TRM207U-FİTOPATOLOJİ
Ünite 1: Bitkilerde Hastalık Kavramı ve Hastalık Oluşumunu Etkileyen Faktörler
Giriş
Fitopatoloji bitkilerde meydana gelen hastalıkların nedenleri ve tedavi yolları ile ilgilenen bilim dalıdır. Bu ünitede bitkilerde hastalanma olayının nasıl gerçekleştiği ve bunu etkileyen faktörlerin neler olduğu incelenecektir.
Fitopatolojinin Tanımı ve Konusu
Fitopatoloji XVII. yüzyılda Patoloji (hastalık bilimi) adıyla Botaniğin (bitki bilimi) bir kolu olarak ortaya çıkmış sonradan Fitopatoloji şekline dönüşmüştür. Kelime anlamı olarak bitki hastalıkları bilimi anlamını taşımaktadır (Phytos=bitki, Pathology=hastalık). Sadece gelişmekte olan bitkilerin sağlığının bozulmasıyla değil, aynı zamanda bitkilerin ve bitki ürünlerinin saklanması, ambalajlanması ya da ulaşımı sırasında gösterdikleri bozuklukları da inceleyen bir daldır.
Mikoloji, bakteriyoloji, viroloji, herboloji, botanik, bitki anatomisi ve fizyolojisi, genetik, biyokimya, bahçe ve tarla bitkileri yetiştiriciliği, toprak bilimi, bitki besleme, meteoroloji, moleküler biyoloji, genetik mühendisliği, tarımsal mekanizasyon ve daha birçok bilim dalının temel bilgilerini kombine ederek kullanan Fitopatoloji çok geniş kapsamlı bir bilim dalıdır. Bitkilerin hastalıkları konusuna ışık tutmasının yanı sıra bitkilerin bu hastalıklardan korunması ile ilgili materyal, ekipman ve metotlar geliştirir.
İnsan ve hayvanlarda olduğu gibi bitkilerde de hastalığa pek çok neden olabilecek faktör bulunmaktadır. Bunlar virüs, viroid, bakteri, molliküt (fitoplazma, spiroplazma), protozoa, fungus gibi mikroorganizmalar ile parazitik bitkiler ve besin maddesi, ışık, nem, ısı, toprak veya havadaki toksik kimyasallar gibi çevresel faktörler olabilmektedir. Öte yandan böcekler ve diğer canlıların verebileceği zararlar da mevcuttur fakat bunlar fitopatolojinin konusu değildir. Fitopatoloji 4 bilim dalından meydana gelmektedir: Mikoloji, Bakteriyoloji, Viroloji ve Herbololojidir. Mikoloji, fungus ve protozoaların; bakteriyoloji, bakteri ve mollikütlerin; viroloji virüs ve viroidlerin; herboloji ise kültür bitkilerine zarar veren parazit bitkileri ve yabancı otların neden olduğu hastalıkları inceler.
Fitopatolojinin amacı bitki hastalıklarını ve bunların nedenlerini inceleyerek korunma ve mücadele etme yollarını bulmak ve bu verileri üretim sahasında kullanmaktır. Çünkü verim açısından bitki hastalıklarını kontrol altına almak önemlidir.
Bir yerde ne kadar çok çeşitli bitki yetişiyorsa ya da aynı tarım alanında ne kadar çok ürün alınıyorsa ve sulu tarım oranı kuru tarıma göre ne kadar fazla ise hastalık çeşidi ve hastalıkların etkisi de o kadar çok olmaktadır. Bitkisel üretim kayıplarının önlenmesi bir noktada bitki hastalıklarıyla mücadele edilmesine bağlıdır. Toplam ekonomik zararı ise itki hastalıklarının neden olduğu kayıpların bu hastalıkları önlemek için alınan tedbir masrafları ile birlikte hesaplanması vermektedir.
Bitki hastalıkları ekonomiyi birkaç yönden etkilemektedir;
• Bitkiyi öldürüp verimi düşürür. • Bitkiyi zayıflatıp kalitesini dolayısıyla pazar değerini düşürür. • Hastalıkla mücadelede kullanılan yöntemler büyük işgücü gerektirir ve kullanılan kimyasalların yüksek fiyatlı olması maliyeti arttırır. • İlaçların kalıntıları yararlı mikroorganizmaları olumsuz yönde etkiler ve çevre kirliliğine neden olur.
Bitkilerde Hastalık Tanımı
Bitkiler de insanlar ve hayvanlar gibi normal hayat fonksiyonlarında oluşacak bir sapma veya bozulma sonucu hastalanırlar ve benzer hastalık evrelerini geçirirler.
Bitkiler canlı ve cansız hastalık etkenlerine maruz kaldığı zaman fizyolojik fonksiyonlarını yürüten bitki hücreleri ya tamamen aktivitelerini kaybeder veya aktivitelerinde değişim meydana gelir. Bunun sonucunda hücrelerin işlevlerinin bozulması veya hücrelerin ölmesiyle bitki hastalanır. İlk olarak bir veya birkaç hücrede lokalize olan bu durum gözle görülmez. Ancak bu reaksiyon kısa sürede daha geniş alanlara yayılarak daha fazla hücreyi etkiler ve bitkinin etkilenen kısımlarında çıplak gözle görülebilen değişimler meydana gelir. Bu görülen değişiklik hastalık belirtisidir. Bitkilerde meydana gelen değişimler ileri seviyeye ulaştığında ise ölüm meydana gelir.
Hastalanmada süre de çok önemlidir. Fizyolojik fonksiyonlarda ortaya çıkan bozukluk, bazı durumlarda hastalık nedeninin ortadan kalkması veya etkisiz hale gelmesi ile kısa sürer, bu durumda bitkide bir zarar meydana gelmez. Örneğin uzun süre sulanmayan bitkilerde solgunluk belirtisi görülmekte, bitkiler sulandığı zaman ise bu belirtiler ortadan kalkmaktadır. Ancak bazı durumlarda fizyolojik fonksiyonlardaki bozukluklar bitkinin ölümüne kadar devam etmektedir ki buna da sürekli hastalanma denmektedir. Bu hastalık çeşidinde hastalık sebebi patojenler bitkide kalıcı hasarlara neden olmaktadır.
O halde bitkilerdeki hastalanmayı “normal sınırlar içinde seyreden yaşam fonksiyonlarının ya da fizyolojik aktivitelerin, bitkiye zarar verecek düzeyde ve sürede bozulması” şeklinde tanımlayabiliriz.
Fizyolojik fonksiyonları hastalık etmenleri tarafından enfekte (hastalık bulaşan) olan bitki dokusunun çeşidi (kök, gövde, yaprak vb.) belirlemektedir. Örneğin hastalık etmeni köklerden giriş yaparak buradaki hücrelerde bozulma ve ölümlere dolayısıyla kök çürüklüğüne sebep olmuş ise bu hücreler ya tamamen aktivitelerini kaybeder ya da aktivitelerinde değişim meydana gelir. Bunun sonucunda da kökler topraktan su ve besin alımı yapamazlar, aynı durum bitkinin diğer organ veya dokularında da söz konusudur. Bitkinin ksilem dokusunun
enfeksiyonu sonucunda vasküler solgunluk ve bazı kanserler meydana geldiği durumlarda bitkinin üst kısmına su ve mineral taşınımı zarar görür. Bazı patojenler bitkinin ksilem ve floem gelişerek yukarıya doğru su taşınımı aşağıya doğru şeker hareketini (sırasıyla) bu dokularda bloke eder.
Bitkinin toprak üstünde kalan yeşil aksamı enfekte olduğunda ise yapraktaki hücrelerin yapısı bozulmaktadır. Yaprakta değişik lekelenmeler, yanıklık, şekil bozukluğu gibi belirtilerle kendini gösterebilen bu durum fotosenteze engel olmaktadır. Gövde kabuğunda ve sürgünlerde kanser olduğunda fotosentez ürünlerinin aşağıya doğru taşınım olumsuz yönde etkilenir. Çiçek ve meyve enfeksiyonu olduğu takdirde ise üreme etkilenir. Çoğu hastalıkta etkilenen hücreler zayıflar ve ölür iken bazı hastalıklarda enfekteli hücrede bölünme hızlanır (hiperplasya) ve normal hücrelerden daha büyük hücreler, urlar (hipertrofi) meydana gelir.
Hastalık Nedenleri ve Sınıflandırılması
Kültür bitkileri ve yabani bitkileri etkileyen çok sayıda hastalık bulunmaktadır ve bu hastalıkları oluşturan sebeplere “sebepler kompleksi” adı verilmektedir.
