makro bitki besin elementlerinin hastalıklarla ilişkisi

MAKRO BİTKİ BESİN ELEMENTLERİNİN HASTALIKLARLA İLİŞKİSİ
Kadir UÇGUN1
1
Sait GEZGİN2
Eğirdir Bahçe Kültürleri Araşt. Enst. Md.lüğü, Isparta. [email protected]
2
Selçuk Üniversitesi Ziraat Fak. Toprak Böl., Konya. [email protected]
ÖZET
Dayanıklılık genetik olarak belirlenmekte olup besin elementleri ve gübreleme
gibi çevresel faktörler bunu azalmakta veya artırmaktadır. Gübreleme uygulamalarına
orta derece dayanıklı ve hassas çeşitleri büyük tepki vermektedirler. Çok hassas
çeşitlerde besin elementi uygulamaları çok az önemli olmasına rağmen dayanıklı
çeşitlerde tamamen önemsiz olmaktadır.
Besin elementlerinin hastalıklarla ilişkisinde toplam miktarlardan çok besin
elementleri arasındaki oran daha önemli olmaktadır. Hatta uygulanan besin
elementlerinin farklı formları bile hastalıklar üzerine farklı etkiler yapmaktadır.
Özellikle bakteriyel ve fungal hastalıklara karşı dayanıklılık seviyesi N:K oranı ile
ilişkili olup genelde dayanıklılık üzerine K‟nın daha belirleyici olduğu tespit edilmiştir.
Örneğin elma karalekesinin oluşumu yapraklardaki N:K oranı 2.53‟den 2.00 civarına
düştüğünde çok daha az olduğu yapılan çalışmalarla ortaya koyulmuştur. Besin
elementlerinin uygulama zamanı da hastalıklar üzerinde farklı etkilere neden olmaktadır.
Öte yandan yetiştirilen bitki türünün hastalıklara dayanımını aynı toprakta daha önce
yetiştirilen bitki türü olumlu ya da olumsuz etkileyebilmektedir.
Bu makalede makro besin elementlerinden N, P, K, Ca, Mg, S ve Si‟nin
hastalıklarla ilişkisi incelenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Hastalık, makro bitki besin elementleri, interaksiyon.
INTERACTION BETWEEN MACRO PLANT NUTRIENTS AND DISEASES
ABSTRACT
Resistance is genetically determined, but environmental factors, including
mineral nutrients and fertilizers, are quite capable of enhancing or reducing it. Although
moderately resistant or susceptible varieties are said to benefit greatly from fertilizer
application, very susceptible varieties reputedly show only a weak response and highly
resistant varieties virtually none.
At interaction between nutrients and diseases, relative concentrations of plant
nutrients are more important than the absolute concentrations in the plant. Even,
different forms in which nutrients are supplied to plants affect on diseases differently.
Particularly to fungal and bacterial disease, depends on the N:K ratio. In general the
influence of potassium on resistance predominates. For instance, incidence of apple scab
was much lower at a nitrogen/potassium ratio of about 2.0 in the leaves than at a ratio of
2.53. The time of fertilization is effective also on diseases differently. On the other hand,
resistance of grown plant variety to diseases was influence positively or negatively than
crop rotation.
In this article, interaction between N, P, K, Ca, Mg, S, Si and dieases was
examined.
Key Words: Disease, macro plant nutrients, interaction.
GİRİŞ
Hastalıklara dayanıklılık bitkilerin genetik bir özelliğidir ve dayanıklılık
kavramı göreceli olarak bitki-patojen interaksiyonunda uyuşmazlık olarak tanımlanır.
Bitki besin elementlerinin eksikliği veya fazlalığı ile ilgili problemlerden bahsedildiği
zaman bu durumun hastalıklarla ilişkisine değinmemek imkansızdır. Dayanıklılık farklı
araştırmacılar tarafından farklı şekillerde ifade edilmiştir. Bazılarına göre dayanıklılık,
bitkilerin belli çevresel streslere karşı canlı kalabilme yetenekleri olarak ifade edilirken
bazıları ise dayanıklılığın genetik olarak meydana geldiğini, besin elementleri ve
gübreleme gibi çevresel faktörlerin bunu azalttığı veya arttırdığını belirtmiştir.
Hastalıklara karşı, yeterli ve dengeli beslenen bitkiler, eksik, fazla veya dengesiz
beslenen bitkilere göre daha dayanıklı olmaktadırlar. Bir başka ifadeyle bitki besleme iyi
bir şekilde yapılır ve bitkiler daha sağlıklı olursa bitki hastalıkları azalmaktadır
(Bergmann 1992).
Tolerans, hastalık bitkide etkili olsa bile bitkilerin hastalığın olumsuz etkilerini
ortadan kaldırabilme yeteneğidir. Yani tolerans, bitkilerin, hastalığın zayıflatan etkisini,
yeni yaprak oluşturarak dengeleyebilme kabiliyetleridir (Huber ve Graham 1999).
