Tarım Kimyasallarında Yüzey Aktiflerin Rolü
Tarım sektörü, Cumhuriyetimizin kuruluşundan günümüze kadar ülkemizin ekonomik ve sosyal gelişmesinde çok önemli rol oynamıştır.
Dünya nüfusunun artmasıyla birlikte her geçen gün tarımsal faaliyetler ve verimlilik global bir önem kazanmıştır.
İhtiyaçların ve insan nüfusunun artmasıyla birlikte, ekilebilir toprak yüz ölçümünün azalması ve doğal afetler sebebiyle toprağa olan sorumluluklarımız daha da artmıştır.
Günümüzde sahip olduğumuz birçok imkana rağmen, tarımsal ürünlerin üretiminde bazı hastalıklar ve yabani otlardan dolayı yaklaşık %65’e varan verim kayıpları ve işlevsizlik bulunmaktadır.
Bu sebeple üreticiler, tarımsal alanlardaki verimi artırmak ve gıda maddelerinin dayanım sürelerini uzatabilmek için farklı yöntemler geliştirmektedir. Kimyasal çözüm olarak, tarımsal alanda kullanılmak üzere toprak verimliliğini arttırmak için zirai ilaç kullanımı
artmıştır.
Topraktan alacağımız verimi maksimum seviyeye çıkarmak amacıyla, tarım ürünlerini zararlı böcekler, hastalığa neden olan organizmalar ve yabancı otlardan korumak, ürün kalitesini ve verimini artırmak gerekir.
Bunun için kullanılan zirai ilaçların tümü pestisit olarak tanımlanır. Pestisitlerin istenen
faydaya hizmet edebilmesi için birçok değişken bulunmaktadır.
Zirai ilaç formülasyonları içindeki en önemli ve etkili kimyasallar adjuvanlardır. Adjuvanlar
zirai ilaçlardan beklenen faydaları elde etmek, desteklemek ve tamamlamak amacıyla formülasyonlara veya karışımlara eklenen kimyasallardır.
Adjuvanların formülasyonlarda gösterdiği iki önemli etki ise; formülasyonların fiziksel stabilitesini sağlama ve kimyasal olarak aktivasyonu arttırarak geniş yüzey alanında etki alanı yaratmayı sağlar.
Adjuvanlar, zirai ilaçlar üzerinde gösterdiği fiziksel ve kimyasal etkileri sayesinde biyolojik etkinliğin artmasını sağlayarak toprak verimliliğinde önemli bir rol oynar. Adjuvanlar etki şekillerine göre sınıflandırılarak farklı formülasyon tipleri ve kullanımlarına uygun hale getirilir.
Sürfaktanlar
Sürfaktanlar “Surface active agent”, adjuvanların aktivasyon enerjisiyle birlikte en etkili hale gelmesini sağlayan en önemli fonksiyonel yapılardır.
Sürfaktan maddeler sahip olduğu farklı kimyasal yapılar sebebiyle; yüzey gerilimini değiştirerek bulundukları sıvının yüzey karakteristiğinin iyileşmesine yardımcı olur.
Bununla birlikte formülasyonların dağılımını, tutulumunu, yayılımını sağlayarak sıvının bulunduğu yüzeye emilimini arttırır. Yüzey geriliminin değişmesi kimyasal olarak iki farklı yapının kimyasal bir mekanizmaya bağlı etkileşimi ile gerçekleşir.
Yüzey Gerilim Mekanizması
Yüzey gerilimi termodinamik optimizasyon nedeniyle maddenin her zaman için en kararlı ve en düşük enerji düzeyine ulaşma çabasıdır.
Yüzeydeki moleküllerin alttaki su kütlesiyle olan bağları, birbiriyle olan bağlarından zayıftır. Bunun nedeni havayla temas eden üst yüzeydeki hidrojen bağlarının, hava moleküllerine bağlanmaması ve tüm elektromanyetik çekim kuvvetini yanal su moleküllerine yönlendirmesidir.
Bu özellik su yüzeyinin, suyun geri kalanından ayrı bir esnek katman oluşturması ve
20°C sıcaklıkta, 72 dyn/cm²’lik mekanik gerilim sağlamasına yol açar.
Sisteme dahil edilecek olan bileşenler için kullanılacak sürfaktanın Hidrofil-Lipofil Denge değeri (HLB), bileşenlerin HLB değerlerine yakın olan maddelerden seçilmelidir.
Sürfaktanların hidrofilik ve lipofilik kısımlarının birbirine oranı, maddenin su sever
(hidrofilik) ya da yağ sever (lipofilik) olmasını belirler.
Genellikle HLB değeri;
• 3-6 arasında olan sürfaktanlar su/yağ emülsiye edici,
• 7-9 arasında olanlar ıslatma ajanı,
• 8-18 arasında olanlar yağ/su emülsiyon yapıcı olarak sınıflandırılırlar.
Bununla birlikte çalışmaları; ilaç damlacıklarının bitki yüzeyinde düzenli dağılımını sağlamak, bitki yüzeyindeki temas açısını düşürerek alanı genişletmek ve bu sayede geniş bir temas alanı yaratması prensibine dayanır.
İlacın yaprak yüzeyindeki tüy, pul vb. yapılardan geçerek bitkiye alınmasını sağlamak
ve bitki yüzeyindeki ilaç tortusunun kalıntısını önlemek gibi amaçlarla da ilacın emilimini artırırlar.
Sürfaktanların İyonik Karakteristiğine Göre Sınıflandırması
Süfaktanlar sahip olduğu fonksiyonel gruplara göre isimlendirilir ve işlevselleştirilir. Bunlar;
1-İyonik Olmayan (Non-iyonik) Sürfaktanlar
Non-iyonik sürfaktanlar, lipofilik ve hidrofilik kısım taşıyan yüksüz moleküllerden oluşan sürfaktan grupları içerisinde zirai ilaçlar ile en uyumlu çalışan dolayısıyla en çok kullanılan gruptur. Bitki koruma ürünlerinde yayıcı yapıştırıcı ve emülsiyona yardımcı olarak yaygın olarak kullanılmaktadır.
İyonik olmayan sürfaktanlar içinde “Silikon bazlı (organosilikon) sürfaktanlar” olarak adlandırılan bir alt grup vardır.
Bunlar karışımın yüzey gerilimini iyonik olmayan sürfaktanlara göre daha fazla düşürerek
damlacıkların yayılımını artırmaktadır. Ayrıca ilaç damlasının stomalardan alımını da artırdığı
bilinmektedir.
Damlacıkların yayılımının artması ve stomalar tarafından hızlı absorpsiyonu sonucu organosilikon sürfaktanlar ilacın yüzeye penetrasyonu ve emilimi hızlandırmakta olup bunun sonucunda zirai ilaç uygulamasını takip eden yağışlı koşullarda bile kullanılmaktadır.
2-Anyonik Sürfaktanlar
Fonksiyonel yapının aktif kısmında (-) yük taşıyan gruplar anyonik sürfaktanlar olarak adlandırılır. Anyonik sürfaktanlar; yayma ve bağlayıcı özellikleri ile süper ıslatıcılar olarak da adlandırılan bir gruptur.
Bu fonksiyonel yapılar; alifatik alkol sülfatlar, alkil benzen sülfonatlar, lignosülfonatlar, naftalin sülfonat formaldehit, diokitil ve dinonil sulfosüksinatlar ve fosfat esterlerini içerir. Tarımsal verimlilik için kullanılan güçlü ıslatıcı ve dispersiyon ajanları, bu fonsiyonel gruplardır.
3-Katyonik Sürfaktanlar
Katyonik sürfaktanlar ise fonksiyonel yapının aktif kısmında (+) yük taşıyan gruplardır. Amonyaktan elde edilen ve onun antimikrobiyal özelliklerini taşıyan genelde fitotoksik ve sert sularda çökelen yapıya sahiptir. Bu özelliğinden dolayı da sucul organizmalara
yüksek oranda toksik etki gösterir.
Yardımcı Adjuvanlar
Yardımcı adjuvanlar, formülasyonların fiziksel ve kimyasal özelliklerini doğrudan etkilemese de, hedef bitkiye daha kolay uygulanmasını ve istenmeyen etkileri minimize etmesine yardımcı olur.
Farklı amaçlar ile kullanılan yardımcı adjuvanlar olmasıyla birlikte tarımsal faaliyetlerde en yaygın kullanılan özellikler; ıslatma ve dispersiyon özelliğidir.
Bu amaçla kullanılan yardımcı adjuvanlar formülasyonda;
- Tozların suya karışım oranını artırmak, çözünür sıvılar için konsantreler veya süspansiyon konsantreleri yapmak için işleme ve üretim esnasında,
- Islanabilir tozların ıslanma süresini azaltmak ve su penetrasyonunu iyileştirmek için ürünün püskürtme tankında su ile karıştırılması esnasında,
- Dağılabilir granüller için püskürtme tankında kolayca ıslanması amacıyla kullanılır.
Formülasyonlara Uygun Sürfaktan Seçimi
Sürfaktanların iyonik yapısı, birlikte kullanıldığı zirai ilacın seçimi için önemlidir. Anyonik sürfaktanlar, kontak etkili zirai ilaçlarda daha etkili iken, iyonik olmayan sürfaktanlar zirai ilaçların bitki kutikulasına penetrasyonuna yardımcı olduğu için daha çok sistemik etkili zirai ilaçlarda kullanılmaktadır.
Katyonik sürfaktanlar da bitkilere fitotoksik olduğu için tek başlarına kullanılmazlar.
Örneğin; bir Emülsiye Konsantre (EC) formülasyonu, aktif maddesi, petrol solventi ve bir veya daha fazla emülsifiye edici sürfaktanın suda emülsiye olmasını ile elde edilen pestisit formülasyonudur. Aktif maddeyi çözen solvent doğrudan su ile karışmaz.
Çözücü ve aktif madde hidrofobtur, yani suyu sevmez. Bu nedenle bu maddelerin su ile karışımlarını sağlayan emülgatör adı verilen maddeler ilave olunur.
Burada optimum Hidrofil-Lipofil Dengesine ulaşmış olduğumuz EMULCORE ® serisi ürünlerimiz ile su tankı içerisinde iyi bir emülsiyon ve dağılma özelliği elde edilmiş
olur. Farklı sıcaklık ve su sertlik derecelerine göre de testlere tabi tutulan ürünler ile stabil ve kararlı bir emülsiyon elde edilir.
Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı onaylı Ar-Ge Merkezimiz Wonderlab’de geliştirmiş olduğumuz yardımcı adjuvanlar, pestisit uygulamalarında ilaç ve ilaçlama performansını artırmak için kullanılmaktadır.
Yaptığımız çalışmalarda üreticilerin formülasyon tiplerine uygun adjuvan seçiminde verdiğimiz teknik destek ile ürün kalitelerini iyileştirmeyi hedeflerken aynı zamanda inovatif bakış açımızla tarımsal üretimin geleceğini değiştirecek adımlar atıyoruz.
Daha yüksek verimlilikte ve etkili bir tarım için hep birlikte sıra dışı çözümlerle yeni olasılıkların kapılarını aralamak ve daha fazlası için Latro’da buluşalım.
Deniz Özge Çolak
Agrokimyasallar Uzmanı
Latro Kimya
