Характеристики ризосфери, мікробіологія та важливість

The ризосфера це зона грунту, що оточує корінь рослини. На цей корінь впливає як біологія, так і хімія грунту. Ця область має ширину приблизно 1 мм і не має визначеного краю, це область, на яку впливають сполуки, що виділяються коренем і мікроорганізмами, які харчуються сполуками..

Термін ризосфера походить від грецького слова rhiza що означає "корінь", і "сфера, що означає поле впливу". Саме німецький учений Лоренц Хільтнер (1904) вперше описав її як "зону ґрунту, що безпосередньо примикає до коренів бобових культур, що підтримує високий рівень бактеріальної активності"..

Однак визначення ризосфери розвивалося, оскільки були виявлені інші фізичні, хімічні та біологічні властивості. На ризосферу сильно впливають коріння рослин, які сприяють інтенсивній біологічній та хімічній діяльності.

Організми, які співіснують в ризосфері, представляють різні взаємодії між ними, а також з рослинами. Ці взаємодії можуть впливати на зростання широкого кола культур, тому ризосфери є дуже важливими як замінники хімічних добрив і пестицидів..

Індекс

• 1 Характеристики ризосфери
  • 1.1 Він тонкий і розділений на три основні зони
  • 1.2 У різосфері виділяються різні сполуки
  • 1.3 Зміна рН грунту навколо коріння
• 2 Мікробіологія
  • 2.1 Корисні мікроби
  • 2.2 Комменсальні мікроби
  • 2.3 Патогенні мікроби
• 3 Важливість
  • 3.1 Залучає корисні мікроорганізми
  • 3.2 Захищає від патогенних мікроорганізмів
  • 3.3 Захищає коріння від висихання
• 4 Посилання

Характеристики ризосфери

Він тонкий і поділяється на три основні зони

Конструктивно ризосфера має ширину близько 1 мм і не має визначених країв. Незважаючи на це, описано три основні області ризосфери:

- Ендорізосфера

Він складається з кореневої тканини і включає ендодерми і кортикальні шари.

- Ризоплан

Це поверхня кореня, де дотримуються частинки грунту і мікроби. Він утворюється епідермісом, корою і шаром слизових полісахаридів.

- Екторизосфера

Це найбільш зовнішня частина; тобто грунт, що безпосередньо примикає до кореня.

У деяких випадках можна знайти інші важливі ризосферні шари, такі як мікорізосфера і коренева.

У ризосфері вивільняються різні сполуки

Під час росту і розвитку рослини виробляються і вивільняються різноманітні органічні сполуки шляхом ексудації, секреції і відкладення. Це призводить до того, що ризосфера багата поживними речовинами порівняно з рештою грунту.

Кореневі ексудати включають амінокислоти, вуглеводи, цукру, вітаміни, слизу та білки. Ексудати діють як посланці, які стимулюють взаємодію між корінням і організмами, що населяють грунт.

Змінює рН грунту навколо коріння

Середовище ризосфери, як правило, має більш низький рН, з меншою кількістю кисню і більш високими концентраціями діоксиду вуглецю. Однак ексудати можуть зробити грунт в ризосфері більш кислим або лужним, залежно від поживних речовин, які коріння беруть з ґрунту..

Наприклад, коли рослина поглинає азот в молекулах амонію, вона вивільняє іони водню, що зробить ризосферу більш кислою. На противагу цьому, коли рослина поглинає азот в молекулах нітратів, вона вивільняє іони гідроксилу, які роблять ризосферу більш лужною.

Мікробіологія

Як згадувалося вище, ризосфера є середовищем з високою щільністю мікроорганізмів різних видів.

Для кращого розуміння, мікроорганізми ризосфери можуть бути класифіковані на три великі групи, залежно від ефекту, який він викликає на рослини:

Вигідні мікроби

До цієї групи належать організми, які сприяють зростанню рослини безпосередньо - наприклад, забезпечуючи необхідні поживні речовини рослині - або опосередковано, шляхом інгібування шкідливих мікробів через різні механізми опору.

У ризосфері існує постійна конкуренція за ресурси. Корисні мікроби обмежують успіх патогенів з декількома механізмами: виробництвом біостатичних сполук (які гальмують ріст або розмноження мікроорганізмів), конкуренцією за мікронутрієнти або стимулюванням імунної системи рослини..

Комменсальні мікроби

До цієї категорії відносяться більшість мікробів, які не завдають шкоди або безпосередньо користуються рослиною або патогеном. Проте, ймовірно, що комменсальні мікроби впливають певною мірою на будь-який інший мікроорганізм через складну мережу взаємодій, яка може викликати непрямий вплив на рослину або збудник.