Huber ve Graham (1999), hastalıklar veya zararlıların bitkide etkili olabilmesi
sadece bitkiler hastalık ve zararlıların yaşamları için uygun ortamları sundukları zaman
mümkün olduğunu bildirmiştir. Örneğin bitkilerde aminoasitler ve şekerler gibi bazı
metabolik ürünlerin birikimi hastalık oluşumunu artırmaktadır. Bu konuda Bergmann
(1992) bitkilerin çözünebilir şeker ve aminoasit konsantrasyonları normalin üzerinde
olduğu zaman yani bitkiler göreceli olarak yüksek N ve düşük K‟a sahip oldukları
zaman patojenlerin saldırılarının meydana geldiğini vurgulamıştır. Ayrıca bitkide N
seviyesinin artması patojenler üzerine toksik etkiye sahip olan fenolik bileşiklerde
azalma meydana getirmektedir.
Bergmann (1992), bitkilerin maksimum protein sentezini başardığı şartları
öğrenmek hastalıkların kontrolü açısından en önemli husus olduğunu belirtmiştir. Aynı
tür içinde daha çok protein üreten bitkilerin daha dayanıklı olmaktadır. Bitkilerin
metabolik yollarla ürettiği birçok bileşik (fitoalexinler, fenoller, flavonoidler ve oksinler
vb) hastalıklara karşı dayanıklılık sağlanmasında etkilidir. Bu bileşikler dayanıklı
bitkilerde bazı bitki besin elementlerinin seviyesine bağlı olarak üretilir ve enfeksiyon
bölgesinde birikirler.
Hastalıklarla besin elementi alımı arasında bir kısır döngü vardır. Besin elementi
eksikliği bitkileri enfeksiyona önceden hazır hale getirerek öncelikle hastalığın
oluşmasına katkıda bulunur. Daha da ileri aşamalarda ise hastalıklar, bitkilerin besin
elementi alımını ve kullanımını bozmak suretiyle bitkileri strese sokarlar. Hastalıklar
bitki besin elementlerinin alımını çeşitli yollarla etkilerler. Bazı patojenler bitki kök
bölgesinde veya enfekte olmuş dokulardaki besin elementlerinin etkili bir şekilde
kullanımını veya taşınmasını etkileyerek yarayışsız hale getirebilirlerken diğer bazı
patojenler ise besin elementinin yüksek oranda birikmelerine ve toksisitesine neden
olurlar. Kendi metabolizmaları için besin elementlerini kullanan toprak canlıları
özellikle organik artıkların ayrışmasında rizosfer bölgesindeki besin elementlerini
yarayışsız hale getirerek bitkilerde beslenme bozukluğu oluşmasına ve dolayısıyla
hastalıklara karşı duyarlı hale gelmesine neden olurlar. Gübreleme ile besin
elementlerinin uygulanması veya besin elementi alınımını etkileyen bitki kök
bölgesindeki koşulların değiştirilmesi bitki hastalıkları için önemli bir kültürel kontrol
sağlar (Huber ve Graham 1999).
Huber ve Graham (1999)‟a göre ekonomik ürün elde etmek için gerekli olan
bitki besin elementi miktarı bitki sağlığı açısından uygun olmayabilir. Ayrıca
dayanıklılık, bitki tarafından alınabilecek besin elementlerinin ilavesi ile doğru orantılı
olarak artmaz. Bitkilerin gelişimi için gerekli olandan daha fazla gübre verilmesi çoğu
zaman olumsuz etki oluşturabilir. Özellikle bakteriyel ve fungal hastalıklara karşı
dayanıklılık seviyesi N:K oranına bağlıdır ve K dayanıklılığı olumlu yönde
etkilemektedir. Bitki besin elementleri genel olarak düşünüldüğünde besin
elementlerinin hastalıklar üzerine olumlu ya da olumsuz etkileri olabilmektedir hatta
aynı besin elementi bazı hastalıkları engellerken bazı hastalıkları artırmaktadır.
Azot (N)
Bitkilerin hastalıklara karşı dayanıklılığını azaltıcı yönde elementler arasında en
büyük etkiye şüphesiz N sahiptir. Özellikle tahıllarda aşırı N uygulaması çeşitler
arasında farklılıklar olmakla birlikte sürme, pas ve külleme hastalıklarını arttırmaktadır.
Yüksek N:K oranı tahıllarda gövde ve kök pası ve sürmeye karşı bitkilerin hassasiyetini
arttırmaktadır. Çünkü protein yapısında olmayan N‟lu asparagin, putrescin, agmatin gibi
bileşikler böyle şartlar altında artarak patojenlerin gelişimini arttırmaktadır. N‟un fazla
kullanılması ile diğer elementler arasında oluşacak dengesizlikler Tablo 1.de verilen
bazı hastalıkları arttırmaktadır (Bergmann 1992).
Tablo 1. Fazla N kullanımı sonucu artan hastalıklar
Bitki Türü
Tütün, Salatalık, Fasulye, Lahana
Patates
Marul, Asma, Pancar
Tahıl, meyve ağaçları
Elmalar
Buğday
Asma
Domates, Pamuk, Şerbetçi otu
Domates, Tütün
Tahıl
Çeltik
Elma
Hastalık
Yaprak leke hastalığı (Pseudomonas)
Yumuşak çürüklük (Erwinia spp.)
Mildiyö (Perenosporaceae)
Külleme (Erysiphaceae)
Kara leke (Venturia inaequalis)
Yaprak leke hastalığı (Septoria nodorum)
Kurşuni küf (Botrytis cinera)
Verticillium türleri
Alternaria net blotch
Pas (Puccinia spp., Uromyces spp.)
