منطقة الجذور

 

BY & FILED UNDER PLANT SYSTEMS, PLANTS

منطقة الجذور هي الكلمة المستخدمة لوصف مساحة التربة المحيطة بجذور النباتات، وهي الطبقة الأكثر نشاطا من الناحية البيولوجية للتربة. حيث أنها عامرة بالكائنات الحية الدقيقة التي تتفاعل وتفيد التربة من خلال المواد الكيميائية التي تفرزها جذور النباتات (1،2،7). يمكنك العثور على عدد من الكائنات الحية متناهية الصغر في ملعقة صغيرة من التربة أكبر من عدد سكان الأرض. منطقة الجذور يمكن أن تحمل 1000-2000 أضعاف هذه الكمية مما يجعلها ذات كثافة عالية وزاخرة بالحياة الميكروبية (2). منطقة الجذور تحتوي على ثلاث مناطق (2،9،10) منطقة الجذور الداخلية، ومنطقة الجذور الوسطى ومنطقة الجذور الخارجية (الشكل 1).

1. منطقة الجذور الداخلية: وهو الجزء الداخلي من منطقة الجذور. حيث أنه ذلك الجزء من جذور النباتات من الكائنات الحية الدقيقة (التي تستفيد من المركبات العضوية الصادرة عن الجذور).

2. منطقة الجذور الوسطى: وهو الجزء الأوسط من منطقة الجذور، ويشمل سطح جذور النباتات مع جزيئات التربة التي تنضم إليها.

3. منطقة الجذور الخارجية: وهي المنطقة الخارجية من التربة المحيطة بالجذور.

the-rhizosphere-01

الشكل رقم 1يبين: صورة من منطقة الجذور تبين أقسامها الثلاثة ووصفها المنطقة الداخلية والوسطى والخارجية، المصدر: McNear H. 2013

عملية توظيف منطقة الجذور

هو ما يجعل منطقة الجذور مكان اهتمام الدراسات البيولوجية. تعمل جذور النباتات على اطلاق المركبات العضوية في التربة المحيطة بها (1). هذه المركبات هي ما يشير العلماء إلى أنها مركبات منطقة الجذور وتسمى عملية توظيف منطقة الجذور. عند الافراج عن المركبات العضوية من جذور النباتات فإنها تفقد بعض من الكربون في التربة المحيطة بها؛ هذا يعني أنها تساهم في زيادة محتوى الكربون في التربة (3). الافراج عن المركبات العضوية في منطقة الجذر يعمل على   دعم الحياة الميكروبية في التربة (3). كمية وتركيبة جذور النباتات تختلف باختلاف نوع النبات، والمناخ، ونقص المواد الغذائية، والفيزيائية والكيميائية والخصائص البيولوجية للتربة المحيطة بالجذر (2). يتم الافراج عن تلك المركبات من خلال الطرق التالية (3)

1. إنتاج الصمغ: الصمغ عبارة عن مادة سميكة، غير قابلة للذوبان، غنية بمادة السكاريد التي تنتجها خلايا قلنسوة الجذر. وتتمثل مهمتها في تليين وحماية القمم الجذرية لأنها تخترق التربة (2). ويتم إنتاج الصمغ في العديد من النباتات وأيضا لديه القدرة على تحسين بنية التربة عن طريق الربط بين جزيئات التربة لتشكيل المجاميع (5).

2. الإفراج عن الإفرازات الجذرية: يتم الافراج عن الإفرازات الجذرية بواسطة جذور النباتات. وقد أثبتت الأبحاث العلمية أن النباتات تطلق الإفرازات لعدد من الأسباب وهي (أ) للحد من نمو أنواع النباتات المتنافسة (ب) لجذب العلاقات التكافلية (على سبيل المثال، علاقة البقوليات بالتربة الرطبة مما يساعد على إصلاح النيتروجين في الغلاف الجوي) (C) لتغيير الخصائص الكيميائية أو الفيزيائية للتربة المحيطة بها (د) باعتبارها وسيلة للحصول على المواد الغذائية (2،4،6). كمية الكربون العضوي التي أودعتها الإفرازات الجذرية تختلف باختلاف الأنواع النباتية المختلفة (2،3).

3. قشور طبقات الجذر الخارجي: قشور الطبقة الخارجية من الجذور تدفع من خلال التربة لتصل إلى أسفل على المواد الغذائية والمياه (2،3). يتم تحرير طبقة القشرة من قلنسوة الجذر إلى التربة المحيطة بها، ويصبح متاح للتحلل الميكروبي.

the-rhizosphere-02

الشكل 2: رسم تخطيطي لجذر في منطقة الجذور تظهر ستة مجالات 1 وظيفة منطقة الجذور. النزع حالا من قلنسوة الجذر، 2. فقدان الصمغ (الذي يعتبر بمثابة مواد التشحيم الجذر)، 3. فقدان الإفرازات الجذرية للذوبان، 4. الإفراج عن الكربون العضوي المتطاير، 5. فقدان الكربون في العلاقة التكافلية، 6. فقدان الكربون بسبب الموت أو تمزق الخلايا الجذرية. المصدر:

بيبوغرافيا والمزيد من القراءات

1. Newman EI (1985) The rhizophere: carbon sources and microbial populations. Ecological Interactions in soil. A.H.Fitter. Oxford, Blackwell Scientific Publications. Pp 107.

2. McNear Jr., D. H. (2013) The rhizosphere – roots, soil and everything in between. Nature Education Knowledge 4(3):1.

3. Nguyen C (2003) Rhizodeposition of organic C by plants: mechanisms and controls. Agronomie 23: 375-396.

4. Badri DV and Vivanco JM (2009) Regulation and function of root exudates. Plant cell environment 32:666-81.

5. Czarnes et al (2003) Root- and microbial-derived mucilages affect soil structure and water transport, Eur. J. Soil Sci. 51: 435–443.

6. Nardi et al (2000) Soil organic matter mobilization by root exudates. Chemosphere 41: 653-658.

7. Hiltner, L. (1904) “On recent experiences and problems in the field of soil bacteriology and with special regard to the Grundungung and Brache,” Work of the German Agricultural Society, 98, 59-78.

8. Jones et al (2009) Carbon flow in the rhizosphere: carbon trading at the soil-root interface. Plant Soil 321:5-33.

9. Lynch JM (1987) The rhizosphere. Wiley Interscience, Chichester, UK.

10. Clark FE (1949) Soil micro-organisms and plant roots. Advances in Agronomy 1: 241-288.