- خصائص منطقة الجذور
- إنها رقيقة وتنقسم إلى ثلاث مناطق أساسية
- - الغلاف الداخلي
- - الجذور
- - ectorizosphere
- يتم إطلاق مركبات مختلفة في الجذور
- يغير الرقم الهيدروجيني للتربة حول الجذور
- علم الاحياء المجهري
- الميكروبات المفيدة
- الميكروبات المتعايشة
- الميكروبات المسببة للأمراض
- أهمية
- يجذب الكائنات الحية الدقيقة المفيدة
- يوفر الحماية ضد الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض
- يحمي الجذور من الجفاف
- المراجع
و ريزوسفير هي منطقة التربة التي تحيط جذر النبات. يتأثر كل من بيولوجيا وكيمياء التربة بهذا الجذر. يبلغ عرض هذه المنطقة حوالي 1 مم وليس لها حدود محددة ، فهي منطقة تتأثر بالمركبات التي تفرزها الجذور والكائنات الحية الدقيقة التي تتغذى على المركبات.
مصطلح ريزوسفير مشتق من الكلمة اليونانية rhiza التي تعني "الجذر" و "المجال الذي يعني مجال التأثير". كان العالم الألماني لورينز هيلتنر (1904) هو أول من وصفها بأنها "منطقة التربة المجاورة مباشرة لجذور البقوليات التي تدعم مستويات عالية من النشاط البكتيري".
تكوين الجذور
ومع ذلك ، فقد تطور تعريف الجذور حيث تم اكتشاف خصائص فيزيائية وكيميائية وبيولوجية أخرى. يتأثر الجذور بشدة بجذور النباتات التي تعزز الأنشطة البيولوجية والكيميائية المكثفة.
تظهر الكائنات الحية التي تتعايش في منطقة الجذور مجموعة متنوعة من التفاعلات مع بعضها البعض ومع النباتات. يمكن أن تؤثر هذه التفاعلات على نمو مجموعة واسعة من المحاصيل ، وهذا هو السبب في أن الجذور مهمة جدًا كبدائل للأسمدة الكيماوية ومبيدات الآفات.
خصائص منطقة الجذور
إنها رقيقة وتنقسم إلى ثلاث مناطق أساسية
من الناحية الهيكلية ، يبلغ عرض الجذور حوالي 1 مم وليس له حواف حادة. على الرغم من ذلك ، تم وصف ثلاث مناطق أساسية في منطقة الجذور:
- الغلاف الداخلي
يتكون من أنسجة الجذر ويشمل الأدمة الداخلية والطبقات القشرية.
- الجذور
إنه سطح الجذر ، حيث تلتصق جزيئات التربة والميكروبات. وتتكون من البشرة والقشرة وطبقة السكريات المخاطية.
- ectorizosphere
إنه الجزء الخارجي. أي التربة المجاورة مباشرة للجذر.
في بعض الحالات ، قد توجد طبقات جذرية مهمة أخرى ، مثل mycorizosphere و rhizovain.
يتم إطلاق مركبات مختلفة في الجذور
أثناء نمو النبات وتطوره ، يتم إنتاج وإطلاق مجموعة متنوعة من المركبات العضوية من خلال النضح والإفراز والترسيب. هذا يجعل جذور الغلاف الجوي غنية بالعناصر الغذائية ، مقارنة ببقية التربة.
تشمل إفرازات الجذر الأحماض الأمينية والكربوهيدرات والسكريات والفيتامينات والصمغ والبروتينات. تعمل الإفرازات كمراسلة تحفز التفاعلات بين الجذور والكائنات الحية التي تعيش في التربة.
يغير الرقم الهيدروجيني للتربة حول الجذور
تحتوي بيئة منطقة الجذور عمومًا على درجة حموضة أقل ، مع أكسجين أقل وتركيزات أعلى من ثاني أكسيد الكربون. ومع ذلك ، يمكن أن تجعل الإفرازات التربة في جذور الغلاف الجوي أكثر حمضية أو قلوية ، اعتمادًا على العناصر الغذائية التي تأخذها الجذور من التربة.
على سبيل المثال ، عندما يمتص النبات النيتروجين في جزيئات الأمونيوم ، فإنه يطلق أيونات الهيدروجين التي تجعل منطقة الجذور أكثر حمضية. في المقابل ، عندما يمتص النبات النيتروجين في جزيئات النترات ، فإنه يطلق أيونات الهيدروكسيل التي تجعل الجذور أكثر قلوية.
علم الاحياء المجهري
كما ذكر أعلاه ، فإن الجذور عبارة عن بيئة ذات كثافة عالية من الكائنات الحية الدقيقة من مختلف الأنواع.
من أجل فهم أفضل ، يمكن تصنيف الكائنات الحية الدقيقة في منطقة الجذور إلى ثلاث مجموعات كبيرة ، وفقًا للتأثير 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 الضرورية للنبات - أو بشكل غير مباشر ، تثبيط الميكروبات الضارة من خلال آليات المقاومة المختلفة.
في منطقة الجذور توجد منافسة مستمرة على الموارد. تحد الميكروبات المفيدة من نجاح مسببات الأمراض بعدة آليات: إنتاج المركبات الحيوية (التي تمنع نمو أو تكاثر الكائنات الدقيقة) ، أو التنافس على المغذيات الدقيقة ، أو عن طريق تحفيز الجهاز المناعي للنبات.
