RIZOSZFÉRA: JELLEMZŐK, MIKROBIOLÓGIA ÉS FONTOSSÁG - BIOLÓGIA - 2026

A rizoszféra a talaj zónája, amely egy növény gyökerét veszi körül. Ez a gyökér befolyásolja mind a talaj biológiai, mind kémiai tulajdonságait. Ez a terület megközelítőleg 1 mm széles, és nincs meghatározott határja, ez egy olyan terület, amelyet a gyökér által kioltott vegyületek és a vegyületeket tápláló mikroorganizmusok befolyásolnak.

A rhoszoszféra kifejezés a rhiza görög szóból származik, amely jelentése "gyökér" és "gömb jelentése a befolyásmezőt". Lorenz Hiltner német tudós (1904) írta le először, hogy "a hüvelyesek gyökereivel közvetlenül szomszédos talajzóna, amely támogatja a magas szintű baktériumaktivitást".

A rizoszféra összetétele

A rizoszféra meghatározása azonban tovább fejlődött, mivel más fizikai, kémiai és biológiai tulajdonságokat fedeztek fel. A rizoszférát nagymértékben befolyásolják a növények gyökerei, amelyek elősegítik az intenzív biológiai és kémiai tevékenységeket.

A rizoszférában egyidejűleg élő szervezetek számos kölcsönhatást mutatnak egymással és a növényekkel. Ezek az interakciók befolyásolhatják a növények széles skáláját, ezért a rhoszoszférák nagyon fontosak a kémiai műtrágyák és a peszticidek helyettesítéseként.

A rizoszféra jellemzői

Vékony és három alapzónára van felosztva

Szerkezetileg a rizoszféra körülbelül 1 mm széles és nincs éles széle. Ennek ellenére három alapzónát írtak le a rizoszférában:

- Az endorizoszféra

A gyökérszövetből áll, és magában foglalja az endodermiszt és a corticalis rétegeket.

- A rizópálya

Ez a gyökér felülete, ahol a talajrészecskék és a mikrobák ragaszkodnak. Az epidermiszből, a kéregből és a nyálkahártya poliszacharidok rétegéből áll.

- Az ektorizoszféra

Ez a legkülső rész; azaz a gyökérrel közvetlenül szomszédos talaj.

Egyes esetekben más fontos rizoszférikus rétegek is megtalálhatók, mint például a mycorizosphere és a rhizovain.

Különböző vegyületek szabadulnak fel a rizoszférában

A növény növekedése és fejlődése során különféle szerves vegyületek képződnek és szabadulnak fel kiürülés, szekréció és lerakódás útján. Ennek következtében a rizoszféra tápanyagban gazdag a többi talajhoz képest.

A gyökérváladékok közé tartoznak az aminosavak, szénhidrátok, cukrok, vitaminok, nyálkahártyák és fehérjék. A váladékok hírvivőként működnek, amelyek serkentik a gyökér és a talajban élő szervezetek közötti kölcsönhatást.

Megváltoztatja a talaj pH-ját a gyökerek körül

A rizoszféra környezetének pH-ja általában alacsonyabb, kevesebb oxigén és magasabb szén-dioxid-koncentráció. A váladékok azonban a rizoszférában a talajt savasabbá vagy lúgosabbá tehetik, attól függően, hogy a gyökerek a talajból táplálkoznak.

Például, amikor egy növény abszorbeálja a nitrogént ammóniummolekulákba, akkor hidrogénionokat szabadít fel, amelyek a rhoszoszférát savasabbá teszik. Ezzel szemben, amikor egy növény nitrátmolekulákká abszorbeálja a nitrogént, akkor olyan hidroxilionokat szabadít fel, amelyek lúgosabbá teszik a rizoszférát.

Mikrobiológia

Mint fentebb említettük, a rizoszféra olyan környezet, ahol nagy a sűrűsége a különféle fajok mikroorganizmusainak.

A jobb megértés érdekében a rizoszféra mikroorganizmusai három nagy csoportba sorolhatók, a növényekre gyakorolt ​​hatásuk szerint:

Jótékony mikrobák

Ebbe a csoportba azok a szervezetek tartoznak, amelyek közvetlenül elősegítik a növény növekedését - például a növény számára szükséges tápanyagok biztosításával - vagy közvetett módon, a különféle rezisztenciamechanizmusok révén gátolják a káros mikrobákat.

A rizoszférában folyamatos verseny folyik az erőforrásokért. A kedvező mikrobák számos mechanizmussal korlátozzák a kórokozók sikerét: biosztatikus vegyületek előállítását (amelyek gátolják a mikroorganizmusok szaporodását vagy szaporodását), versenyt a mikrotápanyagokkal, vagy a növény immunrendszerének serkentésével.

Kommensz mikrobák

Ebbe a kategóriába tartozik a legtöbb olyan mikrobák, amelyek a növényre vagy a kórokozóra nem gyakorolnak közvetlen károkat, illetve nem járnak azokkal az előnyökkel. A kommenzális mikrobák azonban valószínűleg bizonyos mértékben befolyásolják bármely más mikroorganizmust egy olyan kölcsönhatások komplex hálózatán keresztül, amely közvetett hatással lehet a növényre vagy a kórokozóra.

