РИЗОСФЕРА: ХАРАКТЕРИСТИКИ, МИКРОБИОЛОГИЯ И ЗНАЧЕНИЕ - БИОЛОГИЯ - 2025

В ризосферната е зоната на почвата, която обгражда корен на растение. Както биологията, така и химията на почвата се влияят от този корен. Тази зона е широка приблизително 1 mm и няма определена граница, тя е зона, повлияна от съединения, излъчвани от корена, и от микроорганизми, които се хранят със съединенията.

Терминът ризосфера произлиза от гръцката дума rhiza, означаваща „корен“ и „сфера, означаваща поле на влияние“. Именно немският учен Лоренц Хилтнър (1904 г.) първи го определи като "почвената зона, непосредствено съседна на корените на бобовите растения, която поддържа високи нива на бактериална активност".

Състав на ризосферата

Определението на ризосферата обаче се е развило, тъй като са открити и други физични, химични и биологични свойства. Ризосферата е силно повлияна от корените на растенията, които насърчават интензивни биологични и химични дейности.

Организмите, които съжителстват в ризосферата, проявяват разнообразни взаимодействия помежду си и с растенията. Тези взаимодействия могат да повлияят на растежа на широк спектър от култури, поради което ризосферите са много важни като заместители на химическите торове и пестициди.

Характеристики на ризосферата

Той е тънък и е разделен на три основни зони

В структурно отношение ризосферата е широка около 1 мм и няма остри ръбове. Въпреки това в ризосферата са описани три основни зони:

- Ендоризосферата

Състои се от кореновата тъкан и включва ендодермиса и кортикалните слоеве.

- Ризопланът

Това е повърхността на корена, където се залепват почвените частици и микробите. Той е изграден от епидермиса, кората и слоя муцилагинови полизахариди.

- Екторизосферата

Това е най-външната част; тоест почвата, която е непосредствено съседна на корена.

В някои случаи могат да се намерят и други важни ризосферни слоеве, като микоризосфера и ризоваин.

В ризосферата се отделят различни съединения

По време на растежа и развитието на растението чрез отделяне, секреция и отлагане се произвеждат и отделят различни органични съединения. Това причинява ризосферата да бъде богата на хранителни вещества в сравнение с останалата почва.

Кореновите ексудати включват аминокиселини, въглехидрати, захари, витамини, слуз и протеини. Ексудатите действат като пратеници, които стимулират взаимодействията между корените и организмите, които обитават почвата.

Променя pH на почвата около корените

Ризосферната среда обикновено има по-ниско pH, с по-малко кислород и по-високи концентрации на въглероден диоксид. Въпреки това, ексудатите могат да направят почвата в ризосферата по-кисела или алкална, в зависимост от хранителните вещества, които корените приемат от почвата.

Например, когато растението абсорбира азот в амониеви молекули, той отделя водородни йони, които ще направят ризосферата по-кисела. За разлика от това, когато растението абсорбира азот в нитратни молекули, той отделя хидроксилни йони, които правят ризосферата по-алкална.

микробиология

Както бе споменато по-горе, ризосферата е среда с висока плътност на микроорганизми от различни видове.

За по-добро разбиране, микроорганизмите на ризосферата могат да бъдат класифицирани в три големи групи според ефекта, който причиняват върху растенията:

Благоприятни микроби

Тази група включва организмите, които пряко насърчават растежа на растенията - например, като осигуряват необходимите хранителни вещества на растението - или индиректно, инхибират вредните микроби чрез различни механизми на резистентност.

В ризосферата има постоянна конкуренция за ресурси. Благоприятните микроби ограничават успеха на патогените с няколко механизма: производството на биостатични съединения (които инхибират растежа или размножаването на микроорганизми), конкуренция за микроелементи или чрез стимулиране на имунната система на растението.

Коменсални микроби

В тази категория са повечето микроби, които не увреждат пряко или ползват растението или патогена. Коменсалните микроби обаче вероятно ще засегнат до някаква степен всеки друг микроорганизъм чрез сложна мрежа от взаимодействия, които биха имали косвен ефект върху растението или патогена.

Въпреки че има специфични микроорганизми, които са в състояние да защитят растението (пряко или косвено) от патогени, тяхната ефективност до голяма степен се влияе от останалата част от микробната общност.

