Depolanmış ürün zararlılarına karşı entomopatojen fungusların kullanım yönteminin geliştirilmesi
Improving application of entomopathogenic fungi against stored-product pests
Yazar: CEBRAİL BARIŞ
Danışman: PROF. DR. MEHMET KUBİLAY ER
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bitki Koruma Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Bu çalışmada, depolanmış ürün zararlılarına karşı mücadelede kullanım için ümit vaat eden entomopatojen fungusların toz ve ıslanabilir toz formülasyonlarının geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bunun için, depolanmış ürün zararlılarına karşı daha önceki çalışmalarla potansiyeli belirlenmiş bir Beauveria bassiana izolatı (5-4) ve buğday danelerinden bu çalışmada izole edilen (15 adet) ve halihazırda mevcut olan (15 adet) Metarhizium izolatları arasından seçilmiş olan bir M. robertsii izolatı (S3)'nın formülasyonları oluşturularak üç depolanmış ürün zararlısı (Sitophilus oryzae L., Rhyzopertha dominica F. ve Plodia interpunctella (Hübner)) üzerinde kontrollü şartlardaki testleri gerçekleştirilmiştir. Metarhizium izolatlarından 4'ünün M. guizhouense ve 26'sının M. robertsii türüne ait olduğu; test edilen zararlılar üzerinde ölüm etkilerinin % 0 – 73.33 arasında gerçekleştiği belirlenmiştir. Ölüm oranları üzerinde zamanın, konukçu türünün ve fungus izolatının etkili olan önemli faktörler olduğu tespit edilmiştir. Bu izolatlar arasından M. robertsii D10 izolatının konukçudan re-izolasyon çalışmaları sonucunda etkinliğinde kısmi iyileşme sağlanarak formülasyon çalışmalarında kullanılan hat elde edilmiştir (S3). B. bassiana 5-4 ve M. robertsii S3 formülasyonları için dolgu maddelerinin (Diatom toprağı, Kil, Kaolin, Kalsit ve Talk tozu) fungus etkinliğinde negatif bir etkisi tespit edilmemiş ve hatta bazı kombinasyonlarda etkinin artmasına neden oldukları tespit edilmiştir. Entomopatojen fungus sporu içeren 6 adet toz formülasyon (BbTF1, BbTF2, BbTF3, MrTF1, MrTF2 ve MrTF3) fungusların yalın olarak kullanımı ile kıyaslandığında, etkinliği ciddi oranda yükseltmiştir. R. dominica ve P. interpunctella'da tüm formülasyonlar, S. oryzae'de ise BbTF1 ve MrTF1 1X dozda %100 ölüm etkinliğini sağlayabilmiştir. Toz formülasyonlardan BbTF3 ve MrTF2 hariç tümü 1X uygulama dozunda R. dominica yeni nesil ergin çıkışını tamamen baskılarken, S. oryzae yeni nesil ergin çıkışlarını BbTF1 1X uygulama dozunda MrTF1 ise 2X uygulama dozunda tamamen baskılayabilmiştir. Oniki adet ıslanabilir toz formülasyon 2X uygulama dozunda BbWP2 ve BbWP3 ise 1X uygulama dozunda ürüne uygulandığında R. dominica'da 14 günde %100 ölüme neden olmuşlardır. Formülasyonların tamamı 1X uygulama dozunda 7 günde 2X uygulama dozunda ise 3 günde P. interpunctella larvalarının %100 ölümüne neden olmuşlardır. Islanabilir toz formülasyonlar S. oryzae'de 2X uygulama dozunda dahi yeterince yüksek ölümleri sağlayamamıştır. Islanabilir toz formülasyonların beton yüzeye uygulanması sonucu R. dominica için 9. günde beş formülasyon (BbWP3, BbWP5, BbWP6, MrWP2 ve MrWP3) ve 11. günde tüm formülasyonlar %100 ölüm etkisi göstermişlerdir. S. oryzae ölüm oranları iki formülasyonda (BbWP1 ve BbWP2) 13. günde %100 ölüm oranına ulaşmıştır. P. interpunctella larvalarına karşı BbWP3, BbWP6 ve MrWP3 7. günde %100 ölüme neden olmuştur. Toz ve ıslanabilir toz formülasyonların ürüne uygulanması sonrasında, zaman içerisinde fungus spor çimlenme oranlarında fungus sporlarının yalın kullanımından daha az düşüş tespit edilmiştir. Toz formülasyonlar için özellikle 30 gün ıslanabilir toz formülasyonlar için ise 15 gün sonrasında düşüş dikkate değer bulunmuştur. Kullanım öncesi bekleme süresinin formülasyonlara etkisi iki paketleme şekli (vakumlu, vakumsuz) ve iki ortam sıcaklığı (4oC ve 25oC) kullanılarak belirlenmiştir. Fungus spor çimlenmesinde düşüşler B. bassiana formülasyonlarında tolere edilebilir, M. robertsii formülasyonlarında dikkate değer boyutlarda gerçekleşmiştir. Bu formülasyonların zararlılara etkinliklerindeki düşüş özellikle BbTF1 ve MrTF1 için düşük düzeyde kalmıştır. Islanabilir toz formülasyonların altı ay boyunca S. oryzae ve P. interpunctella'ya etkinliğinde önemli bir değişim gerçekleşmemiştir. B. bassiana ıslanabilir toz formülasyonlarından BbWP1 4oC'de, BbWP4 vakumlanarak 4oC'de bekletildiğinde 6 ay süresince etkinlikte önemli bir değişim olmamıştır. Genel olarak, sonuçlar hem vakumlamanın hem de düşük sıcaklıkta bekletmenin formülasyonların raf ömürlerini uzatacağını göstermiştir. Vakumlanarak 25oC'de bekletilmenin de genellikle etkinlik yönünden yeterli olabileceği de görülmektedir. Bu çalışmalar sonucunda, B. bassiana 5-4 izolatına ilave olarak M. robertsii S3 izolatının da depolanmış bazı tahıl zararlılarına karşı mücadele bakımından bir potansiyele sahip olduğu belirlenmiştir. B. bassiana 5-4 içeren formülasyonların kullanıma daha uygun olacağı, toz formülasyonlardan BbTF1, ıslanabilir toz formülasyonlardan BbWP1'in diğerlerinden daha başarılı olduğu sonucuna varılmıştır. Depolanmış ürünlerde kullanım bakımından toz formülasyonların ıslanabilir toz formülasyonlara kıyasla daha uygun olduğu; ıslanabilir toz formülasyonlarından boş depo uygulamaları için yararlanılabileceği kanaatine varılmıştır.