Noha vannak olyan speciális mikroorganizmusok, amelyek képesek a növényt (közvetlenül vagy közvetve) megvédeni a kórokozókkal szemben, hatékonyságukat nagymértékben befolyásolja a mikrobiális közösség többi része.

Így a kommenzális mikroorganizmusok hatékonyan versenyezhetnek más mikroorganizmusokkal, közvetett hatást gyakorolva a növényre.

Patogén mikrobák

A talajban terjedő kórokozók széles köre befolyásolhatja a növények egészségét. A fertőzés előtt ezek a káros mikrobák a rizoszférában sok más mikrobával versenyeznek tápanyagok és tápanyagok miatt. A nematódák és a gombák a talajban terjedő növényi kórokozók két fő csoportja.

A mérsékelt éghajlaton a kórokozó gombák és fonálférgek agronómiai szempontból fontosabbak, mint a kórokozó baktériumok, bár néhány baktérium nemzetség (Pectobacterium, Ralstonia) jelentős gazdasági károkat okozhat egyes növények számára.

A vírusok a gyökereken keresztül is megfertőzhetik a növényeket, de olyan vektorokhoz, mint például fonálférgek vagy gombák, szükségük van a gyökérszövetbe való belépésre.

fontosság

Vonzza a jótékony mikroorganizmusokat

A rizoszféra magas nedvesség- és tápanyagszintje sokkal több mikroorganizmust vonz, mint a talaj többi része.

A rizoszférában kiválasztódó vegyületek némelyike ​​elősegíti a mikrobiális populációk kialakulását és elterjedését, sokkal magasabb a talaj többi részéhez képest. Ezt a jelenséget rizoszféra-hatásnak nevezik.

Védelmet nyújt a kórokozó mikroorganizmusok ellen

A gyökérsejteket folyamatosan támadják mikroorganizmusok, ezért védelmi mechanizmusokkal rendelkeznek, amelyek garantálják a túlélést.

Ezek a mechanizmusok magukban foglalják a védelmi fehérjék és más antimikrobiális vegyületek szekrécióját. Megállapítottuk, hogy a rizoszférában a váladékok a növény növekedési stádiumától függően változnak.

Védi a gyökereket a kiszáradástól

Számos tanulmány azt sugallja, hogy a rizoszférában a talaj lényegesen nedvesebb, mint a többi talaj, ami megvédi a gyökereket a kiszáradástól.

A gyökerek által éjszaka szabadul fel a váladékok, amelyek lehetővé teszik a gyökér kiterjedését a talajban. Amikor az izzadás nappali fényben folytatódik, a váladékok kiszáradni kezdnek és tapadnak a rizoszférában található talajrészecskékhez. Ahogy a talaj kiszárad és hidraulikus potenciálja csökken, a váladék vízveszteséget vesz a talajba.

Irodalom

1. Berendsen, RL, Pieterse, CMJ és Bakker, PAHM (2012). A rizoszféra mikrobióma és a növény-egészségügy. Trends in Plant Science, 17 (8), 478-486.
2. Bonkowski, M., Cheng, W., Griffiths, BS, Alphei, J. és Scheu, S. (2000). Mikrobiális és bomba kölcsönhatások a rizoszférában és a növény növekedésére gyakorolt ​​hatások. European Journal of Soil Biology, 36 (3-4), 135-147.
3. Brink, SC (2016). A rózoszféra titkai felszabadítása. Trends in Plant Science, 21 (3), 169-170.
4. Deshmukh, P. és Shinde, S. (2016). A Rhizosphere Mycoflora kedvező szerepe a mezőgazdaság területén: áttekintés. International Journal of Science and Reasearch, 5 (8), 529–533.
5. Mendes, R., Garbeva, P. és Raaijmakers, JM (2013). A rizoszféra mikrobiomája: A növényi jótékony, a növényi patogén és az emberi patogén mikroorganizmusok jelentősége. FEMS mikrobiológiai vélemények, 37 (5), 634–663.
6. Philippot, L., Raaijmakers, JM, Lemanceau, P. és Van Der Putten, WH (2013). Visszatérve a gyökerekre: A rizoszféra mikrobiológiai ökológiája. Nature Reviews Microbiology, 11 (11), 789–799.
7. Prashar, P., Kapoor, N., és Sachdeva, S. (2014). Rizoszféra: Szerkezete, baktériumok sokfélesége és jelentősége. Vélemények a környezettudományról és a biotechnológiáról, 13. (1), 63–77.
8. Singh, BK, Millard, P., Whiteley, AS és Murrell, JC (2004). A rizoszféra és a mikrobiális kölcsönhatások feltárása: Lehetőségek és korlátok. Trends in Microbiology, 12 (8), 386–393.
9. Venturi, V., és Keel, C. (2016). Jelzés a rhoszoszférában. Trends in Plant Science, 21. (3), 187–198.
10. Walter, N., és Vega, O. (2007). A rizoszféra baktériumoknak a talaj tápanyag-rendelkezésre állására és a növényi tápanyagfelvételre gyakorolt ​​kedvező hatásainak áttekintése. Nal. Agr. Medellín, 60 (1), 3621–3643.