Oʻsimliklar fiziologiyasi

Oʻsimliklar fiziologiyasi — oʻsimliklar hayot faoliyati umumiy qonuniyatlarini oʻrganadigan fan. Oʻsimliklar fiziologiyasi oʻsimliklarning oʻz tanasini tiklashi, koʻpayishi uchun zarur boʻlgan mineral moddalar va suvni oʻzlashtirishi, oʻsishi, rivojlanishi, gullashi va meva hosil qilishi, ildizdan (mineral) va havodan (fotosintez) oziqlanishi, nafas olishi, biosintez qilishi, zaxira moddalarni toʻplashi va boshqalar jarayonlarni oʻrganadi. Oʻsimliklar fiziologiyasi hayotiy jarayonlarning tashqi muhit bilan bogʻliqligini ochib berish orqali oʻsimliklarning umumiy mahsuldorligi, oziq qiymati, organ va toʻqimalarining texnologik sifatini oshirish usuli va metodlarining nazariy asoslarini tadqiq qiladi. Fiziologik tadqiqotlar oʻsimliklarning oʻsishi va moʻl hosil berishi uchun zarur boʻlgan tuproq va iqlim sharoitlari hamda ulardan oqilona foydalanishning nazariy asosi hisoblanadi. Oʻsimliklar fiziologiyasiga oid masalalar uning obʼyekti boʻlgan yashil oʻsimliklarning oʻziga xos xususiyatlari bilan aniqlanadi. Yashil oʻsimliklar quyosh nuridan energiya manbai sifatida foydalanishi va uni organik birikmalarning kimyoviy energiyasiga aylantirishi, yaʼni fotosintez jarayonini amalga oshirishi bilan boshqa organizmlardan farq qiladi. Oʻsimliklarning oʻziga xos xususiyatlari ularning umumiy anatomik va morfologik tuzilishi bilan chambarchas bogʻliq. Oʻsimliklar organizmi, odatda, yer ustki va yer ostki qismlarining shoxlanishi tufayli juda katta sathni egallaydi. Bu holat ularning tuproq va havoning katta hajmi bilan bogʻlanishiga imkon beradi. Oʻsimliklarda doimiy, oʻzgarmas ichki muhit boʻlmasligi tufayli ular toʻqimalarining harorati, kislorod va karbonat angidrid miqdori hamda boshqa koʻrsatkichlari oʻzgarib turadi. Ularning tashqi muhit oʻzgarishiga moslanishi (adaptatsiya) ham butunlay boshqacha yoʻl bilan amalga oshadi.
Oʻsimliklar fiziologiyasi dastlab oʻsimliklarning tuproqdan oziqlanish muammosi bilan shugʻullanuvchi botanikaiing tarkibiy qismi sifatida paydo boʻldi va rivojlandi. Oʻsimliklar toʻqima va organlarini qanday moddalar hisobiga hosil qilishi masalalarini hal qilishga urinishlar gollandiyalik tabiatshunos olim Yan van Gelmont tajribalari bilan bogʻliq (1629). U ogʻirligi aniq boʻlgan tuproq bilan toʻldirilgan maxsus idishga tol novdasini oʻtqazadi va 5 yil davomida suv quyib turadi. Tajriba soʻnggida tol novdasining ogʻirligi 30-marta oshganligini, tuproqning ogʻirligi esa juda kam oʻzgarganligini aniqlaydi. Olimlar Gelmont oʻtkazgan tajribaga asoslanib, oʻsimlikning oziq manbai tuproq emas, balki suv degan xulosaga kelishadi. Bunday xulosa notoʻgʻri boʻlishiga qaramasdan oʻtkazilgan tajribada birincha marta miqdoriy usul (tortish)ning qoʻllanishi bundan keyingi tadqiqotlarning rivojlanishida katta ahamiyatga ega boʻldi. 1727-yilda ingliz olimi S.Geyls oʻsimlik toʻqimalari boʻylab suv va mineral moddalarning harakatini aniqladi. Ingliz olimi D.Pristli yashil oʻsimliklar hayot faoliyati tufayli buzilgan havo tozalanishi, hayvonlarning hayot kechirishi, yonish sodir boʻlishini anikdadi. Bu jarayon keyinchalik "fotosintez" nomini oldi. Oʻsimliklar fiziologiyasining rivojlanishida fransuz olimi A.Lavuazyening yonish va oksidlanish ustida olib borgan ishlari (1774—84) ham katta ahamiyat kasb etdi. 19-asr boshlarida oʻsimliklarning oʻsishi va tuproqdan ozilanishiga oid tadqiqotlar jadal rivojlana bordi. Nemis olimi A.Teyer ishlab chiqqan gumus nazariyasiga koʻra, oʻsimliklarning oziqlanishida tuproqdagi moddalar hal qiluvchi ahamiyatga ega.
