FARKLI NEM KOSULLARINDA TRIFLURALIN’IN BITKI KOK BOLGESINDE BULUNAN MIKROORGANIZMALAR UZERINE ETKISI
1Kenan UCAN
1Kahramanmaras Sütçü İmam Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarimsal Yapilar ve Sulama Bolümü, 46100 Kahramanmaras-TURKIYE
2Kahramanmaras Sütçü İmam Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi Biyoloji Bolümü, 46045-Kahramanmaras-TURKIYE
OZET
Bu çalismada tarimda yaygin olarak kullanilan herbisitlerden Trifluralin “(2,6-dinitro-N,N-dipropyl-4-(trifluoromethyl) benzamine’nin farkli nem kosullarinda (tarla kapasitesi, tarla kapasitesinden %20, 40 ve 50 kisinti) bitki kok rizosferinde bulunan mikroflora üzerine etkisi arastirildi.
Nem miktari tarla kapasitesi ve %20 kisinti uygulanan toprakta, genel olarak mikrofloranin olumsuz etkilenmedigi, bazi mikroorganizma gruplarinin gelismesinin tesvik edildigi belirlendi. Tarla kapasitesinden %40 kisinti yapilan toprakta ise, ozellikle inkübasyon süresinin 5. ve 10. günü toplam canli bakteri, aktinomiset, maya ve küf gelismesinin kontrole gore daha az oldugu gorüldü. Ancak, diger günlerde mikroorganizma sayilarinin kontrolle benzerlik sagladigi tespit edildi.
Nem miktari tarla kapasitesinden %50 kisinti yapilan toprakta ise, genel olarak mikroorganizma sayilari diger deney gruplarina gore daha az bulundu. Ancak bu donemde de trifluralin uygulanan toprak ile kontrol grubu arasinda belirgin bir fark kaydedilemedi.
Anahtar Kelimeler: Trifluralin, Toprak mikroorganizmalari
EFFCET OF TRIFLURALIN ON MICROORGANISMS IN PLANT ROOT RHIZOSPHERE IN DIFFERENT MOISTURE CONDITIONS
In the present study, the effect of Trifluralin “(2,6-dinitro-N,N-dipropyl-4-(trifluoromethyl) benzamine, commnly used as one of herbicides in agriculture, was investigated on microflora of plant root rhizosphere that occur in different moisture conditions (field capacity, soil subjected to 20, 40 and 50%).
Investigation of moisture ratio field capacity and reduced field capacity at 20% studies revealed that microflora was not been effected negatively and conditions provided the stimulus for development of some group of microorganisms soil subjected to 40% reduced field capacity caused a decrease in the number of total microorganisms, actinomycetes, yeast and fungal growth during 5. and 10 days of incubation periods compared to that of the control. However, the number of microorganisms between control and experimental field showed similar trend during other incubation periods examined.
İn moisture ratio, soil subjected to 50% reduced field capacity, the rate of microorganismswas less than compared to that of other experimental groups. But, there were no significant differences between trifluralin treated soil and control group within the some period.
Key Words: Trifluralin, Soil microorganisms
GIRIS
Günümüzde her alanda oldugu gibi, bitki koruma ve yabanci otlarla mücadele alaninda da bir çok gelismeler olmustur. En basta eski uygulamalarin yerini yeni gelistirilmis ve kesin etkili güçlü sentetik maddeler almistir. Bu yeni maddelerin gelistirilmesinde ve tarim alaninda kullanilmalarinda dünya nüfusunun hizli artisi, gida maddelerine duyulan ihtiyaç, ülkelerin ticari ve ekonomik politikalari gibi nedenler en büyük rolü oynamaktadir.
Pestisitlerin mikroorganizmalar üzerine etkilerini belirlemek için bazi çalismalar yapilmistir. Tarimda yaygin olarak kullanilan Endosülfan’nin aktinomiset disinda diger mikroorganizma gruplari üzerinde olumsuz etkisinin oldugu, Poligor, Vitavax EC 200 Systhane 12 E’nin genel olarak uygun dozda kullanildigi takdirde toprak mikroorganizmalari üzerine olumsuz etkisinin olmadigi, ancak vitavax EC 200 uygulanan toprakta maya ve küf sayisinin az da olsa olumsuz etkilendigi belirtilmektedir (1). Bazi fungusitlerin (Phygon, Spergon ve Thram), bezelyede nodül olusturan Rhizobium suslarina etkisi arastirilmis, ve fungusit konsantrasyonunun fazla bulundugu ortamlarda hassas Rhizobium suslarinin çogaldigi tespit edilmistir (2). Birçok pestisidin yararli mikroorganizmalar üzerinde olumsuz etkileri tepit edilmis, bunlara ek olarak amonifikasyon ve denitrifikasyonu engelledigi belirtilmistir (3).
