16℃ 8℃
október 22. Előd, Szalóme, Kordélia
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.

Élővilág a járdák alatt – a városi talaj titkai

A városi talaj nem halott. De ha tovább tapossuk, locsoljuk és nyírjuk, könnyen azzá tehetjük.

Casuarina – a nitrogént megkötő trópusi fa

2025. október 17. 14:10

A Casuarina nemcsak árnyékot ad: gyökerei nitrogént juttatnak a talajba, serkentve más növények növekedését.

Még vethet – őszi zöldítési ötletek

2025. október 5. 14:10

A zöldítés ősszel is értékes: gyors kelésű vagy télálló növényekkel biztosíthatjuk a talaj egészségét tavaszig.

A lomb „második élete”: így segít a fa gyökereinek

2025. szeptember 23. 13:10

A lehullott falevelek nem szemét, hanem értékes mulcs. Megmutatjuk, hogyan segíti a fák egészségét, ha a törzs körül helyesen használjuk.

Kérdések és válaszok a biogeN (mIKRo-CELL) felhasználásával kapcsolatban

2022. július 29. 11:33

Elkezdődtek az aratások, így az eddig hozzánk érkezett kérdésekből válogattunk, és nyilvános válaszokkal igyekszünk további termelőknek is segíteni.

CELL® a szárbontás nagymestere, avagy A SZERVESANYAG-GAZDÁLKODÁS A HOSSZÚTÁVÚ JÖVEDELMEZŐ TERMELÉS ALAPJA!

2024. június 14. 11:40

Ha a növénymaradványokat VISSZAKEVERJÜK a talajba, akkor a szemterméssel kivont tápelemek kivételével mindent visszajuttatunk.

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.

A földnek ára, a termőtalajnak értéke van

2025. június 23. 14:10

A szármaradványok tudatos talajba forgatása értékes tápanyagot és jobb vízháztartást biztosít a következő kultúrák számára.