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La Rizósfera Raiz
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La rizósfera y su rol en la
nutrición de la planta
Sady García B.
UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA
Segunda Especialidad en Nutrición Vegetal y Fertirrigación
Nutrición Vegetal
Contenido
• Definición
• Rizósfera
• Espermósfera
• Estructura de la rizósfera
• Origen y formación
• Efecto sobre la población microbiana
• Roles en la planta
Rizósfera
• El termino rizósfera fue usado por primera vez por Hiltner (1904) para describir la zona del suelo bajo influencia de las raíces.
• La rizósfera puede extenderse más de 5 mm desde la raíz.
• Es el área de mayor actividad microbiana.
Espermósfera
• El área de mayor actividad microbiana alrededor de la semilla es conocida como espermósfera (Slykhuis, 1947).
• La espermósfera puede extenderse de 1 a 10 mm desde la semilla, pero distancias de hasta 20 mm se han reportado.
Espermósfera
• La colonización de la semilla es el primer paso
para la colonización de la raíz.
• Los microorganismos que se establecen en la
semilla en germinación pueden multiplicarse y
colonizar la longitud del suelo cuando emerge
y crece en el suelo.
Estructura de la rizósfera
Formación y origen de la rizósfera
• La planta modifica el entorno edáfico y
crea una zona rizosférica.
• El proceso importante es la rizodeposición.
Proceso de rizodeposición
Mucigel: material gelatinoso que
incluye los mucílagos vegetales
modificados, células bacterianas
y sus metabolitos.
Descamaciones
Secreciones y mucílagos
Lisados
Exudados
Tipos de aportes orgánicos originados por la raíz
• Exudados: compuestos de bajo peso molecular que
escapan de las células hacia el espacio intercelular y
suelo.
• Secreciones: mucílagos de bajo y alto peso molecular
liberados por las raíces por procesos metabólicos.
• Descamaciones: fragmentos de células epidérmicas,
pelos radiculares y raicillas laterales.
• Lisados: compuestos liberados por lisis de células
epidérmicas.
Conteo de bacterias en el rizoplano y la rizósfera de
diferentes cultivos y en el suelo no rizosférico
Compuesto Contenido en raíz Liberación a
la rizósfera
En materia
seca (%)
En savia
(mM)
Carbohidratos 50 40 +++
Ácidos orgánicos 1 – 3 10 +
Aminoácidos 10 – 15 10 +++
Otros compuestos
nitrogenados
2 - 5 < 1 ++
Marschner, 1995; Ryan et al., 2001; Jones et al., 2003
Distribución proporcional de 15N en la planta y el suelo
de macetas con plantas de trigo de 5 semanas
cultivadas bajo diferente humedad
Componente 40 % Capacidad
de campo
60 % Capacidad
de campo
Follaje 84.6a 85.1a
Raíz 8.7a 9.5a
Suelo 6.8a (100) 5.4b (100)
Exudados solubles 3.5a 0.4b
Suelo rizosférico 9.5a 19.3b
Suelo no rizosférico 86.7a 80.2b
15N raíz/15N suelo (mg/mg) 1.3a 1.75b
Schulze y Merbach, 2008
Phillips et al., (2006)
Efecto de la [CO2] sobre la tasa de eflujo total de 16
aminoácidos en raíces jóvenes de tres especies vegetales
** Diferencias entre tratamientos significativas a P < 0.01
Efecto sobre la población
microbiana
Adherencia de bacterias al rizoplano
Rhizobium sp
Azospirillum sp
Pseudomonas sp
Poblaciones de bacterias, actinomicetos y hongos a
diferentes distancias del rizoplano de Lupinus sp
Distancia desde
la raíz (mm)
Bacterias Actinomicetos Hongos
UFC x 103 g-1 de suelo seco
0 159000 46700 355
0 – 3 49000 15500 176
3 – 6 38000 11400 170
9 – 12 37400 11800 130
15 – 18 34170 10100 117
> 80 27300 9100 91
Cociente rizosférico
• La relación R/S o cociente rizosférico es la
relación entre el número de organismos en la
rizósfera y el número de organismos en el
suelo libre.
