Biyologlar - Biyolojiye Gerçekçi Yaklaşım

BİTKİLERDE SU ALINIMI

---

Su bitkileri tüm yüzeyden osmosla su alırken, kara bitkileri kökleriyle su almaktadırlar. Kara bitkilerinde su alınımının nasıl gerçekleştiği bu bölümde izah edilmeye çalışılacaktır.
•Kökler toprak içinde suyun bulunduğu derinliğe ve yöne göre uzama gösterirler. Kök uçları kaliptra sayesinde toprak içinde rahatlıkla ilerleyip ihtiyaca cevap verecek suyu bulmaktadır.
•Kök sisteminde suyun en çok alındığı bölge emici tüylerin bulunduğu kısımdır. Emici tüyler, epiderma hücrelerinin farklılaşarak uzaması sonucu meydana gelmişlerdir.

Emici tüy hücrelerinin sayesinde köklerin toprağa temas yüzeyi en az 10 kat artmış olacaktır (Kocaçalışkan, 2001). Bir emici tüyün uzunluğu birkaç mm, kalınlığı ise 0,01 mm. kadardır.
•Mısır bitkisinde ise mm2’ de 400, bezelyede ise 250 adet tüy sayılmıştır.
•Emici tüylerle birlikte kök uzunluğu kabakta 25 km, buğdayda 67 km, yulafta 82 km.
•Bir çavdar bitkisinin kökünün tamamında 14 milyar emici tüyün varlığı tespit edilmiştir.
•Suyun topraktan alınımı, toprak içinde en küçük zerreler. arasına giren emici tüylerin osmotik
basınç farkı sayesinde toprak suyunu emmeleri ile gerçekleşir. Hücrelere giren bu su moleküllerinin izlediği yol ise şöyledir; tüy ve epiderma hücresinden içeri alınan su korteks tabakasındaki hücrelerden ve hücre arası boşluklarda ilerler.

Su molekülleri boşluk ve hücreleri geçerek endoderma tabakasına gelir. Bu tabakanın hücrelerinin çeperleri aşırı kalın ve ligninleşmiş olduğu için geçirimsizdirler. Ancak aralarında bazı hücreler ligninleşmemiş ve ince çeperli oldukları içn suyu geçirirler ve bunlara geçit hücreleri denir. Geçit hücrelerinden geçen su periskle tabakasını da geçerek ksileme ulaşır. Buradaki trake ve trakeidlere gelen su yukarı doğru çekilerek yapraklara kadar taşınır.
•Suyun hücreden hücreye taşınımına simplastik yol, hücre arası boşluklardan taşınımına ise apoplastik yol adı verilir.
•Emici tüy hücrelerinin çeperleri ince, stoplazmaları boldur. Bir bitkinin su alma kapasitesi birim alandaki emici tüy sayılarıyla ölçülür. Buna kök tüyü indeksi denir. Şöyle formülüze edilebilir:
•
Kök tüyü indeksi = Emici tüy hücresi sayısı

---

x 100
Epidermis hücre sayısı

SU ALINIMI MEKANİZMALARI
•1- Pasif Su Alınımı:
•Osmoz olayına bağlı olarak ve enerji kullanılmaksızın yapılan su alınımıdır. Kök hücreleri osmometre gibi çalışarak topraktaki suyu emerler. Bunun için topraktaki su potansiyelinin köktekinden yüksek olması veya tersi bir ifadeyle kök hücrelerinin OB’ larının toprak çözeltisininkinden yüksek olması gerekir. Bir hücrede OB iki farklı yolla ortaya çıkar:
•a) Hücre suyunun azalması
•b) Hücrede çözünen madde miktarının artması
•Her iki olay, birlikte cereyan ederse OB çok daha hızlı yükselecektir.
•Kök hücrelerinde su alınımında (pasif) en etkili yol birinci yol yani hücre suyunun azalması olayıdır. Çünkü yapraklardan sürekli transpirasyondan dolayı su kaybının doğurduğu emme kuvvetiyle köklerden yukarıya doğru devamlı olarak su çekilecektir. Böylece kök hücrelerinin su kaybıyla OB’ ları artacak ve topraktan su emilimi osmozla devam edecektir. Bu mekanizma adeta bir emme- basma tulumba gibi iş görür. Enerji harcanmadığı için pasif su alınımı denir.

