Biyo gübreler, ideal koşullar altında farklı ekin bitkilerinin köklerinin yanı sıra tohumlara da aşılanabilir. Bunun yanında doğrudan toprağa da uygulanabilirler. Biyo gübrelerin uygulanmasında aşağıda açıklandığı gibi bazı yaklaşımlar vardır:
• Biyo gübre ürünleri, uygun bir iyi etkili suş popülasyonu içermeli ve kontamine edici mikroorganizmalardan arınmış olmalıdır.
• Doğru biyo gübre kombinasyonunu seçin ve son kullanma tarihinden önce kullanılmalıdır,
• Önerilen uygulama yöntemini kullanılmalı ve etikette verilen bilgilere göre uygun zamanda uygulanmalıdır,
• Tohum muamelesi için daha iyi sonuçlar için yeterli yapıştırıcı kullanılmalıdır,
• Sorunlu topraklar için, kireç veya alçıtaşı tohum peletleme veya kireç kullanarak toprak pH’ını düzeltme gibi düzeltici yöntemler kullanılmalıdır,
• Fosfor ve diğer besin maddelerinin tedarik edilmesi sağlanmalıdır.
Fosforlu Biyo Gübre Uygulaması
Fosfobakteriler bir tür biyo gübredir ve fosfor, bitkiler için önemli bir besin maddesidir. Bu madde kuvvetli büyümeye, bitki hastalıklarına direncini arttırmaya, kök oluşumuna ve bitki büyümesine yardımcı olur. Bitkiler, uygulanan fosfatın yalnızca % 10-15’ini kullanır ve kalan % 85-90 arası toprakta çözünmez halde kalır. Biyo-destekleyiciler, organik asitleri çoğaltan ve salgılayan, bu mevcut olmayan fosfatı çözülebilir forma dönüştüren ve bitkiler için uygun hale getiren, yüksek verimli fosfat çözücü bakterilere (Bacillus megaterium) sahiptir. Böylelikle toprakta kalan fosfatlı gübreler iyi bir şekilde kullanılabilir ve harici uygulama optimize edilebilir.
Et suyu şişelerde hazırlanır ve bir anne kültüründen aşı şişelerine aktarılır. Kültür, daldırılmış kültür olarak 30 ± 2 ° C’de çalkalama koşulları altında büyütülür. Maksimum 1010 ila 1011 cfu/ml hücre popülasyonu üretilinceye kadar inkübe edilir. Optimum koşullar altında, bu popülasyon seviyesine Rhizobium için 4 ila 5 gün içinde ulaşılabilir. Ayrıca azospirillum için 5 ila 7 gün, Fosfobakteriler için 2-3 gün ve Azotobacter için 6-7 gündür. Bununla birlikte şişede elde edilen kültüre başlangıç kültürü denir. Aşı maddesinin büyük ölçekli üretimi için, başlangıç kültüründen aşı maddesi büyük şişelere, tohum tankı fermentörüne aktarılır ve gerekli hücre sayısına ulaşılana kadar büyütülür. Azospirillum’un önerilen dozu, fosfobakteri aşılaması için benimsenmiştir; kombine aşılama için, her iki biyo gübresi de kullanımdan önce eşit şekilde karıştırılmalıdır.
Fosforlu Biyo Gübre İçin Aşı Hazırlama
Bakteriyel aşılayıcıya özgü uygun besiyeri 250 ml, 500 ml, 3 litre ve 5 litrelik erlenler içinde hazırlanarak sterilize edilmelidir. 250 ml’lik şişelerdeki ortam, aseptik koşullar altında verimli bir bakteri suşu ile aşılanır. Şişeleri 5–7 gün boyunca bir döner çalkalayıcı inkübatörde (200 rpm) oda sıcaklığında tutulmalıdır. Kültürün büyümesi için şişeler gözlemlenmeli ve başlangıç kültürü olarak hizmet eden popülasyonu tahmin edilmelidir. Başlangıç kültürü kullanılarak (log fazında), her bir şişede büyüme elde ettikten sonra, ortam içeren daha büyük şişeleri (500 mi, 3 litre ve 5 litre) inoküle edilmeldir. Yukarıdaki ortam bir fermentörde büyük miktarlarda hazırlanır, iyice sterilize edilir, soğutulur ve hazır tutulur.