Digrak ve ark. (4), fungisitlerden antrakol, dithane, ridomil ve rivaman’nin toprak mikroorganizmalari üzerine olumsuz etkilerinin bulunmadigini, insektisitlerden reldane ve basudin’inn toplam canli bakteri, anaerobik bakteri, maya ve küf sayisini olumsuz yonde etkiledigini tespit etmislerdir. PCP uygulanmis toprakta kontollere oranla gram negatif bakterilerin sayilarinda azalma oldugu ayrica, amonyum nitrifikasyonunun da engellendigi vurgulanmistir (5). Tütünde mavi küf hastaligina karsi fungusit olarak kullanilan antrakol' ün toprak mikrofunguslarinin sayisini azaltici yonde etkiledigi belirtilmistir (6).
Bu çalismada tarimda yabanci ot oldürücü olarak kullanilan trifluralin’in ozellikle bugday bitkisinin kok bolgesinde yasayan ve toprak verimliligi üzerinde dogrudan etkili olan mikroorganizmalarin gelismesi üzerine toprak nem miktarinin etkileri incelenmistir. Boylece, ülkemizde yaygin olarak kullanilan pestisitlerin insan, hayvan ve çevre sagligina zararli etkisinin bertaraf edilmesi ve toprak verimliligi üzerinde dogrudan etkili olan mikroorganizma gruplarinin etkilenmemesi konusunda yapilan ve yapilacak olan çalismalara katkida bulunmak amaçlanmistir.
MATERYAL VE METOT
Pestisit
Çalismada tarimda yaygin olarak kullanilan herbisitlerden ticari adi Trifluralin olan “(2,6-dinitro-N,N-dipropyl-4-(trifluoromethyl) benzamine” kulanildi. Trifluralin Merve Zirai İlaçlari Bayii’nden alindi.
Toprak Ornegi
Arastirmada kumlu-killi-tinli (Kum %48.8; Mil %24.2; pH 7.8; Organik madde %1.8; Toplam azot %0.15; Alinabilir fosfor 17.8 ppm; Degisebilir K+ (m.e./100 g toprak) 1.08; Degisebilir Ca++ (m.e./100 g toprak); Degisebilir Mg++ 6.96) bir tarla topragi kullanildi. Toprak Kahramanmaras Sütçü İmam Üniversitesi Ziraat Fakültesi Bahçe Bitkileri Uygulama alanindan temin edildi.
Topraga Pestisit Uygulanmasi
Arastirma sera kosullarinda ve saksilarda (25 cm derinlik, 15 cm çapinda silindir seklinde) yapildi. Trifluralin prospektüsünde belirtilen miktarlarda topraga ilave edilerek iyice karistirildi. Bu sekilde 5 gün bekletilen topraklara bugday bitkisi ekildi. Topragin nem miktari ayarlanarak (tarla kapasitesi, %20, %40 ve %50 kisinti) 36 gün süreyle bitki gelismesi takip edildi. Saksilar her gün kontrol edilerek olçülü bir sekilde su seviyeleri tarla kapasitesine getirildi. Çalisma kontrollü olarak üç tekerrürlü yürütüldü (7,8).
Mikroorganizma Sayilarinin Belirlenmesi
Bitki gelismesinin farkli günlerinde (0, 6, 12,, 18, 24 ve 36. gün) pestisitli ve kontrol olarak hazirlanan orneklerde gelisen bitkiler kokü ile birlikte soküldü. Kok ve çevresindeki topraktan onar gram alindi ve 90 ml steril fizyolojik su kullanilarak 10-7 ye kadar dilüsyonlari hazirlandi. Uygun dilüsyondan alinan ornekler kati besiyerlerinin amaca gore içine veya üzerine ekildi, sonuçlar 1 g kuru toprakta mikroorganizma sayisi olarak degerlendirildi.