Sebepler kompleksi içerisinde ilk akla gelen etken mikroorganizmadır. Bu mikroorganizma bir fungus, bakteri, virüs, fitoplazma veya viroid olabilir. İkinci faktör ise çevre şartlarıdır. Bir mikroorganizma ancak uygun çevre şartlarını bulunca bitkiye zarar verebilir ve hastalanmasına neden olabilir. Bitki-patojen arasındaki mücadeleden patojenin galip çıkabilmesi için bitki üzerinde etkili olan diğer etkenlerin ona yardımcı olması gereklidir. Üçüncü etken bitkinin kendisidir. Bitkinin biyokimyasal, fizyolojik ve morfolojik yapısı bitki-patojen mücadelesinde etkin rol oynar.
Bitki hastalıklarının incelenmesini kolaylaştırmak için bunların belli bir düzen içerisinde tertip edilmesi gerekir. Bunun için çeşitli kriterler kullanılabilir;
• Bitki hastalıkları bazen neden oldukları belirtilere göre; kök çürüklükleri, meyve çürüklükleri, yaprak lekeleri, solgunluk, kanser, yanıklık, külleme, pas vb. gibi gruplandırılmaktadır. • Hastalığın ortaya çıktığı bitki organına göre; kök hastalıkları, yumru hastalıkları, gövde hastalıkları, yaprak hastalıkları, meyve hastalıkları, tohum hastalıkları gibi şekillerde gruplandırılmaktadır. • Etkiledikleri ürün grubuna göre; tahıl hastalıkları, sebze hastalıkları, meyve hastalıkları, bağ hastalıkları, çayır hastalıkları, süs bitkileri hastalıkları vb. olarak gruplandırılmaktadır.
Bunun yanı sıra en yaygın hastalık sınıflandırma ölçütlerinden biri de hastalığa neden olan etmenin tipidir. Buna göre hastalıklar bulaşıcı (enfeksiyon hastalıkları) ve bulaşıcı olmayan (fizyolojik) hastalıklar olmak üzere ikiye ayrılır:
• Bulaşıcı hastalıklar bulaşma ile başlar ve daima tekrar bulaşma yeteneğindedir. Canlı organizmaların sebep olmasından dolayı bu hastalıklara canlı hastalık nedenleri veya biotik nedenler de denilir. • Bulaşıcı olmayan hastalıkların nedeni çevresel etkenlerdir. Cansız olan bu etkenlerin sebep olduğu hastalıklara abiotik hastalıklar veya fizyolojik hastalıklar da denilmektedir. Elverişsiz atmosfer koşulları, elverişsiz toprak, çevre kirleticiler ve hatalı tarımsal işlemler bu etmenlere örnek verilebilir.
Hastalanmayı oluşturan biotik ve abiotik faktörleri inceleyen bilim dalına etioloji denilmektedir. Cansız hastalık nedenlerine fizyojen, canlı hastalık nedenlerine ise patojen adı verilmektedir.
Hastalık Oluşumunu Etkileyen Faktörler
Bitkilerde hastalık meydana gelmesinde gerekli olan üç unsur vardır:
1. Canlı veya cansız hastalık etkenleri 2. Konukçu bitki 3. Çevre koşulları
Canlı ve Cansız Hastalık Nedenleri
Çevresel faktörler cansız hastalık nedenleridir. Her bitkinin gelişimi için optimum çevre koşulu gereklidir, sıcaklık, nem, mineral maddeler, çevre kirliliği vb. faktörlerin bitkinin tolere edebileceği sınırın dışına çıkması bitkide hastalığa sebep olmaktadır.
Canlı hastalık nedeni patojenlerde ise bitki hücrelerinin metabolizması zarar görmektedir. Hastalık şiddeti, patojenlerin hastalık yapma yeteneği (patojenisite), çoğalma ve yayılma gücüne bağlı olarak oluşmaktadır. Patojenisitesi düşük olan bir hastalık etmeninin bitkide meydana getirdiği hastalığın şiddeti de düşük olacaktır. Patojen mikroorganizmaların her birinin saldırganlığında (agresivite veya virulens) farklılıklar bulunmakta ve bunların bitkide hastalık yapabilmesi için saldırganlıklarının yüksek olması gerekmektedir. Aksi takdirde diğer bütün koşullar uygun olsa bile hastalık meydana gelmez.
