Delen:
Rhizosfeerkenmerken, microbiologie en belang
de rhizosphere is de grondzone die een wortel van een plant omringt. Zowel biologie als bodemchemie worden door deze wortel beïnvloed. Dit gebied is ongeveer 1 mm breed en heeft geen gedefinieerde rand, het is een gebied dat wordt beïnvloed door verbindingen die worden afgescheiden door de wortel en door micro-organismen die zich voeden met de verbindingen.
De term rhizosfeer is afgeleid van het Griekse woord riza wat 'wortel' betekent, en 'sfeer die invloedssfeer' betekent. Het was de Duitse wetenschapper Lorenz Hiltner (1904) die het voor het eerst beschreef als "de zone van aarde direct grenzend aan de wortels van peulvruchten die hoge niveaus van bacteriële activiteit ondersteunt".
De definitie van de rhizosfeer is echter aan het evolueren omdat er andere fysische, chemische en biologische eigenschappen zijn ontdekt. De rhizosfeer wordt sterk beïnvloed door de wortels van planten die intense biologische en chemische activiteiten bevorderen.
De organismen die naast elkaar bestaan in de rhizosfeer vertonen een verscheidenheid aan interacties tussen hen en ook met planten. Deze interacties kunnen de groei van een breed scala van gewassen beïnvloeden. Daarom zijn rhizospheres erg belangrijk als vervanging voor kunstmest en pesticiden..
index
- 1 Kenmerken van de rhizosfeer
- 1.1 Het is dun en onderverdeeld in drie basiszones
- 1.2 Verschillende verbindingen komen vrij in de rhizosfeer
- 1.3 Verander de pH van de grond rond de wortels
- 2 Microbiologie
- 2.1 Gunstige microben
- 2.2 Kommensale microben
- 2.3 Pathogene microben
- 3 Belang
- 3.1 Trekt nuttige micro-organismen aan
- 3.2 Biedt bescherming tegen pathogene micro-organismen
- 3.3 Beschermt de wortels tegen uitdroging
- 4 Referenties
Kenmerken van de rhizosfeer
Het is dun en onderverdeeld in drie basiszones
Structureel is de rhizosfeer ongeveer 1 mm breed en heeft geen gedefinieerde randen. Desondanks zijn drie basisgebieden in de rhizosfeer beschreven:
- De endorizosfeer
Het bestaat uit wortelweefsel en omvat de endodermis en corticale lagen.
- De rhizoplane
Het is het oppervlak van de wortel, waar de gronddeeltjes en microben zich hechten. Het wordt gevormd door de opperhuid, de korst en de laag slijmerige polysacchariden.
- De ectorizosfeer
Het is het meest externe deel; dat wil zeggen, de grond die direct grenst aan de wortel.
In sommige gevallen kunt u andere belangrijke rhizosferische lagen vinden, zoals de mycorhizosfeer en de rhizovaine.
In de rhizosfeer komen verschillende verbindingen vrij
Tijdens de groei en ontwikkeling van een plant, wordt een verscheidenheid aan organische verbindingen geproduceerd en vrijgegeven door exudatie, secretie en depositie. Hierdoor is de rhizosfeer rijk aan voedingsstoffen, vergeleken met de rest van de grond.
Wortelexudaten omvatten aminozuren, koolhydraten, suikers, vitaminen, slijmstoffen en eiwitten. De exsudaten werken als boodschappers die de wisselwerking tussen de wortels en de organismen die de grond bevolken stimuleren.
Verandert de pH van de grond rond de wortels
De omgeving van de rhizosfeer heeft over het algemeen een lagere pH, met minder zuurstof en hogere concentraties koolstofdioxide. Uitscheidingen kunnen de grond in de wortelzone echter zachter of alkalischer maken, afhankelijk van de voedingsstoffen die de wortels uit de grond halen.
Wanneer een plant bijvoorbeeld stikstof in ammoniummoleculen absorbeert, worden waterstofionen afgegeven die de rhizosfeer zuurder maken. Wanneer een plant daarentegen stikstof in nitraatmoleculen absorbeert, geeft het hydroxylionen vrij die de rhizosfeer alkalischer maken.
microbiologie
Zoals hierboven vermeld, is de rhizosfeer een omgeving met een hoge dichtheid aan micro-organismen van verschillende soorten.
Voor een beter begrip, kunnen de micro-organismen van de rhizosfeer worden ingedeeld in drie grote groepen, afhankelijk van het effect dat het op planten veroorzaakt:
Gunstige microben
Deze groep omvat de organismen die de groei van de plant direct bevorderen - bijvoorbeeld door de nodige voedingsstoffen aan de plant te leveren - of indirect door schadelijke microben te remmen via verschillende resistentiemechanismen..
In de rhizosfeer is er een constante concurrentie om hulpbronnen. Nuttige microben beperken het succes van pathogenen met verschillende mechanismen: bereiding van biostatische verbindingen (die de groei of reproductie van micro-organismen te remmen), competitie voor microvoedingsstoffen of stimuleren van het immuunsysteem van de plant.
