Allelopatik Yaşam Stratejisi

19. yüzyıla kadar hiç sona ermeyen zorlu görev, insan soyunun ve çevresinin doğal etkenlere karşı korumasıydı. Ama bu yüzyılda yeni bir ihtiyaç doğmuş: ‘Doğayı insana karşı korumak.’ olduğunun altını çizer yönetim bilimcisi Peter F. Drucker.                                                                                                                                                                                                                                                                                       pixabay.com
 
Allelopatik bitkilerin tanımından, doğal dengeye olan katkısından ve çevreye olan etkilerinden Ocak’17 sayımızda hızlı bir giriş yapmıştık aslında. ‘Doğayı insana karşı korumak ‘ konusunda Drucker ile aynı düşünceyi paylaşırken allelopatik bitkileri, konvansiyonel tarımdan uzak üreticileri için ve organik tarıma gönül vererek bunu yaşam tarzına dönüştürenlere alışılagelmişin dışında bir alternatif olarak görüyorum. Yaşamımızdaki allelopatik bitkilerin pratikte kullanımına dair izlediği yolu takip edelim mi?
 
Organizmalar arasında doğal olarak ortaya çıkan bir ekolojik fenomen olan allelopati, allelokimyasal olarak bilinen bitki biyoaktif bileşiklerinin sentezini ve salınmasını içerir. Bu allelokimyasallar, doğal zirai ilaç olarak görev yapabilir. Toprak ve çevre kirliliği, yabani ot biyotiplerinde direnç  gelişimi ve sentetik herbisitlerin rastgele kullanılmamasından kaynaklanan sağlık kusurlarını çözebilir.

Yabani otlar ürünlerin verim kaybına neden olup ve gelecek nesiller için gıda güvenliği için ciddi bir tehdit oluştururken, özellikle tarla bitkilerinde yabani otların kontrolü zorunlu bir hal almıştır. Çeşitli etkinlik derecelerine sahip yabani ot mücadele yöntemleri, iklim koşullarına, yetiştiricilik sistemlerine ve bölgenin sosyo-ekonomik koşullarına göre uygulanmaktadır. Yabani ot kontrolü için manuel ve mekanik yöntemler yüzyıllardır uygulanmıştır ancak bunlar verimsiz yöntemler olup yoğun emek  ve iklim koşullarına bağlıdır.

Yabancı ot kontrolü için kimyasal araçlar çok daha ucuz, en yaygın ve oldukça etkilidir. Yine de, herbisitlerin sürekli ve ayrımsız kullanımı çevresel tehlikeler oluşturur. Herbisite dayanıklı yabani ot biyotiplerinin gelişimine neden olurken insan sağlığı sorunları da yaratmaktadır.

Örneğin, buğday çiftlikleri yakınlarında yaşayan ailelerde doğan bebekler, yabancı ot kontrolü için sürekli klorofenolsi herbisit kullanımı ile doğum kusurları açısından %65 daha fazla riske sahip olabilirler. Dolaşım- solunum sisteminde değişikliklere neden olabilirler. Bu durum, yabancı ot kontrolü için çevre dostu bir teknoloji geliştirmeyi talep etmektedir.

Yabani ot idaresi için rotasyon, ara ürün yetiştiriciliği, yüzey malç kullanımı, bitki kalıntısının toprağa verilmesi, allelopatik sulu özleri, allelopatik sulu ekstraktların kombine uygulaması, düşük herbisit dozları ile allelopatik sulu ekstratların kombine uygulamaları, geleneksel yetiştirme ve modern biyoteknolojik yaklaşımlar, allelopati yoluyla daha fazla yabancı ot bastırma yeteneği olan ürün çeşitlerini yetiştirmek için kullanılabilir.

Buğday (Triticum aestivum L.), pirinç (Oryza sativa L.), mısır (Zea mays L.), arpa (Hordeum vulgare L.), sorgum (Sorghum bicolor L.) dahil allelopatik özelliklere sahip birçok bitki, yulaf (Avena sativa L.), çavdar ve inci darı (Pennisetum glaucum L.) poaceae ailesine aittir. Bununla birlikte brassica türleri, yonca (Medicago sativa L.), okaliptüs (Eucalyptus türleri), tütün (Nicotiana tabacum L.), susam (Sesamum indicum L.), tatlı patates (Ipomoea batatas L.),  ayçiçeği (Helianthus annuus L.) ve dut (Morus alba L.) de allelopatik özelliklere sahip bitkilere örnek verilirken; bu bölümde daha çok tarla bitkilerindeki uygulamalarından bahsederek, allelopatik bitkilerin potansiyel uygulamalarına hepbirlikte değinelim.
 
