31℃ 18℃
július 5. Emese, Sarolta, Lotti, Antal
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.

7 növény, amelyek új életet lehelnek a talajba

2025. június 29. 11:10

A kert talajának állapota kulcs a sikerhez. Ezek a növények szépek és észrevétlenül javítják a talaj szerkezetét és termőképességét is.

Egészséges talaj, növény, és klíma: nagyobb teljesítőképesség + videó

2025. május 20. 16:10

A rendezvényen, melyet tavasszal rendezett meg a Profeed, valamint a Magyar Növényvédő Mérnöki és Növényorvosi Kamara, a talaj, talajegészség, tápanyag-utánpótlás, vízmegtartás és növényegészség kerültek górcső alá.

Talajélet: összefüggések a talajélet-javítás mentén

2025. május 4. 05:40

A talajélet a talajban élő mikroorganizmusok - baktériumok, gombák, egysejtűek, fonálférgek -, valamint makroorganizmusok, például földigiliszták, rovarok tevékenységét foglalja magában.

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.

Baktériumkészítményekkel a precízebb és fenntarthatóbb gazdálkodás irányába

2019. január 30. 11:08

Nincsen más lehetőség, mint előre menekülni. Ezt vallja idősebb és ifjabb Petrohay György, akik a Velencei-tó közelében, Seregélyes határában gazdálkodnak.

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.

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.

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.