Ризосфера

Участок ризосферы.
A — амёба, поедающая бактерий;
BL — малоактивные бактерии;
BU — активные бактерии;
RC — получаемый корнем углерод;
SR — отшелушивающиеся корневые волоски;
F — гифа гриба;
N — нематода

Ризосфе́ра — узкий слой почвы, прилегающий к корням растения и попадающий под непосредственное действие корневых выделений и почвенных микроорганизмов, толщиной около 2-5 мм[1]. Почва, не являющаяся частью ризосферы, называется основной почвой (англ. Bulk soil). В ризосфере содержится множество бактерий, которые питаются отшелушивающимися клетками, а также белками и сахарами. Кроме того, в ризосфере обитают многочисленные протисты и нематоды, питающиеся бактериями. Таким образом, большая часть круговорота питательных веществ и подавление растением различных патологических процессов происходят в непосредственной близости от корней[2].

Выделения корней

Растения выделяют в ризосферу множество веществ, выполняющих различные функции. Стриголактон, растительный гормон, оказывающий влияние на микоризный гриб, стимулирует прорастание спор и порождает изменения, позволяющие грибу оплести корень растения и образовать микоризу. Паразитическое растение Striga также чувствительно к стриголактону и начинает прорастание при его обнаружении. Потом молодое растение прикрепится к корню и будет получать от него питательные вещества. Симбиотические азотофиксирующие бактерии, такие как представители рода Rhizobium, распознают неизвестное вещество, выделяемое корнями растений семейства Бобовые (лат. Fabaceae) и выделяют Nod-фактор, сообщающий растению о присутствии в близлежащей почве этих бактерий. После этого на корнях растения образуются корневые клубеньки, в которых поселяются бактерии и, снабжаемые питательными веществами, переводят азот в форму, усваиваемую растением. Несимбиотические (или «свободноживущие») азотофиксирующие бактерии поселяются в ризосфере, но только снаружи от корней нескольких растений (в том числе многих злаков) и схожим образом «фиксируют» азот в богатой азотом ризосфере растения. Хотя считается, что эти бактерии в своём местообитании не имеют прочной связи с растениями, они очень сильно отвечают на состояние растения. Например, азотофиксирующие бактерии, обитающие в ризосфере риса, проявляют суточные циклы, имитирующие таковые у растений, и, как правило, поставляют в почву больше связанного азота на стадии роста растения, когда потребность в нём особенно велика[3].

Корни некоторых растений секретируют аллелопатические вещества, подавляющие развитие других организмов. Например, чесночник лекарственный (лат. Alliaria petiolata) образует вещество, которое, возможно, препятствует образованию микоризы у деревьев в смешанных лесах Северной Америки[4].

В ризосфере существует большое количество симбиотических микроорганизмов, стимулирующих рост растений и защищающие его от грибов и плесени (PGPR - бактерии)[1].

Примечания

  1. ↑ 1 2 Марина Павлова. Крошечные стражи подземных галактик // Наука и жизнь. — 2019. — № 8. — С. 98—102. Архивировано 9 августа 2019 года.
  2. ↑ The Soil Food Web. USDA-NRCS. Дата обращения: 3 июля 2006. Архивировано 30 сентября 2012 года.
  3. ↑ Sims, G. K. and Dunigan, E. P. 1984 Diurnal and seasonal variations in nitrogenase activity (C2H2 reduction) of rice roots. Soil Biology and Biochemistry. 16:15-18.
  4. ↑ Stinson, K.A., Campbell, S.A., Powell, J.R., Wolfe, B.E., Callaway, R.M., Thelen, G.C., Hallett, S.G., Prati, D., and Klironomos, J.N. Invasive plant suppresses the growth of native tree seedlings by disrupting belowground mutualisms (англ.) // PLoS Biology : journal. — 2006. — Vol. 4, no. 5. — P. e140. — doi:10.1371/journal.pbio.0040140. — PMID 16623597. — PMC 1440938.