RITSOSFÄÄRI: OMINAISUUDET, MIKROBIOLOGIA JA MERKITYS - BIOLOGIA - 2026

Rhizosphere on vyöhyke, maaperän, joka ympäröi kasvin juuresta. Tämä juuri vaikuttaa sekä biologiaan että maaperän kemiaan. Tämä alue on noin 1 mm leveä ja sillä ei ole määriteltyä reunaa, se on alue, johon vaikuttavat juurin purkamat yhdisteet ja yhdisteistä ruokkivat mikro-organismit.

Termi rizosfääri on johdettu kreikan sanasta rhiza, joka tarkoittaa "juuri" ja "pallo, joka tarkoittaa vaikutuskenttää". Saksalainen tiedemies Lorenz Hiltner (1904) kuvasi sitä ensin "palkokasvien juurten välittömässä läheisyydessä olevan maaperän vyöhykkeeksi, joka tukee korkeaa bakteerien aktiivisuutta".

Risosfäärin koostumus

Risosfäärin määritelmä on kuitenkin kehittynyt, koska muut fysikaaliset, kemialliset ja biologiset ominaisuudet on löydetty. Risosfääriin vaikuttavat voimakkaasti kasvien juuret, jotka edistävät voimakasta biologista ja kemiallista toimintaa.

Rizosfäärissä rinnakkain esiintyvät organismit osoittavat monenlaista vuorovaikutusta toistensa ja kasvien kanssa. Nämä vuorovaikutukset voivat vaikuttaa monenlaisten kasvien kasvuun, minkä vuoksi risosfäärit ovat erittäin tärkeitä kemiallisten lannoitteiden ja torjunta-aineiden korvikkeina.

Risosfäärin ominaisuudet

Se on ohut ja jaettu kolmeen perusvyöhykkeeseen

Risosfääri on rakenteellisesti noin 1 mm leveä ja siinä ei ole teräviä reunoja. Tästä huolimatta ritosfäärissä on kuvattu kolme perusvyöhykettä:

- Endorizosfääri

Se koostuu juurikudoksesta ja sisältää endodermisen ja aivokuoren kerrokset.

- Risoplane

Se on juurin pinta, jossa maaperän hiukkaset ja mikrobit tarttuvat. Se koostuu orvaskehästä, aivokuoresta ja limakalvojen polysakkaridien kerroksesta.

- Ektorisosfääri

Se on uloin osa; eli maaperän, joka on heti juurin vieressä.

Joissakin tapauksissa voidaan löytää muita tärkeitä risosfäärin kerroksia, kuten mykorizosfääri ja risoiini.

Risosfäärissä vapautuu erilaisia ​​yhdisteitä

Kasvin kasvun ja kehityksen aikana tuotetaan ja vapautuu erilaisia ​​orgaanisia yhdisteitä erittymisen, erittymisen ja laskeutumisen kautta. Tämä aiheuttaa, että risosfäärissä on runsaasti ravintoaineita verrattuna muuhun maaperään.

Juurieksudaatit sisältävät aminohapot, hiilihydraatit, sokerit, vitamiinit, kasvilimat ja proteiinit. Eritteet toimivat lähettiläinä, jotka stimuloivat juurten ja maaperän asuttavien organismien vuorovaikutusta.

Muuttaa maaperän pH: ta juurien ympärillä

Rizosfääriympäristössä on yleensä alhaisempi pH, vähemmän happea ja korkeammat hiilidioksidipitoisuudet. Ulosteet voivat kuitenkin tehdä risosfäärin maaperän happammaksi tai emäksisemmäksi, riippuen ravintoaineista, joita juuret ottavat maaperästä.

Esimerkiksi, kun kasvi imee typpeä ammoniummolekyyleiksi, se vapauttaa vetyioneja, jotka tekevät risosfääristä happamamman. Sitä vastoin, kun kasvi imee typpeä nitraattimolekyyleiksi, se vapauttaa hydroksyyli-ioneja, jotka tekevät risosfääristä emäksisemmän.

Mikrobiologia

Kuten edellä mainittiin, risosfääri on ympäristö, jolla on suuri tiheys erilaisia ​​lajeja.

Risosfäärin mikro-organismit voidaan paremman ymmärtämisen vuoksi luokitella kolmeen suureen ryhmään sen vaikutuksen perusteella, jonka ne aiheuttavat kasveille:

Hyödylliset mikrobit

Tähän ryhmään kuuluvat organismit, jotka edistävät kasvien kasvua suoraan - esimerkiksi tarjoamalla kasveille tarvittavia ravintoaineita - tai epäsuorasti, estämällä haitallisia mikrobia erilaisten resistenssimekanismien kautta.

Risosfäärissä kilpailu resursseista on jatkuvaa. Hyödylliset mikrobit rajoittavat taudinaiheuttajien menestystä useilla mekanismeilla: biostaattisten yhdisteiden (jotka estävät mikro-organismien kasvua tai lisääntymistä) tuotannolla, kilpailulla mikrotravinteista tai stimuloimalla kasvin immuunijärjestelmää.

Commensal-mikrobit

Tähän luokkaan kuuluvat useimmat mikrobit, jotka eivät vahingoita suoraan tai hyödynnä kasvia tai patogeenia. Kommensalimikrobit todennäköisesti vaikuttavat kuitenkin jossain määrin mihinkään muuhun mikro-organismiin monimutkaisen vuorovaikutusverkon kautta, jolla olisi epäsuora vaikutus kasviin tai patogeeniin.