Rotasyon

Ekolojik rotaya allelopatik bitkilerin eklenmesi yabani otların kontrolünde yararlı olabilir. Mahsul rotasyonunda, bitki kökleri tarafından rizosferde salınan allelokimyasallar ve önceki ürün kalıntılarının parçalanması, yabani otların önlenmesinde yardımcı olur. Örneğin, sorgumdan sonraki bitkilerde, sorgum allelokimyasallarının salınması nedeniyle yabancı ot nüfusu önemli ölçüde azalmıştır. Bu nedenle, pirinç- buğday sisteminde, buğday hasatından sonra ve pirinç naklinden önce allelopatik ürünlerin yetiştirilmesi, pirincin yabani otların kontrolünde yararlı olabilir.

                                                                                       pixabay.com

Farklı ürün rotasyonları üzerine yapılan 10 yıllık bir çalışma; Mısır-soya fasulyesi, sürekli mısır ve soya fasulyesi-buğdayı takip eden bitkide tilki kuruğu(Setaria faberi [R.] Hermm.) yoğunluğunda belirgin bir düşüş olduğu gösterilmiştir. Aynı şekilde, ayçiçeği-buğday rotasyonunda yabani yulafın (Avena fatua L.) ve kanada devedikenlerinin (Cirsium arvense [L.] Scop.) yoğunluğu ve kuru biyokütlesi azalmıştır.

Rusya'da yapılan bir rotasyon çalışmasında, kolza ile rotasyonda yetiştirilen mahsullerde, % 40'a kadar otların bastırıldığı belirtilmiştir. Yabani aspir (Carthamus oxyacantha M.), Pakistan'ın yağış alanlarının zararlı otlarından biridir. Bununla birlikte, buğday tarafından boşaltılan tarladaki nüfusu, nohuttan köklerden bazı allelokimyasal maddelerin salınması nedeniyle daima nohuttan boşaltılmış alanlardan daha yüksektir. 

Böylelikle, belirli bir bölgedeki herhangi bir yetiştiricilik sistemindeki ürünlerin doğru rotasyonu, yabani otların, yüzyıllar boyunca kullanılan kimyasal, manuel ve mekanik yöntemlere güvenmede kontrol edilmesi için başarılı bir strateji olarak kullanılabilir.       

                                                                                      gidatarim.com
 
Ara Ürün Yetiştiriciliği

Aynı tarlada aynı anda iki veya daha fazla bitkinin bir araya getirilmesi, etkili bir yabani ot idaresi stratejisi olarak kullanılabilir. Yakın tarihli araştırmalar, özellikle düşük girişli tarım sistemlerinde, allelopatik bitkileri, entegre yabani ot kontrolü için etkin bir element olarak kullanmayı önerdi. Allelopatik ara ürünler gölge etkisiyle, yabani ot mahsulleri rekabet ve bazı allelokimyasalların salınması ile yabani otları bastırdığına rastlanıldı. Yabani otların bastırılmasına ek olarak ara geçiş, net getirilerin ve biyolojik çeşitliliğin artması, mahsulün tamamen başarısızlığa uğraması ihtimalinin azalması, kaynakların daha iyi kullanılması ve hastalıklar ve böcek zararlıları üzerindeki baskılayıcı etkilerde dahil olmak üzere diğer pek çok avantaj sağlayabilir.

Bir arazi çalışmasında susam-soya fasulyesi ve pamuk-sorgum , topalak (Cyperus rotundus L.) yabancı otunun yoğunluğunu ve toplam kuru biyokütlesini baskılamıştır. Aynı şekilde, bezelye (Pisum sativum L.), tek mahsul yerine arpa ile yetiştirilerek yabani otlara karşı rekabet gücünü arttırmıştır.