Fermentördeki ortam, 5 litrelik şişede yetiştirilen log-fazlı kültür ile aşılanır. Genellikle % 1-2 aşı yeterlidir, bununla birlikte, daha büyük şişelerdeki kültürün büyümesine bağlı olarak % 5’e kadar aşılama yapılır. Hücreler, havalandırma sağlanarak (steril havanın bir kompresörden ve cam yünü, pamuk yünü, asit vb. Sterilize edici maddelerden geçirilmesi) ve sürekli karıştırılarak fermentörde büyütülür. Et suyu, aşılanmış mikroorganizma popülasyonu ve varsa, büyüme döneminde kontaminasyon açısından kontrol edilmelidir.
Fermantasyondan sonra et suyunun 24 saatten daha uzun süre saklanması tavsiye edilmez ve 4 ° C’de bile canlı hücre sayısı azalmaya başlar. PSB, çeltik, darı, yağlı tohumlar, bakliyat ve sebzeler dahil tüm mahsuller için kullanılabilir. Bu uygulama için önerilen yöntemler vardır ve bunlar aşağıdaki gibidir:
• Tohum tedavisi,
• Fide daldırma,
• Toprak uygulaması,
Bunlara ek olarak bakteriyel biyo gübrelerin kombine kullanımı da yapılabilir. Bakteriyel aşılayıcılar böcek ilacı, fungisit, herbisit ve gübre ile karıştırılmamalıdır. Bakteriyel aşılayıcıyla tohum muamelesi, sonunda tohumlar mantar öldürücülerle muamele edildiğinde yapılmalıdır.
Kompost Uygulaması
Kompostun kalitesi temelde hammaddeye ve doğru kompostlama sürecine bağlıdır ve tarımsal uygulamada kompost iki şekilde kullanılmaktadır. Biri ekili toprağı iyileştirmek, diğeri ise bahçecilik ve çiçekçilik bitkilerinin büyümesi için substratlar üretmektir. Toprağa olgun kompost eklenmesi, toprak organik maddesindeki artıştan dolayı olumlu etkilere sahiptir, bu da gözeneklilik, hava, su oranı, katyon değişim kapasitesi (CEC), pH, mevcut besin miktarı gibi bazı fiziksel ve kimyasal özelliklerin iyileştirilmesi anlamına gelir.
Bahçelerde Kompost Uygulaması
Kompost uygulaması bazı durumlarda kullanılır ve bunlar aşağıdaki gibidir:
• Turba yerine, süs bitkileri fidanlıklarında ve otellerin bitki dış cephelerinde toprak zenginleştirme malzemesi olarak,
• Yeni bahçelerin doldurulmasında, toprakla 1: 3 oranında karıştırıldığında (kompost: toprak),
• Yeni çim bitkilerinde çim yerine ancak yabancı ot tohumlarından arındırılmış olması gerekir, aksi takdirde sorun yaratabilirler,
• Müşteriler tarafından yoğun kullanım nedeniyle eski bozulmuş çimenlik alanlarda, kapak denen şey geçerlidir, yani yüzeye yayılmış elenmiş kompost ve ardından yeniden ekilir.
Kompost, özellikle sezon başlamadan önce otellerin bahçelerinde, yeni bahçelerin yenilenmesi veya inşa edilmesi sırasında uygulanmaktadır. Bahçelerde yıllık olarak kullanılan miktarlar, yapılan yenileme çalışmalarının kapsamına bağlıdır. Kompost kullanımının faydaları vardır ve bunlar aşağıdaki gibidir:
• Toprak organik madde ile zenginleştirilmiştir,
• Toprağın yapısı ve özellikleri önemsenerek iyileştirilir,
• Besinler, bitkilerden kompost yoluyla budama yoluyla geri dönüştürülür,
• Humus ticaretinden daha ucuz bir malzemedir,
Bununla birlikte, kompost kullanımının bazı dezavantajlar vardır ve bunlar aşağıdaki gibidir:
• Yabancı ot tohumlarının varlığı yabancı otları bölgeleri temizlemek ve onları enfekte etmek için taşıyabilir,
• Küçük çuvallardaki kompostun standardizasyonu, kullanımını sınırlar,
• Kullanılan hammaddelerin büyük parçalarının varlığı için tarama eksikliği, dolayısıyla, kaldırılmaları için daha fazla işçi sayısından dolayı artan maliyetleri vardır.
