KANOLA KÖKÜ

Önemli işlevleri olan kompleks bir sistem içerir.

Kanola, kısa sürede toprağa oturan güçlü bir kök sistemi oluşturur. İlk aşamada, genç bitkinin filizinde üretilen fotosentez enerjisinin % 50 sini kök olşumunda kullanır. Bitkinin, iyi çalışan bir kök sistemi için yaptığı yatırım, kritik şartlarda bile iyi bir verim sağlar.

Kanolanın kök sistemi 1,80 m derinliğe kadar gelişebilir. Üst kısımda güçlü yan kökler, alt kısmında uzayan yan kökler bulunan güçlü bir kazık kök oluşturur.

KANOLA KÖKÜNÜN ÖZELLİKLERİ

Turpgiller olarak Kanola, alışılmışın dışında çok uzun (5 mm ye kadar) saçaklara sahiptir. Diğer Brassicaceae’lerde olduğu gibi Toprakta bulunan Mykorrhiza-Mantarları ile symbiyotik ilişki kurmaz. Böylece fungal hiflerin toprakta oluşturduğu gözeneklerin eksikliği nedeniyle, su ve besin maddesi alımının iyi olması için, mümkün olduğunca ince bir kök sistemi oluşturmak zorunda.

Genç kökün görünümü camsı-beyaz, yaşlı kökün yüzeyi beyazımsı görünür.

Bir Kanola bitkisinde, hasata kadar olan toplam kök gelişimi, 60 km/m² ye ulaşabilir (0-100 cm derinlikte). Toprağın üst katmanlarında, kök yoğunluğu aşağıya göre daha fazla oluşur. Kanola kökünün yaklaşık % 80 i topraktaki ilk 30 cm derinlikte bulunur.

Genç kanola bitkisinin yapraklarında, fotosentez yoluyla elde edilen enerjinin yaklaşık % 50 si, iyi bir kök gelişimini garantilemek üzere, köklere gönderilir. Böylece; yüksek verim elde etmek için, işlevini tam yapan bir kök yapısının ne kadar önemli olduğu ortaya çıkıyor.

Kök sistemini dört ana bölümde inceleyebiliriz.

Kök Ucu (Kaliptra): Salgıladığı sıvı ile kökün toprakta ilerlemesini sağlar. Aynı zamanda, bitki filizine sinyal oluşturan fütohormonların sentez yeridir.

Uzama Bölgesi: Sürekli hücre bölünmesi olan meristemi de içine alan, kökün büyümesini sağlayan kısımdır.

Yankök Bölgesi: Besin maddelerinin alınmasını kolaylaştıran geniş yüzeye sahiptir.

Gelişme Bölgesi: Kanola kökü, diğer kültür bitkilerine nazaran daha uzun Emici tüyler oluşturur. Bunun sonucu olarak, diğer brassicaccealar da olduğu gibi, simbiyoz mantar Mykorriza girişini engeller. Oluşturduğu ince tüyler ile optimal su ve besin maddesi alımını temin eder.

ÇEVRE ŞARTLARINA UYUM

Uygun şartlarda bitki gelişimi zaten optimaldir. Büyük bir kök sistemine gerek yoktur. Uygun olmayan şartlarda, örneğin kurak dönemlerde kök sistemi önemlidir. Yağışların kısıtlı olduğu yıllarda kökün derine gelişmesi verimin garantisidir.

GELİŞMEYİ ÇEVRE VE İKLİM ŞARTLARI BELİRLER

Kanola kökü çok dinamik bir organdır ve değişen doğal şartlara uyum sağlar. Örneğin; toprak yüzeyindeki kuraklık, kök gelişimini derindeki neme yönlendirir. Kurak geçen sonbaharda kök gelişimi daha derin olur. Yağmur yağınca üst bölgelerde gelişerek besin maddesi alımını sağlar.

BESİN MADDELERİ BÜYÜMEYİ SAĞLAR

Olabildiğince derin olması arzu edilse de, kanola kökünün %80 lik kısmı toprağın 20-30 cm üst bölgesinde bulunur. Bitkinin alabileceği durumda olan besin maddeleri burada yoğunlaşır. Kökün büyümesi ve kök sisteminin gelişiminde, her besin maddesi farklı etki yapar. Azot ve fosforun hafif eksikliği, yan köklerin ve kök tüylerinin oluşmasına neden olur. Bitki, toprakta daha fazla yüzey oluşturmaya gayret eder. Buna karşılık, lokal azot ve fosfor bölgesinde kök gelişimi yoğunlaşır.

Kök gelişimi, magnezyum, potasyum ve mangan eksik olan bölgede yoğun olmaz. Bu elementlerin eksikliği, fotosentez işlevini ve köke asimilat transportunu sınırlar. Bitkide, yeni kök geliştirecek enerji eksikliği görülür.

KÖKÜN BÜYÜMESİNİ HORMONLAR YÖNLENDİRİR.

Kök gelişiminin ve sap/kök oranının yönlendirilmesinde bitkisel hormonlar (Auxin, Cytokinin, ethylen, giberilin ve abscisin asidi) önemli rol oynar. Gelişim düzenleyici fungizitler de hormon miktarını değiştirerek, kökün büyümesini etkiler.

KÖK GELİŞİMİNDE SU VE OKSİJENİN ÖNEMİ

SU ( H₂O )

Su olmazsa çimlenme olmaz, güçlü kök ve bitki gelişimi olmaz.

Suyun depolama organları ve embriyo tarafından alımı ile enzimler aktifleşir ve Hücre duvar basıncı (turgor) oluşur. Büyüme ve uzamanın ilk şartı turgor basıncının oluşmasıdır. Suyun hücre içine alınması, su kanalları (aquporin) ile düzenlenir. Toprakta bulunan suyun kökler tarafından alınıp, filizlerden yapraklara taşınma potansiyeli oluşur. Burada çekici güç buharlaşma (transpirasyon) yapraklardaki stomata tarafın dışarı verilen su (buhar).

TOPRAKTAKI SUYUN BITKIYE NÜFUS ETMESI IÇIN ÜÇ ÖNEMLI ENGELI AŞMASI GEREKIYOR.

• TOPRAĞIN DİRENCİ

Su moleküllerinin serbest hareket edebilmesini absorbsiyon, eksi yüklü toprak parçacıkları (ton mineralleri ve humus parçacıkları gibi) tarafından kısıtlar.

• KÖKÜN DİRENCİ
• STOMATİK DİRENÇ

Abscisin asidi miktarının değişmesi ile etkilenir.

Ekstrem durumlarda, çiçeklenme için kritik olan kuraklık stresi başlar. Üretilen abscisin asidi,  üretimi, polenlerin ana hücresinde mayoz engelleyerek, fertilitet ve tohum oluşumu azalır.

OKSİJEN ( O₂ )

Oksijen eksikliği, doğrudan kök gelişimini ve dolaylı olarak da toprağın yapısını etkiler.

Topraktaki oksijenin azalması ile köklerin etkilenmesi, toprak ısısına ve filizlerden köke olan bitki içindeki difüzyona bağlıdır.

TOPRAKTA SU BİRİKİMİ:

SU OKSİJENİ ENGELLER

Kökün aktivitesini engeller ve arob toprak organizmaları besin elementlerini yararsız hale getirir.

→ Besin elementlerinin (N, K, Cu, Zn ve Mn) ve de suyun alımı zorlanır.

Stres hormonları oluşur (abscisin asidi ve ethylen)

→ bitki ve kök gelişimi önemli ölçüde engellenir.

Fermantasyon. Toksik fermantasyon maddelerinin oluşması.

→ Metabolizmanın bozulması.

KÖKÜN KİMYASI

KÖK GELİŞİMİNDE BESİN ELEMENTLERİ VE HORMONLARIN ETKİSİ

Kök, gerek duyulan besin elementlerine uygun bir sistem geliştirir. Bunun yanında hormonlar da, büyüme ve gelişmede önemli rol oynarlar.

BESİN ELEMENTLERİ

Topraktaki besin elementleri pasif olarak uzun bir yol kat ederek, hücre duvarlarındaki su dolu boşluklara transportu, yapraklardaki transpirasyon (buharlaşma) ile gerçekleşir.

Besin elementlerinin hücre içine alımı ve iletim dokusuna (xilem) yüklenmesi, hücre membranındaki özel bir transport sistemi ile, besin maddelerini selektif alarak sağlar.

Alış hızı, kök verimliliğine (uzunluk ve yüzey gelişimi) bağlıdır.  Bazı besin elementlerinin eksik olması durumunda (örn. Fosfor veya demir eksikliği) bitkiler, organik asitler veya fosfor parçalayıcı enzimler salgılayarak, kök bölgesindeki toprağın kimyasını, gerekli besin maddelerinin çözünürlüğünü lokal olarak artıracak şekilde değiştirirler. Özellikle kanola da fosfor eksikliği, genellikle kök uçları bölgesindeki lokal asitlenme ile fosfor ve diğer elementlerin kullanılabilirliğini artırır. Kökün yapısı, besin elementlerinin kullanılabilirliğine uyum sağlayacak durumdadır.

Köklerin genişleme ve dallanması toprağın nemine bağlı olsa da su ve besin maddesi rezervlerine göre de belirli oranda büyüme gösterir.

Besin elementlerinin alımı, filizlerden düzenli olarak temin edilecek karbon hidratlara bağlıdır. Aynı şekilde CO₂ asimilasyonu, besin elementlerinin düzenli teminine bağlıdır. Kök gelişimi, bu iki faktörün oluşumu ile gerçekleşir. Şeker üretiminin fazla olması halinde, köklerde veya diğer depolama organlarında rezerv edilir.

HORMONLAR

Oksin, giberalin, sitokinin, absisik asit ve etilen bitkinin gelişimini ve metabolizmasını yöneten klasik hormonlardır.

Sitokininler genel olarak kök uçlarında oluşur, oradan filizlere taşınır ve dallanmayı destekler. Giberalinler de hücre bölünmesini ve uzayıp büyümeyi teşvik ederler. Bunların karşıtı oksinler filizin dallanmasını engeller ve genç yaprakların tomurcuğunda üretilip köklere transport edilir. Orada etilen ile birlikte, sitokininlerin engellemesine karşın kökün dallanmasını ve saçak köklerin oluşmasını teşvik ederler. Bitki gelişiminin o anki doğal şartlara uyumunu sağlayan sinyali veren bitkisel hormonların sentezi ve transportu çevre şartları tarafından belirlenir. Örneğin; topraktaki azot ve fosfor eksikliği, bitki hücreleri metabolizması etkilenmeden çok daha önce, birkaç saat içinde sitokinin üretimini azaltır ve filizin büyümesini engeller.

Kök dokusunda sitokinin üretiminin azalması, hormon dengesini oksin ve etilen lehine değiştirerek yan kök ve saçak köklerin gelişimini stimule ederek ilave besin maddesi alımını sağlar. Besin elementlerinin yeterli olması durumunda yüksek miktarda sitokinin üretimi ile filiz gelişimi desteklenir ve kök gelişimi daha az teşvik edilir. Birçok hormon konsantrasyona bağlı olarak tamamen ters etki gösterebilir.

Sentetik gelişim düzenleyicilerin aplikasyonu ile hormon dengesine müdahale edilebilir ve örneğin; giberelin sentezi engellenerek filiz gelişimi kısıtlanır veya sentetik oksin ile kök gelişimi desteklenebilir. Sitokinin ve oksinler daha güçlü etki yaparlar. Sonuç olarak kök gelişimi, filizin büyümesinden daha hızlı olur.

HORMONLARIN ETKİ ALANLARI :

OKSİN             :

• Yeni köklerin oluşumunda rol oynar.
• Diğer hormonlarla birlikte bitkinin büyümesini sağlar. (Büyüme hormonudur.)
• Hücre bölünmesi, hücre büyümesi. hücre ve doku farklılaşmasını sağlar.
• Meyve vermede etkilir. Döllenmiş çiçeğin dökülmesini engeller.

SİTOKİNİN      :

• Yan köklerin büyümesini kısıtlar

• Tohumun çimlenmesinin geciktirilmesinde etkilir.
• Yaprakların geç dökülmesinde etkilir.

ETİLEN            :

• Kök dağılımına ve yan köklerin sarkmasına etki yapar

• Yaprak dökümünü sağlar.
• Gelişimi engelleyici etki yapar.
• Meyve olgunlaşmasını sağlar.

GİBERELLİN    :

• Gövdenin hızlı ve anormal uzamasını sağlar.
• Tohum çimlenmesini uyarır.
• Çiçeklenmeyi ve erken çiçek açmayı uyarır.
• Tohumda depo nişastanın kullanılabilir glikoza dönüşümünü uyarır.

ABSİSİK ASİT  :

• Tomurcuk ve tohumlarda uyku halinin başlamasına yardımcı olur.
• Hücre bölünmesini azaltır.
• Su kayıbında stomaları kapatır.

ISI VE IŞIĞIN KÖK GELŞİMİNE ETKİSİ

Toprağın ısısı ve ışık yoğunluğunun, kök gelişimine etkileri farklı olur.

Isının etkileri:

Tohumun çimlenmesi 10 ⁰C nin altında çok yavaş olur. Kanola tohumu genel olarak 12 ⁰C de çimlenir ve iyi bir gelişme gösterir. Düşük ısılarda kök gelişimi ve bitkinin yapısal gelişimi yavaşlar, besin elementlerinin alımı zorlaşır. Araştırmalardaki ölçümlerde, sıcak ısıların kazık köklere pozitif etki yaptığı görülmüştür.

Sıcak toprak ısısı yan köklerin oluşumunu artırmıştır: 10 ⁰C toprak ısısına nazaran, 15 ⁰C de % 29 ve 20 ⁰C de % 55 daha fazla yan kök oluşumu görülmüştür. Düşük derecelerde yan köklerin kazık köke açısı daralır. Bunun da etkisi, topraktaki köklenme alanının daralması ve neticesinde daha az su ve besin elementi alımı. Toprak ısısının yan köklerin uzunluğuna bir etkisi görülmemiştir.

Ana Şalter IŞIK:

Güçlü bir ışık kaynağı fotosentez yoğunluğunu ve karbon hidrat üretimini artırır. Köklerde karbon hidrat üretimi olmadığı için, filizlerden gelecek takviyeye bağımlıdır. Karbon hidratlar kökte rezerv olarak depolanır veya kökün büyümesini sağlar, kök uçlarındaki yüksek karbon hidrat oranı yan köklerin gelişmesini yönlendirir. Artan ışık yoğunluğu ile birlikte gelişim bölgesinin uzunluğu artar.

Günlerin kısalması ( 21 Eylül ) ile bitki filizi, daha hızlı büyüme sinyalini alır.

Komşu bitkiler arasındaki ışık rekabeti, yaprak oluşumunun yoğunlaşmasına neden olur ve kök gelişimini yavaşlatır. Ekim sıklığı ve geç ekim, güçlü bir kök gelişimi için uygun değildir.

İlk bahardaki metabolizma bozukluğu, depolayıcı ve kullanıcı organlar arasında dengesizlik yaratır. Karbon hidratların kullanıma hazırlanması, genellikle metabolizma değişikliği kadar hızlı olmayabilir.

Çiçek oluşumu esnasında bitkide asimilasyon yavaşlar.

Çiçeklenme ve büyüme esnasında depolanmış rezerve karbon hidrata ihtiyaç duyulur. Translokasyon aksaklıkları çiçek oluşumunda sınırlayıcı olur. Bor, translokasyon işlemini yönlendirilmesinde önemli bir elementtir.

Bitki gelişiminde ışık motor, ısı hızlandırıcı olarak görev alır (Toprak ısısı=Kök; Gün sıcaklığı=Yaprak).