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Caractéristiques de la rhizosphère, microbiologie et importance
Le rhizosphère est la zone de sol qui entoure la racine d'une plante. La biologie et la chimie du sol sont influencées par cette racine. Cette zone mesure environ 1 mm de largeur et n’a pas de bord défini, c’est une zone influencée par les composés exsudés par la racine et par les microorganismes qui se nourrissent des composés.
Le terme rhizosphère est dérivé du mot grec rhiza ce qui signifie "racine" et "sphère qui signifie champ d'influence". C'est le scientifique allemand Lorenz Hiltner (1904) qui l'a décrit pour la première fois comme "la zone de sol immédiatement adjacente aux racines des légumineuses qui supporte des niveaux élevés d'activité bactérienne".
Cependant, la définition de la rhizosphère a évolué à mesure que d’autres propriétés physiques, chimiques et biologiques ont été découvertes. La rhizosphère est fortement influencée par les racines des plantes qui favorisent les activités biologiques et chimiques intenses.
Les organismes qui coexistent dans la rhizosphère présentent diverses interactions entre eux et avec les plantes. Ces interactions peuvent affecter la croissance d'un large éventail de cultures, raison pour laquelle les rhizosphères sont très importantes en tant que substituts des engrais chimiques et des pesticides.
Index
- 1 Caractéristiques de la rhizosphère
- 1.1 Il est mince et subdivisé en trois zones de base
- 1.2 Différents composés sont libérés dans la rhizosphère
- 1.3 Changer le pH du sol autour des racines
- 2 microbiologie
- 2.1 Microbes bénéfiques
- 2.2 Microbes commensaux
- 2.3 Microbes pathogènes
- 3 importance
- 3.1 Attire les microorganismes utiles
- 3.2 Offre une protection contre les microorganismes pathogènes
- 3.3 Protège les racines contre le dessèchement
- 4 références
Caractéristiques de la rhizosphère
Il est mince et subdivisé en trois zones de base
Structurellement, la rhizosphère a environ 1 mm de largeur et n'a pas de bord défini. Malgré cela, trois zones de base de la rhizosphère ont été décrites:
- L’endorizosphère
Il se compose de tissus radiculaires et comprend l'endoderme et les couches corticales.
- Le rhizoplan
C'est la surface de la racine, où les particules du sol et les microbes adhèrent. Il est formé par l'épiderme, le cortex et la couche de polysaccharides mucilagineux.
- L'ectorizosphère
C'est la partie la plus externe; c'est-à-dire le sol qui est immédiatement adjacent à la racine.
Dans certains cas, vous pouvez trouver d'autres couches rhizosphériques importantes, telles que la mycorhizosphère et la rhizovaïne.
Dans la rhizosphère, différents composés sont libérés
Au cours de la croissance et du développement d'une plante, divers composés organiques sont produits et libérés par exsudation, sécrétion et dépôt. Cela fait que la rhizosphère est riche en nutriments, par rapport au reste du sol.
Les exsudats de racines comprennent les acides aminés, les glucides, les sucres, les vitamines, les mucilages et les protéines. Les exsudats agissent comme des messagers qui stimulent les interactions entre les racines et les organismes qui habitent le sol.
Changer le pH du sol autour des racines
L'environnement de la rhizosphère a généralement un pH inférieur, avec moins d'oxygène et des concentrations plus élevées de dioxyde de carbone. Cependant, les exsudats peuvent rendre le sol de la rhizosphère plus acide ou alcalin, en fonction des nutriments que les racines prélèvent dans le sol.
Par exemple, lorsqu'une plante absorbe de l'azote dans des molécules d'ammonium, elle libère des ions d'hydrogène qui rendront la rhizosphère plus acide. En revanche, lorsqu'une plante absorbe de l'azote dans des molécules de nitrate, elle libère des ions hydroxyles qui rendent la rhizosphère plus alcaline.
Microbiologie
Comme mentionné ci-dessus, la rhizosphère est un environnement à forte densité de micro-organismes de plusieurs espèces.
Pour une meilleure compréhension, les micro-organismes de la rhizosphère peuvent être classés en trois grands groupes, en fonction de l’effet qu’elle provoque sur les plantes:
Microbes bénéfiques
Ce groupe comprend les organismes qui favorisent la croissance de la plante directement - par exemple, en fournissant les nutriments nécessaires à la plante - ou indirectement, en inhibant les microbes nocifs grâce à divers mécanismes de résistance.
Dans la rhizosphère, il y a une compétition constante pour les ressources. Les microbes bénéfiques limitent le succès des agents pathogènes grâce à plusieurs mécanismes: la production de composés biostatiques (qui inhibent la croissance ou la multiplication des micro-organismes), la compétition pour les micronutriments ou la stimulation du système immunitaire de la plante.
Microbes commensaux
Dans cette catégorie se trouvent la plupart des microbes qui ne nuisent pas ou ne bénéficient pas directement à la plante ou au pathogène. Cependant, il est probable que les microbes commensaux affectent dans une certaine mesure tout autre microorganisme, à travers un réseau complexe d'interactions qui pourrait avoir un effet indirect sur la plante ou l'agent pathogène.
Bien qu'il existe des microorganismes spécifiques capables de protéger la plante (directement ou indirectement) contre les agents pathogènes, son efficacité est largement influencée par le reste de la communauté microbienne.
Ainsi, les microorganismes commensaux peuvent rivaliser efficacement avec les autres microorganismes exerçant un effet indirect sur la plante.
Microbes pathogènes
Un large éventail de pathogènes transmis par le sol peut affecter la santé des plantes. Avant l'infection, ces microbes nocifs entrent en compétition avec de nombreux autres microbes de la rhizosphère pour les nutriments et l'espace. Les nématodes et les champignons sont les deux principaux groupes d'agents pathogènes des plantes transmis par le sol.
Dans les climats tempérés, les champignons et les nématodes pathogènes sont agronomiquement plus importants que les bactéries pathogènes, bien que certains genres bactériens (Pectobacterium, Ralstonia) peut causer des dommages économiques importants à certaines cultures.
Les virus peuvent également infecter les plantes par les racines, mais ils ont besoin de vecteurs tels que des nématodes ou des champignons pour pénétrer dans les tissus racinaires.
Importance
Attire les microorganismes utiles
Les niveaux élevés d'humidité et de nutriments dans la rhizosphère attirent un nombre beaucoup plus élevé de micro-organismes que les autres parties du sol.
Certains des composés sécrétés dans la rhizosphère favorisent l'établissement et la prolifération de populations microbiennes, beaucoup plus élevées que dans le reste du sol. Ce phénomène est appelé effet rhizosphère.
Offre une protection contre les microorganismes pathogènes
Les cellules des racines subissent une attaque continue de micro-organismes, raison pour laquelle elles disposent de mécanismes de protection garantissant leur survie.
Ces mécanismes comprennent la sécrétion de protéines de défense et d'autres produits chimiques antimicrobiens. Il a été déterminé que les exsudats dans la rhizosphère varient en fonction des stades de la croissance des plantes.
Protège les racines contre le dessèchement
Plusieurs études suggèrent que le sol de la rhizosphère est nettement plus humide que le reste du sol, ce qui aide à protéger les racines contre le dessèchement.
Les exsudats libérés par les racines la nuit permettent l'expansion des racines dans le sol. Lorsque la transpiration reprend à la lumière du jour, les exsudats commencent à sécher et à adhérer aux particules de sol de la rhizosphère. À mesure que le sol sèche et que son potentiel hydraulique diminue, les exsudats perdent de l’eau dans le sol.
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