РИЗОСФЕРА: ХАРАКТЕРИСТИКИ, МИКРОБИОЛОГИЯ И ЗНАЧЕНИЕ - БИОЛОГИЯ - 2025

Ризосфера является зоной почвы , которая окружает корень растения. Этот корень влияет как на биологию, так и на химический состав почвы. Эта область имеет ширину примерно 1 мм и не имеет определенной границы, это область, подверженная влиянию соединений, выделяемых корнем, и микроорганизмов, которые питаются соединениями.

Термин ризосфера происходит от греческого слова rhiza, означающего «корень» и «сфера, означающего поле влияния». Немецкий ученый Лоренц Хилтнер (1904) первым описал ее как «зону почвы, непосредственно примыкающую к корням бобовых, которая поддерживает высокий уровень бактериальной активности».

Состав ризосферы

Однако определение ризосферы эволюционировало по мере открытия других физических, химических и биологических свойств. На ризосферу сильно влияют корни растений, которые способствуют интенсивной биологической и химической активности.

Организмы, которые сосуществуют в ризосфере, проявляют множество взаимодействий друг с другом и с растениями. Эти взаимодействия могут повлиять на рост широкого спектра сельскохозяйственных культур, поэтому ризосферы очень важны в качестве заменителей химических удобрений и пестицидов.

Характеристики ризосферы

Он тонкий и делится на три основные зоны.

Конструктивно ризосфера имеет ширину около 1 мм и не имеет острых краев. Несмотря на это, в ризосфере описаны три основные зоны:

- Эндоризосфера

Он состоит из корневой ткани и включает энтодерму и корковые слои.

- Ризоплан

Это поверхность корня, на которой налипают частицы почвы и микробы. Он состоит из эпидермиса, коры и слоя слизистых полисахаридов.

- Экторизосфера

Это самая внешняя часть; то есть почва, непосредственно прилегающая к корню.

В некоторых случаях могут быть обнаружены другие важные слои ризосферы, такие как микоризосфера и ризоваин.

Различные соединения выделяются в ризосфере.

Во время роста и развития растения различные органические соединения производятся и высвобождаются посредством экссудации, секреции и отложения. Это делает ризосферу более богатой питательными веществами по сравнению с остальной почвой.

Экссудаты корней содержат аминокислоты, углеводы, сахара, витамины, слизь и белки. Экссудаты действуют как посредники, которые стимулируют взаимодействие между корнями и организмами, населяющими почву.

Изменяет pH почвы вокруг корней

Среда ризосферы обычно имеет более низкий pH, меньшее количество кислорода и более высокую концентрацию углекислого газа. Однако экссудаты могут сделать почву в ризосфере более кислой или щелочной, в зависимости от питательных веществ, которые корни получают из почвы.

Например, когда растение поглощает азот в молекулы аммония, оно выделяет ионы водорода, которые делают ризосферу более кислой. Напротив, когда растение поглощает азот в молекулы нитратов, оно выделяет ионы гидроксила, которые делают ризосферу более щелочной.

микробиология

Как было сказано выше, ризосфера - это среда с высокой плотностью микроорганизмов различных видов.

Для лучшего понимания, микроорганизмы ризосферы можно разделить на три большие группы в зависимости от того, какое воздействие они оказывают на растения:

Полезные микробы

В эту группу входят организмы, которые напрямую способствуют росту растений - например, путем обеспечения растений необходимыми питательными веществами - или косвенно, подавляя вредные микробы с помощью различных механизмов устойчивости.

В ризосфере идет постоянная конкуренция за ресурсы. Полезные микробы ограничивают успех патогенов с помощью нескольких механизмов: производство биостатических соединений (которые подавляют рост или размножение микроорганизмов), конкуренция за микроэлементы или стимуляция иммунной системы растений.

Комменсальные микробы

К этой категории относится большинство микробов, которые не причиняют прямого вреда или пользы растению или патогену. Тем не менее, комменсальные микробы могут до некоторой степени влиять на любой другой микроорганизм посредством сложной сети взаимодействий, которые могут косвенно влиять на растение или патоген.

Хотя существуют определенные микроорганизмы, которые способны защищать растение (прямо или косвенно) от патогенов, на их эффективность в значительной степени влияет остальная часть микробного сообщества.

