RIZOSFERA: CARACTERÍSTIQUES, MICROBIOLOGIA I IMPORTÀNCIA - BIOLOGIA - 2025

La rizosfera és la zona de sòl que envolta una arrel d'una planta. Tant la biologia com la química de terra estan influenciades per aquesta arrel. Aquesta zona té aproximadament 1 mm d'ample i no té vora definit, es tracta d'una àrea influenciada per compostos exsudats per l'arrel i per microorganismes que s'alimenten dels compostos.

El terme rizosfera es deriva de la paraula grega rhiza que significa «arrel», i «esfera que significa camp d'influència». Va ser el científic alemany Lorenz Hiltner (1904) qui la va descriure per primera vegada com «la zona de sòl immediatament adjacent a les arrels de lleguminoses que suporta alts nivells d'activitat bacteriana».

Composició de la rizosfera

No obstant això, la definició de la rizosfera ha anat evolucionant a mesura que s'han anat descobrint altres propietats físiques, químiques i biològiques. La rizosfera està altament influenciada per les arrels de les plantes que promouen intenses activitats biològiques i químiques.

Els organismes que coexisteixen en la rizosfera presenten una varietat d'interaccions entre ells i també amb les plantes. Aquestes interaccions poden afectar el creixement d'una àmplia gamma de cultius, per la qual cosa les rizosferas són molt importants com a substituts de fertilitzants i pesticides químics.

Característiques de la rizósfera

És prima i es subdivideix en tres zones bàsiques

Estructuralment, la rizosfera mesura aproximadament 1 mm d'ample i no té vores definides. Malgrat això, s'han descrit tres zones bàsiques en la rizosfera:

- La endorizosfera

Consisteix en el teixit de l'arrel i inclou l'endodermis i les capes corticals.

- El rizoplano

És la superfície de l'arrel, on s'adhereixen les partícules de terra i els microbis. Està formada per l'epidermis, l'escorça i la capa de polisacàrids mucilaginosos.

- La ectorizosfera

És la part més externa; és a dir, el sòl que es troba immediatament adjacent a l'arrel.

En alguns casos es poden trobar altres capes rizosféricas importants, com la micorizosfera i la rizovaina.

A la rizosfera s'alliberen diferents compostos

Durant el creixement i el desenvolupament d'una planta, es produeixen i alliberen una varietat de compostos orgànics mitjançant exsudació, secreció i deposició. Això causa que la rizosfera sigui rica en nutrients, en comparació amb la resta de terra.

Els exsudats de l'arrel inclouen aminoàcids, carbohidrats, sucres, vitamines, mucílags i proteïnes. Els exsudats actuen com a missatgers que estimulen les interaccions entre les arrels i els organismes que habiten el sòl.

Canvia el pH de terra al voltant de les arrels

L'ambient de la rizosfera generalment té un pH més baix, amb menys oxigen i majors concentracions de diòxid de carboni. No obstant això, els exsudats poden fer que el sòl en la rizosfera sigui més àcid o alcalí, depenent dels nutrients que les arrels estan prenent de terra.

Per exemple, quan una planta absorbeix nitrogen en molècules d'amoni, allibera ions d'hidrogen que faran que la rizosfera sigui més àcida. En contrast, quan una planta absorbeix nitrogen en molècules de nitrat, allibera ions hidroxil que fan que la rizosfera sigui més alcalina.

Microbiologia

Com es va esmentar anteriorment, la rizosfera és un ambient amb una gran densitat de microorganismes de diverses espècies.

Per a la seva millor comprensió, els microorganismmos de la rizosfera es poden classificar en tres grans grups, segons l'efecte que causa sobre les plantes:

microbis beneficiosos

En aquest grup s'inclouen els organismes que promouen el creixement de la planta de manera directa -per exemple, a l'proveir nutrients necessaris a planta- o de manera indirecta, inhibint els microbis perjudicials a través de diversos mecanismes de resistència.

A la rizosfera hi ha una constant competència pels recursos. Els microbis beneficiosos limiten l'èxit dels patògens amb diversos mecanismes: la producció de compostos bioestáticos (que inhibeixen el creixement o multiplicació dels microorganismes), la competència pels micronutrients o estimulant el sistema immune de la planta.

microbis comensals

En aquesta categoria estan la majoria dels microbis que no perjudiquen ni beneficien directament a la planta ni a l'patogen. Tanmateix, és probable que els microbis comensals afectin en certa mesura a qualsevol altre microorganisme, a través d'una xarxa complexa d'interaccions que causaria un efecte indirecte a la planta o a l'patogen.

