- Charakteristika rhizosféry
- Je tenká a je rozdělena do tří základních zón
- - Endorizosféra
- - Rhizoplane
- - Ectorizosféra
- V rhizosféře se uvolňují různé sloučeniny
- Mění pH půdy kolem kořenů
- Mikrobiologie
- Prospěšné mikroby
- Komenzální mikroby
- Patogenní mikroby
- Důležitost
- Přiťahuje prospěšné mikroorganismy
- Poskytuje ochranu proti patogenním mikroorganismům
- Chrání kořeny před vysoušením
- Reference
Rhizosphere je oblast půdy, která obklopuje kořen rostliny. Tento kořen ovlivňuje jak biologie, tak chemie půdy. Tato oblast je přibližně 1 mm široká a nemá definovanou hranici, je to oblast ovlivněná sloučeninami vyzařovanými kořenem a mikroorganismy, které se živí sloučeninami.
Termín rhizosphere je odvozen z řeckého slova rhiza znamenat “kořen” a “koule znamenat pole vlivu”. Byl to německý vědec Lorenz Hiltner (1904), který jej poprvé popsal jako „zónu půdy bezprostředně sousedící s kořeny luštěnin, která podporuje vysokou úroveň bakteriální aktivity“.
Složení rhizosféry
Definice rhizosféry se však vyvinula, protože byly objeveny další fyzikální, chemické a biologické vlastnosti. Rhizosféra je vysoce ovlivněna kořeny rostlin, které podporují intenzivní biologické a chemické aktivity.
Organismy, které koexistují v rhizosféře, vykazují různé interakce mezi sebou navzájem as rostlinami. Tyto interakce mohou ovlivnit růst celé řady plodin, a proto jsou rhizosféry velmi důležité jako náhražky chemických hnojiv a pesticidů.
Charakteristika rhizosféry
Je tenká a je rozdělena do tří základních zón
Strukturálně je rhizosféra široká asi 1 mm a nemá ostré hrany. Přesto byly v rhizosféře popsány tři základní zóny:
- Endorizosféra
Skládá se z kořenové tkáně a zahrnuje endodermis a kortikální vrstvy.
- Rhizoplane
Je to povrch kořene, kde ulpívají částice půdy a mikroby. Skládá se z epidermis, kůry a vrstvy slizovitých polysacharidů.
- Ectorizosféra
Je to nejvzdálenější část; to je půda, která bezprostředně sousedí s kořenem.
V některých případech lze nalézt další důležité rhizosférické vrstvy, jako je mycorizosféra a rhizovain.
V rhizosféře se uvolňují různé sloučeniny
Během růstu a vývoje rostliny se produkují různé organické sloučeniny a uvolňují se exsudací, sekrecí a depozicí. To způsobuje, že rhizosféra je bohatá na živiny ve srovnání se zbytkem půdy.
Kořenové exsudáty zahrnují aminokyseliny, uhlohydráty, cukry, vitamíny, slizy a proteiny. Exsudáty fungují jako poslové, kteří stimulují interakce mezi kořeny a organismy, které obývají půdu.
Mění pH půdy kolem kořenů
Prostředí rhizosféry má obecně nižší pH, méně kyslíku a vyšší koncentrace oxidu uhličitého. Exsudáty však mohou učinit půdu v rhizosféře kyselejší nebo zásaditější, v závislosti na živinách, které kořeny z půdy odebírají.
Například, když rostlina absorbuje dusík do amonných molekul, uvolňuje ionty vodíku, díky kterým je rhizosféra kyselejší. Naopak, když rostlina absorbuje dusík do molekul dusičnanů, uvolňuje hydroxylové ionty, díky kterým je rhizosféra zásaditější.
Mikrobiologie
Jak je uvedeno výše, rhizosféra je prostředí s vysokou hustotou mikroorganismů různých druhů.
Pro lepší porozumění lze mikroorganismy rhizosféry rozdělit do tří velkých skupin podle účinku, který na rostliny působí:
Prospěšné mikroby
Tato skupina zahrnuje organismy, které přímo podporují růst rostlin - například poskytováním rostlinných živin nezbytných živin - nebo nepřímo, inhibující škodlivé mikroby prostřednictvím různých mechanismů rezistence.
V rhizosféře existuje neustálá soutěž o zdroje. Prospěšné mikroby omezují úspěch patogenů několika mechanismy: produkcí biostatických sloučenin (které inhibují růst nebo množení mikroorganismů), soutěží o mikroživiny nebo stimulují imunitní systém rostliny.
Komenzální mikroby
V této kategorii je většina mikrobů, které přímo nepoškozují nebo neprospívají rostlině nebo patogenu. Komenzální mikroby však pravděpodobně do určité míry ovlivní jakýkoli jiný mikroorganismus prostřednictvím komplexní sítě interakcí, která by měla nepřímý účinek na rostlinu nebo patogen.
