Značilnosti rizosfere, mikrobiologija in pomen



The rizosfera je območje zemlje, ki obdaja korenino rastline. Na biologijo in kemijo tal vpliva ta korenina. To območje je široko približno 1 mm in nima opredeljenega roba, to je območje, na katerega vplivajo spojine, ki jih izločajo koren in mikroorganizmi, ki se hranijo s spojinami..

Izraz rizosfera izhaja iz grške besede rhiza kar pomeni "koren" in "sfera, ki pomeni polje vpliva". Nemški znanstvenik Lorenz Hiltner (1904) ga je prvič opisal kot "območje tal, ki je neposredno v bližini korenin stročnic, ki podpira visoko stopnjo bakterijske aktivnosti"..

Vendar pa se definicija rizosfere razvija, saj so bile odkrite druge fizikalne, kemijske in biološke lastnosti. Na rizosfero močno vplivajo korenine rastlin, ki spodbujajo intenzivne biološke in kemične dejavnosti.

Organizmi, ki soobstajajo v rizosferi, predstavljajo različne interakcije med njimi in tudi z rastlinami. Te interakcije lahko vplivajo na rast številnih pridelkov, zato so rizosfere zelo pomembne kot nadomestki za kemična gnojila in pesticide..

Indeks

  • 1 Značilnosti rizosfere
    • 1.1 Tanek je in razdeljen na tri osnovne cone
    • 1.2 V rizosferi se sproščajo različne spojine
    • 1.3 Spremenite pH tal okoli korenin
  • 2 Mikrobiologija
    • 2.1 Koristni mikrobi
    • 2.2 Komenzalni mikrobi
    • 2.3 Patogeni mikrobi
  • 3 Pomen
    • 3.1 Pritegne koristne mikroorganizme
    • 3.2 Zagotavlja zaščito pred patogeni mikroorganizmi
    • 3.3 Ščiti korenine pred sušenjem
  • 4 Reference

Značilnosti rizosfere

Je tanek in razdeljen na tri osnovne cone

Strukturno je rizosfera široka približno 1 mm in nima določenih robov. Kljub temu so bile opisane tri temeljna področja v rizosferi:

- Endorizosfera

Sestoji iz tkiva korena in vključuje endodermo in kortikalne plasti.

- Rizoplan

Gre za površino korena, kjer se držijo delci tal in mikrobi. Oblikuje jo povrhnjica, skorja in plast sluzastih polisaharidov.

- Ektrizosfera

Je najbolj zunanji del; to je zemlja, ki je neposredno ob korenu.

V nekaterih primerih lahko najdete druge pomembne rizosferske plasti, kot sta mikorizosfera in rizova.

V rizosferi se sproščajo različne spojine

Med rastjo in razvojem rastline se proizvajajo in sproščajo različne organske spojine z izločanjem, izločanjem in odlaganjem. To povzroča, da je rizosfera bogata s hranilnimi snovmi v primerjavi s preostalimi tlemi.

Koreninski eksudati vključujejo aminokisline, ogljikove hidrate, sladkorje, vitamine, sluzi in beljakovine. Izločki delujejo kot glasniki, ki spodbujajo interakcije med koreninami in organizmi, ki naseljujejo zemljo.

Spremeni pH tal okoli korenin

Okolje rizosfere ima na splošno nižji pH, z manj kisika in višjimi koncentracijami ogljikovega dioksida. Vendar lahko eksudati povzročijo, da je zemlja v rizosferi bolj kisla ali alkalna, odvisno od hranil, ki jih korenine vzamejo iz zemlje..

Na primer, ko rastlina absorbira dušik v amonijevih molekulah, sprosti vodikove ione, ki bodo rizosfero naredili bolj kislo. V nasprotju s tem, ko rastlina absorbira dušik v molekulah nitratov, sprosti hidroksilne ione, zaradi katerih je rizosfera bolj alkalna.

Mikrobiologija

Kot je navedeno zgoraj, je rizosfera okolje z visoko gostoto mikroorganizmov različnih vrst.

Za boljše razumevanje se lahko mikroorganizmi rizosfere razvrstijo v tri velike skupine, odvisno od učinka, ki ga povzročajo na rastline:

Koristni mikrobi

V to skupino spadajo organizmi, ki pospešujejo rast rastlin neposredno - na primer z zagotavljanjem potrebnih hranil za rastlino - ali posredno, z zaviranjem škodljivih mikrobov z različnimi mehanizmi odpornosti..

V rizosferi obstaja stalna konkurenca za vire. Koristni mikrobi omejujejo uspeh patogenov z več mehanizmi: proizvodnjo biostatičnih spojin (ki zavirajo rast ali razmnoževanje mikroorganizmov), konkurenco za mikrohranila ali spodbujanje imunskega sistema rastline.

Komenzalni mikrobi

V tej kategoriji je večina mikrobov, ki ne škodujejo ali neposredno koristijo rastlinam ali patogenom. Vendar pa je verjetno, da komenzalni mikrobi do neke mere prizadenejo kateri koli drug mikroorganizem, in sicer prek kompleksne mreže interakcij, ki bi povzročile posreden učinek na rastlino ali patogen.

