Mikrobiológiai készítmény
A műtrágyázás költségeinek növekedése mellett egyre nagyobb probléma a foszfor és nitrogén vegyületek talajvizekbe, illetve felszíni vizekbe kerülése, a környezet szennyezése. A nitrogén-fixáló és a foszfort vízoldhatóvá tevő talajbaktériumok termőföldbe juttatásával a növények nitrogén és foszfor ellátottsága javul jelentős költség megtakarítás mellett.
A Natur Terra a következő előnyös tulajdonságokkal is rendelkezik: különböző növényi növekedést serkentő anyagokat termelnek, elnyomják az egyes kórokozó szervezetek szaporodását, biztosítják a növények megfelelő vas ellátását is.
A készítmény speciális gombatörzsei képesek a szántóföldön levő növényi maradványok (lignocellulózok) hatékony bontására, és így a talaj mikroflórájának gazdagítására.
Kifejezetten ajánlható pillangós növények kultúráiban, mert fajspecifikus - a gazdanövénnyel szimbiózisban élő - nitrogénkötő baktériumokat is tartalmaz.
A termék környezetbarát, megkapta Biokultúra Egyesület engedélyét is, így a biogazdálkodók előnyösen használhatják. (Az alkalmazott mikroorganizmusok talajból izolált, genetikailag nem manipulált organizmusok.)
A kiszerelt termék tárolása felhasználásig hűvös helyen történjen. Az utolsó magágy előkészítő művelet előtt juttassuk ki szántóföldi permetezővel, majd könnyű tárcsával, vagy kombinátorral a talajba. Kerüljük a déli, tűző napot.
A mikrobiológiai készítmény alacsony hőfokon (+5°C alatt) nem elég hatékony, ezért az őszi kalászosok tavaszi fejtrágyázása csökkentett dózisban ajánlott.
A Natur Terra a nem baktericid és fungicid hatású növényvédőszerekkel keverhető úgy, hogy a két anyag ne koncentrált formában keveredjen.
A Natur Terra a talaj termelő erejét fokozó, a természetes talaj állapot kialakítását elősegítő, terméshozam növelő, tartóhasznosító mikrobiológiai készítmény. Patogén mikroorganizmusokat nem tartalmaz.
Az EU veszélyes anyagokra vonatkozó rendeletének értelmében való jelölés: NINCS JELÖLÉS
A szakszerű kezelés és használat során a személyi és műszaki védőintézkedések figyelembevételével a termékkel való bánásmód nem jár kockázattal.
Száraz, hűvös helyen tárolandó.
Fizikai és kémiai tulajdonságok:
A személyi és műszaki védőintézkedések figyelembevételével történő szakszerű kezelés során, valamint rendeltetésszerű használat esetén jelenlegi ismereteink alapján a terméknek nincs egészségre káros hatása. Fokozott mértékű szervezetbe jutása azonban kerülendő.
A termék környezetbarát, semmiféle veszélyt nem jelent a környezetre.
Ártalmatlan, vizzel lemosható, higítható.
A szállítási előírások értelmében nem veszélyes rakomány.
A Natur Terra különböző élő baktrériumokat, fehérkorhadást okozó gombákat, mint főkomponenseket tartalmaz, de aminosav, fehérje, peptid, ásványi anyag, mikro- és makroelem összetevői is jelentősek.
A termék a 36/2006. (V. 18.) FVM rendelet alapján a mikrobiológiai készítmények, talajoltóanyagok közé tartozik.
A Natur Terra a következő mikroorganizmusokat tartalmazza:
A fenti törzsek közül egyik sem patogén és nem génmanipulált. A sejtkoncentrációk a következők:
A termékben lévő fehérkorhadást okozó gombák jelentőségét a termőhelyek lignocellulóz alapú anyagainak (kukoricaszár, búzaszalma, napraforgószár, stb.) lebontásának fokozása növeli. A lebontásban egy speciális enzimrendszer vesz részt, és az aromás vegyületek lebontása gyökös mechanizmussal történik.
A gombák (Mycota) törzsébe, a valódi gombák (Eumycota) altörzsébe, a magasabb rendű gombák (Mycomycotina) főosztályába, a bazidiumos gombák (Basidiomycetes) alosztályába, az osztatlan bazidiumos gombák (Holobasidiomycetes) sorozatába, a likacsos gombák (Polyporales) rendjébe tartozó Hydnaceae, Corticiaceae és Telephoraceae családokba, valamint az Agaricales rend Agaricaceae és Pleurotaceae (laskagomba félék) családjaiba több száz fehérkorhadást okozó gomba tartozik.
