RHIZOSFÉRA: CHARAKTERISTIKA, MIKROBIOLÓGIA A VÝZNAM - BIOLÓGIE - 2026

Rhizosphere je oblasť pôdy, ktorá obklopuje koreň rastliny. Tento koreň ovplyvňuje biológia aj chémia pôdy. Táto plocha je približne 1 mm široká a nemá vymedzenú hranicu, je to oblasť ovplyvnená zlúčeninami vylučovanými koreňom a mikroorganizmami, ktoré sa živia zlúčeninami.

Termín rhizosféra je odvodený z gréckeho slova rhiza, ktoré znamená „koreň“ a „sféra znamená pole vplyvu“. Nemecký vedec Lorenz Hiltner (1904) ho prvýkrát opísal ako „zónu pôdy bezprostredne susediacu s koreňmi strukovín, ktorá podporuje vysokú úroveň bakteriálnej aktivity“.

Zloženie rhizosféry

Definícia rhizosféry sa však vyvinula, keď sa objavili ďalšie fyzikálne, chemické a biologické vlastnosti. Na rhizosféru majú veľký vplyv korene rastlín, ktoré podporujú intenzívne biologické a chemické činnosti.

Organizmy, ktoré koexistujú v rhizosfére, vykazujú rôzne interakcie medzi sebou as rastlinami. Tieto interakcie môžu ovplyvniť rast širokého spektra plodín, a preto sú rhizosféry veľmi dôležité ako náhrady za chemické hnojivá a pesticídy.

Charakteristika rhizosféry

Je tenký a je rozdelený do troch základných zón

Štruktúra rhizosféry je asi 1 mm široká a nemá žiadne ostré hrany. Napriek tomu boli v rhizosfére opísané tri základné zóny:

- Endorizosféra

Skladá sa z koreňového tkaniva a obsahuje endodermálnu a kortikálnu vrstvu.

- Rhizoplane

Je to povrch koreňa, kde sa zachytávajú častice pôdy a mikróby. Skladá sa z epidermy, kôry a vrstvy slizovitých polysacharidov.

- Ectorizosféra

Je to najvzdialenejšia časť; to znamená pôda, ktorá bezprostredne susedí s koreňom.

V niektorých prípadoch možno nájsť ďalšie dôležité rhizosférické vrstvy, ako je napríklad mykorizosféra a rhizovaín.

V rhizosfére sa uvoľňujú rôzne zlúčeniny

Počas rastu a vývoja rastliny sa produkujú rôzne organické zlúčeniny, ktoré sa uvoľňujú exsudáciou, sekréciou a depozíciou. To spôsobuje, že rhizosféra je bohatá na živiny v porovnaní so zvyškom pôdy.

Koreňové exsudáty zahŕňajú aminokyseliny, uhľohydráty, cukry, vitamíny, slizy a proteíny. Exsudáty pôsobia ako poslovia, ktorí stimulujú interakcie medzi koreňmi a organizmami, ktoré obývajú pôdu.

Mení pH pôdy okolo koreňov

Prostredie rhizosféry má všeobecne nižšie pH, s menším množstvom kyslíka a vyššími koncentráciami oxidu uhličitého. Exsudáty však môžu urobiť pôdu v rhizosfére kyslejšou alebo zásaditejšou v závislosti od živín, ktoré korene získavajú z pôdy.

Napríklad, keď rastlina absorbuje dusík na amóniové molekuly, uvoľňuje ióny vodíka, vďaka ktorým je rhizosféra kyslejšia. Naopak, keď rastlina absorbuje dusík do molekúl dusičnanov, uvoľňuje hydroxylové ióny, ktoré robia rhizosféru zásaditejšou.

mikrobiológie

Ako je uvedené vyššie, rhizosféra je prostredie s vysokou hustotou mikroorganizmov rôznych druhov.

Pre lepšie pochopenie je možné mikroorganizmy rhizosféry rozdeliť do troch veľkých skupín podľa účinku, ktorý spôsobujú na rastliny:

Prospešné mikróby

Táto skupina zahŕňa organizmy, ktoré priamo podporujú rast rastlín - napríklad poskytovaním potrebných živín pre rastlinu - alebo nepriamo, inhibíciu škodlivých mikroorganizmov prostredníctvom rôznych mechanizmov rezistencie.

V rhizosfére existuje neustála súťaž o zdroje. Priaznivé mikróby obmedzujú úspech patogénov niekoľkými mechanizmami: produkciou biostatických zlúčenín (ktoré inhibujú rast alebo množenie mikroorganizmov), súťažením o mikroživiny alebo stimuláciou imunitného systému rastliny.

Komenzálne mikróby

V tejto kategórii je väčšina mikróbov, ktoré priamo nepoškodzujú alebo nemajú úžitok pre rastlinu alebo patogén. Komenzálne mikróby však pravdepodobne do istej miery ovplyvnia akýkoľvek iný mikroorganizmus prostredníctvom komplexnej siete interakcií, ktorá by mala nepriamy účinok na rastlinu alebo patogén.