𝑅/𝑆 =𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑒𝑛 𝑟𝑖𝑧ó𝑠𝑓𝑒𝑟𝑎
𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑒𝑛 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜
Número de microorganismos en la rizósfera (R) de trigo
(Triticum aestivum L.) y en suelo no rizosférico (S) y su
relación R/S resultante
Microorganismos Rizosfera Suelo no rizosférico Relación R/S
UFC g-1 de suelo
Bacterias 120 x 107 5 x 107 24.0
Hongos 12 x 105 1 x 105 12.0
Protozoos 24 x 102 10 x 102 2.4
Amonificantes 500 x 106 4 x 106 125.0
Desnitrificantes 1260 x 105 1 x 105 1260.0
Fuente: Rouatt et al. (1960)
Factores que influyen en la población de la
rizósfera
• La planta regula el crecimiento de
microorganismos en la rizósfera a partir
de:
• Señalización química.
• Rizodeposición.
Intercambio de señales entre la planta y las
bacterias
Exudados radiculares inductores de rizobios
Flavonoides
Conteo de bacterias en el rizoplano y la rizósfera de
diferentes cultivos y en el suelo no rizosférico
Planta Rizoplano Rizósfera Suelo no
rizosférico
Relación
R/S
UFC x 106 g-1 de materia seca radical
Trébol rojo (Trifolium pratense) 3844 3255 134 24
Avena (Avena sativa) 3588 1090 184 6
Lino (Linum usitatissum) 2450 1015 184 5
Trigo (Triticum aestivum) 4119 710 120 6
Maíz (Zea mays) 4500 614 184 3
Cebada (Hordeum vulgare) 3216 505 140 3
Fuente: Rouatt y Katznelson (1961)
Biofilm de bacterias sobre el rizoplano
Las bacterias se fijan a las superficies sean estas
vivas o inertes
Fimbrias
Microcolonias de
bacterias en el suelo
Microorganismos sobre el rizoplano
Hongos BacteriasPelos radicales
Solo 10% del rizoplano está cubierto por bacterias
Roles de la rizósfera en la
planta
Características en el suelo rizosférico de plantas de
Ryegrass (◦) y pino radiata ( ) cultivados en rhizobox y
comparados con un control sin cultivo (●)
Chen et al., 2002
Relaciones entre plantas y organismos rizosféricos
Richardson et al., 2009
Bacterias rizosféricas promotoras del
crecimiento
• Las rizobacterias producen hormonas y factores
de crecimiento.
• Pueden solubilizar elementos no disponibles.
• Proporcionan protección contra patógenos.
• Promueven la nutrición y el crecimiento
vegetal.
Literatura citada
Chen C.R., Condron L.M., Davis M.R., Sherlock R.R. 2002. Phosphorus dynamics in the
rhizosphere of perennial ryegrass (Lolium perenne L.) and radiata pine (Pinus radiate
D.Don). Soil Biol. Biochem. 34:487–499.
Jones D.L., Dennis P.G., Owen A.G., van Hees P.A.W. 2003. Organic acid behavior in soils –
misconceptions and knowledge gaps. Plant and Soil 248: 31–41.
Marschner H. 1995. Mineral Nutrition of Higher Plants. Academic Press, London.
Phillips D.A., Fox T.C., Six J. 2006. Root exudation (net efflux of amino acids) may increase
rhizodeposition under elevated CO2. Global Ch. Biol. 12(4):561-567.
Richardson A.E., Barea J-M., McNeill A.M., Prigent-Combaret C. 2009. Acquisition of phosphorus
and nitrogen in the rhizosphere and plant growth promotion by microorganisms. Plant Soil
321:305–339.
Ryan P.R., Delhaize E. , Jones D.L. 2001. Function and mechanism of organic anion exudation
from plant roots. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 52: 527–560.
Schulze J., Merbach W. 2008. Nitrogen rhizodeposition of young wheat plants under elevated
CO2 and drought stress. Biol. Fertil. Soils 44:417–423