Kaolin – Parçacık Film Teknolojisi – Suspansiyon Hazırlama

İyi bir kaolin suspansiyonu hazırlamanın ilk adımı malzemenin suspansiyon sıvısında çok iyi disperse edilmesidir (dağılması). Ortalama tanecik boyutu 1 mikron altı olan malzemedeki taneciklerin her birinin bir bakteriden çok daha küçük olduğunu hatırlayarak, sıvı içinde her bir taneciğin diğer tanelerden ayrılmış olmasını, olabildiğince kümelenmiş durumda kalmamasını temin etmenin suspansiyon hazırlamanın kilit noktası olduğunu unutmamalıyız. İyi disperse edilmemiş ya da hatalı hazırlanmış suspansiyonlarda tanecikler biribirine yapışık kümeler halinde kalabiliyor. Bu da uygulamanın başarısını doğrudan etkileyen bir durumdur.

1. Malzemenin dozajı:  Malzeme miktarı M96 hidrofobik kaolin için özel bir neden olmadıkça %3 oranını geçmemelidir. Solventte disperse edilip üzerine su eklendiğinde M97’ye göre daha yoğun bir suspansiyon elde ediliyor.M97 hidrofilik malzeme dozajına ihtiyaca göre karar verilir. Genelde uygulanan oranlar, meyve ağaçlarında mevsimin ilk uygulaması %5, sonraki tamamlama uygulamaları %2,5 şeklindedir.Meyve ağaçlarına göre daha sık uygulama yapılan sebzelerde oran %1,5 mertebesine kadar düşürülebilir.Herhangi bir katkı maddesi kullanılacak ise kaolin dozajını da buna göre ayarlamak uygundur. Söz gelimi, herhangi bir fungus enfeksiyonuna karşı mücadele ediliyor ve suspansiyonda ayrıca ısalanabilir kükürt kullanılacak ise M97 kaolin dozajı %3’ü geçmemelidir.
2. Malzemenin disperse edilmesi (sıvıda dağılması)
   M96 – Hidrofobik Malzeme: M96 halen piyasada satılan bir malzeme olmamakla beraber bir ihtimal kullanılabilir malzeme bulunması söz konusu olabilir ve özel amaçlarla kullanılabilir.M96 daha önce bahsettiğimiz üzere su ile disperse olmuyor, mutlaka ethanol (etil alkol) veya methanol (metil alkol) gibi disperse edici bir solvent kullanmak gerekiyor. Kullanılacak solvent miktarının M96 kaolin miktarına göre ayarlanması gerekiyor. 3 kg M96 kaolin için gereken en az solvent 4 litre gibi. Daha az solvent kullanımı taneciklerin biribirlerine yapışık kalmasına sebep oluyor.Malzemenin disperse edileceği kaba önce solvent konur, bir yandan karıştırılırken azar azar M96 kaolin konur ve malzeme sıvı içinde iyice dağılıncaya kadar karıştırmaya devam edilir. Kullanılacak solventin kalitesi de oldukça önemli. Piyasada satılan alkoller %70 veya %90 saflıkta. %70 saflıkta olanlar da taneciklerin biribirlerine yapışık kalıp iyi disperse olmamasına sebep oluyor. Hasbelkader bu malzemeyi kullanacak olanların olabildiğince saf bir solvent kullanmaları başarılı bir suspansiyon yapabilmek için önemlidir.

   M97 – Hidrofilik Malzeme :M97, hidrofilik bir malzeme olarak suda disperse ediliyor. İyi bir dağılım için M97 kaolin miktarının en az 4-5 misli su kullanmak ve yeterince karıştırmak gerekiyor. Su miktarının az olması parçacıkların biribirlerine yapışma nedeni olabiliyor.

   
   Soldaki resim bir kült oldu. 18 Temmuz 2009’da ağaçlar.net’de yayınlanan bir mesajdan. Kovadaki Sunguard marka kaolin. Sn.Müdür’ün ayakkabıları şayet duruyorsa ileride bir müzeye konmalı. Bu malzeme 400 lt’lik bir tank için hazırlanıyor. Disperse etmek için kovadaki su yeterli değil. Tanka döküldükten sonra iyi karıştırmalı (tankın karıştırıcısı olduğu için çok önemli değil). Sağdaki resim 15 litrelik sırt pompası için disperse edilen kaolin.