Encara que existeixin microorganismes específics que són capaços de protegir la planta (directament o indirectament) contra els patògens, la seva eficàcia està àmpliament influenciada per la resta de la comunitat microbiana.

Així, els microorganismes comensals poden competir eficaçment amb els altres microorganismes exercint un efecte indirecte sobre la planta.

microbis patògens

Una àmplia gamma de patògens transmesos per terra pot afectar la salut de les plantes. Abans de la infecció, aquests microbis perjudicials competeixen amb molts altres microbis a la rizosfera per nutrients i espai. Els nematodes i els fongs són els dos grups principals de patògens de plantes transmeses per terra.

En climes temperats, els fongs i nematodes patògens són agronòmicament més importants que els bacteris patògens, encara que alguns gèneres bacterians (Pectobacterium, Ralstonia) poden causar danys econòmics substancials en alguns cultius.

També els virus poden infectar les plantes a través de les arrels, però requereixen vectors com nematodes o fongs per entrar a el teixit de l'arrel.

importància

Atrau microorganismes beneficiosos

Els alts nivells d'humitat i nutrients en la rizosfera atrauen un nombre molt més gran de microorganismes que altres parts de terra.

Alguns dels compostos secretats a la rizosfera promouen l'establiment i la proliferació de poblacions microbianes, molt més gran en comparació amb la resta de terra. Aquest fenomen es coneix com l'efecte de la rizosfera.

Ofereix protecció contra microorganismes patògens

Les cèl·lules de les arrels estan sota continu atac de microorganismes, raó per la qual posseeixen mecanismes de protecció que garanteixen la seva supervivència.

Aquests mecanismes inclouen la secreció de proteïnes de defensa i altres productes químics antimicrobians. S'ha determinat que els exsudats a la rizosfera varien d'acord amb les etapes de creixement de la planta.

Protegeix a les arrels de la dessecació

Diversos estudis suggereixen que el sòl de la rizosfera és significativament més humit que la resta de terra, la qual cosa ajuda a protegir les arrels de la dessecació.

Els exsudats alliberats per les arrels en la nit permeten l'expansió de les arrels a terra. Quan la transpiració es reprèn amb la llum del dia, els exsudats comencen a assecar-se i s'adhereixen a les partícules de terra a la rizosfera. A mesura que el sòl s'asseca i el seu potencial hidràulic disminueix, els exsudats perden aigua a terra.

referències

1. Berendsen, RL, Pieterse, CMJ, & Bakker, paHM (2012). The rhizosphere Microbiome and plant health. Trends in Plant Science, 17 (8), 478-486.
2. Bonkowski, M., Cheng, W., Griffiths, BS, Alphei, J., & Scheu, S. (2000). Microbial-faunal interactions in the rhizosphere and effects on plant growth. European Journal of Soil Biology, 36 (3-4), 135-147.
3. Brink, SC (2016). Unlocking the Secrets of the Rhizosphere. Trends in Plant Science, 21 (3), 169-170.
4. Deshmukh, P., & Shinde, S. (2016). Beneficials Role of Rhizosphere Mycoflora in the Field of Agriculture: An Overview. International Journal of Science and Reasearch, 5 (8), 529-533.
5. Mendes, R., Garbeva, P., & Raaijmakers, JM (2013). The rhizosphere Microbiome: significance of plant beneficial, plant pathogenic, and human pathogenic Microorganisms. FEMS Microbiology Reviews, 37 (5), 634-663.
6. Philippot, L., Raaijmakers, JM, Lemanceau, P., & Van Der Putten, WH (2013). Going back to the roots: The microbial ecology of the rhizosphere. Nature Reviews Microbiology, 11 (11), 789-799.
7. Prashar, P., Kapoor, N., & Sachdeva, S. (2014). Rhizosphere: Its structure, bacterial diversity and significance. Reviews in Environmental Science and Biotechnology, 13 (1), 63-77.
8. Singh, BK, Millard, P., Whiteley, AS, & Murrell, JC (2004). Unravelling rhizosphere-microbial interactions: Opportunities and limitations. Trends in Microbiology, 12 (8), 386-393.
9. Venturi, V., & Keel, C. (2016). Signaling in the Rhizosphere. Trends in Plant Science, 21 (3), 187-198.
10. Walter, N., & Vega, O. (2007). A review on beneficial effects of rhizosphere bacteri on soil nutrient availability and plant nutrient uptake. Fac. Nal. Agr. Medellín, 60 (1), 3621-3643.