RIZOSFERA: CARATTERISTICHE, MICROBIOLOGIA E IMPORTANZA - BIOLOGIA - 2024

La rizosfera è la zona di suolo che circonda una radice di una pianta. Sia la biologia che la chimica del suolo sono influenzate da questa radice. Quest'area è larga circa 1 mm e non ha un bordo definito, è un'area influenzata da composti essudati dalla radice e da microrganismi che si nutrono dei composti.

Il termine rizosfera deriva dalla parola greca rhiza che significa "radice" e "sfera che significa campo di influenza". Fu lo scienziato tedesco Lorenz Hiltner (1904) a descriverla per primo come "la zona di suolo immediatamente adiacente alle radici dei legumi che supporta alti livelli di attività batterica".

Composizione della rizosfera

Tuttavia, la definizione della rizosfera si è evoluta man mano che sono state scoperte altre proprietà fisiche, chimiche e biologiche. La rizosfera è fortemente influenzata dalle radici delle piante che promuovono intense attività biologiche e chimiche.

Gli organismi che coesistono nella rizosfera mostrano una varietà di interazioni tra loro e con le piante. Queste interazioni possono influenzare la crescita di un'ampia gamma di colture, motivo per cui le rizosfere sono molto importanti come sostituti di fertilizzanti chimici e pesticidi.

Caratteristiche della rizosfera

È sottile ed è suddiviso in tre zone fondamentali

Strutturalmente, la rizosfera è larga circa 1 mm e non ha spigoli vivi. Nonostante ciò, tre zone di base sono state descritte nella rizosfera:

- L'endorizosfera

È costituito dal tessuto radicale e comprende l'endoderma e gli strati corticali.

- Il rizoplano

È la superficie della radice, dove aderiscono particelle di suolo e microbi. È costituito dall'epidermide, dalla corteccia e dallo strato di polisaccaridi mucillaginosi.

- L'ectorizosfera

È la parte più esterna; cioè il terreno immediatamente adiacente alla radice.

In alcuni casi, si possono trovare altri importanti strati rizosferici, come la micorizosfera e la rizovaina.

Diversi composti vengono rilasciati nella rizosfera

Durante la crescita e lo sviluppo di una pianta, una varietà di composti organici viene prodotta e rilasciata attraverso essudazione, secrezione e deposizione. Questo fa sì che la rizosfera sia ricca di sostanze nutritive, rispetto al resto del suolo.

Gli essudati delle radici includono aminoacidi, carboidrati, zuccheri, vitamine, mucillagini e proteine. Gli essudati agiscono come messaggeri che stimolano le interazioni tra le radici e gli organismi che abitano il suolo.

Cambia il pH del terreno attorno alle radici

L'ambiente della rizosfera ha generalmente un pH più basso, con meno ossigeno e concentrazioni più elevate di anidride carbonica. Tuttavia, gli essudati possono rendere il terreno nella rizosfera più acido o alcalino, a seconda dei nutrienti che le radici prendono dal suolo.

Ad esempio, quando una pianta assorbe l'azoto in molecole di ammonio, rilascia ioni idrogeno che renderanno la rizosfera più acida. Al contrario, quando una pianta assorbe l'azoto in molecole di nitrato, rilascia ioni ossidrile che rendono la rizosfera più alcalina.

Microbiologia

Come accennato in precedenza, la rizosfera è un ambiente con un'alta densità di microrganismi di varie specie.

Per una migliore comprensione, i microrganismi della rizosfera possono essere classificati in tre grandi gruppi, a seconda dell'effetto che provocano sulle piante:

Microbi benefici

Questo gruppo comprende organismi che promuovono la crescita delle piante direttamente, ad esempio fornendo i nutrienti necessari alla pianta, o indirettamente, inibendo i microbi dannosi attraverso vari meccanismi di resistenza.

Nella rizosfera c'è una competizione costante per le risorse. I microbi benefici limitano il successo dei patogeni con diversi meccanismi: la produzione di composti biostatici (che inibiscono la crescita o la moltiplicazione dei microrganismi), la competizione per i micronutrienti o stimolando il sistema immunitario della pianta.

Microbi commensali

In questa categoria sono presenti la maggior parte dei microbi che non danneggiano o apportano benefici diretti alla pianta o al patogeno. Tuttavia, è probabile che i microbi commensali influenzino in una certa misura qualsiasi altro microrganismo, attraverso una complessa rete di interazioni che avrebbero un effetto indiretto sulla pianta o sull'agente patogeno.

Sebbene esistano microrganismi specifici in grado di proteggere la pianta (direttamente o indirettamente) dai patogeni, la loro efficacia è largamente influenzata dal resto della comunità microbica.

Pertanto, i microrganismi commensali possono competere efficacemente con altri microrganismi, esercitando un effetto indiretto sulla pianta.

Microbi patogeni

Una vasta gamma di agenti patogeni presenti nel suolo può influire sulla salute delle piante. Prima dell'infezione, questi microbi dannosi competono con molti altri microbi nella rizosfera per i nutrienti e lo spazio. Nematodi e funghi sono i due principali gruppi di agenti patogeni per le piante presenti nel suolo.

Nei climi temperati, i funghi patogeni ei nematodi sono agronomicamente più importanti dei batteri patogeni, sebbene alcuni generi batterici (Pectobacterium, Ralstonia) possano causare danni economici sostanziali ad alcune colture.

I virus possono anche infettare le piante attraverso le radici, ma richiedono che vettori come nematodi o funghi entrino nel tessuto radicale.

Importanza

Attira microrganismi benefici

Gli alti livelli di umidità e sostanze nutritive nella rizosfera attirano un numero molto maggiore di microrganismi rispetto ad altre parti del suolo.

Alcuni dei composti secreti nella rizosfera favoriscono l'insediamento e la proliferazione di popolazioni microbiche, molto più elevate rispetto al resto del suolo. Questo fenomeno è noto come effetto rizosfera.

Offre protezione contro i microrganismi patogeni

Le cellule della radice sono sotto attacco continuo di microrganismi, motivo per cui dispongono di meccanismi di protezione che ne garantiscono la sopravvivenza.

Questi meccanismi includono la secrezione di proteine ​​di difesa e altre sostanze chimiche antimicrobiche. È stato determinato che gli essudati nella rizosfera variano a seconda degli stadi di crescita della pianta.

Protegge le radici dall'essiccazione

Diversi studi suggeriscono che il terreno nella rizosfera è significativamente più umido del resto del suolo, il che aiuta a proteggere le radici dall'essiccamento.

Gli essudati rilasciati dalle radici durante la notte consentono l'espansione delle radici nel terreno. Quando la traspirazione riprende alla luce del giorno, gli essudati iniziano a seccarsi e ad aderire alle particelle di terreno nella rizosfera. Quando il terreno si secca e il suo potenziale idraulico diminuisce, gli essudati perdono acqua nel terreno.

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