La Rizósfera

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