Bitkilerde Sıcaklık Stresi Nedir?

Bitkilerde sıcaklık stresi, bitkinin optimum büyüme aralığının üzerinde (yüksek sıcaklık stresi) veya altında (düşük/soğuk stresi) sıcaklıklara maruz kalması sonucu fizyolojik ve biyokimyasal işlevlerinin bozulması durumudur.

Bu durum, bitkinin türüne, gelişim evresine ve sıcaklık değişiminin süresine bağlı olarak ciddi verim kayıplarına ve hatta ölüme yol açabilir.

1. 🔥 Yüksek Sıcaklık (Isı) Stresi

Yüksek sıcaklık (genellikle 35°C üzeri), bitkiler için en yıkıcı stres türlerinden biridir.

Mekanizması ve Zararları

• Enzim Denatürasyonu: Aşırı ısı, hücre içindeki proteinlerin ve özellikle fotosentez ile solunumda görevli enzimlerin yapısını bozar (denatürasyon). Bu durum, metabolik faaliyetleri durdurur.

• Membran Akışkanlığı: Hücre zarlarının akışkanlığını artırır, bu da zarların işlevini kaybetmesine ve hücreden sızıntıya neden olur.

• Fotosentez İnhibisyonu: Yüksek sıcaklıklar, fotosentez hızını, özellikle de fotosistem II (PSII) aktivitesini ciddi şekilde baskılar. Fotosentez durma noktasına gelebilirken, solunum hızı artmaya devam eder, bu da net karbon kaybına yol açar.

• Su Kaybı: Yüksek transpirasyon (terleme) hızı nedeniyle, bitki hızla su kaybeder ve ikincil olarak kuraklık stresi yaşar.

• Üreme Hasarı: Polen oluşumu ve canlılığı bozulur, döllenme başarısız olur ve çiçek/meyve dökülmesine neden olur.

Bitkinin Tepkisi

• Isı Şoku Proteinleri (HSP'ler): Bitkiler, zararlı sıcaklıklara tepki olarak Isı Şoku Proteinleri (HSP'ler) üretir. Bu proteinler, diğer proteinlerin yapısını korumaya çalışan'yardımcı' (chaperone) görevini üstlenirler.

• Stoma Kapanması: Su kaybını azaltmak için stomalar kapanır, ancak bu, yaprak sıcaklığını daha da artırabilir.

2. ❄️ Düşük Sıcaklık Stresi

Düşük sıcaklık stresi iki kategoriye ayrılır:

A. Soğuk Stresi (Chilling Stress)

• Donma noktasının üzerinde (genellikle 0°C - 15°C) ancak bitkinin optimum sıcaklığının altındaki sıcaklıklardır.

• Etkilenenler: Tropikal ve subtropikal kökenli bitkiler (mısır, pirinç, pamuk, domates, muz).

• Zararları: Hücre zarlarının yapısı değişir (daha katı hale gelir), bu da besin ve su taşınımını bozar. Metabolizma yavaşlar, kloroz (sararma) ve bodurluk görülür.

B. Don Stresi (Freezing Stress)

• Sıcaklığın donma noktasının (0°C) altına düşmesi durumudur.

• Zararları: Hücrelerarası boşluktaki su donarak buz kristalleri oluşturur. Bu, hücre içindeki suyun ozmotik olarak dışarı çekilmesine neden olur, hücreler büzülür ve kurur (dehidrasyon). Buz kristalleri ayrıca mekanik olarak hücre zarlarına ve dokulara fiziksel hasar verir.

Bitkinin Tepkisi

• Antifriz Proteinleri: Bazı bitkiler, hücre dışı sıvının donma noktasını düşürmek için proteinler üretir.

• Şeker ve Prolin Birikimi: Ozmotik dengeyi korumak ve donma hasarını hafifletmek için hücrelerde çözünür şeker ve amino asit (prolin) biriktirilir.

• Zar Değişimi: Soğuğa dayanıklı bitkiler, hücre zarlarında doymamış yağ asitlerinin oranını artırarak zarın esnekliğini korur.

3. 📉 Tarımsal Sonuçları

Sıcaklık stresi, verim kayıplarının en büyük nedenlerinden biridir:

• Verim Kaybı: Özellikle çiçeklenme ve meyve dolum evrelerinde meydana gelen sıcaklık stresi, tohum, meyve ve dane sayısını doğrudan düşürür.

• Kalite Bozukluğu: Yüksek sıcaklıklar meyvelerin renk, tat ve besin değerini olumsuz etkileyebilir.