BİTKİLERDE  DEMİR  KLOROZUNUN  NEDENLERİ

BİTKİLERDE  DEMİR  KLOROZUNUN  NEDENLERİ

Mikro elementler içerisinde demir toprakta en yüksek miktarda bulunan bitki besin maddesidir. Bir çok toprakta bulunan toplam demir miktarı % 3-5 civarındadır. Hatta bazı topraklarda bu rakam % 10'u bulmaktadır.

Toprakların toplam demir içeriğinin bitkinin demir beslenmesi açısından hiç önemli değildir. % 5 – 10 toplam demir içeren toprakla da yetişen bitkilerde demir noksanlığı gözlenebilmektedir.Demirin  bitkilerce  alınabilen 3 farklı  formu  vardır.Bunlar  Ferrus sülfat (Fe+2),ferik sülfat (Fe+3)  ve  şelatlı  demir (bir  metalin  organik  bir  bileşiğe iki ve ya daha fazla bağla halka  şeklinde  bağlandığı  yapı)  formları olup,

Şelatlı  demir  en iyi  kaynaktır ama  pahalıdır.Yaşlı  yapraklardan  genç  yapraklara  demir  aktarılmadığı  için,bitki  büyüme  organlarının  demir  ihtiyacını  sürekli  alması  gerekmektedir.Bitki  metabolizmasında

Fe+2  kullanılır.Bu nedenle  bitki Fe+2  iyonunu  ya da bu şekle  indirgenmiş demiri  alır.İndirgenme  sırasında  Fe+3  kileytin  durağanlığı  bozulur ve  bağımsız  şekle  geçen Fe+2  iyonundan bitki  yararlanır (Brown-1978).Kökün  dış  yöresine  pasif  absorbsiyon ile  Fe+3 ve  Fe+3-kileytler de  az da olsa alınır.İç yöreye  taşınabilmesi ve  metabolik  olarak  değerlendirilebilmesi  için demirin   Fe+2  şekline  indirgenmesi  gerekir.İndirgenme  ortamın  Ph  sına  bağlıdır.Düşük  Ph da  indirgenen  demir miktarı  artar.Bazı  bitkiler  fazla  miktarda  Fe+3  içermekle  beraber  demir  noksanlığı  gösterir.Bu  durum  bitki  metabolizmasında Fe+3  iyonunun  değerlendirilemediğinin  açık bir  kanıtıdır.

DEMİR NOKSANLIĞININ SEBEPLERİ
Demir, bitkilerde fotosentez ve solunumun gerçekleşmesinde, protein sentezinde yer alır. Bitkide daha çok klorofilin yapısında bulunur. Bitkilerde biyotik ve abiyotik faktörler nedeniyle demir noksanlığına rastlanır. Toprakta alınabilir Fe miktarında yetersizlik, düşük organik madde, yüksek kireç ve pH demir noksanlığına neden olur. Ayrıca düşük toprak sıcaklığı, toprakta aşırı nem ve ağır bünye nedeniyle yetersiz havalanma, yüksek fosfor ve ağır metal (Mn,Zn,Cu vb.) içeriği de önemli etkenlerdendir. Bitkide kök gelişiminin yetersiz olması halinde ve demir alım etkinliği düşük olan tür ve çeşitlerde demir noksanlığı daha çok  rastlanır.Demir noksanlığında, ilk belirtiler genç yapraklarda kloroz şeklinde ortaya çıkar. En ince damarlar bile yeşil kalırken damar aralarında sararma görülür ve yaprak ağ görünümü alır. Noksanlık şiddetli olursa belirtiler alt yapraklara doğru yayılır. Genç yapraklar tamamen beyaza döner. Yapraklarda zamanla nekrozlar ve kurumalar görülür. Demir noksanlığında bitki gelişimi geriler, verimde ve kalitede azalmalar ortaya çıkar. Ülkemiz topraklarının önemli bir bölümü demir alımını olumsuz etkileyen yüksek kireç ve pH gibi olumsuz toprak özelliklerine sahiptir. Bu nedenle demir noksanlığına yaygın olarak rastlanmaktadır. Demir noksanlığının belirlenmesi ve diğer besin elementi noksanlıklarından ayrılması amacıyla toprak ve yaprak analizleri yaptırılması uygundur.Çilek, hıyar, biber, patlıcan, domates, vb.sebzelerde yaygın olarak rastlanmaktadır.Baklagil  bitkilerinde  azot  fiksasyonu  için demir  çok  önemlidir

