RHIZOSPHÈRE: CARACTÉRISTIQUES, MICROBIOLOGIE ET IMPORTANCE - LA BIOLOGIE - 2025

La rhizosphère est la zone du sol qui entoure la racine d'une plante. Tant la biologie que la chimie du sol sont influencées par cette racine. Cette zone mesure environ 1 mm de large et n'a pas de bordure définie, c'est une zone influencée par les composés exsudés par la racine et par les micro-organismes qui se nourrissent des composés.

Le terme rhizosphère est dérivé du mot grec rhiza signifiant «racine» et «sphère signifiant 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».

Composition de la rhizosphère

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 des activités biologiques et chimiques intenses.

Les organismes qui coexistent dans la rhizosphère présentent une variété d'interactions entre eux et avec les plantes. Ces interactions peuvent affecter la croissance d'un large éventail de cultures, c'est pourquoi les rhizosphères sont très importantes comme substituts aux engrais chimiques et aux pesticides.

Caractéristiques de la rhizosphère

Il est mince et subdivisé en trois zones de base

Structurellement, la rhizosphère mesure environ 1 mm de large et n'a pas d'arêtes vives. Malgré cela, trois zones de base ont été décrites dans la rhizosphère:

- L'endorizosphère

Il se compose du tissu racinaire et comprend l'endoderme et les couches corticales.

- Le rhizoplan

C'est la surface de la racine, où adhèrent les particules du sol et les microbes. Il est composé de l'épiderme, du cortex et de la couche de polysaccharides mucilagineux.

- L'ectorizosphère

C'est la partie la plus extérieure; c'est-à-dire le sol qui est immédiatement adjacent à la racine.

Dans certains cas, d'autres couches rhizosphériques importantes peuvent être trouvées, telles que la mycorizosphère et la rhizovaïne.

Différents composés sont libérés dans la rhizosphère

Au cours de la croissance et du développement d'une plante, divers composés organiques sont produits et libérés par exsudation, sécrétion et dépôt. Cela rend la rhizosphère riche en nutriments, par rapport au reste du sol.

Les exsudats racinaires comprennent des acides aminés, des glucides, des sucres, des vitamines, des mucilages et des protéines. Les exsudats agissent comme des messagers qui stimulent les interactions entre les racines et les organismes qui habitent le sol.

Modifie le pH du sol autour des racines

L'environnement de la rhizosphère a généralement un pH plus bas, 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 prennent dans le sol.

Par exemple, lorsqu'une plante absorbe de l'azote dans des molécules d'ammonium, elle libère des ions 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 haute densité de micro-organismes de diverses espèces.

Pour une meilleure compréhension, les microorganismes de la rhizosphère peuvent être classés en trois grands groupes, selon l'effet qu'ils provoquent sur les plantes:

Microbes bénéfiques

Ce groupe comprend des organismes qui favorisent la croissance des plantes directement - par exemple, en fournissant les nutriments nécessaires à la plante - ou indirectement, en inhibant les microbes nuisibles par divers mécanismes de résistance.

Dans la rhizosphère, il y a une concurrence 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 en stimulant le système immunitaire de la plante.

Microbes commensaux

Dans cette catégorie se trouvent la plupart des microbes qui ne nuisent pas directement ou ne profitent pas directement à la plante ou au pathogène. Cependant, les microbes commensaux sont susceptibles d'affecter dans une certaine mesure tout autre micro-organisme, par le biais d'un réseau complexe d'interactions qui auraient un effet indirect sur la plante ou le pathogène.

Bien qu'il existe des micro-organismes spécifiques capables de protéger la plante (directement ou indirectement) contre les agents pathogènes, leur efficacité est largement influencée par le reste de la communauté microbienne.

Ainsi, les microorganismes commensaux peuvent rivaliser efficacement avec d'autres microorganismes, exerçant un effet indirect sur la plante.

Microbes pathogènes

Un large éventail d'agents 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 pathogènes et les nématodes sont agronomiquement plus importants que les bactéries pathogènes, bien que certains genres bactériens (Pectobacterium, Ralstonia) puissent causer des dommages économiques substantiels à certaines cultures.

Les virus peuvent également infecter les plantes par les racines, mais nécessitent des vecteurs tels que des nématodes ou des champignons pour pénétrer dans le tissu racinaire.

Importance

Attire les micro-organismes bénéfiques

Les niveaux élevés d'humidité et de nutriments dans la rhizosphère attirent un nombre beaucoup plus grand de micro-organismes que d'autres parties du sol.

Certains des composés sécrétés dans la rhizosphère favorisent l'établissement et la prolifération de populations microbiennes, beaucoup plus élevées par rapport au reste du sol. Ce phénomène est connu sous le nom d'effet rhizosphère.

Offre une protection contre les micro-organismes pathogènes

Les cellules radiculaires sont continuellement attaquées par des micro-organismes, c'est pourquoi elles disposent de mécanismes de protection qui garantissent 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 croissance de la plante.

Protège les racines de la dessiccation

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 du 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 se dessécher et adhèrent aux particules de sol dans la rhizosphère. Lorsque le sol sèche et que son potentiel hydraulique diminue, les exsudats perdent de l'eau vers le sol.

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