Tuzluluğun biTKİye etkiSİ

Halofitler gibi diğer bitkiler dayanabilirken, glikofitler veya halofit-olmayan bir çok bitkiler sodyumlu ve tuzlu koşulların stresine dayanacak niteliklere sahip değillerdir. Burada sözü edilen stres bitkinin büyüme, gelişme ve üreme gibi genetik potansiyelinin belirlediği normal koşulların dışında gelişen durumlara denmektedir. Tuzluluk ve sodyumluluk stresi konsantrasyonlar, aktiviteler ve benzer birimlerle ifade edildiği için sodyumlu yada tuzlu koşullarla stresin olmadığı koşulları birbirinden kesin biçimde ayıran bir çizgi yoktur. Bunun yerine stresin olmayışı ya da çok şiddetli stres durumlarından söz edilir. Glikofitler arasında bile ne tuza dayanım ne de tuza hassasiyet arasında kesin bir ayırım yoktur. Bu açıdan tür içindeki genotipler bile büyük farklılıklar gösterir. Belli bir bitki için hassasiyet ya da tolerans, bitkinin kötü etkilendiğini gösterdiği devamlı stres noktası ya da değişim aralığı şeklinde gösterilir. Bu sadece stresin yoğunluğuna değil aynı zamanda ortamın kimyasal kompozisyonu, sıcaklık, ışık yoğunluğu, bağıl nem ve birçok diğer faktörlere bağlıdır.

Hindistan cevizi ve hurma dışındaki bir çok kültür bitkisi ya glikofittir ya da halofit-olmayandır. Bu bölümde, bitki türlerine değinilecek ancak halofitler ayrı olarak tartışılacaktır. Halofitlerdeki tuza dayanım mekanizması Flowers (1985), Flowers ve ark. (1977), Waisel (1972) ve Wyn Jones (1981) ve diğerleri tarafından araştırılmıştır.

TUZLULUK VE SODYUMLULUK

Bitkilerin tuzluluğa gösterdiği tepki bağlamında tuzluluk, ozmotik potansiyeli azaltma yoluyla, köklerin etkisinde kaldığı çözeltinin kolligatif özelliklerinin etkilendiği çözünebilir tuzların çok yüksek düzeylerdeki konsantrasyonunu ifade eder. (çözeltilerin kolligatif özelliklerinin cetvelleri için, Wyn Jones ve Gorham 1983). Tarımsal bağlamda, toprak saturasyon ekstraktının 25^oC deki elektriksel iletkenliği 4 dS/m’yi aşarsa ve katyon değişim kapasitesi 15’den düşükse tuzlu olarak kabul edilir. Aşağıda da tartışıldığı gibi, tuzlu ya da tuzsuz koşullar arasında kesin çizilmiş bir sınır mevcut değildir. Toplam tuzluluğun yanında birçok faktör bitkinin tuzluluğa tepkisini etkiler.

Sodyumluluk birçok kriterle belirlenir; değişebilir sodyum oranı ESP ve sodyum adsorpsiyon oranı SAR en yaygın olanlarıdır. Daha eskiden sodyum iyonları tarafından tutulan toprağın katyon değişim komplekslerinin oranı ile tarif edilirdi. Eğer bu oran 15’i aşarsa toprak sodyumlu olarak kabul edilir (Richards 1954). Bitkide sodyumun zararını belirlemede genellikle sodyum adsorpsiyon oranı tercih edilir.

(1)

SAR değerinin 15 den yüksek olması tuzluluğu işaret eder. Bununla birlikte sodyumlu ya da sodyumsuz topraklar arasındaki farkı ortaya koyan tek bir değer yoktur. Northcote ve Skene (1972)‘ye göre, ESP’nin 6 veya daha yüksek olduğu topraklar sodyumlu, 15’in üstünde olanlar ise şiddetli sodyumludur.

Tuzluluk ve sodyumluluk koşulları arasındaki ayırım iki koşulu da kapsayan genel terimler ile ifade edilir.

TUZLULUK-BİTKİ GELİŞİMİ İLİŞKİSİ

Tuzluluk bitki gelişimi üzerine aşağıdaki şemada gösterilen etkileri oluşturmaktadır. Genelde dolaylı ve doğrudan etki şeklinde guruplandırılan bu etkiler kendi içinde de sınıflara ayrılmaktadır.

Sulamanın birinci derecedeki amacı bitkiye gerek duyduğu zamanda ve gerek duyduğu miktarda suyu kök bölgesine ulaştırmaktır. Yetersiz su alımı halinde bitki veriminde ve meyve kalitesinde azalmalar ortaya çıkacaktır. Bununla birlikte tekrarlanan sulamalar sonucunda kök bölgesine sürekli olarak sulama suyu içerisinde bulunan tuzları da yığmaktayız. Biriken bu tuzlar nedeniyle bitkilerin kökleri ile suyu topraktan alımları etkilenmektedir. Bu mekanizma bilindiğinde tuzluluk nedeniyle ortaya çıkabilecek olan su alımındaki eksiklik sorunları ile baş etmek mümkün olabilecektir.

