mikroorganizmaların sürdürülebilir tarım için toprağa dışarıdan takviyesi gerekmektedir.

Aşırı gübre uygulamalarının sonucu olarak toprak canlılığının zarar görmesi bitkilerin besin alım olanaklarını da kısıtlamıştır. Uygulanan fosforlu gübrelerin özellikle yüksek pH ve kireçli toprak koşullarında yaklaşık %50-%70’lik gibi büyük bir kısmı kalsiyum, magnezyum, demir gibi elementler tarafından bağlanır ve bitkiler tarafından alınamaz forma (Trikalsiyumfosfat, Trimagnezyumfosfat vb.) dönüşür. Bu durumda, bitkide fosforun yanında demir gibi önemli mikroelement eksiklikleri de gözlenebilmektedir. Toprak içindeki çeşitli mikroorganizmalar salgıladıkları organik asitler ile bu kimyasal bağları çözerek, fosfatın yarayışlılığını arttırmaktadır. Bacillus polymyxa türü bakteriler (Phosfert), Penicillium bilaii (JumpStart) türü funguslar, mikoriza mantarları (ERS-Endo Roots Soluble) gibi yararlı mikroorganizmaların rizosfere dahil edilmesi ile, toprakta var olan fosfordan yararlanma olanağı artmış ve uygulanan gübreden maksimum fayda elde edilmiş olacaktır.

Biyolojik azot fiksasyonu olarak adlandırılan biyokimyasal reaksiyonlar sonucu, toprakta serbest halde yaşayan Azotobacterler (Bioplin) topraktaki karbondan yararlanır, kendi gelişimleri için ise atmosfer azotunu kullanırlar. Bu yararlı bakterilerin ölümlerinin ardından bünyelerindeki azot, toprak çözeltisine geçer ve bitkiler bundan yararlanmış olurlar. Baklagil bitkileri ile simbiyotik yaşam şekli gösteren Rhizobium bakterileri(TagTeam) ise baklagil köklerindeki nodüllerde faaliyet gösterir. Bu yararlı bakteriler bitkinin azot ihtiyacının büyük kısmını karşılayarak yarar sağlamaktadır.

Mikroorganizmaların bitkilere sağladığı besin desteği sadece toprak altında değildir. Toprak üstü aksamda, bitkinin solunumu sonucu açığa çıkan karbondioksiti kullanarak yaşamını sürdüren ve atmosfer azotunu bitkiye bağlayan Azot Bakterileri (Vitormone) de mevcuttur. Bitkiye bağladığı azot ile hem bitkiyi yapraktan besler hem de salgıladığı metabolitler ile bitki metabolizmasını aktifleştirerek hormonal dengeyi düzenli kılar.

Bütün bu yararlı mikroorganizmalar bitkinin beslenmesinde rol aldığı gibi patojenlere karşı oluşturduğu rekabet ortamı ve antifungal metabolitler ile bitkiye hastalıklardan korumada da etkin görev almaktadırlar.

Biyolojik savaşım mekanizmaları-çeşitleri

BİYOLOJİK MÜCADELE

1.Biyolojik Yöntemler

2.Bioteknolojik Yöntemler3.Mikrobiyolojik Yöntemler
ParazitoidlerSarı-Mavi Yapışkan Tuzaklar

Funguslar

PredatörlerFeromon TuzaklarBakteriler
PatojenlerIşık TuzaklarıVirüsler

Su Tuzakaları

Biyolojik Savaşım Mekanizmaları

Biyolojik savaş mikrobiyal etkileşim ve konukçu dayanıklılığı kapsamında tanımlandığına göre mekanizmalarını da aşağıdaki gibi özetleyebiliriz:

1-       Antibiyosis

2-       Rekabet

3-       Hiperparazitizm

4-       Hipovirülens

5-       Uyarılmış Dayanıklılık

6-       Çapraz Koruma

Antibiyosis: İlk 4 mekanizma ikili ilişki ile yani antagonist×patojen etkileşimi ile çalışmaktadır. Oysa ki son iki mekanizma üçlü etkileşimle yürümektedir.Patojen×konukçu×antagonist (Bora&Özaktan,1998). Bir başka yaklaşımla ilk 4 mekanizma in vitro olarak görülebilirken uyarılmış dayanıklılık ve çapraz korumayı saptamak için in vivo olarak çalışmak gerekmektedir.Zaman içerisinde bu mekanizmalar da biyolojik savaş kavramı bağlamında yeniden değerlendirmeye alınmakta,yani evrilmektedir.Örneğin bilinen en eski mekanizmalardan biri antibiyosistir.Trichoderma,Gliocladium,Bacillus ve hatta bazı floresan Pseudomonas’lar antibiyotik ve benzeri metabolitler salgılayarak patojeni engellemekteydiler.Ancak,özellikle bitkisel ürünlerin doğrudan tüketilen organları üzerinde antibiyotik üretimine dayalı bir biyolojik savaş,ilaçlı savaşın taşıdığı tüm sakıncaları taşıyacaktır.Bu nedenle bu mekanizma ile çalışan biyolojik savaş sistemleri  dışlanmaya başlanmıştır.Örneğin Pseudomonas (Burkholderia)cepacia ve Aspergillus ochraceus gibi antagonistler hem insan sağlığı hem de fitotoksik etkileri nedeniyle dışlanmışlardır(Mathre,Cook,Callen 1999). Ayrıca ABD’li biyolojik savaşçı Kloepper’de, daha önceleri antagonistleri eleme evresinde antibiyotik ürettiği saptanan antagonist adaylarının “çöpe” atıldığını ifade etmektedir.

Rekabet: Diğer bir mekanizma olan rekabet biyolojik savaş bağlamında en sorunsuz mekanizmalardan biri olarak ön plana çıkmaktadır. İster besin için, isterse yer için olsun antagonist×patojen yarışmasında biyolojik savaşın başarısını belirleyen öncelikli faktör antagonistin hızlı çoğalması ve konukçuda hızlı kolonize olmasıdır.Bu bağlamda floresan Pseudomonas’lar antagonistlerin eşsiz bir grubunu oluşturular.Bunların iyi rekabetçi özellikleri bitki hastalıklarıyla biyolojik savaşta yepyeni açılımlar yaratmıştır.Gerçekte de Campbell,20 yıl öncesinden bile bitki hastalıklarıyla biyolojik savaşın geleceğini floresan Pseudomonasların belirleyeceğini öngörmüştü.(Campbell,1989)

Hiperparazitizm: Diğer  bir mekanizma olan hiperparazitizmin pratikte çok büyük şansı olamamıştır. Çünkü, in vitroda kolay dikkati çeken bu etki biçimi doğada çok yavaş işlemektedir. Nedeni ise hiperparazit ile patojenin doğada mekanda buluşmaları her zaman kolay olmamaktadır. Bugün hiperparazitizmin önemi birden çok mekanizmi kullanabilen antagonistler için başarıyı artıran bir etken düzeyinde kalmaktadır.

Hipovirulense: Bir biyolojik savaş mekanizması olarak hipovirulense gelince,özellikle kestane kanseri (van Alfen,1982) hastalığında ve Rhzoctonia solani ile şekerpancarı (Castano&Butler,1978),ve turpta (Hoshiba&Yamada,1984) başarılı sonuçlar alındığını biliyoruz.Japonya’da meyve ağaçlarında Helicobasidium mompa ve Rosellinia necatrix kök çürüklüklerine karşı bu iki patojenin etkili hipovirulent ırkları bulunmuştur.(Matsumoto et al.2002).Ayrıca,kestane kanseri etmeninin hipovirulent ırklarıyla kestanede (Çeliker&Onoğur,2002) ve R.solani’nin anastomotik gruplarıyla patateslerde (Demirci&Zengin,1995) Türkiye’de ciddi çalışmalar yapıldığını ekleyelim.