A fehérkorhadást okozó gombák a leghatékonyabb ligninbontó mikroorganizmusok, és általában jelentős extracelluláris fenoloxidáz termelők, de vannak kivételek.
A Phanerochaete chrysosporium az egyik legjelentősebb „ligninbontó” aktivitással rendelkező mikroorganizmus, csak kis, vagy alig kimutatható fenoloxidáz aktivitással rendelkezik. Annak ellenére, hogy a fehérkorhadást okozó gombák mindegyike bontja a lignint, a törzsek között nagy különbségek vannak.
A Polyporus berkeleyi vagy a Pycnosporus cinnabarinus elsősorban a lignint bontja a LHC komplexben. A Trametes versicolor vagy a Ganoderma applanatum egyformán bontja a lignint és a cellulózt.
A mikroorganizmus tenyésztési körülményei is jelentősen befolyásolják az enzimaktivitásokat. A maláta extrakt stimulálja a ligninbontást, míg egyes nitrogénforrások csökkentik azt.
Az O2 koncentráció, a pH, a keverés, a szén- és nitrogénforrás mennyisége és minősége jelentősen befolyásolja az exoenzimek aktivitását. Esetenként a puffer minősége is inhibitora lehet a lignolitikus enzimeknek.
A fehérkorhadást okozó gombák által végzett delignifikációnak jelentős szerepe van abban, hogy az évente képződő lignin nem halmozódik fel a bioszférában.
Az ligninbontásban több enzim együttesen fejti ki hatását (ld. 1. táblázat). Az enzimkomplexben lévő izoenzimek számát, molekulatömegét, szerkezetét, optimális körülményeit (pH, indukáló anyagok, inhibitorok, stb.) illetően még napjainkban is komoly kutatások, illetve szakmai viták folynak. A Phanerochaete chrysosprium gombatörzzsel termelt „lignináz” főbb jellemzőit az1.táblázatban mutatjuk be.
1. táblázat: a "lignináz" főbb jellemzői
Molekulatömeg | 49-43 kDa |
Izoelektromos pont | 5,0-3,0 pH |
Poliszacharid tartalom | 10-15% (szárazanyagra vonatkoztatva) |
Prosztetikus csoport | protoporphyrin IX |
pH optimum | Kb. 2,5 |
Inhibitorok | CN-, F-, N3-, CO |
Oxidálószerek | H2O2 és t-Bu-OH |
Redukálószerek | metoxilezett aromás vegyületek, fenolok, aromás aminok |
A 2. táblázatban összefoglaltuk néhány fehér korhadást okozó gomba lignolitikus enzim aktivitásait.
2. táblázat: fehérkorhadást okozó gombák lignolitikus enzim aktivitásai
LIGNOLITIKUS ENZIMEK | |||||
GOMBAFAJ | LiP | MnP | Lac | Glyox | VAO |
Cerioporipsis subvermsipora | - | + | + | - | |
Lentinus edodes | +/- | + | + | + | |
Phanerochaete chrysosporium | + | + | - | + | - |
Dichomitus squalens | - | + | - | + | - |
Trametes versicolor | + | + | + | + | (+) |
Pleurotus ostreatus | - | + | + | + | |
Pleurotus sajor-caju | - | + | + | + |
Enzimes ligninbontás
A „lignináz” a következő reakciókat katalizálja:
A készítmény baktérium összetevői a talajból és a növények rizoszférájából származó, az Azospirillum, Azotobacter, Pseudomonas és Rhizobium nemzetségekbe tartozó törzsek. Hogy vizsgálni és érteni tudjuk a talaj-mikroorganizmusok szerepét, ismernünk kell a növényi sejtek életműködéséhez nélkülözhetetlen nitrogén és foszfor körforgalmát.
A nitrogén körforgása a talajban
Az élő szervezetekben a C után leggyakrabban előforduló építőkő a N. A természetben a C-hez hasonlóan (CO2 gáz, illetve elemi C) a N (nitrogén gáz) is ún. inert állapotban van túlsúlyban, és az élő szervezetek számára felhasználható ún. kötött N (nitrát, nitrit, ammónia) korlátozott mennyiségben van jelen a természetben, aminek köszönhető a mezőgazdaságban tapasztalható terméskiesések nagy része és az intenzív mesterséges műtrágyázás. A levegő 78 %-át kitevő N gázt azonban csak tetemes energiabefektetés árán lehet a növény szempontjából használható állapotú vegyületté átalakítani. A természetben a N is körforgásban van, tehát a kötött állapotú N inertté alakul és fordítva.