Ačkoli existují specifické mikroorganismy, které jsou schopny chránit rostlinu (přímo nebo nepřímo) před patogeny, jejich účinnost je do značné míry ovlivněna zbytkem mikrobiální komunity.
Komenzální mikroorganismy tedy mohou účinně konkurovat jiným mikroorganismům, což má nepřímý účinek na rostlinu.
Patogenní mikroby
Zdraví rostlin může ovlivnit celá řada patogenů přenášených v půdě. Před infekcí tyto škodlivé mikroby soutěží s mnoha dalšími mikroby v rhizosféře o živiny a prostor. Nematody a houby jsou dvě hlavní skupiny půdních rostlinných patogenů.
V mírném podnebí jsou patogenní houby a nematody agronomicky důležitější než patogenní bakterie, ačkoli některé bakteriální rody (Pectobacterium, Ralstonia) mohou způsobovat značné ekonomické poškození některých plodin.
Viry mohou také infikovat rostliny kořeny, ale pro vstup do kořenové tkáně vyžadují vektory, jako jsou nematody nebo houby.
Důležitost
Přiťahuje prospěšné mikroorganismy
Vysoká hladina vlhkosti a živin v rhizosféře přitahuje mnohem větší počet mikroorganismů než jiné části půdy.
Některé ze sloučenin vylučovaných v rhizosféře podporují vznik a proliferaci mikrobiálních populací, mnohem vyšší ve srovnání se zbytkem půdy. Tento jev se nazývá efekt rhizosféry.
Poskytuje ochranu proti patogenním mikroorganismům
Kořenové buňky jsou pod neustálým útokem mikroorganismů, a proto mají ochranné mechanismy, které zaručují jejich přežití.
Tyto mechanismy zahrnují sekreci obranných proteinů a dalších antimikrobiálních chemikálií. Bylo zjištěno, že exsudáty v rhizosféře se mění v závislosti na stadiích růstu rostliny.
Chrání kořeny před vysoušením
Několik studií naznačuje, že půda v rhizosféře je výrazně vlhčí než zbytek půdy, což pomáhá chránit kořeny před vysycháním.
Exsudáty uvolňované kořeny v noci umožňují expanzi kořenů v půdě. Když se pot za denního světla obnoví, exsudáty začnou vysychat a ulpívat na částicích půdy v rhizosféře. Jak půda zasychá a její hydraulický potenciál klesá, exsudáty ztrácí vodu do půdy.
Reference
- Berendsen, RL, Pieterse, CMJ a Bakker, PAHM (2012). Mikrobiom rhizosféry a zdraví rostlin. Trends in Plant Science, 17 (8), 478-486.
- Bonkowski, M., Cheng, W., Griffiths, BS, Alphei, J., & Scheu, S. (2000). Mikrobiální a faunální interakce v rhizosféře a účinky na růst rostlin. European Journal of Soil Biology, 36 (3-4), 135-147.
- Brink, SC (2016). Odemknutí tajemství Rhizosféry. Trends in Plant Science, 21 (3), 169-170.
- Deshmukh, P., & Shinde, S. (2016). Prospěšná role rhizosféry Mycoflora v oblasti zemědělství: Přehled. International Journal of Science and Reasearch, 5 (8), 529–533.
- Mendes, R., Garbeva, P. a Raaijmakers, JM (2013). Mikrobiom rhosposféry: Význam prospěšných rostlinných, patogenních a lidských patogenních mikroorganismů. FEMS Microbiology Reviews, 37 (5), 634–663.
- Philippot, L., Raaijmakers, JM, Lemanceau, P., a Van Der Putten, WH (2013). Vraťme se ke kořenům: Mikrobiální ekologie rhizosféry. Nature Reviews Microbiology, 11 (11), 789–799.
- Prashar, P., Kapoor, N., & Sachdeva, S. (2014). Rhizosféra: její struktura, bakteriální rozmanitost a význam. Recenze v Environmental Science and Biotechnology, 13 (1), 63–77.
- Singh, BK, Millard, P., Whiteley, AS a Murrell, JC (2004). Rozpadající se rhizosféricko-mikrobiální interakce: Příležitosti a omezení. Trends in Microbiology, 12 (8), 386–393.
- Venturi, V., & Keel, C. (2016). Signalizace v Rhizosféře. Trends in Plant Science, 21 (3), 187-198.
- Walter, N., & Vega, O. (2007). Přehled příznivých účinků bakterií rhizosféry na dostupnost živin v půdě a absorpci živin v rostlinách. Fac. Nal. Agr. Medellín, 60 (1), 3621–3643.