Ciri-ciri Rhizosphere, Mikrobiologi dan Kepentingan



The rhizosphere adalah zon tanah yang mengelilingi akar tumbuhan. Kedua-dua biologi dan kimia tanah dipengaruhi oleh akar ini. Kawasan ini adalah lebih kurang 1 mm dan tidak mempunyai kelebihan yang jelas, ia adalah kawasan yang dipengaruhi oleh sebatian yang dipancarkan oleh akar dan oleh mikroorganisma yang memakan sebatian.

Istilah rhizosphere berasal dari perkataan Yunani rhiza yang bermaksud "akar", dan "sfera yang bermaksud bidang pengaruh". Ia adalah ahli sains Jerman Lorenz Hiltner (1904) yang menggambarkannya buat kali pertama sebagai "zon tanah dengan serta-merta bersebelahan dengan akar kacang-kacangan yang menyokong tahap aktiviti bakteria yang tinggi".

Walau bagaimanapun, takrif rhizosfera telah berkembang kerana sifat fizikal, kimia dan biologi lain telah ditemui. Rhizosphere sangat dipengaruhi oleh akar tumbuhan yang mempromosikan aktiviti biologi dan kimia yang sengit.

Organisma yang wujud bersama dalam rhizosphere membentangkan pelbagai interaksi di antara mereka dan juga dengan tumbuh-tumbuhan. Interaksi ini boleh menjejaskan pertumbuhan pelbagai tanaman, sebab itu rhizospheres sangat penting sebagai pengganti untuk baja kimia dan racun perosak.

Indeks

  • 1 Ciri-ciri rhizosphere
    • 1.1 Ia adalah nipis dan dibahagikan kepada tiga zon asas
    • 1.2 Sebatian yang berbeza dikeluarkan di rhizosfera
    • 1.3 Mengubah pH tanah di sekitar akarnya
  • 2 Mikrobiologi
    • 2.1 Mikrob bermanfaat
    • 2.2 mikrob komensal
    • 2.3 mikrob patogen
  • 3 Kepentingan
    • 3.1 Menarik mikroorganisma yang bermanfaat
    • 3.2 Menawarkan perlindungan terhadap mikroorganisma patogen
    • 3.3 Melindungi akar dari pengeringan
  • 4 Rujukan

Ciri-ciri rhizosphere

Ia nipis dan dibahagikan kepada tiga zon asas

Secara strukturnya, rhizosfera adalah kira-kira 1 mm dan tidak mempunyai tepi yang jelas. Walaupun demikian, tiga kawasan asas dalam rhizosphere telah dijelaskan:

- Endorizosfera

Ia terdiri daripada tisu akar dan termasuk lapisan endodermis dan kortikal.

- The rhizoplane

Ia adalah permukaan akar, di mana zarah-zarah tanah dan mikroba dipatuhi. Ia terbentuk oleh epidermis, kerak dan lapisan polisakarida mucilaginous.

- Ektorizosphere

Ia adalah bahagian paling luar; iaitu tanah yang bersebelahan dengan akar.

Dalam beberapa kes, anda boleh mencari lapisan rhizospherik yang penting, seperti mycorhizosphere dan rhizovaine.

Di dalam rhizosphere, sebatian yang berbeza dikeluarkan

Semasa pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan, pelbagai sebatian organik dihasilkan dan dikeluarkan oleh eksudan, rembesan dan pemendapan. Ini menyebabkan rhizosphere menjadi kaya dengan nutrien, berbanding dengan tanah yang lain.

Exudates akar termasuk asid amino, karbohidrat, gula, vitamin, mucilages dan protein. Exudates bertindak sebagai utusan yang merangsang interaksi antara akar dan organisme yang mendiami tanah.

Mengubah pH tanah di sekeliling akarnya

Persekitaran rhizosphere umumnya mempunyai pH yang lebih rendah, dengan kurang oksigen dan kepekatan karbon dioksida yang lebih tinggi. Walau bagaimanapun, eksudat dapat membuat tanah di rhizosfera lebih berasid atau beralkali, bergantung pada nutrien yang diambil akar dari tanah.

Sebagai contoh, apabila tumbuhan menyerap nitrogen dalam molekul ammonium, ia mengeluarkan ion hidrogen yang akan menjadikan rhizosphere lebih berasid. Sebaliknya, apabila tumbuhan menyerap nitrogen dalam molekul nitrat, ia mengeluarkan ion hidroksil yang menjadikan rhizosphere lebih beralkali.

Mikrobiologi

Seperti yang disebutkan di atas, rhizosphere adalah persekitaran yang mempunyai kepadatan tinggi mikroorganisma pelbagai spesies.

Untuk pemahaman yang lebih baik, mikroorganisma rhizosphere boleh diklasifikasikan kepada tiga kumpulan besar, bergantung kepada kesan yang menyebabkan tumbuhan:

Mikrob bermanfaat

Kumpulan ini termasuk organisma yang mempromosikan pertumbuhan tumbuhan secara langsung - contohnya, dengan menyediakan nutrien yang diperlukan untuk tumbuhan - atau secara tidak langsung, dengan menghalang mikroba berbahaya melalui pelbagai mekanisme rintangan.

Dalam rhizosphere terdapat persaingan yang berterusan untuk sumber. mikrob berfaedah menghadkan kejayaan patogen dengan pelbagai mekanisme: pengeluaran sebatian biostatik (yang menghalang pertumbuhan atau pembiakan mikroorganisma), persaingan untuk mikronutrien atau merangsang sistem imun tumbuhan.

