RIZOFERA: ZNAČILNOSTI, MIKROBIOLOGIJA IN POMEN - BIOLOGIJA - 2026

Rizosferi je pas zemlje, ki obdaja koren rastline. Na to korenino vplivata biologija in kemija tal. To območje je široko približno 1 mm in nima določene meje, gre za območje, na katerega vplivajo spojine, izločene s korenino, in mikroorganizmi, ki se hranijo s spojinami.

Izraz rizofera izhaja iz grške besede rhiza, ki pomeni "koren" in "sfera, ki pomeni polje vpliva." Prvi nemški znanstvenik Lorenz Hiltner (1904) ga je označil za "območje zemlje, ki je takoj ob koreninah stročnic, ki podpira visoko stopnjo bakterijske aktivnosti."

Sestava rizosfere

Vendar se je definicija rizofere razvila, ko so bile odkrite druge fizikalne, kemijske in biološke lastnosti. Na rizosfero močno vplivajo korenine rastlin, ki spodbujajo intenzivne biološke in kemične aktivnosti.

Organizmi, ki obstajajo v rizosferi, kažejo različne interakcije med seboj in z rastlinami. Te medsebojne vplive lahko vplivajo na rast širokega spektra poljščin, zato so rizosfere zelo pomembne kot nadomestki za kemična gnojila in pesticide.

Značilnosti rizosfere

Je tanek in je razdeljen na tri osnovne cone

Strukturno je rizofera široka približno 1 mm in nima ostrih robov. Kljub temu so bile v rizosferi opisane tri osnovne cone:

- Endorizosfera

Sestavljen je iz koreninskega tkiva in vključuje endodermis in kortikalne plasti.

- Rizoplana

Je površina korena, kjer se držijo delci zemlje in mikrobi. Sestavljajo ga povrhnjica, skorja in plast sluzavih polisaharidov.

- Ektorizosfera

Je najbolj skrajni del; to je tla, ki je takoj ob korenu.

V nekaterih primerih lahko najdemo tudi druge pomembne sloje rizosfere, kot sta mikorizfera in rizovain.

V rizosferi se sproščajo različne spojine

Med rastjo in razvojem rastline se z izlivanjem, izločanjem in odlaganjem proizvajajo različne organske spojine. Zaradi tega je rizofera bogata s hranili v primerjavi s preostalimi tlemi.

Koreninski eksudati vključujejo aminokisline, ogljikove hidrate, sladkorje, vitamine, sluz in beljakovine. Eksudati delujejo kot glasniki, ki spodbujajo interakcije med koreninami in organizmi, ki naseljujejo tla.

Spremeni pH zemlje okoli korenin

Okolje rizfere ima na splošno nižji pH, z manj kisika in višjimi koncentracijami ogljikovega dioksida. Vendar pa lahko eksudati naredijo zemljo v rizosferi bolj kislo ali alkalno, odvisno od hranil, ki jih korenine odvzamejo iz zemlje.

Na primer, ko rastlina absorbira dušik v amonijeve molekule, sprošča vodikove ione, ki bodo rizosfero naredili bolj kislo. V nasprotju s tem, ko rastlina absorbira dušik v molekule nitratov, sprošča hidroksilne ione, zaradi katerih je rizosfera bolj alkalna.

Mikrobiologija

Kot že omenjeno, je rizofera okolje z visoko gostoto mikroorganizmov različnih vrst.

Za boljše razumevanje lahko mikroorganizme rizosfere razvrstimo v tri velike skupine glede na učinek, ki ga povzročajo na rastline:

Koristni mikrobi

V to skupino spadajo organizmi, ki pospešujejo rast rastlin - na primer tako, da rastlini zagotavljajo potrebna hranila - ali posredno in z različnimi mehanizmi odpornosti zavirajo škodljive mikrobe.

V rizosferi je nenehna konkurenca za vire. Koristni mikrobi omejujejo uspeh patogenov z več mehanizmi: proizvodnjo biostatičnih spojin (ki zavirajo rast ali množenje mikroorganizmov), konkurenco za mikrohranila ali s spodbujanjem rastlinskega imunskega sistema.

Komenzalni mikrobi

V tej kategoriji je večina mikrobov, ki rastlini ali povzročitelju ne škodujejo ali ne koristijo. Vendar pa lahko komenzalni mikrobi do neke mere vplivajo na kateri koli drug mikroorganizem s pomočjo zapletene mreže interakcij, ki bi posredno vplivale na rastlino ali patogen.

Čeprav obstajajo specifični mikroorganizmi, ki lahko rastlino (neposredno ali posredno) zaščitijo pred patogeni, na njihovo učinkovitost v veliki meri vpliva preostala mikrobna skupnost.

