RHIZOSFER: KARAKTERISTIK, MIKROBIOLOGI DAN KEPENTINGAN - BIOLOGI - 2025

The rizosfer adalah zona tanah yang mengelilingi akar tanaman. Baik biologi maupun kimiawi tanah dipengaruhi oleh akar ini. Daerah ini lebarnya kira-kira 1 mm dan tidak memiliki batas yang ditentukan, merupakan daerah yang dipengaruhi oleh senyawa yang dikeluarkan oleh akar dan oleh mikroorganisme yang memakan senyawa tersebut.

Istilah rhizosfer berasal dari kata Yunani rhiza yang berarti "akar" dan "bidang yang berarti medan pengaruh". Ilmuwan Jerman Lorenz Hiltner (1904) yang pertama kali mendeskripsikannya sebagai "zona tanah yang berbatasan langsung dengan akar legum yang mendukung aktivitas bakteri tingkat tinggi."

Komposisi rizosfer

Namun, definisi rizosfer telah berkembang seiring dengan ditemukannya sifat fisik, kimia dan biologi lainnya. Rizosfer sangat dipengaruhi oleh akar tumbuhan yang mendorong aktivitas biologis dan kimiawi yang intens.

Organisme yang hidup berdampingan di rizosfer menunjukkan berbagai interaksi satu sama lain dan dengan tumbuhan. Interaksi ini dapat mempengaruhi pertumbuhan berbagai macam tanaman, itulah sebabnya rizosfer sangat penting sebagai pengganti pupuk kimia dan pestisida.

Karakteristik rhizosfer

Itu tipis dan dibagi menjadi tiga zona dasar

Secara struktural, rhizosfer memiliki lebar sekitar 1mm dan tidak memiliki tepi yang tajam. Meskipun demikian, tiga zona dasar telah dijelaskan di rizosfer:

- Endorizosfer

Ini terdiri dari jaringan akar dan termasuk lapisan endodermis dan kortikal.

- Rhizoplane

Ini adalah permukaan akar, tempat partikel tanah dan mikroba menempel. Itu terdiri dari epidermis, korteks dan lapisan polisakarida mucilaginous.

- ectorizosphere

Itu adalah bagian terluar; yaitu, tanah yang berbatasan langsung dengan akar.

Dalam beberapa kasus, lapisan rizosfer penting lainnya dapat ditemukan, seperti mikorizosfer dan rhizovain.

Senyawa yang berbeda dilepaskan di rizosfer

Selama pertumbuhan dan perkembangan tanaman, berbagai senyawa organik diproduksi dan dilepaskan melalui eksudasi, sekresi, dan pengendapan. Hal ini menyebabkan rizosfer kaya akan unsur hara, dibandingkan dengan tanah lainnya.

Eksudat akar meliputi asam amino, karbohidrat, gula, vitamin, lendir, dan protein. Eksudat bertindak sebagai pembawa pesan yang merangsang interaksi antara akar dan organisme yang menghuni tanah.

Mengubah pH tanah di sekitar akar

Lingkungan rhizosfer umumnya memiliki pH yang lebih rendah, dengan lebih sedikit oksigen dan konsentrasi karbon dioksida yang lebih tinggi. Namun, eksudat dapat membuat tanah di rhizosfer menjadi lebih asam atau basa, tergantung pada nutrisi yang diambil akar dari tanah.

Misalnya, ketika tumbuhan menyerap nitrogen menjadi molekul amonium, ia melepaskan ion hidrogen yang akan membuat rizosfer lebih asam. Sebaliknya, ketika tumbuhan menyerap nitrogen menjadi molekul nitrat, ia melepaskan ion hidroksil yang membuat rizosfer lebih basa.

Mikrobiologi

Seperti disebutkan di atas, rhizosfer adalah lingkungan dengan kepadatan mikroorganisme yang tinggi dari berbagai spesies.

Untuk pemahaman yang lebih baik, mikroorganisme rhizosfer dapat diklasifikasikan menjadi tiga kelompok besar, menurut pengaruhnya terhadap tanaman:

Mikroba yang bermanfaat

Kelompok ini termasuk organisme yang mendorong pertumbuhan tanaman secara langsung - misalnya, dengan menyediakan nutrisi yang diperlukan untuk tanaman - atau secara tidak langsung, menghambat mikroba berbahaya melalui berbagai mekanisme resistensi.

Di rizosfer ada persaingan konstan untuk sumber daya. Mikroba menguntungkan membatasi keberhasilan patogen dengan beberapa mekanisme: produksi senyawa biostatik (yang menghambat pertumbuhan atau perbanyakan mikroorganisme), persaingan untuk mendapatkan mikronutrien, atau dengan merangsang sistem kekebalan tanaman.

Mikroba komensal

Dalam kategori ini sebagian besar mikroba tidak secara langsung merugikan atau menguntungkan tanaman atau patogen. Namun, mikroba komensal cenderung mempengaruhi mikroorganisme lain sampai batas tertentu, melalui jaringan interaksi yang kompleks yang akan memiliki efek tidak langsung pada tanaman atau patogen.