   Genel bir kural olarak, suspansiyon hazırlama işleminin ilk adımı malzemeyi uygun dağıtıcı sıvının içinde dağıtmaktır. Bunu yaparken, kaba ilk önce su konur, bir yandan karıştırılırken malzeme azar azar boşaltılır.

   Pulverizatör vb. karıştırıcılı tank kullananlar M97 kaolini doğrudan tankta disperse edebilirler. Bunun için önce kullanılacak suyun yarısı tanka doldurulur, karıştırıcı çalışırken malzeme azar azar boşaltılır.

   Önemli bir hatırlatma, suspansiyona başka bir katkı maddesi katılacak ise malzeme tamamen disperse edilmeden önce hiç bir şey katılmamalıdır.

3. Suspansiyon suyunun tamamlanması:  İyice disperse edilmiş malzemeye karıştırmaya devam edilerek su ilave edilir. Herhangi bir katkı maddesi konmadan önce suyun yarıdan fazlası tanka doldurulmuş olmalıdır.
4. Diğer aktif içerikli katkılar:  Uygulamada suspansiyona başka aktif içerikli madde katılma ihtiyacı varsa tank suyu tamamlandıktan fakat yayıcı/yapıştırıcı ya da suspansiyon yapısı değiştirici katkılardan önce tanka eklenmelidir. Bunlar içinde toz halde olup önce disperse edilip bulamaç hale getirilmesi önerilen bir malzeme (örnek: kükürt) olacak ise, önce ayrı bir yerde su veya ilgili solvent ile disperse edilip bulamaç halinde tanka eklenmeli, tanktaki suspansiyon ile yeterince karışacak şekilde karıştırmaya devam edilmelidir. Suspansiyona kaolin dışında birden fazla aktif içerik eklendiğinde bunların biribirleriyle çelişme durumlarına dikkat edilmelidir. Bakırlı içeriklerin genelde tek başına uygulanması önerilir. Mikrobiyal içeriklerde fungus kökenliler (Örnek: Metarhizium anisopliae, Beauveria Bassiana vb.) ile kükürt ve kükürtten mamul içerikler bir araya getirilmemelidir. Bakteri içeriklilerde (Örnek: Bacillus thuringiensis, bacillus subtilis, azotobacter spp., EM bakterileri) bakırlılar kesinlikle bir araya getirilmemeli, kükürt içeriklilerle de ancak tank suyu tamamlandıktan sonra tanka eklenmelidir. Son zamanlarda Dr.Glenn ile yazışırken tavsiyelerinden biri, yağmur veya gece neminin kaplamada yarattığı ıslaklığın yaz mevsiminde olası patojen mantar sporu çimlenmesine sebep olmaması için M97 hidrofilik kaolin suspansiyonuna %0,5 (yüzde yarım, 100 litrede yarım litre) lime-sülfur (gülleci bulamacı) eklenmesiydi.  Bu oranın mantar sporu çimlenmesini önlemede yeterince güçlü ve 35°C’nin üzerine çıkan sıcaklıklarda dahi meyve ağaçlarında fitotoksiteye sebep olmayacak şekilde emniyetli olduğunu belirtti (Gülleci bulamacıyla her mevsim her tür denemeyi yaparak sınırlarını keşfeden bir dostumuzun hoşuna gideceğini umduğum bir tavsiye). Yukarıda belirtilen fungus içerikli aktif madde kullanımı olmadığı ya da potasyum bikarbonat gibi başka özel amaçlı fungus önleyici kullanılmadığı durumda suspansiyona standart olarak katılması tavsiye ediliyor.
5. Suspansiyon güçlendirici katkı maddeleri:  Kaolin suspansiyonlarında yerine ve amaca göre suspansiyon düzenleyici bir veya daha fazla katkı maddesi kullanılabileceği gibi yerine hiç kullanılmayabilir de. Tarımda kullanılan suspansiyonlar/çözeltiler/karışımlar’da kullanılan katkı maddeleri fonksiyonlarına göre farklıdırlar.
   • Yayıcılar
     Suspansiyonun yüzey gerilimini düşürerek bitki üzerinde daha geniç bir alanın ıslanmasını sağlarlar.
   • Yapıştırıcılar
     Bağlayıcı bir içerik ile suspansiyonun bitki üzerine yapışmasını sağlarlar.
   • Etki uzatıcılar
     Bitkiye yapılmış suspansiyonun hava koşullarına daha uzun süre dayanmasını sağlar.
   • Bitkiye nufuz edenler (yaprak zarlarının altına veya stoma’lara girerek)
     Bu gruptaki katkı maddeleri aynı zamanda yayıcıdırlar. Suspansiyonun yüzey gerilimini fazlasıyla düşürerek ve ihtiva ettikleri başka içerikler vasıtasıyla suspansiyonu yaprak zarının altına ve stoma ağızlarından içeriye taşırlar.
   • PH düzenleyenler
     Suspansiyonun PH seviyesini ayarlarlar (genellikle düşürür)
   • Akışkanlık azaltıcılar
     Suspansiyonun akışkanlığını azaltarak yapraklar üzerinden akıp gitmesini, yaprak ve meyveler üzerinde tabaka bırakmasını sağlarlar.
   • Köpük önleyiciler
     Suspansiyonun yüzeyinde ve içinde asılı kalmış hava kabarcıklarını önlerler.

