Küresel Isınmanın Bitki Hastalıkları Üzerindeki Abiyotik ve Biyotik Etkileri

Yazar: Murat Yıldız ve M. Sacit İnan
 
GİRİŞ

Çeşitli yollarla atmosfere salınan gazların sera etkisi oluşturması sonucunda, dünya yüzeyindeki sıcaklığın artmasına küresel ısınma denir. Küresel ısınmaya yönelik çalışmalar 1800’lü yıllarda başlamış olup, son yıllarda giderek artmaktadır. Sanayi devrimiyle birlikte artan çevre kirliliğine bağlı olarak küresel ısınmanın etkileri hızlı bir artış eğilimine girmiştir. Küresel ısınmaya sebep olan faktörler sera gazlarıdır. Bunlar karbondioksit (CO2), su buharı, metan gazı (CH4), azot protoksit (N2O), ozon (O3) ve sentetik endüstri molekülleridir. Aslında iklim sisteminde vazgeçilmez bir yere sahip olan sera gazları, güneş ve yer radyasyonunu tutarak, atmosferin ısınmasında başlıca etkendirler. Sera gazlarının bulunmaması durumunda yeryüzünün sıcaklığının bugüne göre 30 °C daha soğuk olacağı hesaplanmıştır. Son yıllarda atmosferde sera gazlarının ve bunlar arasında da özellikle CO2 ‘nin miktar ve atmosferde kalma süresinin çok yüksek olması nedeniyle, yeryüzü sıcaklığında belirgin artışlar olduğu, bu artışların da küresel ısınmaya neden olduğu bildirilmiştir (Le Treut ve ark., 2007). Dünyada iklim değişikliklerinin başında artan hava sıcaklıkları dikkat çekmektedir. Dünyamızın ısısı düzenli olarak artmaktadır ve son 100 yıl içerisinde yeryüzünde sıcaklığın 0,7-0,8 °C civarında arttığı ve gerekli önlemlerin alınmaması durumunda ise sıcaklık artışının devam edeceği tahmin edilmektedir (Sağlam ve ark., 2008). Küresel ısınmanın, dünya iklim sisteminde köklü değişimlere ve aşırılıklara yol açacağı belirtilerek, bunun sonucu beklenen değişimler; kutuplardaki buzulların erimesiyle deniz seviyesinin yükselmesi, kıyı kesimlerde toprak kayıplarının artması ve pek çok Avrupa ülkesinin sular altında kalma tehlikesiyle karşı karşıya kalması, dünyanın bazı bölgelerinde kasırgalar, seller ve taşkınlar gibi hava olaylarının şiddetinin ve sıklığının artması, aynı zamanda yağışlarda önemli değişikliklerin olması, bazı bölgelerde kuraklıklar ve çölleşme olaylarının etkili olması, bitki ve hayvan türlerinin azalması ya da yok olması, orman yangınlarının artması, topraktaki verimliliğin azalması, tarımsal ürün potansiyelinin değişmesi, içme suyu sıkıntısının ortaya çıkması, açlık ve yetersiz beslenme sonucu hastalıkların ve ölümlerin olması, göçlerin başlaması şeklinde listelenmektedir (IPCC, 2014). Türkiye’miz, küresel ısınmanın potansiyel etkileri açısından, riskli ülkeler arasında yer almaktadır. Türkiye’nin özellikle çölleşme tehlikesi bulunan İç Anadolu, Güney Doğu Anadolu, Ege ve Akdeniz Bölgeleri gibi yarı kurak ve yarı nemli bölgelerinde tarım, ormancılık ve su kaynakları açısından olumsuz etkilere yol açabileceği uyarıları yapılmaktadır. Araştırmacılara göre, iklim kuşakları ekvatordan kutuplara doğru yüzlerce kilometre kayabilecek, bunun sonucunda Türkiye, bugün Orta Doğu ve Kuzey Afrika’da hâkim olan sıcak ve kurak iklim kuşağının etkisine girebilecektir. İklim değişikliğinin özellikle Akdeniz Bölgesi’nde tarımı çok fazla etkileyeceği ve bazı bitkilerde, (örneğin buğdayda %20, çeltikte %30 ve mısırda %47 seviyesinde) verim kaybı yaşanması beklenmektedir. Ülkemizdeki sıcaklık artışına bağlı olarak tarım ürünlerinde önemli değişimler yaşanacak. Şu anda Ege, Akdeniz ve Güneydoğu Anadolu bölgelerimizde yaygın olarak yetiştirilen ürünler meydana gelecek sıcaklık artışıyla muhtemelen Karadeniz ve Marmara bölgelerimize doğru hareket edecek (örneğin pamuk daha kuzeye geçiş yapacak). Bu belirtilen sonuçlarının yanı sıra bitki korumacıları yakından ilgilendiren bir başka etkisi de tarımsal ürünlerdeki zararlıların ve hastalıkların bazılarında artış görüleceği, bazılarının da önemini yitireceği konusudur (Kahn,1991). Bitki korumada hastalığın oluşumu hastalık üçgeni üzerinden açıklanmakta, üçgeni oluşturan üç ana faktörün yani çevre, konukçu ve patojenin uyum içinde olması gerektiği, bu faktörlerdeki değişikliklerin hastalık düzeylerinde de değişikliklere neden olabileceği vurgulanmaktadır (Agrios, 2005; Moore ve ark., 2011).

