Bölüm 5: Mineral Beslenme Hyacinthus L.

Öğrenilecek Konular Temel ve faydalı bitki mineral besinleri ve işlevlerini Mineral besinlerin sınıflandırılması Mineral eksikliği ve mineral besinlerin bitkideki hareketi

Bitkiler: • Çevrelerindeki inorganik bileşikler ve elementleri kullanarak gerekli organik bileşikleri yapabilirler (Ototrof) • İhtiyaç duydukları Karbon, hidrojen ve oksijen karşılanır (CO2, H2O) • Gerekli diğer bütün elementler topraktan alınır (Toprak mineralleri)

“Mineral Beslenme” • Bitkiler mineral besinleri nasıl alır, dokularına dağıtır, metabolize eder ve kullanılır hale getirir. • Mineral: İnorganik element • Besin: hayatını devam ettirmesi ve gerekli organik maddeleri yapması için gerekli maddeler

Mineral Besinlerin Sınıflandırılması Bitkilerin ihtiyacı ve dokularda bulunuşuna göre Biyokimyasal işlevleri ve fizyolojik görevlerine göre Bitkilerdeki hareketine göre

Mutlak Gerekli Besinler (Temel-Esansiyel-MGE) Belli bir fizyolojik rolü olan elementler Eksikliği bitkinin hayat döngüsünü engelleyen Güneş Işığı + MGE  bitkide normal büyüme Faydalı; Bazı bitkilerle sınırlı Büyüme ve gelişmeyi uyarıcı Bazı bitkiler için ihtiyaç olabilir Na, Si

Bitkilerin ihtiyaç duyma ve dokularda bulunuşuna göre; Makrobesinler Mikrobesinler

Mineral Makrobesinler 8

Mineral Mikrobesinler 9

Biyokimyasal işlevleri ve fizyolojik görevlerine göre - Mengel-Kirkby (1987) (Tablo 5.2) Bitkilerin organik bileşiklerini oluşturan elementler; Bu elementler indirgenme ve yükseltgenmenin yer aldığı reaksiyonlar yoluyla özümsenir. Enerji depolama reaksiyonlarında veya yapısal bütünlüğün sağlanmasında kullanılan elementler Genelde bir organik molekülün hidroksil grubuna bağlanarak bitki dokularında bulunurlar. Fosfat, silikat, borat esterleri (şeker-fosfat) Dokular arasında serbest veya çeperde bulunan pektik asite bağlı olarak dolaşan iyonlar Enzim kofaktörü veya ozmotik potansiyel düzenleyici olarak bulunurlar Elektron transfer (redoks )reaksiyonlarında görev alanlar

Mineral Besinlerin Biyokimyasal fonksiyonları-1 11

Mineral Besinlerin Biyokimyasal fonksiyonları-2 12

Mineral Besinlerin Biyokimyasal fonksiyonları-3 13

Bitki yetiştiriciliğinde özel teknikler Hidrofonik büyütme sistemi Besin film büyütme sistemi Aerofonik büyütme sistemi Ebb ve akış büyütme sistemi

Figure 5.2 Various types of solution culture systems PP5e-Fig-05-02-0.jpg

Figure 5.2 Various types of solution culture systems (A,B) PP5e-Fig-05-02-1.jpg

Figure 5.2 Various types of solution culture systems (C,D) PP5e-Fig-05-02-2.jpg

Besin çözeltileri bitki büyümesini hızlandırabilir Hoagland çözeltisi; Bitkilerin büyümeleri için gerekli olan bütün mineral elementleri konsantrasyon ve toksik belirti veya tuzluluk stresi oluşturmadan verilebilecek mümkün olan en yüksek doz çözelti (Tablo 5.3). Örnek; fosfor toprakta 0.06 ppm Hoaglandda 62 ppm pH düzenlenmesi: Azot amonyak (NH4+) ve nitrat (NO3-) olarak verilir. pH dengelenir.

Mineral Noksanlığı ve Belirtileri Bitkilerde minerallerin belirli seviyelerin altına düşmesi sonucu mineral besin eksikliği görülür. Zorunlu elementlerin eksikliği, karakteristik noksanlık belirtileriyle ortaya çıkan beslenme bozukluklarına sebep olur. Bazı elementlerin hem kronik (sürekli) hem de akut (şiddetli) noksanlık belirtileri bir arada görülebilir. Çeşitli elementlerin eksikliği bitkinin farklı dokularında kendini gösterebilir. Bir elementin eksikliği veya fazlalığı başka bir elementin birikimini eksiltme veya artırma yönünde etkileyebilir. Virüslerin sebep olduğu bazı hastalıklar elemental eksikliklerle karıştırılabilir.

Figure 5.1 Worldwide fertilizer consumption over the past five decades PP5e-Fig-05-01-0.jpg

Mineral elementler, bitkilerdeki hareketlilikleri ve eksiklikleri sırasındaki yer değiştirme eğilimleri temel alınarak sınıflandırılmıştır Hareketli Hareketsiz Azot Potasyum Magnezyum Fosfor Klor Sodyum Çinko Molibden Kalsiyum Kükürt Demir Bor Bakır

Bitki dokuları analizi mineral eksikliğini gösterir Dokudaki besin elementi yoğunluğu Büyüme veya verim (maksimun %) Eksiklik Zonu Yeterli Zon Toksik Kritik yoğunluk (µmol/g kuru ağırlık)

Besin Elementi Eksikliğinin Giderilmesi Köklerle alınanlar; Eksiklik durumlarında gübreleme yapılır. Basit gübreler; tek bileşenli-süperfosfatlar, amonyum nitratlar, potas muriat Birleşik gübreler; çok bileşenli-10-14-10 (N-P2O5 ve K2O) Mineral alımı için “toprağın pH’sının düzenlenmesi (Şekil 5.4)” Yapraklarla alınanlar; Fe, Mn ve Cu- köklere göre daha hızlı gerçekleşir. Dozaj ve uygulama şekli önemlidir.

Foliar Uygulamalar Yapraklardan besin maddesi alımı Floem’de taşınabilen besinler için geçerlidir Topraktan alımlardan daha hızlı ve etkili Fe, Zn, Cu ve Mn

Toprakta aşırı miktarda mineral birikmesi bitki büyümesini sınırlar NaCl ve NaSO4 tarımsal topraklarda en fazla bulunur. Tuzun fazla olduğu bölgelerde tuza dayanıklı (tolerant-Halofitler) yaygındır.

Bitki Kökleri– Mineral Besinlerin alındığı ilk bölge Şeker Pancarı Yonca

Figure 5.7 Fibrous root systems of wheat (a monocot) PP5e-Fig-05-07-0.jpg

Figure 5.8 Taproot system of two adequately watered dicots PP5e-Fig-05-08-0.jpg

Figure 5.6 The principle of cation exchange on the surface of a soil particle PP5e-Fig-05-06-0.jpg

Figure 5.5 Influence of soil pH on the availability of nutrient elements in organic soils PP5e-Fig-05-05-0.jpg

Kökün farklı bölgeleri faklı mineral iyonların emilimi için özelleşmiştir PO4 -3 Fe K, NO3-, NH4+, PO4-3 Ca+2 NH4+

Simbiyont Yaşam; A) Kök - Mantar Mycorrhizae (fungus); bitki köklerinde Bitki köklerinin yüzey alanını genişletir, mineral alımında yardımcı olur. İki çeşittir: Ektomikoriza Endomikoriza (bitkilerin %90’ında)

EKTOTROFİK MİKORİZA MANTARLARI Köklerinin etrafında kalın mantar miselleri kılıfı vardır ve korteks hücrelerinin arasından geçer. Korteks hücreleri HARTİG AĞI denilen bir hif ağı ile kuşatılır. Kök sisteminin besin absorbe etme kapasitesi dışsal mantar hiflerinin varlığı sayesinde artmaktadır. Bunlar köklerden çok daha ince olup besinlerin tükendiği toprak bölgesinin ilerisine ulaşırlar.

VESİKÜLER – ARBÜSKÜLER MİKORİZA MANTARLARI Hif daha az yoğun gelişerek hem kökün içinde hem de kökü çevreleyen toprağa doğru yönelir. Hücreler içindeki hif, vesikül (oval) ve arbüskül (dallanmış) yapılar oluşturabilir. Vesiküler mikorizalar; P, Zn ve Cu gibi mikro elementlerin alımını kolaylaştırır. Dışşal misel, kökün çevresindeki fosfor eksikli bölgesinin dışına uzayarak fosfor absorbsiyonunu arttırır. Mikorizalar; Dikotların %83, Monokotların %79 Gimnospermlerin tümünde bulunur. Brassicaceae, Chenopodiaceae ve Proteaceaelerde nadiren görülür.

Figure 5.13 Association of arbuscular mycorrhizal fungi with a section of a plant root PP5e-Fig-05-13-0.jpg

Simbiyont Yaşam; B) Kök - Bakteri Rhizobium bakterisi (legümen köklerindeki nodüllerde bulunur. Bakteriler N2’yi legumenlerin alabileceği hale dönüştürür. Bitkilerden organik madde alırlar.

Parazit ve Avcı Bitkiler Ökseotu (parasite) (Viscum album) Epiphyte’ler Etçil Bitkiler