RHIZOSPHERE: MGA KATANGIAN, MICROBIOLOGY AT KAHALAGAHAN - BIOLOGY - 2025

Ang rhizosphere ay ang zone ng lupa na pumapalibot sa isang ugat ng isang halaman. Parehong ang biology at ang kimika ng lupa ay naiimpluwensyahan ng ugat na ito. Ang lugar na ito ay humigit-kumulang na 1 mm ang lapad at walang isang tinukoy na hangganan, ito ay isang lugar na naiimpluwensyahan ng mga compound na na-exuded ng ugat at ng mga microorganism na nagpapakain sa mga compound.

Ang salitang rhizosphere ay nagmula sa salitang Greek na rhiza na nangangahulugang "ugat" at "sphere na nangangahulugang larangan ng impluwensya." Ito ang siyentipikong Aleman na si Lorenz Hiltner (1904) na unang inilarawan ito bilang "ang zone ng lupa kaagad na katabi ng mga ugat ng mga legume na sumusuporta sa mataas na antas ng aktibidad ng bakterya."

Komposisyon ng rhizosphere

Gayunpaman, ang kahulugan ng rhizosphere ay nagbago tulad ng iba pang mga pisikal, kemikal at biological na mga katangian ay natuklasan. Ang rhizosphere ay lubos na naiimpluwensyahan ng mga ugat ng mga halaman na nagtataguyod ng matinding biological at kemikal na aktibidad.

Ang mga organismo na magkakasama sa rhizosphere ay nagpapakita ng iba't ibang mga pakikipag-ugnayan sa bawat isa at sa mga halaman. Ang mga pakikipag-ugnay na ito ay maaaring makaapekto sa paglaki ng isang malawak na hanay ng mga pananim, na ang dahilan kung bakit ang mga rhizospheres ay napakahalaga bilang mga kapalit ng mga pataba sa kemikal at pestisidyo.

Mga katangian ng rhizosphere

Ito ay payat at nahahati sa tatlong pangunahing mga zone

Sa istruktura, ang rhizosphere ay halos 1mm ang lapad at walang matalim na mga gilid. Sa kabila nito, tatlong pangunahing mga zone ang inilarawan sa rhizosphere:

- Ang endorizosphere

Binubuo ito ng ugat ng ugat at kasama ang endodermis at cortical layer.

- Ang rhizoplane

Ito ang ibabaw ng ugat, kung saan ang mga partikulo ng lupa at mga mikrobyo ay sumunod. Binubuo ito ng epidermis, cortex at layer ng mucilaginous polysaccharides.

- Ang ectorizosphere

Ito ang panlabas na bahagi; iyon ay, ang lupa na kaagad na katabi ng ugat.

Sa ilang mga kaso, matatagpuan ang iba pang mahalagang mga layer ng rhizospheric, tulad ng mycorizosphere at rhizovain.

Ang iba't ibang mga compound ay inilabas sa rhizosphere

Sa panahon ng paglago at pag-unlad ng isang halaman, isang iba't ibang mga organikong compound ay ginawa at inilabas sa pamamagitan ng exudation, pagtatago, at pag-aalis. Ito ang sanhi ng rhizosphere na mayaman sa mga sustansya, kumpara sa natitirang bahagi ng lupa.

Kasama sa mga root exudates ang mga amino acid, karbohidrat, asukal, bitamina, mucilages, at protina. Ang mga exudates ay kumikilos bilang mga messenger na pinasisigla ang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga ugat at mga organismo na naninirahan sa lupa.

Binago ang pH ng lupa sa paligid ng mga ugat

Ang kapaligiran ng rhizosphere sa pangkalahatan ay may mas mababang pH, na may mas kaunting oxygen at mas mataas na konsentrasyon ng carbon dioxide. Gayunpaman, maaaring gawin ng mga exudates ang lupa sa rhizosphere na mas acidic o alkalina, depende sa mga sustansya na kinukuha ng mga ugat mula sa lupa.

Halimbawa, kapag ang isang halaman ay sumisipsip ng nitrogen sa mga molekula ng ammonium, naglalabas ito ng mga hydrogen ion na gagawing mas acidic ang rhizosphere. Sa kaibahan, kapag ang isang halaman ay sumisipsip ng nitrogen sa mga molekula ng nitrayd, naglalabas ito ng mga ion ng hydroxyl na ginagawang mas alkalina ang rhizosphere.

Mikrobiology

Tulad ng nabanggit sa itaas, ang rhizosphere ay isang kapaligiran na may mataas na density ng mga microorganism ng iba't ibang mga species.

Para sa isang mas mahusay na pag-unawa, ang mga microorganism ng rhizosphere ay maaaring maiuri sa tatlong malalaking grupo, ayon sa epekto na sanhi nito sa mga halaman:

Mga kapaki-pakinabang na microbes

Ang pangkat na ito ay nagsasama ng mga organismo na nagtataguyod ng paglago ng halaman nang direkta - halimbawa, sa pamamagitan ng pagbibigay ng mga kinakailangang nutrisyon sa halaman - o hindi tuwiran, na pumipigil sa mga nakakapinsalang mikrobyo sa pamamagitan ng iba't ibang mga mekanismo ng paglaban.

Sa rhizosphere mayroong palaging kumpetisyon para sa mga mapagkukunan. Ang mga kapaki-pakinabang na microbes ay nililimitahan ang tagumpay ng mga pathogen na may maraming mga mekanismo: ang paggawa ng mga biostatic compound (na pumipigil sa paglaki o pagdami ng mga microorganism), kumpetisyon para sa mga micronutrients, o sa pamamagitan ng pagpapasigla ng immune system ng halaman.

Mga commensal microbes

Sa kategoryang ito ang karamihan sa mga microbes na hindi direktang nakakapinsala o nakikinabang sa halaman o sa pathogen. Gayunpaman, ang mga commrobal microbes ay malamang na nakakaapekto sa anumang iba pang micro-organism sa ilang mga lawak, sa pamamagitan ng isang kumplikadong network ng mga pakikipag-ugnay na magkakaroon ng hindi direktang epekto sa halaman o pathogen.

Bagaman may mga tiyak na microorganism na may kakayahang protektahan ang halaman (nang direkta o hindi direkta) laban sa mga pathogen, ang kanilang pagiging epektibo ay higit sa lahat ay naiimpluwensyahan ng natitirang komunidad ng microbial.

Kaya, ang mga commensal microorganism ay maaaring epektibong makipagkumpetensya sa iba pang mga microorganism, na nagsasagawa ng hindi direktang epekto sa halaman.

Mga pathogen microbes

Ang isang malawak na hanay ng mga pathogens na nakukuha sa lupa ay maaaring makaapekto sa kalusugan ng halaman. Bago ang impeksyon, ang mga nakakapinsalang mikrobyong ito ay nakikipagkumpitensya sa maraming iba pang mga microbes sa rhizosphere para sa mga nutrisyon at espasyo. Ang mga nematodes at fungi ay ang dalawang pangunahing pangkat ng mga pathogens na may halamang lupa.

Sa mapagpigil na klima, ang mga pathogen fungi at nematode ay agronomically mas mahalaga kaysa sa pathogenic bacteria, kahit na ang ilang mga bakterya genera (Pectobacterium, Ralstonia) ay maaaring maging sanhi ng malaking pinsala sa ekonomiya sa ilang mga pananim.

Ang mga virus ay maaari ring makahawa sa mga halaman sa pamamagitan ng mga ugat, ngunit nangangailangan ng mga vectors tulad ng mga nematode o fungi na makapasok sa root tissue.

Kahalagahan

Nakakaakit ng mga kapaki-pakinabang na microorganism

Ang mataas na antas ng kahalumigmigan at nutrisyon sa rhizosphere ay nakakaakit ng mas maraming bilang ng mga microorganism kaysa sa iba pang mga bahagi ng lupa.

Ang ilan sa mga compound na nakatago sa rhizosphere ay nagtataguyod ng pagtatatag at paglaganap ng mga populasyon ng microbial, mas mataas kumpara sa natitirang bahagi ng lupa. Ang kababalaghang ito ay kilala bilang ang epekto ng rhizosphere.

Nag-aalok ng proteksyon laban sa mga pathogenic microorganism

Ang mga ugat ng ugat ay nasa ilalim ng patuloy na pag-atake ng mga microorganism, na ang dahilan kung bakit mayroon silang mga mekanismo ng proteksyon na ginagarantiyahan ang kanilang kaligtasan.

Kasama sa mga mekanismong ito ang pagtatago ng mga protina sa pagtatanggol at iba pang mga kemikal na antimicrobial. Natukoy na ang mga exudates sa rhizosphere ay nag-iiba ayon sa mga yugto ng paglago ng halaman.

Pinoprotektahan ang mga ugat mula sa desiccation

Maraming mga pag-aaral ang iminumungkahi na ang lupa sa rhizosphere ay makabuluhang mas mahalumigmig kaysa sa natitirang bahagi ng lupa, na tumutulong na maprotektahan ang mga ugat mula sa pagkatuyo.

Ang mga exudates na inilabas ng mga ugat sa gabi ay nagpapahintulot sa pagpapalawak ng mga ugat sa lupa. Kapag ang pawis ay nagpapatuloy sa sikat ng araw, ang mga exudates ay nagsisimulang matuyo at sumunod sa mga partikulo ng lupa sa rhizosphere. Habang ang lupa ay nalunod at ang mga potensyal na haydroliko nito ay bumababa, ang mga exudates ay nawawalan ng tubig sa lupa.

Mga Sanggunian

1. Berendsen, RL, Pieterse, CMJ, & Bakker, PAHM (2012). Ang mikrobyo ng rhizosphere at kalusugan ng halaman. Mga trend sa Plant Science, 17 (8), 478-486.
2. Bonkowski, M., Cheng, W., Griffiths, BS, Alphei, J., & Scheu, S. (2000). Mga pakikipag-ugnay sa mikrobyo-faunal sa rhizosphere at mga epekto sa paglago ng halaman. European Journal of Soil Biology, 36 (3-4), 135-147.
3. Brink, SC (2016). Pag-unlock ng mga lihim ng Rhizosphere. Mga trend sa Plant Science, 21 (3), 169-170.
4. Deshmukh, P., & Shinde, S. (2016). Mapagbigay na Role ng Rhizosphere Mycoflora sa Larangan ng Agrikultura: Isang Pangkalahatang-ideya. International Journal of Science and Reasearch, 5 (8), 529-533.
5. Mendes, R., Garbeva, P., & Raaijmakers, JM (2013). Ang mikrobyo ng rhizosphere: Kahalagahan ng kapaki-pakinabang ng halaman, pathogen ng halaman, at mga pathogen microorganism ng tao. Mga Review ng Mikrobiolohiya ng FEMS, 37 (5), 634–663.
6. Philippot, L., Raaijmakers, JM, Lemanceau, P., & Van Der Putten, WH (2013). Bumalik sa mga ugat: Ang microbial ecology ng rhizosphere. Mga Review ng Kalikasan Mikrobiolohiya, 11 (11), 789-7799.
7. Prashar, P., Kapoor, N., & Sachdeva, S. (2014). Rhizosphere: Ang istraktura nito, pagkakaiba-iba ng bakterya at kabuluhan. Mga Review sa Environmental Science at Biotechnology, 13 (1), 63-75.
8. Singh, BK, Millard, P., Whiteley, AS, & Murrell, JC (2004). Pag-unawa ng mga pakikipag-ugnay sa rhizosphere-microbial: Mga Oportunidad at mga limitasyon. Mga uso sa Microbiology, 12 (8), 386–393.
9. Venturi, V., & Keel, C. (2016). Ang pag-sign in sa Rhizosphere. Mga uso sa Plant Science, 21 (3), 187-198.
10. Walter, N., & Vega, O. (2007). Ang isang pagsusuri sa mga kapaki-pakinabang na epekto ng mga bakterya ng rhizosphere sa pagkakaroon ng nutrient ng lupa at pag-aasam ng halaman. Mukha si Nal. Agr. Medellín, 60 (1), 3621–3643.