Küresel Isınmanın Bitki Hastalıkları Üzerindeki Abiyotik Etkileri

Abiyotik (cansız) etmenleri ışık, sıcaklık, iklim, toprak ve mineraller, su ve ph olarak sayabiliriz. Burada en önemli abiyotik sorunlar bitkilerde sıcaklığa ve suya bağlı stresten kaynaklanmaktadır. Diğer abiyotik stresler daha az görülür. Ancak aynı derecede ölümcül olabilirler.
 
Fenolojik Dönemlerin Hava Sıcaklığına Hassasiyeti

İkiz Meyve Oluşumu

Kışın meydana gelecek sıcaklık artışı meyve türlerinde kış soğuklanma ihtiyacının sağlanması ve tomurcuk uyanması döneminde bazı sorunlar meydana getirirken, yaz aylarında çiçek tomurcuğu farklılaşması döneminde oluşacak sıcaklık artışları ise ikiz meyve oluşumu gibi bazı sorunlara yol açmaktadır (Şahin, 2018a).
 
Şekil 1. Kirazda ikiz meyve oluşumu

Tozlanma ve Döllenme Sorunu

Örneğin; zeytin ağaçlarının tozlanma ve döllenme zamanlarında oluşan aşırı sıcak hava ve kurutucu rüzgarlar dişicik tepesini kurutarak tozlanmayı ve meyve oluşumunu azaltmaktadır. Benzer şekilde yağışın az düşmesiyle olan kuraklık koşulları meyve tutumunda, olgunlaşmasında ve meyvenin yağ içeriğinde önemli düşmelere sebep olmaktadır. Çiçek oluşum zamanı meydana gelen aşırı yağış ve yüksek hava nemi döllenmeyi engellemekte, dane tutumunu azaltmaktadır (Varol, 2009).
 
Şekil 2. İklim faktörlerinin zeytinde döllenmeye etkisi

İlkbahar Geç Donlarına Yakalanma

Hava sıcaklıklarındaki ekstrem değişimler meyve türlerinin çiçeklenme dönemleri üzerine de olumsuz etki göstermektedir. Çiçeklenme fenolojisinde meydana gelen değişimler, polinasyon ve meyve tutumunu etkileyeceği ve ilkbahar geç donlarına yakalanma riskini arttırarak üretimde sorunlara neden olabileceği belirtilmektedir. İlkbahar geç donları ve dolu zararı nedeniyle bazı bölgelerde özellikle kirazda %100 meyve kayıpları gözlemlenmiş, hiç meyve alınamamıştır ve bu durum kiraz fiyatlarına da ciddi bir biçimde yansımıştır (Anonymous, 2018a). Aynı şekilde Malatya’ da normal koşullarda mart ayı sonu veya nisan ayı başında açan kayısı çiçekleri 2017 yılında 8 Mart’ ta çiçek açarken, 2018 yılında ise şubat ayında çiçek açmıştır ve ilkbahar geç donlarına yakalanma riski arttığından dolayı 04 Nisan 2018’ de ilkbahar geç donlarına yakalanarak %70 ürün kaybı gerçekleşmiştir.
 