الميكروبات المتعايشة
في هذه الفئة توجد معظم الميكروبات التي لا تضر بشكل مباشر أو تفيد النبات أو العامل الممرض. ومع ذلك ، من المحتمل أن تؤثر الميكروبات المتعايشة على أي كائن دقيق آخر إلى حد ما ، من خلال شبكة معقدة من التفاعلات التي سيكون لها تأثير غير مباشر على النبات أو العامل 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 ببقية المجتمع الميكروبي.
وبالتالي ، يمكن للكائنات الحية الدقيقة المتعايشة أن تتنافس بفعالية مع الكائنات الحية الدقيقة الأخرى ، مما يؤدي إلى تأثير غير مباشر على النبات.
الميكروبات المسببة للأمراض
يمكن أن تؤثر مجموعة كبيرة من مسببات الأمراض التي تنتقل عن طريق التربة على صحة النبات. قبل الإصابة ، تتنافس هذه الميكروبات الضارة مع العديد من الميكروبات الأخرى في منطقة الجذور على العناصر الغذائية والفضاء. الديدان الخيطية والفطريات هما مجموعتان رئيسيتان من مسببات الأمراض النباتية التي تنقلها التربة.
في المناخات المعتدلة ، تعتبر الفطريات المسببة للأمراض والديدان الخيطية أكثر أهمية من الناحية الزراعية من البكتيريا المسببة للأمراض ، على الرغم من أن بعض الأجناس البكتيرية (Pectobacterium ، Ralstonia) يمكن أن تسبب أضرارًا 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 المستويات العالية من الرطوبة والمغذيات في منطقة الجذور أعدادًا أكبر بكثير من الكائنات الحية الدقيقة مقارنة بأجزاء أخرى من التربة.
بعض المركبات التي يتم إفرازها في منطقة الجذور تعزز تكوين وانتشار التجمعات الميكروبية ، وهي نسبة أعلى بكثير مقارنة ببقية التربة. تُعرف هذه الظاهرة باسم تأثير الجذور.
يوفر الحماية ضد الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض
تتعرض الخلايا الجذرية لهجوم مستمر من قبل الكائنات الحية الدقيقة ، ولهذا السبب تمتلك آليات حماية تضمن بقائها على قيد الحياة.
تشمل هذه الآليات إفراز البروتينات الدفاعية والمواد الكيميائية الأخرى المضادة للميكروبات. تم تحديد أن الإفرازات في منطقة الجذور تختلف باختلاف مراحل نمو النبات.
يحمي الجذور من الجفاف
تشير العديد من الدراسات إلى أن التربة في منطقة الجذور أكثر رطوبة بشكل ملحوظ من بقية التربة ، مما يساعد على حماية الجذور من الجفاف.
تسمح الإفرازات التي تطلقها الجذور ليلاً بتوسيع الجذور في التربة. عندما يستأنف التعرق في وضح النهار ، تبدأ الإفرازات في الجفاف وتلتصق بجزيئات التربة في الجذور. عندما تجف التربة وتقل إمكاناتها الهيدروليكية ، تفقد الإفرازات الماء إلى التربة.
المراجع
- Berendsen، RL، Pieterse، CMJ، & Bakker، PAHM (2012). الميكروبيوم الجذور وصحة النبات. الاتجاهات في علم النبات ، 17 (8) ، 478-486.
- Bonkowski، M.، Cheng، W.، Griffiths، BS، Alphei، J.، & Scheu، S. (2000). التفاعلات الميكروبية والحيوانية في الجذور وتأثيراتها على نمو النبات. المجلة الأوروبية لبيولوجيا التربة ، 36 (3-4) ، 135-147.
- برينك ، إس سي (2016). فتح أسرار الجذور. الاتجاهات في علم النبات ، 21 (3) ، 169-170.
- Deshmukh، P.، & Shinde، S. (2016). دور مفيد لجذر الميكوفلورا في مجال الزراعة: نظرة عامة. المجلة الدولية للعلوم والبحوث ، 5 (8) ، 529-533.
- Mendes، R.، Garbeva، P.، & Raaijmakers، JM (2013). الميكروبيوم الجذري: أهمية الكائنات الحية الدقيقة المفيدة للنبات ، ومسببات الأمراض النباتية ، والكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض البشرية. مراجعات علم الأحياء الدقيقة FEMS، 37 (5) ، 634-663.
- Philippot، L.، Raaijmakers، JM، Lemanceau، P.، & Van Der Putten، WH (2013). العودة إلى الجذور: البيئة الميكروبية لجذور الجذور. مراجعات الطبيعة علم الأحياء الدقيقة، 11 (11) ، 789-799.
- براشار ، ب. ، كابور ، إن ، وساشديفا ، س. (2014). الجذور: هيكلها ، وتنوع البكتيريا وأهميتها. مراجعات في العلوم البيئية والتكنولوجيا الحيوية ، 13 (1) ، 63-77.
- سينغ ، بي كيه ، ميلارد ، بي ، وايتلي ، أس ، وموريل ، جي سي (2004). كشف التفاعلات الميكروبية والجذرية: الفرص والقيود. الاتجاهات في علم الأحياء الدقيقة ، 12 (8) ، 386-393.
- Venturi، V.، & Keel، C. (2016). التشوير في الجذور. الاتجاهات في علم النبات ، 21 (3) ، 187-198.
- والتر ، إن ، وفيغا ، أو. (2007). مراجعة للتأثيرات المفيدة لبكتيريا ريزوسفير على توافر مغذيات التربة وامتصاص المغذيات النباتية. Fac. Nal. زراعي. ميديلين ، 60 (1) ، 3621–3643.