Aj keď existujú špecifické mikroorganizmy, ktoré sú schopné chrániť rastlinu (priamo alebo nepriamo) proti patogénom, ich účinnosť je do značnej miery ovplyvnená zvyškom mikrobiálnej komunity.

Preto môžu komenzálne mikroorganizmy účinne konkurovať iným mikroorganizmom a nepriamo pôsobiť na rastlinu.

Patogénne mikróby

Zdravie rastlín môže ovplyvniť široká škála patogénov pochádzajúcich z pôdy. Pred infekciou tieto škodlivé mikróby súťažia s mnohými inými mikróbmi v rhizosfére o výživné látky a priestor. Nematódy a huby sú dve hlavné skupiny pôdnych rastlinných patogénov.

V miernom podnebí sú patogénne huby a nematódy agronomicky dôležitejšie ako patogénne baktérie, hoci niektoré bakteriálne rody (Pectobacterium, Ralstonia) môžu spôsobovať značné hospodárske škody pre niektoré plodiny.

Vírusy môžu tiež infikovať rastliny prostredníctvom koreňov, ale na vstup do koreňového tkaniva sú potrebné vektory, ako sú napríklad háďatká alebo huby.

dôležitosť

Priťahuje prospešné mikroorganizmy

Vysoká úroveň vlhkosti a výživných látok v rhizosfére priťahuje oveľa väčšie množstvo mikroorganizmov ako iné časti pôdy.

Niektoré zo zlúčenín vylučovaných v rhizosfére podporujú vytváranie a množenie mikrobiálnych populácií, oveľa vyššie v porovnaní so zvyškom pôdy. Tento jav sa nazýva efekt rhizosféry.

Poskytuje ochranu pred patogénnymi mikroorganizmami

Koreňové bunky sú neustále napadané mikroorganizmami, a preto majú ochranné mechanizmy, ktoré zaručujú ich prežitie.

Tieto mechanizmy zahŕňajú vylučovanie obranných proteínov a iných antimikrobiálnych chemikálií. Zistilo sa, že exsudáty v rhizosfére sa líšia podľa rastových štádií rastliny.

Chráni korene pred vysušením

Niekoľko štúdií naznačuje, že pôda v rhizosfére je výrazne vlhkejšia ako zvyšok pôdy, čo pomáha chrániť korene pred vyschnutím.

Exsudáty uvoľňované koreňmi v noci umožňujú rozširovanie koreňov v pôde. Keď sa pot za denného svetla obnoví, výlučky začnú vysychať a priľnúť k pôdnym časticiam v rhizosfére. Keď pôda zasychá a jej hydraulický potenciál klesá, exsudáty strácajú vodu do pôdy.

Referencie

1. Berendsen, RL, Pieterse, CMJ a Bakker, PAHM (2012). Mikrobióm rhizosféry a zdravie rastlín. Trends in Plant Science, 17 (8), 478-486.
2. Bonkowski, M., Cheng, W., Griffiths, BS, Alphei, J., & Scheu, S. (2000). Mikrobiálne a faunálne interakcie v rhizosfére a účinky na rast rastlín. European Journal of Soil Biology, 36 (3-4), 135-147.
3. Brink, SC (2016). Odomknutie tajomstiev Rhizosféry. Trends in Plant Science, 21 (3), 169-170.
4. Deshmukh, P., & Shinde, S. (2016). Prospešná úloha rhizosféry Mycoflora v oblasti poľnohospodárstva: Prehľad. International Journal of Science and Reasearch, 5 (8), 529 - 533.
5. Mendes, R., Garbeva, P. a Raaijmakers, JM (2013). Mikrobióm rhizosféry: význam rastlinných prospešných, rastlinných patogénnych a ľudských patogénnych mikroorganizmov. FEMS Microbiology Reviews, 37 (5), 634 - 663.
6. Philippot, L., Raaijmakers, JM, Lemanceau, P., a Van Der Putten, WH (2013). Vráťme sa ku koreňom: Mikrobiálna ekológia rhizosféry. Nature Reviews Microbiology, 11 (11), 789 - 799.
7. Prashar, P., Kapoor, N., & Sachdeva, S. (2014). Rhizosféra: jej štruktúra, bakteriálna diverzita a význam. Recenzie v Environmental Science and Biotechnology, 13 (1), 63–77.
8. Singh, BK, Millard, P., Whiteley, AS a Murrell, JC (2004). Rozlúštenie rhizosféricko-mikrobiálnych interakcií: príležitosti a obmedzenia. Trends in Microbiology, 12 (8), 386–393.
9. Venturi, V., & Keel, C. (2016). Signalizácia v Rhizosfére. Trends in Plant Science, 21 (3), 187-198.
10. Walter, N., a Vega, O. (2007). Prehľad pozitívnych účinkov baktérií rhizosféry na dostupnosť živín v pôde a absorpciu živín v rastlinách. Nal. Agr. Medellín, 60 (1), 3621 - 3643.