Nem Bitkiler Hidrofit Sucul bitkiler Su iinde yaayan
Nem Bitkiler Hidrofit (Sucul bitkiler): Su içinde yaşayan ve stomaları yaprağın üstünde bulunan, geniş yapraklı bitkilerdir. Örnek nilüfer. Mezofit: Orta derecede nemde yaşayan bitkilerdir. Stomalar alt ve üst epidermiste bulunur. Kserofit (Kurak bölge bitkileri): Kökleri geniş alanlara yayılabilen , su depo etme özellikleri gelişmiş çöl ve kurak bölgelerde yaşayabilen bitkilerdir. Kalın kütikülaları olup yaprakları küçülmüştür.
Hayvanlar suyu besin yoluyla alabildikleri gibi metabolizmaları sonucunda su oluşturabilirler (yağın yıkılması sonucu su oluşumu). Karada yaşayan hayvanlar amonyağı üreye çevirerek daha az su ile dışarı atarlar. Su da yaşayan hayvanlarda ise su kaybı problemi yoktur.
Bitki yetiştiriciliğinde temel parametreler 1) Toprak üstü organları için 2) Kök bölgesi için a) Işık a) Sıcaklık b) Nem b) Su (nem) c) Sıcaklık c) Oksijen d) CO 2 d) Besin maddeleri ve e) Rüzgar mikroorganizmalar
IŞIK Işığın bitkilere etki şekilleri; 1) Işık yoğunluğu 2) Işıklanma süresi 3) Işığın kalitesi 4) Işıklanma zamanının etkileri şeklindedir. Işığın önemini anlayabilmek için fotosenteze etki eden faktörleri irdelemek gerekir. Fotosentezi sınırlayan faktörler Fotosentezin daha hızlı setretmeye çalıştığı durumlarda dört ana faktör bunu sınırlandırır.
Bunlar; ışık seviyesi (yeşil ışığın dışındaki tüm ışıklar fotosenteze yardım eder), karbondioksit seviyesi (havadan), su (topraktan) ve sıcaklıktır. Klorofil de, fotosentezde gerekli bir yapıdır. Yetersiz ışık şartlarında, bitkilerin çok hızlı fotosentez yapabilmesi mümkün değildir. Hatta ortamda bolca su ve karbondioksit bulunsa bile ışık yoksa fotosentezin hızının artması mümkün değildir. Işık şiddetinin artması, fotosentez hızının artmasına sebep olur.
Bazen fotosentez hızını karbondioksit seviyesi sınırlamaktadır. Işık bol olsa bile karbondioksit olmazsa fotosentez hızı artmaz. Sıcaklık ta fotosentezi sınırlayan diğer bir faktördür. Eğer sıcaklık çok düşük seyrederse fotosentez hızı aniden yavaşlayacaktır. Aynı şekilde sıcaklık çok yüksek olduğu zamanlarda da bitkiler fotosentezlerini durduracaklardır.
Fotosentezi sınırlandıran faktörleri anlamak veya bilmek, yetiştiricilere (özellikle kontrollü şartlarda yetiştiricilik yapanlara) bitki büyüme şartlarını maksimize etme şansı verir. Örneğin bazı yetiştiriciler seralarda CO 2 tüpleri, katı CO 2 blokları kullanarak veya parafin yakarak karbondioksit konsantrasyonunu artırmanın yanında ortama ilave sıcaklık sağlarlar. Böylece fotosentez işleminin daha da hızlanmasına yardımcı olmuş olurlar.
Fotosentezin ürettikleri; Glikoz, Oksijen (atık olarak) dir. Klorofil ve ışık enerjisi, fotosentezin oluşabilmesi için hazır bulunmaları gerekmesine rağmen bunlar gerçek anlamda fotosentez reaksiyonunun parçaları değillerdir. Yani bu unsurlar fotosentezde kullanılarak tüketilmezler. Fotosentez eşitliğinde de eşitlik okunun üzerine Klorofil CO 2 + H 2 O Işık Enerjisi yazılırlar. Glikoz + Oksijen
Güneşten Enerji Havadan Karbondioksit (CO 2) Gövde ve köklere şeker hareketi H 2 O Oksijen (O 2) Köklerden Su (H 2 O) Su Molekülleri 2 H+ Protonlar 4 H+ + 4 e- + CO 2 + + 2 e- + O Elektronlar O 2 Oksijen CH 2 O + H 2 O Karbonhidrat
Fotosentez yeşil bitkilerin yapraklarında oluşan kimyasal değişimdir. Fotosentez sadece bitkiler için değil sonuçta gezegendeki tüm insan ve hayvanlar için de gıda üretme yolunda atılan ilk adımdır. Bu reaksiyon ile karbondioksit ve su, glikoz ve oksijene çevrilir. Reaksiyon, güneş ışığı formunda enerjiye ve klorofile ihtiyaç duyar.
Fotosentez reaksiyonunda üretilen glikoz, sakroza çevrilerek floem damarları (boruları) ile bitkinin diğer kısımlarına taşınabilirler. Glikoz, nişastaya da çevrilebilir ve bitki bünyesinde depolanabilir. Nişasta, daha sonra tekrar glikoza dönüşerek solunumda kullanılabilir. Oksijen, fotosentezin atık ürünü olarak kabul edilir. Fotosentez, yeşil bitkilerin yapraklarındaki mezofil hücrelerinde oluşur.
İki çeşit mezofil hücresi vardır. Bunlardan bir tanesi palizat mezofil, diğeri de süngerimsi mezofildir. Mezofil hücreleri içerisinde yeşil kimyasal olarak isimlendirilen klorofilleri içeren küçük yapılar halindeki kloroplastları barındırır. Klorofil, güneş ışığından gelen ışık enerjisinin fotosentez reaksiyonu ile kimyasal enerjiye çevrilmesine imkan sağlar. Yeşil bitkiler besin zincirinin en başında yer alırlar. Bitkiler, ana üreticiler olarak bilinirler.
Çünkü, sadece bitkiler basit inorganik kimyasallar olan yağlar, proteinler ve karbonhidratları toplayarak kendi besinlerini yaparlar. Bitkiler yapraklarındaki klorofili kullanarak güneşin ışık enerjisini yakalayarak glikozu yaparlar. Bu glikoz, ya solunumda kullanılır, ya da nişastaya çevrilerek depo edilir. Fotosentezin anlaşılmasında çok önemli olan yaprağın, anatomik yapısını gösteren enine kesiti (stoma, koruyucu hücre, mezofil hücreleri ve yaprak damarı).
Kütikula Üst epidermis Palizat mezofil hücresi Koruyucu demet hücresi Ksilem Floem Damar Alt epidermis Süngerimsi mezofil hücresi Koruma hücresi Kütikula Stoma
Epidermis Palizat mezofil Süngerimsi mezofil Nemli hava boşluğu Koruyucu hücreler Damar Stoma CO 2 (Yapraktan çıkan) CO 2 (Yaprağa giren)
220 240 200 180 160 140 120 Yaprak kalınlığı (Mikro-metre) Şekil. Yaprak kalınlığı ile palizat parenkima kalınlığı arasındaki ilişki 50 60 70 80 90 100 110 120 130 Palizat parenkima kalınlığı (Mikro-metre)
Bezelye yaprağı stoması
Stoma açıklığı ve su alımı Stoma Açıklığı Su Alımı Gece Gündüz Gece
Işık yoğunluğu (şiddeti) Sınırlı ışıkta; Düşük ışık yoğunluğunda, fotosentez enerji bakımından açlık çeker. Sistem, pigmentlerin yakaladığı enerjinin çoğunu kullanır. Bu sebeple maksimum etkinlik söz konusu olur. Ancak çok az enerji varlığından dolayı fotosentez hızı düşüktür. Bu şartlar altında, fotosentez hızı çok az bir miktarda solunum hızını geçebilir.
Bu bakımdan, hücrelerde gerçekleşen net fotosentetik üretim çok düşük olur. Işık doyumunda; Işık yoğunluğu yükseldikçe, fotosentetik üretim hızı artar. Genel anlamda, tam güneş ışığı yoğunluğunun dörtte biri yoğunluğa ulaşıldığında bir platoya ulaşılır. Işık doyumu, klorofilin ışık absorbe etme (emme) kapasitesindeki herhangi bir sınırlamadan dolayı ortaya çıkmaz.
Işık doyumu, fotosentezin ışığa bağımlı olmayan reaksiyonlarının klorofilden enerji kullanabilir duruma gelebileceği maksimum hızı temsil eder. Daha ileri derecedeki bir enerji varlığı (ışık enerjisi) aşırı enerji olarak kabul edilir ve bu enerji fazlalığı ısıya döner ve ziyan edilir. Eğer fotosenteze etki eden faktörleri fotosenteze karşı grafiklersek aşağıdaki grafikleri elde ederiz.
Fotosentez hızı Fotosentez - Işık şiddeti eğrisi Işık şiddeti seviyesi
Fotosentez hızı (O 2/dakika/m 2) Fotosentez - Işık şiddeti eğrisi Işık şiddeti seviyesi Işık fayda (kompensasyon) noktası
Işık kompensasyon (fayda) noktası; Fotosentez hızı ile solunum hızının eşit olduğu ışık noktasına ışık kompensasyon noktası denir. Işık kompensasyon noktasının altındaki ışık yoğunluklarında, bitkiler açlık çekerler. Çünkü, bu ışık şiddetlerinde fotosentez hızı solunum hızından daha düşüktür. Grafikten yola çıkarak tahmin yürütüldüğünde, fotosentez ışık yoğunluğu eğrisi, grafiğin orijininden geçmemektedir. İşte grafiğin (eğrinin) x ekseni üzerinde geçtiği nokta ışık kompensasyon noktası olarak adlandırılır.
Fotosentetik etkinlik Fotosentez-Işık şiddeti eğrisindeki doğrusal kısmın eğimi, ‘fotosentetik etkinlik’ değerini verir. Bu etkinlik değerinin derecesi, solar (güneş) enerjinin kimyasal enerjiye hangi oranda çevrildiği hakkında bilgi verir. Fotosentez hızı Fotosentez-Işık şiddeti eğrisi Eğim Işık şiddeti seviyesi
Soru: Aşağıdaki eğrilerden hangisi en yüksek fotosentetik etkinliği gösterir? Fotosentez hızı Fotosentez-Işık şiddeti eğrisi Işık şiddeti seviyesi
1/3 Tam güneş Güneş yaprakları 1/6 Tam güneş Fotosentez Gölge yaprakları Anlık gelen ışık akısı
CO 2 Asimilasyonu Yüksek ışık şiddetinde yetiştirmede Yüksek ışık şiddetinin 1/10’ u kadar ışık şiddetinde yetiştirmede 0 CO 2 fiksasyonu Işık şiddeti
Fotosentez hızı Işık yoğunluğu Karbondioksit konsantrasyonu Sıcaklık
Fotosentez ve solunum Hızları Şekil. Solunum, brüt ve net fotosentez hızları ile sıcaklık arasındaki ilişki Net Fotosentez Optimum Sıcaklık Toplam brüt Fotosentez Solunum Düşük Yüksek Sıcaklık
Fotosentez hızı Işık ihtiyacı Bir çok bitki türü için ışık doyum noktası değişimi Kış ayında serada Işık yoğunluğu (şiddeti) (fc, foot-candle) Yazın tam güneşteki ışık şiddeti
Aşırı ışık ölüme sebep olur Düşük ışığa adapte olan bir bitkiyi çok parlak ışık altına (çok yüksek ışık yoğunluğuna) yerleştirmek, kloroplastların dış kısımlarında çok yüksek ışık enerjisini tutmak zorunda kalmasına sebep olacaktır.
Bu durum, biyokimyasal olayların devamını durduracaktır. Bunun sonucu olarak ta yaprak haşlanmaları ortaya çıkacaktır. Bu üç yaprak, artan zamanlarda daha yüksek ışık şartlarına alıştırılmak istenmiştir. En küçük yaprak en fazla uyum sağlayan olmuştur. Bu da daha fazla ışığa dayanabildiğini göstermektedir.
- Slides: 34