   Piyasada ticari olarak satılan suspansiyon düzenleyici katkı maddelerinin bazıları yukarıda yazılı fonksiyonlardan bir veya daha fazlasını bir arada sağlayabilirler.

   Yüzey Gerilimi

   Yüzey gerilimi, sıvı yüzeylerinin dış kuvvetlere direnebilme özelliğidir. 25°C sıcaklıktaki suyun yüzey gerilimi 71,97 mN/m (metrede mili-Newton)’dur. Suyun üzerinde yüzebilen toplu iğneyi su yüzeyinde tutabilen kuvvet yüzey gerilimidir.

   

   Her sıvının yüzey gerilimi farklıdır. Sıvının sıcaklığına göre de yüzey gerilimi değişir. Söz gelimi, 100°C suyun yüzey gerilimi 58,85 mN/m’ye düşer.

   Bitkilere püskürtülen bir suspansiyonun yüzey gerilimi, eklenen katkı maddeleriyle değiştirilebilir. Ancak, suspansiyonun olması gereken yüzey gerilimi, kaplama mı yapmak istiyoruz yoksa yapraklara nüfuz etmesini mi istiyoruz sorusunun yanıtı, hangi bitkiye püskürtüldüğü, bitki yaprak veya meyvelerinin hidrofobik ya da hidrofilik olmasıyla da çok ilgilidir.

   Standart bir katkı maddesi uygulayarak suspansiyonun yüzey gerilimini de standart bir şekilde değiştirmek (çoğu zaman düşürmek) her zaman istediğimiz etkiyi yaratmaz.

   Söz gelimi, su seven ve kolayca ıslanan yapraklara sahip bir bitkiye yüzey gerilimi iyice düşürülmüş suspansiyonun püskürtülmesi, suspansiyonun büyük kısmının akıp gitmesine neden olur. Aynı şekilde bu suspansiyonun hidrofobik bir yüzeye püskürtülmesi iyi ihtimal çok ince bir kaplamaya, şayet suspansiyonda yeterli bağlayıcı bir güç de yoksa suspansiyonun çoğunun ziyan olmasına sebep olabilir.

   Yayıcı / Yapıştırıcılar

   Suspansiyonların yüzey gerilimini değiştiren katkılara verilen genel isim “yayıcı” (surfactant)dır. Yüzey gerilimini az düşüren, çok düşüren, içindeki bağlayıcı ve/veya etki uzatıcı içeriklere ve formüle edilmelerindeki özel amaçlara göre çok çeşitlidirler. Bu katkıların suspansiyonda kullanılan dozajları da ayrıca suspansiyonun bitki üzerindeki etkilerini farklılaştırır.

