Biyolojik bitki koruma ürünleri ve biyostimülanlar – formülasyon zorlukları

Bitki koruma ürünleri, mahsulleri zararlılara, yabancı otlara, hastalıklara ve küflere karşı korumada önemli bir rol oynarken, biyostimülanlar bitkileri olumsuz hava koşullarına karşı destekler ve genel durumlarını iyileştirir. Faydaları tartışılmazdır. Son yıllarda, kimyasal pestisitlerin yerine geçecek alternatifler arayışı yoğunlaşmış ve biyolojik alternatifler önem kazanmıştır. Bu kategori, zararlıları doğal biyokimyasal mekanizmalar yoluyla kontrol eden doğal olarak oluşan maddeleri içerir. Bunlar bitki veya hayvan kökenli maddeler (örneğin yağlar, saponinler, organik asitler) veya bakteri metabolitleridir (örneğin spinosad, abamektin, Bt toksinleri). Bitki büyüme düzenleyicileri söz konusu olduğunda, oksinler, sitokininler ve gibberellinler gibi doğal maddeler içeren preparatlar da geliştirilmiştir. Biyolojik bitki koruma ürünleri ayrıca makroorganizmaları ve mikroorganizmaları da içerir. Biyolojik preparatlarda aktif bileşen olarak yer alan mikroorganizmalar arasında virüsler, bakteriler (başlıca Bacillus ve Pseudomonas ) ve mantarlar ( Trichoderma, Beauveria , Coniothyrium, Matharhizium, Pythium ) ^bulunur . Bitkilerdeki biyolojik süreçleri destekleyen biyostimülanların geliştirilmesinde de önemli ilerlemeler kaydedilmiştir. Piyasada deniz yosunu özleri, bitki özleri, amino asitler ve proteinler, hümik asitler ve mikroorganizmalar bazlı birçok ürün mevcuttur. Son grup benzersizdir çünkü mikroorganizmalar bitkileri birçok yönden destekleyebilir: kök sistemi gelişimini teşvik ederek, besinleri daha kolay kullanılabilir formlara dönüştürerek ve ayrıca böcek veya mantarlarla mücadele ederek. Bu nedenle, mikroorganizmalara dayalı biyostimülanlar genellikle bitki koruma ürünleri olarak da tescil edilebilir ^{[ 3, 4, 5]} .

Yukarıda açıklanan her iki tarım kimyasalı grubu da çok özel bir şekilde etki eder, kolayca biyolojik olarak parçalanabilir ve çevre ve tüketiciler için güvenlidir ve en önemlisi, mahsul verimini çok etkili bir şekilde artırır ^{[ 3]} .

Mikroorganizmalara dayalı biyolojik preparatlar

Mikrobiyolojik bitki koruma ürünleri , en yaygın kullanılan ve araştırılan biyopestisit sınıfıdır . Bunlar, bakteri, mantar ve virüs gibi mikroorganizmalar içeren preparatlardır. Mikrobiyolojik pestisitler, ekili alanlarda böcek larvalarını öldürür veya yabancı ot büyümesini engeller. Toksin üretimi, enzim salgılanması, uçucu bileşikler, doğrudan kolonizasyon veya konakçı tüketimi gibi çeşitli mekanizmalar yoluyla bitki patojenleri ve zararlıları üzerinde etki gösterirler. Her bir aktif bileşen nispeten spesifik olsa da, birçok farklı zararlı türünü kontrol edebilirler. Uygulamadan sonra ürünlerde çoğalma potansiyelleriyle karakterize edilirler. Ayrıca bitki büyümesini teşvik eder ve ürün kalitesini iyileştirirler ^.

Bacillus bazlı biyostimülanlar ve bitki koruma ürünleri

Toprak kaynaklı bitki patojenlerine, böcek zararlılarına veya bitki paraziti nematodlarına karşı çeşitli bakteri türleri kullanılabilir. Bunlar arasında Bacillus (örneğin B. amyloliquefaciens, B. subtilis ve B. thuringiensis ) ve Streptomyces gibi spor oluşturan bakterilerin yanı sıra Pasteuria ve Pseudomonas gibi cinslerden spor oluşturmayan türler de bulunur. Bacillus bakterilerine dayalı ^{biyostimülanlar,} tarımda kullanılan mikrobiyolojik ajanlar arasında özel bir yere sahiptir. Bunlar, katkı maddeleri veadjuvanlarla (destekleyici maddeler) karıştırılmış liyofilize sporlardan oluşur ve bitkilere bir dizi fayda sağlar. Bacillus türlerinin metabolik ve genetik çeşitliliği, farklı çevresel koşullara uyum sağlamalarına olanak tanır. Bitkilerle ilişkili bakterilerin ^, örneğin toprak tuzluluğu veya kuraklık gibi strese karşı dirençlerini artırdığı gösterilmiştir. Ayrıca bitki büyümesi ve gelişimi üzerinde olumlu etkisi olan fitohormonlar (bitki hormonları) üretebilme yeteneğine de sahiptirler ^{[ 7].}

