Bitkilerde Su Stresi Sınıflandırması

Bitki gelişmesini olumsuz yönde etkileyen başlıca abiotik faktörler; yüksek sıcaklık, su noksanlığı, üşütme ve donma, hava kirliliği, oksijen noksanlığı ve tuz zararı olarak kabul edilmektedir. Bu abiotik faktörler içerisinde verimi belkide en fazla etkileyen ve en önemli olanı su noksanlığıdır. Çünkü yaprak büyümesi, stomaların açılıp kapanması ve fotosentez gibi bir çok önemli fizyolojik olaylar su potansiyelindeki değişimle doğrudan etkilenebilmektedirler (Özer, 1997). Birçok bitki türü bulundukları ortamdaki suyu verimli kullanabilmek veya suda hayatta kalabilmek için özel adaptasyonlar geliştirmişlerdir. Bitkiler kuraklığa veya sucul ortam toleranslarına göre 4 ekolojik gruba ayrılır: hidrofitler, higrofitler, mezofitler ve kserofitler. 

Hidrofitler (Sucul bitkiler) suda veya subasar ortamda periyodik oksijen eksikliği içerisinde yetişen bitkilerdir; tipik olarak sulak alanlarda ve diğer sucul habitatlarda yaşamaya adapte olmuş bitkilerdir. Bunlar tamamen suya batmış halde veya kökleri suda fakat yaprakları su yüzeyinde yüzer şekilde veya kökleri çamur içinde sabit fakat gövde ve yaprakları su üzerinde bulunabilir. Bu bitkilerin suda hayatta kalmalarına yardımcı olan özel adaptasyonları vardır.

Bitkiler genellikle sulanma döngüleri arasında hayatta kalmasını sağlamak için suyu emme ve tutma yeteneğine sahiptir. Ancak hidrofitlerin diğer bitkiler gibi su tutmasına gerek yoktur; böylelikle stomalardan gaz alış verişi sırasında oluşan su kaybını düzenlemek için enerji harcamalarına gerek kalmaz. Bu nedenle stoma sayıları diğer bitkilere göre daha fazladır ve stomalar çoğu zaman açık kalabilir. Aynı nedenle yapraklarda katikula daha incedir; tamamen su içerisinde yaşayan hidrofitlerde katiküla bulunmayabilir. Hidrofitlerin gövde, kök ve yaprakları yüzerliliği arttırmak üzere hava boşlukları bulunan süngerimsi bir dokudadır. Yine yüzerliliği arttırmak üzere yaprakları su yüzeyinde yüzen hidrofitlerin yaprakları geniş ve düzdür. Kök gelişimleri sınırlıdır; yüzücü bitkilerin bir kısmı hayatları boyunca kök taşımazlar (örn: Utricularia sp., Lemna trisulca, Ceratophyllum sp.); H₂O alışverişi doğrudan yapraklardan sağlanabilir. Suya tamamen gömülü hidrofitler, CO₂, 0₂ ve mineral tuzlarının tamamını doğrudan sudan alırlar.

Higrofitler (Nemli ve ıslak ortam bitkileri) ana yaşam alanları ıslak ve karanlık ormanlar, çok gölgeli bataklıklar veya çok nemli çayırlar olan bitkilerdir. Higrofitler, tüm karasal bitki türleri arasında kuraklığa en az toleranslı gruptur. Hidrofitlerden farklı olarak su ortamında değil, ıslak topraklarda yetişir. Her iki kategorideki bitkiler de uzun süre suya doygun veya subasar topraklardaki düşük oksijenli (anaerobik) ortamlarda büyümeye adapte olmuşlardır; topraktan oksijen alan tipik kara bitkilerine kıyasla alternatif yollarla oksijen alırlar. Bu bitkiler, toprağı stabilize ederek, yaban hayatı için yaşam alanı ve yiyecek sağlayarak ve bölgenin genel biyolojik çeşitliliğine katkıda bulunarak bu ekosistemlerde önemli bir rol oynamaktadır. Higrofitlerin örnekleri arasında su bakımından zengin ortamlarda büyümeye iyi adapte olan kamışlar, nilüferler, sazlar ve çeşitli yosun ve eğrelti otları bulunur. 

Mezofitler (Orta derecedeki nemli iklimde yaşayan bitkiler) ortalama sıcaklıklar ve ortalama nemli topraklarda yetişen bitkilerdir. Genellikle tarla, çayır gibi güneşli, açık alanlarda veya gölgeli, ormanlık alanlarda yetişir. Aşırı suya veya uzun süreli kuraklığa veya aşırı soğuğa veya sıcağa karşı özel adaptasyonları bulunmaz. Sert, sağlam, serbestçe dallanmış gövdelere ve lifli, iyi gelişmiş kök sistemlerine (lifli kökler veya uzun kazık kökler) sahiplerdir; çoğu zayıf drenajlı toprakları tercih etmez. Yaprakları çeşitli şekillerde olabilir ancak genellikle düz ve ince, nispeten büyük ve yeşil renktedir; sıcak havalarda yaprak yüzeyindeki mumsu kütikül, nemi hapsederek ve hızlı buharlaşmayı önleyerek yaprakları korur; alt tarafındaki stomalar, sıcak veya rüzgarlı havalarda buharlaşmayı önlemek ve su kaybını en aza indirmek için kapanır. Bahçe bitkilerinin, şifalı otların, tarımsal ürünlerin ve yaprak döken ağaçların çoğu mezofitiktir.

Kserofitler (Kurakçıl bitkiler) kuru veya fizyolojik olarak kuru bir habitatta (tuzlu bataklık, tuzlu toprak veya asit bataklığı) su kaybını önleyen (çok yıllık bitkilerde), su kullanımını azaltan (yıllık bitkilerde) veya mevcut suyu depolayabilen (sukulent bitkilerde) mekanizmalar geliştirmiş bitkilerdir.

Kurak bölgelerde toprak yüzeyine yakın katmanlarda su yok denecek düzeydedir. Kurak bölgelerde yetişen çok yıllık bitkiler suya ulaşabilmek için çok derin kök yapısı geliştirirler. Kısıtlı enerjilerini yoğun olarak kök gelişimini arttırmak için harcadıklarından gövde gelişimi nispeten zayıf kalır. Güneş ışıklarından korunabilmek ve terleme ile su kaybını azaltmak için yaprak yapıları farklılaşmıştır. Aşırı ısınma, kuru ve sıcak ortamlardaki büyük yapraklı bitkiler için sorun olabilir, bu nedenle yapraklar daha küçüktür. Geniş yapraklar aynı uzunluktaki dar yapraklara göre daha fazla ısınır; küçük, dar yapraklar sıcak, kuru ve güneşli ortamlara iyi uyum sağlar. Terleme sürecini düzenleyebilmek için stoma yapıları başkalaşmış ve sayıları azalmıştır. Yapraklar ve gövde genellikle açık renk tüylüdür; bu tüyler yansımayı arttırır ve filtre görevi görerek güneşin etkisini azaltır. Bazı türlerde yaprak rengi yeşil yerine grimsi soluk yeşildir; bu güneş ışınlarının daha fazla yansıtılmasını sağlar, olumsuz etkilerini azaltır. Yaprak kılcal damar yapısı çok daha yoğundur; aşırı güneş nedeniyle yaprağın bazı kısımları hasar görmesi durumunda kalan kısımları hala sağlıklı olarak kullanabilir. 

Bazı kserofitler ise kurak dönemi atlatabilmek için çok kısa hayat döngüsüne sahiptir. Bunların tohumları, yağmurlarla toprağın ıslandığı dönemlerde çimlenir, topraktaki nem kaybolmadan hızla gelişir, çiçek, meyve ve tohumları oluşturarak, vejetasyon devrelerini kısa sürede tamamlar ve ölürler. 

Bazı kserofitlerin su kıtlığı ile mücedelede kullandığı bir diğer yöntem ise yağışlı dönemde suyu depolamaktır. Bu türler sukulent olarak adlandırılır. Farklılaşmış hücre yapıları sayesinde yağışlı mevsimde organlarında fazla miktarda su depo eder ve bunu kurak dönemde kullanırlar. Bazı sukulentler kısa yağışlı dönemde daha çok su toplayabilmek için geniş yüzeysel kök sistemi geliştirmişlerdir, böylece yağıştan hemen sonra toprağın nemini buharlaşmasına fırsat vermeden toplayabilirler. Bazı sukulentler ise yapraklarında oldukça kalın katikula geliştirmişlerdir; stomalarını gündüz kapalı tutarak, sıcak ve kurak aralıktaki su kaybını önler.