Glifosat

IUPAC adı N-(fosfonometil)glisin olan Glifosat, tarım, ormancılık ve tarım dışı alanlarda yabancı otları hedef alan, geniş spektrumlu sistemik bir herbisit olarak kullanılan organofosforlu bir bileşiktir.^[1] Birincil etki mekanizması, bitkilerde ve mikroorganizmalarda aromatik amino asitlerin biyosentezi için hayati önem taşıyan ancak memelilerde bulunmayan şikimat yolundaki 5-enolpiruvilşikimat-3-fosfat sentaz (EPSPS) enziminin rekabetçi inhibisyonunu içerir; bu da onu bitki örtüsü için seçici hale getirir.^[2] Amerika Birleşik Devletleri’nde ilk kez 1974 yılında kullanım için tescil edilen glifosat, dünya çapında en çok uygulanan herbisit haline gelmiştir. Küresel tarımsal kullanımı, çok çeşitli yabancı otlara karşı etkinliği ve 1990’larda geliştirilen glifosata toleranslı genetiği değiştirilmiş mahsullerle entegrasyonu sayesinde 1974’ten 2014’e kadar 300 kattan fazla artmıştır.^[3]^[4]

Bileşiğin ekonomik önemi; düşük uygulama oranlarından, dirençli çeşitlerle kullanıldığında minimum mahsul fitotoksisitesinden ve toprak erozyonunu ve yakıt maliyetlerini azaltan koruyucu toprak işleme uygulamalarına olanak sağlamasından kaynaklanmaktadır. ABD çiftçileri, 2000’lerin başında glifosata dirençli mahsulleri benimseyerek herbisit giderlerinde yaklaşık 1,2 milyar dolar tasarruf sağlamıştır.^[5]^[6] Bu özellikler, birçok sistemde artan mahsul verimini ve azalan genel herbisit hacimlerini desteklemiş olsa da, 50’den fazla türde yabancı ot direncine de katkıda bulunmuştur.^[5]

ABD Çevre Koruma Ajansı (EPA) ve Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi (EFSA) gibi kurumlar tarafından yapılan düzenleyici değerlendirmeler, glifosatın etiket talimatlarına göre uygulandığında insanlar için kanserojen bir tehlike veya hedef dışı organizmalar için önemli riskler oluşturmadığı sonucuna varmış ve 2023 kapsamlı değerlendirmelerinin ardından AB’de 2033’e kadar onayının yenilenmesine yol açmıştır.^[3]^[7]^[8] Buna karşılık, Uluslararası Kanser Araştırmaları Ajansı (IARC), seçilmiş epidemiyolojik ve hayvan çalışmalarından elde edilen sınırlı kanıtlara dayanarak 2015 yılında glifosatı muhtemelen kanserojen olarak sınıflandırmıştır. Bu tespit, daha sonraki hakemli analizlerde metodolojik sınırlamalar ve maruziyet seviyeleri ile karıştırıcı faktörlerin tam olarak hesaba katılmaması nedeniyle eleştirilmiştir.^[8]^[9] Bu görüş ayrılıkları, gerçekçi çevresel ve diyetsel maruziyetlerde düşük toksisiteyi doğrulayan büyük ölçekli incelemelerden elde edilen ampirik verilere rağmen, üreticilere karşı yüksek profilli davalar ve belirli bölgelerde kısmi kısıtlamalar dahil olmak üzere yasal zorlukları körüklemiştir.^[9]^[8]

Tarihçe ve Gelişim

Keşif ve İlk Araştırmalar

Kimyasal olarak N-(fosfonometil)glisin olan glifosat, ilk olarak 1970 yılında Monsanto Şirketi’nde organik kimyager olan John E. Franz tarafından, bitki büyümesini düzenleyici aktivite için fosfonometil bileşiklerinin sistematik laboratuvar taraması sırasında sentezlenmiş ve bir herbisit olarak tanımlanmıştır.^[10]^[11] Bileşik, 100’den fazla analogun ampirik testinden ortaya çıkmış ve glifosat, spesifik biyokimyasal hedefi hakkında önceden bir hipotez olmaksızın yabancı ot büyümesini engellemede beklenmedik bir güç göstermiştir.^[12]

Temmuz 1970’te yürütülen ilk sera değerlendirmeleri, glifosatın yıllık ve çok yıllık yabancı otlar üzerindeki geniş spektrumlu herbisidal etkilerini doğruladı; kontrollü saksı çalışmalarında gözlemlendiği üzere, yapraktan uygulama ve bitki içinde translokasyon (taşınma) yoluyla kontrol sağlandı.^[13] Bu laboratuvar sonuçları, temel bitki metabolik süreçlerinin bozulduğunu gösterdi ve 1970’lerin başında açık hava koşullarında çeşitli yabancı ot türlerinde etkinliği doğrulayan küçük ölçekli saha denemelerine geçilmesini teşvik etti.^[14]

Monsanto, dosyalama ve düzenleyici veri sunumunun ardından 26 Mart 1974’te verilen ABD Patenti 3,799,758’i glifosatın herbisidal kullanımı için güvence altına aldı. ABD Çevre Koruma Ajansı, 1974 yılında glifosat bazlı formülasyonlar için ilk tescili vererek aynı yıl Roundup olarak ticari piyasaya sürülmesini sağladı.^[3]^[15]

Ticari Tanıtım ve Benimseme

Glifosat, Amerika Birleşik Devletleri Çevre Koruma Ajansı (EPA) tarafından geniş spektrumlu bir herbisit olarak tescil edilmesinin ardından ilk olarak 1974 yılında Monsanto tarafından Roundup ticari adı altında ticarileştirildi.^[16]^[4] Başlangıçta endüstriyel alanlar ve geçiş yolları gibi tarım dışı alanlarda yabancı ot kontrolü için uygulanan ürün, çok çeşitli yabancı otlara karşı etkinliği ve çıkış sonrası uygulamaya izin veren sistemik etki mekanizması nedeniyle tarımsal ortamlarda hızla ilgi gördü.^[17]

Herbisitin benimsenmesi, mekanik ayıklama veya alternatif kimyasallara göre maliyet etkinliği sayesinde 1980’ler ve 1990’lar boyunca küresel olarak hızlandı; yıllık ABD uygulama hacimleri 1995’te yaklaşık 51 milyon kilogramdan sonraki yıllarda yüz milyonlara yükseldi.^[4] 2000’lerin başına gelindiğinde, kümülatif küresel kullanım milyarlarca poundu aştı ve düzenleyici onayların alındığı Kuzey Amerika, Avrupa ve diğer bölgelerdeki tarım uygulamalarına yaygın entegrasyonu yansıttı.^[4]^[18]

1996’dan sonra, Monsanto tarafından glifosat uygulamalarına mahsule zarar vermeden dayanacak şekilde tasarlanan Roundup Ready soya fasulyesi ile başlayan glifosata toleranslı genetiği değiştirilmiş mahsullerin ticarileştirilmesiyle benimsemede çok önemli bir artış meydana geldi.^[19] Bu yenilik, çiftçilerin yabancı otları daha hassas bir şekilde kontrol etmelerini sağladı ve genellikle yabancı ot yönetim programlarını basitleştirerek ve birden fazla çıkış öncesi kimyasalı tek bir çıkış sonrası işlemle değiştirerek dönüm başına uygulanan toplam herbisit hacmini azalttı.^[20] ABD’de, glifosata toleranslı soya fasulyesinin benimsenmesi 2000 yılına kadar ekili alanın %54’üne ulaştı ve mısır ve pamuk gibi temel sıra bitkilerine yayıldı. Bu durum, toprak yapısını korurken işçilik, yakıt ve makine maliyetlerini düşüren toprak işlemesiz (no-till) ve azaltılmış toprak işleme sistemlerini kolaylaştırdı.^[21]^[22] Ekonomik analizler, glifosata dirençli mahsullerin 2000’lerin başında ABD’li çiftçilere yalnızca herbisit maliyetlerinde 1,2 milyar doların üzerinde tasarruf sağladığını ve iyileştirilmiş yabancı ot kontrolünden kaynaklanan verim faydaları getirdiğini göstermektedir.^[6]

Kimyasal Özellikler

Moleküler Yapı ve Özellikler

Sistematik olarak N-(fosfonometil)glisin olarak adlandırılan Glifosat, C₃H₈NO₅P moleküler formülüne ve 169,07 g/mol molekül ağırlığına sahiptir.^[1] Yapısı, bir amino asidin α-hidrojeninin bir fosfonometil grubu (-CH₂PO₃H₂) ile değiştirildiği bir glisin omurgasına sahiptir ve hem amino asitlere hem de organofosfonatlara benzer özellikler kazandırır.^[1] Fosfonik asit kısmı metal şelasyonunu mümkün kılarken, fizyolojik pH’daki genel zwitteriyonik doğası çözünürlüğünü ve reaktivitesini etkiler.^[23]

Glifosat üç temel pKa değeri sergiler: karboksilik asit için yaklaşık 2,0; ikincil fosfonik asit ayrışması için 5,6 ve amonyum grubu için 10,6. Birincil fosfonik asit için 0,8-2,6 civarında daha düşük bir pKa değeri vardır.^[1]^[24] Bu değerler, nötr sulu ortamlarda dianyonik veya trianyonik formların baskın olduğunu gösterir ve 20°C’de 10,5-10,7 g/L’lik su çözünürlüğünü artırır.^[1]^[25] Bileşik, 20°C’de 0,0131 mPa buhar basıncı ile düşük uçuculuk gösterir ve iyonizasyon nedeniyle minimum lipofilikliği yansıtan 0’a yakın bir hesaplanmış logP değerine sahiptir.^[26]^[25] Kaynamadan yaklaşık 230°C olan erime noktasında ayrışır.^[27]

Toprakta glifosat, toprak pH’ına, kil içeriğine ve organik maddeye bağlı olarak yüzlerce ila 10.000 L/kg’ın üzerinde değişen dağılım katsayıları (Kd) ve tipik olarak 2.600-4.900 Koc değerleri ile güçlü adsorpsiyon gösterir; bu da onu hareketsiz ve sızmaya (leaching) karşı dirençli hale getirir.^[1]^[28] Nötr koşullar altında kimyasal olarak kararlı olan glifosat, mikrobiyal süreçler yoluyla birincil olarak aminometilfosfonik asite (AMPA) ve nihayetinde CO₂’ye ayrışır; aerobik koşullar altında toprak tipine göre değişen ancak genellikle 30 günü aşan yarılanma ömürlerine sahiptir.^[29]^[30]