Rhizoctonia kök çürüklüğü (Rhizoctonia solani)
Acı çürüklük (Gloeosporium)
Organik N‟in amonyum (NH4)‟a mineralizasyonu ve sonra nitrat (NO3)‟a
nitrifikasonu birçok toprakta dinamik bir işlemdir. N‟un hem katyon (NH4+) hemde
anyon (NO3-) formu bitkiler tarafından alınabilir fakat N‟un bu formları hastalıklar
üzerine zıt bir etkiye sahiptirler (Huber ve Watson, 1974). N farklı formlarda bitkilere
uygulandıkları zaman bitkilerin dayanıklılıklarını etkilemesi onların metabolizmalarında
oluşan fizyolojik reaksiyonlara bağlı olarak değişmektedir. Örneğin ürenin, diğer N‟lu
gübrelerin aksine bitki dayanıklılığını arttırdığı ve patojenlerin toksinlerini inaktif hale
getirdiği hatta antiviral bir etkiye sahip olduğu söylenmektedir (Bergmann 1992). NH4
tahıllarda take-all (Gaeumannomyces graminis), patates ve diğer ürünlerde Verticillium
solgunluğu, patateste uyuz (Streptomyces scab) ve çeltikte yaprak yanıklığı (Pyricularia
oryzae) şiddetini azaltırken aynı oranlardaki NO3 bu hastalıkları arttırmaktadır. Öte
yandan NO3 kabakgillerde clubroot (Plasmodiophora brassicae) şiddetini azaltmaktadır
(Huber ve Graham 1999).
Patates uyuzu üzerine NH4‟un faydalı etkisi toprakta yüksek seviyelerde NO3
bulunduğu zaman gözlemlenmemiştir. Patatesten önce gübrelenmemiş bir tahıl
ürününün yetiştirilmesi, topraktan aşırı miktarda N kaldırılması ve N kaynağı olarak
NO3‟tan çok NH4 kullanıldığında patates uyuzu önemli ölçüde azalmaktadır. NH4‟un
faydalı etkisi, uygulanan N‟lu gübrenin toprakta daha uzun süre NH4 formunda kalması
için nirifikasyonun engellenmesi ile arttırılır. NH4 gübrelemesinin nitrifikasyonu
engellemesi tahıllarda take-all hastalığının kontrolünü de sağlar. Bazı hastalıkların
azaltılmasında NH4‟un faydası Mn‟nin alımını arttırmasından dolayı olmaktadır (Huber
ve Wilhelm 1988).
Kışlık buğdaylara N‟lu gübreler uygulandığı zaman özellikle uygulama zamanı
önemlidir. N eksikliği önlenildiği sürece take-all azalmaktadır. Soğuk, ıslak zamanlarda
N uygulandığı zaman Rhizoctonia kış ölümleri potansiyel bir problemdir çünkü böyle
zamanlarda buğdaylar dormant halde, çevre ise patojenlere yardımcı olacak şekildedir
(Huber ve Graham 1999)
Pseudomonas syringae pv tomato, Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici ve
Oidium lycopersicu patojenlerine karşı domatesin dayanıklılığını dokulardaki N
konsantrasyonunun nasıl etkilediğini belirlemek için yapılan çalışmada nitrat azotu
uygulayarak dokuların N seviyesi değiştirilmiş ve değişen N seviyesinin etkisi
patojenlere göre farklı olduğu tespit edilmiştir. F. oxysporum N‟dan etkilenmemiş olup
P. syringae ve O. lycopersicum ise artan N ile artış göstermiştir. Daha önceki yapılan
çalışmalarda ise N‟un Botrytis cinerea üzerine azaltıcı etki yaptığı tespit edilmiştir. Bu
farklı etkilerin bitkilerin beslenme durumuna göre bitki bünyesinde biriktirilen
bileşiklere bağlı olduğu düşünülmektedir (Hoffland ve ark. 2000).
Bazı buğday (Triticum aestivum) çeşitlerinde Puccinia striiformis etmeninin
meydana getirdiği pas yoğunluğu üzerine N seviyesinin etkisinin belirlendiği çalışmada
9 buğday çeşidine dekara 0, 2, 4, 8 kg N, kalsiyumamonyumnitrat şeklinde
uygulanmıştır. İkinci yılda ise birinci yıldan seçilen 6 çeşit kullanılmış ve dekara 0, 3, 9
kg N kullanılmıştır. Sonuç olarak her iki yılda da N seviyesinin artması ile pas
yoğunluğunda bir artış olmuştur (Danial ve Parlevliet 2008).
Potasyum (K)
Bitki gelişimi ve fonksiyonları için gerekli besin elementleri içinde hastalık
şiddetinin azaltılmasında en etkili element K‟dur. Fakat bitkinin sağlıklı ve verimli
olması için dengeli bir gübreleme yapılması gerekmektedir. K eksikliğinde hücre
duvarlarında incelme, gövde ve dallarda zayıflama, yapraklarda şeker birikmesi ve
hastalıkları arttıran kullanılmamış N oranında artma meydana gelmektedir. Bütün bu
olumsuzluklar bitki dayanıklılığını azaltmakta ve özellikle fungal ve bakteriyel
hastalıkların bitkiye girişini kolaylaştırmaktadır. N‟lu gübreler vegetatif gelişimi
sağlayıcı olarak kullanılmakta, ekonomik bir yetiştiricilik için N ve K arasında denge
önem taşımaktadır.