Konukçu Bitki
Hatalık etmenine elverişlilik bitkide hastalık oluşumuna katkı sağlamaktadır. Böyle bir durumda bitki ve hastalık etmeni arasındaki ilişki hastalık etmeni yararına gelişecek ve sonunda bitki hastalanıp ölecektir.
Konukçu bitkinin konstitüsyonu hastalık oluşmasında önemli bir faktördür. Konstitüsyon, bitkilerdeki kalıtsal nitelikteki ortak fizyolojik yapıdır. Her bitki türünün, hatta bir tür içindeki her bitkinin kendine özgü bir konstitüsyonu vardır. Bitki konstitüsyonunun patojenlerin girişine uygun olmasına dispozisyon denilmektedir ve bu terim dayanıksızlığı ifade etmektedir. Bitkinin bir veya daha fazla çevre şartlarının etkisi ile bir patojenin saldırısına önceden elverişli hale gelmesine ise predispozisyon denilmektedir.
Çevre Koşulları Bitki hastalıklarının ilerlemesinde bu üç faktör birbirine Çevre faktörleri bitkinin içinde yaşadığı toprak ve sıkı sıkıya bağlıdır ve karşılıklı etkileşim içindedir. Bu üç atmosferdeki olaylardır. Bu olaylar, bitkilerin faktörden birinde bir değişim olursa hastalık ilerlemesinde hastalanmasında ve hastalığın derecesinde çok önemli bir değişiklikler ortaya çıkabilir.
etkendir. Çevre koşulları yalnız bitkiyi etkilemekle kalmaz, patojen mikroorganizmayı da etkiler. Mikroorganizmaların çoğalmalarında ve salgın (epidemi) yapmalarında çok büyük rolleri vardır.
Çevre koşulları direkt bitki üzerine etkide bulunarak fizyolojik fonksiyonlarını bozabileceği gibi mikroorganizmalar üzerine etki ederek onların gücünü de etkileyebilir. Sıcaklık ve nem enfeksiyon hastalıklarının başlama ve gelişmesi için oldukça etkili faktörlerdir. Topraktaki besin elementleri, toprak pHı (asitliği) ve ışık da diğer faktörlerdir.
Nem çevresel faktörler içerisindeki birinci unsurdur. Hem mikroorganizmaya enfeksiyon yapma şansı verir hem de hastalığın süresini önemli ölçüde etkiler. Artan nem seviyesi öncelikli olarak patojenin çoğalması ve hareketini etkilemektedir.
Patates geç yanıklığı, elma kara lekesi, bağ küllemesi ve vahşi ateş hastalığı gibi birçok önemli bitki hastalığı bitkilerin yetişme döneminde yüksek nispi nem olan veya yoğun yağış alan bölgelerde görülür ya da bu bölgelerde hastalık şiddeti yüksek olur. Ayrıca fungal hastalıklarda da nem önemli bir rol oynamaktadır.
Sıcaklık da nem gibi önemli hastalık etmenlerindendir çünkü bitkilerin ve patojenlerin gelişmeleri için gereksinim duydukları minimum sıcaklık dereceleri vardır. Yüksek sıcaklıkların gelişi ile patojenler aktif hale geçer ve diğer koşullar da uygun olduğunda bitkiyi enfekte ederek hastalanmasına sebep olur.
Rüzgâr da bitki hastalıklarında rol oynayan bir diğer faktördür. Bitki patojenlerinin yayılmasını arttırarak bitkiler üzerindeki yaraların sayısının çoğalmasına neden olur. Ayrıca fungus sporlarının uzak mesafelere taşınması da rüzgâr ile mümkündür. Yağmur ile birleştiğinde rüzgâr hastalık gelişimi üzerinde daha etkili olmaktadır.
Işık ise sıcaklık ve neme göre daha az bir etkiye sahiptir. Işık, bazı bitkilerde hastalığa karşı hassasiyeti arttırabilir bazısında ise azaltabilmektedir.
Toprak asitliği ve toprak yapısı da hastalıkların meydana gelmesinde ve şiddetinde önemli rol oynamaktadır. Bazı hastalıklar için belli bir pH seviyesi gerekmektedir, bu da toprağın bitki hastalıkları üzerindeki etkisini göstermektedir.
Bitkilerde hastalık üç faktörün interaksiyonu ile meydana gelmektedir Bunlar;
• Hassas bir konukçu • Virulent bir patojen • Uygun çevre koşullarıdır.