Таким образом, комменсальные микроорганизмы могут эффективно конкурировать с другими микроорганизмами, оказывая на растение опосредованное влияние.

Патогенные микробы

Широкий спектр почвенных патогенов может повлиять на здоровье растений. До заражения эти вредные микробы конкурируют со многими другими микробами в ризосфере за питательные вещества и пространство. Нематоды и грибы - это две основные группы почвенных патогенов растений.

В умеренном климате патогенные грибы и нематоды имеют более важное агрономическое значение, чем патогенные бактерии, хотя некоторые виды бактерий (Pectobacterium, Ralstonia) могут нанести значительный экономический ущерб некоторым культурам.

Вирусы также могут заражать растения через корни, но для проникновения в корневую ткань таких переносчиков, как нематоды или грибы, требуются такие векторы, как нематоды или грибы.

значение

Привлекает полезные микроорганизмы

Высокий уровень влажности и питательных веществ в ризосфере привлекает гораздо большее количество микроорганизмов, чем другие части почвы.

Некоторые из соединений, секретируемых в ризосфере, способствуют созданию и размножению микробных популяций, намного выше, чем в остальной части почвы. Это явление известно как эффект ризосферы.

Предлагает защиту от патогенных микроорганизмов

Клетки корня постоянно подвергаются атакам микроорганизмов, поэтому у них есть защитные механизмы, гарантирующие их выживание.

Эти механизмы включают секрецию защитных белков и других антимикробных химических веществ. Было установлено, что экссудаты в ризосфере различаются в зависимости от стадии роста растения.

Защищает корни от высыхания

Несколько исследований показывают, что почва в ризосфере значительно более влажная, чем остальная часть почвы, что помогает защитить корни от высыхания.

Экссудат, выделяемый корнями ночью, способствует расширению корней в почве. Когда потоотделение возобновляется при дневном свете, экссудаты начинают высыхать и прилипать к частицам почвы в ризосфере. По мере высыхания почвы и уменьшения ее гидравлического потенциала экссудаты теряют воду в почву.

Ссылки

1. Берендсен, Р.Л., Питерс, CMJ, и Баккер, PAHM (2012). Микробиом ризосферы и здоровье растений. Тенденции в растениеводстве, 17 (8), 478-486.
2. Bonkowski, M., Cheng, W., Griffiths, BS, Alphei, J., & Scheu, S. (2000). Микробно-фаунистические взаимодействия в ризосфере и влияние на рост растений. Европейский журнал почвенной биологии, 36 (3-4), 135-147.
3. Бринк, SC (2016). Раскрытие секретов ризосферы. Тенденции в растениеводстве, 21 (3), 169-170.
4. Дешмук, П., и Шинде, С. (2016). Благоприятная роль ризосферной микофлоры в сельском хозяйстве: обзор. Международный журнал науки и исследований, 5 (8), 529–533.
5. Мендес Р., Гарбева П. и Раайджмейкерс Дж. М. (2013). Микробиом ризосферы: значение полезных для растений, патогенных для растений и патогенных для человека микроорганизмов. FEMS Microbiology Reviews, 37 (5), 634–663.
6. Филиппот, Л., Рааймейкерс, Дж. М., Лемансо, П., и Ван Дер Путтен, WH (2013). Возвращаясь к истокам: микробная экология ризосферы. Nature Reviews Microbiology, 11 (11), 789–799.
7. Прашар П., Капур Н. и Сачдева С. (2014). Ризосфера: ее структура, бактериальное разнообразие и значение. Обзоры по науке об окружающей среде и биотехнологии, 13 (1), 63–77.
8. Сингх, Б.К., Миллард, П., Уайтли, А.С., и Мюррелл, Дж. К. (2004). Раскрытие ризосферно-микробных взаимодействий: возможности и ограничения. Тенденции в микробиологии, 12 (8), 386–393.
9. Вентури, В., и Кил, К. (2016). Сигнализация в ризосфере. Тенденции в растениеводстве, 21 (3), 187-198.
10. Уолтер, Н. и Вега, О. (2007). Обзор положительного воздействия ризосферных бактерий на доступность питательных веществ в почве и усвоение питательных веществ растениями. Fac. Nal. Agr. Медельин, 60 (1), 3621–3643.