Dolu Zararı

İklim değişikliğinin sonucu olarak sıcaklıklardaki ekstrem değişimlerden dolayı 2015 yılında Ege bölgesinin farklı illerinde meydana gelen dolu yağışları özellikle ayva yetiştiriciliği yapılan bölgelerde hasat önü meyve dökümünü arttırmış ve meyveler üzerinde ciddi tahribatlar oluşturarak hem verimi hem de kaliteyi etkilemiştir. Bu nedenle oluşan fiyat düşüklüğü sonucunda üreticiler meyveleri hasat etmemiş ve ağaç üzerinde bırakmışlardır.  Aynı şekilde 2018 yılının mayıs ayında Manisa’nın Alaşehir İlçesi’nde meydana gelen dolu zararı başta erik, kiraz ve elma ağaçları olmak üzere üzüm bağları ile ekili tarım arazilerine zarar vermiştir. Zarar düzeyi yerine göre %100 dolaylarında gerçekleşmiştir (Anonymous, 2018a).
 
Meyve Çatlamaları ve Yarılmaları

Meyve çatlamaları meyve ve sebze yetiştiriciliğinde çok yaygın görülen fizyolojik bir hastalıktır. Aşırı sıcaklar, ısı farkları, rüzgar, yağmur, dolu gibi fiziksel etmenler rol oynayabilmektedir. Olgunluk zamanında özellikle koyu renkli nar meyvelerinde gün boyu aşırı ışıklanma nedeniyle meyvenin güneşe bakan kabuk yüzeyi yanmaktadır. Bu bölge tamamen siyah bir renk aldıktan sonra zamanla üzerinde küçük çatlaklar oluşturmaktadır. Aynı şekilde, kirazın ‘olum’ döneminde düşen yağışlar, sap çukurunda birikerek çatlamaya neden olur. Yağmur damlaları kirazın yukarı doğru bakan sap çukurunda birikip, gece ve gündüz sıcaklık farkının etkisiyle ürünü çatlatır, Kirazlarda zarar için yağmurun ne zaman yağdığı büyük önem taşır. Yağmur eğer, kirazın sarı saman rengi ile bordo rengini alma dönemi arasındaki 10-15 günlük periyotta gerçekleşirse, büyük ölçüde üründe çatlama olur (Anonymous, 2018b).
            
Şekil 3.a. Kiraz’da çatlama ve yarılma                      Şekil 3.b. Nar’da çatlama ve yarılma

Güneş Yanıklığı Zararı

Yüksek sıcaklık, ışık ve radyasyon gibi çevresel etmenler sonucu meydana gelen ve bunun sonucu olarak da meyve- sebze üretiminde verim ve kalite kayıplarına neden olan fizyolojik bir bozukluktur. Günümüz modern meyve yetiştiriciliğinde dünya genelinde her yıl %10-%50’lere varan ürün kaybı yaşanmaktadır. Sebzelerde ve meyvelerde yanıklıklar ya da renk değişimleri gözlenmektedir. Ürünlerin albenisi azalmakta, pazar değerinin düşmesi nedeniyle de büyük ekonomik zararlara sebep olmaktadır.
                                
Şekil 4.a. Domates meyvesinde güneş yanıklığı                                 Şekil 4.b. Biberde güneş yanıklığı
 
Güneş Yanıklığı Zararından Korunma Yöntemleri

1.Kültürel Yöntemler
  1. Güneş yanıklığı riskine karşı, dayanıklı çeşitlerin kullanımı.
  2. Su stresini engelleme amaçlı sulama programlarının uygulanması.
  3. En uygun taç şeklinin oluşturulması.
  4. Şiddetli yaz budamalarından kaçınılması.
  5. Meyve bloklarının arasındaki hava sirkülasyonunun iyileştirilmesi.
2. Gölgeleme Ağı Kullanımı

Gölgeleme ağlarının son yıllarda güneşin zararlı etkisinden korunma amacıyla kullanımı yaygınlaşmıştır. Solar radyasyonun etkisini, %20 civarında azaltmaktadır. Ortam sıcaklığını azaltmada etkili olduğu söylenemez.
Şekil 5. Seralarda gölgeleme ağı kullanımı

