Rhizosfæren Egenskaper, Mikrobiologi og Viktighet



den rhizosphere er sone av jord som omgir en rot av en plante. Både biologi og jordkjemi er påvirket av denne roten. Dette området er ca 1 mm bredt og har ingen definert kant, det er et område som påvirkes av forbindelser som utstråles av roten og av mikroorganismer som mates på forbindelsene.

Begrepet rhizosphere er avledet fra det greske ordet rhiza som betyr "rot" og "kule som betyr felt av innflytelse". Det var den tyske forskeren Lorenz Hiltner (1904) som for første gang beskrev det som "jordens sone ved siden av røttene av belgfrukter som støtter høye bakterievirkninger".

Imidlertid har definisjonen av rhizosfæren utviklet seg ettersom andre fysiske, kjemiske og biologiske egenskaper har blitt oppdaget. Rhizosfæren er sterkt påvirket av plantens røtter som fremmer sterke biologiske og kjemiske aktiviteter.

De organismer som sameksisterer i rhizosfæren, presenterer en rekke interaksjoner mellom dem og også med planter. Disse interaksjonene kan påvirke veksten av et bredt spekter av avlinger, og derfor er rhizospherer svært viktige som erstatninger for kjemisk gjødsel og plantevernmidler..

index

  • 1 Kjennetegn på rhizosfæren
    • 1.1 Det er tynt og oppdelt i tre grunnsoner
    • 1.2 Ulike forbindelser frigjøres i rhizosfæren
    • 1.3 Endre jordens pH rundt røttene
  • 2 Mikrobiologi
    • 2.1 Fordelige mikrober
    • 2.2 kommensale mikrober
    • 2.3 patogene mikrober
  • 3 Viktighet
    • 3.1 Tiltrekker gunstige mikroorganismer
    • 3.2 Gir beskyttelse mot patogene mikroorganismer
    • 3.3 Beskytter røttene mot tørking
  • 4 referanser

Kjennetegn på rhizosfæren

Det er tynt og oppdelt i tre grunnsoner

Strukturelt er rhizosfæren omtrent 1 mm bred og har ingen definerte kanter. Til tross for dette er tre grunnleggende områder i rhizosfæren beskrevet:

- Endorizosfæren

Den består av rotvev og inneholder endodermis og kortikale lag.

- Den rhizoplane

Det er overflaten av roten, hvor jordpartikler og mikrober holder seg fast. Det dannes av epidermis, skorpen og laget av mucilaginøse polysakkarider.

- Ectorizosfæren

Det er den mest eksterne delen; det vil si jorda som er rett ved siden av roten.

I noen tilfeller kan du finne andre viktige rhizospheriske lag, som mykorhizosfæren og rhizovain.

I rhizosfæren frigjøres forskjellige forbindelser

Under vekst og utvikling av en plante, produseres en rekke organiske forbindelser og frigjøres ved ekssudasjon, sekresjon og avsetning. Dette fører til at rhizosfæren er rik på næringsstoffer, sammenlignet med resten av jorda.

Root exudates inkluderer aminosyrer, karbohydrater, sukker, vitaminer, mucilages og proteiner. Ekssudatene fungerer som budbringere som stimulerer samspillet mellom røttene og organismer som lever i jorden.

Endrer jordens pH rundt røttene

Rhizosfærens miljø har generelt lavere pH, med mindre oksygen og høyere konsentrasjoner av karbondioksid. Ekssudater kan imidlertid gjøre jorda i rhizosfæren surere eller alkaliske, avhengig av næringsstoffene som røttene tar fra jorda.

For eksempel, når en plante absorberer nitrogen i ammoniummolekyler, frigjør det hydrogenioner som vil gjøre rhizosfæren surere. I motsetning, når en plante absorberer nitrogen i nitratmolekyler, frigjør det hydroksylioner som gjør rhizosfæren mer alkalisk.

mikrobiologi

Som nevnt ovenfor er rhizosfæren et miljø med høy tetthet av mikroorganismer av forskjellige arter.

For bedre forståelse kan rhizosfærens mikroorganismer klassifiseres i tre store grupper, avhengig av hvilken effekt det forårsaker på planter:

Fordelaktig mikrober

Denne gruppen inkluderer organismer som fremmer veksten av planten direkte - for eksempel ved å gi nødvendige næringsstoffer til planten - eller indirekte ved å hemme skadelige mikrober gjennom ulike motstandsmekanismer.

I rhizosfæren er det en konstant konkurranse om ressurser. Fordelaktig mikrober begrense suksessen av patogener med forskjellige mekanismer: produksjon av biostatiske forbindelser (som hemmer veksten eller reproduksjonen av mikroorganismer), konkurranse for mikronæringsstoffer eller stimulere immunsystemet av anlegget.

