Caratteristiche della rizosfera, microbiologia e importanza

il rizosfera è la zona del suolo che circonda una radice di una pianta. Sia la biologia che la chimica del suolo sono influenzate da questa radice. Questa zona è larga circa 1 mm e non ha confine definito, è una zona influenzata dai composti essudati radicali e microrganismi che si nutrono dei composti.

Il termine rizosfera deriva dalla parola greca rhiza che significa "radice" e "sfera che significa campo di influenza". E 'stato lo scienziato tedesco Lorenz Hiltner (1904) che per primo ha descritto come "la superficie immediatamente adiacente alle radici delle leguminose che supporta elevati livelli di attività batterica."

Tuttavia, la definizione della rizosfera è evoluto come sono state scoperte altre proprietà biologiche fisiche, chimiche e. La rizosfera è fortemente influenzata dalle radici delle piante che promuovono intense attività biologiche e chimiche.

Organismi coesistenti nella rizosfera hanno una varietà di interazioni tra loro e anche con le piante. Queste interazioni possono influenzare la crescita di una vasta gamma di colture, per cui la rizosfera sono molto importanti come sostituti di fertilizzanti chimici e pesticidi.

indice

• 1 Caratteristiche della rizosfera
  • 1.1 È sottile e suddiviso in tre zone base
  • 1.2 Diversi composti vengono rilasciati nella rizosfera
  • 1.3 Cambia il pH del terreno attorno alle radici
• 2 Microbiologia
  • 2.1 Microbi benefici
  • 2.2 Microbi commensali
  • 2.3 Microbi patogeni
• 3 Importanza
  • 3.1 Attira i microrganismi benefici
  • 3.2 Offre protezione contro i microrganismi patogeni
  • 3.3 Protegge le radici dall'essiccamento
• 4 riferimenti

Caratteristiche della rizosfera

È sottile e suddiviso in tre zone base

Strutturalmente, la rizosfera è larga circa 1 mm e non ha bordi definiti. Nonostante questo, sono state descritte tre zone base nella rizosfera:

- L'endorizosfera

Consiste del tessuto della radice e comprende l'endoderma e gli strati corticali.

- Il rizoplano

È la superficie della radice, dove aderiscono particelle di terreno e microbi. Esso comprende l'epidermide, la corteccia e lo strato di polisaccaridi mucillaginose.

- L'ectorizosfera

È la parte più esterna; cioè, il terreno che è immediatamente adiacente alla radice.

In alcuni casi è possibile trovare altre importanti strati della rizosfera, come micorizosfera e rizovaina. 

Nella rizosfera vengono rilasciati diversi composti

Durante la crescita e lo sviluppo di una pianta, che producono e rilasciano una varietà di composti organici di essudazione, la secrezione e deposizione. Questo fa sì che la rizosfera sia ricca di sostanze nutritive, rispetto al resto del suolo.

Gli essudati radicali includono aminoacidi, carboidrati, zuccheri, vitamine, proteine ​​e mucillagini. Essudati agiscono come messaggeri che stimolano interazioni tra le radici e le organismi del suolo.

Cambia il pH del terreno attorno alle radici

L'ambiente rizosfera ha generalmente un pH inferiore, con meno ossigeno e più alte concentrazioni di anidride carbonica. Tuttavia, gli essudati possono rendere il terreno nella rizosfera più acida o alcalina, a seconda delle sostanze nutritive che le radici stanno prendendo terreno.

Ad esempio, quando una pianta assorbe azoto nelle molecole di ammonio, rilascia ioni idrogeno che rendono rizosfera più acido. Al contrario, quando una pianta assorbe molecole di azoto nitrato, rilascia ioni ossidrile che rendono rizosfera più alcalino.

microbiologia

Come accennato in precedenza, la rizosfera è un ambiente con un'alta densità di microrganismi di diverse specie.

Per una migliore comprensione, il microorganismmos rizosfera possono essere classificati in tre gruppi, a seconda dell'effetto sulle piante perché:

Microbi benefici

In questo gruppo sono inclusi gli enti promotori della crescita delle piante direttamente per esempio, fornendo sostanze nutritive per piante o indirettamente inibendo microbi attraverso vari meccanismi di resistenza.

Nella rizosfera c'è una costante competizione per le risorse. microbi benefici limitano il successo di patogeni con vari meccanismi: produzione di composti biostatici (che inibiscono la crescita o la riproduzione di microrganismi), competizione per micronutrienti o stimolare il sistema immunitario della pianta.

Microbi commensali

In questa categoria ci sono la maggior parte dei microbi che non danneggiano o beneficiano direttamente la pianta o l'agente patogeno. Tuttavia, è probabile che i microbi commensali influenzano in qualche misura ad altri agenti, attraverso una complessa rete di interazioni che causerebbe un effetto indiretto per l'impianto o per l'agente patogeno.