3. Sprinkler Sistemlerinin Kullanımı

Kullanım amacı, ağaç tacı üzerinden püskürtme ya da sisleme şeklinde sulama yapılarak, günün en sıcak saatlerinde güneşin yakıcı etkisini azaltmaktır.
Şekil 6. Tarlada sprinkler sistemlerinin kullanımı
 
4. Organik veya İnorganik İçerikli Maddelerin Kullanımı
 

a- Kil mineralleri, kalsiyum karbonat çözeltileri gibi maddeler

Fiziksel bir bariyer oluşturarak, güneş ışığını yansıtma prensibi ile çalışmaktadırlar.

Kaolin kili

Kaolin, granit kayaçlardan elde edilen bir kil türüdür. Bazı seramiklerin ve porselenlerin yapımında kullanılır. Türkiye'de arı kil olarak da bilinir. Beyaz ve yumuşak bir toprak türüdür.

Bitkilerin güneş yanıklığı hasarları, sıcaklık stresi bozukluklarından korunmasını sağlar.
Şekil 7. Kaolin kili

Silisyum (Si) ve işlevleri

Silisyum, yeryüzünde en çok bulunan elementlerden biridir. Silisyum hem biyotik hem de abiyotik streslere karşı bitkide tolerans geliştirir. Bitkilerde çatlama ve gün yanığı gibi sorunları giderir.
Şekil 8. Silisyum
 
b- Bazı mumsu maddeler: Güneş ışığını yansıtma ve solar radyasyonu azaltma prensibi ile  çalışmaktadırlar.
c- Bazı organik bileşikler: Güneş ışığını yansıtma ve su kaybını önleme prensibi ile çalışmaktadırlar.
d- Yeni nesil fizyolojik aktif maddeler: Son yıllarda kullanılmaya başlanan antioksidan  türevleri olan alfa (α) – tocopherol, fenolik bileşikler ve solar radyasyonu absorbe edici maddeleri içermekte; solar radyasyonu azaltma ve oksidatif strese karşı bitki direncini arttırma prensibi ile çalışmaktadırlar.

Küresel Isınmanın Bitki Hastalıkları Üzerindeki Biyotik Etkileri

Biyotik etmenleri hastalık etmenleri (patojenler), yabancı bitkiler, böcekler, mikroorganizmalar vs. olarak sayabiliriz. Yapılan birçok çalışmada, CO2 oranındaki artış sonucunda, yaprak yüzeyinde, yaprak kalınlığında ve yaprak sayısında artış görüldüğü belirlenmiştir (Bowes, 1993; Wolfe, 1995; Pritchard ve ark., 1999). Bu artışla birlikte yeşil aksam içerisindeki nem miktarı da artarak özellikle pas, külleme, mildiyö gibi hastalıklara neden olan havadan yayılan patojenlerin enfeksiyonu için daha da uygun hale gelmektedir (Manning ve Tiedemann, 1995; Coakley ve ark., 1999). Yüksek CO2 düzeylerinde gelişen bitkilerin kalıntılarında karbon-azot (C: N) oranı yüksek olduğundan bitki atıklarının daha geç çürümesi nedeniyle bu atıklar üzerindeki patojenlerin daha yüksek popülasyonda ve daha uzun süre canlı kalacağı saptanmıştır (Ball, 1997). CO2 artışının kırmızı akçaağaç (Acer rubrum) yapraklarında hastalığa neden olan Phyllosticta minima üzerine etkisine bakılmış, çalışmanın sonucunda CO2 artışının stomaların %21-36 oranında daha az açılmasına neden olduğu, bu durumunda penetrasyonu engellediği ve hastalığın bulunma oranını düşürdüğü belirlenmiştir (Mcelrone ve ark., 2005).
Şekil 9. Bitkide CO2  oranının stomalar üzerine etkisi
 
