Charakteristiky Rhizosphere, mikrobiológia a význam



rhizosphere je zóna pôdy, ktorá obklopuje koreň rastliny. Biológia a chémia pôdy sú ovplyvnené týmto koreňom. Táto plocha je približne 1 mm široká a nemá žiadnu definovanú hranu, je to oblasť ovplyvnená zlúčeninami vylučovanými koreňom a mikroorganizmami, ktoré sa živia zlúčeninami..

Termín rhizosphere je odvodený z gréckeho slova rhiza čo znamená "koreň" a "sféra, ktorá znamená pole vplyvu". Prvýkrát ho opísal nemecký vedec Lorenz Hiltner (1904) ako „zónu pôdy bezprostredne susediacu s koreňmi strukovín, ktoré podporujú vysokú úroveň bakteriálnej aktivity“..

Definícia rizhosféry sa však vyvíja, pretože boli objavené ďalšie fyzikálne, chemické a biologické vlastnosti. Rhizosféra je silne ovplyvnená koreňmi rastlín, ktoré podporujú intenzívne biologické a chemické aktivity.

Organizmy, ktoré koexistujú v rhizosphere, predstavujú rôzne interakcie medzi nimi a tiež s rastlinami. Tieto interakcie môžu ovplyvniť rast širokej škály plodín, preto sú rhizosféry veľmi dôležité ako náhrady chemických hnojív a pesticídov..

index

  • 1 Charakteristika rhizosféry
    • 1.1 Je tenká a rozdelená do troch základných zón
    • 1.2 V rhizosfére sa uvoľňujú rôzne zlúčeniny
    • 1.3 Zmeňte pH pôdy okolo koreňov
  • 2 Mikrobiológia
    • 2.1 Priaznivé mikróby
    • 2.2 Kompenzačné mikróby
    • 2.3 Patogénne mikróby
  • 3 Význam
    • 3.1 Pritiahne blahodarné mikroorganizmy
    • 3.2 Poskytuje ochranu pred patogénnymi mikroorganizmami
    • 3.3 Chráni korene pred vysušením
  • 4 Odkazy

Charakteristika rhizosféry

Je tenká a rozdelená do troch základných zón

Štrukturálne je rhizosféra široká asi 1 mm a nemá definované hrany. Napriek tomu boli v rhizosfére opísané tri základné oblasti:

- Endorizosféra

Pozostáva z koreňového tkaniva a zahŕňa endodermiu a kortikálne vrstvy.

- Rhizoplane

Je to povrch koreňa, kde sa zachytávajú pôdne častice a mikróby. Tvoria ju epidermis, kôra a vrstva slizovitých polysacharidov.

- Ectorizosphere

Je to najviac vonkajšia časť; to znamená pôda, ktorá bezprostredne susedí s koreňom.

V niektorých prípadoch môžete nájsť iné dôležité rizizoférické vrstvy, ako je mykorhizosféra a rhizovaín.

V rhizosfére sa uvoľňujú rôzne zlúčeniny

Počas rastu a vývoja rastliny sa produkujú rôzne organické zlúčeniny a uvoľňujú sa exsudáciou, vylučovaním a ukladaním. To spôsobuje, že rhizosféra je bohatá na živiny v porovnaní so zvyškom pôdy.

Koreňové exsudáty zahŕňajú aminokyseliny, sacharidy, cukry, vitamíny, slizy a proteíny. Exsudáty pôsobia ako poslovia, ktoré stimulujú interakcie medzi koreňmi a organizmami, ktoré obývajú pôdu.

Mení pH pôdy okolo koreňov

Prostredie rhizosféry má všeobecne nižšie pH, s nižším obsahom kyslíka a vyššími koncentráciami oxidu uhličitého. Exsudáty však môžu spôsobiť, že pôda v rizhosfére bude kyslejšia alebo zásaditá, v závislosti od živín, ktoré korene odoberajú z pôdy..

Napríklad, keď rastlina absorbuje dusík v amónnych molekulách, uvoľňuje ióny vodíka, ktoré robia rizosféru kyslejšou. Na rozdiel od toho, keď rastlina absorbuje dusík v molekulách dusičnanov, uvoľňuje hydroxylové ióny, ktoré robia rhizosféru alkalickejšou.

mikrobiológie

Ako je uvedené vyššie, rhizosféra je prostredie s vysokou hustotou mikroorganizmov rôznych druhov.

Pre lepšie pochopenie možno mikroorganizmy rhizosféry rozdeliť do troch veľkých skupín v závislosti od účinku, ktorý spôsobuje na rastliny:

Výhodné mikróby

Táto skupina zahŕňa organizmy, ktoré podporujú rast rastliny priamo - napríklad tým, že poskytujú rastlinám potrebné živiny - alebo nepriamo, inhibíciou škodlivých mikróbov prostredníctvom rôznych mechanizmov rezistencie..

V rhizosphere je neustála konkurencia o zdroje. Priaznivé mikróby obmedzujú úspech patogénov niekoľkými mechanizmami: produkciou biostatických zlúčenín (ktoré inhibujú rast alebo množenie mikroorganizmov), konkurenciou o mikroživiny alebo stimuláciou imunitného systému rastliny..

