Rhizosfærens egenskaber, mikrobiologi og betydning



den rhizosfære er jordens jord, der omgiver en rod af en plante. Både biologi og jordkemi påvirkes af denne rod. Dette område er ca. 1 mm bredt og har ingen defineret kant, det er et område påvirket af forbindelser udstødt af roden og af mikroorganismer, der føder på forbindelserne.

Udtrykket rhizosfæren er afledt af det græske ord rhiza hvilket betyder "rod" og "kugle, der betyder felt af indflydelse". Det var den tyske videnskabsmand Lorenz Hiltner (1904), der for første gang beskrev det som "jordens jord ved siden af ​​rødderne af bælgfrugter, der understøtter høje niveauer af bakteriel aktivitet".

Definitionen af ​​rhizosfæren har dog udviklet sig, da andre fysiske, kemiske og biologiske egenskaber er blevet opdaget. Rhizosfæren er stærkt påvirket af planternes rødder, der fremmer intense biologiske og kemiske aktiviteter.

De organismer, som sameksisterer i rhizosfæren, frembyder en række interaktioner mellem dem og også med planter. Disse vekselvirkninger kan påvirke væksten af ​​en lang række afgrøder, hvorfor rhizospherer er meget vigtige som erstatninger til kemiske gødninger og pesticider.

indeks

  • 1 Karakteristik af rhizosfæren
    • 1.1 Det er tyndt og opdelt i tre basiszoner
    • 1.2 Forskellige forbindelser frigives i rhizosfæren
    • 1.3 Skift jordens pH omkring rødderne
  • 2 Mikrobiologi
    • 2.1 Fordelagtige mikrober
    • 2.2 kommensale mikrober
    • 2.3 Patogene mikrober
  • 3 Betydning
    • 3.1 Tiltræk fordelagtige mikroorganismer
    • 3.2 Tilbyder beskyttelse mod patogene mikroorganismer
    • 3.3 Beskytter rødderne mod tørring
  • 4 referencer

Karakteristika for rhizosfæren

Det er tyndt og opdelt i tre grundzoner

Strukturelt er rhizosfæren ca. 1 mm bred og har ingen definerede kanter. På trods af dette er tre grundområder i rhizosfæren blevet beskrevet:

- Endorizosfæren

Den består af rodvæv og indeholder endodermis og kortikale lag.

- Rhizoplanen

Det er overfladen af ​​roden, hvor jordpartiklerne og mikroberne klæber. Det er dannet af epidermier, skorpen og laget af mucilagine polysaccharider.

- Ectorizosfæren

Det er den mest eksterne del; det vil sige jordbunden, der umiddelbart støder op til roden.

I nogle tilfælde kan du finde andre vigtige rhizospheriske lag, såsom mycorhizosfæren og rhizovain.

I rhizosfæren frigives forskellige forbindelser

Under vækst og udvikling af en plante produceres en række organiske forbindelser og frigives ved udstødning, sekretion og deponering. Dette medfører, at rhizosfæren er rig på næringsstoffer sammenlignet med resten af ​​jorden.

Rødsudandringer omfatter aminosyrer, kulhydrater, sukkerarter, vitaminer, mucilage og proteiner. Ekssudaterne fungerer som budbringere, der stimulerer samspillet mellem rødderne og de organismer, der befinder sig i jorden.

Ændrer jordens pH omkring rødderne

Rhizosfærens miljø har generelt en lavere pH, med mindre ilt og højere koncentrationer af carbondioxid. Ekssudater kan dog gøre jorden i rhizosfæren surere eller alkaliske, afhængigt af de næringsstoffer, som rødderne tager fra jorden.

For eksempel, når en plante absorberer nitrogen i ammoniummolekyler, frigiver det hydrogenioner, som vil gøre rhizosfæren mere sur. I modsætning hertil frigives en hydroxylion, der gør rhizosfæren mere alkalisk, når en plante absorberer nitrogen i nitratmolekyler..

mikrobiologi

Som nævnt ovenfor er rhizosfæren et miljø med en høj densitet af mikroorganismer af forskellige arter.

For bedre forståelse kan rhizosfærens mikroorganismer klassificeres i tre store grupper afhængigt af den effekt det forårsager på planter:

Fordelagtige mikrober

Denne gruppe omfatter de organismer, der direkte fremmer planternes vækst - for eksempel ved at tilvejebringe nødvendige næringsstoffer til planten - eller indirekte ved at hæmme skadelige mikrober gennem forskellige modstandsmekanismer.

I rhizosfæren er der en konstant konkurrence om ressourcer. Fordelagtige mikrober begrænser patogenes succes med flere mekanismer: produktion af biostatiske forbindelser (som hæmmer væksten eller multiplikationen af ​​mikroorganismer), konkurrencen om mikronæringsstoffer eller stimulering af immunsystemet af planten.

Kommensale mikrober

I denne kategori er de fleste mikrober, der ikke skader eller direkte gavner planten eller patogenet. Det er imidlertid sandsynligt, at commensalmikrober i nogen grad påvirker en hvilken som helst anden mikroorganisme gennem et komplekst interaktionsnetværk, der ville forårsage en indirekte virkning på planten eller patogenet.