Sebbene microrganismi specifici esistere che sono in grado di proteggere (direttamente o indirettamente) contro i patogeni, l'efficienza degli impianti è largamente influenzata dal resto della comunità microbica.

Pertanto, i microrganismi commensali possono competere efficacemente con gli altri microrganismi che esercitano un effetto indiretto sulla pianta.

Microbi patogeni

Una vasta gamma di agenti patogeni trasmessi dal suolo può influire sulla salute delle piante. Prima dell'infezione, questi microbi nocivi competono con molti altri microbi nella rizosfera per nutrienti e spazio. Nematodi e funghi sono i due principali gruppi di agenti patogeni vegetali trasmessi dal suolo.

Nei climi temperati, funghi patogeni e nematodi sono agronomicamente più importanti dei batteri patogeni, sebbene alcuni generi batterici (Pectobacterium, Ralstonia) può causare notevoli danni economici ad alcune colture.

I virus possono anche infettare le piante attraverso le radici, ma richiedono vettori come nematodi o funghi per entrare nel tessuto radicale.

importanza

Attrae i microrganismi benefici

Gli alti livelli di umidità e nutrienti nella rizosfera attraggono un numero molto maggiore di microrganismi rispetto ad altre parti del suolo.

Alcuni dei composti secreti nella rizosfera promuovono l'insediamento e la proliferazione di popolazioni microbiche, molto più elevate rispetto al resto del suolo. Questo fenomeno è noto come effetto rizosfera.

Offre protezione contro i microrganismi patogeni

Le cellule delle radici sono sotto attacco continuo di microrganismi, motivo per cui hanno meccanismi di protezione che garantiscono la loro sopravvivenza.

Questi meccanismi includono la secrezione di proteine ​​di difesa e altre sostanze chimiche antimicrobiche. È stato determinato che gli essudati nella rizosfera variano in base agli stadi della crescita delle piante. 

Protegge le radici dall'essiccamento

Diversi studi suggeriscono che il suolo della rizosfera è significativamente più umido rispetto al resto del suolo, il che aiuta a proteggere le radici dall'asciugarsi.

Gli essudati rilasciati dalle radici di notte permettono l'espansione delle radici nel terreno. Quando il sudore viene ripreso con la luce del giorno, gli essudati iniziano ad asciugarsi e aderiscono alle particelle del suolo nella rizosfera. Quando il terreno si asciuga e il suo potenziale idraulico diminuisce, gli essudati perdono acqua nel terreno.

riferimenti

1. Berendsen, R. L., Pieterse, C.M. J., & Bakker, P. A. H. M. (2012). Il microbioma della rizosfera e la salute delle piante. Tendenze nella scienza delle piante, 17(8), 478-486.
2. Bonkowski, M., Cheng, W., Griffiths, B.S., Alphei, J., & Scheu, S. (2000). Interazioni microbico-faunistiche nella rizosfera ed effetti sulla crescita delle piante. European Journal of Soil Biology, 36(3-4), 135-147.
3. Brink, S.C. (2016). Sbloccare i segreti della rizosfera. Tendenze nella scienza delle piante, 21(3), 169-170.
4. Deshmukh, P., & Shinde, S. (2016). Ruolo benefico della rizosfera Mycoflora nel campo dell'agricoltura: una panoramica. International Journal of Science and Reasearch, 5(8), 529-533.
5. Mendes, R., Garbeva, P., & Raaijmakers, J. M. (2013). Il microbioma della rizosfera: significato di microrganismi patogeni di origine vegetale benefica, fitopatogenica e umana. Recensioni su microbiologia FEMS, 37(5), 634-663.
6. Philippot, L., Raaijmakers, J. M., Lemanceau, P., e Van Der Putten, W. H. (2013). Tornando alle radici: l'ecologia microbica della rizosfera. Nature Reviews Microbiology, 11(11), 789-799.
7. Prashar, P., Kapoor, N., & Sachdeva, S. (2014). Rhizosphere: sua struttura, diversità batterica e significato. Recensioni in Scienze Ambientali e Biotecnologie, 13(1), 63-77.
8. Singh, B.K., Millard, P., Whiteley, A.S., e Murrell, J.C. (2004). Svelare le interazioni rizosfera-microbico: opportunità e limiti. Tendenze in microbiologia, 12(8), 386-393.
9. Venturi, V., & Keel, C. (2016). Segnalazione nella rizosfera. Tendenze nella scienza delle piante, 21(3), 187-198.
10. Walter, N., & Vega, O. (2007). Una rassegna sugli effetti benefici dei batteri della rizosfera sulla disponibilità di nutrienti del suolo e sull'assunzione di nutrienti delle piante. Fac. Nal. Agr. Medellin, 60(1), 3621-3643.