ی کربوهیدرات ها و آنزیم ها که برای خارج شدن از ریشه به فرآیندهای متابولیک وابسته هستند.
3- سلول های مرده ریشه: شامل سلولهای مرده بافت ریشه که به صورت پوست اندازی ریشه وارد خاک می شوند. به صورت دیواره سلول ها، سلول های پوست ریشه و گاهی نیز به صورت کل ریشه مشاهده می شوند.
4- استیلن و دی اکسیدکربن
تمام انواع مواد خارج شده از ریشه ها در این چهار گروه جای دارند. چون میکروارگانیسم های بسیاری از این مواد به عنوان منبع کربن به سرعت استفاده می کنند لذا جهت تعیین مقدار مواد خارج شده از ریشه ها علاوه بر توده زنده میکروبی، مقدار دی اکسیدکربن حاصل از تنفس آنها را نیز باید اندازه گرفت. اصطلاح ته نشست های ریشه7 برای توصیف تمام مواد آزاد شده از ریشه گیاه استفاده می شود که براساس سن گیاه و موقعیت ریشه نوع و مقدار ته نشست های ریشه متفاوت هستند(Brahmaprakash and Sahu 2012, 92, Topre et al 2011, 3).
1-4- ریزوسفر
منطقه خاصی از خاک اطراف ریشه ها که تحت تأثیر ترشحات ریشه قرار دارد ریزوسفر نامیده می شود. واژه ریزوسفر اولین بار در سال 1904 توسط هیلتنر توصیف شد. او منطقه اطراف ریشه ها که حداکثر فعالیت و توسعه میکروبی را دارا می باشد به عنوان ریزوسفر معرفی کرد. با افزایش آگاهی و اطلاعات، اصطلاحات و واژگان متنوعی توسط محققین مختلف معرفی و توصیف شدند. واژه هایی نظیر هیستوسفر8،ریزوسفر9‌و ادافوسفر10 و ریزوسفر داخلی و خارجی نیز عنوان شدند. واژه ی دیگری به نام ریزوپلان11 نیز توسط کلارک در سال 1949 پیشنهاد شد که در واقع سطح خارجی ریشه گیاهان هستند که درتماس نزدیک با ذرات معدنی خاک و ذرات موادآلی می باشند. منطقه ریزوسفر بسیار باریک بوده و دامنه و وسعت آن از گیاهی به گیاه دیگر متفاوت است. علاوه بر سن، وضعیت متابولیک گیاه و خواص خاک نیز بر ضخامت منطقه ریزوسفر تأثیر دارند. بررسی ها نشان داده اند که تعداد و فعالیت میکروارگانیسمهای ریزوسفری، هنگامی که رشد و توسعه رویشی گیاهان حداکثر است به نقطه اوج خود می رسد. روشهای مطالعه میکروفلور ریزوسفر متعدد هستند. چهار روش مهم مطالعه شامل روش رقیق سازی پلیت، روش لام مدفون رزی و کلودنی، روش مشاهده مستقیم و روش اثرگذاری روی لام می باشند (Deshmukh et al 2007, 23; Walpola and Yoon 2012, 6).