Čeprav obstajajo specifični mikroorganizmi, ki lahko ščitijo rastlino (neposredno ali posredno) od patogenov, na njeno učinkovitost močno vpliva preostala mikrobna skupnost..

Tako lahko komenzalni mikroorganizmi učinkovito tekmujejo z drugimi mikroorganizmi, ki imajo posreden učinek na rastlino.

Patogeni mikrobi

Širok spekter patogenov, ki jih prenaša zemlja, lahko vpliva na zdravje rastlin. Pred okužbo ti škodljivi mikrobi tekmujejo s številnimi drugimi mikrobi v rizosferi za hranila in prostor. Nematode in glivice sta dve glavni skupini rastlinskih patogenov, ki jih prenaša zemlja.

V zmernih podnebjih so patogene glivice in ogorčice agronomsko pomembnejše od patogenih bakterij, čeprav nekateri bakterijski rodovi (Pectobacterium, Ralstonia) lahko povzroči znatno gospodarsko škodo nekaterim pridelkom.

Virusi lahko okužijo tudi rastline skozi korenine, vendar potrebujejo vektorje, kot so ogorčice ali glive, da vstopijo v tkivo korena.

Pomen

Privablja koristne mikroorganizme

Visoke ravni vlage in hranil v rizosferi pritegnejo veliko več mikroorganizmov kot drugi deli tal..

Nekatere spojine, ki se izločajo v rizosferi, pospešujejo nastanek in širjenje mikrobnih populacij, ki so veliko večje v primerjavi z ostalimi tlemi. Ta pojav je znan kot učinek rizosfere.

Ponuja zaščito pred patogeni mikroorganizmi

Celice korenin so pod nenehnim napadom mikroorganizmov, zato imajo zaščitne mehanizme, ki zagotavljajo njihovo preživetje.

Ti mehanizmi vključujejo izločanje obrambnih proteinov in drugih protimikrobnih kemikalij. Ugotovljeno je bilo, da se eksudati v rizosferi razlikujejo glede na stopnje rasti rastlin.

Ščiti korenine pred sušenjem

Več raziskav kaže, da je tla rizosfere bistveno bolj vlažna kot preostala tla, kar pomaga zaščititi korenine sušenja..

Izločki, ki jih sproščajo korenine ponoči, omogočajo širjenje korenin v tleh. Ko se znoj nadaljuje pri dnevni svetlobi, se eksudati začnejo sušiti in se držijo delcev tal v rizosferi. Ko se zemlja suši in se njegov hidravlični potencial zmanjša, eksudati izgubijo vodo v tleh.

Reference

  1. Berendsen, R.L., Pieterse, C.M.J., & Bakker, P.A.H.M. (2012). Mikrobiome rizosfere in zdravje rastlin. Trendi v rastlinski znanosti, 17(8), 478-486.
  2. Bonkowski, M., Cheng, W., Griffiths, B.S., Alphei, J., & Scheu, S. (2000). Medsebojno delovanje mikrobnih in živalskih organizmov v rizosferi in učinki na rast rastlin. Evropski časopis za biologijo tal, 36(3-4), 135-147.
  3. Brink, S.C. (2016). Odklepanje skrivnosti Rhizosphere. Trendi v rastlinski znanosti, 21(3), 169-170.
  4. Deshmukh, P., & Shinde, S. (2016). Koristna vloga ricosfere Mycoflora na področju kmetijstva: pregled. Mednarodni znanstveni in raziskovalni časopis, 5(8), 529-533.
  5. Mendes, R., Garbeva, P., & Raaijmakers, J. M. (2013). Mikrobiome rizosfere: Pomen rastlinskih, rastlinskih in patogenih mikroorganizmov. Pregledi mikrobiologije FEMS, 37(5), 634-663.
  6. Philippot, L., Raaijmakers, J.M., Lemanceau, P., & Van Der Putten, W.H. (2013). Vračanje k koreninam: mikrobna ekologija rizosfere. Nature Reviews Mikrobiologija, 11(11), 789-799.
  7. Prashar, P., Kapoor, N., & Sachdeva, S. (2014). Rhizosphere: njena struktura, bakterijska raznolikost in pomen. Pregledi v znanosti o okolju in biotehnologiji, 13(1), 63-77.
  8. Singh, B.K., Millard, P., Whiteley, A.S., in Murrell, J.C. (2004). Razkrivanje medsebojnega delovanja rizosfere in mikrobov: Priložnosti in omejitve. Trendi v mikrobiologiji, 12(8), 386-393.
  9. Venturi, V., & Keel, C. (2016). Signalizacija v Rhizosphere. Trendi v rastlinski znanosti, 21(3), 187-198.
  10. Walter, N., & Vega, O. (2007). Pregled koristnih učinkov rizosfernih bakterij na razpoložljivost hranil v tleh in sprejem rastlinskih hranil. Fac. Agr. Medellin, 60(1), 3621-3643.