Selvom der findes specifikke mikroorganismer, der er i stand til at beskytte planterne (direkte eller indirekte) mod patogener, påvirkes dets effektivitet stort set af resten af ​​det mikrobielle samfund.

Kommunale mikroorganismer kan således konkurrere effektivt med de andre mikroorganismer, der udøver en indirekte virkning på planten.

Patogene mikrober

En bred vifte af patogener, der overføres af jorden, kan påvirke planternes sundhed. Før infektion konkurrerer disse skadelige mikrober med mange andre mikrober i rhizosfæren for næringsstoffer og rum. Nematoder og svampe er de to hovedgrupper af plantepatogener, der overføres af jorden.

I tempererede klimaer er patogene svampe og nematoder agronomisk vigtigere end patogene bakterier, selv om nogle bakterielle slægter (Pectobacterium, Ralstonia) kan forårsage væsentlig økonomisk skade på nogle afgrøder.

Virus kan også inficere planter gennem rødderne, men kræver, at vektorer som nematoder eller svampe kommer ind i rodvævet.

betydning

Tiltræk fordelagtige mikroorganismer

Høje fugtighedsniveauer og næringsstoffer i rhizosfæren tiltrækker et meget større antal mikroorganismer end andre dele af jorden.

Nogle af forbindelserne udskilt i rhizosfæren fremmer etablering og spredning af mikrobielle populationer, meget højere i forhold til resten af ​​jorden. Dette fænomen er kendt som rhizosfæren effekten.

Tilbyder beskyttelse mod patogene mikroorganismer

Rotenes celler er under kontinuerlig angreb af mikroorganismer, og derfor har de beskyttelsesmekanismer, der sikrer deres overlevelse.

Disse mekanismer omfatter sekretion af forsvarsproteiner og andre antimikrobielle kemikalier. Det er blevet fastslået, at ekssudater i rhizosfæren varierer afhængigt af stadierne af plantevæksten.

Beskytter rødderne mod tørring

Flere undersøgelser tyder på, at rhizosfærens jord er betydeligt mere fugtig end resten af ​​jorden, hvilket hjælper med at beskytte rødderne ved tørring.

De ekssudater, der frigives af rødderne om natten, tillader udvidelsen af ​​rødderne i jorden. Når sveden genoptages i dagslys, begynder ekssudaterne at tørre og klæbe til jordpartiklerne i rhizosfæren. Da jorden tørrer og dens hydrauliske potentiale falder, mister ekssudaterne vand i jorden.

referencer

  1. Berendsen, R. L., Pieterse, C. M. J. & Bakker, P. A. H. M. (2012). Rhizosfæren mikrobiom og plantesundhed. Trends in Plant Science, 17(8), 478-486.
  2. Bonkowski, M., Cheng, W., Griffiths, B. S., Alphei, J., & Scheu, S. (2000). Mikrobielle-faunale interaktioner i rhizosfæren og virkninger på plantevækst. European Journal of Soil Biology, 36(3-4), 135-147.
  3. Brink, S.C. (2016). Låsning af hemmelighederne i Rhizosfæren. Trends in Plant Science, 21(3), 169-170.
  4. Deshmukh, P., & Shinde, S. (2016). Rhizosphere Mycofloras fordelagtige rolle inden for landbrug: En oversigt. International Journal of Science and Reasearch, 5(8), 529-533.
  5. Mendes, R., Garbeva, P., & Raaijmakers, J. M. (2013). Rhizosfæren mikrobiom: Betydningen af ​​plantens gavnlige, plantepatogene og humane patogene mikroorganismer. FEMS Mikrobiologi Anmeldelser, 37(5), 634-663.
  6. Philippot, L., Raaijmakers, J. M., Lemanceau, P., & Van Der Putten, W.H. (2013). Gå tilbage til rødderne: Den mikrobielle økologi af rhizosfæren. Natur Anmeldelser Mikrobiologi, 11(11), 789-799.
  7. Prashar, P., Kapoor, N., & Sachdeva, S. (2014). Rhizosfæren: dens struktur, bakteriel mangfoldighed og betydning. Anmeldelser inden for miljøvidenskab og bioteknologi, 13(1), 63-77.
  8. Singh, B.K., Millard, P., Whiteley, A.S., & Murrell, J.C. (2004). Unraveling rhizosphere-mikrobial interaktioner: muligheder og begrænsninger. Trends in Microbiology, 12(8), 386-393.
  9. Venturi, V., & Keel, C. (2016). Signalering i Rhizosfæren. Trends in Plant Science, 21(3), 187-198.
  10. Walter, N., & Vega, O. (2007). En gennemgang af gavnlige virkninger af rhizosfæren bakterier om tilgængelighed af jordnæringsstoffer og optagning af plante næringsstoffer. Fac. Nal. Agr. Medellin, 60(1), 3621-3643.