По този начин коменсалните микроорганизми могат да се конкурират ефективно с други микроорганизми, оказвайки косвен ефект върху растението.

Патогенни микроби

Широката гама от причинени от почвата патогени могат да повлияят на здравето на растенията. Преди заразяването тези вредни микроби се съревновават с много други микроби в ризосферата за хранителни вещества и пространство. Нематодите и гъбичките са двете основни групи растения, причинени от почвата.

В умерен климат патогенните гъби и нематодите са агрономически по-важни от патогенните бактерии, въпреки че някои бактериални родове (Pectobacterium, Ralstonia) могат да причинят значителни икономически щети на някои култури.

Вирусите също могат да заразят растенията чрез корени, но изискват вектори като нематоди или гъбички, за да влязат в кореновата тъкан.

важност

Привлича полезни микроорганизми

Високите нива на влага и хранителни вещества в ризосферата привличат много по-голям брой микроорганизми в сравнение с други части на почвата.

Някои от съединенията, секретирани в ризосферата, насърчават създаването и разпространението на микробни популации, много по-високи в сравнение с останалата част от почвата. Това явление е известно като ризосферния ефект.

Предлага защита срещу патогенни микроорганизми

Кореновите клетки са под непрекъсната атака от микроорганизми, поради което имат механизми за защита, които гарантират тяхното оцеляване.

Тези механизми включват секрецията на защитни протеини и други антимикробни химикали. Определено е, че ексудатите в ризосферата варират в зависимост от етапите на растеж на растението.

Предпазва корените от изсушаване

Няколко проучвания сочат, че почвата в ризосферата е значително по-влажна от останалата част от почвата, което помага да се защитят корените от изсушаване.

Ексудатите, отделяни от корените през нощта, позволяват разширяването на корените в почвата. Когато изпотяването се възобнови на дневна светлина, ексудатите започват да изсъхват и се прилепват към почвените частици в ризосферата. Тъй като почвата изсъхва и нейният хидравличен потенциал намалява, ексудатите губят вода към почвата.

Препратки

1. Berendsen, RL, Pieterse, CMJ, & Bakker, PAHM (2012). Микробиома и здравето на растенията. Тенденции в науката за растенията, 17 (8), 478-486.
2. Bonkowski, M., Cheng, W., Griffiths, BS, Alphei, J., & Scheu, S. (2000). Микробно-фаунални взаимодействия в ризосферата и ефекти върху растежа на растенията. European Journal of Soil Biology, 36 (3-4), 135-147.
3. Бринк, SC (2016). Отключване на тайните на ризосферата. Тенденции в науката за растенията, 21 (3), 169-170.
4. Deshmukh, P., & Shinde, S. (2016). Благотворна роля на микофлората на ризосферата в областта на земеделието: общ преглед. International Journal of Science and Reasearch, 5 (8), 529–533.
5. Mendes, R., Garbeva, P., & Raaijmakers, JM (2013). Микробиомът на ризосферата: Значение на полезни за растенията, растителни патогени и човешки патогенни микроорганизми. FEMS Microbiology Reviews, 37 (5), 634–663.
6. Philippot, L., Raaijmakers, JM, Lemanceau, P., & Van Der Putten, WH (2013). Да се ​​върнем към корените: Микробната екология на ризосферата. Nature Reviews Microbiology, 11 (11), 789–799.
7. Prashar, P., Kapoor, N., & Sachdeva, S. (2014). Ризосфера: нейната структура, бактериално разнообразие и значение. Рецензии в науката за околната среда и биотехнологиите, 13 (1), 63–77.
8. Singh, BK, Millard, P., Whiteley, AS, & Murrell, JC (2004). Разплитане на ризосферно-микробни взаимодействия: Възможности и ограничения. Тенденции в микробиологията, 12 (8), 386–393.
9. Venturi, V., & Keel, C. (2016). Сигнализация в Ризосферата. Тенденции в науката за растенията, 21 (3), 187-198.
10. Walter, N., & Vega, O. (2007). Преглед на полезното въздействие на ризосферните бактерии върху наличността на хранителни вещества в почвата и усвояването на растителни хранителни вещества. Факт Нал. Агр. Меделин, 60 (1), 3621–3643.