Bitki Besin Elementleri

Başta toprak olmak üzere tüm çevresel etmenler, bunun yanında bitkinin yapısal ve fizyolojik nitelikleri bitki besleme bilimine önemli ölçüde yön vermektedir. Besin elementlerinin bitki bünyesine alınması taşınması yaşamsal olaylarda kullanılması bitki fizyolojisi’nin önemli konuları arasında yer almaktadır. Fizyolojik olayların gerçekleşmesinde difüzyon, osmoz ve şişmegibi fizikokimyasal etmenler dikkate değer yer işgal ederler.

Bitkiler, yaşamları için gerekli besin elementlerini kök üstü organlarıyla havadan ve kökleriyle yetiştirildikleri ortamdan alırlar. Bitki besin elementleri makro ve mikro elementler olmak üzere iki gruba ayrılırlar. Her iki gruptaki elementlerin gerekli sınırlar ve oranlarda bulunmamaları halinde gelişme gerilemekte, tarımsal ürünlerin miktarı azalmaktadır.

Bitki Besin Elementleri

Makro Besin elementleri

–         Karbon (C)

Karbon bitki dokusunda en fazla bulunan elementtir. Kuru ağırlığı %45’ini teşkil eder. Bitki karbonu, fotosentez ve solunum yolu ile karbondioksitten karşılar. Özümleme ile bünyesine mal eder. Karbon; karbonhidratların, selülozun, ligninin, proteinlerin, nükleik asitlerin ve pek çok diğer organik bileşiklerin temel elementidir. Karbon bileşiklerinin çoğu enerji kaynağı olarak işlev görürler.

–         Hidrojen (H)

Bitkiler hidrojenini sudan karşılarlar. Bitki ağırlığının yaklaşık %6’sını teşkil ederler. Karbonun bulunduğu bileşiklerde bulunur ve bitki metabolizmasında benzer işleve sahiptir. Toprak solüsyonundan mineral elementlerin emilimi sırasında hidrojen kök yüzeyinde diğer iyonlarla yer değiştirir ve bu sayede bitki gerekli mineralleri bünyesine alır.

–         Oksijen (O)

Oksijen bitkilerin kuru ağırlıklarının %43’ünü teşkil eder. Karbon ve hidrojen gibi karbonhidratlarda, proteinlerde, nükleik asitlerde, selülozda ve pek çok diğer bitki oluşumlarında bulunur. Oksijen yeşil bitkilerin normal aerobik metabolizması için gereklidir. Bu metabolizmada elde edilen enerji çeşitli fizyolojik olaylar için kullanılır. Oksijen bitkinin toprak üstü kısmında az miktarda bulunur. Fakat drenaj kötü ve yetişme ortamında hava değişimi sınırlı ise kök gelişmesini sınırlayıcı duruma getirir.

–         Azot (N)

Azot bitkiler tarafından nitrat (NO3-) ve amonyum (NH4-) iyonları şeklinde alınır. Bitki bünyesinde NH2- ( amino grubu) şekline dönüştürülür. Bitkiler aynı zamanda havanın bağımsız azotundan da yararlanabilirler. Mikroorganizmalar aracılığıyla gerçekleşen bu olaya biyolojik N fiksasyonu denilmektedir.  Bitkiler %1 – 4 oranında azot ihtiva ederler. Yaşayan protoplazmanın hepsi; protein, nükleik asit, serbest aminoasitler ve diğer birçok bileşik azot içerir. N, klorofilin yapısında önemli bir yer tutar. Çiçek verimi ve kalitesi azot düzeyiyle yakından ilgilidir.

–         Fosfor (P)

N, K ve Ca miktarlarına göre karşılaştırılacak olunursa bitkide bulunan fosfor miktarı fazla değildir. Bitkiler fosforu asit tepkimeli topraklarda primer ortofosfat iyonu (H2PO4-) , alkali tepkimeli topraklarda ise sekonder ortofosfat iyonu (HPO4-2) şeklinde alırlar. Toprakların büyük çoğunluğunda P hareketsiz bir besin elementi olup, kök etki alanına kitle akımı ve difüzyon ile taşınır. Fakat bitki içerisinde mobil (hareketli) olup yukarıya ve aşağıya doğru gereksinim duyulan yerlere taşınır. Nükleoprotein, fosfolipidlerin ve adenozintrifosfat’ın yapısında bulunur. Bunların başlıca işlevleri bitki hücresinde enerji naklidir.