Başarının anahtarı – iyi hazırlanmış bir formülasyon

Biyopestisit preparatlarının formüle edilmesi süreci, mikrobiyolojik bileşenin çeşitli taşıyıcılar ve yardımcı maddelerle karıştırılmasıyla nihai ürünün oluşturulmasına yol açar; bu sayede çevresel koşullara karşı daha iyi koruma, biyolojik ajanların daha uzun süre hayatta kalması ve biyolojik aktivite ile depolama stabilitesinin iyileştirilmesi sağlanır ^{[ 6]} .

Biyopestisit formülasyonları sıvı ve kuru tiplere ayrılabilir. Sıvı preparatlar su, bitkisel yağlar, bu yağlara dayalı esterler, yağ alkolleri, laktitler veya bunların kombinasyonlarına dayanabilir. Su bazlı preparatlar (süspansiyon konsantreleri (SC), konsantre emülsiyonlar (EW), kapsül süspansiyonları (CS) vb.), dağıtıcılar , emülgatörler , ıslatıcı maddeler , koyulaştırıcılar, reoloji değiştiriciler , çapraz bağlayıcı monomerler, boyalar, antifriz bileşikleri ve ilave besin maddeleri gibi inert bileşenlerin eklenmesini gerektirir. Formülasyon türüne bağlı olarak, formülasyon süreci basit veya yüksek kesme kuvvetli karıştırma, ıslak öğütme veya yerinde polimerizasyon içerir. Kuru formülasyonlar (dağıtılabilir tozlar (WP) ve dağıtılabilir granüller (WG), doğrudan uygulama için granüller (GR) veya tabletler (TB) vb.) sprey kurutma, dondurarak kurutma, hava ile kurutma gibi çeşitli teknolojiler kullanılarak, akışkan yatak kullanımıyla veya kullanılmadan üretilebilir. Ayrıca çeşitli granülasyon teknikleri de vardır: kaplama ile ıslak granülasyon, toz sıkıştırma ve kırma ile kuru granülasyonun yanı sıra ekstrüzyon ve küreleştirme ile granülasyon. Burada da bağlayıcılar, taşıyıcılar, dağıtıcılar, ıslatıcı maddeler vb. eklenir.

Biyopestisitlerin ve biyostimülanların en popüler formülasyonları şunlardır: SL, OD, CS ve WP veya WG. Daha önce de belirtildiği gibi, mikroorganizmalar güneş radyasyonu, nem veya aşırı depolama sıcaklığı dalgalanmaları gibi dış faktörlere özellikle duyarlıdır, bu nedenle OD ve CS formülasyonları onlar için özellikle uygundur. Yağ, mikroorganizmaları UV radyasyonundan korur, nemden yalıtır ve sıcaklık değişimlerinden korur. CS formülasyonlarında, mikroorganizmalar kapsüller içinde bulunur, bu da onları dış etkenlere karşı daha az savunmasız hale getirir. Bakteri ve mantarların endosporları veya sporları kurutulabilir, bu nedenle WP ve WG formülasyonlarında da bulunurlar. Biyostimülan olarak kullanılan çoğu özüt suda yüksek oranda çözünür ve koruyucularla muhafaza edilebilir, bu nedenle genellikle SL formülasyonlarında bulunurlar ^. Formülasyonlarda kullanılan organizmalar, hayatta kalmayı en üst düzeye çıkarmak, hedef bölgeye uygulamayı optimize etmek ve uygulamadan sonra organizmaları korumak için katkı maddeleriyle desteklenen uygun bir taşıyıcıda süspansiyon halindedir. Formülasyonlar, bir veya daha fazla aktif madde ve etkinliklerini artırmak için bir dizi ek bileşen içerir. Bunlar arasında koruyucu (herbisit koruyucuları), sinerjistler, taşıyıcılar, koyulaştırıcı ve yapıştırıcı maddeler, ıslatıcı maddeler ve diğerleri bulunur ^.