Elma karalekesinin oluşumu yapraklardaki N:K oranı 2.53‟den 2.00 civarına
düştüğünde çok daha az olmaktadır. Dayanıklılığın arttırılmasında K‟nın rolü değişken
olabilmektedir. K‟un, yüksek molekül ağırlıklı (özellikle protein ve karbonhidrat)
maddelerin sentezinde çeşitli enzimler için gerekli olduğu düşünülmektedir. K eksikliği
hücre duvarlarının incelmesine neden olur ve meristematik dokular daha yavaş gelişir.
Bu parazitlerin epidermisten geçişini kolaylaştırır. Fazla miktarda K uygulamasından
dolayı azalan bazı hastalıklar Tablo 2‟de verilmiştir (Bergmann 1992).
Pamukta Cercospora, Stemphylium ve Alternaria etmeninin oluşturduğu yaprak
lekesi hastalığı toprakların K içeriği ile ilişkili bulunmuştur. Toprak analizleri sonucu K
içeriği düşük olan topraklarda yapılan çalışmalar ile bu durum ortaya konmuştur. Tablo
3‟de K uygulaması ile Alternaria etmeninin neden olduğu yaprak lekesi arasındaki ilişki
verilmiştir (Anonim 1998).
Trolldenier (1982), yüksek oranlarda K gübrelemesinin, küllemeye hassas
“Gimpel” arpa çeşidinde, (en iyi sonuçlar fungusitler ile birlikte yapılan K
gübrelemesinde elde edilmiştir) küllemeye dayanıklı “Koral” çeşidine göre
dayanıklılığın artmasında daha etkili olduğunu belirlemiştir. Aynı araştırıcı buğdayda
Septoria nodorum„un neden olduğu “glume blotch” hastalığının yüksek K içeren
topraklarda ve K gübrelemesinin yapılması durumunda daha az oluştuğunu ifade
etmiştir.
Tablo 2. Yüksek K uygulamalarından azalan hastalıklar
Bitki türü
Domateste
Lahana, Sardunya, Şeftali
Çeltik
Yonca
Patates
Havuç, Kayısı
Buğday, Yulaf
Asma
Lahana,
Domates,
Keten, Yonca, Kavun,
Patlıcan
Tahıl
Pamuk,
Hastalık
Pseudomonas türleri, Verticillium
Xantomonas türleri
Xantomonas oryzae, Helminthosporium spp., Rhizoctonia
solani
Corynebacterium insidiosum
Phytophthora türleri, Streptomyces scab, Fusarium,
Botrytis, Rhizoctonia solani
Sclerotinia spp.
Septoria
Botrytis
Fusarium
Verticillium
Puccinia spp.
Tablo 3. K Gübrelemesinin pamuk bitkisinde Alternaria yaprak lekesi, yaprak bozulması
ve tiftik verimi üzerine etkisi
K2O
(kg/da)
Alternaria*
Yaprak
Tiftik
K2O
Alternaria
Yaprak
Tiftik
Bozulması Verimi (kg/da)
Bozulması Verimi
(%)
(kg/da)
(%)
(kg/da)
Konvansiyonel Toprak işleme
Toprak İşleme yapılmamış
0
7.7
6.9
41
0
7.5
5.8
42
3.5
5.8
4.5
65
3.5
6.1
4.2
62
7.0
5.5
2.9
73
7.0
5.1
1.6
61
10.5
4.7
1.3
89
10.5
4.5
0.6
78
*=Alternaria yaprak lekesi ve yaprak bozulma oranı (0=yok, 10=en yüksek)
Potasyum gübrelemesinin, Xanthomonas oryzea tarafından meydana getirilen
yaprak lekesi hastalığına çok hassas olan T(N)1 pirinç çeşidinde dayanıklılığı çok az
artırmasına rağmen, daha dayanıklı olan IR8 çeşidinde hastalık oluşumunu oldukça
azaltmıştır. Bu çalışmanın diğer ilginç bir sonucu da IR8 çeşidine göre T(N)1 çeşidinin
yapraklarında daha yüksek konsantrasyonlarda fenoller, şekerler, aminoasitler bulunmuş
ve her iki çeşitte de potasyum eksikliğinde bu konsantrasyonların arttığı görülmüştür
(Bergmann 1992).
Fosfor (P)
P, hem proteinlerin yapı taşı olarak hem de bitki metabolizmasında enerji
kaynağı olarak önemli olduğundan hastalık ve parazitlere karşı etkisi nispeten az
bilinmektedir. Bazı kaynaklarda N‟un tam tersi bir etkisinin olduğu rapor edilmiştir.
Potasyum gibi fosfatında doku oluşumunu ve stabilitesini arttırdığı söylense de,
buğdayda olgunlaşmanın gecikmesi ve lignin konsantrasyonunun azalmasının yüksek P
konsantrasyonu ile ilişkili olduğu bildirilmektedir (Bergmann 1992).