Sentez Yöntemleri ve Üretim

Glifosat endüstriyel olarak öncelikle glisinin fosfonometilasyonu yoluyla üretilir. Bu süreç, glisinin fosforöz asit ve formaldehit ile asidik koşullar altında reaksiyona girerek N-(fosfonometil)glisin oluşturmasını içerir.^[31] 1970’lerin başında Monsanto’daki kimyagerler tarafından geliştirilen bu yöntem, ticari herbisit üretimi için uygun, verimli ve büyük ölçekli senteze olanak tanır.^[32] N-(fosfonometil)iminodiasetik asidin (PMIDA) oksidasyonu gibi alternatif yollar mevcuttur ancak daha yüksek maliyetler ve safsızlık yönetimindeki karmaşıklık nedeniyle daha az baskındır.^[33]

Modern üretim süreçleri, yan ürünleri en aza indirmek için çökeltme, filtrasyon ve kristalizasyon gibi saflaştırma adımlarıyla elde edilen %95’i aşan saflıkta glifosat sağlar.^[34] N-(fosfonometil)iminodiasetik asit (PMIDA) dahil olmak üzere kilit safsızlıklar, düzenleyici spesifikasyonları karşılamak ve ürün kararlılığını sağlamak için %0,5’in (5 g/kg) altındaki seviyelerde sıkı bir şekilde kontrol edilir, çünkü daha yüksek konsantrasyonlar etkinliği ve çevresel akıbeti etkileyebilir.^[35]^[36]

Küresel üretim, Bayer (2018’de Monsanto’yu satın almasının ardından) gibi büyük tarım kimyasalları firmaları tarafından domine edilmektedir. Tarımdaki talep nedeniyle, 2020’lerin başında glifosat aktif bileşeninin yıllık üretimi 1 milyon metrik tonu aşmıştır.^[4] Tesisler, verim ve atık azaltımı için optimize edilmiş sürekli veya toplu (batch) işlemler kullanır; Çin, geleneksel Batı operasyonlarının yanı sıra önemli bir üretici olarak ortaya çıkmıştır.^[34]

Ticari Formülasyonlar ve Katkı Maddeleri

Ticari glifosat formülasyonları, serbest asit formunun 25°C’de yaklaşık %1,2’lik düşük sulu çözünürlüğü nedeniyle, su çözünürlüğünü artırmak için öncelikle tuz formundaki aktif bileşenden oluşur.^[16] En yaygın tuzlar arasında, Roundup gibi amiral gemisi ürünlerde kullanılan izopropilamin tuzu ve potasyum tuzu bulunur. Bunlar, tipik sıvı konsantrelerde ağırlıkça %41-56’ya karşılık gelen 360-560 g/L glifosat asit eşdeğeri (a.e.) sağlayan konsantrasyonlarda formüle edilir.^[37]^[38] Monoamonyum, diamonyum, sodyum ve trimetilsülfonyum gibi diğer tuzlar, çeşitli uygulama sistemleri veya mahsul kalıntıları ile uyumluluğu optimize etmek için özel formülasyonlarda görünür.^[16] Bu tuz dönüşümleri, seyreltmeyi ve sprey uygulamasını kolaylaştırırken ana bileşiğin herbisidal etkinliğini korur; tuz seçimi, pratik kullanım için donma noktası ve viskozite gibi faktörleri etkiler.^[39]

Poliethoxylated tallow amine (POEA) gibi iyonik olmayan yüzey aktif maddeler başta olmak üzere katkı maddeleri, bileşiğin bu tür yardımcılar olmadan sınırlı olan yaprak emilimini ele alarak yaprak ıslatmayı, kütikül penetrasyonunu ve genel alım verimliliğini artırmak için %10-20 seviyelerinde dahil edilir.^[16]^[40] Ranger Pro gibi ABD ürünlerinde yaygın olan POE-15 tallow amine gibi POEA varyantları, tek başına teknik glifosata kıyasla mumsu veya tüylü yabancı ot yüzeylerinde daha iyi performans sağlar.^[40] Ek ortak formül maddeleri arasında köpük önleyiciler, stabilizatörler veya karıştırma sırasında çökmeyi önlemek için pH ayarlayıcılar bulunabilir; ampirik çalışmalar, yüzey aktif madde türü ve konsantrasyonunun formülasyonlar arasında yabancı ot kontrol etkinliğinde %30’a varan varyasyona neden olabileceğini göstermektedir.^[38]^[41]

Formülasyonlar, yerinde adjuvan gerektiren erken teknik sınıf konsantrelerden, kullanıcı rahatlığı ve tutarlı performans için entegre katkı maddelerine sahip kullanıma hazır veya tank karışımı ürünlere evrimleşmiştir.^[42] ABD EPA gibi düzenleyici kurumlar, teknik glifosat saflığına özellikler getirerek, kararlılığı sağlamak ve depolama sırasında bozulmayı en aza indirmek için fosfonometiliminodiasetik asit gibi safsızlıkları %0,8’in altında ve ağır metalleri (ör. arsenik < 1 ppm, kurşun < 5 ppm) sınırlar.^[3] Depolama kararlılığı testleri (FAO yönergelerine göre), 54°C’de 8 hafta veya eşdeğer hızlandırılmış yaşlanmadan sonra formülasyonların aktif bileşenin en az %95’ini korumasını gerektirir; katkı maddeleri genellikle glifosat tuzunun kendisinden ziyade hidrolize veya mikrobiyal bozulmaya karşı direnci belirler.^[43] Örneğin potasyum tuzu formülasyonları, izopropilamin tuzlarına kıyasla yüksek sıcaklık koşullarında üstün uzun vadeli kararlılık gösterir, viskozite değişikliklerini azaltır ve püskürtülebilirliği korur.^[38]

Biyokimyasal Mekanizma

Hedef Enzim İnhibisyonu

Glifosat, şikimat yolunun altıncı adımını katalize eden 5-enolpiruvilşikimat-3-fosfat sentaz (EPSPS) enzimini spesifik olarak inhibe ederek herbisidal etkisini gösterir.^[44] Bu yol, fosfoenolpiruvat (PEP) ve eritroz 4-fosfattan aromatik amino asitler olan fenilalanin, tirozin ve triptofanın biyosentezini gerçekleştirir. Bu süreçler, bitkilerde ve mikroorganizmalarda protein sentezi, ikincil metabolit üretimi ve hücre duvarı bileşenleri için esastır.^[45] Hayvanlarda şikimat yolu tamamen yoktur ve bu amino asitler için diyet alımına güvenirler; bu da glifosatın omurgalılara kıyasla fotosentetik organizmalara ve mikroplara karşı doğal seçiciliğini sağlar.^[45]^[46]

EPSPS, enolpiruvil grubunun PEP’ten şikimat-3-fosfata (S3P) transferini kolaylaştırarak 5-enolpiruvilşikimat-3-fosfat (EPSP) ve inorganik fosfat verir; bu, korismat oluşumuna doğru kararlı bir adımdır.^[47] Glifosat, EPSPS aktif bölgesine PEP’e göre bağlanarak bu reaksiyonu rekabetçi bir şekilde inhibe eder; tetrahedral bir ara maddeyi taklit eder ve substrat hizalamasını ve katalizi engelleyen bir konformasyonu stabilize eder.^[48]^[49] Hassas bitki ve bakteri EPSPS’sine karşı glifosat için inhibisyon sabiti (K_i) tipik olarak 0,1 ila 1 µM arasındadır. Bu, yüksek bağlanma afinitesini ve korismat üretiminin güçlü bir şekilde bozulmasını yansıtır; bu da şikimat birikimine, aromatik amino asitlerin tükenmesine ve nihayetinde duyarlı bitkilerde fotosentez, büyüme ve protein sentezinin durmasına yol açar.^[50]^[51]

1990’ların sonlarında ve 2000’lerin başında çözülen EPSPS’nin X-ışını kristal yapıları, bu inhibisyonun moleküler temelini aydınlatmıştır. Glifosatın, S3P bağlanmasıyla indüklenen enzimin kapalı konformasyonu içindeki PEP-bağlanma alt bölgesini işgal ettiği ortaya çıkmıştır.^[48]^[52] Bu yapılar, glifosatın fosfonat ve karboksilat gruplarının, arginin ve lizin yan zincirleri gibi aktif bölgedeki korunmuş kalıntılarla nasıl koordine olduğunu ve EPSPS’nin sıralı bi-bi mekanizmasını durduran üretken olmayan bir duruşu zorladığını göstermektedir.^[53] Bu hassas moleküler taklitçilik, glifosatın yalnızca de novo şikimat yolu aktivitesine bağımlı organizmaları hedefleyen geniş spektrumlu bir herbisit olarak etkinliğini destekler.^[54]

Bitkilerde Alım ve Translokasyon

Glifosat, esas olarak yapraktan uygulama yoluyla emilir; epikutiküler mum tabakası, kütikül ve epidermal hücrelerin plazma zarı boyunca difüzyon yoluyla bitki dokularına girer.^[55] Emilim, glifosat gibi suda çözünen moleküller için kütin matrisindeki hidrofilik yolların yanı sıra stoma ve yaprak yüzeyindeki çatlaklar gibi küçük yollarla da gerçekleşir.^[56] Simplast içine girdikten sonra glifosat, floeme girmeden önce apoplastik olarak hareket eder. Bu, proton ko-taşıyıcıları veya diğer membran taşıyıcıları aracılığıyla alıma izin veren glisin gibi amino asitlere yapısal benzerliği ile kolaylaştırılır.^[57]