Toplam canli bakteri sayisi Plate Count Agar (PCA) (Difco) besiyerinde, Aerob endospor olusturan bakterilerin sayiminda PCA besiyerinde (uygun dilüsyondaki ornekten 10 ar ml steril tüplere aktarilarak 80 ° C de 20 dak. tutulduktan sonra hemen sogutuldu ve ekimi yapildi) belirlendi (9,10,11). Anaerob bakteri sayisi Brewer Anaerobic Agar (BAA) (Difco)' da belirlendi. Ekimi yapilan plaklar anaerobik kavanozda inkübe edildi. Aktinomiset sayisi için litreye 50 mg sikloheksimit ve rifampisin ilave edilmis Bacto Actinomycetes İsolation Agar (AİA) (Difco) (12), Selülolitik mikroorganizmalar Selüloz Mineral Tuz besiyerinde, Maya-küf sayisinin belirlenmesinde ise asitlendirilmis Potato Dextrose Agar (PDA) (Oxoid, pH: 3.5) kullanildi (13).
SONUÇLAR VE TARTİSMA
Tarimda yaygin olarak kullanilan herbisitlerden Trifluralin’nin toprak mikroorganizmalar üzerine etkisi Tablo 1’de gosterilmistir. Trifluralin uygulanan topraktaki toplam canli bakteri sayisi inkübasyon süresince kontroldan fazla bulunmustur. Tespit edilen bu sonuç herbisitin toprak mikrobiotasi tarafindan metabolizmada kullanilabildigini gostermektedir.
Aerop endospor olusturan bakterilerin baslangiçta 1 g toprakta 2.1x105 oldugu tespit edilmis ve 6. günde trifluralin ilave edilen toprakta 3.6x105/g spor sayilmistir. Kontrolda ise ayni günde 3.3x105/g oldugu gorülmüstür. İnkübasyon süresinin 24. günü ise kontrol grubunda endospor sayisi artarken herbisitli toprakta endospor sayisinin azaldigi tespit edilmistir. Anaerob bakteriler herbisitli toprakta daha fazla bulunurken, aktinomiset sayisi trifularin ilave edilen toprakta farklilik gostermis ve sayisinda çalisma boyunca artma veya azalma oldugu tespit edilmistir. Selülolitik bakteriler, maya ve küf sayisi herbisitle muamele edilmis toprakta genel olarak daha düsük oldugu belirlenmistir.
Pestisitler ve bazi organik bilesikler topraktaki mikroorganizmalarin metabolizmasinda enerji kaynagi olarak kullanilmaktadir (14). Bilindigi gibi, pestisitlerin çogu mikroorganizmalar için yeni bilesiklerdir. Bu nedenle, mikrofloranin adaptasyon eksikligi nedeniyle baslangiçta biyolojik ayrisma hizinda yetersizlik gorülebilir. Düsük pestisit konsantrasyonlarinda mikrofloranin biyoadaptasyonu yavas bir sekilde olmaktadir (4).
Herbisitler, uygun konsantrasyonda toprakla muamele edildigi takdirde topraktaki total bakteri popülasyonunu etkilememektedir. Topraktaki fungus ve aktinomiset sayisinin insektisit ve herbisitlere karsi duyarli olmadigi belirtilmektedir (15). Her yil kullanilan pestisitlerden MCPA, glyphosate, paration, maleik hidrazid, triallat ve 2-metoksi etil civa klorun topraktaki mikroorganizma gruplarini etkilemedikleri belirtilmistir (7).
Digrak ve Ozçelik (16) trifluralinin toprak bakterilerinden Arthrobacter sp. tarafindan metabolizmada kullanildigini belirtmis ve 30 günde herbisitin % 87.60 oraninda azaldigini tespit etmislerdir.
Trifluralin uygulanan ve nem miktari tarla kapasitesinden %20 kisinti yapilan toprakta geistirilen bitkinin kok rizosferindeki mikroorganizmalarin gelisme durumu Tablo 2’de verilmistir. Tabloda gorüldügü gibi, toplam canli mikroorganizma sayisi trifluralin muamele edilen toprakta kontrolden fazla bulunmustur. Aktinomiset sayisi inkübasyon süresinin 6 ve 12. günü kontrolden daha az oldugu gozlenmis ancak diger günler de trifluralin uygulanan toprakta daha fazla bulunmustur. Diger mikroorganizma gruplari üzerine trifluralinin olumsuz bir etkisinin olmadigi tespit edilmistir.
