Charakteristiky Rhizosphere, mikrobiologie a význam

rhizosféra je zóna půdy, která obklopuje kořen rostliny. Biologii a chemii půdy ovlivňuje tento kořen. Tato oblast je přibližně 1 mm široká a nemá definovaný okraj, je to oblast ovlivněná sloučeninami vyzařovanými kořenem a mikroorganismy, které se živí sloučeninami..

Termín rhizosphere je odvozen z řeckého slova rhiza který znamená “kořen”, a “koule, která znamená pole vlivu”. Byl to německý vědec Lorenz Hiltner (1904), který ho poprvé popsal jako „zónu půdy bezprostředně sousedící s kořeny luštěnin, které podporují vysokou úroveň bakteriální aktivity“..

Definice rhizosféry se však vyvíjí, protože byly objeveny další fyzikální, chemické a biologické vlastnosti. Rhizosféra je silně ovlivněna kořeny rostlin, které podporují intenzivní biologické a chemické aktivity.

Organismy, které koexistují v rhizosphere, představují různé interakce mezi nimi a také s rostlinami. Tyto interakce mohou ovlivnit růst širokého spektra plodin, a proto jsou rhizosféry velmi důležité jako náhražky chemických hnojiv a pesticidů..

Index

• 1 Charakteristika rhizosféry
  • 1.1 Je tenká a rozdělena do tří základních zón
  • 1.2 V rhizosféře se uvolňují různé sloučeniny
  • 1.3 Změňte pH půdy kolem kořenů
• 2 Mikrobiologie
  • 2.1 Výhodné mikroby
  • 2.2 Kompenzační mikroby
  • 2.3 Patogenní mikroby
• 3 Význam
  • 3.1 Přitahuje prospěšné mikroorganismy
  • 3.2 Poskytuje ochranu před patogenními mikroorganismy
  • 3.3 Chrání kořeny před sušením
• 4 Odkazy

Charakteristika rhizosféry

Je tenká a rozdělena do tří základních zón

Konstrukčně je rhizosféra široká asi 1 mm a nemá žádné definované hrany. Přes toto, tři základní oblasti v rhizosphere byly popsané: \ t

- Endorizosféra

Skládá se z kořenové tkáně a zahrnuje endodermis a kortikální vrstvy.

- Rhizoplane

Je to povrch kořene, kde se drží půdní částice a mikroby. Je tvořen epidermis, kůrou a vrstvou slizovitých polysacharidů.

- Ectorizosphere

Je to nejvíce vnější část; to znamená půdu, která bezprostředně sousedí s kořenem.

V některých případech můžete najít další důležité rhizosférické vrstvy, jako je mykorhizosféra a rhizovain.

V rhizosféře se uvolňují různé sloučeniny

Během růstu a vývoje rostliny se produkují různé organické sloučeniny a uvolňují se exsudací, vylučováním a ukládáním. To způsobuje, že rhizosféra je bohatá na živiny ve srovnání se zbytkem půdy.

Kořenové exsudáty zahrnují aminokyseliny, sacharidy, cukry, vitamíny, slizy a proteiny. Exsudáty působí jako poslové, které stimulují interakce mezi kořeny a organismy, které obývají půdu.

Změní pH půdy kolem kořenů

Prostředí rhizosféry má obecně nižší pH, s nižším obsahem kyslíku a vyššími koncentracemi oxidu uhličitého. Exsudáty však mohou učinit půdu v ​​rizhosféře kyselější nebo zásaditější, v závislosti na živinách, které kořeny berou z půdy..

Když například rostlina absorbuje dusík v amonných molekulách, uvolňuje ionty vodíku, které učiní rhizosféru kyselější. Naopak, když rostlina absorbuje dusík v molekulách dusičnanů, uvolňuje hydroxylové ionty, které činí rhizosféru alkaličtější..

Mikrobiologie

Jak je uvedeno výše, rhizosféra je prostředí s vysokou hustotou mikroorganismů různých druhů.

Pro lepší pochopení lze mikroorganismy rhizosféry rozdělit do tří velkých skupin v závislosti na účinku, který na rostliny působí:

Výhodné mikroby

Tato skupina zahrnuje organismy, které podporují růst rostliny přímo - například poskytováním potřebných živin rostlině - nebo nepřímo, inhibicí škodlivých mikrobů prostřednictvím různých mechanismů rezistence..

V rhizosphere je neustálá konkurence o zdroje. Blahodárné mikroby omezují úspěch patogenů několika mechanismy: produkcí biostatických sloučenin (které inhibují růst nebo množení mikroorganismů), konkurence mikronutrientů nebo stimulací imunitního systému rostliny.

Komensální mikroby

V této kategorii se nachází většina mikrobů, které rostlině nebo patogenu nepoškozují nebo přímo nepůsobí. Je však pravděpodobné, že komenzální mikroby ovlivňují do jisté míry jakýkoli jiný mikroorganismus, a to prostřednictvím komplexní sítě interakcí, které by způsobily nepřímý vliv na rostlinu nebo patogen..

