خصائص ريزوسفير وعلم الأحياء الدقيقة وأهميته

ال ريزوسفير هي منطقة التربة التي تحيط جذر النبات. كل من البيولوجيا وكيمياء التربة تتأثر بهذا الجذر. هذه المنطقة بعرض 1 ملم تقريبًا وليس لها حافة محددة ، وهي منطقة تتأثر بالمركبات المنبثقة بالجذر والكائنات الحية الدقيقة التي تتغذى على المركبات.

مصطلح rhizosphere مشتق من الكلمة اليونانية rhiza وهو ما يعني "الجذر" ، و "الكرة التي تعني مجال التأثير". كان العالم الألماني لورينز هيلتنر (1904) هو الذي وصفها لأول مرة بأنها "منطقة تربة مجاورة مباشرة لجذور البقوليات التي تدعم مستويات عالية من النشاط البكتيري".

ومع ذلك ، فإن تعريف جذور الأرض قد تطور كما تم اكتشاف الخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية الأخرى. يتأثر جذور الغلاف الجوي بشدة بجذور النباتات التي تعزز الأنشطة البيولوجية والكيميائية المكثفة.

الكائنات الحية التي تتعايش في جذور الأرض تقدم مجموعة متنوعة من التفاعلات بينها وكذلك مع النباتات. يمكن أن تؤثر هذه التفاعلات على نمو مجموعة واسعة من المحاصيل ، وهذا هو السبب في أهمية جذور الفوسفات كبدائل للأسمدة الكيماوية والمبيدات الحشرية.

مؤشر

• 1 خصائص الجذور
  • 1.1 وهي رقيقة وتنقسم إلى ثلاث مناطق أساسية
  • 1.2 يتم إطلاق مركبات مختلفة في الجذور
  • 1.3 تغيير درجة الحموضة في التربة حول الجذور
• 2 علم الأحياء الدقيقة
  • 2.1 الميكروبات المفيدة
  • 2.2 الميكروبات المشتركة
  • 2.3 الميكروبات المسببة للأمراض
• 3 الأهمية
  • 3.1 يجذب الكائنات الحية الدقيقة المفيدة
  • 3.2 يوفر الحماية ضد الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض
  • 3.3 يحمي الجذور من الجفاف
• 4 المراجع

خصائص الجذور

انها رقيقة وتنقسم إلى ثلاث مناطق أساسية

من الناحية الهيكلية ، يبلغ عرض الجذور حوالي 1 ملم وليس له حواف محددة. على الرغم من ذلك ، فقد تم وصف ثلاث مناطق أساسية في منطقة الجذور:

- و endorizosphere

وهو يتألف من أنسجة الجذر ويتضمن البشرة الداخلية والطبقات القشرية.

- ريزوبلين

إنه سطح الجذر ، حيث تلتصق جزيئات التربة والميكروبات. يتكون من البشرة والقشرة وطبقة السكاريد المخاطية.

- ectizosphere

إنه الجزء الخارجي. أي التربة المجاورة مباشرة للجذر.

في بعض الحالات ، يمكنك العثور على طبقات ريزوسفيرية مهمة أخرى ، مثل الميكورزوسفير والريزوفين.

في الجذور ، يتم إطلاق مركبات مختلفة

أثناء نمو النبات وتطويره ، يتم إنتاج وإطلاق مجموعة متنوعة من المركبات العضوية عن طريق الإفراز والإفراز والترسب. يؤدي هذا إلى أن يكون ريزوسفير غنيًا بالعناصر الغذائية ، مقارنةً ببقية التربة.

تشمل إفرازات الجذر الأحماض الأمينية والكربوهيدرات والسكريات والفيتامينات والصمغيات والبروتينات. الافرازات بمثابة رسل التي تحفز التفاعلات بين الجذور والكائنات الحية التي تعيش في التربة.

