Tweet
Bitkilerin Besin Maddelerini Alması / GÜBRELEME / SEBZECİLİK
Bitkiler besin maddesini havadan ve topraktan alır. Gündüz solunum sırasında havadan azot, karbondioksit ve duruma bağlı kalarak hidrojen alınır ve oksijen verilir. Gece ise Oksijen alınır ve karbondioksit verilir. Bitkiler topraktan su ve suda erimiş mineral maddeleri alır. Solunum yoluyla alınan maddeler ile topraktan alınan maddeler fotosentez sonucu çıkan maddelerle bileşerek bitki bünyesinde bulunan bir önceki konuda anlatılan çeşitli maddeleri ortaya çıkartır. Bundan sonra konumuz gübreleme olduğundan topraktan veya yapraklardan gübreleme yoluyla verilmiş besin maddelerinin alınmasını inceleyeceğiz. Bitkinin gereksinim duyduğu maddeler hiç şüphesiz bünyesinde bulunan maddelerdir. Bunların bir kısmı fotosentez sonucu oluşurken diğer bir kısmı dışardan alınır. Bitki toprakta bulunan besin maddelerini ya toprağın katı fazında absorbe edilmiş (tutulmuş) halde bulunanlarını yada onların toprak çözeltisinde çözünmüş olanlarını alır. Birçok araştırıcı toprak kolloidlerini bitkilerin doğal besin kaynağı kabul eder. Su doğal bir çözücü olduğundan, toprak içindeki su bu kolloidleri bünyesinde çözerek bir çözelti meydana getirir. Topraktaki bu çözeltiye “toprak çözeltisi” denir. Toprak çözeltisi dışsal ve içsel olmak üzere iki sınıfa ayrılır. İçsel toprak çözeltisi, toprağın katı fazının ince zerrelerinin üstünü kaplayan suyun içinde besin maddelerinin çözünmesiyle meydana gelir. Toprağın katı fazıyla denge sağlayan bir çözeltidir. Dışsal çözelti, toprağın geniş boşluklarında ve kılcal borularında bulunan su (kapillar su) içinde besin maddelerinin çözünmesiyle oluşur. İçsel çözeltiye göre daha seyreltilmiş görünümdedir. Bitkiler tarafından daha kolay alınır (KACAR 1979). Toprak çözeltisi çevre koşullarına ve toprağın yapısına göre farklılık gösterir ve durağan bir özelliği yoktur. Bu oluşuma toprak canlılarının da katkısı vardır. Toprak çözeltisiyle, toprağın katı fazı arasında devamlı bir anyon ve katyon alışverişi meydana gelir. Genelde katı faz, bitki besin maddelerinin ana deposu olduğundan, katı fazdan toprak çözeltisine besin maddeleri transfer olur. Toprağın katı fazında bulunan besin maddeleri miktarına “kapasite etmeni”, toprak çözeltisi içinde bulunan bitki besin maddeleri miktarına “intensite etmeni” denir. Eğer toprak çözeltisinin dengesi bozulacak olursa, toprakta besin maddesi noksanlığı baş gösterir.
Toprak çözeltisindeki besin maddeleri iyonlar halindedir. Bu besin maddeleri toprak içinde ya kök bölgesine taşınır yada kökler bu besin maddelerinin bulunduğu kısmı tespit edip, oraya doğru yönelerek ve büyüyerek ulaşır. Toprakta besin maddelerinin kök bölgesine taşınması “kitle hareketi ve difüzyon yoluyla” meydana gelir. Kitle hareketiyle iyonlar kök bölgesine suyla taşınır. Su toprak içinde iki şekilde hareket edebilir. İlk hareket şekli, köklerin emiş gücüyle toprak suyu çekilmesi, suyun kök bölgesine doğru hareket etmesidir. İkinci şekli ise, sulamadan veya yağışlardan sonra suyun aşağılara doğru sızması (suyun toprakta aşağıya doğru hareketi) veya kapillar borularda yükselerek toprak yüzünden buharlaşmasıyla (suyun yukarıya doğru hareketi) olur. Difüzyon yoluyla besin maddelerinin taşınması daha yavaş ve daha az etkilidir. Difüzyonun toprak içindeki hareket hızı günde 0,5-1 cm kadar olup, taşınma kısa aralıklarla gerçekleşir.
Toprağın katı kısmında tutulmuş bitki besin maddelerinin bitki kökleri etrafına tutunmasında “karbonik asit ve kontak değişim” kuramı geçerlidir.
Karbonik asit kuramında katı kısımda tutunmuş olan besin maddeleri önce toprak çözeltisi içine geçer. Bu kuramın gerçekleşmesi, gerek havadan toprak içine giren ve gerekse bitki köklerinin solunumu sonucu toprak içinde bulunan karbondioksitin (CO2) suyla bileşerek karbonik asitleri meydana getirmesi gerekir.
CO2 + H2O › H2CO3
Daha sonra oluşan karbonik asit iyonlarına ayrılır, hidrojen iyonu ve bikarbonat meydana gelir.
H2CO3 › H+ + HCO-3
Karbonik asidin 1 değerli hidrojen iyonu (H+) ya toprak kil yüzeyinde tutulmuş bulunan 1 değerli sodyum (Na+) ve potasyum (K+) iyonu yada 2 hidrojen iyonu 2 değerli kalsiyum (Ca++) iyonu ile yer değiştirir.
(Kil- + K+) + H+ + HCO-3 › (Kil- + H+) + KHCO3
(Kil- + Ca++) + H+ + HCO-3 › (Kil- + H+ + H+) + Ca(CHO3)2
Kök kenarına gelen KHCO3 veya Ca(HCO3) ün K ve Ca iyonu, kök hücreleri içinde bulunan HCO3 ün H iyonuyla yer değiştirir. Böylece toprakta bulunan K ve Ca bitki kök bölgesine tutunmuş ve bitkideki H toprağa verilmiş olur.
KHCO3 + HCO3 › HCO3 + KHCO3
(toprakta önceki) (bitkide önceki) (toprakta sonraki) (bitkide sonraki)
Toprak içindeki bitkilerin kökleri solunumu sırasında topraktan oksijen (O) alır ve toprağa karbondioksit (CO2) verir. Bitkinin toprağa verdiği karbondioksit (CO2) miktarıyla topraktan aldığı besin maddeleri arasında sıkı bir ilişki bulunmaktadır. Bitki ne kadar fazla karbondioksit verirse, topraktan o kadar besin maddesi alır. Bu yüzden fazla karbondioksit veren bitkilerin katyon değişim yüzdeleri yüksek olmaktadır.
Kontak değişim kuramıyla, topraktaki besin maddelerinin kök yüzeyine tutunmasında besin maddelerinin toprak çözeltisine geçmesine ve toprakta karbondioksit bulunmasına gerek yoktur. Toprak killeri eksi (-) yüke sahip anyonlardır. Bu nedenle toprakta artı (+) yüklü sodyum (Na), potasyum (K), kalsiyum (Ca) ve fosfor gibi (P) bitki besin maddesi olan katyonları tutar. Bu katyonların kil üzerinde tutunma gücü değişik düzeylerde olup, hareketli bir haldedir. Hareket titreşim şeklindedir ve buna “ossilasyon” adı verilir. İki kil üzerindeki iyonlar birbirine yaklaştıklarında titreşimle (ossilasyonla) volümleri birbiri üzerine çakışır ve bu çakışma sırasında iyonlar yer değiştirir. Aynı şekilde ossilasyonla kil üzerindeki iyonlarla, kök içindeki hidrojen iyonu yer değiştirebilir. İşte gerek toprak çözeltisindeki besin maddeleriyle, toprağın katı maddesi kil üzerine tutunmuş olan besin maddeleri, yine iki ayrı kil üzerinde tutunmuş olan besin maddeleri ve gerekse kökle kil arasında ossilasyonla gerçekleşen bu değişime “kontak değişim kuramı” denir.
Toprak çözeltisindeki veya katı fazdaki kil yüzeyine tutunmuş olan besin maddelerinin kök yüzeyine karbonik asit veya kontak değişimle tutunduktan sonra bu anyon ve katyonların bitki içine girişinde “pasif absorbsiyon ve aktif absorbsiyon” adı altında iki ayrı mekanizma vardır.
Pasif absorbsiyonda iyonlar metabolik enerjiye gereksinim duymadan difüzyon, osmosiz ve iyon değişimi gibi fizikokimyasal olaylar meydana gelir. Bu yolla kökler daha çok katyonları, daha az olarak anyonları alır. Bitki bir tuz çözeltisi içine konursa, bu tuz çözeltisinden belli miktarda iyonu bünyesine alabilir. Aynı bitki tuz çözeltisinden çıkarılıp, kökleri yıkanıp, bu sefer saf su içine konursa bitki daha önce aldığı iyonların bir kısmını saf su içine verir. Bitkiyle, gerek tuzlu su ve gerekse saf su arasında bağımsız bir difüzyon olayı gerçekleşir. Bu karşılıklı yönde meydana gelen değişimde, iyonların bitki kökünün dış hücrelerine girip çıktığı kısma “Dış Yöre (DY)” veya “Bağımsız Yöre” adı verilir. Başlangıçta, bitki kökü hücrelerindeki dış yörenin büyüklüğü tam saptanamamıştır. Bu bölge, hücre duvarları olabildiği gibi, sitoplazmanın bir bölümünü de kapsayabileceği yorumu yapılmıştır. Daha sonraki araştırmalarda dıştaki toprak çözeltisiyle, dış yöre arasında denge oluştuğu zaman (madde alış verişi durduğunda, yani iki tarafta da konsantrasyon basıncı eşit olduğunda), dış yöredeki iyon konsantrasyonunun dış çözeltinin birim hacimdeki iyon miktarına bölünmesiyle, dış yöre alanının hesaplanacağı anlaşılmıştır. Bu durumda dış yöreye yeni bir tanım getirilerek “Zahiri Bağımsız Yöre (ZBY)” deyimi kullanılmaya başlamıştır. Bölgenin hesaplanmasında aşağıdaki formül devreye girer.
(DY deki iyon konsantrasyonu µmol/gr ağırlık)
ZBY = ___________________________________________ = ml/g
(Toprak çözeltisindeki iyon konsantrasyonu µmol/ml)
Hesaplama yoluyla bulunan bölgenin köklerde 0,10-0,15 ml/gr taze ağırlık olacağı saptanmıştır. Bu konudaki çalışmalar ilerlediğinde, zahiri bağımsız yörenin iki ayrı yöreden oluştuğu tespit edilmiş ve bunlardan daha fazla yer kaplayanına “Su Bağımsız Yöresi (SBY)” ve daha az yer kaplayanına “Donan Bağımsız Yöresi (DBY)” denmiştir.
Aktif absorbsiyonla besin maddelerinin alınmasında bitki belirli bir enerji harcar. Aktif absorbsiyon, pasif absorbsiyonun yapılamadığı, topraktaki düşük sıcaklık, oksijen yetersizliği ve metabolik aktiviteyi gerektiren, bitkinin enerjisini düşüren inhibitörlerin (engelleyicilerin) devreye girmesi, iyon alınmasının durması gibi hallerde meydana gelir.
Pasif absorbsiyonla kökün zahiri dış yöresine alınan iyonlar aktif absorbsiyonla ve özel taşıyıcılarla bitkinin iç yöresine taşınır. Zahiri bağımsız yöre dikkate alındığında, iyonlar difüzyonla sitoplazmanın dış bölümüne serbestçe girip çıkabilmekte, ancak iç yöreye girip çıkamamaktadır. Bu durum, kökün dış yöresiyle iç yöresi arasında iyonların bağımsız geçişine izin vermeyen bir engel çıktığını göstermektedir. Bu suretle bitki istediği maddeleri topraktan almakta ve istemediklerini almamaktadır. Kökün dış yöresindeki besin maddeleri (iyonlar) ancak özel taşıyıcılarla birleşerek bu geçirgen olmayan kısımdan geçerek bitkinin iç kısımlarına ulaşmaktadır. İyonların geçmesine yardımcı olan bu taşıyıcılara “Taşıyıcı iyon kompleksi” adı verilir. İyonların, geçirgen olmayan bölgeden geçmeleri, iyon taşıyıcılarıyla bir ortaklık oluşturarak mümkün olur. Konuyu daha açmak gerekirse, topraktan kökün dış yüzeyine karbonik asit veya kontak değişimle tutunan bir potasyum (KHCO3) iyonu, pasif absorbsiyonla (difüzyonla) serbestçe dış yöreye girmekte, geçirimsiz bölgeden iç yöresine geçebilmesi için, bitki içindeki iyon taşıyıcısı (R) ile birleşerek (KR) kompleksini oluşturması gerekmektedir. Bu sırada açığa hidrojen (H) iyonu ve karbondioksit (CO2) çıkmaktadır (KHCO3 teki K iyonu R ile birleşir KR olur, HCO3 parçalanır ve H ve CO2 meydana gelir). KR kompleksi geçirimsiz bölgeden iç yöreye geçer. İç yörede KR kompleksi parçalanır ve K iyonu ile R taşıyıcısı birbirinden ayrılır. Bu işlem tek yönlü çalışır. K iyonu artık dışarı çıkamaz. R taşıyıcı iyonu (R) iç yöredeki (H) iyonunu alarak tekrar dış yöreye çıkar. Bu olaylar sırasında bir enerji harcaması da meydana gelir. Yukarıda da belirttiğimiz gibi bu olayla bitkiler istedikleri maddeleri alır istemediklerini almaz. Bu bitkilerin bir iç hali olduğundan, değişik bitkilerde değişik taşıyıcılar bulunur ve her bitkinin topraktan alacağı maddeler birbirinden farklılaşır. Yapılan araştırmalarda iyonların, iyon taşıyıcısıyla (R) kompleks oluşturmasında bir rekabet bulunmaktadır. Potasyumla (K) sezyum (Cs), kalsiyumla (Ca) baryum (Ba), bromla (Br) klor (Cl) arasında bu tür iletişim olduğu saptanmıştır.
Bitkilerin besin maddelerini almasında çevre koşullarının etkisi bulunmaktadır. İklim faktörleri konusunda belirtilen faktörlerin her birisinin bitki yaşamına etkisi bulunduğundan, bu faktörler topraktan besin maddelerinin alınmasında etkili olur. Ancak bunlardan sıcaklık ve ışık bu yönde en etkili rolü oynar. Işık ve sıcaklık birinci derecede foto sentezi kamçılar. Fotosentez artınca bitkinin osmotik basıncı artar ve kinetik enerjisi yükselir. Bu köklerin su çekim ve su alınma gücünü arttırır. Bitki topraktaki suyu kendisine çekerken besin maddelerini de çeker. Kök yanına gelen besin maddeleri kökle temas ederek kök yüzeyinde tutunur ve dış yöresine difüzyonla girer. Enerjisi yüksek hücreler iyon taşıyıcılarıyla iyonları kolaylıkla birleştirir ve besin maddelerini bitki içine taşır. Bunun yanında sıcaklık toprak sıcaklığını arttırır. Sıcak toprakta iyon hareketleri hızlanır ve difüzyon artar. Çevre koşulları içinde toprakların sıcaklığı, havalanabilir olması, su kapasitelerinin etken olacağı baştan beri anlatılan olaylarda zaten ortaya çıkmaktadır. Bu arada, üzerinde fazla durmamız gereken bir konu, ortam pH'ıdır. Ortam pH'ı düşer ve ortam asit reaksiyon kazanırsa, bu ortamdaki katyon alımını azaltmakta, anyon alımını arttırmaktadır. Çünkü ortamda fazla miktarda bulunan H iyonu, besin iyonlarının taşıyıcıyla birleşmesini engellemektedir. Ortam pH'ı yükselirse, bu durumda ortamda hidroksil ve bikarbonat iyonları artmakta ve bu sefer bunlar taşıyıcıyla bileşerek, besin maddesi iyonlarının taşıyıcıyla birleşmesini engellemektedir.
Kaynak: Genel Sebzecilik Kitabı Prof. Dr. Atila Günay
Bitkiler besin maddesini havadan ve topraktan alır. Gündüz solunum sırasında havadan azot, karbondioksit ve duruma bağlı kalarak hidrojen alınır ve oksijen verilir. Gece ise Oksijen alınır ve karbondioksit verilir. Bitkiler topraktan su ve suda erimiş mineral maddeleri alır. Solunum yoluyla alınan maddeler ile topraktan alınan maddeler fotosentez sonucu çıkan maddelerle bileşerek bitki bünyesinde bulunan bir önceki konuda anlatılan çeşitli maddeleri ortaya çıkartır. Bundan sonra konumuz gübreleme olduğundan topraktan veya yapraklardan gübreleme yoluyla verilmiş besin maddelerinin alınmasını inceleyeceğiz. Bitkinin gereksinim duyduğu maddeler hiç şüphesiz bünyesinde bulunan maddelerdir. Bunların bir kısmı fotosentez sonucu oluşurken diğer bir kısmı dışardan alınır. Bitki toprakta bulunan besin maddelerini ya toprağın katı fazında absorbe edilmiş (tutulmuş) halde bulunanlarını yada onların toprak çözeltisinde çözünmüş olanlarını alır. Birçok araştırıcı toprak kolloidlerini bitkilerin doğal besin kaynağı kabul eder. Su doğal bir çözücü olduğundan, toprak içindeki su bu kolloidleri bünyesinde çözerek bir çözelti meydana getirir. Topraktaki bu çözeltiye “toprak çözeltisi” denir. Toprak çözeltisi dışsal ve içsel olmak üzere iki sınıfa ayrılır. İçsel toprak çözeltisi, toprağın katı fazının ince zerrelerinin üstünü kaplayan suyun içinde besin maddelerinin çözünmesiyle meydana gelir. Toprağın katı fazıyla denge sağlayan bir çözeltidir. Dışsal çözelti, toprağın geniş boşluklarında ve kılcal borularında bulunan su (kapillar su) içinde besin maddelerinin çözünmesiyle oluşur. İçsel çözeltiye göre daha seyreltilmiş görünümdedir. Bitkiler tarafından daha kolay alınır (KACAR 1979). Toprak çözeltisi çevre koşullarına ve toprağın yapısına göre farklılık gösterir ve durağan bir özelliği yoktur. Bu oluşuma toprak canlılarının da katkısı vardır. Toprak çözeltisiyle, toprağın katı fazı arasında devamlı bir anyon ve katyon alışverişi meydana gelir. Genelde katı faz, bitki besin maddelerinin ana deposu olduğundan, katı fazdan toprak çözeltisine besin maddeleri transfer olur. Toprağın katı fazında bulunan besin maddeleri miktarına “kapasite etmeni”, toprak çözeltisi içinde bulunan bitki besin maddeleri miktarına “intensite etmeni” denir. Eğer toprak çözeltisinin dengesi bozulacak olursa, toprakta besin maddesi noksanlığı baş gösterir.
Toprak çözeltisindeki besin maddeleri iyonlar halindedir. Bu besin maddeleri toprak içinde ya kök bölgesine taşınır yada kökler bu besin maddelerinin bulunduğu kısmı tespit edip, oraya doğru yönelerek ve büyüyerek ulaşır. Toprakta besin maddelerinin kök bölgesine taşınması “kitle hareketi ve difüzyon yoluyla” meydana gelir. Kitle hareketiyle iyonlar kök bölgesine suyla taşınır. Su toprak içinde iki şekilde hareket edebilir. İlk hareket şekli, köklerin emiş gücüyle toprak suyu çekilmesi, suyun kök bölgesine doğru hareket etmesidir. İkinci şekli ise, sulamadan veya yağışlardan sonra suyun aşağılara doğru sızması (suyun toprakta aşağıya doğru hareketi) veya kapillar borularda yükselerek toprak yüzünden buharlaşmasıyla (suyun yukarıya doğru hareketi) olur. Difüzyon yoluyla besin maddelerinin taşınması daha yavaş ve daha az etkilidir. Difüzyonun toprak içindeki hareket hızı günde 0,5-1 cm kadar olup, taşınma kısa aralıklarla gerçekleşir.
Toprağın katı kısmında tutulmuş bitki besin maddelerinin bitki kökleri etrafına tutunmasında “karbonik asit ve kontak değişim” kuramı geçerlidir.
Karbonik asit kuramında katı kısımda tutunmuş olan besin maddeleri önce toprak çözeltisi içine geçer. Bu kuramın gerçekleşmesi, gerek havadan toprak içine giren ve gerekse bitki köklerinin solunumu sonucu toprak içinde bulunan karbondioksitin (CO2) suyla bileşerek karbonik asitleri meydana getirmesi gerekir.
CO2 + H2O › H2CO3
Daha sonra oluşan karbonik asit iyonlarına ayrılır, hidrojen iyonu ve bikarbonat meydana gelir.
H2CO3 › H+ + HCO-3
Karbonik asidin 1 değerli hidrojen iyonu (H+) ya toprak kil yüzeyinde tutulmuş bulunan 1 değerli sodyum (Na+) ve potasyum (K+) iyonu yada 2 hidrojen iyonu 2 değerli kalsiyum (Ca++) iyonu ile yer değiştirir.
(Kil- + K+) + H+ + HCO-3 › (Kil- + H+) + KHCO3
(Kil- + Ca++) + H+ + HCO-3 › (Kil- + H+ + H+) + Ca(CHO3)2
Kök kenarına gelen KHCO3 veya Ca(HCO3) ün K ve Ca iyonu, kök hücreleri içinde bulunan HCO3 ün H iyonuyla yer değiştirir. Böylece toprakta bulunan K ve Ca bitki kök bölgesine tutunmuş ve bitkideki H toprağa verilmiş olur.
KHCO3 + HCO3 › HCO3 + KHCO3
(toprakta önceki) (bitkide önceki) (toprakta sonraki) (bitkide sonraki)
Toprak içindeki bitkilerin kökleri solunumu sırasında topraktan oksijen (O) alır ve toprağa karbondioksit (CO2) verir. Bitkinin toprağa verdiği karbondioksit (CO2) miktarıyla topraktan aldığı besin maddeleri arasında sıkı bir ilişki bulunmaktadır. Bitki ne kadar fazla karbondioksit verirse, topraktan o kadar besin maddesi alır. Bu yüzden fazla karbondioksit veren bitkilerin katyon değişim yüzdeleri yüksek olmaktadır.
Kontak değişim kuramıyla, topraktaki besin maddelerinin kök yüzeyine tutunmasında besin maddelerinin toprak çözeltisine geçmesine ve toprakta karbondioksit bulunmasına gerek yoktur. Toprak killeri eksi (-) yüke sahip anyonlardır. Bu nedenle toprakta artı (+) yüklü sodyum (Na), potasyum (K), kalsiyum (Ca) ve fosfor gibi (P) bitki besin maddesi olan katyonları tutar. Bu katyonların kil üzerinde tutunma gücü değişik düzeylerde olup, hareketli bir haldedir. Hareket titreşim şeklindedir ve buna “ossilasyon” adı verilir. İki kil üzerindeki iyonlar birbirine yaklaştıklarında titreşimle (ossilasyonla) volümleri birbiri üzerine çakışır ve bu çakışma sırasında iyonlar yer değiştirir. Aynı şekilde ossilasyonla kil üzerindeki iyonlarla, kök içindeki hidrojen iyonu yer değiştirebilir. İşte gerek toprak çözeltisindeki besin maddeleriyle, toprağın katı maddesi kil üzerine tutunmuş olan besin maddeleri, yine iki ayrı kil üzerinde tutunmuş olan besin maddeleri ve gerekse kökle kil arasında ossilasyonla gerçekleşen bu değişime “kontak değişim kuramı” denir.
Toprak çözeltisindeki veya katı fazdaki kil yüzeyine tutunmuş olan besin maddelerinin kök yüzeyine karbonik asit veya kontak değişimle tutunduktan sonra bu anyon ve katyonların bitki içine girişinde “pasif absorbsiyon ve aktif absorbsiyon” adı altında iki ayrı mekanizma vardır.
Pasif absorbsiyonda iyonlar metabolik enerjiye gereksinim duymadan difüzyon, osmosiz ve iyon değişimi gibi fizikokimyasal olaylar meydana gelir. Bu yolla kökler daha çok katyonları, daha az olarak anyonları alır. Bitki bir tuz çözeltisi içine konursa, bu tuz çözeltisinden belli miktarda iyonu bünyesine alabilir. Aynı bitki tuz çözeltisinden çıkarılıp, kökleri yıkanıp, bu sefer saf su içine konursa bitki daha önce aldığı iyonların bir kısmını saf su içine verir. Bitkiyle, gerek tuzlu su ve gerekse saf su arasında bağımsız bir difüzyon olayı gerçekleşir. Bu karşılıklı yönde meydana gelen değişimde, iyonların bitki kökünün dış hücrelerine girip çıktığı kısma “Dış Yöre (DY)” veya “Bağımsız Yöre” adı verilir. Başlangıçta, bitki kökü hücrelerindeki dış yörenin büyüklüğü tam saptanamamıştır. Bu bölge, hücre duvarları olabildiği gibi, sitoplazmanın bir bölümünü de kapsayabileceği yorumu yapılmıştır. Daha sonraki araştırmalarda dıştaki toprak çözeltisiyle, dış yöre arasında denge oluştuğu zaman (madde alış verişi durduğunda, yani iki tarafta da konsantrasyon basıncı eşit olduğunda), dış yöredeki iyon konsantrasyonunun dış çözeltinin birim hacimdeki iyon miktarına bölünmesiyle, dış yöre alanının hesaplanacağı anlaşılmıştır. Bu durumda dış yöreye yeni bir tanım getirilerek “Zahiri Bağımsız Yöre (ZBY)” deyimi kullanılmaya başlamıştır. Bölgenin hesaplanmasında aşağıdaki formül devreye girer.
(DY deki iyon konsantrasyonu µmol/gr ağırlık)
ZBY = ___________________________________________ = ml/g
(Toprak çözeltisindeki iyon konsantrasyonu µmol/ml)
Hesaplama yoluyla bulunan bölgenin köklerde 0,10-0,15 ml/gr taze ağırlık olacağı saptanmıştır. Bu konudaki çalışmalar ilerlediğinde, zahiri bağımsız yörenin iki ayrı yöreden oluştuğu tespit edilmiş ve bunlardan daha fazla yer kaplayanına “Su Bağımsız Yöresi (SBY)” ve daha az yer kaplayanına “Donan Bağımsız Yöresi (DBY)” denmiştir.
Aktif absorbsiyonla besin maddelerinin alınmasında bitki belirli bir enerji harcar. Aktif absorbsiyon, pasif absorbsiyonun yapılamadığı, topraktaki düşük sıcaklık, oksijen yetersizliği ve metabolik aktiviteyi gerektiren, bitkinin enerjisini düşüren inhibitörlerin (engelleyicilerin) devreye girmesi, iyon alınmasının durması gibi hallerde meydana gelir.
Pasif absorbsiyonla kökün zahiri dış yöresine alınan iyonlar aktif absorbsiyonla ve özel taşıyıcılarla bitkinin iç yöresine taşınır. Zahiri bağımsız yöre dikkate alındığında, iyonlar difüzyonla sitoplazmanın dış bölümüne serbestçe girip çıkabilmekte, ancak iç yöreye girip çıkamamaktadır. Bu durum, kökün dış yöresiyle iç yöresi arasında iyonların bağımsız geçişine izin vermeyen bir engel çıktığını göstermektedir. Bu suretle bitki istediği maddeleri topraktan almakta ve istemediklerini almamaktadır. Kökün dış yöresindeki besin maddeleri (iyonlar) ancak özel taşıyıcılarla birleşerek bu geçirgen olmayan kısımdan geçerek bitkinin iç kısımlarına ulaşmaktadır. İyonların geçmesine yardımcı olan bu taşıyıcılara “Taşıyıcı iyon kompleksi” adı verilir. İyonların, geçirgen olmayan bölgeden geçmeleri, iyon taşıyıcılarıyla bir ortaklık oluşturarak mümkün olur. Konuyu daha açmak gerekirse, topraktan kökün dış yüzeyine karbonik asit veya kontak değişimle tutunan bir potasyum (KHCO3) iyonu, pasif absorbsiyonla (difüzyonla) serbestçe dış yöreye girmekte, geçirimsiz bölgeden iç yöresine geçebilmesi için, bitki içindeki iyon taşıyıcısı (R) ile birleşerek (KR) kompleksini oluşturması gerekmektedir. Bu sırada açığa hidrojen (H) iyonu ve karbondioksit (CO2) çıkmaktadır (KHCO3 teki K iyonu R ile birleşir KR olur, HCO3 parçalanır ve H ve CO2 meydana gelir). KR kompleksi geçirimsiz bölgeden iç yöreye geçer. İç yörede KR kompleksi parçalanır ve K iyonu ile R taşıyıcısı birbirinden ayrılır. Bu işlem tek yönlü çalışır. K iyonu artık dışarı çıkamaz. R taşıyıcı iyonu (R) iç yöredeki (H) iyonunu alarak tekrar dış yöreye çıkar. Bu olaylar sırasında bir enerji harcaması da meydana gelir. Yukarıda da belirttiğimiz gibi bu olayla bitkiler istedikleri maddeleri alır istemediklerini almaz. Bu bitkilerin bir iç hali olduğundan, değişik bitkilerde değişik taşıyıcılar bulunur ve her bitkinin topraktan alacağı maddeler birbirinden farklılaşır. Yapılan araştırmalarda iyonların, iyon taşıyıcısıyla (R) kompleks oluşturmasında bir rekabet bulunmaktadır. Potasyumla (K) sezyum (Cs), kalsiyumla (Ca) baryum (Ba), bromla (Br) klor (Cl) arasında bu tür iletişim olduğu saptanmıştır.
Bitkilerin besin maddelerini almasında çevre koşullarının etkisi bulunmaktadır. İklim faktörleri konusunda belirtilen faktörlerin her birisinin bitki yaşamına etkisi bulunduğundan, bu faktörler topraktan besin maddelerinin alınmasında etkili olur. Ancak bunlardan sıcaklık ve ışık bu yönde en etkili rolü oynar. Işık ve sıcaklık birinci derecede foto sentezi kamçılar. Fotosentez artınca bitkinin osmotik basıncı artar ve kinetik enerjisi yükselir. Bu köklerin su çekim ve su alınma gücünü arttırır. Bitki topraktaki suyu kendisine çekerken besin maddelerini de çeker. Kök yanına gelen besin maddeleri kökle temas ederek kök yüzeyinde tutunur ve dış yöresine difüzyonla girer. Enerjisi yüksek hücreler iyon taşıyıcılarıyla iyonları kolaylıkla birleştirir ve besin maddelerini bitki içine taşır. Bunun yanında sıcaklık toprak sıcaklığını arttırır. Sıcak toprakta iyon hareketleri hızlanır ve difüzyon artar. Çevre koşulları içinde toprakların sıcaklığı, havalanabilir olması, su kapasitelerinin etken olacağı baştan beri anlatılan olaylarda zaten ortaya çıkmaktadır. Bu arada, üzerinde fazla durmamız gereken bir konu, ortam pH'ıdır. Ortam pH'ı düşer ve ortam asit reaksiyon kazanırsa, bu ortamdaki katyon alımını azaltmakta, anyon alımını arttırmaktadır. Çünkü ortamda fazla miktarda bulunan H iyonu, besin iyonlarının taşıyıcıyla birleşmesini engellemektedir. Ortam pH'ı yükselirse, bu durumda ortamda hidroksil ve bikarbonat iyonları artmakta ve bu sefer bunlar taşıyıcıyla bileşerek, besin maddesi iyonlarının taşıyıcıyla birleşmesini engellemektedir.
Kaynak: Genel Sebzecilik Kitabı Prof. Dr. Atila Günay