En ince damarlar dahi yeşil kalarak bu damarlar arasındaki kısımlarda renk tamamıyla sarıya döner. Geniş yapraklı bitkilerde yapraklar adeta sarı zemin üzerinde yeşil bir ağ manzarası gösterirler. Noksanlığın çok şiddetli olduğu durumlarda, damarlar da sararır. Demir noksanlığının çok tipik bir özelliği, yapraklar ne kadar genç ise belirtilerin o kadar şiddetli ve belirgin olmasıdır. Diğer besin noksanlıklarından farklı olarak, demir noksanlığının bir tipik özelliği de, klorozlu yaprakların kolay kolay ölmeden canlı kalmalarıdır. Bununla birlikte noksanlık çok çok şiddetli ise yapraklarda ölme de görülebilir.

 Demir noksanlığının karakteristik belirtileri, demirin etkilediği metabolik reaksiyonların bozulmasından, büyüme ve klorofil sentezi için gerekli enerji transferinin kısıtlanmasından kaynaklanır. Demir noksanlığı belirtilerinin çok tipik olması ve bütün bitkilerde birbirine benzemesi, kolay tanınmasını sağlar. Bununla birlikte, birçok durum da demir noksanlığı ile beraber diğer bazı mikro besin elementlerinin (özellikle çinko ) noksanlığı aynı zamanda söz konusu olabilmekte, bu da tanınmayı güçleştirebilmekte. Yaprak analizleri, önemli ipuçları vermekle beraber, demir noksanlığının teşhisinde kesin bir kriter olarak ele alınması güçtür.

  DEMİR  ALIMINI  ETKİLEYEN  ETMENLER  NELERDİR

  Toprak  sıcaklığının  düşük ya da  yüksek  olması ve  toprak  neminin gereğinden  fazla  bulunması  tarla  koşullarında  bitkilerin  demir  alımını  olumsuz  şekilde  etkilemekte  ve  bitkilerde demir  noksanlığı  belirtileri  görülebilmektedir.Soğuk ve  yağışlı  geçen  yıllarda  bitkilerin  yeteri  kadar  demir  alamayışını   Römheld  şöyle  açıklamıştır.Düşük  toprak  sıcaklığında  kök  büyümesinin  zayıf  olduğunu ve  kök  aktivitesinin  az  olduğunu

belirtmiştir.Yüksek  toprak  sıcaklığında  demir  alımındaki  azalma,bitkilerde  solunum  oranının  artmasına ve  metabolik  işlevler  için  enerji  kaynağı  olan  fotosentez  ürünlerinin  köke  yeteri  kadar  taşınmamasına  dayanılarak  açıklanmıştır.(Bennett ve  ark.1988) Düşük  toprak  sıcaklığı,toprak  çözeltisinde  HCO3- konsantrasyonunun  ve  CO2  çözünürlüğünün  artmasına  dolayısıyla  Fe  alımının  azalmasına  neden  olur.

Yüksek  toprak  sıcaklığı  ise  mikrobiyal  aktivitenin  artmasına  dolayısıyla  daha  fazla  CO2  ve  HCO3-  oluşmasına  neden olarak  bitkilerde  Fe  alımının  azalmasına  yol  açar.Yine  yüksek  toprak  sıcaklığı,bitkilerde  Fosfor (P)  alımını  artırmak  suretiyle Fe  alımının  azalmasına  neden olur.(Moraghan 1987)

Demir, kurak veya yarı kurak bölgelerde oluşan topraklarda yetiştirilen bitkilerde noksanlığı en çok görülen mikro besin maddesidir. Böyle topraklarda yetiştirilen bitkilerde demir noksanlığı görülmesinin sebebi ise,  toprakta demirin yetersiz olmasından ziyade kurak koşullar nedeniyle toprakta fazla miktarda kireç bulunması ve toprak pH' nın yüksek olmasıdır.

   Kireçli topraklarda yetiştirilen bitkilerde görülen demir noksanlığının sebepleri çeşitlidir.

Kireçli topraklarda pH yüksek olduğundan demir bileşikleri çözünmez ve dolasıyla da bitkilerce alınamaz. Ancak kireçli topraklardaki demir noksanlığının tek açıklaması bu değildir. Topraktaki kirecin çözülmesiyle ortaya çıkan bikarbonat iyonları, demir noksanlığının en önemli bir diğer sebebidir.

Kök bölgesinde bulunan fazla bikarbonat iyonları bitki bünyesinde demirin hareketliliğini azaltarak noksanlık görülmesine neden olmaktadır.

Topraktaki kirecin çözünmesinde ortamdaki karbondioksit miktarının çok fazla artırıcı etkisi vardır. Bu nedenle, toprakta karbondioksit miktarını artıran havasızlık hallerinde bitkilerde demir klorozu ortaya çıkmaktadır.

Toprağın sıkışması, su basma uzun sureli yağışlar veya aşırı sulama gibi olayların demir noksanlığı yaratmaktadır. Toprakta karbondioksit birikmesine neden olan bir diğer etmen toprak strüktürünün bozuk olmasıdır. Onun için demir klorozu ile mücadelede toprak strüktürünü geliştirecek önlemler de önemli bir yer tutar.

Gereğinden  fazla  bulunan  su  toprak  havalanmasını  olumsuz  yönde  etkilediği  için  aktif  kök  uçları  zarar  görür  ve  bitki  kök  sisteminin  demir  alım  kapasitesi  azalır.(Lindsay 1984)

    İyi  havalanan  topraklarda  bitkilerin  yeteri  kadar  demir  alamamalarının  temel  nedeni  Fe+3 oksitlerin  çözünür olmamalarıdır.Topraklarda  redoks  potansiyeli  arttıkça  ya da  toprak  PH sı  yükseldikçe  demirin  yarayışilılığı  azalır.

Toprakta fazla miktarda bulunan fosfat ve nitrat iyonlan da demir klorozu yaratmaktadır. Tarla ve bahçe tarımı yapılan topraklarda bu iyonların konsantrasyonu genellikle çok yüksek olmadığından bu risk pek fazla olmamakla beraber, örtü altı sebzeciliği de sürekli ve yüksek miktarda kullanılan fosforlu ve azotlu gübrelerin böyle bir sorun yaratması pek olasıdır.

Özellikle nitrat iyonlarının toprakta fazla bulunmasına neden olacak gübreleme den kaçınılmalıdır.Ortamdan  fazla  miktarda  NO3   alınması  katyon/anyon  oranını  etkilemekte  ve  bunun  sonucu  olarak  rizosfere   salgılanan  HCO3-   bitkilerde  Fe  alımının  azalmasına  neden  olmaktadır.(Chen ve  Barak 1982)

   Buğdaygil  bitkileri  (arpa,buğday,çeltik  ve  birçok  çayır  bitk.)  günümüzde  farklı  bir  mekanizma  ile  topraktan  demir  aldıkları  tespit  edilmiştir.Kireçli  alkalin  topraklarda  yetiştirilen  buğdaygillerde  demir  noksanlığı  görülmediği  halde  çift  çenekli  bitkilerde demir  noksanlığı  görülmesinin  nedenini (  Römheld-1982;Marschner-1995)  araştırmışlar.Buğdaygil  bitkileri  kökleriyle  salgıladıkları  Fitosiderofor  adı  verilen  maddelerle  rizosferde  yarayışlı  hale  dönüştürerek   demiri  aldıklarını  belirlemişlerdir.Fitosiderofor  adı  verilen  maddeler  mugineik  ve  avenik  asitler  gibi  protein  olmayan  amino  asitlerdir.Buğdaygil  bitkilerinde  ve  çimlerde  kök  uçlarında  salgılanan  fitosideroforlar  rizosferde  Fe+3  ile  kilyt  oluştururlar.Kileytten  ayrılan ve  indirgenen  demir  Fe+2  şeklinde  kök  hücreleri  tarafından  alınır.İtalya’ da  bazı  meyve  üreticileri  özellikle  bodur  bahçelerde  meyve  arasına  bu  nedenle  çim  ekmektedirler.

    Ortamda  yeteri  miktarda  demirin  bulunmaması  durumunda  birim  yaprak  alanında  hücre  miktarı  ya da  hücrede  kloroplast  miktarı  gibi  yaprak  büyüklüğü    parametreleri  etkilenmezken  kloroplast  hacmi ve  kloroplastların  protein  içeriği  önemli  derecede  azalır  (Terry ve Abadia-1986).Şiddetli  demir  noksanlığı  durumunda  hücre  bölünmesi ve  yaprak  büyümesi  olumsuz  şekilde  etkilenir.

   Demir,protein  sentezinde de  etkilidir.Yeteri  kadar  demir  içermiyen  bitkilerde  protein  miktarının  azaldığı,buna  karşın  çözünebilir  organik  bileşiklerin  miktarının  arttığı  gözlenmiştir.Demir  noksanlığında  klorofil  a ve b  miktarlarına  paralel  olarak  karotin,ksantin,lütein  gibi  çeşitli  pigment  madde  miktarları  azalır.

Bitkilerde  fotosentez  oranında da  benzer  bir  azalma  görülür.DEMİRİN  YARAYIŞLILIĞI  ÜZERİNE  ETKİ  EDEN  ETMENLER

    a)Yüksek  PH, b) Toprak  çözeltisinde  ve  sulama  suyunda  bikarbonat  iyonlarının  miktarı, c)Ortamda  bulunan  kalsiyum ve  mağnezyum  karbonatların  miktarları, d) Ortamda  PO4-  iyonlarının  fazla  miktarda

bulubnması, e) Ortamda  bakır,mangan,molibden ve  çinko  gibi  ağır  metallerin  fazla  miktarda  bulunmasıdır.

    Havasız  koşulların  oluşması  durumunda  Fe+3  toprakta  Fe+2 ye  indirgenerek  demirin  çözünürlüğü  artar.

Aerobik  koşullar  altında  topraklarda    Fe+3/Fe+2  oranı  bitki  gelişmesini  etkileyen  önemli  bir  parametre  olarak  değerlendirilmektedir.Anaerobik  ortamda  indirgenme  olgusu  artar.Bunun  sonucu  olarak  aşağıda  formüle  edildiği  gibi  Fe-hidroksitlerin  çözünmesi  sonucu  Fe+2  iyon  aktivitesi  artar.Formülde  görüldüğü

gibi  Fe+3’ ün  Fe+2  şekline  indirgenmesi  sırasında ortamda  bulunan  H+ iyonları  miktarı  azalır  ve  bunun  sonucu  olarak ta  PH ‘ da  bir  yükselme  gözlenir.İyi  havalanan  topraklarda ise bu  durum  tersine işler.

        Fe (OH)3  + é +3H+   ---------à Fe+2  +  3H2O

     Demir  noksanlığı  görülmeden  bitkilere  demir  takviyesi  yapılırsa  daha  iyi  olur.Günümüzde  bir çok  firmada  şelatlı  demirler  bulunmaktadır.Bazı  virüs  ve  nematodlarda  bitkilerde  demir  noksanlığına  neden  olurlar.