يغير الرقم الهيدروجيني للتربة حول الجذور

تحتوي بيئة الغلاف الجذري بشكل عام على درجة حموضة أقل ، مع وجود كمية أقل من الأكسجين وتركيزات أعلى من ثاني أكسيد الكربون. ومع ذلك ، فإن الإفرازات يمكن أن تجعل التربة في ريزوسفير أكثر حمضية أو قلوية ، وهذا يتوقف على العناصر الغذائية التي تأخذها الجذور من التربة..

على سبيل المثال ، عندما يمتص النبات النيتروجين في جزيئات الأمونيوم ، فإنه يطلق أيونات الهيدروجين التي ستجعل ريزوسفير أكثر حمضية. في المقابل ، عندما يمتص النبات النيتروجين في جزيئات النترات ، فإنه يطلق أيونات الهيدروكسيل التي تجعل منطقة ريزوسفير أكثر قلوية.

علم الاحياء المجهري

كما ذكرنا أعلاه ، فإن ريزوسفير هو بيئة ذات كثافة عالية من الكائنات الحية الدقيقة من الأنواع المختلفة.

لفهم أفضل ، يمكن تصنيف الكائنات الحية الدقيقة في الجذور إلى ثلاث مجموعات كبيرة ، اعتمادًا على التأثير الذي تسببه على النباتات:

الميكروبات المفيدة

تشمل هذه المجموعة الكائنات الحية التي تعزز نمو النبات بشكل مباشر - على سبيل المثال ، من خلال توفير العناصر الغذائية اللازمة للنبات - أو بشكل غير مباشر ، عن طريق تثبيط الميكروبات الضارة من خلال آليات مختلفة للمقاومة.

في الجذور هناك تنافس مستمر على الموارد. تحد الميكروبات المفيدة من مسببات الأمراض بعدة آليات: إنتاج المركبات الأحيائية (التي تمنع نمو أو تكاثر الكائنات الحية الدقيقة) ، أو المنافسة على المغذيات الدقيقة أو تحفيز الجهاز المناعي للنبات..

الميكروبات المشتركة

يوجد في هذه الفئة معظم الميكروبات التي لا تضر بالنباتات أو العوامل الممرضة أو تفيدها بشكل مباشر. ومع ذلك ، فمن المحتمل أن تؤثر الميكروبات المتعاقدة إلى حد ما على أي كائن حي دقيق آخر ، من خلال شبكة معقدة من التفاعلات التي قد تسبب تأثيرًا غير مباشر على النبات أو الممرض.

على الرغم من وجود كائنات دقيقة محددة قادرة على حماية النبات (بشكل مباشر أو غير مباشر) من مسببات الأمراض ، إلا أن فعاليتها تتأثر إلى حد كبير بباقي مجتمع الميكروبات.

وهكذا ، يمكن أن تتنافس الكائنات الحية الدقيقة بالتساوي بفعالية مع الكائنات الحية الدقيقة الأخرى التي تمارس تأثيراً غير مباشر على النبات.

الميكروبات المسببة للأمراض

يمكن أن تؤثر مجموعة واسعة من مسببات الأمراض التي تنتقل عن طريق التربة على صحة النباتات. قبل العدوى ، تتنافس هذه الميكروبات الضارة مع العديد من الميكروبات الأخرى في منطقة ريزوسفير على العناصر الغذائية والفضاء. الديدان الخيطية والفطريات هي مجموعتين رئيسيتين من مسببات الأمراض النباتية التي تنتقل عن طريق التربة.

في المناخات المعتدلة ، تكون الفطريات المسببة للأمراض والديدان الخيطية أكثر أهمية من الناحية الاقتصادية من البكتيريا المسببة للأمراض ، على الرغم من أن بعض الأجناس البكتيرية (بكتوبتيريوم ، رالستونيا) يمكن أن يسبب أضرارا اقتصادية كبيرة لبعض المحاصيل.

يمكن للفيروسات أيضًا أن تصيب النباتات من خلال الجذور ، ولكنها تتطلب ناقلات مثل الديدان الخيطية أو الفطريات لدخول أنسجة الجذر..