2- Aktif Su Alınımı:
•Kökün direk ve dolaylı olarak enerji kullanmak suretiyle su almasına aktif su alınımı denir. Ancak bitkiler genelde pasif yolla su alırlar. Fakat stomaların kapalı olması, toprakta su potansiyelinin düşük olması veya pasif yolla su alınımının yeterli olmadığı durumlarda aktif mekanizmayla da su alınımına giderler. Aktif su alınımının iki şekli vardır:
•a) Osmotik aktif su alınımı: Toprakta su potansiyeli düşük olduğunda OB yüksektir. Bu durumda osmotik mekanizma bitkinin lehine çalışmaz. Ancak bazı bitkiler (halofitler ve kserofitler) böyle durumlarda topraktan aktif yolla iyon alarak kök hücrelerinin OB’ nı arttırırlar. Böylece osmozla kısmen su almayı başarırlar. İyon alınımı sırasında enerji kullanıldığı için osmotik aktif su alınımı adı verilmiştir. Buna osmoregülasyon (osmotik düzenleme) denir.
•b) Osmotik olmayan aktif su alınımı: Kök hücreleriyle toprak çözeltisi arasındaki OB gradiyentine bağlı olmaksızın gerçekleşen su alınımıdır. Su molekülleri topraktan hücre zarlarındaki taşıyıcı proteinler yardımıyla enerji kullanılarak içeriye alınırlar. Buna aktif transport adı verilir. Bu iş için gerekli enerji kök hücrelerinin solunumuyla sağlanır. Özellikle pasif su alınımının gerçekleşemediği durumlarda aktif su alınımı devreye girerek bitkinin susuz kalması kısmen önlenmiş olur.

Pasif Su Alınımında Etkili Olan Faktörler
•1- Torağın yapısı ve su tutma kapasitesi: Her toprak farklı özellik ve büyüklükte taneciklerden oluştuğu için toprağın su tutma kapasitesi de buna göre değişir. Örneğin balçığı meydana getiren kum partiküllerinin (2- 0, 02 mm), silt partiküllerinin (0, 02- 0, 002 mm) ve kil partiküllerinin (0, 002 < mm) su tutma kapasiteleri birbirinden farklıdır. Ancak birlikte oluşturdukları (balçık) toprakta olumlu bir düzeydedir.
•Toprakta organik madde miktarı su tutma kapasitesinin etkileyen önemli bir faktördür. Bitkinin kökünün hükmettiği toprak ortamına rizosfer denir. Burası organik madde bakımından zengindir. Organik maddeler önce humusa sonrada minarilizasyonla en küçük parçalara ayrışarak kolloidal özellik kazanarak toraktaki katyonları absorbe ederler. Su molekülleri bu katyonlar tarafından bağlandığı için toprağın su tutma kapasitesi artmış olur.
•Yağmur yağmasından sonra suyun topraktaki hareketinin durmasıyla toprakta kalan su miktarına tarla kapasitesi denir. Killi topraklar ve humuslu topraklar kumlu topraklara göre daha çok su tutma kapasitesine sahiptirler. Fakat su potansiyelleri düşüktür. Bitkinin topraktan su alabilmesi için EK’ nın yüksek olması gerekir. Topraktaki su bitkinin solmasına sebep olacak düzeyde ise buna daimi solma noktası adı verilir. Bu durumdaki topraktan bitki su alamaz, bir süre sonra ölür.

2- Toprak çözeltisinin yoğunluğu: Toprak partikülleri arasındaki boşluklarda su ve suda erimiş mineraller ve organik maddeler vardır. Yani toprak bir çözelti ortamıdır. Bitkinin OB’ nın bu çözelti ortamından daha yüksek olması gerekir ki bitki su alabilsin. Bu durum, tuzcul ortamlarda bitkilere göre yüksektir. Ancak halofit bitkilerin OB’ ı ortama göre daha yüksektir. Halofitik ortamlarda glikofit bitkilerin yaşaması mümkün değildir. Halofitik ortamın OB’ ı 10- 15 atm. Halofitik bitkinin ise 20- 25 atm. dir. Hatta çöl bitkilerinde bu değer 100 atm kadardır. Glikofit bitkide OB: 4- 10 atm. OB’ larını değişik ortamlara göre değiştirebilen bitkiler mevcuttur.
•3- Toprağın havalanma durumu: Topraktaki tüm boşlukların tamamen su ile dolması durumunda bitkilerin su alması engellenir. Çünkü kök hücrelerinin oksijen alması engellenmiştir. Özellikle yazın yağışla sel oluşması toprağın hava ile dolu olmasındandır. Su ile dolup havasızlıktan dolayı su alamayan bitkiler fizyolojik kuraklık çekiyor demektir.
•4- Toprak sıcaklığı: Düşük sıcaklık hem su moleküllerinin kinetik enerjilerinin azalmasına hem hücre çeperinin geçirgenliğinin azalmasına neden olur. Dolayısıyla su girişi azalır.
•5- Bitkisel faktörler: Kök yapısı, kök tüyü indeksi, transpirasyon kapasitesi, metabolik olaylar bitkinin su alınımını etkiler.

---