Mikrob komensal

Dalam kategori ini kebanyakannya adalah mikroba yang tidak membahayakan atau secara langsung memberi manfaat kepada tumbuhan atau patogen. Walau bagaimanapun, kemungkinan bahawa mikrofon komensal mempengaruhi tahap tertentu mikroorganisma lain, melalui rangkaian interaksi kompleks yang akan menyebabkan kesan tidak langsung pada tumbuhan atau patogen.

Walaupun terdapat mikroorganisma tertentu yang mampu melindungi tumbuhan (secara langsung atau tidak langsung) terhadap patogen, keberkesanannya sebahagian besarnya dipengaruhi oleh seluruh komuniti mikroba.

Oleh itu, mikroorganisma commensal boleh bersaing dengan mikroorganisma yang lain dengan memberi kesan tidak langsung ke atas tumbuhan.

Mikrob patogen

Pelbagai patogen yang dipancarkan oleh tanah boleh menjejaskan kesihatan tumbuhan. Sebelum jangkitan, mikroba berbahaya ini bersaing dengan banyak mikroba lain dalam rhizosphere untuk nutrien dan ruang. Nematoda dan kulat adalah dua kumpulan utama patogen tumbuhan yang dihantar oleh tanah.

Di iklim yang sederhana, kulat dan nematoda patogen adalah lebih agronomis daripada bakteria patogen, walaupun beberapa genera bakteria (Pectobacterium, Ralstonia) boleh menyebabkan kerosakan ekonomi yang besar kepada beberapa tanaman.

Virus juga boleh menjangkiti tumbuh-tumbuhan melalui akar, tetapi memerlukan vektor seperti nematoda atau kulat untuk memasuki tisu akar.

Kepentingan

Menarik mikroorganisma bermanfaat

Kelembapan dan nutrien yang tinggi dalam rhizosphere menarik lebih banyak mikroorganisma daripada bahagian lain tanah.

Beberapa sebatian yang dirembeskan dalam rhizosphere mempromosikan penubuhan dan penyebaran populasi mikrob, jauh lebih tinggi berbanding dengan tanah yang lain. Fenomena ini dikenali sebagai kesan rhizosfera.

Menawarkan perlindungan terhadap mikroorganisma patogen

Sel-sel akar berada di bawah serangan mikroorganisma yang berterusan, sebab itulah mereka mempunyai mekanisme perlindungan yang menjamin kelangsungan hidup mereka.

Mekanisme ini termasuk rembesan protein pertahanan dan bahan kimia antimikrob lain. Telah ditentukan bahawa exudates dalam rhizosphere berbeza-beza mengikut peringkat pertumbuhan tumbuhan.

Melindungi akar dari pengeringan

Beberapa kajian mencadangkan bahawa tanah rhizosphere adalah jauh lebih lembap berbanding seluruh tanah, yang membantu melindungi akar pengeringan.

Ekstrak yang dikeluarkan oleh akar pada waktu malam membolehkan pengembangan akar di dalam tanah. Apabila peluh dilanjutkan di siang hari, eksudat mula kering dan mematuhi zarah-zarah tanah dalam rhizosfera. Oleh kerana tanah kering dan potensi hidraulik berkurangan, eksudat kehilangan air di dalam tanah.

Rujukan

  1. Berendsen, R. L., Pieterse, C.M. J., & Bakker, P. A. H. M. (2012). Mikrobiologi rhizosphere dan kesihatan tumbuhan. Trend dalam Sains Tanaman, 17(8), 478-486.
  2. Bonkowski, M., Cheng, W., Griffiths, B.S., Alphei, J., & Scheu, S. (2000). Interaksi mikroba-fauna dalam rhizosphere dan kesan pertumbuhan tumbuhan. Jurnal Eropah Biologi Tanah, 36(3-4), 135-147.
  3. Brink, S.C. (2016). Membuka kunci Rahsia Rhizosphere. Trend dalam Sains Tanaman, 21(3), 169-170.
  4. Deshmukh, P., & Shinde, S. (2016). Peranan bermanfaat Rhizosphere Mycoflora dalam Bidang Pertanian: Gambaran Keseluruhan. Jurnal Antarabangsa Sains dan Kajian semula, 5(8), 529-533.
  5. Mendes, R., Garbeva, P., & Raaijmakers, J. M. (2013). Mikrobiom rhizosphere: Kepentingan tumbuhan yang bermanfaat, tumbuhan patogen, dan mikroorganisma patogenik manusia. Kajian FEMS Mikrobiologi, 37(5), 634-663.
  6. Philippot, L., Raaijmakers, J. M., Lemanceau, P., & Van Der Putten, W. H. (2013). Kembali ke akar: Ekologi mikroba dari rhizosphere. Ulasan Alam Mikrobiologi, 11(11), 789-799.
  7. Prashar, P., Kapoor, N., & Sachdeva, S. (2014). Rhizosphere: Strukturnya, kepelbagaian bakteria dan pentingnya. Ulasan dalam Sains Alam Sekitar dan Bioteknologi, 13(1), 63-77.
  8. Singh, B.K., Millard, P., Whiteley, A.S., & Murrell, J.C. (2004). Membebaskan interaksi rhizosphere-mikrob: Peluang dan batasan. Trend Mikrobiologi, 12(8), 386-393.
  9. Venturi, V., & Keel, C. (2016). Isyarat dalam Rhizosphere. Trend dalam Sains Tanaman, 21(3), 187-198.
  10. Walter, N., & Vega, O. (2007). Kajian mengenai kesan positif bakteria rhizosphere terhadap ketersediaan nutrien tanah dan pengambilan nutrien tumbuhan. Fac. Nal. Agr. Medellin, 60(1), 3621-3643.