6℃ 1℃
április 6. Vilmos, Bíborka, Taksony, Celesztin
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.

Tényleg növeli a pocokkártétel kockázatát és súlyosságát a talajbolygatás elhagyása?

2025. április 5. 08:10

A csökkentett mértékű talajbolygatás legnyilvánvalóbb előnyei mellett, a károsítók fennmaradásának megnövekedett kockázata mindig felmerül.

Tudományos érdekességek a növények és a mikrobák kapcsolatáról

2025. március 27. 16:10

Már a magokban is ott vannak a hasznos mikrobák, amik kulcsszerepet játszanak a csírázásban, a tápanyagfelvételben és a stressztűrésben.

A baktériumos talajoltásról

2025. március 4. 08:10

Egyes kutatások szerint a talajbaktériumok száma mintegy ezerszer kevesebb, mint az optimális állapot.

A talajkímélő gazdálkodásról készült hasznos videósorozat, gyakorlati tapasztalatokkal

2025. február 26. 16:10

A fenntartható talajkezelési módszerek segítenek megőrizni a biodiverzitást, csökkenteni a szén-dioxid-kibocsátást és javítani a vízgazdálkodást.

Érték hever a földeken: így fordíthatjuk a javunkra!

2021. október 4. 08:40

A tarlóhántás a nyári betakarítási munkák után az első és legfontosabb agrotechnikai beavatkozás. Ezzel a művelettel többek között a talaj vízkészletének megóvását, a talaj mihamarabbi beéredését – így a következő kultúra eredményességét – segíthetjük elő. Az aratás után visszamaradó szár- és gyökérmaradványok komoly tápanyag-utánpótlást jelenthetnek a talajnak, jelentős mennyiségben tartalmaznak ugyanis kötött állapotban lévő nitrogént, foszfort és káliumot is. Mindezt egyszerűen, hatékonyan és költséghatékonyan a magunk javára fordíthatjuk a Natur Agro Hungária szárbontó baktériumkészítményeinek alkalmazásával.

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?

A levegőből végeztek növénykondicionálást és szárbontást

2024. április 17. 17:40

Két drón is a levegőbe emelkedett a Pest vármegyei Gödöllő határában, a MATE Tangazdaság Nonprofit Kft. szárítópusztai telephelyén.

Szárból is lehet várat építeni! – a gyors szárbontás kulcsa

2022. szeptember 2. 08:35

A szármaradványok olyan jelentős felvehető tápelemtartalommal rendelkeznek, hogy azzal a következő növény NPK-igényének jelentős része biztosítható, a lebomló tarló szerves anyagai pedig segítik a humuszképződést - egyszersmind csökkentik a felhasználandó műtrágya mennyiségét.