–         Potasyum (K)

Bitkiler geliştikleri ortamdan potasyumu K+ iyonu şeklinde alır. K alımı N dışında diğer makro besin elementlerine oranla daha fazladır. Potasyumun hücre metabolizmasında birkaç işlevi vardır. Bitkide tuz-su oranını dengelemek, enzim aktivitesini artırmak, stoma hareketlerini düzenlemek, fotosentez hızını yükseltmek gibi işlevlere sahiptir. Bitkilerde bulunan potasyum miktarı %0,3 – 10,0 arasında değişim gösterir. Bitki dokuları içerisinde oldukça yüksek hareket kabiliyetine sahiptir.

–         Kükürt (S)

Bitkiler gereksinim duyduğu kükürdün büyük bir kısmını toprak çözeltisinden kökleri ile sülfat (SO4-2) iyonları şeklinde alır. Bir kısmını da stomaları aracılığıyla atmosferden kükürtdioksit  (SO2) gazı şeklinde alır. Bitkilerde bulunan S %0,1 – 0,8 arasında değişir. Sistin, sistein, biotin, tiamin gibi önemli bileşiklerin yapısında bulunur. Kükürt, uçucu koku salan bileşikleri ile hardal, soğan, sarımsak gibi bitkilerin yapısına katılarak karakteristik tat ve kokusunun oluşmasını sağlar. Bitkide N, P ve K a göre daha az hareketlidir.

–         Kalsiyum (Ca)

Bitkilerde hücre zarını sağlamlaştıran, hücre duvarının yapısına katılan ve enzimleri aktive eden Ca’un, bitkiler tarafından alımı Ca+2 şeklinde olmakta, büyük kısmı bitkilerin kök etki alanına kitle akımı ile taşınmaktadır. Kalsiyum bitki bünyesinde hareketsiz bir elementtir. Bitkideki konsantrasyonu %0,2 – 1,5 arasında değişmektedir.

–         Magnezyum (Mg)

Bitki bünyesine toprak çözeltisinden Mg+2 iyonu şeklinde alır. Magnezyum klorofil moleküllerinde merkez atomdur. Bu nedenle yeşil bitkiler için zorunlu bir elementtir. Enzim sisteminin hareketine, fosfor metabolizmasında ve protein sentezine katılır. Bitkilerde %0,05 – 1,50 arasında bulunur.

–         Sodyum (Na)

Bitkiler sodyumu Na+ iyonu şeklinde almakta, aldıkları miktar ve Na’a tepkimeleri yönünden Natrofilik ve Natrofobik olmak üzere ikiye ayrılmaktadır. Bitki bünyesinde %0,01 – 10,00 arasında değişir. Toprakta çözünemez şekilde bulunan P’un çözünür şekle geçmesine ve bu şekilde kalmasına yardımcı olur. Bazı bitkilerin renk ve kokuları üzerine olumlu etkilidir.

Mikro Besin elementleri

–         Demir (Fe)

Demir bitki ve toprakta en çok bulunan iz elementtir. Bitki kökleri tarafından iyonik formda (Fe+2 ve Fe+3) absorbe edilebildiği gibi karmaşık organik tuzlar (şelat/kileyt) şeklinde de alınabilmektedir. Bitki bünyesindeki metabolik aktivitelerde etkin rol oynayan Fe formu Fe+2 dir. Bitkilerde bulunan demir 20 – 1500 ppm arasındadır. Demir klorofil üretiminde katalizör görevi görür. Sitokrom, oksidaz ve peroksidaz gibi respirasyon enzimlerinde bulunur. Oldukça hareketsiz bir elementtir.

–         Mangan (Mn)

Bitkilerdeki Mangan miktarı diğer elementlerden daha fazla değişiklik gösterir. Yaprak dokularında Mangan konsantrasyonu 20 – 10000 ppm arasında değişir. Bitki yetişme ortamındaki Mangan’ı doğrudan doğruya alabilir. Alınabilir mangan durumu, toprak mineralleri, asitlik, havalandırma ve organik madde miktarına göre değişir. Mangan demirle birlikte klorofil sentezinde yer alır. Önemli işlevi, enzim sisteminin oksidasyon – redüksiyon’unu aktif hale getirmesi ve kontrol etmesidir.