Komenzálne mikróby

V tejto kategórii je väčšina mikróbov, ktoré nepoškodzujú rastlinu alebo patogén. Je však pravdepodobné, že komenzálne mikróby do určitej miery ovplyvňujú akýkoľvek iný mikroorganizmus prostredníctvom komplexnej siete interakcií, ktoré by mohli spôsobiť nepriamy vplyv na rastlinu alebo patogén..

Hoci existujú špecifické mikroorganizmy, ktoré sú schopné chrániť rastlinu (priamo alebo nepriamo) proti patogénom, jej účinnosť vo veľkej miere ovplyvňuje zvyšok mikrobiálnej komunity..

Komenzálne mikroorganizmy tak môžu účinne konkurovať ostatným mikroorganizmom, ktoré majú nepriamy vplyv na rastlinu.

Patogénne mikróby

Široká škála patogénov prenášaných pôdou môže ovplyvniť zdravie rastlín. Pred infikovaním tieto škodlivé mikróby konkurujú mnohým iným mikróbom v rizosfére pre živiny a priestor. Nematódy a huby sú dve hlavné skupiny rastlinných patogénov prenášaných pôdou.

V miernom podnebí sú patogénne huby a nematódy agronomicky dôležitejšie ako patogénne baktérie, hoci niektoré bakteriálne rody (Pectobacterium, Ralstonia) môže spôsobiť značné hospodárske škody na niektorých plodinách.

Vírusy môžu tiež infikovať rastliny koreňmi, ale na vstup do koreňového tkaniva vyžadujú vektory, ako napríklad háďatká alebo huby.

dôležitosť

Priláka blahodarné mikroorganizmy

Vysoká úroveň vlhkosti a živín v rhizosfére priťahuje oveľa väčší počet mikroorganizmov ako iné časti pôdy..

Niektoré zo zlúčenín vylučovaných v rhizosfére podporujú vznik a proliferáciu mikrobiálnych populácií, oveľa vyššie v porovnaní so zvyškom pôdy. Tento jav je známy ako rhizosphere efekt.

Poskytuje ochranu pred patogénnymi mikroorganizmami

Bunky koreňov sú pod neustálym napadnutím mikroorganizmami, preto majú ochranné mechanizmy, ktoré zaručujú ich prežitie.

Tieto mechanizmy zahŕňajú sekréciu obranných proteínov a iných antimikrobiálnych chemikálií. Bolo zistené, že exsudáty v rhizosfére sa líšia v závislosti od štádia rastu rastlín.

Chráni korene pred vysušením

Viaceré štúdie naznačujú, že pôda rhizosféry je výrazne vlhšia ako zvyšok pôdy, čo pomáha chrániť korene sušenia..

Exudáty uvoľnené koreňmi v noci umožňujú expanziu koreňov v pôde. Keď sa potenie obnoví za denného svetla, exsudáty začnú vysychať a priľnú k pôdnym časticiam v rhizosfére. Ako pôda schne a jej hydraulický potenciál klesá, exsudáty strácajú vodu v pôde.

referencie

  1. Berendsen, R. L., Pieterse, C. M. J., & Bakker, P. A. H. M. (2012). Mikrobióm z rhizosféry a zdravie rastlín. Trendy v rastlinnej vede, 17(8), 478-486.
  2. Bonkowski, M., Cheng, W., Griffiths, B.S., Alphei, J., & Scheu, S. (2000). Interakcie mikrobiálnej a faunálnej rhizosféry a účinky na rast rastlín. Európsky vestník biológie pôdy, 36(3-4), 135-147.
  3. Brink, S.C. (2016). Uvoľnenie tajomstiev Rhizosphere. Trendy v rastlinnej vede, 21(3), 169-170.
  4. Deshmukh, P., & Shinde, S. (2016). Prospešná úloha Rhizosphere Mycoflora v oblasti poľnohospodárstva: prehľad. International Journal of Science and Reasearch, 5(8), 529-533.
  5. Mendes, R., Garbeva, P., & Raaijmakers, J. M. (2013). Mikrobióm rhizosféry: Význam rastlinných prospešných, rastlinných patogénnych a ľudských patogénnych mikroorganizmov \ t. FEMS Mikrobiológia Recenzie, 37(5), 634-663.
  6. Philippot, L., Raaijmakers, J.M., Lemanceau, P., & Van Der Putten, W. H. (2013). Vráťme sa späť ku koreňom: Mikrobiálna ekológia rhizosféry. Príroda Recenzie Mikrobiológia, 11(11), 789-799.
  7. Prashar, P., Kapoor, N., & Sachdeva, S. (2014). Rhizosphere: Jej štruktúra, bakteriálna diverzita a význam. Recenzie v oblasti environmentálnej vedy a biotechnológie, 13(1), 63-77.
  8. Singh, B.K., Millard, P., Whiteley, A.S., & Murrell, J.C. (2004). Rozlúštenie rhizosféry - mikrobiálne interakcie: Príležitosti a obmedzenia. Trendy v mikrobiológii, 12(8), 386-393.
  9. Venturi, V., & Keel, C. (2016). Signalizácia v Rhizosphere. Trendy v rastlinnej vede, 21(3), 187-198.
  10. Walter, N., & Vega, O. (2007). Prehľad priaznivých účinkov baktérií rhizosphere na dostupnosť živín v pôde a príjem živín z rastlín. Fac. Agr. Medellin, 60(1), 3621-3643.