Nano Gübre Aşılama
Yapılan birkaç çalışma, güvenli bir dozda verilen nanopartiküllerin bitki büyümesini ve toplam verimi teşvik etmeye yardımcı olabileceği öne sürülmüştür. Çok duvarlı karbon nanotüplerin (MWCNT’ler) domatesin tohum çimlenmesini, büyümesini artırma, tütün hücrelerinde ve hardal bitkilerinde büyümeyi artırma kabiliyetine sahip olduğu bildirilmiştir. Çimlenme indeksi ve nispi kök uzaması temelinde, oksitlenmiş MWCNT’lerin, oksitlenmemiş MWCNT’lerden daha düşük konsantrasyonlarda daha etkili olduğu gösterilmiştir. Ayrıca nano-gümüş, hodan bitkilerinde tohum verimini artırmada ve yaprak dökülmesini önlemede gümüş nitrattan daha iyi performans gösterir. Bitki hormonu etilen, yaprak absisyonunda önemli bir rol oynar ve gümüş iyonlarının, reseptörlerden bakır iyonlarını değiştirerek etileni inhibe ettiği gösterilmiştir.
Yapraktan püskürtme yöntemi kullanılarak, hem nano-gümüş hem de gümüş nitrat, farklı bitki setlerine püskürtülmüş ve nano-gümüşün gümüş nitrata göre daha düşük bir konsantrasyonda etkili olduğu gözlenmiştir. Biyosentezlenmiş gümüş nanopartiküllerin fidelerin ortaya çıkışı ve ekonomik açıdan önemli birçok bitki türünün çeşitli bitki büyüme parametreleri üzerindeki etkisi Namasivayam ve Chitrakala (2011) tarafından incelenmiştir. Mahajan vd. (2011), nano-ZnO parçacıklarının Vigna radiata ve Cicer arietinum büyümesi üzerindeki etkisini test etmek için agar plak yöntemini kullanmıştır. Kök yüzeyine adsorbe edilen nanopartiküllerin kanıtı, korelatif ışık ve taramalı elektron mikroskobu kullanılarak sağlanmıştır. İndüktif olarak eşleşmiş plazma, atomik emisyon spektroskopisi (ICP-AES) çalışmaları, ZnO nanopartiküllerinin fideler tarafından emilimini ortaya çıkarmıştır. Burman ve ark. (2013) yapraktan püskürtme yöntemini kullanarak, ZnO nanopartiküllerinin nohut fidelerinin büyüme ve antioksidan sistemi üzerindeki etkisini araştırmıştır. Daha düşük konsantrasyonda (1.5 ppm) ZnO nanopartiküllerinin nohut fidelerinin büyümesi üzerinde olumlu bir etkisi olduğunu bulmuşlardır.
Dahası, ZnO nanopartikülleri ile muamele edilen fideler, daha düşük malondialdehit (MDA) içeriğinden de anlaşılacağı üzere, düşük reaktif oksijen türleri (ROS) seviyelerine bağlı olabilen gelişmiş biyokütle birikimi göstermiştir. Benzer şekilde Prasad ve ark. (2012), daha düşük konsantrasyonda (1.000 ppm) nano-çinko ile yapılan tedavinin bitkiler üzerinde olumlu etkileri olduğu bulunmuştur. Ancak daha yüksek konsantrasyonlarda (2.000 ppm) toksisite semptomlarına neden olduğunu gözlemleyerek titiz kullanımlarının önemine işaret etmektedir. Dahası, saha deneyleri sırasında, önerilen ZnSO 4 dozuna kıyasla 15 kat daha düşük ZnO nanopartikül dozunun kullanıldığını bildirmişlerdir ve % 29,5 daha yüksek kapsül verimi kaydetmişlerdir.
Benzer şekilde, ZnO nanopartikülleri, 500 ppm’lik bir konsantrasyonda Glycine max’ta kök uzaması, ancak daha yüksek ZnO konsantrasyonlarında boyutta azalma göstermiştir. ZnO ve CeO 2 nanopartiküllerinin (400 ppm) Cucumis sativus meyve kalitesi üzerindeki etkilerini araştırmayı amaçlayan bir çalışma, bu nanopartiküllerin her ikisinin de nişasta içeriğinin artmasına neden olduğunu ve karbonhidrat modelini değiştirebileceğini göstermişlerdir. Lu vd. (2002), SiO 2 ve TiO 2 nanopartikülleri G karışımının verimli etkisini göstermiştir. Bu maksimum kapasite artışı ve nitrat redüktaz ve antioksidan aktivite alımı ve sudaki gübrenin uyarılması ile ilgilidir.
