Mövzu 4: Bitkidə su mübadiləsi, transpirasiya

Transpirasiya və onun fizioloji rolu. Transpirasiya- suyun bitkilərdən atmosferə buxarlanması prosesinə deyilir. Transpirasiyanı həyata keçirən əsas orqan bitkilərin yarpaqlarıdır. Transpirasiya prosesi açıq səthdəki buxarlanmadan fərqli olaraq yarpaqdakı ağızcıqların açılıb- qapanması vasitəsiylə tənzim olunur. Bitkilər suyun müəyyən hissəsini kutikula vasitəsiylə itirir. Ağızcıqlarda gedən transpirasiyadan fərqli olaraq, bu proses kutikulyar transpirasiya adlanır. Kutikulyar transpirasiya bir sıra şərtlərdən, o cümlədən, havanın rütubətliyindən, küləyin sürətindən, yarpaqların temperaturundan, kutikulanın quruluş xüsusiyyətlərindən və s. asılıdır. Məs: havanın nisbi rütubətinin 95-dən 50%-ə qədər dəyişilməsi kutikulyar transpirasiyanın intenivliyinin 5-6 dəfə yüksəlməsinə səbəb olur. Kutikulyar və ağızcıqla gedən transpirasiyalar arasındakı nisbət, ayrı-ayrı qrup bitkilərdə müxtəlifdir. Rütubətli yerlərdə yaşayan bitkilərdə kutikulyar transpirasiya ağızcıqla gedən transpirasiyadan geri qalmır və bəzən onu bir qədər də ötüb keçir. Lakin isti şəraitdə yaşayan digər bitkilərdə kutikulyar transpirasiya demək olar ki, yoxdur.

Bitkinin yarpaqlarında ağızcıqların ümumi səthi, yarpaq səthinin yalnız 1-2% ni təşkil edir. Buna baxmayaraq yarpaqda transpirsiya prosesi həmin səthə bərabər açıq səthdən suyun buxarlanmasının təxminən 50-70% nəbərabərdir. Transpirasiyanın belə yüksək effektivliyi “kənar effekti” deyilən prosesin hesabına əldə edilir. Buxarlanma kimi transpirasiyada diffuziya prosesinə əsaslanır. Odur ki, yarpaqdakı ağızcıqların açılmasına səbəb olan bütün amillər; işıqlanma, temperaturun yüksəlməsi, bitkilərdə suyun miqdarının çox olması və s. su buxarlarının diffuziya müqavimətini azaldır və beləliklə də, transpirasiyanın surətlənməsinə səbəb olurlar. Transpirasiya zamanı istilik sərf olunduğundan, yarpaqlar istilik şüalarının təsirindən çox qızmır. Səpələnmiş işiğın təsiri altında transpirasiyanın intensivliyi 30- 40% artığı halda bilavasitə günəş şualarında isə buxarlanma bir neçə dəfə surətlənir. Bitkilərdə və torpaqda suyun potensialı onun atmosferdəki potensialından artıqdır. Beləliklə, bir tərəfdən torpaqla bitki arasında, digər dərəfdən isə bitki ilə atmosfer arasında suyun potensiallar fərqi yaranır. Mövcud məlumatlara görə torpaq bitki- atmosfer sistemində suyun potensialına görə dinamik tarazlığının müəyyən edilməsində həlledici rol, hüceyrəyə metabolizminə məxsusdur. Bitki orqanizmlərinin malik olduğu ən mühüm bioloji xassələrindən biri suyun effektiv istifadə olunmasıdır. Həmin xassəni, bitkidə 1 q quru maddənin əmələ gəlməsinə sərf olunan suyun miqdarı ilə ifadə edirlər. Bu kəmiyyət “transpirasiya əmsalı” adlanır. 1000 q suyun buxarlanması zamanı əmələ gələn quru maddənin qramlarla miqdarına “transpirasiya məhsuldarlığı” deyilir. Qeyd etmək lazımdır ki, bitki öz orqanizmini qurmaq üçün, özündən buraxdığı suyun yalnız 0,2 %-ə qədərindən istifadə edir, qalan 99,8% isə buxarlanmaya sərf olunur.

