Toprak Bilgisi ve Bitki Besleme Dersi 8. Ünite Özet
Bitki Besleme Ve Bitki Fizyolojisi İlişkileri
Açıköğretim ders notları öğrenciler tarafından ders çalışma esnasında hazırlanmakta olup diğer ders çalışacak öğrenciler için paylaşılmaktadır. Sizlerde hazırladığınız ders notlarını paylaşmak istiyorsanız bizlere iletebilirsiniz.
Açıköğretim derslerinden Toprak Bilgisi ve Bitki Besleme Dersi 8. Ünite Özet için hazırlanan ders çalışma dokümanına (ders özeti / sorularla öğrenelim) aşağıdan erişebilirsiniz. AÖF Ders Notları ile sınavlara çok daha etkili bir şekilde çalışabilirsiniz. Sınavlarınızda başarılar dileriz.
Bitki Besleme Ve Bitki Fizyolojisi İlişkileri
Suyun Özellikleri ve Bitki Yaşamında Önemi
Yerkürede gerçekleşen fiziksel, kimyasal ve biyolojik olayların hemen hemen her birinde su ve suyun son derece önemli özelliklere sahip bulunan yapısının azımsanmayacak düzeyde etkileri vardır. Yaşayan organizmaların yapısında % 60-95 kadar su bulunmakta, dinlenme halindeki tohumda bile bu oran %10-20’nin altına inmemektedir. Canlılığın en önemli işlevlerinin gerçekleştiği protoplazmada meydana gelen metabolik (yaşamsal) olaylar ve kimyasal tepkimeler suyun varlığıyla gerçekleşmektedir.
Su molekülünde oksijen atomunun iki yanında yer alan hidrojenlerin 103°-106° (ortalama 104.5°) açı yapacak şekilde yerleşmesiyle dipol (polar, iki kutuplu) bir yapı oluşmuştur. Molekülün bir tarafı pozitif (+), diğer tarafı da negatif (-) yük yönünden daha zengindir. Elektriksel yükte var olan bu asimetri, farklı elektriksel yük taşıyan uçların karşılıklı gelerek ve moleküllerin güçlü bağlar ortaya koyarak dizilmelerine zemin hazırlamaktadır. Hidrojen bağı adını alan bu yapı suyun fiziksel ve kimyasal özelliklerini önemli ölçüde etkilemektedir.
Su Oda Sıcaklığında Sıvıdır: Herhangi bir madde atom veya molekül ağırlığı arttıkça, oda sıcaklığında çoğunlukla katı veya sıvı, buna karşın; azaldıkça sıvı ya da gaz halde bulunmaktadır. Çünkü bağlanma gücünü parçalayarak, bunları sıvı ve gaz haline dönüştürecek enerji, yani ısı gereksinimi artmaktadır.
Suyun Bir Halden Diğer Hale Geçmesi İçin Gerekli Enerji Miktarları: Hidrojen bağları endotermik bir olay olan buharlaşma sırasında suyun her bir gramının 539 kalori (cal) gibi yüksek miktarda ısı absorbe etmesine zemin hazırlar.
Endotermik: Gerçekleşirken dışarıdan ısı formunda enerji alan işlem veya tepkimedir.
Hidrojen bağları ekzotermik bir olay olan donma sırasında her bir gram suyun 80 cal gibi yüksek ısı vermesine zemin hazırlamaktadır.
Ekzotermik: Gerçekleşirken dışarıya ısı formunda enerji salan işlem veya tepkimedir.
Suyun Özgül Isısı (Spesifik Sıcaklığı): Bir gram suyun sıcaklığını 1,0° C yükseltmek için gerekli enerji miktarının 1,0 cal gibi yüksek değer göstermesi nedeniyle su çevredeki ısı değişmelerinden az etkilenmektedir. Bu da bünyelerinde önemli ölçüde su bulundurmaları nedeniyle, canlılarda sıcaklığın dar sınırlar içinde kalabilmesini sağlamaktadır.
Suyun Adhezyon ve Kohezyon Güçleri: Su molekülleri taşıdıkları polar özellik nedeniyle, yabancı moleküllerle sıkı bağlantı kurabilmekte yani adhezyon gücü yüksek bulunmaktadır.
Adhezyon: Farklı iki madde arasında var olan ve bu iki maddenin birbirine tutunmasını sağlayan çekim kuvvetidir.
Su molekülleri hidrojen köprüleri nedeniyle kendi molekülleri arasında da güçlü bir şekilde bağlanmakta, yani yüksek bir kohezyon gücüne sahip bulunmaktadır.
Kohezyon: Maddenin kendi moleküleri, yani aynı cins moleküller arasındaki çekim gücüdür.
Suyun Çözgen Özelliği: Su diğer birçok sıvıya göre daha fazla maddeyi çözme özelliğindedir. Bu özelliğini negatif yönleriyle pozitif yüklü, pozitif yönleriyle de negatif yüklü iyonları çevrelemesiyle ortaya koyar.
Difüzyon Nedir ve Bitki Yaşamında Ne Gibi Önemi Bulunmaktadır
Diffüzyon, herhangi bir maddeye ait molekül, atom, iyon gibi parçacıkların ortamda dinamik bir denge kuruluncaya dek gelişi güzel hareketlerle, çeşitli yönlere gidip gelerek yayılmaları ve büyük konsantrasyona sahip alandan, küçük konsantrasyona sahip alana geçmeleridir. Yani, diffüzyonun gerçekleşmesinde, maddeyi temsil eden molekül atom ve iyon gibi en küçük yapıların sahip bulunduğu enerji rol oynamaktadır. Bundan farklı olarak, anılan parçacıkların herhangi bir taşıyıcı ya da çözgenin hareketine bağlı şekilde, topluca yer değiştirmesi kitle hareketi , diğer bir deyişle kitle akımı olarak ifade edilmektedir. Su diffüzyonla buhar olarak bitkiden uzaklaşırken (transpirasyon) köklerden alınarak, ksilem iletim demetleri boyunca yukarıya doğru çekilmektedir. Çözünmüş halde yapısında bulunan besin elementleri de birlikte ilerlerken, kitle hareketi oluşmaktadır.
Osmoz Nedir ve Bitki Yaşamında Ne Gibi Önemi Bulunmaktadır
Diffüzyonun özel hali olan osmozis, bitkilerin yaşamında ayrı bir öneme sahip bulunmaktadır. Osmozis, “sadece suya geçirgen olan, yani seçici geçirgen bir zarla ayrılmış ortamda, suyun konsantrasyonun fazla olduğu yönden az olduğu yöne doğru, su potasiyellerini eşitleme eğilimiyle geçişidi” şeklinde tanımlanabilmektedir. Anlaşıldığı gibi, su çözülmüş madde miktarı yüksek, yani su potansiyeli düşük yöne doğru daha fazla hareket etmektedir. Bu da gerçek bir basınç olmayan ve çözünmüş madde miktarına bağlı şekilde artan osmotik basınç kavramını ortaya koyar. Bunun yanında hücredeki osmotik basıncın, diğer bir anlatımla, çözünmüş madde miktarının çevreye göre daha yüksek bulunmasıyla, alınan su miktarı artacaktır. Hacim artışı turgor basıncı olarak ifade edilen gerçek bir güçle membranın hücre duvarına doğru itilmesini sağlayacaktır.
Plazmolizis: İki çözeltinin osmotik basınçları birbirlerine eşit ise bunlara izotonik çözeltiler denir. Eğer birbirinden farklıysa, osmotik basıncı yüksek olan hipertonik, düşük olan hipotonik sözcükleriyle isimlendirilir. Osmotik basıncı yüksek, su potansiyeli düşük yani hipertonik ortamda bekletilen hücrenin dış ortamla su potansiyellerini eşitleme eğiliminin bir sonucu olarak su kaybettiği ve vakuollerin küçüldüğü, hücre duvarından uzaklaştığı görülür. Bu haldeki hücre plazmoliz olmuş hücredir. Plazmolizis’e uğramış bir hücre hipotonik çözelti içinde bekletilirse, aynı prensip gereğince yapısına su alarak eski haline gelebilir. Bu duruma da deplazmoliz adı verilmektedir.
Şişme Nedir ve Bitki Yaşamında Ne Gibi Önemi Bulunmaktadır
Kimi bitki materyalleri suyla, turgordan farklı biçimde, hacim artışı gösterebilmektedirler. Şişme adı verilen bu olguya yol açan kolloidal çözeltiler gerçek çözeltilerden, çözünmüş madde parçacıklarının ( misel ) daha büyük olmasıyla ve jel (gel) denilen, katıya benzer hale geçmeleriyle ayırt edilebilmektedir. Şişen cisim aldığı sıvıyı geri vererek eski haline dönebilir. Anılan sıvı çoğunlukla sudur ve buna göre Şişme, gel halindeki kolloidlerin miselleri arasına su alarak katı yapılarım kaybetmeden hacimlerinin artmasıdır, şeklinde tanımlanabilir. Bitkiler yapılarında protein ve polipeptitler gibi su seven (hidrofilik) kolloidleri fazlaca kapsamaları nedeniyle şişmeye büyük ölçüde eğilim gösterirler. Diğer yandan, tohumların şişmeye uygun özellik göstermesi çimlenme aşamasında büyük ve yaşamsal bir önem taşımaktadır.
Kökün Yapısı, Su ve Besin Elementlerinin Alınımındaki Önemi
Yüksek bitkilerde su ve besin elementlerinin alınma ve taşınmalarının yanında toprağa bağlanma işlevlerini yerine getiren organlara kök denmektedir. Bunların dışında kimi bitkilerde depolama, tutunma, destek gibi farklı görevler de üstlenmiştir. Ayrıca, çevresel etmenlerdeki değişimler kök yapısında farklılaşmalara yol açmaktadır. Tohumun çimlenmesi birincil (primer) kök çıkışıyla başlar ve bu kök yerçekimi doğrultusunda, aşağıya doğru gelişir. Henüz toprak üstü organları belirmeden yan kökler oluşmaya başlar. Bunlara ikincil kökler denir. Daha sonra ikincil kökler de yan (lateral) kökler vermeye devam ederek kök sistemini oluştururlar. Bitkinin diğer organlarından da kökler meydana gelebilir, ek kökler ya da adventif kökler adını alan bu oluşumlar, tırmanıcı bitkiler, yer altı gövdeleri (rizomlar), soğan ve yumrular, dal, gövde ve yaprak çeliklerinde gözlenebilmektedir.
Kökün Yapısı: Genç bir kökün uç kısmından boyuna kesiti incelenirse (bkz: s.162, Şekil 8.4); en uçta mekanik yıpranmaları engelleyen kök başlığı (kaliptra) görülür. Onun ardında yer alan meristematik yörede hücrelerin hızla bölünmesiyle kök ucuna doğru büyüme sağlanmaktadır. Üzerinde uzama yöresi (genişleme) yer alır. Kökün boyuna büyümesi burada meydana gelir. Daha yukarıda olgunlaşma (farklılaşma) yöresi dikkati çeker. Anılan yörede epidermis hücrelerinin dışa uzantılarıyla kök tüyleri, içte de primer (birincil) ksilem, primer (birincil) floem, merkezi silindir ve korteks belirmeye başlamıştır.
Besin Elementlerinin Kök Etki Alanına Gelmesi ve Alınması
Bitki besin elementlerinin bitki kökleri tarafından alınabilmeleri için kökün etki alanına, yani rizosfere ulaşmaları gerekmektedir. Bitki besin maddeleri toprağın organik ve mineral yapısında bağlı olarak, ya katı fazın yüzeylerinde adsorbe edilmiş halde ya da toprak çözeltisinde bulunur. Bu üç faz arasında belirli bir denge kurulmuş durumdadır. Rizosfere ulaşan besin maddelerinin ise bitkiler tarafından farklı mekanizmalarla alındığı gözlenir.
Toprakta Adsorbe Edilmiş Besin Elementlerinin Bitki Kök Yüzeyine Alınması: Toprak katı fazında adsorbe edilmiş halde bulunan besin maddelerinin kök yüzeyleri tarafından adsorbe edilerek bitki tarafından alınmasını başlatan ilk aşama iki ayrı kuramla açıklanmaktadır.
Karbonik Asit Kuramı: Bitkilerin toprak katı fazında adsorbe edilmiş haldeki besin maddelerini alabilmeleri için bunlar önce çözeltiye geçmektedir. Toprak canlıları ve kökler solunum sonucunda ortama verdikleri CO 2 verirler suyla karbonik asidi (H 2 CO 3 ) oluşturur.
Kontakt Değişim Kuramı: Anılan kuram toprak kollidlerinin yüzeyinde adsorbe edilmiş bulunan besin maddelerinin değinim sonucunda, kök yüzeyi tarafından doğrudan alındığını savunmaktadır. Açıklanan mekanizmanın gerçekleşmesi için ortamda CO 2 bulunmasına ya da iyonların çözeltiye geçmesine gerek yoktur. O nedenle ortamdaki su miktarı önem taşımamaktadır.
Katyonlar herhangi bir yüzeyde tutuluyorlarsa, tutulma gücüne bağlı olarak değişim gösteren bir hacim içinde sürekli titreşim halindedirler. Bu hacim ossilasyon hacmi adını alır.
Besin Elementlerinin Bitki Yapısına Alınma (Absorpsiyon) Mekanizmalar: Yukarıda açıklanan yollarla kök yüzeyine gelen besin elementleri daha sonra izleyen iki mekanizmayla bitki yapısına alınmakta yani absorbe edilmektedir. Pasif ve aktif absorbsiyon adı verilen bu mekanizmalar aşağıda açıklanmıştır:
Besin Elementlerinin Pasif Alınması (Absorpsiyon): Tuz çözeltisinde bekletilen bir parça bitki kökü arı suda yıkandıktan sonra, yine arı su bulunan bir kapta bırakılırsa, yapısına aldığı iyonlarından bir bölümünün suya geri verildiğine tanık olunmaktadır. O halde, hücrelerde iyonların bağımsız şekilde, diffüzyon, osmos, iyon değişimi gibi olaylarla girip çıkabildiği bir yöre bulunmaktadır. Sözü geçen yöre hücrelerarası (intersellüler) alan ve hücre çeperlerini kapsamakta, dış yöre , bağımsız yöre veya apoplast adını almaktadır.
Besin Elementlerinin Aktif (Metabolik) Alınımı: Bitkilerin kapsamlarındaki besin elementi miktarlarının bulundukları ortama göre son derece yüksek değerlere ulaşması, yani osmotik dengelere zıt yönde birikmesi pasif absorbsiyon mekanizmasını etkileyen olaylarla tamamen açıklanamamaktadır. Diğer yandan, metabolik engelleyiciler (ket vurucular, inhibitörler) ya da oksijen ve sıcaklık streslerinde iyon birikimlerinde dikkate değer oranda düşme gözlenmektedir. Bu durum aktif bir alınım mekanizmasının da varlığını doğrular niteliktedir. Aktif alınım, metabolik etkinlikler sonucunda, enerji harcayarak, bünyeye iyonların alınması ve biriktirilmesidir.
Bitkinin Kök Üstü (Ekstra-radikal) Organlarla Besin Elementi Alması: Su ve suda çözülmüş besin elementlerinin alınmasında yaprak, yaprak sapı, sürgünler, meyveler ve gövde gibi kökten başka organların da katkısı vardır. Anılan mekanizmadan yararlanarak son yıllarda özellikle mikro element gübrelerinin bitkilere yoğun miktarda uygulandığına tanık olunmaktadır. Şüphesiz, alınım genç yapraklarda daha yüksek metabolik etkinlikler göstermeleri nedeniyle daha fazla ve daha hızlıdır.
Besin elementlerinin yaprak yoluyla alınabilmesi için bitki yüzeyini kaplamış olan epidermis hücrelerine gelmeleri gerekir. Epidermise ektodezmata aracılığıyla ulaştıktan sonra, parankimatik hücrelere de plazmodezmata ile geçmektedirler.
Besin Elementlerinin Alınımına Etkili Olan Etmenler ve Stres Koşulları
Bitkilerin besin element alınımı konusunda kendi taşıdığı özellikler kadar çevresel etmenler de rol oynamaktadır. Çevresel etmenler biyotik ve abiyotik kökenli olup, bunların uygun sınırlar dışına çıkmasıyla bitkilerde hem beslenme metabolizması, hem de diğer yaşamsal etkinlikler baskılanarak, olumsuz yönde değişmektedir. Açıklanan koşullarda büyüme ve gelişme yavaşlarken, üründe nitelik ve nicelik azalır, bitki ve bitki organlarının yaşamlarını yitirmesiyle karşılaşılabilir. Bu koşullara stres etmenleri, olaya da stres denmektedir. Stres etmenleri biyotik ve abiyotik kökenli olabilmektedir.
Biyotik: Canlı; yani bitki, hayvan ve mikroorganizmalarla ilgili olan. Abiyotik: Cansız; yani bitki, hayvan ve mikroorganizmalarla ilgili olmayan.
Stres Etmenlerinin Bitki Besin Elementi Alınımına Etkileri:
Sıcaklık Stresi: Her bitki türünün uygun biçimde büyüme ve gelişmesi için optimum sıcaklık denilen belirli bir sıcaklık aralığına gereksinimi vardır. Optimum sıcaklığın alt ve üst sınırları dışında bitki strese girer ve büyümesi yavaşlar. Farklı bitkilere göre değişmekle birlikte, çoğunlukla sıcaklık artışı besin elementi alınımını önceleri arttırmakta, belli bir değeri aştıktan sonra geriletici etkisi gözlenmektedir.
Sıcaklığın uygun sınırların üstünde ve altında bulunması, hem pasif, hem de aktif besin element alınımını olumsuz etkilemektedir. Yüksek sıcaklıkta enzimlerin yapısal bozulması ve solunumun yavaşlamasıyla aktif alınım, membranların geçirgenliğinin azalmasıyla da pasif alınım güçleşir.
Enzimler: Canlı organizmalarda gerçekleşen metabolik olaylarla ilgili tepkimelere girerek hızlandıran; ancak, sonunda değişmeden çıkan protein özelliğindeki maddelerdir.
Su Stresi: Bitkinin aldığı sudan daha fazlasını kaybetmesiyle su yetersizliği stresi oluşurken, yetişme ortamında gereğinden fazla bulunduğunda da su taşkını stresi ortaya çıkmaktadır. Ancak, su stresi kavramı daha çok yetersizliği anlamında kullanılmaktadır.
Tuz Stresi: Kurak ve yarı kurak bölgelerde, drenaj koşullarının uygun olmadığı sulanabilir arazilerde, deniz suyunun etkisi altında ve sulama suyunun tuzlu sınıfa girmesi halinde bitkilerde tuz stresine rastlanmaktadır. Kök bölgesinde çözünmüş tuzların fazlalığı osmotik potansiyeli arttırarak bitkinin su almakta güçlük çekmesiyle sonuçlanırken, ortamdaki fazlalıkları nedeniyle toksik etki de gösterebilmektedir.
Işık: Işık intensitesinin yetersizliği ya da fazlalığı bitkideki metabolik işlevleri önemli ölçüde etkilemektedir. Anılan etki yoğunlukla fotosentez oranı ve bitki sıcaklığı üzerinde görülür. Diğer yandan bitkinin içinde yer aldığı ortam, var olan diğer bitkilerin yoğunluğu, boylanma durumları; farklı dizilim gösteren yapraklarının konumu, şekli ışıktan yararlanma konusunda ayrımlara yol açmaktadır.