Ara ürünler, allelokimyasalların salınması yoluyla yabancı otları engelleyebiliyor olsa da yabancı ot kontrolü için ara ürünlerin kullanılması dikkatle ele alınmalıdır.
 
Malçlama
 
Malçlama esnasında, ürün kalıntıları (veya diğer materyaller) toprak yüzeyine uygulanır* ve/veya toprağa dahil edilir. Malçlama, bazı allelokimyasalların serbest bırakılmasıyla yabani otların çimlenmesini ve fide gelişmesini engeller, bozunma sırasında mikrobik fitotoksinler üretir ve fidelerin büyümesini fiziksel olarak engeller . Malç, aynı zamanda toprağın su tutma kapasitesini de arttırır. 1979 yılında Lockerman ve Putnam, allelopatik ürün kalıntılarını malç olarak kullanma fikrini ortaya attılar. Ardından birkaç araştırmacı, yabancı ot mücadelesi için allelopatik ürün kalıntılarının yüzeye uygulanmış veya toprağa dahil edilmiş malç olarak kullanılabileceğini değerlendirmiştir. Sorgum, bu konuda en fazla çalışılan bitkidir. Örneğin, ekim sırasındaki mısırda yüzey uygulamalı sorgum malç (10-15 ton/ha), yaklaşık %26-37 yabancı ot kontrolünü sağlarken; pamukta yüzeye uygulanmış sorgum malç (3.5-10.5 ton/ha) yabani ot yoğunluğunu %23-65 azaltmıştır.

Sorgum dışında birkaç diğer allelopatik malç da iyi bir yabancı ot kontrolü sağlar. Örneğin, ayçiçeği malçlama, birçok yabani otun çimlenmesini ve fide büyümesini  engellemiştir. Aynı şekilde, pirinç malç uygulaması buğdayda birkaç yabani otun iyi kontrolünü sağlamıştır. Buğday kalıntılarının yüzey malç olarak kullanılması, mısır-baklagiller arasında birkaç yabani otun yoğunluğunu ve kuru ağırlığını bastırdığıda bilinmektedir.

Birden fazla allelopatik malç kombine uygulaması, yabani ot yönetiminde tek uygulamadan daha etkili bulunmuştur. Buğday üzerine yapılan bir araştırmada, sorgum, ayçiçeği veya brassica türlerinin yüzey uygulaması büyük ölçüde yabani otları bastırmış; bununla birlikte, kombine uygulama daha etkili olmuştur .
Böylece yüzeye uygulanmış veya toprağa eklenmiş allelopatik ürün malçları, dünyanın çeşitli tarım ekolojik bölgelerindeki çeşitli ot biyotiplerini kontrol etmek için kullanılabilir.
 
Bitki Artıklarının Kullanımı

Bitki artıkları toprak yüzeyini kaplayarak, allelokimyasal maddelerin salınmasını, mikrobiyal allelokimyasal maddelerin uyarılmasını, gölgeleme efektini ve toprak fizikokimyasal özelliklerinde değişiklik yaparak  veya fiziksel mücadeleyle yabancı ot çimlenmesini önler. Bitki artıkları olarak baklagil bitkilerinin kullanılması, arı otunun popülasyonunu büyük ölçüde azaltmış, arpanın  bitki artığı olarak kullanılması ise soya fasulyesinde birçok yabancı ot türünü bastırmıştır.

Çavdar ve yulaf da potansiyel bitki artıkları olarak kabul edilir. Örneğin, çavdar kalıntıları, yakup otu, yeşil tilki kuyruğu (Setaria viridis L.), domuz otu ve yaygın semizotu (Portulaca oleracea L.)'yi sırasıyla %43, 80, 95 ve 100 oranında düşürmüştür.

Toprakta örtücü bitkiler, özellikle de baklagil bitkilerin farklı yetiştiricilik sistemlerine dahil edilmesi, çiftçilerin sosyo-ekonomik koşullarına bağlı olarak farklı yabani ot genotiplerini yönetmek için yararlı olabilir.
          