Bitkilerin suyu topraktan alabilmeleri için, suyun toprak tarafından tutulmasına neden olan toplam kuvvetten daha fazla bir güç üretmesi gerekmektedir. Topraktan suyu çekip bünyesine alabilecek kadar bir gücü üretemediği takdirde ise bitki nem eksikliği etkisinde kalacaktır. Bu durum toprak çok kuruduğunda ortaya çıkar. Tuzluluk etkisinde bitkinin suyu alması için yenmesi gereken fazladan bir güç ortaya çıkar ve bu kuvvet “ozmotik potansiyel” olarak adlandırılır. Örneğin iki aynı özelliğe sahip toprak içerisinde, aynı nem içeriğinde, bitkiler daha az tuzlu olan topraktan daha fazla su çekebilirler. Bunun nedenini basit olarak açıklayabilmek mümkün değildir. Tuzlar suya bir çekim gücü uygularlar. Eğer suyun içerdiği tuz miktarı nisbeten fazla ise, bitkiler bu tür bir topraktan suyu bünyelerine çekip alabilmek için oransal olarak daha az tuz içeren çözelti ortamına göre daha fazla güç harcamak zorundadırlar.



Şekil 7.2 killi tın toprakta farklı tuz içeriklerinde (EC_e) toprakta tutulan su miktarları

Bütün pratik amaçlar için, tuzlu bir toprakta oluşacak, suyun alınmasında ek potansiyel enerji gereksinimi (ozmotik potansiyel), tuzsuz bir topraktakine göre fazladan oluşmuş bir enerji gereksinimi olarak karşımıza çıkar. Bunun birikmiş etkisi Şekil 7.2 de görülmektedir. Artan tuzluluk etkisinde bitkinin alabildiği su miktarında önemli bir azalma söz konusudur. Tuzluluk tıpkı kuraklık etkisi gibi bir etki oluşturmaktadır ve her ikisi de sonuçta su stresi ve verimde azalma oluşturmaktadır. Şekilden de izlenebileceği gibi; örneğin aynı toprak nem potansiyeli altında (-10 atm) tuzluluk 1 dS/m iken toprak nem içeriği %18 dolaylarında, tuzluluk 16 dS/m ye çıktığında ise %23 olmaktadır. Bir başka deyişle daha tuzlu koşullarda toprakta daha fazla su kullanılmadan kalabilmektedir.

Tuzluluk etkisi tıpkı kuraklık etkisi gibidir ve her iki koşulda da bitki gelişmesi yavaşlar ve verimde azalma oluşur. Bitki vegetatif aksamının çökmesi, yaprak zararlanması ve lekeler gibi etkiler ancak tuzluluğun uzun süreli etkileri sonucunda belirgin bir hal alacaktır.

Toprak kök bölgesi içerisinde sulamalar arasında kalan dönemde bitki sürekli olarak değişen toprak nem potansiyeli etkisinde kalmaktadır. Suyun tüketilmesi ile birlikte kullanılabilirliği de azalmaktadır, çünkü toprakta azalan nem koşulunda suyun tutulma gücü artmaktadır. Suyun bitkiler tarafından alınması ile tuzun büyük kısmı kök bölgesinde bırakılmakta ve biriktirilmektedir. Bir başka deyişle sulamalar arasında kalan dönemde nem miktarı azalırken tuzluluk artmaktadır. Şekil 7.3 de bu durum gösterilmiştir. Sulamayı takip eden dönemde toprak tuzluluğu derinlik ile sabit kalmamaktadır. Her sulamayı takiben, her derinlik için toprak nem içerikleri yaklaşık en yüksek değerinde bulunurken, eriyebilir tuzların konsantrasyonu yaklaşık en düşük düzeyindedir. Bitkilerin suyu tüketmeye başlaması ile ise her iki değer de değişmektedir.

Ş
ekil 7.3 Sulamalar arası sürede toprak tuzluluğundaki değişim (EC_sw)

Bitkiler, absorptif güçlerini toprakta kök bölgesi içerisinde her yerde üretirler ancak, suyu en az güçle tutulduğu bölgelerden almak için kullanırlar. Bu bölge genelde üst toprak bölümüdür, çünkü bu bölge daha fazla sulama suyu ve yağışlar ile beslenen kısımdır. Üst toprak bölümünden daha fazla su infiltre olması sonucunda bu bölüm daha fazla yıkanma etkisinde kalmakta ve bu kısımda ozmotik veya tuzluluk etkileri derinlere göre daha düşük olmaktadır. Üst toprak bölümünde kökler daha fazla yayıldığından, burası sulamalar arasındaki süreçte bitki su alımının yüksek düzeyde olması ile daha hızlı olarak kuruma etkisine girer. Bu şekilde üst kısımdaki alınabilir su miktarının azalması ile bitkiler su gereksinimlerini daha derinlerden karşılama yoluna giderler. Bu durumda hem üst toprak bölümünün hem de derinlerdeki kök bölgesi bölümlerinin içerdiği su daha tuzlu hale gelir ve ozmotik potansiyeli yükselir. Bitkinin suyu tüketmesi sürecinde kök bölgesi içerisinde bitki su kullanım deseni oluşur. Sonuçta normal sulama pratikleri altında kök bölgesi boyunca her bir çeyrekten sırasıyla %40, %30, %20 ve %10’luk su kullanımının meydana geldiği kabul edilir (Şekil 7.4).

EC_sw0

EC_sw1

EC_sw2

EC_sw3

EC_sw4

Bireysel yüksek konsantrasyona sahip iyonların bitkiye olan etkileri iki başlık altında incelenir; beslenme etkileri ve toksik etkiler.