Nano-TiO 2’nin ıspanakta fotosentez ve büyümeyi teşvik etmedeki etkisini gösteren çalışmalar da yapılmıştır. Burada TiO 2’nin temel rolü nedeniyle hem görünür hem de ultraviyole ışık altında fotosentetik süreçlerin iyileştirildiği bildirilmiştir . Zheng vd. (2005), TiO rapor 2 nanopartiküller % 73 daha yüksek bir kuru ağırlığı, üç kat daha yüksek bir fotosentez oranım ve klorofil bir % 45 artış olan a ıspanakta tohum muamelesinden sonra içerik olduğu bulunmuştur. Önerildiği gibi artan fotosentetik oran, organik maddelerin kullanımını ve oksijensiz radikallerin söndürülmesini artıran inorganik besinlerin emilimindeki artıştan kaynaklanıyor olabilir.
Mahmoodzadeh ve ark.(2013,)nanopartiküllerin olumsuz sonuçlarını daha yüksek olasılıklarda gösteren çalışmalar yapılmıştır. Bunların çoğu, 2.000 ppm TiO 2 nanopartikülüne kadar Brassica napus’ta tohum çimlenmesi ve fide kuvvetinin artmasına yol açtığı bildirilmiştir. Shah ve Belozerova (2009), silikon (Si), paladyum (Pd), altın (Au) ve bakır (Cu) gibi farklı metal nanopartiküllerin marul tohumu çimlenmesi üzerindeki etkisini araştırmıştır. Bu araştırmada nanopartiküllerin farklı konsantrasyon aralıklarında pozitif etki gösterdiğini bildirmiştir.
Başka bir saha çalışmasında Quoc Buu ve ark. (2014), demir, kobalt ve bakır nanokristal tozu ile maksimum çok düşük seviyede muamele edildiğinde kontrol üzerine G. bölümünde artan tohum çimlenme oranını bildirmiştir. Ayrıca klorofil indeksinde, nodül sayısında ve ürün veriminde belirgin artış gözlenmiştir. Arora vd. (2012) Brassica, juncea’daki saha deneyleri etki aralığında altın yaprak spreyi, bitki boyu, gövde çapı, dal sayısı, bakla sayısı ve tohum veriminde artışa neden olmuştur. İlginç bir şekilde, altın nanopartiküller ayrıca işlenmiş bitkilerin redoks durumunu iyileştirmiştir. Suriyaprabhaet ark. (2012), mısır bitkilerinde SiO 2 nanopartikülleri ile muamelenin bitkinin kuru ağırlığını önemli ölçüde artırdığı bildirilmiştir. Ayrıca proteinler, klorofil ve fenoller gibi organik bileşiklerin seviyelerini artırdığını bildirmişlerdir.
Genetiği Değiştirilmiş Mikrop Uygulaması
Tarımla ilgili bir dizi kullanım da dahil olmak üzere, potansiyel olarak Toksik Maddeler Kontrol Yasası (TSCA) kapsamına girebilecek genetik olarak tasarlanmış mikroorganizmaların birçok biyoteknolojik uygulaması vardır. Bunlar arasında, simbiyotik nitrojen sabitleyicileri gibi biyo gübreleyiciler olarak kullanılan intergenerik mikroorganizmalar, örneğin Sinorhizobium meliloti ve Bradyrhizobium japonicum bulunur. Çeşitli cinsler arası rizobinin saha testleri TSCA kapsamında gözden geçirilmiş ve S. meliloti’nin belirli bir türü olan RMBPC-2, sınırlı ticarileştirme için 1997’de onaylanmıştır.
Gelecekte, artan nitrojen fiksasyon yeteneği veya belki de gelişmiş nodülasyon etkinliği için daha fazla rizobi için daha fazla başvuru olabilir. Ek olarak, aktinomisete Frankia gibi diğer simbiyotik nitrojen fiksatörleri için uygulamalar Aktinorizal bitkiler olarak adlandırılan odunsu anjiyospermler gibi bazı bitkilerle simbiyotik ilişkiler oluşturan Gram pozitif bir bakteri olan, bir olasılıktır. Serbest yaşayan nitrojen sabitleyen mikroorganizmalar için başvurular da olabilir. Nitrojen sabitleyen nesiller arası mikroorganizmalara ek olarak, TSCA kapsamında gözden geçirilecek diğer biyo gübreleme uygulamaları, fosfat çözen mikroorganizmaları ve mikorizal mantarlarıdır. Ayrıca besin emilimine, bitki hormonu üretimine yardımcı olan veya bitki verimliliğini artırabilecek diğer mekanizmalarla hareket eden diğer endofitik mikroorganizmaları da içerir.
Kaynakça:
https://www.ijcmas.com/7-10-2018/Malik%20Asif,%20et%20al.pdf
https://www.researchgate.net/publication/328557482_Application_of_Different_Strains_of_Biofertilizers_for_Raising_Quality_Forest_Nursery
Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu