Herbisitler ve Sınıflandırılmaları
Tarımsal ürünler yetiştirilerken yaklaşık olarak 30.000 yabancıot türü tehdidi altındadır. Yabancıotlar tarım arazilerinde ürünün verim ve kalitesini azaltan, tarım arazisi dışında ise bulunduğu ortamda yapılan faaliyetlere zararlı olan ve bu ortamlarda yetişmeleri istenmeyen tüm bitkilerdir.
Yabancı otlar, kültür bitkisi ile mineral besin maddeleri, su, ışık ve yer bakımından rekabet ederek verim kaybına neden olurlar. Bu kayıplar, kültür bitkisi çeşidi, çevre koşulları, yabancı ot türleri ve yoğunlukları ile kültür bitkisi ve yabancı otların gelişme dönemine bağlı olarak değişir. Zamanında yabancıot mücadelesi yapılmadığı takdirde ciddi ürün kayıpları meydana gelmektedir, bu kayıp yaklaşık olarak %31 oranındadır.
Herbisit Nedir?
Yabancı otlarla mücadelede kullanılan bitki koruma ürünleri (yabancı ot ilaçları) herbisit olarak adlandırılmaktadır. Yabancıotlarla mücadelede herbisitler en önemli kontrol yöntemi haline gelmiştir. Diğer kontrol yöntemleriyle kıyaslandığında ön plana çıkmasının nedeni daha geniş alanlarda uygulama kolaylığı, etkili ve güvenilir olmalarıdır. Herbisitler, uygulanabilirliklerinin kolay olması, ekolojik koşullardan fazla etkilenmemeleri ve hızlı sonuç vermelerinden dolayı üreticiler tarafından çok tercih edilmektedirler.
Herbisitler;
Uygulama Dönemlerine
Etki Şekillerine
Etki Mekanizmalarına
Bitki Bünyesinde Taşınma Özelliğine
Kimyasal Yapılarına göre olmak üzere farklı konu başlıkları altında sınıflandırılmaktadır.
1. Uygulama Dönemlerine Göre Herbisitler
Ekimden önce uygulanan herbisitler (Pre-sowing)
Çıkıştan önce uygulanan herbisitler (Pre-emergence)
Çıkıştan sonra uygulanan herbisitler (Post-emergence)
Toprağı sterilize eden herbisitler
Ekimden Önce Uygulanan Herbisitler: Kültür bitkisi ekiminden önce uygulanır ve büyük bir çoğunlukla toprak işleme aletleriyle yüzeysel olarak toprağa karıştırılır. Böylece çimlenmiş ve çimlenmekte olan yabancı otları öldürür.
Çıkıştan Önce Uygulanan Herbisitler: Bu herbisitler kültür bitkisi ekildikten sonra fakat çimlenip çıkmadan önce kullanılan herbisitlerdir. Burada herbistler kültür bitkisinin ekim veya dikiminden sonra, fakat toprak yüzeyine çıkışından önce uygulanırlar. Kültür bitkisi toprak yüzeyine çıkmadığı için herbisitlerin etkisinden korunur. Burada da kontatk veya sistemik herbisitler kullanılır. Burada esas amaç toprak işleme ile parçalanan toprak altı organlarının ortadan kaldırılmasıdır.
Çıkıştan Sonra Uygulanan Herbisitler: Kültür Bitkisinin çıkışından sonra uygulanan herbisitlerdir. Bu dönemde genel olarak seçici özelliğe sahip herbisitlerle total herbisitlerin uygulaması yapılmaktadır.
Toprağı Sterilize Eden Herbisitler: Ekimden önce uygulanır. Kültür bitkisinin gelişimini olumsuz etkileyecek tüm zararlı türlerin rekabetini engeller.
2. Etki Şekillerine Göre Herbisitler
Selektif Herbisitler: Bu herbisitlerin seçicilik özellikleri olup bazı bitkileri öldürürken diğerlerine herhangi bir negatif etkisi olmaz. Bunlar 2’ye ayrılırlar;
Sistemik selektif herbisitler: Bitkiler tarafından alındıktan sonra bitki bünyesinde taşınabilen herbisitlerdir.
Kontak selektif herbisitler: Temas ettikleri bitki dokusunu öldüren herbisitlerdir.
Total herbisitler: Kullanıldıklarında ayrım yapmadan bütün bitkileri öldüren herbisitlerdir. Bunlar da sistemik ve kontak olarak ikiye ayrılırlar.
3. Etki Mekanizmalarına Göre Herbisitler
Herbisitler bitkilerde bazı reaksiyonlara etki ederek bitkilerin gelişmelerini engeller veya ölümüne sebep olurlar. Bunlar; aminoasit sentezini engelleyiciler, fotosentezi engelleyiciler, pigment sentezini engelleyiciler, fide kök/gövde gelişim engelleyiciler, mitoz bölünme engelleyiciler ve oksin tipi bitki büyüme düzenleyicileridir.
Aminoasit sentezini engelleyiciler
Proteinlerin yapı taşı olan aminoasitlerin sentezlenmesinde görev alan enzimlerin çalışmasını engellemek suretiyle etkili olurlar. Enzimler katalizör olarak görev aldıkları biyokimyasal süreçlerin reaksiyon hızlarını artıran kimyasal yapılardır. Enzimlerin çalışmasının engellenmesi hayati öneme haiz bir veya birkaç aminoasitin sentezine mani olur ve bu aminoasitlerin yetersizliği nedeniyle yabancı ot ölür. Bu gruptaki herbisitler EPSP sentez inhibitörleri, ALS-AHAS inhibitörleri ve glutamin sentez inhibitörleri olarak 3 grupta incelenebilir:
EPSP sentez inhibitörleri: Bu grupta yer alan glyphosate shikimik asit yolundaki veya aminolevulinic acid yolundaki reaksiyonları durdurarak bitkilerin ölmesine neden olur. 5-enolpyruvyl shikimate-3-phosphate synthase (EPSP synthase) enziminin çalışmasını engelleyerek etki eder. Bu nedenle bitkide bazı aromatik amino asitler (tryptophan, phenylalanine ve tyrosine), flavonoidler, ligninler, anthocyaninler ve coumarinlerin sentezi durur.
Glyphosate succinyl CoA çevrimini durdurarak klorofil, cytochromeler ve peroxidase oluşumunu engelleyerek bitkiyi öldürür.
Glyphosate’ın etkileri:
Gelişmeyi hemen durdurur.
Genel bir kloroz görülür.
Bitki türüne bağlı olarak 1-3 hafta içinde nekrozlar oluşur.
Bazı bitkilerde kırmızımsı bir renk oluşumuna neden olur.
Dar yapraklılar geniş yapraklılardan daha hassastır.
Glyphosate’ın özellikleri:
Bitkide yavaş metabolize edilir.
Toprakta mikroorgamizmalar tarafından parçalanabilir.
Yapraklardan alınır ve bitki içerisinde taşınır (Sistemik).
Topraktan alınmaz.
Total herbisittir.
Genel yabancı ot mücadelesi yapılan alanlarda, tarım dışı alanlarda, koruyucu başlık kullanılarak sıra üzerine ekilen bitkilerde yabancı ot mücadelesinde, meyve ve bağ alanlarında, orman alanlarında ve GDO içeren kültür bitkilerinde kullanılabilir.
ALS-AHAS inhibitörleri: Bu gruptaki herbisitler klorofildeki acetolactate synthase (ALS) ve acetohydroxy synthase (AHAS) enzimlerini bloke ederek etkili olurlar. Bitkiye uygulandıklarında bitkide isoleucine, leucine ve valine aminoasitlerinin sentezi durur ve bu aminoasit olmadığı için birçok protein sentezlenemez ve bitki ölür.
ALS-AHAS inhibitörlerinin etkileri:
Gelişmeyi hemen durdurur, eğer çıkış sonrası uygulama yapıldıysa boğumlar arası mesafe kısalır.
Genel bir kloroz ve bazı bitkilerde kırmızımsı bir renk oluşumu görülür.
Bitki türüne bağlı olarak 3-4 hafta içinde nekrozlar oluşur.
Bazı bitkilerde boy kısalmasına ve yaprakların gelişemeden küçük kalmasına neden olur.
Bazen bitkiyi öldürmeden bütün sezon boyunca fide halinde kalmasına neden olur.
ALS-AHAS inhibitörlerinin özellikleri:
Bitkide yavaş metabolize edilir.
Toprakta mikroorganizmalar tarafından parçalanması yavaştır.
Kök, gövde ve yapraklardan alınır ve bitki içerisinde taşınır (Sistemik).
Çok düşük miktarlarda kullanılır.
Memelilere toksisitesi oldukça düşüktür.
Birçok kültür bitkisinde yabancı ot kontrolü için kullanılabilir. Seçici herbisitlerdir.
Hem dar hem de geniş yapraklı yabancı otları kontrol edebilir.
c. Glutamine sentez inhibitörleri: Glufosinate bitkileri glutamine sentezini engelleyerek öldürür. Glufosinate bitkide glutamine sentezini durdurduğu için bitki dokularında amonyum birikir ve bu amonyum hücrelerin parçalanmasına neden olur. Etkisi yaprak dokularında görülür.
Fotosentezi engelleyiciler
a. Fotosistem-1 inhibitörleri: Fotosistem-1 inhibitörü herbisitler kontak etkili olup sıklıkla membran parçalayıcı olarak isimlendirilirler. Herbisit uygulanmasından hemen sonra hücre duvarı parçalanarak hücre içeriği hücreler arası boşluğa boşalır. Bu gruptaki herbisitler fotosistem-1’in ışık reaksiyonu sırasında normal elektron transfer sürecindeki elektronları tutarlar. Hücre membranının parçalanması ikincil tepki olarak meydana gelmektedir. Bu grup herbisitler bipyridyliumler içerisinde bulunur. Bu herbisitler katyonik yapıda oldukları için suda çözünürlükleri oldukça yüksektir ve toprak kolloitleri tarafından güçlü şekilde tutuldukları için topraktan alınımı mümkün değildir. Elektron taşınması sırasında sekteye uğrayan kimyasal süreç içerisinde oluşan stabil olmayan karakterdeki hidroksil kökü hücre membranındaki yağ asitleri ile tepkimeye girer ve hücre duvarının parçalanmasına neden olur.
b. Fotosistem-2 inhibitörleri: Fotosistem-2 inhibitörü herbisitler normal elektron transfer sürecinde QB proteinine bağlanarak plastoquinone havuzuna elektron transferini bloke ederler. Bu gruptaki herbisitler çıkış öncesi ve/veya çıkış sonrası olarak kullanılırlar. Yapraktan uygulandığında epidermis boyunca hareket ederek hücre ve kloroplastlara taşınırlar. Burada QB proteinine bağlanarak fotosistem-2 içerisinde plastoquinone havuzunun elektron alıp taşımasını bloke ederler. Eğer topraktan alınırsa herbisit kök içine alınır ve ksilem boyunca yukarıya doğru taşınır ve aynı şekilde etki eder. Belirtiler çok hızlı ortaya çıkar.
Pigment sentezini engelleyiciler
Bitkilerin yapraklarında bulunan klorofil mavi ve kırmızı spektrumlardaki ışığı absorbe ederek yeşil ışığı yansıttığı için yaprağın yeşil renkte gözükmesini sağlar. Karotenoidler klorofillerle beraber bulunan sarı-turuncu renkli pigmentlerdir. Bu pigmentler Singlet oksijenin oksidatif enerjisini sönümlendirerek klorofili korur. Antioksidan olarak görev yapar. Pigment sentezini engelleyici herbisitler karotenoidlerin kaybı klorofilin ışıkta parçalanmasına ve bitki dokularının beyazlamasına neden olur.
Fide kök/gövde gelişim engelleyiciler
Bu gruptaki herbisitlere asit amidler de denir. Bu herbisitlerin hücre bölünmesini etkileyerek fidenin gelişmesini etkilediği düşünülmektedir.
Mitoz bölünme engelleyiciler
Bu gruptaki herbisitler Mitoz bölünmenin metafaz aşamasında iğ ipliklerinin oluşumunu veya fonksiyonunu etkiler. Bunun sonucunda profaz aşamasında oluşan eş kromozomların iğ ipliklerinin üzerine dizilip hücrenin kutuplarına çekilmesi mümkün olmaz.
Oksin tipi bitki büyüme düzenleyicileri (hormonlar)
Bu gruptaki herbisitler hormon yapısındadır. Bu bileşikler bitkide hücre bölünmesi ve farklılaşması da dahil olmak üzere pek çok süreci etkileyebilirler. Bu grupta üzerinde en çok çalışma yapılan hormon İndol Asetik Asit (IAA)’dir. Bu hormonlar bitkilerin büyüme noktalarında düşük yoğunlukta bulunurlar. Sentetik auxinler, IAA gibi etki ederler ve yüksek dozda kullanıldıklarında bitkiyi büyümeye zorlarlar. Bu grubun ilk ticari herbisiti 2,4-D olup geniş yapraklılarla mücadelede kullanılmaktadır. Dar yapraklılar bu herbisite çimlenme, erken fide dönemi, sapa kalkma, başak oluşturma ve çiçeklenme dönemlerinde hassas iken kardeşlenme dönemi başlangıcında ve sarı olum dönemlerinde toleranttır.
4. Bitki Bünyesinde Taşınma Özelliğine Göre Herbisitler
Kontakt herbisitler: Bitki ile temas ettiği kısımda etkili olan, diğer bitki organlarına taşınmayan herbisitlerdir.
Sistemik herbisitler: Bitki ile temas eden dokulardan giriş yapan ve buradan diğer bitki organlarına taşınan herbisitlerdir.
5. Herbisitlerin Kimyasal Yapılarına Göre Sınıflandırılması
Herbisitlerin sınıflandırılmasında en geniş ölçüde kullanılan yöntemdir. Herbisitlerin yapısındaki C, H2 ve O2 oluşturduğu farklı sıralamalara göre gruplara ayrılırlar.
Doğru herbisit rotasyonu planlamasında kullanılan kimyasal grupları sınıflandırma sistemi HRAC (Herbicide Resistance Action Committee) tarafından belirlenmektedir. Türkiye’de de ruhsatlandırılan herbisitlerin etiketleri üzerinde HRAC gruplarına ait sistem uygulanmaktadır.