Sistemik bir herbisit olarak glifosat oldukça floem-mobildir (taşınabilir) ve floem yoluyla meristemler, kökler ve üreme yapıları gibi “sink” (depolama/tüketim) dokularına taşınır; bitki büyüme evresine ve çevresel koşullara bağlı olarak uygulamadan sonraki saatler ila birkaç gün içinde tipik olarak bu bölgelere ulaşır.^[58] Bu aşağı ve yukarı yönlü (bazipetal ve akropetal) hareket, aktif olarak büyüyen bitkilerdeki kaynaktan havuza taşınımı kullanır; yüksek fotosentetik aktivite ve asimilat akışı dönemlerinde uygulandığında translokasyon verimliliği artar.^[59] Duyarlı türlerde, otoradyografik çalışmalar, işlenmiş yapraklardan işlenmemiş büyüme noktalarına hızlı dağılımı doğrulayarak, glifosatı emilim bölgeleriyle sınırlı temas herbisitlerinden ayırır.^[2]

Etkinlik, glifosatın aktif büyüme aşamalarındaki bitkilere uygulanmasıyla optimize edilir; çünkü uykuda olan veya stresli dokularda floem yüklemesinin azalmasıyla translokasyon azalır.^[60] Formülasyonlar, uygulamadan 1 ila 6 saat sonra yağmura dayanıklılık (kuruduktan sonra minimum yıkanma) sağlar; eski izopropilamin tuzu versiyonları 6-12 saate kadar ihtiyaç duyabilirken, modern geliştirilmiş formülasyonlar bunu ideal koşullar altında 1 saate kadar kısaltır.^[61] Duyarlı yabancı ot popülasyonları üzerindeki doz-yanıt çalışmaları, Amaranthus spp. ve Chenopodium album gibi ana türler için tipik olarak hektar başına 100 ila 500 g asit eşdeğeri (g ae/ha) arasında değişen ED₅₀ değerleri (biyokütlede %50 azalma için etkili doz) verirken, kontrollü denemelerde temel değerler 48-173 g ae/ha kadar düşüktür.^[62]^[63] Bu değerler, glifosatın maksimum altı tarla oranlarında (genellikle 560-1120 g ae/ha) gücünü vurgular, ancak direnç, gelişmiş popülasyonlarda ED₅₀‘yi birkaç kat artırabilir.^[64]

Etkinliği ve Direnci Etkileyen Faktörler

Çevresel koşullar glifosatın bir herbisit olarak etkinliğini önemli ölçüde etkiler. Optimum yaprak emilimi ve translokasyonu 15°C ile 25°C arasındaki sıcaklıklarda gerçekleşir. 25°C’nin üzerinde performans, azalan yabancı ot alımı ve artan buharlaşma riskleri nedeniyle düşerken, 10°C’nin altındaki daha düşük sıcaklıklar hedef bitkilerdeki metabolik süreçleri yavaşlatarak semptom ifadesini geciktirir.^[65]^[42] Yüksek nem, yaprak ıslanmasını ve penetrasyonunu artırarak daha iyi herbisit hareketini teşvik ederken, kuru koşullar stoma açılmasını ve kütiküler emilimi sınırlar. Uygulama sonrası toprak nemi açıkları, yabancı otları strese sokarak ve translokasyonu azaltarak etkinliği daha da bozabilir.^[42]

Toprak özellikleri ve uygulama değişkenleri de performansı modüle eder. Glifosatın toprak parçacıklarına adsorpsiyonu, nötr ila alkali koşullarda (pH > 6.5) artar; bu da mikrobiyal aktivite yoluyla bozunmayı hızlandırır ve biyoyararlanımı azaltır. Ancak asidik sprey çözeltileri (pH 4.0-5.0) kararlılığı ve etkinliği optimize eder.^[66]^[67] Kalsiyum ve magnezyum gibi katyonları içeren sert sular, glifosat anyonu ile çözünmeyen kompleksler oluşturarak aktiviteyi antagonize eder ve bağlanmayı azaltmak için amonyum sülfat adjuvanlarını gerektirir.^[68]^[69]

Yabancı otların glifosata direnci, temel olarak hedef bölge ve hedef bölge dışı mekanizmalar yoluyla ortaya çıkar. Hedef bölgede, prolin-106’dan serin’e (Pro106Ser) gibi EPSPS genindeki mutasyonlar enzim bağlanma afinitesini azaltarak düşük seviyeli direnç (2 ila 4 kat) sağlar; gen duplikasyonu veya amplifikasyonu EPSPS ekspresyonunu daha da yükselterek Eleusine indica ve Conyza canadensis gibi türlerde toleransı artırır.^[70]^[71]^[72] Hedef bölge dışı mekanizmalar arasında azaltılmış yaprak alımı, vakuoler sekestrasyon (hapsetme) nedeniyle bozulmuş floem translokasyonu veya gelişmiş metabolizma bulunur; bunlar genellikle daha yüksek direnç seviyeleri sağlamak için hedef bölge değişiklikleriyle sinerjik olarak hareket eder.^[73]^[74]

1980’lerden yapılan saha çalışmaları, onaylanmış direnç vakalarından önce bile glifosat etkinliğini sürdürmek için entegre yabancı ot yönetiminin gerekliliğini vurguladı. Koruyucu toprak işleme sistemlerinde aşırı güven, eksik kontrole ve yabancı ot popülasyonlarında değişimlere yol açarak rotasyonel herbisit kullanımı ve kültürel uygulamaların değerinin altını çizdi.^[75]^[76]

Birincil Uygulamalar

Geleneksel Tarımda Herbisit Kullanımı

Glifosat, genetiği değiştirilmemiş geleneksel tarımda, mahsul ekiminden önce çıkan yabancı otları yok etmek için “ekim öncesi kurutma” (burndown) amacıyla uygulanan kilit bir herbisit olarak hizmet eder. Böylece daha temiz tohum yatakları sağlar ve sezon başı rekabeti azaltır.^[77] Meyve bahçeleri, üzüm bağları ve geçiş yolları gibi çok yıllık sistemlerde, çıkış sonrası yönlendirilmiş spreyler, yerleşik mahsullere zarar vermeden yabancı otları hedef alarak yıllık ve çok yıllık türlerin geniş spektrumlu kontrolünü sağlar.^[78] Küresel olarak glifosat, yüzlerce GDO’suz mahsulde kullanım için etiketlenmiştir ve bu da çeşitli tarımsal bağlamlardaki çok yönlülüğünü vurgular.^[79]

Tipik uygulama oranları, hedef dışı etkileri en aza indirirken etkinliği optimize etmek için yabancı ot türlerine, boyutuna ve çevresel koşullara göre ayarlanan hektar başına 0,5 ila 2 kg asit eşdeğeri arasında değişir.^[80] Yıllık otlar ve geniş yapraklı yabancı otlar için, erken vejetatif aşamalarda (örneğin 2 ila 6 yapraklı fazlar) uygulanan tedaviler genellikle %90’ı aşan kontrol seviyelerine ulaşır ve sonraki ekimleri etkileyebilecek artık toprak aktivitesi olmadan etkili baskılama sağlar.^[81]^[82]

Geleneksel sistemlerde mekanik ayıklamayı değiştirerek veya destekleyerek glifosat kullanımı, toprak işleme operasyonlarının yoğunluğunu azaltır. Bu durum, herbisitsiz mekanik yöntemlere kıyasla pamuk ve soya fasulyesi gibi sıra bitkilerinde daha düşük yakıt tüketimi ile ilişkilidir.^[79] Avrupa’daki GDO’suz ekilebilir ürünlerden elde edilen ampirik veriler, glifosat entegrasyonunun tutarlı yabancı ot yönetimi yoluyla verim istikrarını desteklediğini göstermektedir; meta-analizler, azalan rekabet ve operasyonel verimlilikler hesaba katıldığında verimlilik üzerinde olumlu net etkiler olduğunu göstermektedir.^[83] Bu yaklaşım, çeşitli geleneksel tarım senaryolarında azalan işgücü ve ekipman talepleriyle kanıtlandığı üzere kaynak kullanım verimliliğini artırır.^[5]

Genetiği Değiştirilmiş Mahsullerle Entegrasyon

Monsanto, glifosata toleranslı genetiği değiştirilmiş mahsulleri (Roundup Ready çeşitleri olarak bilinir) ilk olarak 1996’da ticarileştirilen soya fasulyesiyle tanıttı; bunu 1997’de pamuk ve 1998’de mısır izledi.^[78]^[84]^[22] Bu mahsuller, glifosat inhibisyonuna direnç sağlayan mikrobiyal bir CP4 EPSPS enzimi eksprese eder; bu da büyüme mevsimi boyunca mahsulün kendisine zarar vermeden yabancı otları kontrol etmek için üstten yaprak uygulamalarına izin verir.^[78] Bu teknolojik sinerji, tek bir geniş spektrumlu herbisitin birden fazla çıkış öncesi ve seçici çıkış sonrası seçeneğin yerini almasına izin vererek yabancı ot yönetimini dönüştürdü, böylece operasyonları basitleştirdi ve işgücü maliyetlerini azalttı.^[85]

Glifosata toleranslı mahsullerin benimsenmesi hızla arttı; 2010’lara gelindiğinde, Amerika Birleşik Devletleri’ndeki soya fasulyesi, mısır ve pamuk alanlarının %90’ından fazlasını oluşturuyordu.^[76] Tarla çalışmalarının meta-analizleri, herbisite toleranslı mahsullerin, öncelikle ışık, su ve besinler gibi kaynaklar için rekabeti en aza indiren gelişmiş yabancı ot baskılaması yoluyla ortalama %10-22 verim artışına katkıda bulunduğunu göstermektedir.^[86] Bu kazanımlar mahsul ve bağlama göre değişmekle birlikte, geleneksel kontrolün yetersiz olduğu yabancı ot eğilimli ortamlarda daha büyük faydalar gözlemlenmektedir.^[86] Eş zamanlı olarak, benimseme, üretilen ürün birimi başına toplam pestisit hacminde %37’lik bir azalma ile ilişkilendirilmiştir; bu, daha yüksek verimlere göre herbisit uygulama oranlarındaki verimliliği yansıtır, ancak toplam glifosat kullanım hacmi genişleyen alanlar ve tekrarlanan uygulamalar nedeniyle artmıştır.^[86]