Meskipun ada mikroorganisme spesifik yang mampu melindungi tanaman (secara langsung atau tidak langsung) dari patogen, keefektifannya sangat dipengaruhi oleh komunitas mikroba lainnya.

Dengan demikian, mikroorganisme komensal dapat bersaing secara efektif dengan mikroorganisme lain, memberikan efek tidak langsung pada tanaman.

Mikroba patogen

Berbagai macam patogen yang terbawa tanah dapat mempengaruhi kesehatan tanaman. Sebelum infeksi, mikroba berbahaya ini bersaing dengan banyak mikroba lain di rhizosfer untuk mendapatkan nutrisi dan ruang. Nematoda dan jamur adalah dua kelompok utama patogen tanaman yang terbawa tanah.

Di daerah beriklim sedang, jamur patogen dan nematoda secara agronomis lebih penting daripada bakteri patogen, meskipun beberapa genera bakteri (Pectobacterium, Ralstonia) dapat menyebabkan kerusakan ekonomi yang besar pada beberapa tanaman.

Virus juga dapat menginfeksi tanaman melalui akar, tetapi membutuhkan vektor seperti nematoda atau jamur untuk memasuki jaringan akar.

Pentingnya

Menarik mikroorganisme yang bermanfaat

Tingkat kelembaban dan nutrisi yang tinggi di rizosfer menarik lebih banyak mikroorganisme daripada bagian lain dari tanah.

Beberapa senyawa yang disekresikan di rizosfer mendorong pembentukan dan perkembangbiakan populasi mikroba, jauh lebih tinggi dibandingkan dengan bagian tanah lainnya. Fenomena ini dikenal sebagai efek rizosfer.

Menawarkan perlindungan terhadap mikroorganisme patogen

Sel-sel akar terus menerus diserang oleh mikroorganisme, itulah sebabnya mereka memiliki mekanisme perlindungan yang menjamin kelangsungan hidupnya.

Mekanisme ini termasuk sekresi protein pertahanan dan bahan kimia antimikroba lainnya. Telah ditentukan bahwa eksudat di rhizosfer bervariasi sesuai dengan tahap pertumbuhan tanaman.

Melindungi akar dari pengeringan

Beberapa penelitian menunjukkan bahwa tanah di rhizosfer jauh lebih lembab daripada tanah lainnya, yang membantu melindungi akar dari kekeringan.

Eksudat yang dilepaskan oleh akar pada malam hari memungkinkan terjadinya perluasan akar di dalam tanah. Saat keringat berlanjut di siang hari, eksudat mulai mengering dan menempel pada partikel tanah di rhizosfer. Saat tanah mengering dan potensi hidrauliknya berkurang, eksudat kehilangan air ke tanah.

Referensi

1. Berendsen, RL, Pieterse, CMJ, & Bakker, PAHM (2012). Mikrobioma rizosfer dan kesehatan tanaman. Trends in Plant Science, 17 (8), 478-486.
2. Bonkowski, M., Cheng, W., Griffiths, BS, Alphei, J., & Scheu, S. (2000). Interaksi mikroba-fauna di rizosfer dan pengaruhnya terhadap pertumbuhan tanaman. European Journal of Soil Biology, 36 (3-4), 135-147.
3. Brink, SC (2016). Membuka Rahasia Rhizosphere. Tren dalam Ilmu Tanaman, 21 (3), 169-170.
4. Deshmukh, P., & Shinde, S. (2016). Peran Bermanfaat Rhizosfer Mycoflora di Bidang Pertanian: Sebuah Tinjauan. Jurnal Internasional Sains dan Penelitian, 5 (8), 529–533.
5. Mendes, R., Garbeva, P., & Raaijmakers, JM (2013). Mikrobioma rizosfer: Makna penting dari mikroorganisme bermanfaat bagi tanaman, patogen tanaman, dan mikroorganisme patogen manusia. Ulasan Mikrobiologi FEMS, 37 (5), 634-663.
6. Philippot, L., Raaijmakers, JM, Lemanceau, P., & Van Der Putten, WH (2013). Kembali ke akar: Ekologi mikroba rhizosfer. Ulasan Alam Mikrobiologi, 11 (11), 789-799.
7. Prashar, P., Kapoor, N., & Sachdeva, S. (2014). Rhizosfer: Strukturnya, keanekaragaman bakteri dan signifikansinya. Ulasan dalam Ilmu Lingkungan dan Bioteknologi, 13 (1), 63-77.
8. Singh, BK, Millard, P., Whiteley, AS, & Murrell, JC (2004). Mengurai interaksi rizosfer-mikroba: Peluang dan keterbatasan. Tren Mikrobiologi, 12 (8), 386-393.
9. Venturi, V., & Keel, C. (2016). Memberi sinyal di Rhizosphere. Trends in Plant Science, 21 (3), 187-198.
10. Walter, N., & Vega, O. (2007). Kajian tentang efek menguntungkan bakteri rhizosfer terhadap ketersediaan hara tanah dan serapan hara tanaman. Fak. Nal. Agr. Medellín, 60 (1), 3621–3643.