RIZOSFER: ÖZELLIKLERI, MIKROBIYOLOJISI VE ÖNEMI - BIYOLOJI - 2025

Rizosfer bir bitkinin bir kökünü çevreleyen toprağın bölgesidir. Toprağın hem biyolojisi hem de kimyası bu kökten etkilenir. Bu alan yaklaşık 1 mm genişliğindedir ve belirli bir sınırı yoktur, kökten salgılanan bileşiklerden ve bileşiklerle beslenen mikroorganizmalardan etkilenen bir alandır.

Rizosfer terimi, "kök" ve "etki alanı anlamına gelen küre" anlamına gelen Yunanca rhiza kelimesinden türemiştir. Alman bilim adamı Lorenz Hiltner (1904) burayı ilk olarak "baklagillerin köklerine bitişik ve yüksek düzeyde bakteri aktivitesini destekleyen toprak bölgesi" olarak tanımladı.

Rizosferin bileşimi

Bununla birlikte, diğer fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikler keşfedildikçe rizosferin tanımı da gelişmiştir. Rizosfer, yoğun biyolojik ve kimyasal aktiviteleri teşvik eden bitki köklerinden oldukça etkilenir.

Rizosferde bir arada bulunan organizmalar, birbirleriyle ve bitkilerle çeşitli etkileşimler sergiler. Bu etkileşimler, çok çeşitli mahsullerin büyümesini etkileyebilir, bu nedenle rizosferler, kimyasal gübre ve böcek ilaçlarının ikamesi olarak çok önemlidir.

Rizosferin özellikleri

İnce ve üç temel bölgeye ayrılmıştır

Yapısal olarak, rizosfer yaklaşık 1 mm genişliğindedir ve keskin kenarları yoktur. Buna rağmen, rizosferde üç temel bölge tanımlanmıştır:

- Endorizosfer

Kök dokusundan oluşur ve endodermis ve kortikal katmanları içerir.

- Rizoplan

Toprak parçacıklarının ve mikropların yapıştığı kök yüzeyidir. Epidermis, korteks ve müsilajinli polisakkarit tabakasından oluşur.

- Ektorizosfer

En dış kısımdır; yani köke hemen bitişik olan toprak.

Bazı durumlarda, mikorizosfer ve rizovain gibi diğer önemli rizosferik katmanlar da bulunabilir.

Rizosferde farklı bileşikler salınır

Bir bitkinin büyümesi ve gelişmesi sırasında, çeşitli organik bileşikler üretilir ve eksüdasyon, salgılama ve biriktirme yoluyla salınır. Bu, rizosferin, toprağın geri kalanına kıyasla besinler açısından zengin olmasına neden olur.

Kök sızıntıları arasında amino asitler, karbonhidratlar, şekerler, vitaminler, müsilajlar ve proteinler bulunur. Eksüdalar, kökler ve toprakta yaşayan organizmalar arasındaki etkileşimi uyaran haberciler olarak hareket eder.

Köklerin etrafındaki toprağın pH'ını değiştirir

Rizosfer ortamı genellikle daha düşük bir pH'a, daha az oksijen ve daha yüksek karbondioksit konsantrasyonlarına sahiptir. Bununla birlikte, eksüdalar, köklerin topraktan aldığı besin maddelerine bağlı olarak rizosferdeki toprağı daha asidik veya alkali hale getirebilir.

Örneğin, bir bitki azotu amonyum moleküllerine emdiğinde, rizosferi daha asidik hale getirecek hidrojen iyonlarını serbest bırakır. Aksine, bir bitki nitrojeni nitrat moleküllerine emdiğinde, rizosferi daha alkali yapan hidroksil iyonlarını serbest bırakır.

Mikrobiyoloji

Yukarıda bahsedildiği gibi, rizosfer, çeşitli türlerin yüksek yoğunluklu mikroorganizmalarına sahip bir ortamdır.

Daha iyi anlamak için rizosferin mikroorganizmaları, bitkiler üzerinde oluşturdukları etkiye göre üç büyük grupta sınıflandırılabilir:

Yararlı mikroplar

Bu grup, bitki büyümesini doğrudan - örneğin bitkiye gerekli besinleri sağlayarak - veya dolaylı olarak çeşitli direnç mekanizmaları yoluyla zararlı mikropları inhibe eden organizmaları içerir.

Köksapta kaynaklar için sürekli bir rekabet vardır. Yararlı mikroplar patojenlerin başarısını çeşitli mekanizmalarla sınırlar: biyostatik bileşiklerin üretimi (mikroorganizmaların büyümesini veya çoğalmasını engelleyen), mikro besinler için rekabet veya bitkinin bağışıklık sistemini uyararak.

Komensal mikroplar

Bu kategoride, bitkiye veya patojene doğrudan zarar vermeyen veya fayda sağlamayan çoğu mikrop vardır. Bununla birlikte, kommensal mikroplar, bitki veya patojen üzerinde dolaylı bir etkiye sahip olacak karmaşık bir etkileşimler ağı yoluyla, başka herhangi bir mikro organizmayı bir dereceye kadar etkileyebilir.

Bitkiyi (doğrudan veya dolaylı olarak) patojenlere karşı koruyabilen spesifik mikroorganizmalar olmasına rağmen, bunların etkinliği büyük ölçüde mikrobiyal topluluğun geri kalanından etkilenir.