Ortaya çıkan glifosata dirençli yabancı otlara karşı koymak için, mahsul geliştiricileri glifosat toleransını glufosinat, dikamba veya 2,4-D gibi diğer herbisit direnç özellikleriyle birleştirerek (stacked traits), etki mekanizmalarını döndüren çeşitlendirilmiş herbisit programlarına olanak tanıdı.^[85] 2015 yılına gelindiğinde, hem glifosata hem de glufosinata toleranslı ABD mısır çeşitlerinde birleştirilmiş herbisit tolerans özellikleri yaygındı; örneğin, tek başına glifosata güvenmek yerine entegre sistemler yoluyla proaktif direnç yönetimini teşvik etti.^[85] Bu yaklaşım, devam eden özellik ticarileştirmesiyle kanıtlandığı üzere, herhangi bir tek herbisit üzerindeki seçim baskısını azaltırken verimlilik kazanımlarını sürdürmektedir.^[85]

Toprak İşlemesiz (No-Till) ve Koruyucu Tarımdaki Rolü

Glifosat, mekanik toprak inversiyonuna (alt üst etme) gerek kalmadan etkili kimyasal yabancı ot kontrolü sağlayarak toprak işlemesiz (no-till) ve koruyucu toprak işleme sistemlerini önemli ölçüde kolaylaştırmıştır. Bu, mahsul kalıntılarının malç olarak yüzeyde kalmasına izin verirken bozulmamış toprağa doğrudan ekim yapılmasını sağlar.^[87]^[88] 1990’ların ortalarında glifosata toleranslı mahsullerin ticarileştirilmesinin ardından yaygınlaşan bu yaklaşım, toprak yapısını korur ve sürme veya diskarolama ile ilişkili fiziksel bozulmayı azaltır.^[89]

Mahsul kalıntısı örtüsünü koruyarak, bu uygulamalar toprak erozyonunu önemli ölçüde azaltır; USDA analizleri, toprak tipi, eğim ve yağış yoğunluğuna bağlı olarak, toprak işlemesiz sistemlerin geleneksel toprak işlemeye kıyasla tabaka ve oluk erozyonunu %80 ila %95 oranında azaltabileceğini göstermektedir. ABD Mısır Kuşağı gibi bölgelerdeki boylamsal saha denemeleri on yıllar boyunca sürdürülebilir azalmalar göstermektedir.^[87]^[90] Kalıntı tabakası yağmur damlası etkisini keser, yüzey akışını yavaşlatır ve su infiltrasyonunu artırır, böylece su yollarında besin sızmasını ve tortulaşmayı önler.^[91]

Glifosat tarafından sağlanan koruyucu toprak işleme, aynı zamanda minimum toprak bozulması yoluyla karbon tutumunu da teşvik eder. Bu, organik maddenin oksidasyonunu sınırlar ve üst toprakta birikimi artırır; hakemli sentezler, uzun vadeli toprak işlemesiz rejimler altında toprak organik karbonunda yıllık %0,1-0,5 artışlar bildirmektedir. Bu durum, daha yüksek mikrobiyal biyokütleye ve agregat kararlılığına katkıda bulunur.^[92]^[93] Özellikle soya fasulyesi ve mısır üretiminde küresel benimsemeden elde edilen ampirik veriler, glifosata toleranslı çeşitler ve azaltılmış toprak işleme arasında tamamlayıcı etkiler göstermektedir. Çiftçiler yakıt tasarrufu (hektar başına 15-44 litre kaçınılan) ve korunan toprak verimliliği nedeniyle daha yüksek net karlar yoluyla %4-13 daha düşük işletme maliyetleri elde etmektedir.^[88]^[94]

Ayrıca, bu sistemler habitat sürekliliğini ve kalıntılardan organik girdileri koruyarak toprak faunası biyoçeşitliliğinde kazanımları destekler. Çalışmalar, toprak işlemesiz parsellerde işlenmiş tarlalara kıyasla makro ve mezofauna çeşitliliğinde artış gözlemlemiştir; bozulmamış profiller, iyileştirilmiş nem tutma ve azaltılmış sıkışma yoluyla solucanlara, eklem bacaklılara ve nematodlara fayda sağlar.^[95]^[91] ABD ve Güney Amerika tarım arazilerindeki boylamsal gözlemler, glifosat entegrasyonunun, erozyona neden olan uygulamalara geri dönmeden ölçeklenebilir yabancı ot yönetimini kolaylaştırarak toprak işlemesiz araziyi genişlettiğini doğrulamaktadır.^[89]

Çevresel Dinamikler

Bozunma Yolları ve Yarılanma Ömrü

Glifosat, toprakta öncelikle aerobik mikrobiyal bozunmaya uğrar; bu süreç, onu karbon, azot veya fosfor kaynağı olarak kullanabilen Pseudomonas türleri gibi bakteriler tarafından gerçekleştirilir.^[96]^[97] Baskın yol, C-N bağının bölünmesini içerir ve birincil metabolit olarak aminometilfosfonik asit (AMPA) verir. Bunu AMPA’nın mikrobiyal etkiyle daha fazla parçalanması izler ve karbondioksit, amonyak ve fosfata mineralizasyonla sonuçlanır.^[2]^[98] Bu süreç birçok toprakta kometaboliktir ve başlangıçta bir gecikme fazı gözlenmez, bu da yaygın mikrobiyal adaptasyonu gösterir.^[2]

Aerobik koşullar altında toprakta glifosatın yarılanma ömrü tipik olarak 2 ila 197 gün arasında değişir ve ortalama yaklaşık 47 gündür. Bu süre toprak pH’ı, organik madde içeriği, mikrobiyal popülasyon yoğunluğu ve sıcaklık gibi faktörlerden etkilenir.^[99]^[100] Bozunma oranları genellikle nötr ila alkali topraklarda ve yeterli nem ve oksijenlenme gibi mikrobiyal aktiviteyi destekleyen koşullarda daha hızlıdır.^[101] AMPA, ana bileşikten daha yavaş bozunma sergiler, genellikle daha uzun süre kalıcıdır ancak nihayetinde benzer mikrobiyal yollarla mineralleşir.^[102]

Abiyotik bozunma yolları glifosat parçalanmasında minimal bir rol oynar. Fotoliz, molekülün güneş ışığı dalga boylarını sınırlı emilimi nedeniyle doğal çevre koşullarında ihmal edilebilir düzeydedir, ancak yapay UV maruziyeti veya duyarlılaştırıcıların varlığında artabilir.^[103] Hidroliz çok yavaş gerçekleşir, özellikle nötr pH’ta; steril sulu çözeltilerde uzun süreler boyunca önemli bir ayrışma rapor edilmemiştir.^[103] Birnessit gibi toprak mineralleri tarafından oksidasyon gibi diğer abiyotik süreçler, marjinal olarak ve öncelikle belirli anaerobik veya yüksek metal koşulları altında katkıda bulunur.^[104]

Saha çalışmaları, ana glifosat bileşiğinin düşük kalıcılığını göstermektedir; uygulamadan sonraki bir büyüme mevsiminin ötesinde çoğu tarım toprağında %1’den azı kalır. Bu durum, kombine adsorpsiyon ve mikrobiyal bozunmaya atfedilebilir.^[2]^[105] Bu hızlı dağılım çevresel akıbet profilini destekler, ancak kil içeriği ve adaptif mikrobiyal toplulukları geliştiren önceki maruziyet geçmişi gibi sahaya özgü faktörlerden kaynaklanan değişkenlikler mevcuttur.^[100]^[17]

Toprak ve Su Sistemlerinde Hareketlilik

Glifosat, fosfonik asit ve karboksilik asit gruplarının demir, alüminyum ve kalsiyum gibi toprak katyonları ile kompleksler oluşturması nedeniyle toprak bileşenlerine, özellikle kil minerallerine ve organik maddeye güçlü bir adsorpsiyon gösterir.^[106] Glifosat için organik karbon-normalize adsorpsiyon katsayıları (Koc), çeşitli topraklarda tipik olarak 10.000 ila 30.000 mL/g arasında değişir ve bu da düşük hareketlilik potansiyelini gösterir.^[26] Bu bağlanma, uygulanan glifosatın %90’ından fazlasını üst toprak katmanında (0-10 cm) hareketsiz hale getirerek toprak profili boyunca dikey taşınımı önemli ölçüde azaltır.^[2]

Saha ve laboratuvar sızma (leaching) çalışmaları, sınırlı aşağı doğru göçü doğrulamaktadır; glifosat yeraltı sularında nadiren tespit edilir ve mevcut olduğunda konsantrasyonlar 1 µg/L’nin altındadır.^[107] Tarım bölgelerinde altı yıl süren bir ABD EPA izleme programı, yeraltı suyu örneklerinin %1’inden azında glifosat rapor etmiş ve bunu bozunma veya çözünme yerine adsorpsiyonun baskınlığına bağlamıştır.^[107] Birincil metaboliti olan aminometilfosfonik asit (AMPA), toprakta daha fazla kalıcılık göstermesine rağmen (DT50 tipik olarak 99-250 gün, glifosat için 8-18 gün), benzer adsorpsiyon davranışı sergiler (Koc değerleri genellikle 10.000 mL/g’ı aşar).^[108]^[106]

Yüzey akışı, erozyonlu yağış olayları sırasında ana taşıma vektörünü temsil eder; burada glifosat ve AMPA tortu ile harekete geçebilir, ancak seyreltme, fotodegradasyon ve daha fazla adsorpsiyon nedeniyle alıcı sularda konsantrasyonlar hızla azalır.^[109] Akış parsellerinden elde edilen ampirik veriler, şiddetli yağmur sonrası (örneğin >50 mm) zirve tespitleri göstermektedir, ancak akarsulardaki seviyeler nadiren 1-2 µg/L’yi aşar ve aşınmış parçacıklara bağlanma çözünmüş fraksiyonları sınırlar.^[110]