Uyarılmış Dayanıklılık - Çapraz Koruma in vivo olarak işlediğini yani konukçu×patojen×antagonist üçlü etkileşimi ile ortaya çıktığını belirtmiştik. Bitki hastalıklarıyla biyolojik savaşta son yılların en popüler araştırma konusu konumuna gelen uyarılmış dayanıklılık üzerinde bazı konulara değinmek gerekiyor. Bitkilerde fizyolojik bağışıklık olgusu 1930’lardan bu yana dikkati çekmekteydi.(Ramamoorthy et al.2001).Bugün bu olgu uyarılmış sistematik dayanıklılık (STR) ve kazanılmış sistemik dayanıklılık (SAR) terimleriyle biyolojik savaş literatüründe önemli bir yer almış bulunmaktadır. SAR ve SIR’ın ne olduğunu çok kısaca anımsayacak olursak: konukçuda sistematik dayanıklılığın mikrobiyal olarak bir patojen ya da bir patojenin hipovirulent straini ile ortaya çıkması durumunda buna kazanılmış sistemik dayanıklılık diyoruz ve genellikle bir doku nekrosisinin olguya eşlik etmesi tipiktir(Cameron et al.1994). Sistemik dayanıklılık genelde patojenik olmayan bir rizobakter tarafından oluşturuluyor ve olguya bir doku nekrosisi eşlik etmiyorsa bu durumda olay uyarılmış sistemik dayanıklılıktır(van Loon et al.1998). Ancak hemen eklemeliyim ki patojen ya da patojenin hipovirulent bir ırkıyla oluşturulan kazanılmış sistemik dayanıklık (SAR) çok kısa sürelidir hatta tarla koşullarında bu olgu giderek hastalık kaynağı durumuna gelebilmektedir (Wei et al 1991). Bitkilerde dayanıklılığının sistemik olup olmadığını anlamanın en basit yolu dayanıklılık öğesi organizma ile patojeni konukçunun birbirinden uzak bölgelerine bulaştırmaktır. Eğer köke yaptığımız bir antagonist uygulaması yapraklara yaptığımız bir patojen inokulasyonunu etkisiz kılıyorsa burada sistemik uyarılmış dayanıklılık mekanizmi çalışıyor demektir. Bitki gelişimi uyarıcı kök bakterileri (PGPR) uyarılmış sistemik dayanıklılık araştırmalarında oldukça başarılı sonuçlar vermektedir.

Çapraz Koruma: Bu mekanizmayla sağlanan biyolojik savaşın en ünlü örneği turunçgillerde Triteza hastalığına karşı etmenin hipovirulent ırklarıyla yapılan çapraz bulaştırmalarla ağaçların hastalıktan korunabilmesidir (Costa&Muller,1980). Son zamanlarda F.o.47 olarak kodlanmış olan patojenik olmayan bir  Fusarium oxysporum da kültür bitkilerinin vasküler fusarium solgunluklarının önlenmesinde çapraz koruma bağlamında dikkati çekmektedir(Park et al.1988).

neden biyolojik çözümler

Neden Biyolojik Çözümler ?

Hemen hemen bütün meslektaşlarımız biyolojik savaşın popüler duruma gelmesi temelinde pestisit kullanımın yarattığı doğal denge bozulmasının, sağlık sorunlarının,çevre kirlenmesinin ve pestisitlere karşı giderek yaygınlaşan bağışıklık sorunun yattığını bilmektedir. Kısaca belirtmek gerekirse, biyolojik savaş kimyasal savaşın yarattığı olumsuzluklardan güç almaktadır. Baker ve Cook (1983)’un söyleyişi ile daha düne kadar hastalıklarla biyolojik savaş araştırmalarını “bitmeyen senfoninin prelüd çalışmaları diye önemsemez görünenler,bugün dünya ölçeğinde 50’ye yakın biyopreparatın kullanım izni alarak ilaç piyasasına sürülebileceğini düşünememişlerdir.Hatta bugün bile biyolojik savaşın bir gerçek mi  fantezi  mi olduğunu sorabilmektedirler.(Stewart,2001).Biyopreparatların bugünkü sayısını kimyasal preparatların çokluğu ile karşılaştırmak elbette doğru olmaz.Çünkü kimyasal preparatların ticari üretimleri  günümüzden 150-160 yıl önce başlamışken,ilk biyopreparatın ticari boyutta piyasaya sürülmesi üzerinden henüz yirmi yıl kadar geçmiştir.Biyopreparatların bugün için %1-2 dolayında olan dünya pestisit pazarındaki  payının (Ravensberg&Elad,2002) hızla artması beklenmelidir.

