Talajélet

Növényi maradványok lebontása mikroorganizmusok által termelt enzimekkel

A búzaszalma összetételét tekintve 34-40% cellulóz, 30-35% hemicellulóz és 14-15% lignin, amelyek bonyolult szerkezetet alkotnak (Lawther 1996).

Cellulóz

A növényi sejtfal lignocellulózt alkotó makromolekulái közül a cellulóz a legnagyobb mennyiségben előforduló lineáris biopolimer. Glükóz egységekből épül fel. Ez a vízben oldhatatlan, rendkívül ellenálló poliszacharid elsősorban a másodlagos növényi sejtfalban található, ahol fontos szerepe van a sejtfal stabilizálásában és ezt a funkciót még a sejt pusztulása után is betölti. A cellulóz lebontását háromféle enzim összehangolt működése végzi: endoglukanáz, exoglukanáz és cellobiáz. A talajban a cellulózbontást számtalan ökológiai faktor befolyásolja (pl. fixált nitrogén mennyisége).

Hemicellulóz

A cellulóz után a hemicellulóz a második legnagyobb mennyiségben jelenlévő biopolimer, mely részt vesz a növényi sejtfal felépítésében. Ezek főként pentozánok, melyek közül a xilánok (D-xilóz egységek) a leggyakoribbak, de kisebb mennyiségben D-arabinózt, D-galaktózt és D-glükuronsavat is tartalmazhat.

A baktériumok növényi maradványokat bontó enzimjei

A bakteriális cellulázok működésének vizsgálata egyre növekvő érdeklődést vált ki a kutatók körében. A celluláz-aktivitással rendelkező baktériumtörzsek rendkívül hasznosak a cellulózoknak és lignocellulóznak, mint holt szerves anyagnak a lebontásában, átalakításában és a humuszképzésében. A tarlón maradó gabonafélék szalmája évente sok ezer tonnára becsülhető. A szalma cellulóz, hemicellulóz és lignintartalmának lebontása és az alkotórészek visszajuttatása a biológiai körforgalomba a talajtermékenység-megőrzése szempontjából alapvető fontosságú.

A baktériumok endo- és exoglükanázokat és cellobiázokat egyaránt képesek termelni, amellyel a kristályos cellulózrostokat rövidebb láncokká alakítják. A mikroorganizmusok által termelt celluláz enzimek szinte mindegyike a rostok kötéseit hidrolizálja (bontja), és ezáltal vagy a hosszú láncokat rövidíti, vagy láncvégekről kisebb egységeket (cellobióz) hasít le. Az eredmény olyan kisebb molekulák tömege, amelyeket könnyen vesznek fel egyéb mikroorganizmusok és alakítanak saját anyagaikká, vagy energiában gazdag vegyületekké.

A termelődött enzimek aktív formában a holt szerves anyagra adszorbeálódnak. Az adszorbeálódott enzimek már a kristályos cellulóz kisebb egységekre bontását hatékonyan elvégzik. A mikroorganizmusok életfolyamataikba az egyszerű szénhidrátokat tudják bevonni.

Cellulózbázisú tápanyag esetében először a hosszú szénláncú szénhidrátnak le kell bomlani egyszerű szénhidrátokká. Ezt a folyamatot irányítják a baktériumok által termelt és kiválasztott celluláz enzimrendszerek. A kristályos cellulóz, különösen, ha ligninbe ágyazódva van jelen, vízben nem oldható, biológiai szempontból ellenálló rendszer. A lebontáshoz több enzim együttes működése, azok egymást erősítő ún. szinergizmusa szükséges.

A ma elfogadott hipotézis szerint a bontás a cellulóz amorf részein indul, véletlenszerűen az endo-celluláz enzim hatására. A mikroorganizmusok rendszeresen kölcsönhatásba lépnek egymással, ezáltal a kedvező hatásukat fokozottabban tudják kifejteni. Ilyen kedvező hatás várható a cellulóztartalmú holt szerves anyagok bontásakor is. Kevert kultúrájú cellulózbontó mikroorganizmusok együttműködve a nem cellulózbontó mikroorganizmusokkal, sokkal intenzívebb cellulózbontásra képesek, mint önmagukban.

