Toprak suyu

BÖLÜM 3
BİTKİLERDE SU
ALINIMI VE
TAŞINMASI
 Alınan ve kaybedilen su
 1 hk alanda bir büyüme mevsiminde
3,000,000 L
 1 hk orman alanında günde 30,000 L
 Bir akça ağaç 220 L/saat
 1 g madde için 500 g su
 % 98 transpirasyon
 % 2 metabolizma
Toprak suyu
1- Gravitasyonel (serbest) su
2- Kapillari su
3- Higroskopik (bağlı) su
• Tarla kapasitesi
• TK= ((TA-KA)/KA)*100
• Sürekli solma noktası
Partikül tipi
Partikül boyutu
(mm)
Kalın kumlu
2,0 - 0,2
İnce kumlu
0,2 – 0,02
Milli
0,02 – 0,002
Killi
< 0,002
Bitkilerin Suyu Alması
 Kök ve toprak üstü organlar
 Tropikal epifitler ve çöl bitkileri
 Kök sistemi
 4 aylık çavdarda 625 km, 237 metre kare
 Kök tüyleri
Bitki Köklerinin Yapısı
fazla)
Suyun Toprak İçindeki Hareketi
TOPRAK
(Yüksek su ve basınç
potansiyeli)
•
•
•
•
Kitle akımı
Difüzyon
Hidrostatik basınç
Hidrolik iletkenlik
EMİCİ TÜY
(Düşük su ve basınç
potansiyeli)
Suyun kök içerisindeki
hareket yönü
Kök epidermis hücresi
Korteks
Bitkilerde su alınım mekanizmaları
1- Pasif su alınımı = % 95
- Enerji harcanmaz
- Su potansiyeli gradienti
- Gövde ve yaprakların transpirasyon etkinliği
- Köklerin ölmesi
2- Aktif su alınımı % 5
A- Ozmotik aktif su alınımı: Besin tuzları
B- Ozmotik olmayan aktif su alınımı: Solunum
inhibitörleri
AKUAPORİNLER
•
•
•
•
Hücre membranı
Arabidopsis’de 35 gen
NH3 ve CO2
Reaktif oksijen türleri, pH,
Ca iyonları, fosforilasyon
• Strese cevap
Su alınımını etkileyen faktörler
1- Toprak sıcaklığı
2- Toprak çözeltisinin ozmotik potansiyeli
3- Toprağın havalanması
4- Toprak suyu
5- Bitkisel faktörler
Ranunculus sp. kök enine kesiti
Merkezi silindir
Suyun Kök İçindeki Hareketi
Korteks
Endodermis
Ksilem
Ksilem
Kaspari şeridi
Plazmodezma
APOPLASTİK YOL
SİMPLASTİK YOL
TRANSMEMBRAN YOLU
Bitkilerde Yukarıya Doğru Suyun Hareketi
•
•
•
•
Su kaybı-transpirasyon
Toprak suyu
Su taşınımı-ksilem
Suyun taşınması için gerekli kuvvet
Su Taşınımı ile İlgili Teoriler
1- Kök basıncı teorisi
-
Ksilem öz suyundaki pozitif basınç-kök basıncı
Ozmotik mekanizma
Mineral maddeler → kök ksilemi
Su potansiyeli değişimi
Eksüdasyon ve gutasyon
Kök basıncı gerekli kuvvetin % 16’sı
Kozalaklı bitkilerde çok düşük
Soğuk, kuru ve havlanması kötü topraklar
2- Kapillarite
-
Adhezyon gücü
Yüzey gerilimi
Boru veya pipetin çapı
Çap 50 mikron=yükselme 0.6 m
Çap 200 mikron=yükselme 0.08 m
100 m’lik yükselme için çap 0.15 mikron olmalı
3- Kohezyon-gerilim teorisi
-
Su potansiyeli farkı
Transpirasyon
Ksilemdeki su sütunları üzerinde gerilim
Kohezyon gücü
- Ksilem öz suyu üzerinde gerilim var mı????
- Ksilemdeki su sütununun sürekliliği nasıl
sağlanıyor???
Ksilem öz suyundaki gerilim
•
•
•
•
Lastik bant örneği
Gerilimin hesaplanması
Kesilen sürgün örneği
Scholander basınç
pompası
• Transpirasyon hızı
• Ağaç gövdelerinin çapı
• Dendrograf
Su sütununun dayanıklılığı
• Su sütununun gerilim dayanıklılığı
• Kırılmadan hemen önceki maksimum gerilimi
• İletim demeti çapı, çeper özelliği, suda çözünmüş madde
ve gaz miktarı
• Saf suyun gerilimi – 25 ile – 30 MPa
• Bakır telin % 10’u
• Ağaç tepesine suyu çekmek için gerekli kuvvetin (-2 ile 3 MPa) 10 katı
• Ksilem öz suyu sıvı olmak zorunda
• CO2, O2 ve N2
• Su sütunu üzerindeki gerilime bağlı
• Kavitasyon ve embolism
Kavitasyon ve Embolizm
Ksilemde
embolizme
neden olan gaz
kabarcıkları
Ksilemdeki
gaz
kabarcıkları
Kavitasyon-kohezyon gerilim teorisi
•
•
•
•
•
•
•
•
Kavitasyon-akustik metod-1966
Amplifikatör ve mikrofon
Klik sesi
Kuraklık koşullarında 3000 klik
Klik sayısı ile transpirasyon hızı doğru orantılı
Hidrolik iletkenlik
Embolism kışın daha fazla
Donma erime
Kavitasyonun engellenmesi
1- Trake ve trakeidlerdeki kenarlı geçitler
2- Gece gündüz transpirasyon hızı farkı
3- Ksilemdeki sekonder büyüme
Sulama
•
•
•
•
•
•
•
Kurak ve yar kurak bölgelerde
Püskürtme
Buharlaşma
Kanallar
Havalanma, tuzlanma
Damla sulama
Kök zonuna (bölgesine) doğrudan uygulama
Ksilem öz suyu
Atmosferde Ψw = -10 ile -100 MPa
Stoma
Su molekülleri
Yapraklardaki hava boşluklarında
Ψw = -7 MPa
Gövde ksileminde Ψw = -0.8 MPa
Adhezyon
Su potansiyeli gradienti
Yaprak hücre çeperlerinde
Ψw = -1 MPa
Transpirasyon
Hücre çeperi
Kohezyon
Ksilemde kohezyon ve adhezyon
Su molekülü
Kök tüyü
Kök ksileminin Ψw = -0.6 MPa
Toprak partikülü
Su
Toprağın Ψw = -0.3 MPa
Topraktan su alınımı