أهمية

يجذب الكائنات الحية الدقيقة المفيدة

تجذب مستويات عالية من الرطوبة والمواد الغذائية في جذور الأرض عددًا أكبر بكثير من الكائنات الحية الدقيقة من الأجزاء الأخرى من التربة.

بعض المركبات التي يتم إفرازها في جذور الغلاف الجوي تعزز إنشاء وانتشار المجموعات الميكروبية ، وهي نسبة أعلى بكثير مقارنة ببقية التربة. تُعرف هذه الظاهرة باسم تأثير الجذور.

يوفر الحماية ضد الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض

تتعرض خلايا الجذور لهجوم مستمر من الكائنات الحية الدقيقة ، ولهذا السبب تمتلك آليات حماية تضمن بقائها.

وتشمل هذه الآليات إفراز بروتينات الدفاع وغيرها من المواد الكيميائية المضادة للميكروبات. تم تحديد أن الإفرازات في جذور الأرض تختلف باختلاف مراحل نمو النبات.

يحمي الجذور من الجفاف

تشير العديد من الدراسات إلى أن تربة الجذوروسفيرية أكثر رطوبة بكثير من بقية التربة ، مما يساعد على حماية جذور التجفيف.

الإفرازات الصادرة عن الجذور في الليل تسمح بتوسيع الجذور في التربة. عندما يستأنف العرق في وضح النهار ، تبدأ الافرازات في التجفيف والتمسك بجزيئات التربة في الجذور. عندما تجف التربة وتنخفض إمكاناتها الهيدروليكية ، تفقد الإفرازات الماء في التربة.

مراجع

1. Berendsen، R. L.، Pieterse، C.M. J.، & Bakker، P. A. H. M. (2012). الميكروبيوم الجذري وصحة النبات. الاتجاهات في علم النبات, 17(8) ، 478-486.
2. Bonkowski، M.، Cheng، W.، Griffiths، B.S.، Alphei، J.، & Scheu، S. (2000). تفاعلات الميكروبات - الحيوانات في جذور الأرض وتأثيراتها على نمو النبات. المجلة الأوروبية لبيولوجيا التربة, 36(3-4) ، 135-147.
3. برينك ، س. س. (2016). فتح أسرار الريزوسفير. الاتجاهات في علم النبات, 21(3) ، 169-170.
4. Deshmukh، P.، & Shinde، S. (2016). الدور المفيد للريوسفوسف الميكوفلورا في مجال الزراعة: نظرة عامة. المجلة الدولية للعلوم والبحوث, 5(8) ، 529-533.
5. Mendes، R.، Garbeva، P.، & Raaijmakers، J. M. (2013). الميكروبيوم الجذري: أهمية الكائنات الحية الدقيقة المفيدة للنبات ، المسببة للأمراض النباتية ، والإنسان. مراجعات علم الأحياء الدقيقة, 37(5) ، 634-663.
6. Philippot، L.، Raaijmakers، J. M.، Lemanceau، P.، & Van Der Putten، W. H. (2013). بالعودة إلى الجذور: البيئة الميكروبية في الجذور. مراجعات الطبيعة, 11(11) ، 789-799.
7. Prashar، P.، Kapoor، N.، & Sachdeva، S. (2014). ريزوسفير: هيكله وتنوعه البكتيري وأهميته. الاستعراضات في العلوم البيئية والتكنولوجيا الحيوية, 13(1) ، 63-77.
8. Singh، B.K.، Millard، P.، Whiteley، A.S. & & Murrell، J.C. (2004). كشف تفاعلات الجذور والميكروبات: الفرص والقيود. الاتجاهات في علم الأحياء المجهرية, 12(8) ، 386-393.
9. Venturi، V.، & Keel، C. (2016). الإشارة في ريزوسفير. الاتجاهات في علم النبات, 21(3) ، 187-198.
10. Walter، N.، & Vega، O. (2007). مراجعة للتأثيرات المفيدة لبكتيريا ريزوسفير على توافر مغذيات التربة واستيعاب المغذيات النباتية. ف. نال والآلات. ميديلين, 60(1) ، 3621-3643.