Yapilan benzer bir çalismada, proteolitik bakterilerin pestisit uygulanmis toprakta 3.9x106/g, kontrolda 3.9x106/g, aktinomiset sayisinin pestisitli toprakta 1.5x106/g kontrolda 1.4x106/g oldugu belirtilmektedir. Ayrica, aerop spor formlarinin 1 g pestisitli toprakta 3.9x106, kontrolda ise 4.5x105 oldugu tespit edilmistir (7). Pestisitlerin bir kisminin bazi ozel toprak mikroorganizma gruplarini oldürdügü bilinmektedir. Genel olarak toprakta yasayan bir kaç fumigant hariç tutulacak olursa bir çok pestisit, toprak mikroorganizmalarinin bir çogunu oldürememektedir (14,17), fungisitlerden fentin asetat ve maneb'in topraktaki küf ve mayalarin gelismesini artirdigini belirtmistir.
Trifluralin uygulanan ve nem miktari tarla kapasitesinden %40 kisinti yapilan toprakta gelistirilen bitkinin kok rizosferindeki mikroorganizmalarin gelisme durumu Tablo 3’te verilmistir. Tabloda gorüldügü gibi, toplam canli mikroorganizma sayisi trifluralin muamele edilen toprakta kontrolden fazla bulunmustur. Aerop endospor olusturan mikroorganizmalarin 24. günü 1 g toprakta 5.2x105 olurken trifluralin uygulanan toprakta 5.7x105 olarak tespit edilmistir. Otuzaltinci günde ise kontrol ve pestisitli toprakta aktinomisetler x104 olarak sayilmistir. Pestisit uygulanmis toprak ile bu topraktaki mikroorganizmalar arasindaki iliski arastirilmistir. Bu tip topraklarda, ozellikle dominant olan mikrobiyal gruplarin pestisit bilesiklerini metabolizmalarinda kullanabilecek enzim sistemine sahip oldugu gorülmüstür (18).
Topraktaki mikrobiyal populasyonun pestisitin parçalanmasi ile ilgili oldugu belirtilmektedir (19,20). Bazi arastirmalarda pestisitlerin parçalanmasinda teshis edilen bazi türlerin dogrudan etkili oldugu gosterilmistir (21,22).
Trifluralin uygulanan ve nem miktari tarla kapasitesinden %50 kisinti yapilan toprakta gelistirilen bitkinin kok rizosferindeki mikroorganizmalarin gelisme durumu Tablo 4’de gosterilmistir. Tabloda gorüldügü gibi topraktaki nem miktarinin azalmasina bagli olarak ozellikle endospor olusturan bakterilerin sayisinda artis gozlenmistir. Aktinomiset sayisi, anaeroblar, selülolitik mikroorganizmalarin yaklasik kontrolle uygunluk sagladigi Tablo 4 de gozlenmektedir.
Arastirmada bulunan sonuçlar, pestisitlerin toprak neminin mikroflora üzerinde farkli etkilere neden olabildigini gostermistir. Toprak neminin mikroorganizmalarin gelismesi ve metabolizmalarinin düzenli olarak yürümesinde onemlidir. Topraga bulasan zararli kimyasallarin mikrobiyal parçalanmasinda, toprakta bulunan mikroorganizmalarin gelisebilmesi içi nem miktarinin yeterli düzeyde olmasi gereklidir. Nem miktari %50 kisinti yapilan topraktaki mikrobiyal populasyonun az olmasi da bu durumu gostermektedir. Ayrica topraktaki organik madde, pestisitin yapisi ve mikroorganizmalarin pestisitleri degerlendirebilme yetenekleri de mikroorganizmalar üzerine etkili olabilmektedir. Bu gibi nedenlerden dolayi, tarimda kullanilacak olan pestisitler seçilirken toprak mikroorganizmalari tarafindan kullanilabilen, çevrede ve gidalarda kalinti birakmayan, dolayisiyla hizli ayrisabilenlerin tercih edilmesine ve mutlaka kullanilmasi gerekiyorsa prospektüsünde belirtilen miktarlarda kullanilmasinin çevre-ekosistem ve halk sagligi yonünden zorunlu oldugu sonucuna varilmistir.
