MAKALELER / TARIMDA IŞIĞIN ÖNEMİ - hammaddeler ansiklopedisi
Işığın Bitki Büyümesi ve Gelişmesine Etkisi / Işık / İklim / EKOLOJİK FAKTÖRLER / SEBZECİLİK
Işığın tohumların çimlenmesinden başlayarak, bitkilerin ölümüne kadar geçen devresinde ki bütün hayat olaylarında etkisi büyüktür. Bu etkileri ana başlıklarıyla aşağıdaki şekilde işleyebiliriz.
a. Vejetatif ve generatif organ oluşumu
b. Topraktan besin maddelerinin (iyonların) alınması
c. Fototsentez olayının cereyan etmesi
d. İçsel maddelerin taşınması ve depolanması
e. Kök, yaprak, dal ve gövde gibi organların hareketleri
f. Stomaların açılması ve kapanması, solunum, transprasyon gibi hayatsal olayların cereyan etmesi
Bu olaylara genel bir şekilde baktığımızda ışığın, bitkinin morfolojisi, biyolojisi ve fizyolojisi üzerine etkisi olduğunu saptarız. Bitkiler büyüme ve gelişmeleri sırasında bazı safhalardan geçmektedir. Bir örnek verecek olursak, tohumun çimlenmesi, yaprak, gövde, tomurcuk, sürgün ve dal gibi organlarını oluşturduğu vejetatif safhayı birinci, tomurcuk, çiçek ve meyve gibi organlarını oluşturduğu generatif safhayı ikinci safha olarak gösterebiliriz. Eğer dış çevre koşulları istenen düzeyde değilse bu safhaların oluşmadığı ve bitkinin içinde olduğu safhada kaldığını gözleriz. Işık şiddeti ve süresinin azalması ve çoğalması bitkileri etkileyerek bir safhadan diğer safhaya geçmeyi temin eder. Tohumdaki minyatür vejetatif sürgünü incelediğimizde onun kökçük, gövde ve bir sürgün ucundan ibaret olduğunu saptarız. Toprakta tohumun çimlenmeye başlamasıyla, tohumdaki kökçük büyümeye başlar. Tohumu delerek dışarı çıkar. Daha sonra minyatür gövdenin ucundaki sürgünde büyüme konisi gelişerek kotiledon yapraklarla birlikte toprak yüzüne çıkar. Kotiledon yapraktaki sürgün ucu büyümesine devam ederek gövde, yaprak ve dalları oluşturarak vejetatif organlar meydana gelir. Bitkinin vejetatif safhadan, generetaif safhaya geçmesi için bitki bünyesindeki hormonların değişmesi ve çiçek tomurcuklarını oluşturacak şekle dönüşmesi gerekir. İşte bu değişimin oluşması ışık ve sıcaklık gibi dış çevre koşullarının etkisi altında meydana gelmektedir. Bu etki altında dal, yaprak meydana getiren vejetatif büyüme konisi meristem hücreleri içindeki hormonal maddeler değişir ve hücreler bir değişim (başkalaşım) geçirerek, vejetatif çiçek organlarının oluşumu meydana gelir. Bitkilerde başkalaşımı meydana getirecek hormonal maddelerin oluşmasına ışık şiddeti ve süresi etkili olur. Bunu bir örnekle açıklarsak: Bazı bitkiler kısa, bazıları uzun ve bazıları da nötr gün uzunluğunda bu hormonal etkiyi ortaya çıkartır. Bu bakımdan biz bitkileri kısa, uzun ve nötr bitkiler olarak gruplarız. Vejetatif safhadan, generatif safhaya geçmek için bir gün içinde 12 saatten fazla ışık süresi isteyen bitkilere uzun gün bitkisi, 12 saatten az ışık süresi isteyenlere kısa gün bitkisi adını veririz. Işık süresinden etkilenmeden bir devreden diğerine geçenleri de nötr bitki grubuna sokarız. İşte başkalaşım için bitkilerin gösterdiği bu tepkiye “FOTOPERODİZM” denir. Sebzeler içinde uzun gün bitkisi grubuna ıspanak, kıvırcık, marul, bamya ve bezelye, kısa gün bitkisi grubuna soya fasulyesi, fasulye, bazı ıspanak çeşitleri girer. Domates, biber ve patlıcan da gün uzunluğundan etkilenmeyen nötr bitkilerdir.
Gün uzunluğu seksüel gelişme üzerine oynadığı rolle, bitkilerin verim verme yetenekleri üzerine etki yapar. Ispanak, kıvırcık salata ve marul gibi bitkilerde vejetatif safhadan, generetatif safhaya geçiş arzulanmayan bir olaydır. Bu değişim meydana geldiğinde, bu sebzelerin pazar satış değerleri düşer ve neredeyse satılamaz hale gelir. Sonbahar yetiştiriciliğinde uzun günden kısa güne doğru bir gidiş olduğundan çiçeklenme olayı meydana gelmez. İlkbahar yetiştiriciliğinde kısa günden uzun güne doğru gidildiğinden çiçeklenme meydana gelir ve bu dönemde tarlada duruma göre fazla sayıda çiçek açan bitki ile karşılaşmak mümkün olur. İşte bu olay yetiştirici açısından istenmeyen ve kazancı engelleyen bir durumdur.
Topraktan besin maddelerinin alınması ve fotosentez olayı bitkinin beslenmesiyle ilgili olup, bir arada incelenmesi gerekir. Bitkilerde fotosentez olayının meydana gelmesinde en önemli rolü pigmentler oynar. Bu pigmentlere foto sentetik pigment denir. Pigmentler ışık enerjisini kimyasal enerjiye dönüştüren asal ünitelerdir. Fotosentezi yapan en aktif pigment klorofildir. Bitkilerin mezofil hücrelerinde klorofil pigmenti bulunur. Bu yüzden fotosentez en fazla klorofil bulunan yapraklarda meydana gelir. Klorofil a, b, c, d ile bakteriyoklorofil a ve b, klorobiyumklorofilden oluşur. Bitkilerde en fazla klorofil a ve b bulunur. Molekül yapısı bakımından a ve b klorofil arasında fazla bir fark bulunmaz. Buna karşın belirli bir ışık absorbsiyon (emme) farkı gösterir. Pigment b mavi ışığı (410-430 nm), pigment a kırmızı ışığı (641-683) en iyi absorbe eder. Absorbsiyonda klorofil a’nın iki tipi olduğu saptanmıştır. Bunlar klorofil-a 673 ve klorofil-a 683’tür. Son yapılan çalışmalarda pigment-a 700 adı verilen bir tip daha tespit edilmiştir. Işık önce kısa dalga boyuna sahip pigmentlerce absorbe edilir, daha sonra devreye uzun dalga boyundaki pigmentler girer. Klorofil-a 700 bir tepkime merkezi olarak görev üstlenir. Klorofillerce absorbe edilen ve birbirine aktarılan ışık enerjisi, yine pigmentlerce fotosentez enerjisine dönüştürülür ve bileşiklere aktarılır. Klorofil pigmentleri ayrıca fotosentezin oluşumunda katalizör görevi yapar. Klorofilin absorbe ettiği enerjinin bir kısmı yüzeyde lokalize olmuş özel dönüştürücü bir merkeze göç eder. Burada solunum yoluyla alınan karbondioksit, karbondioksit redüksiyonuna etkin akseptörler tarafından reaksiyona alınır. Kök tarafından alınan ve yaprak hücrelerine kadar gelen suyu parçalayarak hidroksil (OH)ve oksijene (O2) ayırır. ATP (adenosin trifosfat) teşkil edilerek serbest enerji ortaya çıkar. Reaksiyon sırasında serbest kalan oksijen, bitki solunumuyla dışarı atılır. Aşağıdaki fotosentezin kimyasal reaksiyon kademesinde ışık görev almaktadır.
IŞIK
¯
Pigment..... Pigment + H2O + NADP ® ½ O + NAPD + H
(NADP = Nikotin amid dinukleotidfosfat)
Bu devreye “fotosentezin ışık reaksiyon kademesi” adı verilir. Işık ikinci kez suyun parçalanması sırasında devreye girer ve buna “suyun parçalanma reaksiyonu” denir.
IŞIK
¯
2 Fe+++ + H2O ® 2 Fe+++ + ½ O2 + OH + Enerji
Klorofil
Böylece meydana gelen hidroliz olayında büyük bir enerji açığa çıkar. Bu enerji bir yandan bitkinin fotosentez ile ilgili diğer reaksiyonlarının meydana gelmesinde kullanılır, öbür yandan bitkinin sıcaklığını yükseltir. Solunum ve transprasyon (terleme) işlemlerinin oluşmasını sağlar.
Işığın en büyük rollerinden birisi hiç kuşkusuz solunumun oluşmasında yer almasıdır. Solunum, stomaların hareketleriyle gerçekleştirilir. Stomalar küçük delikçiklerdir. Açma ve kapatma görevi yapan iki özel epidermal hücre ve bu hücreler arasında bulunan bir boşluktan oluşur. Kapatma hücreleri böbrek şeklindedir. Bu hücrelerin boşluğa bakan kısmın çeperleri, diğer yüze göre daha kalındır. Boşluk kısmının açılıp kapanması sırasında hücrede gerilme yani turgor olayı meydana geldiğinde kalın çeperler az gerildiğinden, ince kısım daha fazla gerilerek, kalın kısmı çeker, onu konkav duruma sokar ve iki kapatma hücresi arasındaki boşluğun ağzı açılır. Hücreler pörsüdüğünde, yani plazmoliz durumuna geçtiğinde boşluğun ağzı kapanır. Stoma hareketleri bitkinin oksijen ve karbondioksiti alıp vermesini yani solunumu ve terlemesini bir başka deyişle transprasyonunu sağlar. Normal ışıklı dönemde stomaların ağzı açıktır, terleme ve solunum yapılır. Işık şiddetinin çok artması veya ışığın azalması ve hiç olmaması halinde, yani karanlıkta stomaların ağzı kapanır. Stomaların ışıkta açılıp kapanması karbondioksit, pH ve osmatik basınç kuramına göre olur. Işığın olduğu ve fotosentezin yapıldığı sırada havadan alınan karbondioksit, stoma açıp-kapatma hücrelerinde toplanır. Ne var ki bu hücrelerde bulunan kloroplastlar (pigmentler) karbondioksiti fotosentezde kullandığından, hücrelerin içinde toplanmaz ve birikme meydana getirmez. Akşam güneş batması ve ışık miktarını düşmesiyle açıp-kapatma hücrelerine giren karbondioksit fotosentezde kullanılmadığından, hücre içinde birikir, konsantrasyonu artar ve karbondioksit hücre içindeki suda çözünerek karbonik asit meydana getirir.
2H O + CO2 ® H2CO3
Karbonik asit, hücrenin pH’ını 5’e doğru düşürür ve hücrenin asitliliğini arttırdığından, hücredeki fosforilas enzimi bundan etkilenerek suda çözünür şekeri suda çözünmeyen nişastaya çevirir. Açıp-kapatma hücresi içinde biriken nişasta, osmatik basıncı yüksek arkadaş hücrelerine su vererek onları şişirir (turgor hale çevirir) ve kendisi su verdiği için pörsür, büzülür (plazmoliz hale geçer) ve kapanır. Arkadaş hücrelerinde kloroplastlar bulunmadığından, bunlarda fosforilas enzimi bulunmaz ve şekerlerin nişastaya dönüşümü yapmaz. Dolayısıyla arkadaş hücrelerinde ozmatik basınç değişmez. Işığın tekrar ortaya çıkmasıyla olay terse döner. Kapatma hücrelerinde bulunan karbondioksit, pigmentler tarafından fotosentezde kullanılır. Hücrenin pH’ı 5’ten 7’ye doğru çıkar. Kapatma hücrelerindeki fosforilaz enzimi nişastayla reaksiyona girerek onu suda çözünen gilikoz ve fosfata parçalar. Ozmatik basınç giderek artar ve bu arada arkadaş hücrelerin basıncını geçtiğinden, onlardan da su alır ve stomalar açılır.
Işığın değişik dalga boyları fotosentezi etkiler. Daha önce belirttiğimiz gibi, pigmentlerin değişik dalga boylarında ışığı absorbe etme güçleri vardır. Bitki tür ve cinslerine göre bu güç farklıdır. Işığın süresi fotosentezle doğru orantılıdır. Işık süresi artıkça, bitkideki fotosentez ürünleri miktarı artar ve bitkinin büyüme ve gelişmesi o kadar iyi ve hızlı olur. Ancak devamlı ışıkta kalan bitkilerde ters tepkime ortaya çıkar. Çünkü her bitkinin ışığa ihtiyacı olduğu gibi, karanlık periyoda da ihtiyacı vardır. Eğer bu karanlık periyot gerçekleşmezse bitkilerde fizyolojik hastalıklar meydana gelir ve eğer sürekli ışık alma devam edecek olursa bitkiler ölüme doğru gider. Bu karanlık devreyi bitkileri, insanlara benzetirsek ve insanlar nasıl devamlı yemek yiyemiyor ve belirli aralıklarla karnını doyuruyorsa, bitkilerin hücrelerinde fotosentez sonucu yaptıkları besin maddelerince doyması ve karanlık periyotta bunları harcayarak veya depolayarak bu hücrelerin boşalması, yani acıkma durumuna geçmesi olarak algılayabiliriz. Devamlı ışıkta hücre içindeki besin maddeleri boşalmadığından hastalanma meydana gelir. Yeterince ışığın bulunması demek, bitkilerin topraktan yeteri kadar suyla beraber mineral maddeleri alması demektir. Çünkü ışık, yapraklarda solunum sırasında fotosentez için lüzumlu karbondioksitin alınmasını ve fotosentez sonucu çıkan oksijenin ve yine terleme ile kökler vasıtasıyla topraktan alınan suyun dışarı atılmasını sağlayan stomaların açılıp kapanmasını etkiler. Bitki ne kadar iyi solunum yaparsa, o kadar çok karbondioksit ve terleme için o kadar su alır. Bu aynı zamanda suyla birlikte topraktan mineral madde (besin maddesi=Gübre) almak demektir. Alınan su fotosentezde ve terlemede kullanılır. Mineral maddeler ve su, fotosentez ürünleri (karbonhidratlar) ile kimyasal reaksiyona girerek bitkinin gereksinim duyduğu diğer besin maddelerinin oluşumunu sağlar. Böylece bitki besin maddeleri en iyi şekilde oluşur. Bitki beslenir, büyür, gelişir ve ürün verir. Fotosentez ve solunum sırasında ortaya çıkan enerji ve yanma köklerin topraktan daha iyi su ve besin maddesi almasını sağlar. Bunun nasıl olduğu ilerde “toprak” konusunda anlatılacaktır. Oluşan içsel maddelerin bir yerden bir yere taşınması, depolanması ve tekrar depolandığı yerden alınarak, gereksinim duyulan yere taşınması, en iyi şekilde ışık yeterli olduğu zaman yapılır.
Işık bitkilerin fizyolojik ve biyolojik olaylarına etki yaptığı gibi, morfolojik olarak organların şekillenmesine ve hareketlerine de yol açar. Turplarda fazla ışık ve soğuklama çoğu kez turp bitkilerinin yumru yapmadan çiçeklenmeye kalkmasına sebep olur. Turplarda ekim zamanı iyi ayarlanamazsa, bitkide yumru oluşmadığından turptan satış için ürün alınamaz. Bezelyelerde ışık şiddeti ve gün uzunluğu azalması dal ve yaprak oluşumunu hızlandırır. Çiçeklenmeyi geriletir.
Bezelyeler tohum ekiminden sonra belli bir süre kısa günde ve az ışık şiddetinde yetiştirilirse yaprak ve dal gibi vejetatif organları yeteri kadar çoğalır. Bundan sonra uzun gün ve ışık şiddetinin artması çiçek organlarının oluşumunu teşvik eder ve bitkiler çiçek açar, kapsüller ve kapsüllerde tohumlar oluşur. Oluşan çok sayıdaki kapsül ve tohumlar, vejetatif organlar yeteri kadar fazla olduğundan tam beslenir ve ürün çok olur. Eğer bezelyelerde vejetatif organlar iyi gelişmeden çiçeklenme başlarsa, oluşan kapsüller ve tohumlar yeteri kadar besin maddesi alamadığından, tam dolmaz ve kapsüller boş kalır. Ürün miktarı azalır. Vejetatif gelişmenin de haddinden fazla uzun sürmesi, çiçeklenmeyi geriletir. Az sayıda çiçek, kapsül ve içinde tohum meydana gelir. Görüldüğü gibi, çevrede oluşan ışık miktarı ile bezelyelerin tohum ekim zamanını iyi ayarlamak verimin yükselmesinde önemli bir rol üstlenmektedir.
Işık yapraklar üzerine etki yapar. Az ışıkta yaprağın üst hücrelerinde büyüme ve çoğalma artar. Alt hücrelerde azalır. Yaprak sapı ve damarı eksen olacak şekilde yaprağın üst yüzeyinde çoğalan hücrelerin basıncıyla yaprak aşağıya doğru kıvrılır. Yaprak düşüyormuş gibi bir görünüm kazanır. Böylece yaprağın üst yüzü daha fazla ışık almaya ve az ışığa rağmen kendine yetecek kadar fotosentez yapmaya çalışır.
Çok ışıkta tersi durum meydana gelir. Alt hücreler çoğalır ve yaptığı basınçla yaprak yukarı doğru kıvrılır. Yaprağın alt yüzü daha kaba yapılı ve tüylü olduğundan bitki, fazla ışığın yaptığı tahribattan kendisini korumaya çalışır. Işık bitkinin bütün yönlerine eşit miktarda geliyorsa, bitkinin gövdesi dik büyür, dallar ve yapraklar yere paralel bir durum gösterir ve bitkinin her tarafındaki organlarının dağılımı ve miktarı eşittir. Pencere kenarında büyüyen bitkilerin ışık gelen tarafında dal ve yaprak sayısının odanın iç kısma göre fazla olduğu, yaprakların ve dalların, özellikle sürgün ucunun ışık gelen tarafa doğru yöneldiği görülür. Işık tarafında organların çoğalmasına fotosenti, organların ışığa yönelmesine fototropismus adı verilir. Bitkinin ışığa doğru yönelmesinde, ışık miktarına bağlı olarak bitki içinde oluşan hormonların etkisi vardır. Bitkilerde bulunan indol-3-asetik asit, normal ışık alan bitkilerin tepe sürgününde % 100, ışığı bir yandan alan bitkilerin ışık alınan tarafında % 27 ve ışık gelmeyen tarafında % 57 ve sürgünde % 84 olduğu saptanmıştır. Işığın bir yandan gelmesi durumunda ışık almayan kısımdaki hücreler bu hormonun etkisiyle hızla çoğalmakta, hormonu ve hücre çoğalması az ışık alan tarafı iterek, bitkinin ışık alan tarafa doğru meyillenmesine sebep olmaktadır. Bu eğrilen bitkinin ışık alan kısmına dışardan yukarıdaki hormon püskürtülerek verilirse, bitkinin tekrar düzeldiği görülür. Verilen hormonun etkisi bir müddet sonra geçince bitki tekrar ışığa yönelir.
ETİKETLER: BİTKİ BESLEME,IŞIK,SERA IŞIKLAMA,GÜBRE,FOTOSENTEZ,GÜBRE ÇEŞİTLERİ,BİTKİDE IŞIĞIN ÖNEMİ,BİTKİ YAPRAKLARI VE IŞIK.
HAMMADDELER ANSİKLOPEDİSİ