Küresel Isınmanın Patojenler Üzerine Etkisi

Son yıllarda yapılan çalışmalarda sıcaklık, yağış, rüzgar gibi iklimsel faktörlerdeki artışın bitki patojenlerinin dünya üzerinde yayılmasında oldukça etkili oldukları belirlenmiştir. Almanya’da, son 30-40 yıl içindeki sıcaklık artışının elma hastalıkları üzerine etkisinin araştırıldığı bir çalışmada, Elmada Diplodia seriata’ nın neden olduğu siyah çürüklük hastalığının son yıllarda sıcaklık artışı ile ilişkili olarak Kuzey Batı Avrupa da ortaya çıktığı belirtilmiştir (Weber, 2009).
Şekil 10. Elmada Diplodia seriata’nın etkisi

Amerika Birleşik Devletleri’nde yağışlardaki ve sıcaklıklardaki artışın soya da ani ölüm hastalığına (SDS) neden olan Fusarium virguliforme’ nin geniş alanlara yayılmasına neden olduğu ileri sürülerek, bu hastalık etmeninin 1970’ ler de sadece Missisipi Nehri havzasında görülürken iklim değişikliği ile birlikte Kanada’ya kadar ilerlediği gözlemlenmiştir (Rosenzweig ve ark., 2000).
Şekil 11. Soyada Fusarium virguliforme’ nin etkisi
 
Küresel Isınmanın Vektörler Üzerine Etkisi

Bazı bitki hastalıklarının yayılmasında özellikle viral hastalıklarda vektörler önem taşımaktadır. Küresel ısınma ile birlikte dünyada buzlanma çizgisinin daha kuzeye kayması sonucu, arpa sarı cücelik virüsünü taşıyan afitler gibi bazı vektörlerin kış şartlarında hayatta kalarak üremelerinde, hastalığı taşıma oranlarında ve bununla birlikte hastalıkların yoğunluğunda artış olduğu belirlenmiştir (Coakley ve ark., 1999; Hogenhout ve ark., 2008). Bir başka çalışmada ise buğday cücelik virüsü (WDV) nün enfeksiyonları ülkemizde görülmezken iklim değişikliği ile birlikte virüsün vektörü olan Psammotettix alienus (Cicadellidae)’nin kışlama kapasitesinin artarak WDV’ nin ülkemizde yaygın bir hastalık haline geldiği belirtilmiştir (Ilbagı ve ark., 2006).
Şekil 12. Buğday ve arpa bitkisinde sarı cücelik virüsü ( WDV )
 
SONUÇ
 
Bilim adamlarına göre, son dönemlerde dünyada tüm yaşamları olumsuz yönde etkileyen küresel ısınmanın etkilerinin daha önce yaşananlardan çok farklı ve şiddetli olacağıdır. Bu nedenle atmosferde sera etkisi yapan ve küresel ısınmayı giderek artıran etmenlerin bir an önce azaltılarak normal sınırlarına çekilmesi şarttır.
 
İklim değişikliğinin etkilerini azaltacak önlem ve uygulamalar

Toplumsal farkındalığın artırılması; planlamayı ve harekete geçmeyi kolaylaştırma,
Teknolojiyi kullanma; Damla sulama sistemleri, su hasadı, gölgeleme,
İşletmelerin ve sektörün kırılganlığını azaltma; tarım sigortalarının geliştirilmesi, risk yönetimi prensiplerini uygulama,
Alternatif ürünler ve üretim sistemleri geliştirme; orman ürünleri veya seracılık gibi,
Kaynakların etkin kullanımı; Çiftçilerin, toprak ve su gibi kaynakları daha sürdürülebilir ve ekonomik kullanmalarını sağlama, daha az toprak işleme ve daha az girdi ile üretim yapma, atık suların kullanımı,
Çiftçileri ve çiftçi örgütlerini destekleme; Sözleşmeli tarım ve girdi temininde kolaylık sağlanması,
Organik tarım ve iyi tarımı geliştirme (Dellal ve Ark, 2011)
 
