Topraktaki Substrat Tiplerinin Mikrobiyolojisi
Topraklarda organik kalıntıların ayrışma ürünleri ve bitki köklerinin salgıları gibi basit organik bileşikler bulunmakla birlikte, mikrobiyal gelişme için kullanılan doğal substratların çoğu karmaşık bileşiklerdir. Toprak mikroorganizmaları için en yaygın substratlar; selüloz, hemiselüloz, lignin, k,t,n ve humustur.
Selüloz
Selüloz molekülleri glikozun 1 ve 4. C atomlarının bağlanması ile oluşan düz zincirler şeklindedir. Her molekülde 2000-10000 en fazla 15000 glikoz ünitesi bulunur. Ancak bu sayı bitki türlerine göre değişir. Yüksek bitkilerin selüloz kapsamı tip ve yaşına göre değişir.
Topraklar kimyasal ve fiziksel özelliklerindeki farklılıklar nedeniyle farklı selüloz ayrıştırma kapasitesi gösterirler. Selülozun ayrışmasını etkileyen faktörler;
• Yarayışlı azot düzeyi
• Sıcaklık
• Toprak havalanması
• Toprak ve bitki kalıntılarının nem oranı
• pH
• Diğer karbonhidratların varlığı
• Bitki kalıntılarının lignin oranı
Topraklara inorganik azot verilmesi selüloz ayrışmasını olumlu etkilemektedir. Amonyum ve nitrat tuzları uygun kaynaklardır. Ayrışma oranı ilave edilen azot miktarına bağlıdır. Ancak yüksek düzeylerde, selüloz ayrışması bu artışa tepkisiz kalır. Eklenen azot miktarı 35 kısım selüloza karşı 1 kısım inorganik azot düzeyine ulaşmasından sonra yararlı olmamaktadır.
Selülozun biyolojik olarak tüketilmesi donma sıcaklıklarından 65ºC düzeylerine kadar değişmektedir. Selülotik organizmaların her çeşidi sıcaklıktan farklı etkilenmektedir. Diğer faktörler hem enzim aktivitesini hem de mikrobiyal aktivitesi etkilediğinden selülozun ayrışması da buna paralel olarak farklılıklar gösterir.
Selülozu ayrıştıran mikroorganizmalar çok çeşitli olduklarından ve her birinin çevre istekleri de farklı olduğu için selüloz ayrışması geniş çevre koşullarında meydana gelir. Selüloz ayrıştıran organizmalar;
Mantarlar Bakteri Aktinomiset
Alternaria Bacillus Micromonospora
Aspergillus Cellulomonas Nocardia
Coprinus Clostridium Streptomyces
Fomes Corynebacterium Streptospongium
Fusarium Polyangium
Penicillum Sporocytophaga
Polyporus Vibrio
Rhizoctonia Cytophaga
Rhizopus
Trametes
Aerob bakteriler selülozu CO2 ve hücresel maddelere ayrıştırırken anaerob olanların mezofilik ve termofilik olanları farklı ürünler oluştururlar. Doğada en yaygın anaerob selüloz parçalayanlar Clostridium cinsi içinde yer alırlar. Bu cinsin mezofilik ve termofilik türleri selüloz fermantasyonunda farklı ürünler oluştururlar.
Selüloz parçalanmasının ilk basamağı bir polimerin enzimatik hidrolizidir. Selülaz enzimleri çözünür olmayan selülozu basit, suda çözünür mono ve disakkaritlere dönüştürür. Bundan sonra basit şekerler aeroblar tarafından CO2’e ve anaeroblar tarafından alkol ve organik asitlere dönüştürülür. Mikrobiyal hücre selüloz molekülü için geçirimsiz olduğundan organizma C kaynağını yarayışlı kılmak için hücre dışına enzim salgılar. Dolayısıyla çözünmez olan maddeler çözünür şekerler halinde hücre zarından girebilir. Selüloz ayrışmasında kil mineralleri de önem arz eder. Selüloz ve onun ayrışma ürünleri kil mineralleri tarafından adsoblanır ve bazı kil türleri etkili enzimleri inaktif duruma sokabilir.
Hemiselüloz
Bunlar strüktürel olarak selüloza benzemez. Bu polimerlerin tam kimyasal hidrolizi ile basit şekerler ve bunların ürünleri olan üronik asitler ortaya çıkar.
Yapılarında tek tür monosakkarit bulunduranlar Homoglikanlar adını alır. Örn: Ksilan (ksiloz), manan (mannoz), galaktan (galaktoz). İkiden fazla farklı monosakkaritten oluşanlar Heteroglikanlar adını alır. Bunlar polimerdeki şeker ya da üronik asitler esas alınarak adlandırılır. Örn: Arabinogalaktan gibi.
Hemiselülozlar, selülozun zincirli yapısına karşılık, dallanmış yapı gösterirler.
Bitki dokuları toprağa karıştığında hemiselülozlar başlangıçta hızlı ayrışırlarsa da bu hız daha sonra yavaşlar. Ayrışma sırasında C’un bir kısmı protoplazmaya çevrilirken bir kısmı da CO2’e dönüştürülmektedir. Hemiselüloz ayrışması ortamın pH’sına, sıcaklığa, çevrenin fiziksel ve kimyasal özelliğine göre değişmektedir. O2 düzeyi azaldıkça ayrışma yavaşlamakta ve anaerob koşullarda zor ilelemektedir. Hemiselülotik bileşikler içinde en önemlisi Ksilan’dır. Zira bu bileşik çayır ve odunsu bitkilerin toplam karbonhidrat kapsamının büyük bir kısmını oluşturur. Ksiloz içeren karbonhidratların bu nedenle toprakta ayrışmasının önemi fazladır.
Hemiselülozu ayrıştıran organizmalar;
Bakteriler
Bacillus Mannan, galaktomannan, ksilan
Cytophaga Galaktan
Pseudomonas Ksilan
Streptomycet Mannan, ksilan
Mantarlar
Alternaria Arabinoksilan, ksilan
Aspergillus Araban, mannan, arabinoksilan
Fusarium Araban, arabinoksilan
Penicillum Araban, mannan
Gönderi; Zahide
Mikrobiyoloji
-
Antibiyotiklerin Etki Mekanizmaları Nelerdir?
-
Azot oksit
-
Petri Kutusunda Agarlı Besiyeri Hazırlanması
-
Tüpde Agarlı Besiyerlerinin Hazırlanması
-
Besiyeri Hazırlarken Dikkat Edilecek Hususlar Nelerdir ?
-
Dehidre Besiyerleri Nedir?
-
Besiyerinin Sahip Olması Gereken Özellikler
-
Besiyeri hazırlanmasında kullanılan maddeler nelerdir ?
-
Besiyerlerin Sınıflandırılması Nasıl Yapılır ?
-
Besiyerinin Tanımı ve Kullanım Amaçları Nelerdir ?
-
Pseudomonas Cinsine ait Türler
-
Veba - Yersinia Pestis
-
Tularemi - Francisella tularensis
-
Şarbon - Bacillus anthracis Enfeksiyonu
-
Bruselloz - Brucella spp