Kommensale microben
In deze categorie zijn de meeste microben die de plant of de ziekteverwekker niet schaden of direct ten goede komen. Het is echter waarschijnlijk dat commensale microben tot op zekere hoogte elk ander micro-organisme beïnvloeden, via een complex netwerk van interacties die een indirect effect op de plant of de ziekteverwekker zouden veroorzaken..
Hoewel er specifieke micro-organismen zijn die in staat zijn om de plant (direct of indirect) te beschermen tegen pathogenen, wordt de effectiviteit ervan grotendeels beïnvloed door de rest van de microbiële gemeenschap.
Commensale micro-organismen kunnen dus effectief concurreren met de andere micro-organismen die een indirect effect op de plant hebben..
Pathogene microben
Een breed scala van ziekteverwekkers die door de bodem worden overgedragen, kan de gezondheid van planten beïnvloeden. Vóór infectie concurreren deze schadelijke microben met veel andere microben in de rhizosfeer om voedingsstoffen en ruimte. Nematoden en schimmels zijn de twee hoofdgroepen van plantpathogenen die door de bodem worden overgedragen.
In gematigde klimaten zijn pathogene schimmels en nematoden agronomisch belangrijker dan pathogene bacteriën, hoewel sommige bacteriesoorten (Pectobacterium, Ralstonia) kan aanzienlijke schade aan sommige gewassen veroorzaken.
Virussen kunnen planten ook via de wortels infecteren, maar vereisen dat vectoren zoals nematoden of schimmels het wortelweefsel binnendringen.
belang
Trekt nuttige micro-organismen aan
Hoge niveaus van vocht en voedingsstoffen in de rhizosfeer trekken een veel groter aantal micro-organismen aan dan andere delen van de grond.
Sommige van de verbindingen die worden uitgescheiden in de rhizosfeer bevorderen de vestiging en verspreiding van microbiële populaties, veel hoger in vergelijking met de rest van de bodem. Dit fenomeen staat bekend als het rhizosfeereffect.
Biedt bescherming tegen pathogene micro-organismen
De cellen van de wortels zijn onder voortdurende aanval van micro-organismen, daarom hebben ze beschermingsmechanismen die hun overleving garanderen.
Deze mechanismen omvatten de uitscheiding van defensie-eiwitten en andere antimicrobiële chemicaliën. Er is vastgesteld dat exsudaten in de rhizosfeer variëren afhankelijk van de stadia van plantengroei.
Beschermt de wortels tegen uitdroging
Verschillende studies suggereren dat de bodem van de rhizosfeer aanzienlijk vochtiger is dan de rest van de grond, wat de wortels van het drogen helpt beschermen.
De afscheidingen die 's nachts door de wortels worden afgegeven, maken de uitzetting van de wortels in de grond mogelijk. Wanneer het transpireren bij daglicht wordt hervat, beginnen de exsudaten te drogen en hechten zich aan de gronddeeltjes in de rhizosfeer. Naarmate de grond droogt en het hydraulische potentieel afneemt, verliezen de exudaten water in de bodem.
referenties
- Berendsen, R. L., Pieterse, C.M. J., & Bakker, P.A. H. M. (2012). Het microbioom in de rhizosfeer en de gezondheid van planten. Trends in plantwetenschap, 17(8), 478-486.
- Bonkowski, M., Cheng, W., Griffiths, B.S., Alphei, J., & Scheu, S. (2000). Microbial-faunale interacties in de rhizosfeer en effecten op plantengroei. European Journal of Soil Biology, 36(3-4), 135-147.
- Brink, S.C. (2016). Ontsluit de geheimen van de Rhizosfeer. Trends in plantwetenschap, 21(3), 169-170.
- Deshmukh, P., & Shinde, S. (2016). Gunstige rol van Rhizosphere Mycoflora op het gebied van landbouw: een overzicht. International Journal of Science and Reasearch, 5(8), 529-533.
- Mendes, R., Garbeva, P., & Raaijmakers, J.M. (2013). Het rhizosfeer-microbioom: betekenis van plant-gunstige, plantenpathogene en humaan-pathogene micro-organismen. FEMS Microbiology Reviews, 37(5), 634-663.
- Philippot, L., Raaijmakers, J.M., Lemanceau, P., & Van Der Putten, W.H. (2013). Teruggaan naar de wortels: de microbiële ecologie van de rhizosfeer. Nature Reviews Microbiologie, 11(11), 789-799.
- Prashar, P., Kapoor, N., & Sachdeva, S. (2014). Rhizosfeer: zijn structuur, bacteriële diversiteit en betekenis. Beoordelingen in Environmental Science and Biotechnology, 13(1), 63-77.
- Singh, B.K., Millard, P., Whiteley, A.S., & Murrell, J.C. (2004). Ontrafeling van rhizosfeer-microbiële interacties: kansen en beperkingen. Trends in de microbiologie, 12(8), 386-393.
- Venturi, V., & Keel, C. (2016). Signalering in de Rhizosfeer. Trends in plantwetenschap, 21(3), 187-198.
- Walter, N., & Vega, O. (2007). Een overzicht van de gunstige effecten van rhizosfeerbacteriën op de beschikbaarheid van bodemvoedingsmiddelen en de opname van voedingsstoffen door planten. Fac. Nal. Agr. Medellin, 60(1), 3621-3643.