Bitkiler kuraklıkta büyümeyi neden yavaşlatır?
Kuraklıkta büyümenin yavaşlaması yalnızca bitkinin fotosentez yapamamasından kaynaklanmaz. Hücrelerin su alıp genişlemesi, duvarların esnekliği, hormon sinyalleri ve kaynak dağılımı birlikte değişir. Büyüme bazen belirgin solma görülmeden önce bile sınırlanabilir.
Süreç ve temel mekanizma
1. Hücre büyümesi su ister Yeni bir yaprağın genişlemesi için hücrelerin duvarlarını esnetmesi ve hacmini artıracak suyu alması gerekir. Turgor denen iç basınç bu genişlemenin fiziksel itici gücüne katılır. Kök çevresindeki su potansiyeli düştüğünde büyüme bölgesine su taşınması zorlaşabilir. Ancak büyümeyi yalnızca basınç miktarı belirlemez; duvarın gevşeme yeteneği de önemlidir. Hücre, su dengesini kısmen koruduğu hâlde duvar özellikleri değiştiği için daha yavaş genişleyebilir. 2. Solmadan önce yavaşlama Yaprak genişlemesi ve hücre bölünmesi su eksikliğine duyarlı olabilir. Bitki henüz dik görünürken yeni sürgünlerin oluşma hızı azalabilir. Bu durum, büyüme dokularının çevresel sinyallere erken yanıt verdiğini gösterir. Görünür solmayı beklemek, su durumunu değerlendirmek için her zaman yeterli değildir. Buna karşılık yavaş büyüme tek başına kuraklık tanısı koydurmaz. Işık azlığı, düşük sıcaklık, kök sorunu ve doğal dinlenme dönemi de benzer sonuç verebilir. 3. Stomalar ve karbon kazanımı Su kaybını sınırlamak için stomaların daralması, yaprağa karbondioksit girişini de azaltabilir. Bu durumda fotosentez ve yeni doku için karbon sağlanması sınırlanır. Uzun veya ağır stres, fotosentetik metabolizmayı doğrudan da etkileyebilir. Ancak büyümenin ilk yavaşlaması her zaman şekerlerin tamamen tükenmesiyle açıklanmaz. Bazı koşullarda genişleme kısıtlandığı için kullanılmayan karbon dokuda birikebilir. Büyüme ile fotosentezin hangi sırayla değiştiği stresin düzeyine ve türe bağlıdır.
Çevresel koşullar ve biyolojik sınırlar
4. Kaynaklar bütün organlara eşit dağılmaz Orta düzey su eksikliğinde bazı türler sürgün büyümesini azaltırken belirli köklerin uzamasını bir süre koruyabilir. Bu, yeni su kaynaklarına erişmeye katkı sağlayabilir. Fakat bütün köklerin kuraklıkta daha hızlı büyüdüğü sonucu çıkarılamaz. Ağır stres kök gelişimini de durdurabilir. Kökün derinliği, toprağın sertliği ve nem dağılımı sonucu belirler. Kök sürgün oranının artması bazen kökün çoğalmasından değil, sürgünün daha fazla baskılanmasından kaynaklanır. 5. Hormonlar ve uyumun bedeli Absisik asit ve başka sinyal sistemleri, su eksikliğinde gaz alışverişini ve gelişmeyi düzenler. Hücreler uyumlu çözünmüş maddeler biriktirerek su dengesini korumaya çalışabilir. Bu düzenlemeler enerji ve kaynak gerektirir; hayatta kalmayı desteklese de üretimi aynı hızda sürdürmeyebilir. Kuraklığa dayanıklılık ile yüksek verim bu nedenle aynı özellik değildir. Bir bitkinin uzun süre canlı kalması, o koşullarda büyümesinin veya üremesinin zarar görmediğini göstermez. 6. Su geri geldiğinde toparlanma Uygun su koşulları yeniden oluştuğunda bazı büyüme süreçleri hızla canlanabilir. Ancak kaybedilmiş yaprak alanı, zarar görmüş kökler veya iletim dokusu sorunları toparlanmayı geciktirebilir. Eski yaprakların küçük kalması, stres bittikten sonra bile geçmiş kısıtlamanın izi olabilir. Toparlanma hızı tür ve stres süresiyle değişir. Su vermek her hasarı anında geri çevirmez. Ayrıca sürekli ıslak bırakma kökte oksijen sorununa yol açabileceği için kuraklık sonrası bakım gerçek kök koşullarına dayanmalıdır.