–         Bakır (Cu)

Bu element polifenoloksidaz, monofenoloksidaz, laktaz, askorbikasitoksidaz gibi birkaç bitki elementinin yapı unsurudur. Fotosentez ve klorofil teşkilinde dolaylı olarak görev alır. Ancak bitkilerdeki gereksinimi çok düşüktür. Bitkilerde 1- 25 ppm aralığında bulunur. Bitkide hareketsiz (immobil) olarak bulunurlar.

–         Çinko (Zn)

Çinko’nun en önemli metabolik rolü oksinlerin üretiminde görev almasıdır. Bitkiler çinko noksanlığı gösterdiklerinde aynı zamanda oksin noksanlığı da gösterirler. Birçok enzim sistemi çinko tarafından aktif hale getirilir. Yüksek bitkilerde alkol dehidrogenaz, CuZn- süperoksit dismütaz, karbonik anhidraz, RNA polimeraz, alkalin fosfotaz, fosfolipaz ve karboksipeptidaz gibi pek çok enzimin yapısında mevcuttur. Bitkilerde konsantrasyonu 2 – 200 ppm dir.

–         Bor (B)

Toprak ve bitkide kalsiyum düzeyi çok yüksek olursa bor noksanlığı da artar. Bitkilerde bulunan bor konsantrasyonu 3 – 350 ppm arasındadır. Toprakta bulunan B, kök etki alanına difüzyon ve kitle akımı ile ulaşmakta, kök girişi ise genellikle H3BO3 formunda, aktif ve pasif absorbsiyon ile gerçekleşmektedir. Bitki içerisinde hareketinin sınırlı olması nedeni ile genellikle immobil olarak tanımlanan B, bitkinin transpirasyon (terleme) oranına bağlı olarak tepe organlarda birikmektedir. Bor’un ana işlevi şeker ve diğer karbonhidratların naklidir.

–         Molibden (Mo)

Bu element mikroorganizmalar tarafından yapılan azot tesbiti, özellikle baklagillerde simbiotik azot tesbiti için zorunludur. Molibden nitratı redükte edebilmektedir. Bu nedenle yüksek bitkiler tarafından yapılan azot asimilasyonunun ilk basamağında katalizör görevi yapar. Molibden bitkilerde 0,01 – 50 ppm konsantrasyonlarında bulunur. Bitki içerisinde hareketliliği azdır.

–         Bitki gelişimindeki diğer elementler: Nikel, Klor, Kobalt ve Selenyum olarak verilir.

Nikel yüksek bitkilerde üreaz ve hidrogenaz gibi bazı enzimlerin az miktarda da olsa yapılarında bulunmaktadır. Ni miktarı 10 ppm den düşüktür. Mobilitesi yüksektir.

Klor bitki kökleri ile alındıktan sonra simplast ile iletim borularına taşınır. Bitkiler az olan Cl ihtiyaçlarını topraktan, sulama suyundan, yağışlardan, gübrelerden ve atmosferden karşılayabilmektedir. Mn iyonu ile birlikte fotosentezin ışık tepkimesi evresinde su moleküllerinin parçalanmasında görev yapar. Stoma hücrelerini ve fotosentezi dolaylı olarak etkiler.

Kobalt B12 vitaminin yapıtaşıdır. Bitkilerde Co içerikleri 1 – 70 ppm arasında değişmektedir. Bitkiler tarafından Co+2 iyonu şeklinde alınmaktadır. Kobalt Rhizobiyum bakterileri üzerine etkilidir. Bu bakteriler azot fiksasyonunu sağlarlar.

Selenyum toprakta selenyum (Se-2) iyonu halinde, elementel formda, organik selenyum bileşikleri halinde, Selenit (SeO3-2) ve Selenat (SeO4-2) olarak bulunmaktadır.

Kaynaklar:

[1] Toprak Bilgisi ve Bitki Besleme – Anadolu Üniversitesi Yayınları
[2] Çiçek Üretim Tekniği – Prof. Dr. Fuat Tanrıverdi – İnkılap Kitapevi