EPA tarafından düzenleyici değerlendirmelerde kullanılan Pestisit Kök Bölgesi Modeli (PRZM) gibi süreç odaklı modeller, en kötü durum senaryoları (örneğin kumlu topraklar, yüksek yağış, maksimum uygulama oranları) altında glifosat sızmasını simüle eder ve tepe akifer konsantrasyonlarını 0,1 µg/L’nin altında tahmin ederek riskleri ihmal edilebilir kabul eder.^[111] Saha lizimetre verilerine karşı doğrulama bu çıktıları destekler ve tercihli akış koşullarında bile uygulanan kütlenin %1’inden azının 1 m derinliğin ötesine sızdığını gösterir.^[112]

Gıda, Su ve Yaban Hayatında Tespit

Amerika Birleşik Devletleri’ndeki izleme programları, USDA’nın 2022 takvim yılı için Pestisit Veri Programı (PDP) dahil olmak üzere binlerce gıda örneğini analiz etmiştir. Soya fasulyesi gibi ürünlerde (numunelerin yaklaşık %61’i) saptanabilir seviyelerde glifosat kalıntıları bulunmuştur, ancak test edilen tüm ürünlerin %99’undan fazlası EPA tolerans seviyelerinin (örneğin arpa gibi belirli tahıllar için 30 ppm) altındadır.^[113]^[114] FDA’nın 2022 mali yılı kalıntı izlemesi benzer şekilde düşük ihlal oranları bildirmekte, yerli insan gıdası numunelerinin %1’inden azı maksimum kalıntı limitlerini (MRL’ler) aşmaktadır ve bu da sistematik testlerin başlamasından bu yana gözlemlenen minimum aşım eğilimini sürdürmektedir.^[115] Avrupa Birliği’nde, karşılaştırılabilir izleme, gıdadaki glifosat kalıntılarının %99’unun belirlenen MRL’lerin altında kaldığını, diyet maruziyetlerinin Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi (EFSA) tarafından değerlendirilen günlük 0,5 mg/kg vücut ağırlığı olan kabul edilebilir günlük alımın (ADI) oldukça altında olduğunu göstermektedir.^[116]^[117]

Çeşitli bölgelerdeki yüzey suyu izlemesi, tipik olarak 1 µg/L’nin altında düşük konsantrasyonlarda glifosat tespitlerini ortaya koymaktadır; ancak Alberta, Kanada’daki tarımsal su havzaları gibi yerlerde 6 µg/L’ye kadar seviyeler kaydedilmiştir.^[118] Nevada nehirlerindeki erken uyarı izlemesi gibi ABD programlarında, konsantrasyonlar 0,02 ile 2,9 µg/L arasında değişmiştir; bu, içme suyu kaynakları için EPA’nın 700 µg/L olan maksimum kirletici seviyesinin çok altındadır.^[119] Yüzey suyu verilerinin daha geniş derlemeleri, glifosatın örneklenen alanların yaklaşık %39’unda (1.262’de 489) mevcut olduğunu, genellikle metaboliti AMPA ile birlikte bulunduğunu göstermektedir. Ancak glifosatın hidrofilik doğası (log Kow ≈ -3.2) tortulara veya biyotaya bölünmeyi sınırladığından, seviyeler yaygın bir birikimi göstermemektedir.^[120]

Yaban hayatı kalıntıları üzerindeki çalışmalar, omurgalılarda minimum diyet transferi ve düşük kalıcılık olduğunu göstermektedir. Avrupa ekilebilir arazilerinde, glifosat ve AMPA kemirgenler ve tavşanlar gibi vahşi memelilerin dokularında tespit edilmiştir; işlenmiş alanlardan gelen İber tavşanlarının %9–22’sinin testi pozitif çıkmıştır, ancak biyomagnifikasyon için yetersiz eser konsantrasyonlardadır.^[121] Maruz kalan ebeveynlerden gelen kuş yumurtaları üzerindeki çalışmalar da dahil olmak üzere kuş çalışmaları, 0,76 mg/kg civarında kalıntılar bulmuştur, ancak embriyonik transfer sınırlıydı ve saha gözlemleri hızlı böbrek atılımı (memelilerde yarılanma ömrü tipik olarak 5–10 saat) nedeniyle önemli bir popülasyon düzeyinde birikim göstermemektedir.^[122] Genel olarak, biyoakümülasyon faktörleri kuşlar ve memeliler arasında düşük kalmaktadır, bu da glifosatın suda çözünürlüğü ve lipofilik eksikliği ile tutarlıdır.^[123]

Güvenlik ve Toksisite Profili

İnsan Maruziyet Yolları ve Akut Etkiler

İnsanların glifosata maruz kalması, öncelikle tarım işçileri ve pestisit uygulayıcıları tarafından herbisit karıştırma, yükleme ve uygulama sırasında dermal temas ve soluma yoluyla mesleki yollarla gerçekleşir.^[3]^[124] Diyet alımı, işlenmiş mahsuller üzerindeki kalıntılar yoluyla ikincil bir yolu temsil eder, ancak izleme verileri gıda örneklerinin %99’undan fazlasının belirlenen maksimum kalıntı limitlerine uyduğunu ve bunun sonucunda tahmin edilen maruziyetlerin akut referans dozlarının çok altında olduğunu göstermektedir (örneğin genel popülasyonlarda < 0,01 mg/kg vücut ağırlığı/gün).^[114]^[3] Arızi yutma veya oküler maruziyet meydana gelebilir ancak etiketli kullanım koşulları altında minimaldir.

Memelilerdeki akut toksisite çalışmaları düşük tehlike göstermektedir; sıçanlarda oral LD₅₀ değerleri 4.320 mg/kg vücut ağırlığını aşmakta ve tavşanlarda ve sıçanlarda benzer şekilde yüksek dermal LD₅₀ değerleri (>5.000 mg/kg) görülmektedir. Bu da glifosatı bu yollarla pratik olarak toksik olmayan olarak sınıflandırır.^[16]^[125] Sıçanlarda akut oral gavaj çalışmalarından elde edilen gözlemlenen yan etki görülmeyen seviyeler (NOAEL’ler) 1.000 mg/kg vücut ağırlığını aşmakta olup, standart düzenleyici testlerde sistemik toksisite, nörotoksisite veya genotoksisite kanıtı yoktur. Glifosat hafif bir cilt ve göz tahriş edici olarak etki eder ancak doğrulanmış testlerde korozyona veya hassasiyete neden olmaz.^[16]

50.000’den fazla lisanslı pestisit kullanıcısını içeren Tarımsal Sağlık Çalışması gibi uygulayıcı kohortlarından elde edilen epidemiyolojik veriler, ürünler etiket talimatlarına göre kullanıldığında genel nüfus taban çizgilerinin ötesinde yüksek akut olay veya zehirlenme oranları bildirmemektedir.^[126] ABD Çevre Koruma Ajansı olay incelemeleri, olumsuz akut olayların nadir olduğunu ve rutin mesleki veya diyetsel maruziyetlerden ziyade kasıtlı yutma gibi yanlış kullanımla bağlantılı olduğunu doğrulamaktadır.^[3]^[127]

Kronik Sağlık Riskleri ve Epidemiyolojik Veriler

Kemirgenler üzerinde yürütülen kronik toksisite çalışmalarında glifosat, düşük yan etki potansiyeli sergilemiştir. Sıçan ve farelerde yaşam boyu beslenme maruziyetlerinde gözlemlenen yan etki görülmeyen seviyeler (NOAEL’ler) tipik olarak 100 ila 1.000 mg/kg vücut ağırlığı/gün arasında değişmektedir.^[128]^[129] Bazı durumlarda 3.000 mg/kg/gün’e varan dozları kapsayan bu çalışmalar, insan maruziyet tahminlerini çok aşan seviyelerde glifosata atfedilebilecek sistemik toksisite, organ hasarı veya histopatolojik değişikliklere dair hiçbir kanıt göstermemiştir.^[8] Çok kuşaklı sıçan çalışmaları ve tavşan teratoloji değerlendirmeleri dahil olmak üzere üreme ve gelişimsel toksisite değerlendirmeleri, 1.000 mg/kg/gün’e kadar olan dozlarda olumsuz bir sonuç belirlememiştir. Yavru ve ebeveyn etkileri için NOAEL’ler tutarlı bir şekilde 300 mg/kg/gün’ün üzerindedir; bu marjlar tipik insan diyet veya mesleki maruziyetlerinden çok daha yüksektir.^[130]^[131]

Büyük prospektif kohortlardan elde edilen epidemiyolojik veriler bu bulguları güçlendirmekte ve kronik kanser dışı sağlık sonuçlarıyla nedensel bağlantılar olmadığını göstermektedir. 1993’ten bu yana ABD Ortabatı’da kayıtlı 89.000’den fazla pestisit uygulayıcısı ve eşlerinden oluşan uzunlamasına bir kohort olan Tarımsal Sağlık Çalışması (AHS), ayrıntılı anketler aracılığıyla glifosat kullanımını izlemiş ve sonuçları 2014 ve sonrasına kadar eyalet kanser kayıtları ve hayati istatistiklerle ilişkilendirmiştir.^[132] Yaşam boyu maruziyet metriklerinin analizleri, yaş, sigara ve ortak maruziyetler gibi karıştırıcılar ayarlandıktan sonra glifosat uygulama yoğunluğu veya kümülatif kullanım günleri ile Parkinson hastalığı, diyabet, üreme bozuklukları veya endokrin bozuklukları riskleri arasında hiçbir ilişki ortaya koymamıştır.^[133] İdrar örneklerinden elde edilen biyobelirteç verilerini içeren 2020’lere uzanan takip çalışmaları, yüksek maruziyet alt gruplarında nörolojik veya metabolik son noktalar için benzer şekilde yüksek oranlar bulmamıştır.^[134]

