BİTKİ SU İLİŞKİLERİ

Bitkilerin gereksinim duydukları suyu büyük oranda kökleri, kısmen ise toprak üstü organları aracılığıyla aldıklarına daha önce değinilmişti, Bitkiler tarafından suyun ve su ile birlikte besin maddelerinin alınmasında Diffüzyon, Osmoz ve Turgor gibi üç temel olay rol oynamaktadır.

Potansiyel yönden yüksek enerjili bir ortamdan, düşük enerjili ortama doğru olan geçişe Diffüzyon denir. Diffüzyon sırasında yüksek basınçtan, alçak basınca doğru madde parçacıklarının gelişi güzel hareketleri sonucu net bir geçiş meydana gelir. Buradan anlaşılacağı üzere, diffüzyonu oluşturan asal olay, madde parçacıklarının kinetik hareketleridir. Diffüzyonun artmasında sıcaklığın büyük roîü vardır. .Çünkü, ortamda sıcaklık artıkça moleküllerin kinetik enerjisi artmak*tadır. Akış hızına moleküllerin yoğunluğu ve ağırlığı da etkilidir. Bu bakımdan gaz ve sıvı maddelerde diffüzyon, moleküller arasındaki bağın zayıf olması nedeniyle daha kolaylıkla meydana gelir. Buna karşın kati maddelerde diffüzyon yok dene*cek kadar azdır.

Diffüzyon basıncı, iki ortam arasındaki basınç farkıdır. Gazların diffüzyon basıncı yüksek olduğundan, genellikle hava basıncını ölçmeye yarayan baromet-relerdeki çalışma ilkeleri dikkate alınarak, hareket edilir ve diffüzyon ölçüm alet*leri yapılır. İçi cıva dolu bir kılcal boru, açık ucu ava dolu bir kaba batmlsa, boru*daki cıva ancak belli bîr düzeye kadar düşer, borudaki civanın tamamı boşalmaz. Borudaki civanın tamamen boşalmamasina, dış hava ağırlığının, kaptaki cıva yüzeyine yaptığı basınç etkilidir. Deniz seviyesinde cam borudaki civanın yüksek*liği 760 rnm'dir. Bu 1 atmosfer olarak ifade edilir ve bu birim diffüzyon basıncı*nın ölçülmesinde de kullanılır.

Enerji ilişkileri yönünden diffüzyon, sistemin her yanında bağımsız enerji dengesi kuruluncaya kadar, yüksek bağımsız enerjiye sahip noktalardan, düşük bağımsız enerjiye sahip noktalara geçerek olur. Bu durumun, bitki yaşamı
bakımından önemi büyüktür. Çünkü bitki çevresinde bulunan suyun ve suda eri*miş durumda bulunan besin maddelerinin bitki tarafından alınması, hücreden hücreye geçmesi, çoğu kez yukarıdaki kurallara bağlı olarak dîffüzyon yoluyla gerçekleşir. Su ve besin maddeleri (anyon veya katyon olarak) daha çok toprak altı organı olan kökler ve kısmen de olsa toprak üstü organları aracılığıyla alınır. Atmosferdeki su buharı, karbondioksit ve oksijenin bitki tarafından alınması ve verilmesinde, yapraklardaki gözenekler, topraktaki su ve içinde çözünmüş bulunan tuzların alınmasında ise kılcal kökler, dîffüzyon yoluyla bu olayı gerçekleştirir.



Osmozis, bir zarla ayrılmış ortamdan suyun, konsantrasyonunun (erimiş madde miktarının) düşük olduğu yönden, yüksek olduğu yöne doğru geçmesi ola*rak tanımlanır. Bu tanımlamadan sonra ozmozis'in, diffüzyonun özel bir durumu olduğu söylenebilir, Diffüzyonda ortamlar arasında geçişi kontrol edici bir unsur yoktur. Geçiş sadece iki ortam arasındaki basınç farkına göre oluşur. Oysaki osmozis olayında iki ortam arasındaki geçişi kontrol eden ayirımli bir zar (mem*bran) bulunmaktadır. Bitki kılcal köklerinin hücre çeperi, toprak ortamındaki suyun bitki bünyesine alınmasında yarı geçirgen zar (membran) görevini görmek*tedir. Bu olayı şu örnekle açıklayabiliriz. Bir huninin geniş ağızlı kısmına, geçirgen ayirımli bir zar bağlanır (zar hayvan sidikliğinden yapılabilir). Huni içine şeker eriği konur. Sonra huni, içinde saf (arı) su bulunan diğer bir kaba geniş zarlı ağzı suyun içine batacak şekilde daldırılır. Zar, kap içindeki saf suyun daha fazla huni ] içine geçmesine veya hunideki suyun kısmen kaba geçmesine izin verdiği halde, huni İçindeki şekerin saf suya geçmesine izin vermez. Kap içindeki saf suyun kon*santrasyonu, hunideki suyun konsantrasyonundan daha düşük olduğundan bu geçiş meydana gelmektedir. Bu yüzden hunideki eriğin seviyesi yükselir. Kaptaki su, huni içine girdikçe, hunideki şekerli suyun konsantrasyonu giderek seyreltik bir durum alır. İki ortam arasındaki erimiş madde konsantrasyonu eşitleninceye (=basınç farklılığı ortadan kalkıncaya) değin su geçişi devam eder ve bir denge meydana gelir,