Patateste P gübrelemesinin Phytophthora’ya etkisinin araştırıldığı bir çalışmada
dört Phytophthora ırkına karşı yaprak dayanıklılığının arttığı belirlenmiştir. K ve N‟a
göre oransal olarak P fazla olursa tahıllarda külleme (Erysiphe graminis), mısırda
Gibberella kök ve gövde çürüklüğü, pancarda Phomabetae çürüklüğü, tarla
fasülyelerinde Botrytis fabae (kurşuni küf), yoncada Fusarium spp., domateste
Fusarium solgunluğu, tahıllarda pas (Puccinia spp.) miktarı artmaktadır. P‟un lahanada
Xanthomonas campestrisi (siyah çürüklük) enfeksiyonu, karnotionlarda Fusarium
roseum, kaba yoncada Pseudopeziza medicaginis ve domateste Alternaria solani (erken
yanıklık) hastalıklarının azaltılmasında olumlu etkileri olmaktadır (Bergmann 1992).
Kaila ve Hanninen (1961), fungal enfeksiyonlara karşı çavdarın dayanıklılığı
sonbaharda P gübrelemesi ile arttığını bildirmişlerdir. Herlihy ve Carroll (1969), yüksek
azot uygulansa bile P gübrelemesinden sonra erken yanıklığın (Alternaria solani Sor.)
gözle görülür derecede azaldığını gözlemlemişlerdir. Tamimi ve Hunter (1970)‟e göre
dekara 8.4 kg P uygulanması mısırda sürme (Ustilago maydis) oluşumunu %12-13‟ten
%5-7‟e düşmüştür. Aynı çalışmada silikatlarca zengin P‟lu gübrelerin daha iyi sonuçlar
verdiği bildirilmiştir.
Marx (1972)‟a göre mikorizal gelişimin ve mikorizalar tarafından üretilen
antibiyotik miktarının artması, P alımını artırmakta, bu durum da dolaylı olarak
bitkilerde dayanıklılığı arttırmaktadır.
Çilekte, Phytophthora fragariae’nın neden olduğu kalp çürüklüğünün N
uygulaması ile arttığı, fakat yeterli miktarda P ve K uygulaması ile bu artışın kontrol
altına alınabildiği bildirilmiştir. Öte yandan P gübrelemesi optimum olduğu zaman
tahıllarda hem take-all hem de Pythium kök çürüklüğü azalmaktadır (Huber ve Graham
1999).
Kalsiyum (Ca)
Ca‟un bitkilerde hücre duvarını güçlendirerek dayanıklılığı artırdığı
bilinmektedir. Ca, pektinat senteziyle enzimatik bozulmaya karşı pektinleri daha
dayanıklı hale getirmesi, daha küçük hücreler arası boşluklar oluşturması ve serbest
aminoasit konsantrasyonunda azalmaya neden olması sebebiyle patojenlerin girişini
daha zor hale getirmektedir. Bu yüzden Ca, hem hastalıklara karşı dayanıklılığı arttırıcı
hem de patojenlerin zararını azaltıcı etkiye sahiptir (Bergmann 1992).
Rhizoctonia ve Fusarium cortikal çürüklüğü, alınabilir Ca oranının yüksek
olduğu alkali topraklarda daha az etkili olmaktadır (Huber ve Graham 1999). Yüksek Ca
konsantrasyonu, domateste Verticillium alboatrum ve Sclerotium rolfsii, buğdayda pas
türleri, domates ve diğer bitkilerde Fusarium wilt ve elmalarda Gloeosporium çürüklüğü
gibi hastalıklara karşı dayanıklılığı arttırmaktadır (Shear 1975).
Pseudomonas solanacearum (bakteriyel solgunluk), Erwinia carotovora ve E.
chyrsanthemi (yumuşak çürüklük), Pythium myriotylum (yerfıstığı kabuk çürüklüğü),
Rhizoctonia solani, Cylindrocladium crotalariae, Sclerotinia minor ve Fusarium solani
gibi etmenlerin neden olduğu hastalıkların şiddeti dokulardaki Ca içeriği ile ters orantılı
bulunmuştur (Huber ve Graham 1999).
Dört şalgam çeşidinde kalsiyum siyanamid kullanılarak cluproot
(Plasmodiophora brassicae) kontrol edilmeye çalışılmıştır. Bu çalışmada 3 farklı
Plasmodiophora brassicae ırkı kullanılmış ve bütün çeşitlerde hastalık oluşumu en
yüksek düzeyde olmuştur. Artan kalsiyum siyanamid uygulaması ile hastalık şiddeti de
orantılı olarak azalmıştır. Kalsiyum siyanamid uygulanan bitkilere hastalık bulaşması
için daha yüksek oranlarda inokülasyon olması gerekmektedir (Williamson ve Dyce
2007).
Magnezyum (Mg)
Mg, tam olarak enerji, protein ve özellikle nükleik asit metabolizması üzerine
etkileri nedeniyle hücresel savunma reaksiyonlarını büyük oranda teşvik etmesi
beklenmektedir. Ancak bu konuda yeterli çalışma yapılmamıştır.
Magnezyum sülfat gübrelemesi patateste Phytophthora infestans ve
Rhizoctonia solani enfeksiyonunu azalttığı bildirilmiştir. Magnezyum klorür ise
buğdayda pas üzerinde aynı etkiyi göstermiştir. Kuşkonmazda kök çürüklüğü, zayıf
drenaj koşulları, toprakta hidrojen sülfit oluşumu ve yüksek K:Mg oranı ile ilişkili
bulunmuştur. Şaraplık asmalarda virüs nekrozları hem aşırı hem de eksik Mg ile arttığı
söylenmektedir (Bergmann 1992).