Böylece kommensal mikroorganizmalar, diğer mikroorganizmalarla etkin bir şekilde rekabet edebilir ve bitki üzerinde dolaylı bir etki yaratabilir.

Patojenik mikroplar

Çok çeşitli toprak kaynaklı patojenler bitki sağlığını etkileyebilir. Enfeksiyondan önce, bu zararlı mikroplar besin ve uzay için rizosferdeki diğer birçok mikropla rekabet eder. Nematodlar ve mantarlar, toprak kaynaklı bitki patojenlerinin iki ana grubudur.

Ilıman iklimlerde, patojenik mantarlar ve nematodlar agronomik olarak patojenik bakterilerden daha önemlidir, ancak bazı bakteri türleri (Pectobacterium, Ralstonia) bazı mahsullerde önemli ekonomik hasara neden olabilir.

Virüsler ayrıca bitkileri kökler yoluyla da enfekte edebilir, ancak kök dokusuna girmek için nematod veya mantar gibi vektörlere ihtiyaç duyar.

Önem

Yararlı mikroorganizmaları çeker

Rizosferdeki yüksek nem ve besin seviyeleri, toprağın diğer kısımlarından çok daha fazla sayıda mikroorganizmayı çeker.

Rizosferde salgılanan bazı bileşikler, toprağın geri kalanına kıyasla çok daha yüksek olan mikrobiyal popülasyonların oluşumunu ve çoğalmasını teşvik eder. Bu fenomen rizosfer etkisi olarak bilinir.

Patojen mikroorganizmalara karşı koruma sağlar

Kök hücreler mikroorganizmalar tarafından sürekli saldırı altındadır, bu yüzden hayatta kalmalarını garanti eden koruma mekanizmalarına sahiptirler.

Bu mekanizmalar, savunma proteinlerinin ve diğer antimikrobiyal kimyasalların salgılanmasını içerir. Rizosferdeki eksüdaların bitkinin büyüme aşamalarına göre değişiklik gösterdiği tespit edilmiştir.

Kökleri kurumaya karşı korur

Birkaç çalışma, rizosferdeki toprağın, toprağın geri kalanından önemli ölçüde daha nemli olduğunu ve bu da köklerin kurumasını önlemeye yardımcı olduğunu göstermektedir.

Geceleri köklerin salgıladığı eksüdalar topraktaki köklerin genişlemesini sağlar. Gün ışığında ter tekrar başladığında, eksüdalar kurumaya başlar ve rizosferdeki toprak parçacıklarına yapışır. Toprak kurudukça ve hidrolik potansiyeli azaldıkça, sızıntılar toprağa su kaybeder.

Referanslar

1. Berendsen, RL, Pieterse, CMJ ve Bakker, PAHM (2012). Rizosfer mikrobiyomu ve bitki sağlığı. Bitki Biliminde Eğilimler, 17 (8), 478-486.
2. Bonkowski, M., Cheng, W., Griffiths, BS, Alphei, J. ve Scheu, S. (2000). Rizosferdeki mikrobiyal faunal etkileşimler ve bitki büyümesi üzerindeki etkiler. Avrupa Toprak Biyolojisi Dergisi, 36 (3-4), 135-147.
3. Brink, SC (2016). Rhizosphere'in Sırlarının Kilidini Açmak. Bitki Biliminde Eğilimler, 21 (3), 169-170.
4. Deshmukh, P. ve Shinde, S. (2016). Tarım Alanında Rhizosphere Mycoflora'nın Yararlı Rolü: Genel Bakış. International Journal of Science and Reasearch, 5 (8), 529–533.
5. Mendes, R., Garbeva, P. ve Raaijmakers, JM (2013). Rizosfer mikrobiyomu: Bitki yararlı, bitki patojenik ve insan patojen mikroorganizmalarının önemi. FEMS Mikrobiyoloji İncelemeleri, 37 (5), 634–663.
6. Philippot, L., Raaijmakers, JM, Lemanceau, P. ve Van Der Putten, WH (2013). Köklere geri dönersek: Rizosferin mikrobiyal ekolojisi. Nature Reviews Microbiology, 11 (11), 789–799.
7. Prashar, P., Kapoor, N. ve Sachdeva, S. (2014). Rizosfer: Yapısı, bakteri çeşitliliği ve önemi. Çevre Bilimi ve Biyoteknoloji İncelemeleri, 13 (1), 63–77.
8. Singh, BK, Millard, P., Whiteley, AS ve Murrell, JC (2004). Rizosfer-mikrobiyal etkileşimlerin çözülmesi: Fırsatlar ve sınırlamalar. Mikrobiyolojide Eğilimler, 12 (8), 386–393.
9. Venturi, V. ve Keel, C. (2016). Rhizosferde sinyalleşme. Bitki Biliminde Eğilimler, 21 (3), 187-198.
10. Walter, N. ve Vega, O. (2007). Köksap bakterilerinin toprak besin maddesi mevcudiyeti ve bitki besin maddesi alımı üzerindeki yararlı etkileri üzerine bir inceleme. Fac., Nal. Agr. Medellín, 60 (1), 3621–3643.