Abstract:
The purpose of the study is to develop promising powder and wettable powder formulations of entomopathogenic fungi against stored-product pests. Formulations of a Beauveria bassiana isolate (5-4), potential of which was determined against stored-product pests by previous studies, and a Metarhizium robertsii isolate (S3) selected from 30 Metarhizium isolates, half of which were isolated from wheat grains and the other half obtained from a culture collection, were tested against three stored-product pests (Sitophilus oryzae, Rhyzopertha dominica and Plodia interpunctella) under controlled conditions. It was determined that four of the Metarhizium isolates belong to M. guizhouense and the rest to M. robertsii. They caused 0 – 73.33% mortality of the tested pest species. It was confirmed that time after application, host species and fungal isolate are important factors affecting mortality rates. For formulation studies, the isolate M. robertsii D10 was chosen, and its efficiency was partially improved by re-isolation from host insects, providing a M. robertsii culture (S3). The tested fillers (diatomaceous earth, clay, kaolin, calcite and talc powder) for formulations did not show any detrimental effects on fungus activities; on the contrary, some led to increased efficacy in certain combinations. Six powder formulations (BbTF1, BbTF2, BbTF3, MrTF1, MrTF2 and MrTF3) had significantly higher effectiveness compared to the fungi alone. All formulations killed 100% of R. dominica adults and P. interpunctella larvae, while total mortality of S. oryzae was achieved by only BbTF1 and MrTF1. At 1X application dose, all the powder formulations except for BbTF3 and MrTF2 completely suppressed the new generation adult emergence of R. dominica, however, complete suppression of S. oryzae occurred when BbTF1 and MrTF1 were used at 1X and 2X application doses, respectively. All tested R. dominica adults died in 14 days when the commodity was treated with all the twelve wettable powder formulations at 2X application dose, and with BbWP2 and BbWP3 at 1X application dose. All the formulations caused 100% mortality of P.  interpunctella within 7 days at 1X application dose, and within 3 days at 2X application dose. Wettable powder formulations could not provide high enough mortality in S. oryzae even at 2X application dose. When the wettable powder formulations were applied to concrete surface, five formulations (BbWP3, BbWP5, BbWP6, MrWP2 and MrWP3) on the 9th day and all formulations on the 11th day killed all the tested R. dominica adults. S. oryzae mortality rate reached to 100% on the 13th day for two formulations (BbWP1 and BbWP2). BbWP3, BbWP6 and MrWP3 resulted in 100% mortality of P. interpunctella larvae on the 7th day. After the application of powder and wettable powder formulations to the commodity, decrease in fungal spore germination rates was lower than the application of fungal spores alone. Pronounced decline was recorded after 30 days for powder and after 15 days for wettable powder formulations. The effect of waiting period prior to use was assessed using two packaging (vacuumed and non-vacuumed) at two ambient temperatures (4oC and 25oC). The reduction in fungal spore germination was tolerable for B. bassiana formulations, but rather high for M. robertsii formulations. Their consequent adverse effect on mortality were pretty low, especially for BbTF1 and MrTF1. There were not any significant changes in the effectiveness of the wettable powder formulations against S. oryzae and P. interpunctella for six months. Significant change was not detected against R. dominica when BbWP1 and vacuumed BbWP4 were kept at 4oC for six months. In general, the results showed that both vacuuming and low temperature can prolong the shelf life of the formulations. It was also evident that storing vacuumed formulations at 25oC can mostly be sufficient in terms of effectiveness. As a result of these studies, it was determined that besides B. bassiana 5-4, M. robertsii S3 also has a potential in stored-grain pest management. It was concluded that formulations containing B. bassiana 5-4 would be more satisfactory for applications, and BbTF1 amongst powder, BbWP1 amongst wettable powder formulations were more successful than the other formulations. Powder formulations were found more suitable than wettable powder formulations to be used on commodities, and wettable powder formulations were considered utilizable for empty storage applications.