Kıss ve Pozsar (1977), Mg gübrelemesinin domateslerde Botrytis ve
Phytophthora enfeksiyonunu azalttığını, % 73 oranında virüs enfeksiyonunu önlediğini
ve şeker pancarında Cercospora beticola, Pleospora betae ve Pseudomonas
phaseolicola enfeksiyonlarını %50-60 oranında azalttığını bildirmişlerdir. Bu
araştırıcılara göre dayanıklılıktaki bu artış Mg‟nin ATP ve nükleik asit metabolizması
üzerine pozitif etkisinden kaynaklanmaktadır.
Asmalarda görülen stem dieback hastalığı potasyum ile magnezyum arasındaki
dengenin magnezyum aleyhine bozulmasıyla meydana gelmektedir. Bu hastalıktan
etkilenen asma yapraklarının potasyum:magnezyum oranı Tablo 4‟de görüldüğü gibi
sağlıklı bitkilerden daha yüksek çıkmıştır (Bergmann 1992).
Tablo 4. Sağlıklı ve hastalıklı asma yapraklarındaki Mg ve K seviyeleri
Gövde ve yapraklar üzerindeki
belirtiler
a
Sağlıklı
Hastalıklı
b
Sağlıklı
Hastalıklı
c
Sağlıklı
Hastalıklı
Mg (%)
K (%)
K:Mg oranı
0.18
0.07
0.21
0.12
0.12
0.05
1.12
1.61
1.21
1.84
1.58
1.68
6.2
23.0
5.8
15.3
13.1
33.2
Kükürt (S)
Yapraktan uygulanan S‟ün fungusit etkisi 19. yüzyıldan beri bilinirken topraktan
uygulamaların etkisi daha son zamanlarda anlaşılmıştır. Hastalıklara karşı bitkilerin
dayanıklılığını arttırdığı düşünülen glutathione, glucosinolatesler, serbest haldeki S
gazları, phytoalexinler, S‟ce zengin proteinler ve elementel S bazı S içerikli maddelerdir
(Bloem ve ark. 2005).
S‟ün etkisi ile ilgili bilgiler literatürlerde çok az geçmektedir. Sülfatlı gübrelerde
genellikle en büyük etkiye K+ katyonu sahiptir. Kabakgillerde Plasmodiophora
brassicae enfeksiyonunda S gübrelemesi ile azalma olduğu rapor edilmiştir. S esikliği
tütün mozaik virüsünün yayılmasını yavaşlatır ve S gübrelemesi N‟lu gübreler gibi
patateste virüs hastalıklarının gizlenmesine neden olur. Yüksek topak pH‟sı nedeniyle
patateste Streptomyces scabies „in meydana getirdiği patates uyuzunun önlenmesi için S
sıkça kullanılır (Bergmann 1992).
Birçok hastalık (patateste Streptomyces scab, sebzelerde Verticillium
solgunluğu, pamukta Phymatotrichum kök çürüklüğü, tahıllarda take-all, tütünde
Thielaviopsis kök çürüklüğü) alkalin topraklar ile ilişkilidir. Hemen hemen 100 yıldır
toprak pH‟sını azaltmak için kullanılan S‟ün Patates uyuzu (Streptomyces scabies) ‟nun
azalmasına dolaylı etkisi olurken, Ca, K, NO3 ve çiftlik gübresi patates uyuzunu
arttırabilmektedir. S‟e ek olarak NH4 ve diğer asitleştirici gübreler yaygın olarak patetes
uyuzunu azalttığı gözlemlenmektedir (Huber ve Graham 1999).
S içeren endüstriyel artıkların çevreye salınımının son yıllarda azalmasıyla
Avrupa topraklarında ciddi şekilde S eksikliği oluşmuş ve bu durum verim ve kalitede
azalmalara neden olmuştur. Yapılan tarla gözlemlerinde S eksikliği ile Şalgam (Brassica
napus) bitkisinin hastalıklara dayanıklılığı arasında önemli ilişkiler belirlenmiştir.
Kontrollü şartlar altında yapılan çalışmalarda iki şalgam çeşidinin S eksikliği olduğunda
Leptosphaeria maculans, Botrytis cinerea ve Phytophthora brassicae etmenlerine karşı
dayanıklılığının azaldığını tespit edilmiştir (Anonymous 2003).
Aberdeen ve Inverness‟te 2000-2003 yılları arasında yapılan çalışmalarda S
uygulamaları ile kolza bitkisinde Pyrenopeziza brassicae, Leptosphaeria maculans ve
Peronospora parasitica etmenlerinin meydana getirdiği fungal hastalıklar arasındaki
etkileşimler incelenmiştir. Hastalık enfeksiyonu yönünden hem bölgesel hem de yıllar
arasında farklılıklar oluşmuştur. 2002 deneme yılında iki bölgede de Peronospora
parasitica enfeksiyonu üzerine ilkbahar S uygulamasının olumlu etkileri olmuştur.
Yapılan analizlerde S uygulaması ile bitkilerin hastalıklara karşı savunma
mekanizmasında etkili olan cysteine, glutathione ve glucosinolate içeriklerinde artış
olduğu tespit edilmiştir (Salac ve ark. 2006).
