Chia sẻ:
Đặc điểm hình thái, Vi sinh vật và Tầm quan trọng
các thân rễ là vùng đất bao quanh một gốc cây. Cả sinh học và hóa học đất đều chịu ảnh hưởng của gốc này. Khu vực này rộng khoảng 1 mm và không có cạnh xác định, đó là khu vực chịu ảnh hưởng của các hợp chất tiết ra từ rễ và bởi các vi sinh vật ăn các hợp chất.
Thuật ngữ rhizosphere có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp hoa râm bụt có nghĩa là "gốc" và "hình cầu có nghĩa là trường ảnh hưởng". Chính nhà khoa học người Đức Lorenz Hiltner (1904) đã lần đầu tiên mô tả nó là "vùng đất liền kề với rễ cây họ đậu hỗ trợ mức độ hoạt động của vi khuẩn cao".
Tuy nhiên, định nghĩa của rhizosphere đã được phát triển khi các tính chất vật lý, hóa học và sinh học khác đã được phát hiện. Thân rễ chịu ảnh hưởng rất lớn từ rễ cây thúc đẩy các hoạt động sinh học và hóa học mạnh mẽ.
Các sinh vật cùng tồn tại trong rhizosphere thể hiện một loạt các tương tác giữa chúng và cả với thực vật. Những tương tác này có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của một loạt các loại cây trồng, đó là lý do tại sao rhizospheres rất quan trọng như là sự thay thế cho phân bón hóa học và thuốc trừ sâu.
Chỉ số
- 1 Đặc điểm của rhizosphere
- 1.1 Nó mỏng và được chia thành ba vùng cơ bản
- 1.2 Các hợp chất khác nhau được giải phóng trong rhizosphere
- 1.3 Thay đổi độ pH của đất xung quanh rễ
- 2 Vi sinh
- 2.1 Vi khuẩn có lợi
- 2.2 Vi sinh vật
- 2.3 Vi khuẩn gây bệnh
- 3 Tầm quan trọng
- 3.1 Thu hút các vi sinh vật có lợi
- 3.2 Cung cấp bảo vệ chống lại vi sinh vật gây bệnh
- 3.3 Bảo vệ rễ khỏi bị khô
- 4 tài liệu tham khảo
Đặc điểm của rhizosphere
Nó mỏng và được chia thành ba khu vực cơ bản
Về mặt cấu trúc, rhizosphere rộng khoảng 1 mm và không có cạnh xác định. Mặc dù vậy, ba khu vực cơ bản trong rhizosphere đã được mô tả:
- Đường nội tâm
Nó bao gồm các mô rễ và bao gồm các lớp nội mạc và vỏ não.
- Thân rễ
Nó là bề mặt của rễ, nơi các hạt đất và vi khuẩn bám vào. Nó được hình thành bởi lớp biểu bì, lớp vỏ và lớp polysacarit niêm mạc.
- Vũ trụ
Nó là phần bên ngoài nhất; đó là, đất liền kề với rễ.
Trong một số trường hợp, bạn có thể tìm thấy các lớp rhizospheric quan trọng khác, chẳng hạn như mycorhizosphere và rhizovaine.
Trong rhizosphere, các hợp chất khác nhau được phát hành
Trong quá trình sinh trưởng và phát triển của cây, một loạt các hợp chất hữu cơ được sản xuất và giải phóng bằng cách tiết ra, bài tiết và lắng đọng. Điều này làm cho rhizosphere giàu chất dinh dưỡng, so với phần còn lại của đất.
Chất tiết ra rễ bao gồm axit amin, carbohydrate, đường, vitamin, chất nhầy và protein. Các exud đóng vai trò là sứ giả kích thích sự tương tác giữa rễ và các sinh vật sống trong đất.
Thay đổi độ pH của đất xung quanh rễ
Môi trường của rhizosphere thường có độ pH thấp hơn, với ít oxy hơn và nồng độ carbon dioxide cao hơn. Tuy nhiên, chất tiết ra có thể làm cho đất trong rhizosphere có tính axit hoặc kiềm hơn, tùy thuộc vào các chất dinh dưỡng mà rễ được lấy từ đất.
Ví dụ, khi một cây hấp thụ nitơ trong các phân tử amoni, nó sẽ giải phóng các ion hydro sẽ làm cho rhizosphere có tính axit hơn. Ngược lại, khi một cây hấp thụ nitơ trong các phân tử nitrat, nó sẽ giải phóng các ion hydroxyl làm cho rhizosphere có tính kiềm hơn.
Vi sinh
Như đã đề cập ở trên, rhizosphere là một môi trường có mật độ vi sinh vật cao của các loài khác nhau.
Để hiểu rõ hơn, các vi sinh vật của rhizosphere có thể được phân thành ba nhóm lớn, tùy thuộc vào tác động của nó đối với thực vật:
Vi khuẩn có lợi
Nhóm này bao gồm các sinh vật thúc đẩy sự phát triển của cây trực tiếp - ví dụ, bằng cách cung cấp các chất dinh dưỡng cần thiết cho cây - hoặc gián tiếp, bằng cách ức chế các vi khuẩn có hại thông qua các cơ chế kháng thuốc khác nhau.
Trong rhizosphere có sự cạnh tranh liên tục về tài nguyên. Các vi khuẩn có lợi hạn chế sự thành công của mầm bệnh với một số cơ chế: sản xuất các hợp chất sinh học (ức chế sự tăng trưởng hoặc nhân lên của vi sinh vật), cạnh tranh vi chất dinh dưỡng hoặc kích thích hệ thống miễn dịch của cây..
Vi sinh vật
Trong loại này hầu hết các vi khuẩn không gây hại hoặc trực tiếp có lợi cho cây hoặc mầm bệnh. Tuy nhiên, có khả năng các vi khuẩn commensal ảnh hưởng đến một mức độ nào đó đối với các vi sinh vật khác, thông qua một mạng lưới tương tác phức tạp sẽ gây ra ảnh hưởng gián tiếp đến cây hoặc mầm bệnh.
Mặc dù có những vi sinh vật cụ thể có khả năng bảo vệ cây (trực tiếp hoặc gián tiếp) chống lại mầm bệnh, hiệu quả của nó chủ yếu bị ảnh hưởng bởi phần còn lại của cộng đồng vi sinh vật.
Do đó, các vi sinh vật commensal có thể cạnh tranh hiệu quả với các vi sinh vật khác gây ảnh hưởng gián tiếp đến cây trồng.
Vi khuẩn gây bệnh
Một loạt các mầm bệnh truyền qua đất có thể ảnh hưởng đến sức khỏe của cây trồng. Trước khi nhiễm bệnh, những vi khuẩn gây hại này cạnh tranh với nhiều vi khuẩn khác trong vùng rễ cho chất dinh dưỡng và không gian. Tuyến trùng và nấm là hai nhóm mầm bệnh thực vật chính được truyền qua đất.
Ở vùng khí hậu ôn đới, nấm và tuyến trùng gây bệnh quan trọng hơn về mặt nông học so với vi khuẩn gây bệnh, mặc dù một số chi vi khuẩn (Vi khuẩn pectobacterium, Ralstonia) có thể gây thiệt hại kinh tế đáng kể cho một số cây trồng.
Virus cũng có thể lây nhiễm cho cây qua rễ, nhưng cần có các vec tơ như tuyến trùng hoặc nấm để xâm nhập vào mô rễ.
Ý nghĩa
Thu hút các vi sinh vật có lợi
Độ ẩm và chất dinh dưỡng cao trong rhizosphere thu hút số lượng vi sinh vật lớn hơn nhiều so với các phần khác của đất.
Một số hợp chất được tiết ra trong rhizosphere thúc đẩy sự hình thành và tăng sinh của quần thể vi sinh vật, cao hơn nhiều so với phần còn lại của đất. Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng rhizosphere.
Cung cấp bảo vệ chống lại vi sinh vật gây bệnh
Các tế bào của rễ đang bị vi sinh vật tấn công liên tục, đó là lý do tại sao chúng có cơ chế bảo vệ đảm bảo sự sống của chúng.
Các cơ chế này bao gồm sự tiết ra các protein bảo vệ và các hóa chất kháng khuẩn khác. Người ta đã xác định rằng dịch tiết trong rhizosphere thay đổi tùy theo các giai đoạn sinh trưởng của cây.
Bảo vệ rễ khỏi bị khô
Một số nghiên cứu cho thấy đất của rhizosphere ẩm hơn đáng kể so với phần còn lại của đất, giúp bảo vệ rễ cây khô.
Các chất tiết ra từ rễ vào ban đêm cho phép mở rộng rễ trong đất. Khi mồ hôi được nối lại vào ban ngày, các chất tiết ra bắt đầu khô và bám dính vào các hạt đất trong rhizosphere. Khi đất khô và tiềm năng thủy lực của nó giảm, chất thải sẽ mất nước trong đất.
Tài liệu tham khảo
- Berendsen, R. L., Pieterse, C.M J., & Bakker, P. A. H. M. (2012). Hệ vi sinh vật và sức khỏe thực vật. Xu hướng khoa học thực vật, 17(8), 478-486.
- Bonkowski, M., Cheng, W., Griffiths, B.S., Alphei, J., & Scheu, S. (2000). Các tương tác giữa vi sinh vật và động vật trong vùng rễ và ảnh hưởng đến sự phát triển của thực vật. Tạp chí sinh học đất châu Âu, 36(3-4), 135-147.
- Bờ vực, S.C. (2016). Mở khóa những bí mật của Rhizosphere. Xu hướng khoa học thực vật, 21(3), 169-170.
- Deshmukh, P., & Shinde, S. (2016). Vai trò có lợi của Rhizosphere Mycoflora trong lĩnh vực nông nghiệp: Tổng quan. Tạp chí khoa học và nghiên cứu quốc tế, 5(8), 529-533.
- Mendes, R., Garbeva, P., & Raaijmakers, J. M. (2013). Hệ vi sinh vật rhizosphere: Ý nghĩa của vi sinh vật có lợi, gây bệnh cho cây và vi sinh vật gây bệnh cho người. Đánh giá vi sinh FEMS, 37(5), 634-663.
- Philippot, L., Raaijmakers, J. M., Lemanceau, P., & Van Der Putten, W. H. (2013). Quay trở lại cội nguồn: Hệ sinh thái vi sinh vật của rhizosphere. Tự nhiên Nhận xét Vi sinh, 11(11), 789-799.
- Prashar, P., Kapoor, N., & Sachdeva, S. (2014). Rhizosphere: Cấu trúc của nó, sự đa dạng và ý nghĩa của vi khuẩn. Nhận xét về Khoa học Môi trường và Công nghệ sinh học, 13(1), 63-77.
- Singh, B.K., Millard, P., Whiteley, A.S., & Murrell, J.C. (2004). Làm sáng tỏ các tương tác rhizosphere-vi sinh vật: Cơ hội và hạn chế. Xu hướng vi sinh, 12(8), 386-393.
- Venturi, V., & Keel, C. (2016). Báo hiệu trong Rhizosphere. Xu hướng khoa học thực vật, 21(3), 187-198.
- Walter, N., & Vega, O. (2007). Một đánh giá về tác dụng có lợi của vi khuẩn rhizosphere đối với nguồn dinh dưỡng trong đất và sự hấp thu dinh dưỡng của cây. Mặt. Agr. Medellin, 60(1), 3621-3643.