Komenzalni mikroorganizmi lahko tako učinkovito konkurirajo drugim mikroorganizmom in tako posredno vplivajo na rastlino.

Patogeni mikrobi

Na zdravje rastlin lahko vpliva široka paleta patogenov, ki jih prenašajo tla. Pred okužbo ti škodljivi mikrobi tekmujejo z mnogimi drugimi mikrobi v rizosferi za hranila in vesolje. Nematode in glive so dve glavni skupini rastlinskih patogenov.

V zmernem podnebju so patogene glive in ogorčice agronomsko pomembnejše od patogenih bakterij, čeprav nekatere bakterijske rodove (Pectobacterium, Ralstonia) lahko povzročijo znatno gospodarsko škodo na nekaterih kulturah.

Virusi lahko okužijo tudi rastline skozi korenine, vendar potrebujejo vektorje, kot so ogorčice ali glive, da vstopijo v koreninsko tkivo.

Pomen

Privablja koristne mikroorganizme

Visoka vsebnost vlage in hranilnih snovi v rizosferi pritegne veliko večje število mikroorganizmov kot drugi deli tal.

Nekatere spojine, izločene v rizosfero, spodbujajo ustanavljanje in širjenje mikrobne populacije, veliko višje v primerjavi s preostalimi tlemi. Ta pojav je znan kot učinek rizfere.

Ponuja zaščito pred patogenimi mikroorganizmi

Koreninske celice so pod stalnim napadom mikroorganizmov, zato imajo zaščitne mehanizme, ki zagotavljajo njihovo preživetje.

Ti mehanizmi vključujejo izločanje obrambnih beljakovin in drugih protimikrobnih kemikalij. Ugotovljeno je bilo, da se eksudati v rizosferi razlikujejo glede na stopnje rasti rastline.

Ščiti korenine pred izsušitvijo

Številne študije kažejo, da so tla v rizosferi bistveno bolj vlažna kot ostala tla, kar pomaga zaščititi korenine pred izsušitvijo.

Eksudati, ki jih korenine sproščajo ponoči, omogočajo širjenje korenin v tleh. Ko se znopljenje ponovi pri dnevni svetlobi, se eksudati začnejo izsuševati in se oprijemajo delcev zemlje v rizosferi. Ko se tla sušijo in se njen hidravlični potencial zmanjšuje, eksudati izgubljajo vodo do tal.

Reference

1. Berendsen, RL, Pieterse, CMJ, & Bakker, PAHM (2012). Rizosferski mikrobiom in zdravje rastlin. Trendi v rastlinski znanosti, 17 (8), 478–486.
2. Bonkowski, M., Cheng, W., Griffiths, BS, Alphei, J., & Scheu, S. (2000). Mikrobno-favne interakcije v rizosferi in učinki na rast rastlin. European Journal of Soil Biology, 36 (3-4), 135-147.
3. Brink, SC (2016). Odklepanje skrivnosti Rizosfere. Trendi v rastlinski znanosti, 21 (3), 169–170.
4. Deshmukh, P., & Shinde, S. (2016). Blagodejna vloga mikoflore rizfere v kmetijstvu: pregled. International Journal of Science and Reasearch, 5 (8), 529–533.
5. Mendes, R., Garbeva, P., & Raaijmakers, JM (2013). Mikrobiom rizfere: Pomen rastlinskih koristnih, rastlinskih patogenih in človeških patogenih mikroorganizmov. FEMS Microbiology Reviews, 37 (5), 634–663.
6. Philippot, L., Raaijmakers, JM, Lemanceau, P., & Van Der Putten, WH (2013). Vrnitev h koreninam: mikrobna ekologija rizosfere. Nature Nature Microbiology, 11 (11), 789–799.
7. Prashar, P., Kapoor, N., & Sachdeva, S. (2014). Rizofera: Njegova struktura, raznolikost in pomen bakterij. Recenzije v znanosti o okolju in biotehnologiji, 13 (1), 63–77.
8. Singh, BK, Millard, P., Whiteley, AS in Murrell, JC (2004). Razplet interakcij med rizfero in mikrobiodi: priložnosti in omejitve. Trendi v mikrobiologiji, 12 (8), 386–393.
9. Venturi, V., & Keel, C. (2016). Signalizacija v rizosferi. Trendi v rastlinski znanosti, 21 (3), 187–198.
10. Walter, N., & Vega, O. (2007). Pregled koristnih učinkov bakterij rizosfere na razpoložljivost hranil v tleh in vnos rastlinskih hranil. Proti Nal Agr Medellín, 60 (1), 3621–3643.