Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Bu protokol, Japon knotweed'in tarlada mikrodalga kontrolü ve kazılmış rizomların laboratuvar koşullarında bertaraf edilmesi için bir yöntem sağlar. Her iki yöntemin avantajları ve dezavantajları tartışılmaktadır. Japon knotweed'i kontrol etmek için mikrodalga kullanımını optimize etmek için gelecekteki araştırma yönergeleri de önerilmektedir.
Çalışma, 2.45 GHz frekansında ve 800 W'lık bir güçte mikrodalga tedavisinin (MWT) etkinliğini değerlendirmeyi amaçlamaktadır. Japon knotweed'i (Reynoutria japonica Houtt.) kurum içi tesiste inşa edilen kendinden tahrikli bir cihaz kullanarak kontrol etmek. MWT, Temmuz 2022'de knotweed'in tarla popülasyonunda uygulandı. İlk olarak, bitkiler 1 m2'lik alandan mekanik olarak taşındı ve daha sonra, yaklaşık 4 cm yüksekliğindeki kesilen sürgünler 25 dakika, 20 dakika ve 15 dakika boyunca mikrodalgada muamele edildi. Kontrol tedavileri şunlardı: 1) sadece kesilmiş bitkiler ve 2) rizomlar 30 cm derinliğe kadar kazıldı. Mikrodalga uygulamalarının etkinliği, yeni yetişen sürgünlerin sayısı sayılarak sonraki 11 ay boyunca gözlemlendi. Sonuçlar, 25 dakikalık bir MWT'nin Japon knotweed canlılık kaybında% 100 etkili olduğunu, 15 dakikalık bir MWT mikrodalga tedavisinin ise kontrollere kıyasla bitki büyümesini yaklaşık% 50 oranında uyardığını gösterdi. Rizomlar, laboratuvar testleri için ayrı bir in vitro deneyde çıkarıldı. Rizomlar kalınlığa göre kategorize edildi ve ticari bir mikrodalga kullanılarak 60 s'lik bir MWT'ye tabi tutuldu, daha sonra sıcaklıkları ve canlılıkları değerlendirildi. MWT'yi takip eden rizomların sıcaklığı kalınlıklarına bağlıydı. 42 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklara ısınan rizomlar etkili bir şekilde yok edildi. Özetle, bitkilerin mikrodalgalara maruz kalma süresi bu yöntemin etkinliğinde büyük rol oynar. MWT'ye maruz kalma ne kadar uzun olursa, kontrol o kadar iyi olur. Rizomlar ne kadar ince olursa, in vitro MWT rizomlarının atılması o kadar etkili olur.
Japon knotweed (Reynoutria japonica Houtt.), Polonya'daki doğal çevreyi tehdit eden yedi istilacı bitki türünden biridir1. Bu bitki, orijinal aralığının dışında, demiryolu setleri, yol kenarları, parklar, mezarlıklar, ev bahçeleri, çeşitli kentsel ve sanayi sonrası çorak araziler dahil olmak üzere antropojenik habitatlardan orman kenarları, nehir kıyıları, çalılıklar gibi doğal olanlara kadar geniş bir habitat yelpazesi sergiler. Bazen tarım alanlarında da bulunabilir. Asidikten hafif alkali 2,3'e kadar çeşitli pH'lara sahip çeşitli toprak türleriyle iyi başa çıkmaktadır. Yüksek sıcaklığa, tuzluluğa, periyodik sele ve kuraklığa karşı yüksek tolerans gösterir2. Ayrıca kükürt bileşikleri de dahil olmak üzere toprak kirliliğine karşı çok dayanıklıdır4. Knotweed doğayı ciddi şekilde tehdit eder ve bitki türü zenginliğinin azalmasına katkıda bulunur. Yerli türlerle etkili bir şekilde rekabet ederler, hızlı büyüme yoluyla yenilenmelerini önlerler ve ışığa erişimi sınırlarlar5. Diğer bitkileri alleopatik olarak etkilerler ve toprağın fiziksel ve kimyasal özelliklerinde değişikliklere neden olurlar. Buna ek olarak, yollar boyunca görünürlüğü sınırlayarak, taşkın korumasını yok ederek, yatırım ve turistik alanların çekiciliğini azaltarak ve kontrolleriyle ilişkili ekonomik kayıplara neden olarak insan ekonomisini olumsuz yönde etkilerler 6,7.
Japon knotweed'i kontrol etmek için, esas olarak glifosat veya 2,4-D8 gibi sentetik herbisitler kullanılarak birçok girişimde bulunulmuştur. Bununla birlikte, olumsuz çevresel etkiler nedeniyle, knotweed tarafından işgal edilen çoğu alan için bu yöntem önerilmez. Öte yandan, mekanik yöntemler, yeni sürgünlerin ortaya çıktığı derin rizom sistemi nedeniyle etkisiz olan bitkilerin düzenli olarak biçilmesini içerir9. İlginç bir çözüm, knotweed'in büyümesini sınırlayan yoğun ağlar kullanmaktır, ancak bu yöntemin aynı zamanda ağın olası hasarı veya alanının dışında büyüyen sürgünler nedeniyle sınırlamaları vardır. Bu nedenle, bu türü kontrol etmek için yanal yöntemler aranır. Böyle bir yöntem mikrodalgalar10 kullanıyor olabilir.