Хоча існують специфічні мікроорганізми, здатні захищати рослину (прямо або опосередковано) від патогенів, на його ефективність значною мірою впливає інша мікробна спільнота..

Таким чином, комменсальні мікроорганізми можуть ефективно конкурувати з іншими мікроорганізмами, що надають непрямий вплив на рослину.

Патогенні мікроби

Широкий спектр патогенів, що передаються ґрунтом, може впливати на здоров'я рослин. Перед інфекцією ці шкідливі мікроби конкурують з багатьма іншими мікробами в ризосфері для поживних речовин і простору. Нематоди і гриби - дві основні групи патогенів рослин, що передаються ґрунтом.

У помірному кліматі патогенні гриби і нематоди агрономічно важливіші, ніж патогенні бактерії, хоча деякі бактеріальні роди (Pectobacterium, Ralstonia) може завдати значної економічної шкоди деяким культурам.

Віруси також можуть інфікувати рослини через коріння, але вимагають векторів, таких як нематоди або гриби, щоб потрапити в тканину кореня.

Значення

Залучає корисні мікроорганізми

Високий рівень вологи і поживних речовин в ризосфері привертає набагато більшу кількість мікроорганізмів, ніж інші частини ґрунту.

Деякі сполуки, що виділяються в ризосфері, сприяють створенню і проліферації мікробних популяцій, набагато вищих порівняно з рештою грунту. Це явище відоме як ефект ризосфери.

Пропонує захист від патогенних мікроорганізмів

Клітини коренів знаходяться під безперервним нападом мікроорганізмів, тому мають механізми захисту, які гарантують їх виживання.

Ці механізми включають секрецію захисних білків та інших антимікробних хімічних речовин. Встановлено, що ексудати в ризосфері змінюються залежно від етапів росту рослин.

Захищає коріння від висихання

Кілька досліджень свідчать про те, що грунт ризосфери значно більш вологий, ніж решта грунту, що допомагає захистити коріння сушіння..

Виділені корінням ексудати вночі дозволяють розширити коріння в грунті. Коли піт відновлюється при денному світлі, ексудати починають висихати і дотримуватися частинок грунту в ризосфері. По мірі висихання ґрунту та зниження його гідравлічного потенціалу ексудати втрачають воду в ґрунті.

Список літератури

1. Berendsen, R. L., Pieterse, C.M.J., & Bakker, P.A.H.M. (2012). Мікробіома ризосфери і здоров'я рослин. Тенденції в науці заводу, 17(8), 478-486.
2. Bonkowski, M., Cheng, W., Griffiths, B.S., Alphei, J., & Scheu, S. (2000). Мікробно-фауністичні взаємодії в ризосфері та вплив на ріст рослин. Європейський журнал біології ґрунту, 36(3-4), 135-147.
3. Brink, S.C. (2016). Розблокування секретів ризосфери. Тенденції в науці заводу, 21(3), 169-170.
4. Deshmukh, P., & Shinde, S. (2016). Корисна роль мікофлори різосфери в галузі сільського господарства: огляд. Міжнародний журнал наук і досліджень, 5(8), 529-533.
5. Mendes, R., Garbeva, P., & Raaijmakers, J.M. (2013). Мікробіома ризосфери: значимість корисних рослин, патогенних і патогенних мікроорганізмів людини. Огляди мікробіології FEMS, 37(5), 634-663.
6. Philippot, L., Raaijmakers, J. М., Lemanceau, P., & Van Der Putten, W.H. (2013). Повернення до коренів: Мікробна екологія ризосфери. Відгуки про природу Мікробіологія, 11(11), 789-799.
7. Prashar, P., Kapoor, N., & Sachdeva, S. (2014). Різосфера: її структура, бактеріальна різноманітність і значення. Огляди в галузі екології та біотехнології, 13(1), 63-77.
8. Singh, B.K., Millard, P., Whiteley, A.S., & Murrell, J.C. (2004). Розкриття ризосферно-мікробних взаємодій: можливості та обмеження. Тенденції в мікробіології, 12(8), 386-393.
9. Venturi, V., & Keel, C. (2016). Сигналізація в різосфері. Тенденції в науці заводу, 21(3), 187-198.
10. Walter, N., & Vega, O. (2007). Огляд корисних ефектів бактерій ризосфери на доступність поживних речовин у ґрунті та поглинання поживних речовин рослин. Фал. Agr. Медельін, 60(1), 3621-3643.