Bitki Besin Maddesi Alınımına Bitkisel ve Diğer Kimi Önemli Etmenler
Bitki Çeşidi: Aynı koşullarda yetişmekte olsalar da ayrı bitkilerin bünyelerine aldıkları besin element miktarları arasında önemli farklar gözlenmektedir. Bunun nedenleri taşıdıkları kalıtsal (genetik) özellikler, ortam koşullarına gösterdikleri uyum gücü, kökün CO 2 salgısı, kök sistemlerinin farklılığı şeklinde sayılabilir.
Bitkinin Büyüme Dönemi: Gelişme dönemini temsil eden farklı zaman dilimlerinde bitkinin besin element alınımının ayrımlı olduğu dikkati çekmektedir. Bitki dokularının büyümesi sonucunda elementlerin alınımına uygun yüzey miktarı artmakta, hücre sayısı çoğalmaktadır.
Bitkinin Besin Element İçeriği: Bir besin elementinin bitkideki içeriği gereksinim duyduğu miktarda ise alınması yavaşlamakta ya da durmaktadır. Bu olgunun köklerdeki aktif alınım mekanizmasının kontrolüyle meydana geldiği düşünülmektedir.
Besin Elementlerinin Karşılıklı Etkileşimleri: Besin elementlerinin bitkiye alınmaları sırasında aralarında olumlu ve olumsuz yönde etkileşimler dikkati çeker. Örneğin, iki farklı besin elementinin aktif alınımları aynı taşıyıcıyla gerçekleşiyorsa, ortaya çıkan rekabet nedeniyle birbirlerini olumsuz etkilemektedirler.
Tepkime (Reaksiyon, pH): Bitkilere göre değişmekle birlikte tepkime besin elementlerinin bitki bünyesine alınımını çeşitli derecelerde etkilemektedir. Çoğunlukla pH 5,5-7,0 aralığında bitkilerin beslenme açısından iyi durumda bulunduğu söylenebilir. Tepkimenin değişmesi bitkiye alınan anyon ve katyon dağılımı üzerine etkilidir. Düşük pH’larda ortamdaki H+ varlığının artması, bu iyonun taşıyıcılarla birleşme olasılığını yükseltecektir.
Besin Elementlerinin Bitkide Taşınmaları ve Taşınma Yönleri
Besin elementlerinin kök tarafından alınmasından sonra ksilem iletim demetlerine ulaşması gerekmektedir. Korteksten endodermise kadar hücre çeperleri ve hücrelerarası boşlukların oluşturduğu apoplast adı verilen bağımsız yöreler ve hücreler arasında bağlantı sağlayan plazmodezmata (protoplazma iplikcikleri) aracılığıyla ilerleyebilmektedirler. İyonların bağımsız olarak hareketini sağlayan protoplazma sisteminin tümüne simplast adı verilmekte, bu yolla aktif taşınma sağlanmaktadır. Apoplast yolunda ise besin elementleri pasif, yani diffüzyon ve kitle akımı gibi olayların sağladığı güçle ilerlemektedir. Ancak, endodermisden içeriye doğru pasif alınım yolu Kasparian Şeridi engeliyle karşılaşır. Bu yapı seçici ve tek yönlü bir alınıma izin vermekte, besin elementleri geriye dönememektedir. Kasparian şeridi endodermisde hücre duvarlarının kalınlaşması şeklinde gözlenir. Kasparian şeridinden içeriye alınan ve geriye dönmesi mümkün bulunmayan besin elementleri arkadan yenileri de gelmekte olduğundan merkeze doğru ilerlemek zorundadırlar.
Besin Elementlerinin Yukarıya Taşınması: Besin elementleri ksilemde transpirasyona bağımlı olarak hareket eden suyla birlikte yukarıya doğru taşınır. Transpirasyonun arttığı koşullarda daha çok madde taşımaktadır. Kimi koşullarda kök basıncı da bu taşınmada etkili olmaktadır.
Transpirasyon (Terleme): Bitkinin büyük çoğunluğu gözeneklerden (stoma) olmak üzere buhar halinde su kaybetmesidir.
Kök basıncı: Kök hücrelerinin hipertonik olmaları nedeniyle toprak çözeltisinden su almasıyla ortaya çıkan pozitif basınçtır.
Besin Elementlerinin Yanal Taşınması: Besin elementlerinin yanal taşınması ksilemle floem arasında yer alan kambiyumun etkisiyle ve öz ışınları aracılığıyla sağlanabilmektedir.
Besin Elementlerinin Aşağıya Taşınmaları: Besin elementlerinin aşağıya doğru taşınmalarında asal rolü floem iletim sistemi oynamaktadır. Bu yönde ksilemin rolü yok denilecek ölçüde azdır.
Besin Elementlerinin Yapraktan Diğer Organlara Taşınması: Kökler aracılığıyla alınarak yapraklara gelen ya da doğrudan yaprak yoluyla absorbe edilen besin elementlerinin bir kısmı daha sonra diğer organlara aktarılabilmektedir. Bu taşınmada floem iletim demetleri etkilidir. Yapraktan diğer organlara doğru hareketin gerçekleşmesi elementlerin bitki bünyesinde mobil (hareketli) ya da immobil (hareketsiz) olmalarına göre değişir.
Besin Elementleri Arasındaki Olumlu ve Olumsuz Etkileşimler (İnteraksiyon)
Gereksinim duyulan besin element miktar ve oranları bitkinin çeşidi, gelişme dönemi, çevresel koşullar gibi etmenlere göre değişim göstermektedir. Bu miktar ve oran çoğunlukla besin elementlerinin toprakta bulunan formları, miktarları ve aralarındaki denge gibi dış etmenler yanında bitkiye alınma ve kullanılma mekanizmaları gibi fizyolojik olaylara da dayanmaktadır.
Besin elementleri bitkiye çoğunlukla anyon (-) ya da katyon (+) halinde, yani iyonik formlarda alınmaktadır. Bu koşullarda iyonlar aralarında elektriksel dengeyi oluşturma yönünde davranacaklardır. Örneğin, tutulmakta olan anyonların dengelenmesi için bitki katyonlar alacaktır. Böylece sinergistik etki şeklinde tanımlanan olumlu yönde bir etkileşim ( interaksiyon ) gözlenir. Diğer yandan aynı yüklü iyonlar arasında birbirlerinin yerlerine geçme eğilimiyle, diğerlerini tutundukları yerden sökmeleri şeklinde sonuçlanan bir rekabet de söz konusudur. Açıklanan durumda antogonistik yani zıt bir etkileşim ortaya çıkmaktadır.
Diğer yandan, bir bitki besin elementinin bünyede bulunması gereken miktarı kadar diğerleriyle aralarındaki oranın yani beslenme dengesi nin de korunması konusu dikkatten uzak tutulmamalıdır. Böylece iyonlar arasındaki etkileşim de olumlu sınırlar arasında kalabilecektir.
Suyun Özellikleri ve Bitki Yaşamında Önemi
Yerkürede gerçekleşen fiziksel, kimyasal ve biyolojik olayların hemen hemen her birinde su ve suyun son derece önemli özelliklere sahip bulunan yapısının azımsanmayacak düzeyde etkileri vardır. Yaşayan organizmaların yapısında % 60-95 kadar su bulunmakta, dinlenme halindeki tohumda bile bu oran %10-20’nin altına inmemektedir. Canlılığın en önemli işlevlerinin gerçekleştiği protoplazmada meydana gelen metabolik (yaşamsal) olaylar ve kimyasal tepkimeler suyun varlığıyla gerçekleşmektedir.
Su molekülünde oksijen atomunun iki yanında yer alan hidrojenlerin 103°-106° (ortalama 104.5°) açı yapacak şekilde yerleşmesiyle dipol (polar, iki kutuplu) bir yapı oluşmuştur. Molekülün bir tarafı pozitif (+), diğer tarafı da negatif (-) yük yönünden daha zengindir. Elektriksel yükte var olan bu asimetri, farklı elektriksel yük taşıyan uçların karşılıklı gelerek ve moleküllerin güçlü bağlar ortaya koyarak dizilmelerine zemin hazırlamaktadır. Hidrojen bağı adını alan bu yapı suyun fiziksel ve kimyasal özelliklerini önemli ölçüde etkilemektedir.
Su Oda Sıcaklığında Sıvıdır: Herhangi bir madde atom veya molekül ağırlığı arttıkça, oda sıcaklığında çoğunlukla katı veya sıvı, buna karşın; azaldıkça sıvı ya da gaz halde bulunmaktadır. Çünkü bağlanma gücünü parçalayarak, bunları sıvı ve gaz haline dönüştürecek enerji, yani ısı gereksinimi artmaktadır.
Suyun Bir Halden Diğer Hale Geçmesi İçin Gerekli Enerji Miktarları: Hidrojen bağları endotermik bir olay olan buharlaşma sırasında suyun her bir gramının 539 kalori (cal) gibi yüksek miktarda ısı absorbe etmesine zemin hazırlar.
Endotermik: Gerçekleşirken dışarıdan ısı formunda enerji alan işlem veya tepkimedir.
Hidrojen bağları ekzotermik bir olay olan donma sırasında her bir gram suyun 80 cal gibi yüksek ısı vermesine zemin hazırlamaktadır.
Ekzotermik: Gerçekleşirken dışarıya ısı formunda enerji salan işlem veya tepkimedir.
Suyun Özgül Isısı (Spesifik Sıcaklığı): Bir gram suyun sıcaklığını 1,0° C yükseltmek için gerekli enerji miktarının 1,0 cal gibi yüksek değer göstermesi nedeniyle su çevredeki ısı değişmelerinden az etkilenmektedir. Bu da bünyelerinde önemli ölçüde su bulundurmaları nedeniyle, canlılarda sıcaklığın dar sınırlar içinde kalabilmesini sağlamaktadır.
Suyun Adhezyon ve Kohezyon Güçleri: Su molekülleri taşıdıkları polar özellik nedeniyle, yabancı moleküllerle sıkı bağlantı kurabilmekte yani adhezyon gücü yüksek bulunmaktadır.
Adhezyon: Farklı iki madde arasında var olan ve bu iki maddenin birbirine tutunmasını sağlayan çekim kuvvetidir.
Su molekülleri hidrojen köprüleri nedeniyle kendi molekülleri arasında da güçlü bir şekilde bağlanmakta, yani yüksek bir kohezyon gücüne sahip bulunmaktadır.
Kohezyon: Maddenin kendi moleküleri, yani aynı cins moleküller arasındaki çekim gücüdür.
Suyun Çözgen Özelliği: Su diğer birçok sıvıya göre daha fazla maddeyi çözme özelliğindedir. Bu özelliğini negatif yönleriyle pozitif yüklü, pozitif yönleriyle de negatif yüklü iyonları çevrelemesiyle ortaya koyar.
Difüzyon Nedir ve Bitki Yaşamında Ne Gibi Önemi Bulunmaktadır
Diffüzyon, herhangi bir maddeye ait molekül, atom, iyon gibi parçacıkların ortamda dinamik bir denge kuruluncaya dek gelişi güzel hareketlerle, çeşitli yönlere gidip gelerek yayılmaları ve büyük konsantrasyona sahip alandan, küçük konsantrasyona sahip alana geçmeleridir. Yani, diffüzyonun gerçekleşmesinde, maddeyi temsil eden molekül atom ve iyon gibi en küçük yapıların sahip bulunduğu enerji rol oynamaktadır. Bundan farklı olarak, anılan parçacıkların herhangi bir taşıyıcı ya da çözgenin hareketine bağlı şekilde, topluca yer değiştirmesi kitle hareketi , diğer bir deyişle kitle akımı olarak ifade edilmektedir. Su diffüzyonla buhar olarak bitkiden uzaklaşırken (transpirasyon) köklerden alınarak, ksilem iletim demetleri boyunca yukarıya doğru çekilmektedir. Çözünmüş halde yapısında bulunan besin elementleri de birlikte ilerlerken, kitle hareketi oluşmaktadır.
Osmoz Nedir ve Bitki Yaşamında Ne Gibi Önemi Bulunmaktadır
Diffüzyonun özel hali olan osmozis, bitkilerin yaşamında ayrı bir öneme sahip bulunmaktadır. Osmozis, “sadece suya geçirgen olan, yani seçici geçirgen bir zarla ayrılmış ortamda, suyun konsantrasyonun fazla olduğu yönden az olduğu yöne doğru, su potasiyellerini eşitleme eğilimiyle geçişidi” şeklinde tanımlanabilmektedir. Anlaşıldığı gibi, su çözülmüş madde miktarı yüksek, yani su potansiyeli düşük yöne doğru daha fazla hareket etmektedir. Bu da gerçek bir basınç olmayan ve çözünmüş madde miktarına bağlı şekilde artan osmotik basınç kavramını ortaya koyar. Bunun yanında hücredeki osmotik basıncın, diğer bir anlatımla, çözünmüş madde miktarının çevreye göre daha yüksek bulunmasıyla, alınan su miktarı artacaktır. Hacim artışı turgor basıncı olarak ifade edilen gerçek bir güçle membranın hücre duvarına doğru itilmesini sağlayacaktır.
Plazmolizis: İki çözeltinin osmotik basınçları birbirlerine eşit ise bunlara izotonik çözeltiler denir. Eğer birbirinden farklıysa, osmotik basıncı yüksek olan hipertonik, düşük olan hipotonik sözcükleriyle isimlendirilir. Osmotik basıncı yüksek, su potansiyeli düşük yani hipertonik ortamda bekletilen hücrenin dış ortamla su potansiyellerini eşitleme eğiliminin bir sonucu olarak su kaybettiği ve vakuollerin küçüldüğü, hücre duvarından uzaklaştığı görülür. Bu haldeki hücre plazmoliz olmuş hücredir. Plazmolizis’e uğramış bir hücre hipotonik çözelti içinde bekletilirse, aynı prensip gereğince yapısına su alarak eski haline gelebilir. Bu duruma da deplazmoliz adı verilmektedir.
Şişme Nedir ve Bitki Yaşamında Ne Gibi Önemi Bulunmaktadır
Kimi bitki materyalleri suyla, turgordan farklı biçimde, hacim artışı gösterebilmektedirler. Şişme adı verilen bu olguya yol açan kolloidal çözeltiler gerçek çözeltilerden, çözünmüş madde parçacıklarının ( misel ) daha büyük olmasıyla ve jel (gel) denilen, katıya benzer hale geçmeleriyle ayırt edilebilmektedir. Şişen cisim aldığı sıvıyı geri vererek eski haline dönebilir. Anılan sıvı çoğunlukla sudur ve buna göre Şişme, gel halindeki kolloidlerin miselleri arasına su alarak katı yapılarım kaybetmeden hacimlerinin artmasıdır, şeklinde tanımlanabilir. Bitkiler yapılarında protein ve polipeptitler gibi su seven (hidrofilik) kolloidleri fazlaca kapsamaları nedeniyle şişmeye büyük ölçüde eğilim gösterirler. Diğer yandan, tohumların şişmeye uygun özellik göstermesi çimlenme aşamasında büyük ve yaşamsal bir önem taşımaktadır.
Kökün Yapısı, Su ve Besin Elementlerinin Alınımındaki Önemi
Yüksek bitkilerde su ve besin elementlerinin alınma ve taşınmalarının yanında toprağa bağlanma işlevlerini yerine getiren organlara kök denmektedir. Bunların dışında kimi bitkilerde depolama, tutunma, destek gibi farklı görevler de üstlenmiştir. Ayrıca, çevresel etmenlerdeki değişimler kök yapısında farklılaşmalara yol açmaktadır. Tohumun çimlenmesi birincil (primer) kök çıkışıyla başlar ve bu kök yerçekimi doğrultusunda, aşağıya doğru gelişir. Henüz toprak üstü organları belirmeden yan kökler oluşmaya başlar. Bunlara ikincil kökler denir. Daha sonra ikincil kökler de yan (lateral) kökler vermeye devam ederek kök sistemini oluştururlar. Bitkinin diğer organlarından da kökler meydana gelebilir, ek kökler ya da adventif kökler adını alan bu oluşumlar, tırmanıcı bitkiler, yer altı gövdeleri (rizomlar), soğan ve yumrular, dal, gövde ve yaprak çeliklerinde gözlenebilmektedir.
Kökün Yapısı: Genç bir kökün uç kısmından boyuna kesiti incelenirse (bkz: s.162, Şekil 8.4); en uçta mekanik yıpranmaları engelleyen kök başlığı (kaliptra) görülür. Onun ardında yer alan meristematik yörede hücrelerin hızla bölünmesiyle kök ucuna doğru büyüme sağlanmaktadır. Üzerinde uzama yöresi (genişleme) yer alır. Kökün boyuna büyümesi burada meydana gelir. Daha yukarıda olgunlaşma (farklılaşma) yöresi dikkati çeker. Anılan yörede epidermis hücrelerinin dışa uzantılarıyla kök tüyleri, içte de primer (birincil) ksilem, primer (birincil) floem, merkezi silindir ve korteks belirmeye başlamıştır.
Besin Elementlerinin Kök Etki Alanına Gelmesi ve Alınması
Bitki besin elementlerinin bitki kökleri tarafından alınabilmeleri için kökün etki alanına, yani rizosfere ulaşmaları gerekmektedir. Bitki besin maddeleri toprağın organik ve mineral yapısında bağlı olarak, ya katı fazın yüzeylerinde adsorbe edilmiş halde ya da toprak çözeltisinde bulunur. Bu üç faz arasında belirli bir denge kurulmuş durumdadır. Rizosfere ulaşan besin maddelerinin ise bitkiler tarafından farklı mekanizmalarla alındığı gözlenir.
Toprakta Adsorbe Edilmiş Besin Elementlerinin Bitki Kök Yüzeyine Alınması: Toprak katı fazında adsorbe edilmiş halde bulunan besin maddelerinin kök yüzeyleri tarafından adsorbe edilerek bitki tarafından alınmasını başlatan ilk aşama iki ayrı kuramla açıklanmaktadır.
Karbonik Asit Kuramı: Bitkilerin toprak katı fazında adsorbe edilmiş haldeki besin maddelerini alabilmeleri için bunlar önce çözeltiye geçmektedir. Toprak canlıları ve kökler solunum sonucunda ortama verdikleri CO 2 verirler suyla karbonik asidi (H 2 CO 3 ) oluşturur.
Kontakt Değişim Kuramı: Anılan kuram toprak kollidlerinin yüzeyinde adsorbe edilmiş bulunan besin maddelerinin değinim sonucunda, kök yüzeyi tarafından doğrudan alındığını savunmaktadır. Açıklanan mekanizmanın gerçekleşmesi için ortamda CO 2 bulunmasına ya da iyonların çözeltiye geçmesine gerek yoktur. O nedenle ortamdaki su miktarı önem taşımamaktadır.
Katyonlar herhangi bir yüzeyde tutuluyorlarsa, tutulma gücüne bağlı olarak değişim gösteren bir hacim içinde sürekli titreşim halindedirler. Bu hacim ossilasyon hacmi adını alır.
Besin Elementlerinin Bitki Yapısına Alınma (Absorpsiyon) Mekanizmalar: Yukarıda açıklanan yollarla kök yüzeyine gelen besin elementleri daha sonra izleyen iki mekanizmayla bitki yapısına alınmakta yani absorbe edilmektedir. Pasif ve aktif absorbsiyon adı verilen bu mekanizmalar aşağıda açıklanmıştır:
Besin Elementlerinin Pasif Alınması (Absorpsiyon): Tuz çözeltisinde bekletilen bir parça bitki kökü arı suda yıkandıktan sonra, yine arı su bulunan bir kapta bırakılırsa, yapısına aldığı iyonlarından bir bölümünün suya geri verildiğine tanık olunmaktadır. O halde, hücrelerde iyonların bağımsız şekilde, diffüzyon, osmos, iyon değişimi gibi olaylarla girip çıkabildiği bir yöre bulunmaktadır. Sözü geçen yöre hücrelerarası (intersellüler) alan ve hücre çeperlerini kapsamakta, dış yöre , bağımsız yöre veya apoplast adını almaktadır.
Besin Elementlerinin Aktif (Metabolik) Alınımı: Bitkilerin kapsamlarındaki besin elementi miktarlarının bulundukları ortama göre son derece yüksek değerlere ulaşması, yani osmotik dengelere zıt yönde birikmesi pasif absorbsiyon mekanizmasını etkileyen olaylarla tamamen açıklanamamaktadır. Diğer yandan, metabolik engelleyiciler (ket vurucular, inhibitörler) ya da oksijen ve sıcaklık streslerinde iyon birikimlerinde dikkate değer oranda düşme gözlenmektedir. Bu durum aktif bir alınım mekanizmasının da varlığını doğrular niteliktedir. Aktif alınım, metabolik etkinlikler sonucunda, enerji harcayarak, bünyeye iyonların alınması ve biriktirilmesidir.
Bitkinin Kök Üstü (Ekstra-radikal) Organlarla Besin Elementi Alması: Su ve suda çözülmüş besin elementlerinin alınmasında yaprak, yaprak sapı, sürgünler, meyveler ve gövde gibi kökten başka organların da katkısı vardır. Anılan mekanizmadan yararlanarak son yıllarda özellikle mikro element gübrelerinin bitkilere yoğun miktarda uygulandığına tanık olunmaktadır. Şüphesiz, alınım genç yapraklarda daha yüksek metabolik etkinlikler göstermeleri nedeniyle daha fazla ve daha hızlıdır.
Besin elementlerinin yaprak yoluyla alınabilmesi için bitki yüzeyini kaplamış olan epidermis hücrelerine gelmeleri gerekir. Epidermise ektodezmata aracılığıyla ulaştıktan sonra, parankimatik hücrelere de plazmodezmata ile geçmektedirler.
Besin Elementlerinin Alınımına Etkili Olan Etmenler ve Stres Koşulları
Bitkilerin besin element alınımı konusunda kendi taşıdığı özellikler kadar çevresel etmenler de rol oynamaktadır. Çevresel etmenler biyotik ve abiyotik kökenli olup, bunların uygun sınırlar dışına çıkmasıyla bitkilerde hem beslenme metabolizması, hem de diğer yaşamsal etkinlikler baskılanarak, olumsuz yönde değişmektedir. Açıklanan koşullarda büyüme ve gelişme yavaşlarken, üründe nitelik ve nicelik azalır, bitki ve bitki organlarının yaşamlarını yitirmesiyle karşılaşılabilir. Bu koşullara stres etmenleri, olaya da stres denmektedir. Stres etmenleri biyotik ve abiyotik kökenli olabilmektedir.
Biyotik: Canlı; yani bitki, hayvan ve mikroorganizmalarla ilgili olan. Abiyotik: Cansız; yani bitki, hayvan ve mikroorganizmalarla ilgili olmayan.
Stres Etmenlerinin Bitki Besin Elementi Alınımına Etkileri:
Sıcaklık Stresi: Her bitki türünün uygun biçimde büyüme ve gelişmesi için optimum sıcaklık denilen belirli bir sıcaklık aralığına gereksinimi vardır. Optimum sıcaklığın alt ve üst sınırları dışında bitki strese girer ve büyümesi yavaşlar. Farklı bitkilere göre değişmekle birlikte, çoğunlukla sıcaklık artışı besin elementi alınımını önceleri arttırmakta, belli bir değeri aştıktan sonra geriletici etkisi gözlenmektedir.
Sıcaklığın uygun sınırların üstünde ve altında bulunması, hem pasif, hem de aktif besin element alınımını olumsuz etkilemektedir. Yüksek sıcaklıkta enzimlerin yapısal bozulması ve solunumun yavaşlamasıyla aktif alınım, membranların geçirgenliğinin azalmasıyla da pasif alınım güçleşir.
Enzimler: Canlı organizmalarda gerçekleşen metabolik olaylarla ilgili tepkimelere girerek hızlandıran; ancak, sonunda değişmeden çıkan protein özelliğindeki maddelerdir.
Su Stresi: Bitkinin aldığı sudan daha fazlasını kaybetmesiyle su yetersizliği stresi oluşurken, yetişme ortamında gereğinden fazla bulunduğunda da su taşkını stresi ortaya çıkmaktadır. Ancak, su stresi kavramı daha çok yetersizliği anlamında kullanılmaktadır.
Tuz Stresi: Kurak ve yarı kurak bölgelerde, drenaj koşullarının uygun olmadığı sulanabilir arazilerde, deniz suyunun etkisi altında ve sulama suyunun tuzlu sınıfa girmesi halinde bitkilerde tuz stresine rastlanmaktadır. Kök bölgesinde çözünmüş tuzların fazlalığı osmotik potansiyeli arttırarak bitkinin su almakta güçlük çekmesiyle sonuçlanırken, ortamdaki fazlalıkları nedeniyle toksik etki de gösterebilmektedir.
Işık: Işık intensitesinin yetersizliği ya da fazlalığı bitkideki metabolik işlevleri önemli ölçüde etkilemektedir. Anılan etki yoğunlukla fotosentez oranı ve bitki sıcaklığı üzerinde görülür. Diğer yandan bitkinin içinde yer aldığı ortam, var olan diğer bitkilerin yoğunluğu, boylanma durumları; farklı dizilim gösteren yapraklarının konumu, şekli ışıktan yararlanma konusunda ayrımlara yol açmaktadır.
Bitki Besin Maddesi Alınımına Bitkisel ve Diğer Kimi Önemli Etmenler
Bitki Çeşidi: Aynı koşullarda yetişmekte olsalar da ayrı bitkilerin bünyelerine aldıkları besin element miktarları arasında önemli farklar gözlenmektedir. Bunun nedenleri taşıdıkları kalıtsal (genetik) özellikler, ortam koşullarına gösterdikleri uyum gücü, kökün CO 2 salgısı, kök sistemlerinin farklılığı şeklinde sayılabilir.