Suyun bitkilərdən buxarlanmasında ağızcıqlar əsas rol oynayır. Hər bir ağızcıq iki ədəd aypara şəkilli qapayıcı huceyrələrdən ibarətdir. Bu huceyrələr epidermisin digər huceyrələrindən fərqli olaraq xlorofil piqmentinə malikdir. Qapayıcı hüceyrələrin ən mühüm xususiyyətlərindən biri də onların qlaflarının bütün sahələrdə eyni qalınlıqda olmamasıdır. Odur ki, onların həcminin dəyişilməsi, həm də formalarının dəyişilməsinə səbəb olur.

Xlorofilin olması hesabına ağızcıq hüceyrələrində fotosintez zamanı əmələ gələn nişasta parçalanıb şəkərlərə çevrilir. Onlar isə osmotik fəal birləmələr olduğundan ağızcıq hüceyrələrində suyun sourulmasına səbəb olur. Nəticədə həmin huceyrələrin daxilində turqor təzyiqi artır, beləliklə də ağızcıq məsamələrin açılması baş verir. Əksinə əgər şəkərlər nişastaya çevrilərlərsə, bu zaman ağızcıq huceyrələrində turqor təzyiqinin azalması nəticəsində məsamələr bağlanır. Qapayıcı hüceyrələrdə işiqda nişasta şəkərə, qaranlıqda isə şəkər nişastaya çevrilir. Şəkər osmotik fəal maddə olduğundan suyun qapayıcı hüceyrələr tərəfindən surıtlə udulmasına imkan verir. Ağızcıqların hərəkətinə bir sıra amillər: temperatur, osmotik təzyiq, işıq, rütubət və s. təsir edir. Son zamanlar bir sıra maddələr alınmışdır ki, bunların bitkilərə çilənməsi transpirasiyanı xeyli zəiflədir. Onlara antitranspirantlar deyilir. Antitranspirantları təsir mexanizminə görə aşağıdakı iki qurupa bölmək olar:

1) Ağızcıqların bağlanmasına səbəb olanlar. Bunlar fenilmerkurasetat (C₈H₈HgO₂), abssiz (C_15,H₂₀O₄) və s. aiddir. Bu maddələrin təsiri altında (10^-3-10^-5M) qapayıcı hüceyrələrdə turqor təzyiqi azalır, nəticədə ağızcıqlar bağlanır. 2) Təbəqə yaradan antitransoirantlar. Onlar yarpağın səthində müxtəlif qalınlıqda təbəqə əmələ gətirib transpirasiyanı zəiflədir. Bunlara: polietilen, polipropilen, polistriol, polivinilxlorid və s. daxil edilir. Bitkilərdə transpirasiya prosesinin gündəlik gedişi, bir qayda olaraq temperaturun dəyişilməsi ilə əlaqədardır. İsti saatlarda transpirasiya intensivləşir, sərində isə əksinə azaltmaq üçün xüsusi morfoloji və fizioloji uyğunlaşmalar baş vermişdir. Bəzi bitkilərdə kutikula qatı qalınlaşmış, digərlərində mantar təbəqəsi yaranmışdır, elələri də var ki, onlarda yarpağın səthi kiçilmiş, yaxud onun üzərində ağ rəngli tükcüklər əmələ gəlmişdir.

Müxtəlif ekoloji quruplarda su mübadiləsi bir-birindən fərqli formada həyata keçirilir. Bu baxımdan bitkiləri: kserofitlər (quraqlıq şəraitdə bitənlər), hiqrofitlər (rütubətli şəraitdəkilər- qamış və s.), hidrofitlər (su bitkiləri), sukkulentlər (suyu ehtiyat halında toplayanlar kaktus, aloe və b.) və s. qruplara bölürlər.

Bəzi ali bitkilərin və ibtidai bitkilərin hüceyrələrindəki rütubət sabit olmayıb, mühitdəki suyun potensialından asılıdır. Bunlara poykilokserofitlər deyilir və onlarda itirilən suyun miqdarı, bitkiyə daxil olan suyun miqdarına bərabərdir (məs: şibyələr).