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.

Talajminőség-védelem kötött talajon – lehetőségek és korlátok

2024. november 12. 08:10

A különböző kötöttségű talajok művelhetősége erősen függ a nedvességtartalomtól. Legkedvezőbb a nyirkos állapot.

A giliszták: a talaj elfeledett ápolói

2024. november 5. 17:10

Sokan óckodnak a gilisztáktól, jóllehet a talajélet fenntartásában betöltött szerepük, élettevékenységük nyomán hátramaradó anyagcsere-termékeik a talaj szervesanyag-tartalmát gazdagítva a sikeres növénytermesztés ,,alapköveivé" kellene, hogy emeljék őket.

Kerti talaj vagy virágföld? Melyik a jobb?

2024. október 31. 14:10

Az élő talaj tele van hasznos mikrobákkal és szerves anyagokkal, amelyek tápanyagokat juttatnak a növények gyökereihez.

Milyen az élő talaj és mivel tehető élővé?

2024. október 23. 05:40

Nem győzzük hangsúlyozni a felelős talajművelést, ahol nemcsak a termés maximalizálása a cél, hanem a talaj eróziótól való védelme és az élő szerveződések védelme a földfelszín alatt.

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.

Rendszerszintű szemlélet: hatékonyabb termelés

2023. március 22. 06:37

A 2022-es év nem volt könnyű az ország nyugati felében sem.

Változtassuk istállótrágyává a szármaradványokat!

2022. július 8. 08:34

A Biovéd szakmai cikksorozattal kezdte el bemutatni biológiai nitrogénpótló rendszerét.