                                                                                   pixabay.com
 
Allelopatik Su Ekstraktlarının Kullanımı

Birkaç yabani ot çeşitliliğini kontrol altına almak için verdikleri etkinlik nedeniyle, bitki allelopatik su ekstraktlarını kullanmanın faydaları birçok çalışmada araştırılmıştır. Bu suda çözünür allelokimyasallar suda özütlenir ve daha sonra yabani otların yönetimi için kullanılır. Sorgum su ekstresi (Sorgaab) uygulaması, yabani otların önlenmesinde çok etkili olmuştur. Örneğin, Sorgaab uygulaması buğday, pirinç, pamuk, kanola, ayçiçeği, soya fasulyesi  ve mısırdaki yabancı otları da bastırmasıyla bilinir. Soya fasulyesinde, ekimden 25 ve 50 gün sonra Sorgaab uygulaması, toplam yabani ot kuru ağırlığını %20-42 azaltmıştır.

Allelopatik su özütlerinin kombine uygulanması, bu ekstrelerin bireysel uygulamalarına göre yabancı otların kontrol edilmesi için daha iyi bir seçenek olabilir. Örneğin ayçiçeği, sorgum ve okaliptüs su ekstraktlarının kombine uygulaması, buğdayda yabancı ot baskılanması için daha etkili olurken; buğdayda yapılan bir başka çalışmada, Sorgaab ve ayçiçeği su özütünün karışık uygulaması, kara yaban mersini otu ve yulafın bireysel ekstraktlara göre daha etkili bir şekilde etkili olduğunu göstermiştir. Sorgaab ve ayçiçeği ile brassica su ekstresinin karışık uygulaması buğdayda toplam yabani ot kuru ağırlığını % 55 azaltmıştır.

Tamamlanmış yabancı ot kontrolü, allelopatik su ekstraktının uygulanmasıyla sağlanamamış olsa da, organik tarımda kullanımı için büyük bir kapsam mevcuttur.
 İndirgenmiş Herbisitler Dozları ile Allelopatik Su Ekstrelerinin Kombine Uygulanması

Allelopatik su ekstraktlarının kullanımı yoluyla yabani ot idaresi ekonomik olmakla birlikte çevre dostu olmasına rağmen yabani ot biyolojik kütlesi azalması hedefin altında kalmıştır. Bununla birlikte, bu allelopatik su ekstreleri etkili yabani ot kontrolü için düşük oranlardaki herbisitlerle birlikte de uygulanabilir.

Allelopatik bileşiklerle birlikte uygulanan herbisitler, aynı veya farklı yabani ot türlerini etkileyen destekleyici etkiye sahip olabilirler. Allelopatik bileşiklerle eş zamanlı çalıştığı zaman, azaltılmış bir herbisit seviyesi, yabancı ot kontrolü sağlamak için uygulanabilir. Cheema ve ark. konsantre Sorgaab'ın mısır da  azaltılmış bir herbisit dozuyla kombine etkisi değerlendirilmiş ve sonuç olarak, allelopatik su ekstraktlarının indirgenmiş dozlarda herbisit ile birlikte uygulanması, yabani otları bir tek herbisitin standart dozajlamasında olduğu kadar verimli bir şekilde kontrol etmesi, böylece üretim maliyetlerini düşürerek ve çevreyi korumasıyla önem taşımıştır.
Mahsüllerin Allelopatik Potansiyelini Geliştirme ve Islah

Büyük yabani ot florasında herbisitlere karşı direnç geliştirilmesi ve herbisit kullanımı ile ilgili çevresel kaygılar nedeniyle, yüksek ot önleme yeteneği olan ürün çeşitlerini yetiştirmek için araştırmacılar arasında ilgi artmaktadır .Mevcut senaryoda, verimli yabani ot öldürücü bastırma kabiliyeti ile boğucu bitki yetiştirmek ve böylelikle herbisit kullanımına olan bağımlılığını azaltmak büyük önem taşımaktadır.

Gelişmiş bitki genotiplerindeki özelliklerde değişkenlik, yabani otları yok etme kabiliyetine sahip çeşitleri yetiştirmek için kullanılabilirken; modern çeşitleri ile eski çeşitlerin yetiştirilmesi, yüksek allelopatik etkinliğe sahip ürün çeşitlerini üretmek için birinci derecede önemlidir.

