Anatomical Effects of Different Amounts of Irrigation on Tomato (Solanum lycopersicum L.)

Bu çalışma, farklı sulama rejimleri altında domates bitkilerinin su yetersizliği ve su fazlalığına verdiği anatomik tepkileri inceleyerek su stresine ilişkin yapısal göstergeleri belirlemeyi amaçlamıştır. Bitkiler, tam sulamaya (I100) kıyasla su kısıtı (I60, I80) ve su fazlalığı (I120) koşullarında organa özgü anatomik tepkiler sergilemiştir. Köklerde, her iki stres koşulunda da korteks genişliği, ksilem çapı ve öz genişliği artmıştır. I60 uygulamasında korteks parankima hücreleri poligonal bir şekil almış ve büzülme göstermiştir. Gövdede, su stresi (I60) epidermal hücreler arasında daha sıkı bağlantılara, dalgalı hücre kenarlarına ve hücreler arası boşlukların azalmasına neden olmuştur. İletim demetleri I100 uygulamasında süreklilik gösterirken, I60 uygulamasında kesintili bir yapı sergilemiştir. Yapraklarda ise stres koşulları altında mezofil kalınlığı artmış, en yüksek artış I120 uygulamasında gözlenmiş; sınırlı sulamada epidermis hücreleri küçülmüştür. Stoma yapısında herhangi bir değişiklik tespit edilmemiştir. Sonuç olarak, köklerde artan ksilem çapı ve öz genişliği, gövdede genişlemiş korteks ve epidermis hücreleri ile değişen damar demeti düzeni, yapraklarda ise epidermal değişikliklerle birlikte mezofil kalınlaşması dikkat çekici bulgular olmuştur. Sonuçlar, stresin neden olduğu organa özgü anatomik plastisiteyi göstermektedir. Ksilemdeki yapısal değişiklikler, verimli ve güvenli sulama planlaması için temel kriterler olarak kabul edilebilir.

This study examined the anatomical responses of tomato plants to water deficit and excess under different irrigation regimes to identify structural indicators of water stress. The plant exhibited organ-specific anatomical responses to water restriction (I60, I80) and excess (I120) compared to full irrigation (I100). In roots, cortex width, xylem diameter, and pith width increased under both stress conditions. At I60, cortex parenchyma cells became polygonal and shrunken. In stems, water stress (I60) caused tighter epidermal connections, wavy cell edges, and reduced intercellular spaces. Vascular bundles were continuous in I100 but discontinuous in I60. In leaves, mesophyll thickened under stress, with the greatest increase at I120, while epidermis cells shrank under limited water. Stomatal structure remained unchanged. As a result, increased xylem diameter and pith width in roots, enlarged cortex and epidermis cells in stems, altered vascular bundle arrangement, and mesophyll thickening with epidermal changes in leaves were notable findings. The results demonstrate significant stress-induced organ-specific anatomical plasticity. Structural changes in xylem can be considered fundamental criteria for efficient and safe irrigation planning.