Silisyum (Si)
Si, bitkilerin fizyolojik ve mekaniksel özellikleri üzerine etkileri olan biyoaktif
bir elementtir. Biotik ve abiotik stresleri azaltır ve funguslara karşı bitkilerin
dayanıklılığını arttırır. Si‟nin bitkilerin savunma mekanizmalarını nasıl etkilediğine dair
birçok çalışmalar yapılmış fakat henüz bu mekanizmalar tam olarak anlaşılmamıştır. Si
bitki savunma tepkilerinin zamanlanmasında ve devam etmesinde etkili bir kilipleyici
olarak hareket eder. Patojenle ilişkili olayları etkileyen enzimlerin katyonik co-faktörü
olarak görev almaktadır (Fauteux ve ark. 2006).
Bitkilerin Si alımı arasında türler arasında büyük farklılıklar bulunmaktadır. Son
zamanlarda Si alımını kontrol eden bir gen pirinçlerden izole edilmiştir. Dokularında
yüksek oranlarda Si biriktiren bitkilerde Si dokuların güçlü ve sert olmasını sağlar. Si‟u
yeterli miktarlarda biriktiremeyen bitkilerde genetik olarak Si alım kapasitelerinin
arttırılması ile biotik ve abiotik streslere karşı bitkilerin dayanıklılığının arttırılması
sağlanabileceği düşünülmektedir (Ma ve Yamaji 2006)
Pirinçte Xanthomonas albilineans, Pyricularia grisea, Pseudomonas glumae
etmenlerinin neden olduğu hastalıklar, şekerkamışında Clavibacter michiganense subsp.
Nebraskensis ve Leptosphaeria korrae etmeninin neden olduğu hastalıklar ve sera
bitkilerinde külleme, fusarium solgunluğu, crown ve kök çürüklüğü vb. hastalıklarına
karşı bitkilerin direncini arttırır. Yapılan çalışmalarda serada yetiştirilen salatalık
yaprakları üzerindeki küllemenin yoğunluğu bitki besleme ortamına 47 ppm Si veya
daha yüksek oranlarda Na veya K silikat (buradaki etki sadece Si‟a bağlı) eklenerek
%98 oranında azaltılmıştır. Phythium ultimum ve P. aphanidermatum tarafından
meydana getirilen hastalıklar külleme için uygulanan miktarda Si uygulandığı zaman
kontrol altına alınmıştır. Yapılan ilk çalışmalar Si uygulamalarının üzüm üzerinde
gelişen külleme üzerine etkili olmadığı bildirilmişse de son zamanlarda yapılan
çalışmalar da bu türler üzerindeki külleme hastalığını kontrol ettiği bildirilmiştir.
İnfekte olmuş konukçu bitkinin hücrelerinde 48 saat içinde fenolik bileşikler
birikmeye başlar. Si uygulanan bitkilerden ekstarakte edilen fenolik bileşikler P. utilum
ve P. aphanidermatuma karşı güçlü bir fungusit etkiye de sahip olduğu tespit edilmiş ve
Si uygulanmayan bitkilerle karşılaştırıldığında Si uygulananlarda polifenoloksidaz ve
peroksidaz aktivitesini arttırdığı görülmüştür. Hastalıklara dayanıklılıkta ana mekanizma
olarak hastalık girişi için fiziksel bir engel sağladığına dair hipotezin düzeltilmeye
ihtiyacı vardır. Si, fungal hastalıkların gelişimini engellemek için fenolik bileşikler
oluşturarak savunma mekanizmasını tetikler (Clark 1995).
Düşük miktarda Si biriktiren bitkilerde hastalık kontrol mekanizması için
fenolik bileşikler ve Si‟un birikimine ihtiyaç vardır. Bu amaçla soya fasulyesinde
hastalıkların kontrolü için kalsiyum karbonat ve kalsiyum silikat uygulamaları
yapılmıştır. Saksılarda kumlu topraklarla yapılan çalışmalarda dekara 0, 150, 300, 600
ve 1200 kg olacak şekilde kalsiyum karbonat ve kalsiyum silikat uygulanmıştır. Yaprak
Si içeriği ölçümleri ile Cerrospora sojina (Frog‟s eye spot), Peronospora manshurica
(külleme) ve phakopsora pachyrhizi (asya pası) oluşumu değerlendirilmiştir. Kalsiyum
karbonatın hiçbir etkisi bulunmamış ancak kalsiyum silikatın asya pası hariç
diğerlerinde azaltıcı etkileri gözlemlenmiştir (Nolla 2006).
Buck ve ark. (2008)‟na göre bitkiler için faydalı bir element olan Si, bitkileri
hastalık, zararlılar ve kuraklığa karşı direk ve dolaylı olarak etkilemektedir. Bu konuda
toprağa uygulama ile ilgili birçok çalışmalar yapılmış olup Si‟un yapraklardan alınımı
ile ilgili yeni çalışmalar gerekmektedir. Pirinçte görülen yaprak yanıklığı (Pyricularia
oryzae) üzerine potasyum silikatın yapraktan uyulama ile etkisi bu kapsamda
incelenmiştir. Litrede 0, 1, 2, 4, 8, 16 g Si olacak şekilde uygulamalar yapılmış ve Si
uygulamalarından birkaç gün sonrada hastalık aşılamaları yapılmıştır. Yapraktan Si
uygulamaları bitkilerin Si alınımını arttırmamış fakat Si uygulaması yaprak yanıklığı
oluşumunu azaltmış ve litrede 4 g Si uygulamasında en yüksek etki görülmüştür.