Commensal mikrober

I denne kategorien er de fleste mikrober som ikke skader eller direkte fordeler planten eller patogenet. Imidlertid er det sannsynlig at commensalmikrober i noen grad påvirker en hvilken som helst annen mikroorganisme gjennom et komplekst nettverk av interaksjoner som vil forårsake en indirekte effekt på planten eller patogenet.

Selv om det finnes spesifikke mikroorganismer som er i stand til å beskytte anlegget (direkte eller indirekte) mot patogener, blir dets effektivitet i stor grad påvirket av resten av det mikrobielle samfunnet.

Kommunale mikroorganismer kan således konkurrere effektivt med de andre mikroorganismer som utøver en indirekte effekt på planten.

Patogene mikrober

Et bredt spekter av patogener overført av jorda kan påvirke helsen til plantene. Før infeksjon konkurrerer disse skadelige mikrober med mange andre mikrober i rhizosfæren for næringsstoffer og rom. Nematoder og sopp er de to hovedgruppene av plantepatogener overført av jorda.

I tempererte klimaer er patogene sopp og nematoder agronomisk viktigere enn patogene bakterier, selv om enkelte bakterielle slanger (Pectobacterium, Ralstonia) kan forårsake betydelig økonomisk skade på enkelte avlinger.

Virus kan også infisere planter gjennom røttene, men krever vektorer som nematoder eller sopp for å komme inn i rotvevet.

betydning

Tiltrekker gunstige mikroorganismer

Høye nivåer av fuktighet og næringsstoffer i rhizosfæren tiltrekker seg et mye større antall mikroorganismer enn andre deler av jorda.

Noen av forbindelsene utskilt i rhizosfæren fremmer etablering og spredning av mikrobielle populasjoner, mye høyere sammenlignet med resten av jorda. Dette fenomenet er kjent som rhizosfæren effekten.

Gir beskyttelse mot patogene mikroorganismer

Cellene av røttene er under kontinuerlig angrep av mikroorganismer, og derfor har de beskyttelsesmekanismer som garanterer overlevelse.

Disse mekanismer inkluderer sekresjon av forsvarsproteiner og andre antimikrobielle kjemikalier. Det har blitt bestemt at ekssudater i rhizosfæren varierer i henhold til stadiene av plantevekst.

Beskytter røttene mot tørking

Flere studier tyder på at jorda av rhizosfæren er betydelig mer fuktig enn resten av jorda, noe som bidrar til å beskytte røttene av tørking.

Ekssudatene frigjort av røttene om natten tillater utvidelse av røttene i jorda. Når svetten gjenopptas i dagslys, begynner exsudatene å tørke og holde seg til jordpartiklene i rhizosfæren. Når jorda tørker og dets hydrauliske potensial reduseres, taper ekssudene vann i jorda.

referanser

  1. Berendsen, R. L., Pieterse, C. M. J., & Bakker, P. A. H. M. (2012). Rhizosfæren mikrobiom og plantehelse. Trender i plantevitenskap, 17(8), 478-486.
  2. Bonkowski, M., Cheng, W., Griffiths, B.S., Alphei, J., & Scheu, S. (2000). Mikrobielle-faunale interaksjoner i rhizosfæren og effekter på plantevekst. European Journal of Soil Biology, 36(3-4), 135-147.
  3. Brink, S.C. (2016). Lås opp hemmelighetene til rizosfæren. Trender i plantevitenskap, 21(3), 169-170.
  4. Deshmukh, P., & Shinde, S. (2016). Fordelaktig rolle Rhizosphere Mycoflora innen jordbruk: En oversikt. International Journal of Science and Reasearch, 5(8), 529-533.
  5. Mendes, R., Garbeva, P., & Raaijmakers, J. M. (2013). Rhizosfæren mikrobiom: Betydningen av plante-gunstige, plantepatogene og menneskelige patogene mikroorganismer. FEMS Microbiology Reviews, 37(5), 634-663.
  6. Philippot, L., Raaijmakers, J. M., Lemanceau, P., & Van Der Putten, W.H. (2013). Gå tilbake til røttene: Den mikrobielle økologien til rhizosfæren. Naturomtaler Mikrobiologi, 11(11), 789-799.
  7. Prashar, P., Kapoor, N., & Sachdeva, S. (2014). Rhizosphere: dens struktur, bakteriell mangfold og betydning. Anmeldelser i miljøvitenskap og bioteknologi, 13(1), 63-77.
  8. Singh, B.K., Millard, P., Whiteley, A.S., & Murrell, J.C. (2004). Unraveling rhizosphere-mikrobial interaksjoner: muligheter og begrensninger. Trender i mikrobiologi, 12(8), 386-393.
  9. Venturi, V., & Keel, C. (2016). Signalering i Rhizosfæren. Trender i plantevitenskap, 21(3), 187-198.
  10. Walter, N., & Vega, O. (2007). En gjennomgang av fordelaktige effekter av rhizosfæren bakterier på tilgjengelighet av jord næringsstoffer og opptak av plante næringsstoffer. Fac. Nal. Agr. Medellin, 60(1), 3621-3643.