   M97 kaolin ile yapacağımız parçacık film kaplamasıyla amacımız, yaprak ve meyveler üzerinde ince veya kalın (ihtiyaca göre), olabildiğince düzgün, stomalara girmeyen ve stomaları kapatmayan bir kaplama yapmak. Kaplamanın dayanıklılığı da yine uygulama yaptığımız bitkiye göre değişkendir. Tek kriter olmamakla birlikte, hasata kadar sürenin uzun ya da kısa olması, uygulamanın yapıldığı mevsim seçeceğimiz (ya da seçmeyeceğimiz) katkı maddesi için önemlidir.

   Ticari yayıcı / yapıştırıcılar bazı amaçlara göre formüle edilmişlerdir. (-) elektrik yüklü anyonik ve (+) yüklü katyonik katkı maddeleri içine katıldıkları suspansiyon/solusyon/emulsiyon vb. sıvının elektrik yükünü değiştirerek püskürtüldikleri yüzeyin elektrik yükü ile etkileşime girmek üzere tasarlanmışlardır.

   Yüksüz (non-iyonik) katkı maddeleri elektriksel etkileşim bakımından etkisiz olmakla birlikte, püskürtüldükleri bitki yüzeyinde etkileri ve davranışları bakımından farklılıklar gösterirler.

   Piyasada yüzlerce değişik marka ve formülasyona rastlamak mümkün. Bunlar da belli özellikler etrafında gruplaşmışlardır. Yayıcı / yapıştırıcıların hepsi içine katıldıkları püskürtülecek sıvının yüzey gerilimini belli oranlarda düşürürler. Böylece bitkilere püskürtüldüğünde damlacıkların değme açılarını da düşürerek daha geniş bir alanı ıslatarak sıvının yayılmasını sağlarlar.

   Çam reçinelerini işleyerek yapılan bir grup yayıcı/yapıştırıcı püskürtülen sıvının yüzey gerilimini 40-50 mN/m seviyelerine getirir. Bunların içinde kuruduktan sonra şeffaf elastik film oluşturanları, aynı zamanda uzatılmış bağlayıcılık etkisine sahip olanları vardır. Orta seviye yüzey gerilimi sebebiyle püskürtüldiüğünde suspansiyonu yaprak zarının altına geçirme ve suspansiyonu stoma’lardan içeriye taşıma özellikleri zayıftır. Bu sebeple bu grup katkı maddesiyle genellikle iyi yüzey kaplaması yapmak mümkündür. Meyveler üzerinde kalıntı tabaka olması istenmiyorsa veya bu tabakanın kolay çıkması isteniyorsa etki uzatıcı özellikte olanlar hasata yakınlaşmış uygulamalarda kullanılmamalıdır. Geçen sene ortalarına kadar M97 kaolin uygulamalarımızda bu gruptan ürünleri başarıyla kullandık.

   Yağ alkolleri (fatty alcohol) ve bunların türevleri yayıcı / ıslatıcı olarak tarım yayıcılarında, temizlik malzemelerinde, kozmetik ürünlerinde ve başka bir çok endüstriyel ürünlerde kullanılmaktadır. Formülasyonlarına bağlı olarak 30 mN/m’den itibaren pek çok ürün bulmak mümkündür. Bu grupdaki ürünleri kaolin kaplamasında kullanmak için doğru doz ayarını bulmak önemlidir. Talimatlarında verilen doz ölçüleri genelde püskürtülen sıvının bitki tarafından emilmesi (absorblanması) göz önüne alınarak verilmiştir.

   Tamamen farklı yapıdaki kitosan (kabuklu deniz canlılarının kabuklarından elde edilen bir madde) içerikli organik bir yayıcı yapıştırıcı yaptığımız bir kaç küçük denemede oldukça olumlu sonuç verdi. Bir hayli güçlü etkiye sahip bu malzemeyi film oluşturmada kullanmak için üzerinde yazılı dozajlardan çok daha az kullanmak gerekiyor. Bu malzemenin performansını özellikle sebzeler için önümüzdeki aylarda deneyeceğiz.

   Yeni nesil organosilikon yayıcılar “super spreader” (süper yayılıcı) olarak adlandırılırlar ve sıvının yüzey gerilimini 20 mN/m – 23 mN/m aralığına kadar indirirler. Bitkilere püskürtülen sıvıdaki çoğunlukla sistemik içerikli kimyasalların süratle yaprak zarlarının altına geçmesi ve stoma’ların içine taşınması amacıyla geliştirilmişlerdir. Uygulamadan sonraki olası erken yağmura kadar bitkiye hızla nüfuz etme yeteneklerinden dolayı “rain fastness” süreleri oldukça kısadır.