Osmozis, bitkilerde sürekli cereyan eden bir olaydır. Hücre, vakuol, çekirdek zarlah, hepsi birer ayirımli zardır. Bu zarlardan su moleküiieri kolayca geçebildiği halde, çözeltideki parçalar geçememektedir. Osmozis olayı cereyan ettiğinde, konsantrasyonu düşük olan (seyreltik) çözeltideki suyun eriyik potan*siyeli, konsantrasyonu yüksek olan (koyu) çözeltideki suyun eriyik potansiyelin*den büyüktür. Su molekülleri dereceli olarak, eriyik potansiyeli büyük olandan küçük olana, doğru geçiş yapar. Bu geçiş, her iki taraftaki eriyik potansiyeli eşitleninceye'kadar devam eder. İki farklı ortamın bulunmasıyla, burada osmotik bir basınç oluşmaktadır. Osmotik basınç bitki su ilişkilerinde çok kullanılan bir sözcüktür. Dışarıdaki suyun bitki tarafından alınması, osmotik basınçla, iç basınç arasındaki fark eşit duruma gelinceye kadar devam eder. Osmotik basınçla, buna zıt yönde etki eden turgor basıncı arasında fark olduğu sürece, bitki tarafından çevredeki su alınır. Suyun alınmasını sağlayan kuvvete "Emme Kuvvet!" adı veri*lir.

Her hücrenin belli bir yoğunluğa kadar osmotik emme gücü vardır. Bu güç sayesinde her hücre belli oranda su çeker. Alınan su, hücre hacminin artmasına, dolayısıyla hücre çeperlerine etki yapan bir basıncın meydana gelmesine neden olur. İşte hücre içinde meydana gelen bu basınca "Turgor Basıncı" denir. Solmuş bir bitki su dolu bir kaba konursa, bünyesine su alarak bir süre sonra gerilmeye başlar. Bitkideki bu tazelik, gerginlik ve diklik turgor basıncından ileri gelir. Bu bit*ki sudan çıkarılırsa, bitkideki su kaybolur ve tekrar solar, büzüşür, dikliğini kay*beder, diğer bir tanımla, bitkide turgor basıncı düşer. Büzüşme hücre öz yoğunluğu, dış yoğunluğa eşit oluncaya kadar devam eder. Hücredeki bu solmaya, yada bozulmaya, "Plazmollz" adı verilir. Bir bitki turgor durumda iken, kesif yoğunluğu olan bir eriyiğe atılırsa veya batmlırsa, hücre suyu, dışarıdaki kesif konsantrasyon tarafından çekilir. Bitkide solma başlar ve plazmoiîz ortaya çıkar. Tersine, solan bir bitki az yoğun bîr ortama konursa, bünyesine su alarak deplazmoliz olayı mey*dana gelir. Hücre eski turgor durumuna döner.
Bitkilerde suyun alınması osmotik bir olaydır. Bitkinin sürekli suyu alması pasif ve aktif kurallara göre olur.

Metabolik enerjiye gereksinim duyulmadan sadece osmotik basınca bağlı kalarak suyun alınmasına "Pasif Absorbsiyon" veya "Pasif Su Alma" denir. Pasif su alımında etkili olan diffüzyon basıncı farkları, terleme ile su kaybının bir sonucu olarak, gövde-kök arasında yaratılır. Böylelikle su, metabolik enerjisine gereksi*nim duyulmadan topraktan köke ve gövdeye alınabilmektedir. Pasif su alma, bitki*lerde veya bitki parçalarında, kökün bulunmaması veya tamamen ölü olması halinde bile cereyan eder. Bir dal, yaprak çeliğinin veya vazodaki çiçeklerin suyu alış şekli, tamamen pasif su alma kurallarına göre olur. Bitki hücrelerine su, osmotik basınç yada eriyik potansiyeli farkı ilkelerine göre girer. Kök hücrelerin-deki suların osmotik basıncı, toprak veya ortam çözeltisindeki osmotik basınçtan büyük olduğu sürece, hücreye giren su, hücreden çıkan sudan daha fazla ola*caktır. Hücre suyunda katı madde kapsamı arttıkça yani protoplazma yoğunlaş*tıkça, başka bir deyişle hücredeki turgor basıncı azaldıkça hücre suyunun basıncı, dolayısıyla basınç farkı artar ve bu yüzden su ahm kapasitesi yükselir.

Bitki yapraklarından fazla miktarda su kaybolması ile gövdedeki iletim boru*ları içinde negatif bir basınç, diğer bir deyişle turgor basıncı oluşur. Yani basınç azaiması meydana gelir ve köklerden yukarıya, yapraklara doğru suyun hızla çekilmesine neden olur ve köklerde bir emme gücü ortaya çıkartır. Bu güç çevre*deki suyu bitki kökleri içine doğru çeker. Bu bakımdan bitkinin yaptığı terleme (transpirasyon) île su alımı arasında olumlu bîr ilişki vardır.
Aktif su alınması, fizyolojik karakterli bir su alımıdır. Kök vitalitesi ile ilgili olup, enerji isteyen bir olay olarak tanımlanır. Suyun bitkiye alınması, pasif su almada olduğu gibi osmotik değildir. Daha çok metabolik enerjiye dayalıdır. Her bitkinin belirli bir su emme enerji kat sayısı bulunmaktadır. Bu serbest enerji katsayısı ile suyun direkt bitkiye pompalanacağı varsayılır. Ancak bu konuda yapılan çalışmalarda metabolik su alımı ile ilişkili açık bir kanıt ortaya konulamamıştır.







Kaynak: Sera Bitkilerinin Sulanması

Prof.Dr. Atila GÜNAY – Doç.Dr. M.Ali UL