Bitkilerde Kuraklık (Su) Stresi Nedir?

BİTKİLERDE SU STRESİ (KURAKLIK STRESİ)

Bitkilerde belirli bir süre içerisinde terlemeyle (transpirasyon) yitirilen suyun, çevreden alınan su miktarından fazla olması durumunda ortaya çıkar. Su miktarı azalan bitkisel dokular arasında suyun alınması için rekabet başlar. Başka bir ifadeyle bitki dokuları arasındaki su dengesi bozulur.

Stres günlük ya da uzun süreli olabilir. Stres durumunda turgor kaybı nedeniyle hücre büyümesi olumsuz olarak etkilendiğinden hücreler küçük kalırlar. Hücre büyümesindeki azalma çeper sentezini de etkiler. Protein ve klorofil olumsuz olarak etkilenirken, tohumların çimlenme yeteneklerini kaybettikleri görülür. Fotosentez ve solunum yavaşlar veya durur. Hücre büyümesindeki gerileme yaprakların küçülmesine ve fotosentez üretiminin daha da azalmasına yol açar. Yeterli miktarda suyun olmaması ksilem ve floemdeki madde iletimini olumsuz olarak etkilediğinden meyvelerin küçük kalmasına, tahıllarda ise tohumların (danelerin) dolgunlaşamamasına ve ürün kalitesinin düşmesine neden olur.

Su stresi bitkilerde enzim aktivitesi ve enzim miktarı üzerine de önemli bir etki yapar. Ayrıca Absisik asit (ABA; bitkisel bir hormon) miktarı yapraklarda 40 kat artarken kök dahil diğer organlarda bu artış daha azdır. Absisik asit stomaların kapanmasını sağlayarak suyun transpirasyonunu (terlemeyle kaybını) önler. Bitkinin tepe organlarında gelişmeyi azaltarak suyun kök sisteminde kullanılmasına, dolayısıyla kökün derinlere doğru inebilmesine ve daha fazla suya ulaşabilmesine imkan sağlar.

Kuraklığa dayanma stratejileri şunlardır:

• a) Kuraklık öncesi hızlı bir olgunlaşma ve yağış sonrası üreme,
• b) Su kaybını derin köklere sahip olarak geciktirme,
• c) Transpirasyona karşı koruma önlemleri veya taze dokularda suyu depo etme,
• d) Dokulardan su kaybına izin verme ve suyun azaldığı durumlarda büyümeye devam etme, şiddetli su kaybında ise var olmaya çalışma.

Kuraklığa bağlı olarak bitkilerde çeşitli adaptasyonlar görülür. Bunlardan bazıları; Tüyler, gerek yapraklarda gerekse bazı gövdelerde en net olarak görülen kurakçıl karakterli oluşumlardır. Tüylerin diğer görevlerini; bitki üzerine gelen ışınları dağıtmak veya topraktan yansıyan ışınları kırmak, sinek, böcek gibi canlıların saldırılarından bitkiyi korumak ve yaprak yüzeyinin serinletilmesine katkıda bulunmak olarak sayabiliriz. Stomaların kapanmasının transpirasyonun azaltılması üzerine önemli bir etkisi vardır ancak, stomaların kısmen kuraklığa dayanıklı bitkilerde daha az dayanıklı bitkilere göre daha hızlı kapandığı bilinmektedir. Stomaların erken kapanmasının, toprağın kurumasına ilişkin bir tepki olduğu, yaprağın transpirasyon hızına bağlı olarak ideal su dengesinin kurulmasına yardımcı olabildiği düşünülmektedir.

Yaprak yüzeyinde mum tabakasının birikmesi ve bunun daha kalın kütikula oluşumuna yol açması epidermisten su kaybını azaltmaktadır. Bu aynı zamanda karbondioksit alımını da düşürmekte fakat yaprak fotosentezini etkilememektedir. Çünkü kütikula altındaki epidermal hücreler fotosentetik değillerdir. Özetle, su stresi altında bitkilerde hayatta kalma ve büyüme stratejileri iki ana grup altında toplanabilir:

a. Morfolojik

b. Fizyolojik

A. MORFOLOJİK STRATEJİLER:

1. Kök sistemlerinin daha derine inmesi veya uzamasında görülen artışlar,
2. Yaprak ve gövde şekillerinde yüzey azaltıcı değişimler,
3. Yaprak alanlarının değişik ölçülerde küçülmesi, parçalanması,
4. Stoma yüzeylerinin korunması amacı ile yaprakların kıvrılması veya yuvarlanması
5. Yaprak ve gövde üzerindeki tüylerin miktarlarındaki değişimler,
6. Epidermis üzerindeki kutiküla ve mum tabakalarının kalınlığındaki artışlar
7. Stomaların daha derine gömülü olması
8. Yaprakların kaybedilmesi
9. Bazı gövdelerin fotosentetik işlev kazanması

B. FİZYOLOJİK STRATEJİLER:

• Stomalar ile ilgili sorumluluklar
• Fotosentez olayı ile ilgili düzenlemeler
• Osmotik ayarlama
• Yapraklarda koruyucu çözeltilerin ortaya çıkışları
• Zardaki protein, yağ ve karbonhidrat miktarındaki değişmeler
• Koruyucu bitki yüzey lipidlerinin artması
• Depo lipidlerinin miktarındaki değişmeler
• Su stresi proteinlerinin varlığı