A N gáz visszaalakításáért 72%-ban a biológiai N-kötés és 12 %-ban az ammóniagyártás felelős. Mivel 1 hektár fölött a N gáz mennyisége 7,8 x 108 tonna, a biológiai N-kötésnek ez kimeríthetetlen forrást jelent.
A biológiai alapú transzformációk közül a levegő molekuláris N-jének fixálása, az ammonifikáció, a nitrifikáció, a denitrifikáció, az élő sejtekben végbemenő immobilizáció (a N szerves vegyületekbe építése), illetve a humifikálódás a legjelentősebb. A molekuláris N fixálásában mikroorganizmusok és kék, valamint zöld algák vesznek részt. A kémiai átalakulások közül legjelentősebbek az ásványi anyagokba épülés, az ammónia keletkezés és veszteség, a N aromás vegyületekbe épülése, a kémiai redukció (denitrifikálódás). Szerepet játszik a N-körforgalomban az esőkkel a levegőből talajba mosódó N, az elfolyás és diffúzió, illetve a termés elszállítása miatt bekövetkező veszteség is.
A világszerte tapasztalható fehérjeínség a felhasználható N-utánpótlás mennyiségi korlátozottságának tulajdonítható. Bár földünk bővelkedik N gázban, mégis a növényi és állati szervezetek N hiányban szenvednek, mivel számukra a N gáz hasznosíthatatlan. Ezek az élőlények csak a kötött N vegyületeket (nitrát, ammónia, aminosavak, stb.) képesek növekedésükhöz felhasználni, ami viszont csak korlátozott mennyiségben áll rendelkezésükre . Ezért nem véletlen, hogy a szakemberek érdeklődése a N-kötő, tehát az inert, molekuláris N-t ammóniává redukálni képes élőlények felé irányult , hisz többek között ezen mikroorganizmusok megismerésétől és tulajdonságaik megfelelő kihasználásától várják az éhség világméretű megszüntetését.
A molekuláris N redukálását eddigi tudásunk szerint csak prokariota szervezetek végzik. A N gázt a baktérium sejtekben található nitrogenáz enzimkomplex katalizálja ammoniává. Az enzimrendszer kulcsenzime a nitrogenáz, mely egy molibdén-vas kofaktort tartalmaz és működéséhez nélkülözhetetlen egy másik fehérje, a nitrogenáz reduktáz. Ez az enzim látja el a nitrogenázt megfelelő potenciálú elektronokkal, amelyek végsősoron redukálják a N gázt. E folyamatban egy elektron átadásához 16 ATP (adenozin-trifoszfát) molekula hidrolízise szükséges. A reakcióhoz szükséges elektronokat különböző redukált kofaktorok (ferredoxin, flavodoxin) szolgáltatják. Fiziológiai körülmények között a nitrogenáz működésekor mindig keletkezik hidrogén gáz is, aminek következményeként, úgymond, energia vész el. Az ammónia keletkezéséhez szükséges nagymennyiségű ATP a baktériumok oxidatív foszforilációja során termelődik az aerofil és mikroaerofil N-kötőknél, míg az anaerobok az ATP-t anaerob fermentáció útján szerzik.
A N-kötő baktériumok közül egyesek szabadonélő állapotban kötik a N-t,de számos baktérium más, magasabbrendű élőlénnyel párosulva képes csak a N-kötésre (asszociatív és szimbiotikus N-kötés).
A szabadonélő N-kötő baktériumok (pl. az Azotobacter, Bacillus fajok, Clostridium pasteurianum, stb.) a talajban élnek és önmagukban képesek a N-kötésre, évenként kb. 8-10 kg/ha hatékonysággal ( 8-10 kg N-gázt alakítanak át ammóniává, hektáronként).
Az asszociatív N-kötők (ANK) csak egy másik élőlény közvetlen közelében kötik számottevő mértékben a N-t (a N-kötés mértéke elérheti az évi 50-60 kg/ha-t). Erre az egyik szép példa egy cianobaktérium (Anabaena azollae) N-kötése vízipáfrányok (Azolla) levélüregeiben, illetve az Azospirillum fajok N-kötése egyszikű növények gyökérzetének környezetében.