Bitkinin Büyüme Dönemi: Gelişme dönemini temsil eden farklı zaman dilimlerinde bitkinin besin element alınımının ayrımlı olduğu dikkati çekmektedir. Bitki dokularının büyümesi sonucunda elementlerin alınımına uygun yüzey miktarı artmakta, hücre sayısı çoğalmaktadır.
Bitkinin Besin Element İçeriği: Bir besin elementinin bitkideki içeriği gereksinim duyduğu miktarda ise alınması yavaşlamakta ya da durmaktadır. Bu olgunun köklerdeki aktif alınım mekanizmasının kontrolüyle meydana geldiği düşünülmektedir.
Besin Elementlerinin Karşılıklı Etkileşimleri: Besin elementlerinin bitkiye alınmaları sırasında aralarında olumlu ve olumsuz yönde etkileşimler dikkati çeker. Örneğin, iki farklı besin elementinin aktif alınımları aynı taşıyıcıyla gerçekleşiyorsa, ortaya çıkan rekabet nedeniyle birbirlerini olumsuz etkilemektedirler.
Tepkime (Reaksiyon, pH): Bitkilere göre değişmekle birlikte tepkime besin elementlerinin bitki bünyesine alınımını çeşitli derecelerde etkilemektedir. Çoğunlukla pH 5,5-7,0 aralığında bitkilerin beslenme açısından iyi durumda bulunduğu söylenebilir. Tepkimenin değişmesi bitkiye alınan anyon ve katyon dağılımı üzerine etkilidir. Düşük pH’larda ortamdaki H+ varlığının artması, bu iyonun taşıyıcılarla birleşme olasılığını yükseltecektir.
Besin Elementlerinin Bitkide Taşınmaları ve Taşınma Yönleri
Besin elementlerinin kök tarafından alınmasından sonra ksilem iletim demetlerine ulaşması gerekmektedir. Korteksten endodermise kadar hücre çeperleri ve hücrelerarası boşlukların oluşturduğu apoplast adı verilen bağımsız yöreler ve hücreler arasında bağlantı sağlayan plazmodezmata (protoplazma iplikcikleri) aracılığıyla ilerleyebilmektedirler. İyonların bağımsız olarak hareketini sağlayan protoplazma sisteminin tümüne simplast adı verilmekte, bu yolla aktif taşınma sağlanmaktadır. Apoplast yolunda ise besin elementleri pasif, yani diffüzyon ve kitle akımı gibi olayların sağladığı güçle ilerlemektedir. Ancak, endodermisden içeriye doğru pasif alınım yolu Kasparian Şeridi engeliyle karşılaşır. Bu yapı seçici ve tek yönlü bir alınıma izin vermekte, besin elementleri geriye dönememektedir. Kasparian şeridi endodermisde hücre duvarlarının kalınlaşması şeklinde gözlenir. Kasparian şeridinden içeriye alınan ve geriye dönmesi mümkün bulunmayan besin elementleri arkadan yenileri de gelmekte olduğundan merkeze doğru ilerlemek zorundadırlar.
Besin Elementlerinin Yukarıya Taşınması: Besin elementleri ksilemde transpirasyona bağımlı olarak hareket eden suyla birlikte yukarıya doğru taşınır. Transpirasyonun arttığı koşullarda daha çok madde taşımaktadır. Kimi koşullarda kök basıncı da bu taşınmada etkili olmaktadır.
Transpirasyon (Terleme): Bitkinin büyük çoğunluğu gözeneklerden (stoma) olmak üzere buhar halinde su kaybetmesidir.
Kök basıncı: Kök hücrelerinin hipertonik olmaları nedeniyle toprak çözeltisinden su almasıyla ortaya çıkan pozitif basınçtır.
Besin Elementlerinin Yanal Taşınması: Besin elementlerinin yanal taşınması ksilemle floem arasında yer alan kambiyumun etkisiyle ve öz ışınları aracılığıyla sağlanabilmektedir.
Besin Elementlerinin Aşağıya Taşınmaları: Besin elementlerinin aşağıya doğru taşınmalarında asal rolü floem iletim sistemi oynamaktadır. Bu yönde ksilemin rolü yok denilecek ölçüde azdır.
Besin Elementlerinin Yapraktan Diğer Organlara Taşınması: Kökler aracılığıyla alınarak yapraklara gelen ya da doğrudan yaprak yoluyla absorbe edilen besin elementlerinin bir kısmı daha sonra diğer organlara aktarılabilmektedir. Bu taşınmada floem iletim demetleri etkilidir. Yapraktan diğer organlara doğru hareketin gerçekleşmesi elementlerin bitki bünyesinde mobil (hareketli) ya da immobil (hareketsiz) olmalarına göre değişir.
Besin Elementleri Arasındaki Olumlu ve Olumsuz Etkileşimler (İnteraksiyon)
Gereksinim duyulan besin element miktar ve oranları bitkinin çeşidi, gelişme dönemi, çevresel koşullar gibi etmenlere göre değişim göstermektedir. Bu miktar ve oran çoğunlukla besin elementlerinin toprakta bulunan formları, miktarları ve aralarındaki denge gibi dış etmenler yanında bitkiye alınma ve kullanılma mekanizmaları gibi fizyolojik olaylara da dayanmaktadır.
Besin elementleri bitkiye çoğunlukla anyon (-) ya da katyon (+) halinde, yani iyonik formlarda alınmaktadır. Bu koşullarda iyonlar aralarında elektriksel dengeyi oluşturma yönünde davranacaklardır. Örneğin, tutulmakta olan anyonların dengelenmesi için bitki katyonlar alacaktır. Böylece sinergistik etki şeklinde tanımlanan olumlu yönde bir etkileşim ( interaksiyon ) gözlenir. Diğer yandan aynı yüklü iyonlar arasında birbirlerinin yerlerine geçme eğilimiyle, diğerlerini tutundukları yerden sökmeleri şeklinde sonuçlanan bir rekabet de söz konusudur. Açıklanan durumda antogonistik yani zıt bir etkileşim ortaya çıkmaktadır.
Diğer yandan, bir bitki besin elementinin bünyede bulunması gereken miktarı kadar diğerleriyle aralarındaki oranın yani beslenme dengesi nin de korunması konusu dikkatten uzak tutulmamalıdır. Böylece iyonlar arasındaki etkileşim de olumlu sınırlar arasında kalabilecektir.