Formülasyon zorlukları

Biyolojik bitki koruma ürünlerinin etkinliği büyük ölçüde formlarına bağlıdır. Doğal maddelere dayalı bu preparatlar, kimyasal muadillerine göre çevresel koşullara çok daha duyarlıdır. Bu durum özellikle Bacillus bakterisine dayalı biyostimülanlar için geçerlidir. Bu nedenle, endüstri, canlı mikroorganizmaların uzun süre etkili ve stabil kalmasını sağlamak için bir dizi formülasyon zorluğuyla karşı karşıyadır ^{[ 7, 8]} .

Mikroorganizmaların çevresel faktörlere duyarlılığı

Bazı mikroorganizmalar kararsızdır ve ışığa, havaya veya yüksek sıcaklıklara maruz kaldıklarında hızla bozulurlar. Kısa etki süresi ve değişken etkinlik, bitki koruma ürünleri sektöründe pazarlanabilecek doğal madde sayısını sınırlamaktadır. Bu alandaki bir çözüm, özellikle Bacillus türevlerinin canlılığını ve etkinliğini en üst düzeye çıkaran daha kararlı ve etkili formülasyonların geliştirilmesidir. Mikroenkapsülasyon önemli bir ilerlemedir. Bu işlemde, sporlar onları çevresel stres faktörlerinden koruyan koruyucu bir matris içine alınır. Kaplama kademeli olarak bozulur ve bakterileri doğru yerde ve ^zamanda serbest bırakır.

Etkin maddenin kontrollü salınımı

Aktif maddelerin kontrollü salınımı, etkinliklerini artırarak sık uygulama ihtiyacını azaltır ve genel maliyetleri düşürür. Sık kullanılan çözümlerden biri, yukarıda bahsedilen mikro kapsüllerin kullanımıdır. Ayrıca, pH veya nemdeki değişiklikler gibi belirli uyaranlara yanıt olarak bileşeni salan özel matrisler de kullanılır. İlginç bir çözüm ise polimer taşıyıcıların kullanımıdır. Biyolojik olarak parçalanabilir polimerlerin, maddelerin yapraklar veya kökler yoluyla bitkilere hedeflenmiş ve kontrollü bir şekilde iletilmesi için taşıyıcı olarak kullanılması çok umut vericidir ( ). Salınım, polimerin (konuma bağlı olarak) güneş ışığı veya toprak mikroflorası tarafından parçalanmasıyla yavaşça gerçekleşir. Biyopestisitlerin salınım hızı, farklı monomerler ve çapraz bağlayıcı katkı maddeleri kullanılarak ve bunların uygun oranı seçilerek düzenlenebilir. Eşit derecede ilginç bir örnek ise nanoporlu yapıların kullanımıdır ^{[ 8, 9]} .

Nanoformülasyonların piyasaya sürülmesi

Nanoteknoloji, biyopestisitlerin etkinliğini artırmak için yeni çözümler sunma potansiyeline sahiptir. Bir örnek, aktif maddeyi dış etkenlerden koruyan nanometrik kaplamaların oluşturulmasıdır. Nanoemülsiyonların oluşturulmasındaki gelişmeler ilginç olanaklar sunmaktadır. Bu durumda, aktif madde sıvı bir taşıyıcı içinde dağıtılır. Bu tür preparatlar, bitkilerin eşit şekilde kaplanmasını sağlayan daha yüksek dağılabilirlik ile karakterize edilir. Ayrıca, küçük boyutları daha iyi nüfuz etme ve daha hedefli etki sağlar. Nanoformülasyonların piyasaya sürülmesi büyük bir fırsat olmakla birlikte, bir dizi zorluk ve şüpheyi de beraberinde getiriyor. Bunlardan en önemlisi ^, nispeten yüksek üretim maliyeti ve nanomateryallerin çevreye verilmesinin henüz bilinmeyen uzun vadeli etkileridir.