   Organosilikon yayıcılar özellikle herbisitler (bitki öldürücüler) için önerilirler. Auborn üniversitesinde yapılan bir araştırmada öldürmek değil de büyütülmek istenen bitkilerde aşırı nüfuz özelliğine sahip bu yayıcıların bakteriyel enfeksiyonlara sebep olabilecekleri bildirilmiş. [1][2]

   M97 hidrofilik kaolin kullanılarak parçacık film uygulaması yaparken şayet herhangi bir yayıcı kullanmak gerekiyor ise yaprak ve meyvelerin üzerinde istediğimiz yoğunlukta ve olabildiğince homojen film oluşturan ve filmi ihtiyacımız kadar muhafaza edebilen malzemeyi seçip doğru dozaj ile uygulamamız en doğrusu olur.

   Akışkanlık kontrolü ve suspansiyon yapısını değiştirme

   Hidrofobik yüzeylere kaolin kaplaması yapılması çoğu zaman problemli bir durum. Bazı bitkilerde hem hidrofilik hem de hidrofobik yüzeyler bulunması durumu daha da karmaşık hale getirebiliyor. Söz gelimi, zeytin ağaçlarında yapraklar hidrofilik iken tanelerin pürüzsüz, parlak ve mumlu yüzeyleri sebebiyle hidrofobik olması, üstelik de sapından aşağı sallanan küresel şekilleri sebebiyle itilen suspansiyon damlacıklarının aynı zamanda yerçekimi ivmesiyle de tane üzerinde tutunma güçlüğü aynı bitkide biribirine hiç benzemeyen farklı şartlar yaratıyor. Benzer durum üzüm, elma gibi meyveler, domates gibi sebzeler için de söz konusu olabiliyor.

   Yayıcı yapıştırıcı kullanılması bahsedilen problemi tamamen çözmeye yetmeyebiliyor. Hidrofobik bir yüzeye püskürtülen yüzey gerilimi düşürülmüş kaolin suspansiyonu yayıcının etkisiyle yüzeyde nisbeten daha geniş bir alanı ıslatsa bile, yine yüzey geriliminin düşmüş olmasından dolayı çok ince ve zayıf bir tabaka kalabiliyor, çoğu zaman da kalmıyor. Yapıştırıcıların gücü de aynı şekilde tabakanın gr/m2 cinsinden istediğimiz kalınlıkta bir film kaplaması oluşabilmesi için yeteri olmuyor.

   Bu durum, malzemenin zayi olmasının yanısıra, uygulama yapmaktaki amacımıza ulaşmamızı da engelleyebiliyor.

   Kaolin uygulamalarında bir başka baş edilmesi gereken durum da uygulama yapılarak kaplama sağlandıktan sonraki süreçte gerek yağmur, rüzgar gibi şartlara dayanıklılık, gerek (ve daha da önemlisi) her hangi bir sebeple kaplamalı ağaçlara başka bir amaçla içinde kaolin olmayan uygulama yapılma ihtiyacında kaplamanın yıkanması sorunudur.

   Söz gelimi, güve vb. gibi kelebek larvalarına karşı kullandığımız bacillus thuringiensis içerikli ilacı ilk seferinde kaolin suspansiyonuna karıştırmış olsak bile, bir canlı olan bu bakterilerin ağaçlar üzerinde faal kalma süresi 3-4 günü geçmez. Bu süreyi aşan zaman diliminde muhtelif kelebeklerin ağaçlara, bilhassa da yeni sürgünlere yumurta bırakması yeni larvaların çıkmasına ve tahribat yapmasına neden olur. Böyle bir durumda lokal veya tamamen yeni bir bacillus thuringiensis uygulaması yapmak gerekebilir. Böyle bir uygulamanın mutlaka tekrar kaolin kaplaması uygulaması şeklinde olmasına gerek olmamalıdır.

