Solucan Gübresi Bilgi Portalı 03 Aralk 2016

Solucansuyu: Çevre Dostu Toprak Düzenleyici Olarak Biyokimyasal Ve Mikrobiyolojik Yaklaşım

Solucansuyu: Çevre Dostu Toprak Düzenleyici Olarak Biyokimyasal Ve Mikrobiyolojik Yaklaşım

Solucansuyu: Çevre Dostu Toprak Düzenleyici Olarak Biyokimyasal Ve Mikrobiyolojik Yaklaşım

Zambare V. P., Padul M. V., Yadav A. A. and Shete T. B.
Post Graduate Department of Biochemistry, New Arts, Commerce and Science College, Ahmednagar (Maharashtra), India

Özet:

Solucansuyunun proteaz, amilaz, üreaz ve fosfataz enzimlerinden oluşan bir kokteyli içerdiği tespit edilmiştir. Yapılan mikrobiyolojik çalışmalar solucansuyunun Azotobactrer türü, Agrobacterium türü ve Rhizobium türü gibi azot fiske eden bakteriler ile fosfat çözücü bakterileri içerdiğini göstermiştir. Laboratuvar ölçekli bir deneme Börülce bitkisinin büyümesi üzerindeki solucansuyunun etkisini göstermiştir.

Giriş:

Vermikültür karmaşık toprak bakterileri ve etkili bir toprak solucanı suşunu içeren karma bir kültürdür (NIIR Board, 2008). Solucanlar sebze-meyve atıkları, endüstriyel ve diğer organik atıklar gibi her türlü zengin organik içerikli atığı tüketebilme yeteneğine sahiptirler. Vermikompostlama (solucan humusu üretimi) ise bitki besini olarak zengin içerikli solucan dışkısı üretim sürecine denir.

Bitki yetiştirmede solucanlar hayati bir rol oynarlar. Toprak için yeni vermikompost teknolojisini çalışabilir duruma getirmekle sürdürülebilir tarım üzerinde hızlı bir dönüşümü sağlamak oldukça mümkündür. Son zamanlarda, ticari solucan kültürcüleri solucansuyu (vermiwash) olarak adlandırılan bir üründen bahsetmeye başladılar. Solucansuyu, üründe büyüme ve verim artışını teşvik eden ve hatta püskürtme olarak verildiğinde bitkilerde direnç artışı sağlayan, solucanların salgıladıkları bir tür sıvı olarak adlandırılabilecek olan enzimler içerir. Bu tür bir içerik, organik asitler, solucan mukusu ve diğer mikropların yanı sıra kesinlikle çözünebilir bitki besin maddeleri de içermektedir (Shivsubramanian ve Ganeshkumar, 2004). Ancak, şimdiye kadar bu tür spreylerin etkisini ölçmek için bir deneysel delil bulunmamıştır.

Çevredeki mikroplar fosforun biyojeokimyasal döngüsünü önemli ölçüde etkilerler. Organik fosfor bileşikleri mikroplar tarafından üretilen fosfataz gibi enzim kompleksleri sayesinde çözünür ve mineralizasyona uğrarlar. Ekosistemde karma bir mikrop nüfusu doğal fosfor bileşiklerinin enzimatik olarak ayrışmasını sağlamakta önem taşırlar (Trivedi ve Bhatt, 2006). Shweta ve Singh (2007), solucan humusunda yer alan ve bitkilerin büyümesini tetikleyen maddenin varlığına dikkati çekerken, Subasashri tarafından çıkartılan The Hindu Newspaper (2004) adlı gazetede yayınlanan makaleye göre de solucansuyu etkili bir biyopestisittir.

Bu çalışma solucansuyu alaşımının, börülce bitkisi üzerindeki bitki büyüme tetikleyici faktörünün sürdürülebilir gelişimini veya toprak iyileştirme etkisini biyokimyasal ve mikrobiyolojik bir yaklaşımı göz önünde bulundurarak, değerlendirmek için gerçekleştirildi.

GEREÇ VE YÖNTEMLER

Solucanlar

Solucanlar vermikompost yığınından toplandılar.

Özütün Hazırlanması

Solucanlar(10gr) 25 ml.lik suya daldırıldı ve oda sıcaklığında 30 dakika boyunca bekletildi. Salgılanan enzim özütü, çözülmeyen maddelerin ayrıştırılması için 10 dakika boyunca 3000 rpm’de (dakikada 3000 devir ile) santrifüjdendi. Süzüntü 0.2μ membran filtrasyonu kullanılarak hücreden bağımsız (ekstrasellüler) bir şekilde elde edildi.

Toprak Özütü Agarının (jel) Hazırlanması

Suya eklenen toprak (10%) basit kâğıt filtre ile süzüldü. 2.5% agarlı süzüntü, toprak özütü agarının elde edilmesi için kullanıldı ve arındırıldı (sterilize edildi). Arındırılan bu özüte, filtre ile arındırılmış 5% (v/v) oranında solucansuyu eklendi.

Ekstrasellüler Enzimler

Solucanların salgıladıkları hücredışı (ekstrasellüler) enzimler nicel ve nitel yöntemlerle tarandı. Nicel olarak proteaz, amilaz ve lipaz salgıları jelâtin üzerinde ve sırasıyla nişasta ve yağ emülsiyonu ise agar plağı besiyerinde test edildi. Klirens bölgesi ölçüldü. Nicel olarak, proteaz (caseinase ve jelatinaz) testi Zambare ve diğerlerine göre (2007) % 1 kazein ve jelâtin yüzeyler ile gerçekleştirildi. Amilaz testi Raghuramula ve diğerlerine göre (1988), % 1 nişasta yüzeyi ile gerçekleştirilmiştir. Bu enzimlere ek olarak üreaz, fosfataz ve nitrat redüktaz da incelenmiştir. Solucansuyunun protein içeriği de Lowery ve diğerlerinin (1951) yöntemiyle test edilmiştir.

Mikrobiyolojik Çalışmalar

Azotobactor, Agrobacterium, Rhizobium ve Fosfat çözücü mikroplar için solucansuyu mikroflorası sırasıyla Johnson ortamı, Rhizobium ortamı ve toprak özü agar ortamı gibi farklı ortamlarda izole edilmiştir.

SONUÇLAR VE TARTIŞMALAR

Vermikompostlama temel olarak solucan dışkısı ve ayrışmış materyallerden meydana gelir. Atıkta ana madde olarak zengin makromoleküller yer alır. Sonuç olarak karmaşık materyaller solucanların salgıladıklar enzimler tarafından parçalanırlar. Basit maddelerden oluşan toprak azot fiske eden ve fosfat çözen bakterilerin büyümesi için en uygun ortamdır. Solucan suyu, mikrobesinlerden toprak organik moleküllerine kadar, bir boşaltım ve solucan salgı maddelerinin toplamıdır. Kaynar suda hazırlanan solucansuyunun agar ortamındaki tahmini enzim görüntüsüne bakıldığında, lipaz yokluğuna karşın amilaz ve proteaz salgısına rastlanmıştır (Tablo-1).

 

Enzimler Klirens Bölgesi (mm)
Jelatinaz (Jelatini eriten enzim) 17.3 ± 2.7
Amilaz (nişastanın sindiriminde etkili olan enzim 1.85 ± 0.5
Lipaz (yağları sindirmekle sorumlu enzim) 0
Üreaz (ürenin karbondioksit ve amonyağa hidrolizini katalize eden enzim) Pozitif

Tablo-1: Solucanların salgıladıkları enzimlerin tahmini nitel yöntemle sonuçları

Bütün deneyler, iki kopya halinde gerçekleştirilmiştir.

.

Enzimler Enzim Aktivitesi(U ml-1min-1) Özgül Etki (U mg-1 Protein)
Jelatinaz (Jelatini eriten enzim) 115.60 ± 17.23 16.50
Amilaz (nişastanın sindiriminde etkili olan enzim 75 ± 25 10.71
Kazeinaz (sütteki protein maddesi enzimi) 48.16 ± 19.27 6.88

Tablo-1: Solucanların salgıladıkları enzimlerin tahmini nitel yöntemle sonuçları

Bütün deneyler, iki kopya halinde gerçekleştirilmiştir. Protein miktarı 7 mg ml-1

 .

solucansuyu 1

(A) amilaz testi (B) proteaz testi ve (C) üreaz testi.

Şekil – 1: Solucansuyunun-nitel yöntem enzim görünümü.

.

Şekil 1A, Amilaz tarafından üretilen klirens bölgesini göstermektedir. Şekil 1B ise proteazın varlığını göstermektedir. Tablo2’de nicel olarak en yüksel enzim aktivitesi amilaz ve kazeinaz enzimlerine göre jelatinaz enziminde gözlemlendi. Yine aynı eğilim özgül etkide de gözlemlenmiştir. Topraktaki amilaz enzimi, bitki büyüme ve verimliliği arttırmak için basit karbon kaynağının varlığını mümkün kılarken, proteazın varlığı da tohumların çimlenmesinde fayda sağlar.

Toprak kökenli mikroflora bitkilerin büyümesi için temel öneme sahiptir, çünkü organik azotlu bileşikler ve fosfor, azot tutucu ve fosfat çözücü bakteriler tarafından üretilen farklı enzimler tarafından ayrışır ve mineralize olurlar (Chaudhary, 2005). Solucansuyunda, kırmızı renkli üre agarını yukarıda, Şekil 1C’de görüldüğü gibi pembe renge dönüştüren üreaz üreten mikroplar tespit edilmiştir. Solucansuyu mikroflorası Azotobacter, Agrobacterium, Rhizobium ve fosfat çözücü mikroplar içermektedir. Azotobacter yarısaydam (Şekil 2A), Agrobacterium kırmızı renk kolonileri  (Şekil 2B), Rhizobium beyaz renk kolonileri (Şekil 2B) ve fosfat çözücü mikroplar ise boşluklu ve bulanık arka planlı (Şekil 2C) görünümdedirler. Bu mikropların varlığı, aminofikasyon ve nitrifikasyon ile inorganik azotun, aminoasitlerin ve inorganik fosfatın bitkilerin alabileceği forma dönüşmesini sağlar. Aynı şekilde Prabhu

(2006) büyük miktardaki faydalı mikropların varlığının, bitkilerin gelişiminde faydası olduğunu ve bir dizi salgın hastalığa karşı koruma sağladığını belirtir. Aynı zamanda solucansuyunun tohum çimlenme oranını arttırdığı ve börülce ile çeltik bitkilerinin tohumların fide canlılığını arttırdığı da tespit edilmiştir.

solucansuyu 2

(A) Saydam görünümüyle Azotobacter türü; (B) beyaz renk görünümüyle Rhizobium ve kırmızı renk görünümüyle Agrobacterium türü; (C) boşluklu ve bulanık arka planlı görünümüyle fosfat çözündürücü türler.

Şekil – 2: Solucansuyunun mikrobiyolojik analizi.

 

. solucansuyu 3                                  (A) 3. gün,                                                                   (B) 15. gün.

Şekil – 3: Solucansuyunun börülce bitkisinin büyümesi üzerine etkisi.

.

Solucansuyunun, laboratuar ölçekli deneylerde toprak özütlü agar basiyerinde yetiştirilen börülce bitkisinin büyümesi üzerindeki etkisi test edilmiştir. Büyüme paterni (örneklemi) sadece 15 gün kadar gözlemlenmiştir. Şekil(3A) bitkinin üçüncü günündeki gelişimini ve Şekil(3B) ise bitkinin on beşinci günündeki gelişimini göstermektedir. Börülce bitkisinin solucansuyu katkılı ortamdaki büyümesi, katkı olmayan ortama göre daha ileridedir.

solucansuyu 4

Şekil – 4: Solucansuyunun börülce bitkisinin zamana göre büyümesi üzerindeki etkisi

.