Kapsamlı bitki koruma için çok fonksiyonlu formülasyonlar

Biyopestisit formülasyonlarının geliştirilmesinde ilgi çekici bir yön, bitkileri kapsamlı bir şekilde koruyan ve büyümesini destekleyen çok fonksiyonlu preparatlar oluşturmak için Bacillus suşlarının diğer biyolojik kontrol ajanları veya biyostimülanlarla sinerjik kombinasyonudur. Farklı suşların farklı etkileri ve özellikleri vardır ve bunların birleştirilmesi bitki için kapsamlı bir destek sağlar. Ayrıca, hümik asitler veya alg özleri gibi diğer destekleyici bileşenlerin eklenmesi, bakterilerin etkisini daha da artırabilir. ^{[ 3, 6, 7]}

PCC Exol, biyopestisit ve biyostimülan formülasyonu için çözümler sağlayan bir tedarikçi firmadır.

Yüzey aktif madde üreticisi PCC Exol, uzun yıllardır ürünleri ve teknik danışmanlığıyla tarım sektörünü desteklemektedir. Ayrıca yukarıda açıklanan biyopestisit ve biyostimülan formülasyonları için sürekli olarak en uygun çözümleri arıyoruz; bu nedenle bu kategoriler için birçok ürünümüzü önerebiliyoruz.

SL formülasyonları için, emilimi artıran geniş bir yelpazede ıslatıcı maddeler, püskürtme oluşumu ve tutunma artırıcılar ve yaprak kütikülü penetranları sunuyoruz . Bu ürünlerin tamamı kolayca biyolojik olarak parçalanabilir ve çevreye zararsızdır. Islatıcı maddeler olarak, özellikle bu amaç için geliştirilmiş EXOwet D15 , EXOwet L5, EXOwet T7 ve EXOwet OS gibi ürünleri öneriyoruz. ROKAnol grubunun birçok ürünü de NL8P4 , L5P5 , DB serisi, GA serisi ve ID serisi ile iyi ıslatma özelliklerine sahiptir. Sprey oluşumunu ve tutunmasını iyileştiren maddeler olarak, ROKAmer G4300 ve G3800 dahil olmak üzere ROKAmer serisini ve özellikle ROKAmer 6500’ü veya su bazlı ve daha kullanışlı versiyonu olan ROKAmer 6500W’yi öneriyoruz. Yaprak kütikülüne nüfuz eden maddeler olarak, orta HLB değerine sahip doymamış yağ asitleri veya yağ alkolleri bazlı ürünleri öneriyoruz: ROKAcet O7 veya ROKAnol O10.

OD formülasyonlarında, suya eklendikten sonra yağ fazının yeterli süspansiyon stabilitesi ve emülsifikasyonunun sağlanması gereklidir; bu nedenle bu iki işlevi birleştiren yüzey aktif maddeler iyi sonuç verir ^. Ayrıca, bu yüzey aktif maddelerin mikroorganizmalara zarar vermemesi gerekir; bu nedenle bu formülasyon için şunları öneriyoruz: R serisinden ROKAcets ve ROKwin ve ROKwinol ürün grupları, spreyin özelliklerini olumlu yönde etkiler ve püskürtme etkinliğini artırır. CS formülasyonunda , arayüzey veya yerinde polimerizasyon sırasında yağ fazının yeterli emülsifikasyonu sağlanmalıdır; bu ^da emülsiyonlaştırıcıların ve koruyucu kolloidlerin hassas bir şekilde seçilmesini gerektirir, aksi takdirde miseller birbirine yapışır ve kapsüller uygun olmayan bir boyutta olur. Ayrıca, geleneksel maddelerin kapsüllenmesinde kullanılan birçok çözücü ve emülsiyonlaştırıcı mikroorganizmaları öldürür; bu nedenle bitkisel yağlar ve uygun şekilde seçilmiş emülsiyonlaştırıcılar en yaygın olarak kullanılır. Kapsülleme işleminden sonra, uygun ıslatıcı maddeler ve su dağıtıcıları eklenmelidir. SL formülasyonlarında kullanılan aynı ROKAnol veya ROKAmerler ıslatıcı madde olarak kullanılabilir. ROKAmer’ler ayrıca yardımcı dağıtıcılar olarak işlev görerek süspansiyonu stabilize eder. Dağıtıcı olarak EXOfos PT K25 veya PT K60, SULFOROKAnol TSP95, EXOdis PC40 , Rodys OP ve Rodys KP ^{[ 10]’} u öneriyoruz.

PCC Exol ayrıca çeşitli formülasyonla ilgili sorunların çözümü konusunda teknik danışmanlık hizmeti vermekte ve müşterilerin talebi üzerine yeni ürünler veya bunların varyantlarını geliştirmektedir. Ürün kataloğumuzu ziyaret etmenizi ve bizimle iletişime geçmenizi öneririz.