Régóta tudott tény, hogy lényeges mennyiségű kötött N került a trópusokon a termőtalajba azokon a mezőgazdasági területeken, ahol trágyázást nem alkalmaztak, mivel megfelelő termést takarítottak be a rizsföldeken, a cukornád ültetvényeken és a legelőkön. Ezért a jelenségért új N-kötő baktériumtörzsek felelősek. Az elmúlt évtizedek intenzív kutatómunkája során kiderült, hogy a N-kötés a gyökerek közvetlen közelében történik, anélkül azonban, hogy differenciált struktúra alakulna ki a gyökereken. Ezt az új típusú N-kötést asszociatív N-kötésnek (ANK), azokat a baktériumokat pedig, amelyek lényegesen hozzájárulnak a növények növekedéséhez, növekedést fokozó rhizobaktériumoknak (NFR) nevezték el. Hamarosan az is kiderült, hogy a baktériumok nem csak kötött N-el segítik elő a növények növekedését, hanem növekedést fokozó anyagokkal (növényi hormonokkal) és egyéb vegyületekkel is.
A pillangós növények szimbiózisban a rhizobium baktériumokkal képesek a levegő nitrogénjének megkötésére. A baktériumok a növényi gyökereken, úgynevezett gümőkben végzik el a levegő nitrogénjének ammóniává történő átalakítását. A szimbiózisok főbb formái a következők:
A foszfor körforgása a talajban
A foszfor ciklus (P) ellentétben a nitrogénével, természetes körülmények között gyakorlatilag zárt. Az input és output azonos, az elfolyás csekély, a levegőbe P nem kerül. Persze fenti állítás nem érvényes 20-50 kg/ha foszfát alapú műtrágya alkalmazásakor, amikor a veszteség jelentős. A P végül a vizekben, tengerekben halmozódik fel, és csak kevés kerül vissza szárazföldre (pl. guanó alakjában).
A talaj élő sejtjeiben a P szerves vegyületekben halmozódik fel, ezek mineralizációja nagy sebességgel folyik (3-8 g/m2/év). A keletkező P-vegyületek oldhatósága - elérhetőségük a növények számára - különböző, az átlagos talajok 1 kg-jában kimutatható 400-1200 mg P mindössze 5 %-a hozzáférhető. Egyes P-vegyületek turnovere 500-2000 év.
Egyes Pseudomonasok elsősorban az alábbi okok miatt serkenthetik az aerob lebontási folyamatokat:
Ismeretes tehát, hogy egyes foszfonolitikus mikrooganizmus törzsek talajba juttatásával, majd a szaporodásukhoz szükséges tápanyagok biztosításával oldatba vihetők a növény számára egyébként nem hozzáférhető komplex P-vegyületek. Ha a kijuttatott mikroorganizmusok „működnek”, és a talaj ásványtartalma megfelelő úgy a foszfát tartalmú műtrágyák használata elhagyható vagy jelentősen csökkenthető. Ez utóbbi azért is feltételezhető, mert a kijuttatott foszfát alapú műtrágyák nagyon gyorsan mineralizálódnak és elvesznek a növény számára, míg a P-t mobilizálni képes mikroorganizmusok jelenlétében ez felhasználhatóvá válik.
A talajban szaporodó mikroorganizmusok a élettanilag aktív vegyületeket bioszintetizálnak. Ezek közül a legjelentősebbek az alábbiak:
A mikroorganizmusok által bioszintetizált legismertebb növényi hormonok az auxinok (indol-3-ecetsav), etilén, gibberellinek, kinetinek, stb.
Egyes Pseudomonas törzsek kevés vas jelenlétében a vasat összegyűjteni képes, ún. sziderofórokat termelnek. Ennek következményeként a rhizoszférában szaporodó más baktériumok és gombák, köztük a potenciális burgonya kórokozó az Erwinia carotovora - mivel a sziderofórokból a vasat hasznosítani nem tudják - vashiány miatt gátlást szenvednek. Másrészt ezek a sziderofórok vashiányos talajon a növények (burgonya, cukorrépa, retek) növekedését szignifikánsan serkentik, mivel a vasat megkötve közvetlenül a növény rendelkezésére bocsátják. Ezeket a Pseudomonasokat ezért is nevezték el PGPR-nek (Plant Growth Promoting Rhizobacteria, növényi növekedésserkentő gyökérbaktériumok).