KAYNAKLAR
1.Digrak, M., Ozçelik, S. 1998. Effect of some pesticides on soil microorganisms. Bull Environ Contam Toxicol., 60, 916-922..
2.Odeyeni, O., Alexander, M. 1977. Resistance of Rhizobium strain to phygon, spergon and thiram. Appl. Environ. Microbiol., 784-790.
3. Sato, K. 1987. Pentachlorophenol (PCP) tolerance of bacteria isolated from soil percolated with PCP. J. Pesticide Sci. 12, 582-598.
4.Digrak, M., Kirbag, S., Ozçelik, S. 1996. Bazi pestisitlerin toprak mikroorganizmalari üzerine etkisi. Tr. J. of Agriculture and Forestry, 20, 165-173.
5. Sato, K. 1983. Effect of pesticide pentachlorophenol (PCP) on soil microflora. Plant and Soil 75, 417-426.
6. Ozorgücü, B., Ekmekçi, S., Gonüz, A., Tort, N. 1992. Tütünde antrakol uygulamasinin toprak mikrofunguslari üzerine etkileri. Xİ. Ulusal Biyoloji Kongresi. 24- 27 Haziran 1992, Genel Biyoloji Bildiri Kitabi, Elazig. 235-246 s
7. Heinonen-Tanski, H., Rosenberg, C., Siltanen, H., Kilpi, S., P. Simojoki, P. 1985. The effect of pesticides on soil microorganisms, pesticide residues in the soil and barley yields. Pesticide Science, 16, 341-34.
8. Duah-Yentumi, S., Johnson, D.B. 1986. Changes in soil microflora in response to repeated applications of some pesticides. Soil Biol. Biochem., 18, 629-635.
9. Seeley, H.W., VanDemark, W.H. 1981. Microbes in Action. W.H. Freman and Company, New York.
10. Collins C.H., Lyne, P.M., Grange, J.M.1989. Microbiological Methods. Butterworths & Co. Ltd. London.
11. Bradshaw, L.J. 1992. Laboratory of Microbiology. Fourth Edition. Printed in USA.
12. Athalye, M., Lacey, J., Goodfellow, M. 1981. Selective isolation and enumeration of actinomycetes using rifampisin. J. of Appl. Bacteriol., 51, 289-297.
13. Anonim, 1985. Difco Laboratories, İncorporated Detroit Michingan 48232, USA.
14. Haktanir, K.,1985. Çevre Kirliligi. A.Ü. Ziraat Fakültesi, Teksir No: 107, Ankara, 73-77 s.
15.Anderson, J.R., 1978. Pestiside effects of non-target soil microorganisms. İn Pesticide Microbiology. Academic Press, London.
16.Digrak, M., Ozçelik, S. 1998. Trifluralin’in mikrobiyal parçalanmasi. CelalBayar Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi Dergisi 1, 136-141.
17.Dickinson, C.H., 1973. İnteractions of fungicides and leaf saprophytes. Pesticide Science, 4, 563-574.
18.Reed, J.P., Kremer, R.J., Keaster, J.A. 1987. Characterization of microorganisms in soils exhibiting accelerate pesticide degradation. Bull. Environ. Contam. Toxicol., 39, 776-782.
19.Skipper H.D., Murdock, E.C., Gooden, D.T., Zublena, J.P., Amakiri, M.A. 1986. Enhanced herbicide biodegration in south Carolina soils previously treated with butylate. Weed Sci., 34, 558-563.
20.Wootton, M.A., Kremer, J.R., Keaster, J.A. 1993. Effects of carbofuran and the corn rhizosphere on growth of soil microorganisms. Bull. Environ. Contam. Toxicol., 50, 49-56.
21.Felsot, A.S., Maddox, J.W., Bruce, W. 1981. Enhanced microbial degradation of carbofuran in soils with histories of carbofuran use. Bull Environ Contam Toxicol 26, 781-783.
22.Lee, A., 1984. EPTC (S-ethyl-N,N- di propyl thio carbamate) degrading microorganisms isolated from a soil previously