KAYNAKLAR
Anonymous, 1998. Effects of Potassium on Plant Diseases. Better Crops
With Plant Food. International Plant Nutrition Institute.Vol. 82 (1998, No. 3).
Anonymous, 2003. Effect of Sulfur Nutrition on Disease Resistance and Stress
Tolerance of Brassica Napus. Swiss Participation in European Research
Programmes. 829 - Fundamental, Agronomical and Environmental Aspects of
Ssulfur Nutrition and Assimilation. Switzerland.
Bergmann. W., 1992. Nutritional Disorders of Plants. Development, Visual and
Analytical Diagnosis. Gustav Fischer Verlag Jena, Stuttgart, New York.
Bloem, E., Haneklaus, S. and Schnug, E., 2005. Significance of Sulfur Compounds in
The Protection of Plants Against Pests and Diseases. Journal of Plant Nutrition.
ISSN 0190-4167 Coden Jpnuds, vol. 28, no:5, pp. 763-784,. Allemagne.
Buck, G.B., Korndörfer, G.H., Nolla, A. and Coelho, L., 2008. Potassium Silicate as
Foliar Spray and Rice Blast Control. Journal of Plant Nutrition. Vol. 31 Issue 2,
p231-237.
Clark, R.B., 1995. Role of Silicion in Plant Nutrition. Agriculture and Agri-food
Canada, Crops and Livestock Research Centre, P.O. Box 1210, Charlottetown,
P.E.I., C1A 7M8, Canada.
Danial, D.L. and Parlevliet, J. E., 2008. Effects of Nitrogen Fertilization on Disease
Severity and Infection Type of Yellow Rust on Wheat Genotypes Varying in
Quantitative Resistance. Journal of Phytopathology, Volume 143, Issue 11-12,
pp. 679-681.
Fauteux, F., Rémus-Borel, W., Menzies, J.G. and Bélanger R.R., 2006. Silicon and Plant
Disease Resistance Against Pathogenic Fungi. Fems Microbiology Letters.
Volume 249, Issue 1, pp:1-6.
Herlihy, M. and Carroll, P. J., 1969. Effects of N, P and K and Their Interactions on
Yield, Tuber Blight and Guality of Potatoes. J. Sci. Food and Agric. 20: 513517.
Huber, D.M., Graham, R.D., 1999. The Role of Nutrition in Crop Resistance and
Tolerance to Disease. Mineral Nutrition of Crops: Fundamental Mechanisms
and Implication. S 169-204.
Huber, D.M.and Watson, R.D., 1974. Nitrogen Form and Plant Disease. Annuel Rewiev
of Phytopathology 12: 139-165.
Huber, D.M. and Wilhelm, N.S., 1988. The Role Of Manganese in Resistance to Plant
Disease. In: Manganese in Soils and Plants, eds. R.D. Graham,R.J. Hannam and
N.C. Uren. Dordrecht, Netherlands: Kluwer Academic Publishers, pp. 155-177.
Hoffland, E., Jeger, M., Van Beusichem, M., 2000. Effect of Nitrogen Supply Rate on
Disease Resistance in Tomato Depends on The Pathogen. Plant and Soil
Volume 218, Numbers 1-2, January 2000 , pp. 239-247(9).
Kaila, A., Hanninen, P., 1961. Response of Winter Rye to Hyperphosphate and
Superphosphate. J. Sci. Agri. Soc. Finland 33 (1961): 39.
Kıss, S.A. and Pozsar, B.I., 1977. Resistance Increased by Magnesium Nutrition. Acta
Argon. Acad Sci. Hungaricae 26 (1977):156-173.
Ma, J.F.and Yamaji, N., 2006. Silicon Uptake and Accumulation in Higher Plants.
Trends in Plant Science. Vol.11, no:8.
Marx, D.H., 1972. Ectomycorrhiza as Biological Deterrents to Pathogenic Root
Infections. Ann: Rev. Phytopath. 10 (1972): 429-454.
Nolla, A., 2006. Efficiency of Calcium Silicate and Carbonate in Soybean Disease
Control. Journal of Plant Nutrition. Vol. 29 Issue 11, p2049-2061,
Salac, I., Haneklaus, S., Bloem, E., Booth, E., Sutherland, K., Walker, K. and Schnug,
E., 2006. Influence of Sulfur Fertilization on Sulfur Metabolites, Disease
Incidence and Severity of Fungal Pathogens in Oilseed Rape in Scatland.
Landbauforsschung Völkennode 56: 01-04.
Shear, C.B., 1975. Calcium Nutrition and Quality in Fruit Crops. Comm. Soil Sci. and
Plant Analysis 6 (1975): 233 to 244.
Spinelli, F., Vanneste, J.L., Ciampolini, F., Cresti, M., Rademacher, W., Geider, K. and
Costa, G., 2007. Potential and Limits of Acylcyclohexanediones For the Control
of Blossom Blight in Apple and Pear Caused by Erwinia amylovora. Plant
Pathology, Vol. 56 Issue 4, p702-710.
Tamimi, N. and Hunter, J.E. 1970. Effect of P, CaCO3 and CaSiO3 Fertilization upon
Incidence of Corn Smut. Agron J 62:496-498.
Williamson, C.J. and Dyce, P.E., 2000. The Effect of Calcium Cyanamide on the
Reaction of Swede Cultivars to Populations of Plasmodiophora brassicae. Plant
Pathology, Volume 38 Issue 2, pp 230 – 238.