2010’lar ve 2020’lerden elde edilen insan ve hayvan verilerinin meta-analizleri ve sistematik incelemeleri, biyomonitoring ve diyet alım modellerine dayanarak 1.000’i aşan maruziyet marjları ile genel popülasyon için ihmal edilebilir kronik riskleri tutarlı bir şekilde doğrulamaktadır.^[133] Örneğin, uygulayıcı çalışmalarından elde edilen mesleki maruziyet tahminleri, türler arası ve tür içi belirsizlik faktörleriyle son nokta NOAEL’lerinden türetilen EPA’nın 1 mg/kg/gün kronik nüfus ayarlı dozunun oldukça altında, 0,01 mg/kg/gün’ün altında sistemik dozlar vermektedir.^[135] Vaka raporları veya ekolojik korelasyonlar yerine yüksek kaliteli kohort verilerine öncelik veren bu değerlendirmeler, kanser dışı etkiler için doz-yanıt modellerinin olmadığını vurgulamakta; daha küçük çalışmalardaki izole pozitif ilişkileri, glifosatın kendisinden ziyade yaşam tarzı faktörleri veya formülasyon bileşenleri ile karıştırılmasına bağlamaktadır.^[136] EPA gibi düzenleyici kurumlar böylece kronik diyetsel ve konut maruziyetlerinin insan sağlığı için kayda değer bir risk oluşturmadığı sonucuna varmıştır.^[16]

Saf Bileşik ile Formülasyonların Karşılaştırmalı Toksisitesi

Saf glifosat (aktif bileşen), düşük akut memeli toksisitesi gösterir; oral LD50 değerleri sıçanlarda 5.000 mg/kg’ı aşar ve kemirgenlerdeki kronik toksisite çalışmalarına dayalı olarak 1.000 mg/kg/gün’e kadar dozlarda hiçbir olumsuz etki görülmemesine dayanarak günlük kabul edilebilir alım miktarı (ADI) 0,5 mg/kg vücut ağırlığı olarak belirlenmiştir.^[137]^[26] Buna karşılık, ticari glifosat bazlı herbisit (GBH) formülasyonları sıklıkla daha yüksek toksisite sergiler. Bu durum, öncelikle dermal penetrasyonu artıran ve glifosattan bağımsız olarak hücre zarlarını bozan poliethoxylated tallow amine (POEA) yüzey aktif maddeleri gibi formül bileşenlerine atfedilebilir.^[138]^[139] Örneğin, POEA yüzey aktif maddeleri tek başına, saf glifosata (%6,46) kıyasla hücresel analizlerde (örneğin sinir hücrelerinde sitotoksisite için %0,017 konsantrasyon) daha düşük LC50 değerleri verir; bu da yüzey aktif maddelerin formülasyonlardaki baskın toksik faktör olduğunu gösterir.^[140]

Roundup gibi formülasyonlar üzerindeki ampirik akut toksisite testleri, glifosattan ziyade inert bileşenlere kadar izlenen gastrointestinal tahriş ve oksidatif stres gibi etkileri ortaya koymaktadır. Düzenleyici ürün değerlendirmeleri, yüzey aktif madde sinerjisi nedeniyle saf bileşik eşdeğerlerinden daha düşük tam formülasyon LD50 değerlerini (tipik olarak sıçanlarda 3.000–5.000 mg/kg) doğrulamaktadır.^[16]^[141] In vitro çalışmalar bunu daha da farklılaştırarak, GBH’lerin eşdeğer glifosat konsantrasyonlarında daha fazla sitotoksisite ve genotoksisite indüklediğini göstermektedir (örneğin insan hücre hatlarında benzer seviyelerde saf için hiçbiri yokken formülasyonlar için 1 mM’de ölümcüllük), ancak etkiler %0,1’in altındaki saha ile ilgili seyreltmelerde azalır.^[142]^[143]

Bu varyans, saf glifosatın fosfonat yapısının, aminometilfosfonik asite ilk geçiş metabolizması yoluyla minimum doğal memeli tehlikesi vermesine rağmen, formülasyon adjuvanlarının biyoyararlanımı ve membran bozulmasını artırdığını, izole edilmiş aktifler yerine son kullanım ürünlerinin değerlendirilmesini gerektirdiğini vurgulamaktadır.^[144]^[141] Hakemli karşılaştırmalar, gözlemlenen güç farklılıkları için yüzey aktif maddelere tutarlı bir şekilde öncelik vermekte ve çevresel olarak gerçekçi maruziyetlerde katkı maddesi yüzey aktif madde etkilerinin ötesinde riskleri artıran glifosata özgü sinerjilere dair hiçbir kanıt bulunmamaktadır.^[138]^[142]

İnsan Dışı Organizmalar Üzerindeki Etkiler

Glifosat kuşlar için düşük akut toksisite sergiler; yaban ördeği (Anas platyrhynchos) ve bobwhite bıldırcını (Colinus virginianus) gibi türler için diyet LC50 değerleri 4.640 mg/kg’ı aşar ve bu da doğrudan maruziyetten veya kontamine gıda kaynaklarından kaynaklanan minimum riski gösterir.^[145]^[122] Benzer şekilde, balık türleri yüksek tolerans gösterir; 96 saatlik LC50 değerleri genellikle 1.000 mg/L’yi aşar; örneğin, bluegill sunfish (Lepomis macrochirus) 43.000 µg/L’lik bir LC50 gösterir ve bu da glifosatı su ortamlarında pratik olarak toksik olmayandan hafifçe toksik olana kadar sınıflandırır.^[146]^[16]

Tozlayıcılar ve toprak sakinleri gibi omurgasızlar, ilgili maruziyet seviyelerinde büyük ölçüde etkilenmez. Bal arıları (Apis mellifera), 100 µg/arıdan daha büyük bir oral LD50 sergiler ve bu eşiğin altında akut ölüm gözlenmez, ancak çevresel kalıntıları aşan bazı kontrollü maruziyetlerde yiyecek arama davranışı üzerinde öldürücü olmayan etkiler kaydedilmiştir.^[147]^[148] Solucanlar (Eisenia fetida), üreme ve hayatta kalma için 500 mg/kg toprağı aşan bir gözlemlenen etki konsantrasyonu (NOEC) göstermekte olup, düzenleyici değerlendirmeler daha yüksek dozlarda saf glifosat testlerinde geçici biyokütle azalmalarına rağmen düşük riski doğrulamaktadır; ticari formülasyonlar genellikle yüzey aktif madde etkileşimleri nedeniyle daha da az etki gösterir.^[149]^[150]

Toprak mikrobiyal toplulukları uygulamayı takiben kısa vadeli değişimler yaşar, ancak işlev hızla iyileşir ve azot fiksasyonu gibi temel süreçlerde sürekli bir bozulma olmaz. Çeşitli tarımsal ekosistemlerdeki saha çalışmaları, glifosatın yarılanma ömrü ve toprağa emilimi kalıcılığı sınırladığından, glifosata dirençli mahsul sistemlerinde mikrobiyal çeşitlilik veya aktivite üzerinde ihmal edilebilir uzun vadeli etkiler bildirmektedir.^[151]^[149] EPA ve EFSA tarafından yapılan düzenleyici incelemeler, glifosatın hedef dışı karasal organizmalar için kritik riskler oluşturmadığını doğrulamakta ve seçiciliğini, çoğu hayvanda ve mikropta bulunmayan bitkiye özgü EPSPS enziminin hedeflenen inhibisyonuna bağlamaktadır.^[3]^[149]

Amfibi larvaları, çevresel olarak gerçekçi konsantrasyonlarda (yüzey sularında tipik olarak < 1 mg/L) glifosattan kaynaklanan endokrin bozulma göstermez ve bu da daha yüksek dozlu laboratuvar çalışmalarından gelen iddialara karşı çıkar; meta-analizler, risklerin aktif bileşenin kendisinden ziyade formülasyonlardaki doğrudan yüzey aktif madde etkileriyle sınırlı olduğunu göstermektedir.^[149]^[152] Genel olarak, ampirik ekotoksisite verileri, glifosatın bitkilere karşı seçici olduğu ve saha uygulama oranlarında omurgalı ve omurgasız yaban hayatını koruduğu profilini desteklemektedir.^[3]^[153]

Düzenleyici Değerlendirmeler

Kilit Kurumlarca Değerlendirmeler (EPA, EFSA, WHO)

Amerika Birleşik Devletleri Çevre Koruma Ajansı (EPA), glifosat için Ocak 2020 Ara Tescil İnceleme Kararı’nda, insan epidemiyolojisi çalışmalarından, uzun vadeli kemirgen biyoanalizlerinden, genotoksisite testlerinden ve kanserle nedensel bir bağlantı göstermeyen etki mekanizması analizlerinden elde edilen kanıtların ağırlığını değerlendirdikten sonra, herbisitin “insanlar için kanserojen olma ihtimalinin düşük” olduğu sonucuna varmıştır. EPA, glifosat ürünleri etiketlendiği şekilde kullanıldığında, kanserojenlik, üreme toksisitesi veya nörotoksisite dahil olmak üzere endişe verici hiçbir insan sağlığı riski olmadığını doğrulamıştır. Bu tespit, belirlenen eşiklerin altında kalan diyet, konut ve mesleki maruziyet tahminlerine dayanmaktadır ve güvenlik marjları 100 katı aşmaktadır. Bu belirleme, spekülatif mekanizmalar yerine kontrollü hayvan çalışmalarından ve popülasyon temelli epidemiyolojiden elde edilen ampirik verilere vurgu yaparak, veri çağrıları kapsamında sunulan binlerce çalışmanın incelenmesini takip etmiştir.^[154]^[155]

AB yenilemesini destekleyen Temmuz 2023 emsal değerlendirmesinde Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi (EFSA), glifosatı genotoksik olmayan ve ilgili maruziyet yollarıyla kanserojen bir tehlike oluşturma ihtimali düşük olarak sınıflandırarak, insan veya hayvan sağlığı veya çevre üzerindeki etkisi konusunda hiçbir kritik endişe alanı bulmadı. EFSA, günlük 0,5 mg/kg vücut ağırlığı kabul edilebilir günlük alım (ADI) dahil olmak üzere toksikolojik referans değerleri türetti ve kilit kronik ve üreme çalışmalarında 1.500 mg/kg vücut ağırlığı/gün’lük gözlemlenen yan etki görülmeyen seviyeye (NOAEL) kadar hiçbir olumsuz etki olmadığını doğruladı; maruziyet değerlendirmeleri diyet alımlarının bu sınırların oldukça altında olduğunu gösterdi (örneğin, genel popülasyonlar için kronik maruziyet ADI’nin %2-6’sı). İnceleme, 1.000’den fazla çalışmayı dahil etti ve doğrulayıcı gereklilikler yoluyla veri boşluklarını ele alarak sağlam in vivo toksikoloji ve insan biyomonitoring verilerine öncelik verdi.^[153]^[149]

Gıda ve Tarım Örgütü (FAO) ve Dünya Sağlık Örgütü’nün (WHO) Pestisit Kalıntıları Ortak Toplantısı (JMPR), 2016 toksikolojik yeniden değerlendirmesinde, glifosat ve ana metabolitleri (N-asetilglifosat ve aminometilfosfonik asit dahil) için 0-1 mg/kg vücut ağırlığı grup ADI’si belirledi. Bu, çok kuşaklı sıçan çalışmalarından elde edilen günlük 100 mg/kg vücut ağırlığı NOAEL’ine ve 100 belirsizlik faktörüne dayanmaktadır. JMPR, glifosatın düşük akut oral toksisitesi (birden fazla türde LD50 > 5.000 mg/kg) ve ilgili dozlarda akut nörodavranışsal veya gelişimsel etkilerin olmaması nedeniyle akut referans dozuna (ARfD) gerek olmadığına karar verdi. Kapsamlı kalıntı, metabolizma ve toksikoloji veri setlerini inceleyen değerlendirme, glifosatın diyet maruziyeti yoluyla insanlar için kanserojen bir risk oluşturma ihtimalinin düşük olduğu sonucuna vardı; bu, insan epidemiyolojisindeki negatif bulgular ve kılavuza uygun çalışmalarda genotoksisite veya tümör promosyonunun olmamasıyla tutarlıdır.^[156]^[157]

IARC Sınıflandırması ile Tutarsızlıklar

Mart 2015’te, Uluslararası Kanser Araştırmaları Ajansı (IARC), glifosatı Grup 2A altında “insanlar için muhtemelen kanserojen” olarak sınıflandırdı. Bu sınıflandırma, insanlarda mesleki maruziyet ile Hodgkin dışı lenfoma arasındaki bağlantıya dair epidemiyolojik çalışmalardan elde edilen sınırlı kanıtlara ve erkek CD-1 farelerinde renal tübül karsinomu ile erkek farelerde hemanjiyosarkom insidansının arttığını gösteren hayvan çalışmalarından elde edilen sınırlı kanıtlara dayandırıldı.^[158] Bu belirleme, maruziyet seviyeleri, doz-yanıt eşikleri veya gerçek dünya uygulama bağlamları gibi nicel risk değerlendirmesi faktörlerini (ABD EPA ve EFSA gibi kurumların düzenleyici değerlendirmelerinde standart olan) dahil etmeden, glifosatın test edilebilir herhangi bir koşul altında kansere neden olup olamayacağını değerlendiren tehlike tanımlamasına dayanıyordu.^[159] Eleştirmenler, IARC’nin yaklaşımının olumlu bulguları seçici bir şekilde vurgularken çelişkili verileri önemsizleştirdiğini veya hariç tuttuğunu ve deneysel kanıtların eksik bir özetine yol açtığını belirtmiştir.^[160]

Hayvan kanserojenlik verilerinin yorumlanmasında önemli bir tutarsızlık ortaya çıkmaktadır. IARC, doğrudan mideye yüksek bolus dozları (2.000 mg/kg/gün’e kadar) uygulayan gavaj çalışmalarında gözlemlenen tümörleri vurgulamıştır; bu, lokalize sitotoksisiteye, değişmiş farmakokinetiğe ve tipik diyet veya çevresel maruziyetlerle ilgisiz genotoksik olmayan mekanizmalara neden olabilir.^[161] Buna karşılık, insan maruziyetini taklit eden dozlarda (örneğin yemle 1.000 mg/kg/gün’e kadar) sıçan ve farelerde yapılan çoklu uzun vadeli diyet çalışmaları, tutarlı tümör artışları göstermemiştir. EPA, gavaj kaynaklı renal tümörlerin, glifosatın doğal kanserojenliğinden ziyade supra-fizyolojik dozlamayla şiddetlenen türe özgü nefropatiden kaynaklandığı sonucuna varmıştır.^[161]^[159] 100’den fazla çalışmayı entegre eden düzenleyici kanıt ağırlığı analizleri, insan riskini destekleyen biyolojik olarak makul bir genotoksik etki mekanizması veya doza bağlı tümör eğilimi bulamamıştır.^[162]

IARC’nin glifosat bazlı herbisit formülasyonlarını değerlendirmesine dahil etmesi, değerlendirmeyi daha da karmaşık hale getirmiştir; çünkü glifosata atfedilen bazı genotoksik veya sitotoksik etkiler, muhtemelen penetrasyonu artıran ancak teknik sınıf glifosatta (>%95 saflık) bulunmayan belirgin toksisite profilleri sergileyen poliethoxylated tallow amine (POEA) yüzey aktif maddeleri gibi yardımcı formül maddeleri tarafından yönlendirilmiştir.^[162] Dört uzman panelinin incelemeleri de dahil olmak üzere 2015 sonrası bağımsız incelemeler, saflaştırılmış glifosatın seçili karışım çalışmalarında görülen tutarlı kanserojen sinyallerden yoksun olduğunu göstererek, bu tür formülasyon verilerine güvenilmesini çürütmüş ve tutarsızlıkları IARC’nin aktif bileşen etkilerini adjuvan katkılarından ayırt edememesine bağlamıştır.^[162]^[163] Bu analizler, IARC’nin aksine, kapsamlı değerlendirmelerin mekanistik alaka düzeyine ve kanıtların bütününe öncelik vererek gerçekçi maruziyet koşulları altında kanserojen olmadığı sınıflandırmalarını sağladığını vurgulamaktadır.^[3]

Küresel Onay Durumu ve Son Yeniden Yetkilendirmeler

Glifosat, 160’tan fazla ülkede tarımsal ve tarım dışı kullanım için onaylanmış durumdadır. Amerika Birleşik Devletleri, Brezilya ve Arjantin gibi büyük üreticiler de dahil olmak üzere bu ülkelerde, devam eden güvenlik değerlendirmeleriyle desteklenen yabancı ot yönetimi uygulamalarının temel taşını oluşturmaktadır.^[164]

Avrupa Birliği’nde, Avrupa Komisyonu, Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi (EFSA) tarafından yapılan ve etiketlendiği gibi kullanıldığında insan sağlığı veya çevre için kritik bir endişe alanı olmadığını doğrulayan değerlendirmelerin ardından, 10 üye devletin çekimser kalmasına veya muhalefetine rağmen, glifosatın aktif bir madde olarak onayını 15 Kasım 2023’te 15 Aralık 2033’e kadar 10 yıl süreyle yeniledi.^[165]^[166]^[167]

ABD Çevre Koruma Ajansı (EPA), Federal İnsektisit, Fungisit ve Rodentisit Yasası (FIFRA) kapsamında başlatılan tescil inceleme süreciyle glifosatın tescilini aşamalı olarak kaldırma planı olmaksızın sürdürmekte ve nihai kararı Ekim 2026’ya kadar hedeflemektedir; ara değerlendirmeler, mevcut kılavuzların ötesinde azaltma gerektiren risklerin bulunmadığını bir kez daha teyit etmiştir.^[168]^[169]

Haziran 2025’te, Avrupa Kimyasallar Ajansı (ECHA), Risk Değerlendirme Komitesi’nden (RAC), düşük dozda tümör etkileri öneren yeni bir Ramazzini Enstitüsü sıçan çalışmasına dayanarak glifosatın kanserojen olmayan sınıflandırmasını yeniden değerlendirmesini talep etti, ancak bu hedeflenen inceleme AB’nin 2033 onay süresini askıya almamakta ve EFSA tarafından onaylanan önceki RAC görüşleriyle tezat oluşturmaktadır.^[170]^[171]

Yeni Zelanda Çevre Koruma Otoritesi (EPA), Ekim 2025’te bir Yüksek Mahkeme kararıyla glifosatın onayını teyit etti ve yeniden değerlendirme çağrılarını reddetti. Karar, sağlam nedensel kanıtlardan yoksun doğrulanmamış düşük doz endokrin veya kanserojen iddiaları reddeden EFSA ve EPA gibi uluslararası standartlarla uyumu vurguladı.^[172]^[173]

Monsanto’nun halefi olan Bayer, Ekim 2025 itibarıyla yaklaşık 100.000 ABD glifosat davasını (öncelikle Hodgkin dışı lenfoma bağlantıları iddiasıyla) 11 milyar doların üzerinde bir bedelle çözüme kavuşturdu ve ek rezervler ayırdı. Bu uzlaşmalar haksız fiil (tort) iddialarını ele almakla birlikte, IARC’nin olasılıksal tehlike sınıflandırmasını maruziyet bazlı risk verileri lehine reddeden düzenleyiciler tarafından onaylandığı üzere bilimsel bir fikir birliğini yansıtmamaktadır.^[174]^[175]

Son ABD eyalet düzeyi eğilimleri, 2024-2025 oturumlarında en az 11 eyalette, FIFRA’nın yerel yasakları, uyarı etiketlerini veya federal olarak tescilli glifosat ürünlerine yönelik kullanım kısıtlamalarını önlemesini yasalaştıran mevzuatı içermektedir; böylece parçalı yasaklara karşı tek tip ulusal standartlar korunmaktadır.^[176]^[177]

Agronomik ve Ekolojik Sonuçlar

Herbisite Dirençli Yabancı Otların Gelişimi

1996’da glifosata toleranslı (GT) mahsullerin piyasaya sürülmesi, yabancı ot kontrolü için glifosata aşırı güvenilmesini kolaylaştırdı ve direncin evrimini destekleyen güçlü bir seçim baskısı yarattı. Belgelenen ilk vaka, 1996 yılında bir Avustralya meyve bahçesindeki katı çim (Lolium rigidum) popülasyonlarında ortaya çıktı; burada rotasyon olmadan tekrarlanan uygulamalar nadir dirençli biyotiplerin çoğalmasına izin verdi.^[178]^[179] Sonraki vakalar 2000 yılına kadar Amerika Birleşik Devletleri’nde at kuyruğu (Conyza canadensis) bitkisinde görüldü ve GT mahsul benimsenmesine bağlı yaygın direncin başlangıcını işaret etti.^[180]

2024 yılına gelindiğinde, birden fazla kıtada hem dikot hem de monokotları kapsayan 60 yabancı ot türünde glifosat direnci doğrulanmıştır.^[181] Birincil mekanizmalar arasında, glifosatın hedeflediği enzimi aşırı üreterek bağlanma etkinliğini azaltan EPSPS geninin amplifikasyonu/duplikasyonu veya nokta mutasyonları (ör. Pro106Ser) yoluyla hedef bölge direnci yer alır; gelişmiş vakuoler sekestrasyon veya azaltılmış yaprak alımı/translokasyonu gibi hedef bölge dışı mekanizmalar da katkıda bulunur ancak daha az baskındır.^[73] Bu genetik adaptasyonlar, yoğun seçim altında düşük olasılıklı mutasyonlardan kaynaklanır; dirençli popülasyonlardaki uyum maliyetleri genellikle poligenik özellikler veya çevresel faktörlerle hafifletilir.^[182]

Amerika Birleşik Devletleri’nde, glifosata dirençli Palmer amaranth (Amaranthus palmeri), Güney ve Ortabatı’daki pamuk ve soya fasulyesi tarlalarını istila ederek ciddi etkileri örneklendirir. Burada kontrol edilmediğinde verimi %90’a kadar azaltır ve ek herbisit uygulamaları ve izleme yoluyla yönetim maliyetlerini artırır.^[87] Ekonomik analizler, bu yabancı otun tek başına, etkilenen sıra bitkilerinde yıllık 1 milyar doları aşan kayıplara neden olduğunu tahmin etmektedir; bu durum, bitki başına 1 milyona varan tohum üretimi ve çoklu dirençlerin hızlı evrimi ile birleşmektedir.^[183] Saha araştırmaları, yüksek istila alanlarında örneklenen popülasyonların %20’sinden fazlasında glifosat direnci olduğunu ortaya koymaktadır; bu genellikle ALS veya PPO inhibitörleri gibi diğer modlara karşı dirençle birlikte görülür.^[184]

Etkili azaltma, glifosata tek başına güvenmek yerine entegre yabancı ot yönetimini vurgular; farklı etki mekanizmalarına sahip herbisitlerle (ör. Grup 2, 14 veya 27) rotasyon, metribuzin veya sülfentrazon gibi kalıcı çıkış öncesi herbisitlerin dahil edilmesi ve yabancı ot yaşam döngülerini bozmak için ürün çeşitlendirmesi buna dahildir.^[185]^[186] Ampirik karşılaştırmalar, glifosat direncinin, on yıllarca süren yoğun kullanıma rağmen, daha az canlı EPSPS mutasyonu ve daha yüksek ilişkili uyum cezaları nedeniyle ALS inhibitörleri gibi çoklu mutasyona eğilimli bölgelere göre daha yavaş geliştiğini göstermektedir. Bu, proaktif stratejilerin herbisitin biyokimyasında temel kusurlar ima etmeden faydayı uzatabileceğini doğrulamaktadır.^[182]^[187]

Azaltılmış Toprak İşlemeden Kaynaklanan Net Çevresel Faydalar

Glifosata toleranslı genetiği değiştirilmiş mahsullerin benimsenmesi, mekanik toprak bozulması olmadan etkili yabancı ot kontrolü sağlayarak, toprak işlemesiz ve azaltılmış toprak işleme uygulamalarının genişlemesini önemli ölçüde kolaylaştırmış ve toprak korumada yaygın çevresel kazanımlara yol açmıştır. Küresel olarak, toprak işlemesiz tarım 2021 itibarıyla yaklaşık 225 milyon hektara genişlemiştir; bu büyümenin büyük bir kısmı, kalıntı yönetimini basitleştiren ve sürme ihtiyacını azaltan herbisite toleranslı teknolojilere atfedilebilir.^[188] Örneğin Amerika Birleşik Devletleri’nde, 1990’larda glifosata dirençli çeşitlerin piyasaya sürülmesinin ardından soya fasulyesi ve mısır gibi temel mahsullerde koruyucu toprak işleme yaygınlığı önemli ölçüde artmış, toprak yapısını korumuş ve üst toprak yer değiştirmesini en aza indirmiştir.^[189]

Azaltılmış toprak işleme uygulamaları, erozyon kontrolü ve karbon depolama dahil olmak üzere toprak sağlığı ölçümlerinde ölçülebilir iyileşmeler sağlar. Yüzey kalıntı örtüsü rüzgar ve su akışına karşı koruma sağladığından, üst toprak besinlerini ve organik maddeyi tutarak, toprak işlemesiz sistemler geleneksel toprak işlemeye kıyasla toprak erozyonunu toprak tipi, eğim ve yağış yoğunluğuna bağlı olarak %80 ila %95 oranında azaltabilir.^[190]^[191] Bu değişim aynı zamanda toprak karbon tutumunu da teşvik eder; toprak işlemesiz rejimler altındaki tarım toprakları potansiyel olarak hektar başına yıllık 0,4 ila 1,2 ton karbon depolayabilir. Bu, kabul edilen alanlarda ölçeklendiğinde yılda 0,4 Gt CO₂ eşdeğerine kadar tahmini bir küresel dengelemeye katkıda bulunur; ancak gerçek oranlar toprak tipi, iklim ve yönetime göre değişir.^[192] Bu sonuçlar, toprak işlemenin gömülü karbonu mikrobiyal ayrışmaya ve atmosferik salınıma maruz bırakması nedeniyle organik maddenin oksidasyonunun azalmasından kaynaklanmaktadır.^[193]

Enerji ve emisyon tasarrufları net faydaları daha da vurgulamaktadır; toprak işlemesiz tarım, ağır makinelerle daha az tarla geçişi nedeniyle geleneksel sistemlere göre dönüm başına 2 ila 4 galon daha az dizel yakıt gerektirir.^[194]^[195] Bu azalma, dizel motorlardaki yanmadan kaynaklanan traktör kaynaklı NOx emisyonlarını düşürürken, aynı zamanda genel pestisit çevresel etkisini de azaltır; GDO’lu mahsul benimsenmesi üzerine yapılan çalışmalar, işlenen dönümlerde herbisit kullanımıyla ilişkili çevresel etki katsayısında (toksisite, kalıcılık ve uygulama hacmini ağırlıklandıran bir metrik) %8 ila %14’lük bir düşüş bildirmiştir.^[196]^[197] Glifosatın kalıntı üzeri toprak işlemesiz sistemlerdeki rolüyle mümkün olan bu verimlilikler, birçok bölgede verimden ödün vermeden mahsul üretiminin karbon ayak izini düşürmek için birleşmiştir.^[5]

Biyoçeşitlilik ve Ekosistem Hizmeti Etkileri

Hassas tarımda glifosat kullanımı, hedeflenen çıkış sonrası uygulamalar yoluyla hedef dışı sürüklenmeyi en aza indirir ve daha uçucu herbisitlere kıyasla tarla kenarı biyoçeşitliliği üzerinde ihmal edilebilir etkilere neden olur. Saha çalışmaları, tampon bölgeleri ve en iyi uygulamalar kullanıldığında bitişik ürün dışı habitatların sınırlı maruziyet yaşadığını, bitki veya omurgasız çeşitliliğinde önemli uzun vadeli azalmalar olmadığını doğrulamaktadır.^[2]^[3]

Glifosata toleranslı mahsuller tarafından kolaylaştırılan toprak işlemesiz ve azaltılmış toprak işleme sistemlerinin benimsenmesi, toprak yapısını ve organik maddeyi koruyarak ekosistem hizmetlerini geliştirir ve bu da daha yüksek omurgasız popülasyonlarını destekler. Koruyucu toprak işlemeden elde edilen ampirik veriler, mekanik bozulmayı azaltarak yararlı eklem bacaklılarda ve solucanlarda artış olduğunu göstermektedir; meta-analizler, toprak işlemesiz tarlalarda geleneksel sistemlere göre %20-50 daha fazla toprak makrofaunası bolluğu olduğunu ve habitat kararlılığı yoluyla yerel herbisit etkilerini dengelediğini göstermektedir.^[79]^[198] Doğrudan glifosat maruziyeti, nematodlar gibi ayrıştırıcı toplulukları geçici olarak değiştirebilse de, kalıntılar hızla bozulur ve genel toprak sağlığı kalıntı tutma yoluyla iyileşir, toprak işlemesi kaynaklı erozyon olmadan besin döngüsünü destekler.^[199]^[200]

Kral kelebeği (Danaus plexippus) düşüşleri, glifosata toleranslı soya fasulyesi ve mısır genişlemesi için habitat dönüşümüyle (yaygın süt otu (Asclepias syriaca) mevcudiyetini azaltarak) herbisitten kaynaklanan akut toksisiteden daha güçlü bir korelasyon gösterir. Nedensel analizler, tarımsal Midwest manzaralarındaki süt otu kaybının %80’inden fazlasını 1996’dan bu yana ekili alan yoğunlaşmasına bağlamaktadır; burada süt otu baskılanması, larvalara yönelik hedeflenen ölümcüllükten ziyade yüksek verimli sistemlerdeki yabancı ot kontrolünün tesadüfi bir sonucudur. Kışlama habitatı ve hava değişkenliği de katkıda bulunur, ancak üreme alanı arazi kullanımı birincil olmaya devam etmektedir.^[201]^[202]^[203]

Net biyoçeşitlilik sonuçları glifosat destekli sistemleri desteklemektedir, çünkü yüksek verimler gıda üretimi için gereken arazi ayak izini azaltır, genişletilmiş nadas alanlarına ve peyzaj heterojenliğini destekleyen çeşitli rotasyonlara olanak tanır. Glifosatın kaldırılmasını modelleyen projeksiyonlar, alternatiflerden kaynaklanan daha yüksek çevresel herbisit risklerinin yanı sıra ekilebilir bitki çeşitliliğinin azaldığını öngörerek verimlilik odaklı koruma kazanımlarının altını çizer; toprak biyotası, mantar ağlarını bozmadan ayrışmayı hızlandıran kurutulmuş kalıntılara gelişmiş mikrobiyal erişimden daha fazla yararlanır.^[204]^[205]^[101]