Vaikka on olemassa erityisiä mikro-organismeja, jotka kykenevät suojaamaan kasvia (suoraan tai epäsuorasti) taudinaiheuttajilta, niiden mikrobiyhteisö vaikuttaa suuresti niiden tehokkuuteen.

Täten commensal-mikro-organismit voivat kilpailla tehokkaasti muiden mikro-organismien kanssa aiheuttaen epäsuoran vaikutuksen kasviin.

Patogeeniset mikrobit

Laaja valikoima maaperästä peräisin olevia taudinaiheuttajia voi vaikuttaa kasvien terveyteen. Ennen tartuntaa nämä haitalliset mikrobit kilpailevat monien muiden risosfäärin mikrobien kanssa ravintoaineista ja avaruudesta. Nematoodit ja sienet ovat kaksi pääryhmää maaperästä peräisin olevia kasvien patogeenejä.

Laukaisessa ilmastossa patogeeniset sienet ja nematodit ovat maatalouden kannalta tärkeämpiä kuin patogeeniset bakteerit, vaikka jotkin bakteerisukut (Pectobacterium, Ralstonia) voivat aiheuttaa huomattavaa taloudellista vahinkoa joillekin viljelykasveille.

Virukset voivat saastuttaa kasveja myös juurten kautta, mutta ne vaativat vektoreita, kuten nematodeja tai sieniä, pääsemään juurikudokseen.

Merkitys

Houkuttelee hyödyllisiä mikro-organismeja

Risosfäärin korkea kosteus- ja ravinnepitoisuus houkuttelee paljon enemmän mikro-organismeja kuin muut maaperän osat.

Jotkut risosfäärissä erittyvistä yhdisteistä edistävät mikrobipopulaatioiden muodostumista ja lisääntymistä, mikä on paljon korkeampaa kuin muuhun maaperään. Tämä ilmiö tunnetaan risosfäärivaikutuksena.

Tarjoaa suojaa patogeenisiltä mikro-organismeilta

Juurisoluja hyökkäävät jatkuvasti mikro-organismit, minkä vuoksi heillä on suojamekanismit, jotka takaavat hengissä pysymisen.

Nämä mekanismit sisältävät puolustusproteiinien ja muiden antimikrobisten kemikaalien erityksen. On määritetty, että risosfäärissä olevat eritteet vaihtelevat kasvin kasvuvaiheiden mukaan.

Suojaa juuria kuivumiselta

Useiden tutkimusten mukaan risosfäärin maaperä on huomattavasti kosteampaa kuin muu maaperä, mikä auttaa suojaamaan juuria kuivumiselta.

Juurten yöllä vapauttamat eritteet mahdollistavat juurien laajenemisen maaperässä. Kun hikoilu jatkuu päivänvalossa, eritteet alkavat kuivua ja tarttua maaperän hiukkasiin risosfäärissä. Kun maaperä kuivuu ja sen hydraulinen potentiaali vähenee, eritteet menettävät vettä maaperään.

Viitteet

1. Berendsen, RL, Pieterse, CMJ ja Bakker, PAHM (2012). Risosfäärin mikrobiomeja ja kasvien terveyttä. Trends in Plant Science, 17 (8), 478-486.
2. Bonkowski, M., Cheng, W., Griffiths, BS, Alphei, J., ja Scheu, S. (2000). Mikrobifaunaaliset vuorovaikutukset risosfäärissä ja vaikutukset kasvien kasvuun. European Journal of Soil Biology, 36 (3-4), 135 - 147.
3. Brink, SC (2016). Risosfäärin salaisuuksien avaaminen. Trends in Plant Science, 21 (3), 169 - 170.
4. Deshmukh, P., ja Shinde, S. (2016). Rhizosphere Mycofloran hyödyllinen rooli maataloudessa: yleiskatsaus. International Journal of Science and Reasearch, 5 (8), 529–533.
5. Mendes, R., Garbeva, P., ja Raaijmakers, JM (2013). Risosfäärin mikrobiomi: Kasveille hyödyllisten, kasvien patogeenisten ja ihmisen patogeenisten mikro-organismien merkitys. FEMS Microbiology Reviews, 37 (5), 634–663.
6. Philippot, L., Raaijmakers, JM, Lemanceau, P., ja Van Der Putten, WH (2013). Takaisin juuriin: Risosfäärin mikrobiologia. Nature Reviews Microbiology, 11 (11), 789–799.
7. Prashar, P., Kapoor, N., ja Sachdeva, S. (2014). Ritsosfääri: Sen rakenne, bakteerien monimuotoisuus ja merkitys. Arvostelut ympäristötieteestä ja bioteknologiasta, 13 (1), 63–77.
8. Singh, BK, Millard, P., Whiteley, AS, ja Murrell, JC (2004). Risosfäärin ja mikrobien vuorovaikutuksen purkaminen: Mahdollisuudet ja rajoitukset. Trends in Microbiology, 12 (8), 386–393.
9. Venturi, V., ja Keel, C. (2016). Merkkivalot ritsosfäärissä. Trends in Plant Science, 21 (3), 187-198.
10. Walter, N., ja Vega, O. (2007). Katsaus risosfääribakteerien hyödyllisistä vaikutuksista maaperän ravintoaineiden saatavuuteen ja kasvien ravinteiden imeytymiseen. Fac. Nal. Agr. Medellín, 60 (1), 3621–3643.