Mikrodalgalar, 0,3 GHz ila 300 GHz frekanslarına ve 1 m ila 0,001 m dalga boylarına sahip elektromanyetik dalgalardır. Mikrodalga radyasyonu insan gözüyle görülemez. Bir mikrodalga fırının elektromanyetik spektrumu, kızılötesi radyasyon ve radyo frekansları11 aralığına girer. Çok çeşitli mikrodalga frekanslarından sadece birkaçı tıbbi veya endüstriyel uygulamalar için tasarlanmıştır. Federal İletişim Komisyonu düzenlemeleri, belirli mikrodalga frekanslarının kullanımını belirtir. Mikrodalgalar, kağıt, cam, seramik ve çoğu plastik gibi elektriksel olarak nötr malzemeler yoluyla iletilir ve metaller tarafından yansıtılır. Emici malzemede ısının oluşmasına neden olurlar12. Mikrodalga frekanslarındaki elektromanyetik alan, esas olarak menzili içindeki canlı organizmalara enerji sağlar. Termal etki, vücudun bir miktar enerjiyi emmesi nedeniyle vücut sıcaklığının arttırılmasından oluşur. Dokunun sıcaklığını artırmak için uygun frekans, alan yoğunluğu ve organizmanın termoregülasyon yeteneği gereklidir. Aynı zamanda maruz kalma süresine ve doku tipine de bağlıdır. Kritik bir doku ısı seviyesi aşıldığında, protein denatürasyonu meydana gelir13.
Mikrodalga radyasyonu doğa bilimlerinde uzun yıllardır kullanılmaktadır. Örneğin seralarda14 havayı ısıtmak, toprağı dezenfekte etmek 15,16,17 ve meyve ve sebzelerikurutmak 18,19,20 için kullanılır. Mikrodalgalar ayrıca mahsul bitkilerinin(21,22,23) böcek zararlılarını veya fide aşamasındaki yabani otları24 yok edebilir. Son çalışmalar ayrıca, istilacı Sosnowsky'nin yaban otu10,25 ile mücadelede mikrodalga yönteminin yüksek etkinliğini göstermektedir.
HOGWEED cihazı, Krakow26'teki Ziraat Üniversitesi Orman Fakültesi'nde inşa edildi. Tahrikine sahiptir ve zor erişime sahip alanlarda kullanılabilen bir tırtıl şasisi üzerinde hareket eder. Böyle bir tahrik sistemi zemine zarar vermez çünkü lastik paletler arazide düşük birim basınçlar uygular. Bir radyo uzaktan kumandası aracı uzaktan kontrol eder. Cihaz, mikrodalgaların doğal ekosistemlerdeki istilacı yabani otlar üzerindeki etkisini incelemek için inşa edildi.
Çalışma, 2.45 GHz'lik bir dalga, 800 W'lık bir güç ve Japon knotweed bitkilerinin büyümesini kontrol etmek için varsayılan bir çalışma süresi (15-25 dakika arası) ile mikrodalga radyasyonunun etkinliğini belirlemeyi amaçlamaktadır. Çalışma ayrıca, ticari bir mikrodalga cihazı kullanılarak rizomların laboratuvar koşullarında bertaraf edilmesini belirlemeyi amaçlamaktadır. Bertaraf, istilacı bitki atıklarının çevre güvenliğini tehdit etmemesi için güvenli yönetiminde önemlidir.
Saha deneyini, Kraków'da (50.04 K, 19.63 E) lokalize edilmiş istilacı Japon knotweed (Reynoutria japonica Houtt.) alan popülasyonunu kullanarak, bu alanı yöneten Kraków Belediye Yeşil Alanlar Kurulu ile yazılı anlaşma ve gözetim altında gerçekleştirdik.
1. Mikrodalga yayan özel bir cihaz kullanarak Japon knotweed'in saha kontrolü
2. Japon knotweed rizomlarının mikrodalgalar kullanılarak in vitro olarak bertaraf edilmesi
Mikrodalga yayan özel bir cihaz kullanarak Japon knotweed'in saha kontrolü
Mikrodalgada tedavi edilen alanın 1m2'si başına ortalama sürgün sayısı 27 idi. Şekil 1, mikrodalgaya maruz kaldıktan sonra 11 ay boyunca mikrodalga işleminden sonra büyüyen 1m2 başına ortalama sürgün sayısını göstermektedir. 25 dakika boyunca mikrodalgalarla tedavi edilen alanlarda yeni knotweed sürgünleri ortaya çıkm...
Japon knotweed (Reynoutria japonica Houtt.) inşa edilen cihaz kullanılarak kontrolünün ve ticari bir mikrodalga fırın kullanılarak knotweed rizomlarının bertarafının etkinliği gösterilmiştir. Her iki cihaz da 2.45 GHz frekansında ve 800 W gücünde mikrodalgalar yaydı.
Knotweed bitkilerinin mikrodalga radyasyonuna maruz kalmaları ne kadar uzun olursa, rejenerasyonlarının o kadar düşük ve daha geç olduğu gözlendi. Japon knotwee...
Tüm yazarlar herhangi bir çıkar çatışması beyan etmez.
Bu araştırma Polonya Cumhuriyeti Bilim ve Yüksek Öğretim Bakanlığı tarafından finanse edilmiştir.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
AXIS BTA2100d | AXIS Sp. z o.o. | balance | |
CompAir C50 | LECTURA GmbH Verlag | mobile compressor | |
FLIR E60 | FLIR Systems, Inc. | thermal imaging camera | |
FLIR Tools | FLIR Systems, Inc. | software to analyse the temperature from the thermogram | |
HDL_ANT version 3b4 program | PC Software by W1GHZ | software | |
Heraus UT 6120 | Heraeus | laboratory drier |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır