BÖLÜM 4

BÖLÜM 4

BĠTKĠLERDE SU ALIMI

BĠTKĠLERDE SU (VE SUDA ÇÖZÜNMÜġ MĠNERAL MADDE) ALIMINDA GERÇEKLEġEN OLAYLAR

Bitkilerde su ve suyun içinde çözünmüĢ haldeki mineral maddeler belirli olaylar çerçevesinde bitkiler tarafından alınabilmektedir.

Bu olaylar:

DĠFÜZYON

OZMOZĠS ġĠġME’dir

DĠFÜZYON

Toprakta ya da yetiĢme ortamında bulunan suyun yanı sıra inorganik tuzların katyon (NH₄-_{, K}+ _{vb.) ve} anyonları (NO

3-,

H₂PO₄ vb.) difüzyon olayı ile KÖKTEN bitkiye girmektedir.

Difüzyon; belli bir maddenin (gaz-sıvı-katı) büyük konsantrasyona sahip ortamdan, daha küçük konsantrasyona sahip bir ortama NET GEÇĠġĠ olarak tanımlanmaktadır. Difüzyonun temeli MADDE PARÇACIKLARININ KĠNETĠK ENERJĠLERĠDĠR.

Bitkinin yetiĢtirildiği çevredeki gaz halindeki maddelerin (CO₂, O₂ vb.) bitkinin üst ve alt aksamlarından bitkiye giriĢi difüzyonla olduğu gibi, yine bitkiden gaz formundaki çeĢitli maddelerin (H₂O, CO₂) çevreye verilmeleri de difüzyonla olur.

OZMOZĠS

Seçici geçirgen bir zar ile ayrılmıĢ ortamda SUYUN, su konsantrasyonu fazla olan yerden konsantrasyonu az olan yöne doğru geçiĢidir.

Bu tanımlamaya göre difüzyon ile aynı temel esasların geçerli olduğu OSMOZĠS OLAYI difüzyonun ÖZEL BĠR HALĠ olarak düĢünülebilir.

Difüzyon ile osmozisi birbirinden ayıran en önemli özellik

Bitkilerde osmozis sürekli gerçekleĢen bir olaydır.

Hücre membranları, vakuol membranları, çekirdek membranları, plastid çevresindeki membranlar ile mitokondri çevresindeki membranlar AYRIMLI GEÇĠRGEN ZARLAR olup, su molekülleri bu membranlardan kolayca geçebildiği halde, su içinde çözünmüĢ madde parçacıkları buralardan geçememektedir.

Suyun osmozis olayı ile geçiĢi her iki ortamdaki SU POTANSĠYELĠ eĢit oluncaya, diğer bir ifadeyle DENGEYE ULAġINCAYA KADAR devam eder.

Normal basınç altında tüm çözeltilerdeki su potansiyeli

ARI (SAF) SUYUN

MĠKTARI ARTTIKÇA oluĢan çözeltilerin SU POTANSĠYELLERĠ KÜÇÜLMEKTEDĠR diğer bir ifadeyle OSMOTĠK BASINÇLARI ARTMAKTADIR.

Osmotik Basınç: Gerçek anlamda bir basınç olmayıp,

çözeltideki çözünmüĢ madde miktarını ifade etmede kullanılan terminolojik bir sözcüktür ve negatif (-) bir değer olarak ifade edilir ancak yazımda ve kullanımda çoğu zaman bu negatif iĢareti kullanılmaz.

ARI SUYUN OSMOTĠK BASINCI SIFIR (0) OLARAK KABUL EDĠLMEKTEDĠR ve DOĞADAKĠ TÜM ÇÖZELTĠLERĠN OSMOTĠK BASINCINDAN

YÜKSEKTĠR!.

Turgor Basıncı: Osmozis ya da ĢiĢme sonucu bitki hücrelerinde oluĢan GERÇEK BĠR BASINÇTIR.

Bir bitki hücresi arı su içerisine konulduğunda belirli bir düzeye kadar ĢiĢmekte ve hiçbir zaman hücrede ÇATLAMA görülmemektedir.

Hücre içindeki sıvının osmotik basıncı basıncı yüksek olduğu için ARI SU HÜCRE ĠÇĠNE GĠRMEKTE ve hücre duvarına doğru hücre membranı ĠTĠLMEKTEDĠR.

ĠĢte bu Ģekilde hücre içerisinde oluĢan ve hücre membranını hücre duvarına doğru iten GERÇEK ANLAMDAKĠ BASINCA

TURGOR BASINCI

Turgor basıncı bitkilere direnç ve diklik kazandıran bir güçtür.

SolmuĢ (geçici solma) bir süs bitkisinin nemli bir ortamda yeniden eski canlı görüntüsünü alması TURGOR BASINCI

sayesinde olmaktadır.

Solma gösteren bir bitkide TURGOR BASINCI ÖNEMLĠ ORANDA DÜġER.

ġĠġME

Osmozis gibi ĢiĢme de difüzyonun özel bir Ģekli gibi düĢünülebilir.

ġiĢme; asal olarak ĢiĢen maddenin ve ĢiĢirici çözeltinin

difüzyon basınçları arasındaki fark ile ilgili olarak ortaya çıkmaktadır.

ġiĢen maddenin difüzyon basıncı düĢük olduğu sürece suyun bu maddeye giriĢi sürer ve bu sayede ĢiĢme gerçekleĢir.

ġiĢme için gerekli koĢullar

ġiĢen maddenin içerdiği sıvının difüzyon basıncı (su potansiyeli) ile ĢiĢirici sıvının difüzyon basıncı (su potansiyeli) arasında

FARK

ġiĢen maddenin ĢiĢirici sıvıya karĢı belirli bir

ĠLGĠSĠ

BĠTKĠLERDE SU ABSORBSĠYONU (ALIMI)

Doğal koĢullar altında tüm bitkilerde olduğu gibi SÜS BĠTKĠLERĠ gereksinim duydukları suyun neredeyse tamamına yakın bölümünü

KÖKLERĠ

EN FAZLA SU ABSORPSĠYONU, yani alımı KÖK TÜYÜ

YÖRESĠNDE olmaktadır.

Buna karĢın EN AZ SU ALIMI KÖK BAġLIĞI ve

Süs bitkilerinde su alımı

Pasif absorpsiyon*** Aktif absorpsiyon

Pasif Absorpsiyon:

Metabolik enerjiye gereksinim duyulmadan sadece

OSMOTĠK KURALLARA bağlı olarak suyun bitkilerce alınmasına PASĠF ABSORPSĠYON veya OSMOTĠK ABSORPSĠYON adı verilmektedir.

Pasif absorpsiyon ile su alımında bitki kökünün canlı yada ölü olmasının önemi olmadığı gibi, metabolik enerji de önemli değildir.

Bu alım Ģeklinde su bitki ve kök hücrelerine DĠFÜZYON

Örneğin; kök hücrelerindeki hücre sularının (sıvılarının)

DĠFÜZYON BASINCI FARKI toprak çözeltisinin DĠFÜZYON

BASINCI FARKINDAN

BÜYÜK

(DBF_KH>DBF_TÇ) hücreye giren su çıkan sudan fazla olacaktır.

Hücre suyunda çözünmüĢ katı madde miktarı arttıkça hücre içindeki su potansiyeli oransal olarak düĢer ve sonuçta su alımı FAZLALAġIR.

Hızlı TRANSPĠRASYON (Buhar halinde su kaybı) bitkilerin iletim yapıları içerisinde NEGATĠF (-) BASINCA veya BASINÇ

AZALMASINA yol açar,

Gövdedeki iletim yapılarının içerisinde suyun hızla yukarı çekilmesi ile oluĢan EMME GÜCÜNÜN etkisi köke yansır ve bunun sonucunda

SU

Pasif su alımının bitkinin KÖK ÜSTÜ ORGANLARDAKĠ

ETKĠNLĠĞĠNĠN (yapraklardan, gövdeden transpirasyonla su kaybedilmesi) YÜKSEK veya DÜġÜK oluĢuyla iliĢkili olabileceği unutulmamalıdır.

Aktif Absorpsiyon:

KÖK ETKĠNLĠĞĠ ve METABOLĠK ENERJĠ HARCANARAK

bitkiler tarafından suyun alımına aktif alım veya aktif absorpsiyon denilmektedir.

Pasif absorpsiyondan farklı olarak aktif absorpsiyonda metabolik enerji ve kök etkinliğine gerek vardır.

Aktif alımda da kök üstü organlardaki etkinlik SU ALIMINDA etkili olmaktadır.

Aktif absorpsiyon ile suyun alımında ENERJĠNĠN ROLÜ konusunda

2

Birinci görüĢe göre;

Enerjinin rolü dolaylıdır. Buna göre enerji MĠNERAL MADDELERĠN KÖK HÜCRELEREĠNDE BĠRĠKĠMĠNĠ SAĞLAMAKTA ve buna bağlı olarak oluĢan

DĠFÜZYON BASINCI FARKI ile SU

ALINMAKTADIR.

Ġkinci görüĢe göre;

Difüzyon basıncı farkına KARġIT YÖNDE ENERJĠ HARCANARAK SU ALIMI gerçekleĢtirilmektedir. Enerji burada doğrudan etkili olmaktadır. Bu görüĢe göre su osmotik kurallara uygun olmayan Ģekilde alınmaktadır

SU ALIMINA ETKĠ YAPAN ETMENLER

Çevresel Etmenler

Çevresel Etmenler

1. YetiĢtirme ortamının yarayıĢlı su kapsamı:

Bitkiler TARLA KAPASĠTESĠ civarında su içeren ortamlarda

SUDAN DAHA KOLAY yararlanırlar ve bu nedenle daha

fazla su alabilirler.

Tarla kapasitesinden sürekli solma noktasına doğru gidildikçe SUDAN YARARLANMA ORANI DÜġER.

Bitkinin yetiĢtirildiği ortamın SU KAPSAMI azaldıkça buna

bağlı olarak BĠTKĠ YAPRAKLARININ OSMOTĠK BASINCI ARTAR. Böyle koĢullarda suyun PASĠF ABSORPSĠYONU

2. YetiĢtirme ortamı çözeltisinin tuz konsantrasyonu:

Bitkiler tarafından suyun absorpsiyonu bilindiği gibi kök hücre sularının ve yetiĢme ortamı çözeltisinin DĠFÜZYON BASINCI FARKI’na bağlı olarak gerçekleĢmektedir.

YetiĢtirme ortamı çözeltisinin tuz konsantrasyonu DĠFÜZYON BASINCI FARKINI etkilemesi nedeniyle önemlidir.

Çünkü; tuz (Ca(NO₃)₂, K₂SO₄ vb) konsantrasyonunun artmasıyla yetiĢtirme ortamı çözeltisinin OSMOTĠK BASINCI da artar.

Ortam osmotik basıncının kök hücre suyunun osmotik basıncından yüksek olduğu durumlarda bitkinin suyu absorbe etmesi yerine, bitkiden su dıĢarıya çıkar yani bitki su kaybeder veya su alımı çok güçleĢebilir.

3. YetiĢtirme ortamındaki kök bölgesi sıcaklığı:

Optimal sıcaklıklar dıĢındaki aĢırı düĢük ve yüksek ortam sıcaklıklarında kök ile ilgili çeĢitli olaylar meydana gelir ve bu da SU ALIMINI OLUMSUZ ETKĠLER.

– Kök geliĢiminin gerilemesi

– YetiĢtirme ortamından köke doğru su hareketinin azalması

– Hücre zarlarının ve protoplazmalarının geçirgenliklerinin azalması

– Suyun viskozitesinin (yapıĢkanlığının) ve buhar basıncının artması

Bitkisel Etmenler

1. Kök sisteminin yapısal özellikleri ve ortamdaki yayılıĢı:

Bitkilerde kök sisteminin yapısal özellikleri ve görünüĢlerinin yanı sıra toprakta ya da ortamda dağılıĢının farklı olması su alımında da farklılıklara yol açabilir

2. Kökün büyüme hızı ve mevsimsel iĢlevleri:

Bitki köklerinin hızlı geliĢip, aktif olduğu dönemlerde su alımı daha üst düzeylerde gerçekleĢebilir.

3. Kök tüyü sayısı ve özellikleri:

Kök tüyleri kök bölgesinde hızlı su alımını sağlayan yapılar olması nedeniyle sayıları ve özellikleri su alımını etkileyebilmektedir.