Mit adnak nekünk a talajbaktériumok?

Mit adtak nekünk a rómaiak? – hangzik el a kérdés az ismert filmjelenetben, melyet a felszabadító front katonái tesznek fel egymásnak a rómaiak által megszállt országban. –Vízvezetéket…, csatornázást…, utakat…, gyógyászatot…, oktatást…, öntözést…, bort…, azt mégiscsak ők adták, de ezen kívül mit adtak még? – hangzik újra el a kérdés.

E vidám kis jelenet jut gyakorta eszembe, amikor arról beszélünk, miért fontos a talajban történő folyamatok megismerése, megismertetése. A kérdés ugyanis hasonló: mit adnak nekünk a talaj mikroorganizmusai? A válasz prózai: a földi élet lehetőségét.

 

A nitrogén légkörből történő kötése

Az élet számára Földünkön az elsődleges nitrogén-forrást a légköri nitrogén jelenti. E nitrogén a biológiai körforgásba, természetes módon csak mikroorganizmusok által kötött N útján léphet be (mesterséges úton műtrágyákkal is). A termesztett, magasabb rendű növényeink tehát nitrogénhez nem tudnak hozzájutni a légkörben bőségesen található N2-ből – a levegő 78%-a nitrogén – ugyanis ennek megkötésére csak igen kevés élőlény  képes.

A talajban szabadon élő, illetve a növényekkel asszociatív vagy szimbiotikus kapcsolatot kialakító N-kötő baktériumok egyaránt rendelkeznek nitrogenáz enzimmel, amely enzim segítségével elvégzik a nagyon stabil N2-molekula felhasítását és ammóniává alakítását, melyet a növény már képes felvenni és hasznosítani  N igényének kielégítésére. E folyamat, a biológiai nitrogénkötés kulcsfontosságú a földi élet szempontjából. A főbb nitrogénkötő mikroorganizmusok  a cianobaktériumok, a szimbiózisban élő rhizobium baktériumok, az asszociatív azospirillumok, a szabadon élő Azotobacter, Clostridium baktériumok, stb.

 

A foszfor feltárása oldhatatlan formákból

A nitrogénnel ellentétben, foszfor nem található a légkörben, elsődleges forrása a sziklákban és a talaj ásványokban megtalálható vegyületek, illetve a szerves anyagokhoz kötött foszfor. A két frakció – vagyis a szerves és a szervetlen kötésben lévő foszfor – aránya hozzávetőlegesen 50-50 % a talajban.

A foszfor szintén nélkülözhetetlen eleme az élőlények anyagcsere folyamatainak. A sejtek energiaraktározó folyamataihoz ugyanúgy szükség van rá, mint ahogy a sejtmembránokat alkotó foszfolipidek felépítéséhez. A foszfor elsődleges fontosságú a növények termésképzésekor, valamint a gyökérképződésre is hatással van. Az esszenciális növényi tápanyagok közül a foszfor a legnehezebben felvehető elem, ugyanakkor a nitrogén után a növénytermesztés sikerességét leginkább meghatározó tápanyag.

A szerves anyagokban található, szerves kötésben lévő foszfor (melynek legnagyobb része az un. fitátok) ásványosodása a mikrorganizmusok tevékenységétől függő, viszonylag lassú folyamat. A szerves kötésben lévő foszfort főleg a baktériumok és a gombák szabadítják fel, mely formákat azután a növények is fel tudják venni (H2PO4¯, HPO4 ortofoszfátok formájában). A növényekbe, állatokba, mikroorganizmusokba beépült foszfor elpusztulásuk és szerves anyaguk újra mineralizálódása révén kerül be a P-körforgásba.

A talajban élő baktériumok és gombák által kiválasztott szerves savak a szervetlen foszfát ásványok oldását teszik lehetővé. A baktériumok így részt vesznek a szervetlen foszfátok oldatba vitelében is és így a növény számára felvehetővé tételében.

 

Holt szerves anyagok bontása

A cellulóz a Földön előforduló leggyakoribb szerves anyag, mert a növények vázanyagának nagy része cellulóz. A cellulóz bontását lehetővé tevő enzimmel (celluláz) rendelkező baktériumok, gombák rendkívül hasznosak a cellulózoknak és lignocellulóznak, mint holt szerves anyagnak a lebontásában. A gabonafélék szalmája évente sok százezer tonnára becsülhető, amely a tarlón maradhat. A szalma cellulóz, hemicellulóz és lignintartalmának lebontása és az alkotórészek visszajuttatása a biokörforgalomba a talajtermékenység-megőrzése szempontjából is alapvető fontosságú.

A cellulóz – mely vízben oldhatatlan, kémiailag stabil és enzimeknek is viszonylag ellenálló makromolekula – bontását a baktériumok és gombák celluláz enzimeik segítségével végzik. Ezen enzimek szinte mindegyike a hosszú láncokat rövidíti, vagy láncvégekről kisebb egységeket (cellobióz) hasít le. Ennek eredményeként olyan kisebb molekulák termelődnek, amelyeket könnyen vesznek fel, bontják tovább és hasznosítják egyéb mikroorganizmusok.

A szármaradványokat elbontó baktériumok és gombák a holt szerves anyagok, szármaradványok bontásával jelentős mennyiségű káliumot és foszfort, számos mezo- és mikroelemet tárnak fel, alakítanak át a növények számára is felvehető formává.

A talaj mikroorganizmusainak szolgáltatásai a fentebb ismertetett néhány alapvető funkciónál sokkal-sokkal bővebbek. Csak néhány fontos folyamatot emeltünk ki: nélkülük nem lenne nitrogén a talajban, így aminosavakat és fehérjéket sem tudnának szintetizálni az élő szervezetek. Nem lenne lebontás, így nem lehetne miből felépíteni sem. Az ásványokba és kőzetekbe zárt vegyületek feltárása nem történhetne meg. Nélkülük minden más lenne, de ami valószínűbb: nem lenne semmi sem.

2019-11-05T16:04:00+00:00