Kaynaklar:
  1. Agrios, G. N., 2005, Plant Pathology (5th edition), Elsevier-Academic Press., San Diego, CA.
  2. Anonymous, 2018b, https://bit.ly/2vBiSix, Erişim tarihi: 18.05.2018
  3. Ball, A.S., 1997, Microbial decomposition at elevated CO2 levels effect of litter quality, Glob. Change Biol., 3: 379– 86.
  4. Bowes, G., 1993, Facing the inevitable: plants and increasing atmospheric CO2, Annu. Rev. Plant Physiol., Plant Mol. Biol., 44: 309–32.
  5. Coakley, S.M., Scherm, H. and Chakraborty, S., 1999, Climate change and plant disease            management, Annu. Rev. Phytopathol., 37: 399–426.
  6. IPCC, 2014. Climate Change 2014 Synthesis Report Summary for Policymakers. https://bit.ly/2RFRBE1, Erişim Tarihi: 10.05.2018
  7. Ilbağı, H., Rabenstein, F., Habekuss, A., Ordon, F. and Çıtır, A., 2006, Incidence of virus diseases in maize fields in the Trakya Region of Turkey, Phytoprotection, 87: 115-122.
  8. Kahn, RP., 1991. Exclusion as a plant disease control strategy. Annu. Rev. Phytopathol., 29: 219–46.
  9. Le Treut, H., Somerville, R., Cubasch, U., Ding, Y., Mauritzen, C., Mokssit Peterson, A. T. and Prather, M., 2007, Historical Overview of Climate Change, In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis, Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.
  10. Manning, W.J. and Tiedemann, A.V., 1995, Climate change: potential effects of increased atmospheric carbon dioxide (CO2), ozone (O3), and ultraviolet-B (UV-B) radiation on plant diseases, Environmental Pollution, 88: 219–245.
  11. Mcelrone, A.J., Reıd, C.D., Hoye, K.A., Hart, E. and Jackson, R.B., 2005, Elevated CO2 reduces disease incidence and severity of a red maple fungal pathogen via changes in host physiology and leaf chemistry, Global Change Biology, 11: 1828– 1836.
  12. Rosenzweig, C., Iglesius, A., Yang, X.B., Epstein, P.R. and Chivian, E., 2001, "Climate change and extreme weather events - Implications for food production, plant diseases, and pests", NASA Publications, 24.
  13. Sağlam, N.E., Düzgüneş, E. ve Balık, İ., 2008, Küresel Isınma ve İklim Değişikliği, Ege Universty Journal of Fisheries and Aquatic Sciences.25:89-94.
  14. Şahin, M., 2018a, 'Küresel İklim Değişiklerinin Meyve Yetiştiriciliği Üzerine Etkileri', Apelasyon.com, Erişim tarihi: 15.05.2018
  15. Varol, N., 2009 “Zeytinde Yıllara Göre Değişen Verim (Periyodisite)” “Zeytin kitabı” T.C. Tarım ve Köyişleri Bakanlığı Teşkilatlandırma ve Destekleme Genel Müdürlüğü, Televizyon Yoluyla Yaygın Çiftçi Eğitimi Projesi (YAYÇEP ), Sayfa: 99-109.
  16. Weber, R.W.S., 2009, Betrachtung möglicher Auswirkungen des Klimawandels auf Schadpilze im Obstbau am Beispiel von Fruchtfäuleerregern an Äpfeln, Erwerbs-Obstbau, 51:115–120.
Görseller:
  1. Şekil 1. https://bit.ly/2Gzm28r
  2. Şekil 2. https://bit.ly/38UKy05
  3. Şekil 3.a https://bit.ly/2t8kRK4
  4. Şekil 3.b  https://bit.ly/318kOKJ
  5. Şekil 4.a https://bit.ly/313j45I
  6. Şekil 4.b https://bit.ly/36DCvmL
  7. Şekil 5 https://bit.ly/2REAF0P
  8. Şekil 6 https://bit.ly/2GCGWDP
  9. Şekil 7 https://bit.ly/37FW5QH
  10. Şekil 8 https://bit.ly/36zSgLz
  11. Şekil 9 https://bit.ly/2Gwscq3
  12. Şekil 10 https://bit.ly/38ULaCV
  13. Şekil 11 https://bit.ly/2S2UBt0
  14. Şekil 12 https://bit.ly/2ObxaMX

YORUMLAR

Bu sayfalarda yer alan okur yorumları kişilerin kendi görüşleridir. Yazılanlardan apelasyon.com sorumlu tutulamaz.