Ačkoli existují specifické mikroorganismy, které jsou schopny chránit rostlinu (přímo nebo nepřímo) proti patogenům, její účinnost je do značné míry ovlivněna zbytkem mikrobiální komunity..

Komenzální mikroorganismy tak mohou účinně konkurovat ostatním mikroorganismům, které působí na rostlinu nepřímo.

Patogenní mikroby

Široká škála patogenů přenášených půdou může ovlivnit zdraví rostlin. Před infekcí tyto škodlivé mikroby soutěží s mnoha dalšími mikroby v rhizosféře o živiny a prostor. Nematody a houby jsou dvě hlavní skupiny rostlinných patogenů přenášených půdou.

V mírném podnebí jsou patogenní houby a hlístice agronomicky důležitější než patogenní bakterie, i když některé bakteriální rody (Pectobacterium, Ralstonia) může způsobit značné ekonomické škody na některých plodinách.

Viry mohou také infikovat rostliny skrz kořeny, ale vyžadují vektory, jako jsou například háďátka nebo houby, aby vstoupily do kořenové tkáně.

Význam

Přitahuje blahodárné mikroorganismy

Vysoká úroveň vlhkosti a živin v rhizosféře přitahuje mnohem větší počet mikroorganismů než jiné části půdy.

Některé ze sloučenin vylučovaných v rhizosphere podporují vznik a proliferaci mikrobiálních populací, které jsou mnohem vyšší ve srovnání se zbytkem půdy. Tento jev je známý jako efekt rhizosféry.

Nabízí ochranu proti patogenním mikroorganismům

Buňky kořenů jsou pod neustálým útokem mikroorganismů, proto mají ochranné mechanismy, které zaručují jejich přežití.

Tyto mechanismy zahrnují sekreci obranných proteinů a jiných antimikrobiálních chemikálií. Bylo zjištěno, že exsudáty v rhizosféře se mění v závislosti na stadiích růstu rostlin.

Chrání kořeny před sušením

Několik studií naznačuje, že půda rhizosféry je podstatně vlhčí než zbytek půdy, což pomáhá chránit kořeny sušení.

Exudáty uvolněné kořeny v noci umožňují expanzi kořenů v půdě. Když je pocení obnoveno za denního světla, exsudáty začnou vysychat a přilnout k půdním částicím v rhizosféře. Jak půda schne a její hydraulický potenciál klesá, exsudáty ztrácejí vodu v půdě.

Odkazy

1. Berendsen, R. L., Pieterse, C. M. J., & Bakker, P. A. H. M. (2012). Mikrobioma rhizosféry a zdraví rostlin. Trendy v rostlinné vědě, 17(8), 478-486.
2. Bonkowski, M., Cheng, W., Griffiths, B.S., Alphei, J., & Scheu, S. (2000). Interakce mikrobiální a faunální v rhizosféře a vliv na růst rostlin. Evropský žurnál biologie půdy, 36(3-4), 135-147.
3. Brink, S.C. (2016). Uvolnění tajemství Rhizosphere. Trendy v rostlinné vědě, 21(3), 169-170.
4. Deshmukh, P., & Shinde, S. (2016). Prosperující role Rhizosphere Mycoflora v oblasti zemědělství: přehled. Mezinárodní žurnál vědy a výzkum, 5(8), 529-533.
5. Mendes, R., Garbeva, P., & Raaijmakers, J. M. (2013). Mikrobioma rhizosféry: Význam rostlinných, rostlinných patogenních a lidských patogenních mikroorganismů. Recenze mikrobiologie FEMS, 37(5), 634-663.
6. Philippot, L., Raaijmakers, J.M., Lemanceau, P., & Van Der Putten, W. H. (2013). Vracíme se ke kořenům: Mikrobiální ekologie rhizosféry. Příroda Recenze Mikrobiologie, 11(11), 789-799.
7. Prashar, P., Kapoor, N., & Sachdeva, S. (2014). Rhizosphere: její struktura, bakteriální rozmanitost a význam. Recenze v environmentální vědě a biotechnologii, 13(1), 63-77.
8. Singh, B.K., Millard, P., Whiteley, A.S., & Murrell, J.C. (2004). Rozluštění rhizosféry - mikrobiální interakce: Příležitosti a omezení. Trendy v mikrobiologii, 12(8), 386-393.
9. Venturi, V., & Keel, C. (2016). Signalizace v Rhizosphere. Trendy v rostlinné vědě, 21(3), 187-198.
10. Walter, N., & Vega, O. (2007). Přehled o příznivých účincích rhizosphere bakterií na dostupnost živin v půdě a příjem živin rostlin. Fac. Nal. Agr. Medellin, 60(1), 3621-3643.