1-4-1 جمعیت میکروبی در ریزوسفر
جمعیت میکروبی عظیمی در سطوح ریشه ها، ریشه های موئین و اطراف آنها وجود دارد. باکتری ها به صورت کلی و زنجیره هایی از سلولهای انفرادی درسطوح ریشه ها و خاک ریزوسفری یافت می شوند. اگرچه قارچهای رشته ای و اکتینومیست ها در ریزوسفر مشاهده می شوند. اما تعداد آنها خیلی زیاد نیست. از میان پرتوزوئرها، تاژکداران و مژک داران بزرگ در لایه های آب موجود در سطح ریشه های موئین و بافت های اپیدرمی گیاه به وفور یافت می شوند. به طورکلی باکتری های گرم منفی بدون اسپور در خاک ریزوسفر توسعه زیادی دارند. بررسی های انجام شده درمورد ریزوسفر گیاهان نشان می دهند که میکروارگانیسم های متحرک و حاوی رنگدانه، آمونیفیکاتورها، دنیتریفیکاتورها، تجزیه کننده های ژلاتین، هوازی های تجزیه کننده سلولز و همچنین میکروارگانیسم هایی که در محیط گلوکز – پپتون، واکنش اسیدی یا قلیایی ایجاد می کنند، تعدادشان در ریزوسفر بیشتر از خاک های غیرریزوسفری است. درحالیکه ارگانیسم های تولیدکننده نیترات، بی هوازی های تجزیه کننده سلولز و بی هوازی های تثبیت کننده نیتروژن فراوانی کمتری در ریزوسفر دارند. شدت رقابت میکروبی در منطقه ریزوسفر بسیار بالاست. علت این امر تراکم زیاد باکتری ها در منطقه ریزوسفر است که به 109 سلول در هر گرم خاک میرسد. به دلیل جمعیت باکتریایی زیاد در منطقه ریزوسفر و رقابت موجود درآنجا، میکروارگانیسم های سریع الرشد نسبت به سایر انواع بیشتر سود برده و با موفقیت با انواع دیگر رقابت می کنند. به علاوه گونه های که از نظر بیوشیمیایی فعال تر هستند، در منطقه ریزوسفر بیشتر و بهتر از شرایط موجود بهره می برند. لذا شدت فعالیت های بیوشیمیایی در منطقه ریزوسفر بیشتر از خاک غیرریزوسفری می باشد. باکتریهای مختلف، نیازهای تعذیه ای متفاوتی دارند به همین دلیل گونه های باکتریایی خاصی در ریزوسفر حضور دارند. ترشحات ریشه غنی از برخی از اسیدهای آمینه هستند. درصورت وجود اسیدآمینه در مقادیر زیاد در ریزوسفر، حضور باکتری درآن منطقه به کیفیت و کمیت اسیدآمینه مربوط می باشد و نوع و تعداد اسیدآمینه تعیین کننده ترکیب نسبی گونه های مختلف خواهد بود. با افزایش سن ریشه میکروفلور ریزوسفر تغییر می کند. این تغییرات باتوجه به نوع ماده غذایی موجود در منطقه ریشه در سنین مختلف رخ می دهند. در ریشه های جوان، ترشحات ریشه نقش مهمی در تنظیم میکروفلور ریزوسفر دارند درحالیکه در ریزوسفر ریشه های پیرتر، بافت و سلولهای مرده ریشه، عامل اثر ریزوسفر بر قارچ ها محسوب می شوند. نقاط مختلف ریشه، نقش تغذیه ای متفاوتی داشته و موادی که دراختیار میکروب های ریزوسفری قرار می دهند یکسان نیست. باتوجه به این مسئله، محیط ریزوسفر در نقاط مختلف ریشه، از نقطه ای به نقطه ی دیگر متفاوت خواهدبود و قسمت های مختلف ریشه مانند نوک ریشه، تاج ریشه و… حاوی انواع مختلف میکروفلور می باشند(Deshmukh et al 2007, 9; Rodriguez and Fraga 1999, 17) .
1-4-2 عوامل مؤثر بر میکروارگانیسم ها در منطقه ریشه
کلونیزاسیون12 ریشه توسط میکروارگانیسم ها تحت تأثیر عوامل زیر قرار می گیرد:
الف- نوع خاک: بافت خاک و غلظت یون هیدروژن (pH خاک) تراکم و تنوع میکروارگانیسم های ریزوسفری را تحت تأثیر قرار می دهند. به طور کلی فراوانی قارچ ها در خاک های اسیدی بیشتر است. باکتری ها، اکتینومیست ها و جلبک ها pH قلیایی را ترجیح می دهند باوجود این استثناعاتی نیز وجود دارد. خاک های رسی دارای تهویه خوب و حاوی مقادیر کافی ماده آلی، برای اکثر میکروارگانیسم ها مناسب است.