   Bu sorunları aşabilmek için yayıcı/yapıştırıcı katkı maddeleriyle elde edilebilenlerden tamamen farklı yaklaşım uygulanabiliyor. Suspansiyonun yüzey geriliminin sudan daha düşük fakat çok da düşük olmaması, minik damlacıklar şeklinde sise dönüştürülerek püskürtülen sıvının su itici hidrofobik yüzeylere de yapışabilmesi ve akmadan yapıştığı yüzeyde hafif yayılarak kalması, malzemeyi zayi etmeden yaprak ve meyveler üzerinde kuruduğunda istediğimiz kalınlıkta film bırakacak şekilde kontrollü uygulama yapabilmemiz, yağmur ve rüzgardan fazla birikintiler hariç kaplamanın zarar görmemesi, gerektiğinde tekrar kaolin uygulaması yapmadan ağaçlara başka sıvılar püskürtebilmemiz gerekiyor.

   Bunun için püskürtmeye başlamadan önceki son aşamada ek bir işlemle, doğal bağlayıcılığı yüksek, suspansiyonun akışkanlığını kontrol edebileceğimiz güvenli maddeler ile suspansiyonun yapısını değiştirmemiz gerekiyor.

   Geçen yıl ortalarında başladığımız bu denemelerde, iyonik olmayan ve çoğu gıda katkı maddesi listesinde veya yiyeceğe temas etmesi güvenli malzemeler içinde bulunan farklı formülasyonların kendi içindeki bir çok varyasyonunu, yine farklı dozajlarla denedik.

   Denemelerde suspansiyon durumu, bağlayıcılık gücünü görme ve akışkanlık kontrolü için küçük miktarlar hazırlayıp belirli özelliklere baktık. Hazırlama kolaylığını dikkate aldık. Bunlardan istediğimiz gibi olanları daha büyük miktarlarda hazırlayıp bahçedeki ağaçlar üzerinde denedik.

   Uygulama sırasında istediğimiz mikro damlacıkları elde edebilmek için gereken alet edavatı ve en uygun uygulama şeklini belirledik.

   Uygulamaların 3 gün sonrasında ve daha sonrasında kaplamaların ve yaprak stoma’ları ve gaz geçirgenlik durumlarını uygun görüntüleme cihazlarıyla izledik. Bir hasat mevsimi, takiben ağır bir kış geçirdik. Geçen 10 aylık zaman diliminde bitkiler üzerindeki etkilerini gözlemledik.

   
   2011 Eylül ayında yapılan uygulamanın 23 Mart 2012 günü zeytin yaprağındaki durumu

   Buna göre suspansiyonu değiştirmede kullanılacak malzemeyi sabitledik, edindiğimiz deneyime göre dozajda ince ayar yaptık.

   Bu şekilde hazırlanan suspansiyonda ayrıca herhangi bir yayıcı/yapıştırıcı kullanılmaması gerekiyor. Bu suspansiyonun yüzey gerilimi ihtiyaca göre 45 mN/m – 65 mN/m aralığında tutulabiliyor. Bu yöntemin başka bir avantajı en az %25 daha az malzeme ile uygulama yapmak mümkün ve uygulama aralıkları hava şartlarından etkilenmediği çok uzayabiliyor.

   Geçtiğimiz Nisan ayında Dr.Glenn ile bu yöntemi de yazıştık. Hava şartlarına direnç ve uzun uygulama aralıklarıyla istenen kalınlıkta film elde etmede mükemmel bir yöntem olduğunu belirtti. Bizim de üzerinde çok zaman sarfettiğimiz dozaj konusunun önemini vurguladı.

   Bu yöntemde suspansiyonun bitki üzerindeki bağlayıcılığı oldukça yüksek. Bu yüzden hasat süresi uzun olan zeytin, nar gibi bitkilerde ve elma armut gibi bitkilerin hasata çok yakınlaşılmamış zamanında uygulanmasını tavsiye ediyoruz.

[1]Organosilicone Surfactants – Use With Care
[2]Promotion of bacterial infection of leaves by an organosilicone surfactant: Implications for biological weed control
[3]TARIM İLAÇLARI İÇERİSİNE KATILAN YAYICI-YAPIŞTIRICILARIN PÜSKÜRTME TEKNİĞİ AÇISINDAN DEĞERLENDİRİLMESİ
[4]Horticultural Spray Adjuvants

©Meyvelitepe