19-asr ning 40-asrlarida oʻsimliklarning oziqlanishini tushuntiruvchi gumus nazariyasi oʻrniga nemis kimyogari Yu.Libixning mineral oziqlanish nazariyasi paydo boʻldi. Mazkur nazariyaga koʻra, oʻsimliklarning tuproqdan oziqlanishida mineral elementlar hal qiluvchi ahamiyatga ega. Libix tadqiqotlari qishloq xoʻjaligi amaliyotida mineral oʻgʻitlarni qoʻllashni boshlab berdi. 19-asrning 2-yarmida K.A.Timiryazev fotosintez sohasida muhim tadqiqotlar olib bordi va bu jarayonda xlorofillning ahamiyatini ochib berdi. 19-asrning 2-yarmi va 20-asr boshlarida oʻsimliklarda moddalar va energiya almashinuvini oʻrganish borasida bir qator kashfiyotlar qilindi. Shu davrdan boshlab Oʻsimliklar fiziologiyasi bilan biokimyosi oʻrtasidagi oʻzaro boglanish yanada mustahkamlandi.
Oʻsimliklar fiziologiyasining 20-asrdagi yutukdari oʻsimliklar chidamligi, mineral oziklanishi, oʻsimlik boʻylab moddalar transporti, gullash mexanizmlari, oʻsimlik hujayra va toʻqimalari biotexnologiyasi va boshqalar tadqiqotlar bilan bogʻliq. Yashil oʻsimliklarda energiya almashinuvini boshqarilishining nozik mexanizmlari aniqlanishi Oʻsimliklar fiziologiyasida erishilgan eng muhim kashfiyotlardan biri hisoblanadi. Bu kashfiyot tufayli fotosintez va nafas olish moddalar va energiya almashinuvidan iborat yagona jarayonning ikki tomoni ekanligi qoʻrsatib berildi. Fotosintetik pigmentlarning tabiati, fizik va kimyoviy xossalari, hosil boʻlishi, ularning almashinuvi va funksiyalarini tadqiq qilishda ham muhim yutuqlarga erishidsi. Pigmentlarni oʻrganish natijasida fotofosforlanishning bir necha xillari (siklik, notsiklik va psevdotsiklik), yoruglik kvantlari oʻzlashtirilishining dastlabki bosqichlari mexanizmi, xlorofill biosintezi, fotosintezning yorugʻlik talab qilmaydigan reaksiyalari boskichlari va biokimyoviy mexanizmlari aniqlandi. Oʻsimlik organizmining individual rivojlanishi (ontogenez) va uning tabiati oʻrganilishi orqali oʻsimliklarning rivojlanishiga tashqi muhit bilan birga toʻqimalarda mavjud boʻlgan fitogormonlar — auksin, gibberellin, sitokininlarning kuchli taʼsir koʻrsatishi ochib berildi. Bu moddalarning kashf etilishi oʻsish va rivojlanishni oʻsimliklarning vegetativ bosqichidan generativ bosqichiga oʻtish davrini yangicha talqin qilishga imkon berdi. Oʻsishni tezlashtiruvchi moddalar bilan bir qatorda, uni sekinlashtiruvchi (ingibitor) birikmalar ham aniqlandi. 20-asrning 2-yarmida fiziologik jarayonlarni boshqarishda fitoxromlar qatnashishi, ular xlorofill hosil qilishda ishtirok etuvchi fermentlarning biosintezida induktorlik vazifani bajarishi, xloroplastlar va umuman fotosintetik apparatning shakllanishida muhim ahamiyatga ega ekanligi isbotlandi. Shuningdek, fototropizm, fotoperiodizm reaksiyalarini boshqarishda ishtirok etadigan fitoxromlarga oʻxshash bir qancha moddalar kashf etildi. Ildizning shimish faoliyatini oʻrganish natijasida tuprokdan oʻzlashtirilgan mineral elementlardan oʻsimlik toʻqimalarida organik birikmalar (aminokislotalar, nukleotidlar, vitaminlar, fitogormonlar) sintezlanishi aniqlanadi. Hujayra membranalarining strukturasi va funksiyasi, ular orqali moddalarning yutilishi, koʻchirilishi va ionlarning ajralishi bilan bogʻliq boʻlgan jarayonlar; oʻsimliklarning turli xil abiotik va biotik sharoitlar (yuqori va past harorat, qurgʻoqchilik, yuqori namlik, shoʻrlanish, kasallik va hasharotlar bilan zararlanish)ga chidamliliga bogʻliq jarayonlarning fiziologik tabiati aniqlandi.
Oʻsimliklar fiziologiyasi rivojlanishiga maxsus qurilmalar — fitotronlarning yaratilishi katta ahamiyat kasb etdi. Bunday ishlar oʻsimliklarni iklimlashtirish, introduksiya qilish, duragaylash, geterozis olish, navlarni mintaqalarga qarab joylashtirish, turli xil agrotexnik tadbirlar: oʻgʻitlash, sunʼiy sugʻorish kabi muhim masalalarni hal qilishga imkon berdi.