Bu nedenle kimyasal mücadele yerine alternatif yeni teknikler araştırılmaktadır. Biolojik mücadele; kültürel önlemler, bioteknik mücadele ve entegre mücadele gibi alternatif mücadele yöntemlerinin başında gelmektedir.

 

Diğer Mücadele Yöntemlerine Göre Biyolojik Mücadelenin Avantajları Nelerdir?

Yan ve art etkilerinin olmayışı : İnsan, hayvan, bitki ve faydalı organizmalarda herhangi bir zarar meydana getirmez.

Zararlılarda dayanıklılık ve bağışıklığa yol açmaması : Biyolojik mücadelede önemli bir avantajdır.

Devamlı-Etki(Etkinin İdame olması) : İlk tesisten sonra yok denecek bir masrafla kendi kendisini devam ettirebilme özelliği vardır. Mekanik ve Kimyasal mücadelede etki,ancak bilfiil yürütüldüğü zaman olur.

En az masrafla en iyi sonucun alınabilmesi : Biyolojik mücadelede,nakil için başlangıçta önemli bir masraf olur,ilerki yıllarda bu masraf azalır.

Dolaylı Faydalar Sağlaması:

a)Konuk zararlıyı direk öldürür.

b)Üreme gücünü azaltır.

c)Gelişiminde dengesizlikler yaratır.

d)Zararlının direncini kırma ve hassasiyet oluşmasını sağlar.

biyolojik mücadele

uğur böceği

BİYOLOJİK MÜCADELE

Biyolojik olaylar doğa ile etkileşim durumundadırlar. Biyolojik Mücadele çok yalın ya da çok kapsamlı tanımlar yapılabilir. Yalın bir tanım olarak: Hastalıklarla savaşta canlı öğelerin kullanılmasıdır, denilebilir. Diğer bir tanımla Doğal düşmanlar( predatörler, parazitoidler, mikrobiyal etmenler vb.) kullanılarak, hastalık ve zararlı popülasyonlarının baskı altına alınması genel anlamda Biyolojik Mücadeleyi tanımlamaktadır.

Bu doğal düşmanlar bazen patojenin etkisini azaltan ya da ona karşıt (antagonist) etki gösteren bir mikroorganizmadır. Bazende patojene karşı doğal olarak dayanıklı olan ya da dayanıklılığı biyotik ya da abiyotik olarak uyarılmış, kısacası bir biçimde dayanıklı olan konukçu bitkidir.

Daha kapsamlı bir biyolojik savaş tanımını Cook ve Baker (1983) yapmıştır.Bu yazarlara göre Biyolojik Savaş; hastalık etmeninin inokulum niceliğinde ya da hastalandırma yeteneğinde,antagonist ya da konukçu dayanıklılığı yoluyla doğrudan,veya çevre etkenlerinin antagonist yada konukçu dayanıklılığı üzerinden olan dolaylı etkisiyle ortaya çıkan azalmadır.   Görece olarak daha kapsamlı görünen bu tanımı birkaç örnek vererek biyolojik savaş kavramına biraz daha açıklık getirelim.Bir antagonistin bir patojene antibiyosis, hiperparazitizm ve yarışma yoluyla engelleyici etkide bulunması bir biyolojik savaştır.Yine,bir  abiyotik ya da biyotik faktörün konukçu metabolizmasında savunma reaksiyonlarını uyarması sonucu ortaya çıkan konukçu dayanıklılığı olgusu da bir biyolojik savaştır.