Agrofórum Hírlevél
Iratkozzon fel az Agrofórum hírlevélre!

A feliratkozást követően a rendszer egy megerősítő emailt fog küldeni a megadott email címre. Ha nem érkezne meg a levél, kérjük nézze meg a spam vagy Gmail esetén a Promóciók és az Összes levél mappát.

Tudomány a mezőgazdaság szolgálatában: ezért ilyen hatékonyak a szárbontó készítmények

2020. szeptember 21. 09:25

Cikkünkben részletesen bemutatjuk a Natur Agro Hungária Kft. szárbontó készítményeinek alkotóelemeit, melyek segítségével jelentős hozamnövekedés érhető el.

Eljött a szemléletváltás ideje...

2020. szeptember 16. 05:30

Vajon ki számol utána, de a hazánkban több mint egymillió hektáron termesztett kukorica betakarítását követően akár 12-14 tonna növényi maradvány is visszamarad a területen?

ELÉG VOLT AZ ASZÁLYBÓL? VAGY MÉG MINDIG NEM???

2020. június 22. 08:55

Sajnos ez a tavasz is a csapadékhiánytól visszhangzott, amit még mindig hallani, amikor az aratásra, a búza és repce várható terméseredményeire gondolunk, pedig most már bőven esik Medárd óta, ami a kalásznak már nem kellene, ellenben a kukorica és napraforgó a szójával karöltve hálásan fejlődik.

A humuszképződés folyamata és jelentősége

A humusz a talaj egy sajátos és igen fontos alkotórésze. A humuszvegyületek talajspecifikusak, miszerint 85-90%-ban csak a talajban fordulnak elő. Tulajdonképpen a talajba jutott szerves anyagok azon része, ami már átesett a humifikáció folyamatán. Ehhez a folyamathoz viszont elengedhetetlen a talajlakó mikroorganizmusok tevékenysége.

Tudomány a mezőgazdaság szolgálatában: ezért ilyen hatékonyak a szárbontó készítmények

2020. szeptember 21. 09:25

Cikkünkben részletesen bemutatjuk a Natur Agro Hungária Kft. szárbontó készítményeinek alkotóelemeit, melyek segítségével jelentős hozamnövekedés érhető el.

Mikroorganizmusok a mezőgazdaság szolgálatában, a szárbontás jelentősége

2018. június 4. 04:45

Amikor talajkondicionálásról beszélünk, a talajállapotba avatkozunk be azzal a céllal, hogy javítsuk a talaj fizikai-biológiai állapotát és tápanyag-szolgáltató képességét. Ennek a külső beavatkozásnak számos formája ismert, legősibb módszere a szerves trágya kijuttatása.

NE BÁLÁZZ, HANEM TRÁGYÁZZ - avagy szalmatrágyázás mikrobiológiai kezeléssel

2019. július 23. 13:13

A szántóföldeken az idén is betakarításra kerülő pld. 5 tonna búza szemtermés mellett kb. 6-9 tonna tömegű szalma-trágya termelődik egy hektárnyi termőterületen, aminek be kell kerülnie a talajba.

Intenzív talajélet nélkül nincs hatékony növénytermesztés, avagy a baktériumkészítmények szerepe a szárbontásban!

2019. október 9. 08:06

A szántóföldön termesztett növénykultúrák betakarított termése a teljes növényi biomassza kevesebb, mint 50%-a. A fennmaradó nagyobb rész melléktermék, melynek jelentősebb része nem kerül vissza a talajba. A gabonafélék, ipari és takarmánynövények gyökér és szármaradványa átlagosan a 8-10 tonnát is elérheti hektáronként.