Çevresel varyasyonlar ve çevre genotip etkileşimleri, yabani ot baskılayıcı yeteneğinde genotipik farklılıkları gizleyerek fenotipik seçimi engelleyebilir . Genotipler arasındaki bu önemli olmayan farklılıklar, çevresel değişime bağlı olabilir. Bu nedenle, genotiplerin göreceli rekabet gücü veya allelopatik potansiyelleri açısından taranması, farklı lokasyonlarda ve yıllarda yapılmalıdır.
Biyoteknoloji

Allelopatinin biyoteknolojik yönüne diğerlerinden daha az ilgi verilmesine rağmen son on yılda, allelopatide biyoteknolojinin rolü çok dikkat çekti. Wu ve ark. kış buğdayı katılımını test etmiş ve nicel bir kalıtım kalıbını belirten, allelopatik aktivitenin normal bir dağılımını bulmuştur. Güçlü allelopati aktivitesine sahip hatlar, düşük allelopatik aktiviteye sahip hatlarla çaprazlandığında, pirinç ve buğdayda ortaya çıkan normal allelopatik aktivite döller içinde dağıtılmıştır. Farklı mahsul türleri farklı allelokimyasallara sahiptir ve her bir allelokimyasal, özel ot biyotipini bastırır.

Allelokimyasalların üretimini kontrol eden genlerin tanımlanması, böylece bu allelokimyasalların üretimi için gen ekspresyonunun geliştirilebileceği /geliştirilebileceği ve bu allelokimyasal üretimin miktarının arttıracağına ihtiyaç duyulmaktadır. Buğdayda bulunan allelopatik genleri haritalamak için bazı çalışmalar yapılmıştır. Hidroksamik asitler buğdayda bulunan önemli allelokimyasallardır. Niemeyer ve Jerez, hidroksamik asit üretiminden sorumlu genlerin yerlerini çizdi. Hidroksamik asit birikiminden sorumlu niceliksel nitelik lokusu (QTL'ler) kromozom 4A, 4B, 4D ve 5B'de tanımlandı.

Pirinç ve buğdayda allelopatiyi kontrol eden ilave ince çözünürlüklü QTL'lerin bulunması, umut edilebilecek şekilde etkili moleküler belirteçlerin geliştirilmesine neden olacaktır. Markör yardımı ile yapılan geri-çaprazlama, allelopati kontrol eden büyük QTL'lerin beşten az olması durumunda, yüksek allelopatik aktiviteye sahip genotiplerin yetiştirilmesi için başarılı bir araç olarak kullanılabilir.

Bazı araştırmacılar, transgenik yaklaşımları, bitki allelopatisini arttırmak için başarılı araçlar olarak da önermişlerdir. Bununla birlikte, transgenik yaklaşımlara doğru hareket etmeden önce, allelokimyasal maddelerin biyosentezi ve düzenlenmesinden ve bunların sentezinden sorumlu genlerin net bir şekilde anlaşılmasına ihtiyaç duyulmaktadır. QTL haritalaması, marker destekli seçimi kolaylaştırmasına rağmen, allelokimyasal üretimin neden olduğu gen hakkında nadiren bahseder.

Allelopati, çevremize ve insan sağlığına ciddi bir tehdit oluşturan sentetik herbisitlere güvenmeden mahsul verimi artırmak için modern tarımdaki yabani otları yönetmek için çevre dostu bir araç olarak kullanılabilir.Rotasyon,ara ürün yetiştiriciliği, malçlama, allelopatik ürün ekstraktlarının tek başına veya düşük doz herbisitlerle kombinasyon halinde kullanılması ve bitki artıklarının dahil edilmesi gibi allelopatik stratejiler, başarılı olarak kullanılabilir. Düşük allelopatik aktiviteye sahip çeşitlerle daha güçlü allelopatik etkinliğe sahip geleneksel çeşitlerin ıslahı, mevcut bitki çeşitlerinin allelopotik aktivitesini arttırmak için de yararlı olabilir. Ayrıca, allelokimyasal üretimin neden olduğu genleri tanımlamak için modern biyoteknolojik yaklaşımlar kullanılmalı ve daha az allelopatik olan çeşitlerin allelopatik potansiyelini geliştirmede bu genler kullanılmalıdır.                                                                                               
Kaynaklar:
  1. S. Chauhan, Mahajan 2014. Recent Advances in Weed Management.  Springer Science+Business Media New York . 411 P.
Görseller:
Yazara aittir.

YORUMLAR

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