Şekil – 4’de ise solucansuyu katkılı ortamdaki büyümenin 2 ile 7. günler arasında doğrusal ve daha sonrasında ise daha az doğrusal olduğu görülmektedir. Aynı şekilde, solucansuyunun etkisi kadife çiçeğinin (Marigold) büyümesi ve verimliği üzerinde de gözlemlenmiştir (Shivsubramanian and Ganeshkumar, 2004). Ayrıca, George ve diğerleri (2007) solucansuyunun püskürtme ile kullanımının kırmızıbiber verimi üzerindeki azami veriminden bahsetmiştir. Solucansuyunun bu çalışmadaki bitki büyümesi ve verimi üzerindeki olumlu etkisi Bucker ve diğerlerinin (1999) arazideki çalışmalarıyla uyumludur. Arazide yapılan bu çalışmada ise solucansuyunun haftalık olarak uygulanması turp veriminde 7.3% oranında artış sağlamıştır. Ayrıca Thangavel (2003) çeltikte solucansuyu ve solucan gübresinin uygulanması sonucunda hem büyüme ve hem de verim artışının olduğunu gözlemlemiştir.

SONUÇLAR

Solucansuyu kökeni bakımından maliyet etkinliği, kolay bulunabilirlik, zaman tasarrufu, tekrarlanabilirlik, güvenilirlik ve çevre dostu olmasıyla, tarım biyoteknolojisinde sürdürülebilir bir kalınma için potansiyel uygulama alanına sahip olduğunu göstermiştir.

KAYNAKLAR

–          Buckerfield J. C., Flavel T. C., Lee K. E., Webster K. A., Diazcozin D. J., Jesus J. B., Trigo D. and Garvin M. H. 1999. Vermicompost in solid and liquid forms as a plant growht promoter. 6th International Symposium on Earthworm Ecology, Vigo, Sain, 1998, Pedobiologia, 43: 753-759.

–          Chaudhari P.S. 2005. Vermiculture and vermicomposting as biotechnology for conservation of organic waste into animal proteins and organic fertilizer. Asian Journal of Microbiology, Biotechnology and Environmental Science. 7: 359-370.

–          George S., Giraddi R. S. and Patil R.H. 2007. Utility of vermiwash for the management of Thrips and Mites on chilli (Capsicum annuum L.) amended with soil organics. Karnataka Journal of Agricultural Science. 20: 657-659.

–          Lowry O. H., Rosebrough N. J., Farr A. L., Randall R. J. 1951. Protein measurement with the folin phenol reagent. Journal of Biological Chemistry. 193: 265-275.

–          NIIR Board. 2008. The complete technology book on vermiculture and vermicompost. National Institute of Industrial Research, New Delhi, India. p. 1.

–          Prabhu M. J. 2006. Coconut leaf vermiwash stimulates crop yield. The Hindu Newspaper, 28th December, In: Science and Technology section.

–          Shivsubramanian K. and Ganeshkumar M. 2004. Influence of vermiwash on biological productivity of Marigold. Madras Agricultural Journal. 91: 221-225.

–          Shweta K. K and Singh Y. P. 2006. Efficacy of vermicompost and plant growth promoter on Tagetes erect A.L. Asian Journal of Microbiology, Biotechnology and Environmental Science. 8: 831-834.

–          Subasashri M. 2004. Vermiwash an effective biopesticide. The Hindu Newspaper, 30th September, In: Science and Technology section.

–          Tabatabai M. A. 1977. Phosphatases in soil. Soil Biology and Biochemistry. 9: 167-172.

–          Thangavel P., Balagurunathan R., Divakaran J. and Prabhakaran J. 2003. Effect of vermiwash and vermicast extracton soil nutrient status, growth and yield of paddy. Advances of Plant Sciences. 16: 187-190.

–          Trivedi R. and Bhatt S. A. 2006. Phosphatase activity in semi arid soils of Pathan. Asian Journal of Microbiology, Biotechnology and Environmental Science. 8: 303-305.

–          Zambare V. P., Nilegaonkar S. S. and Kanekar P. P. 2007. Production of an alkaline protease and its application in dehairing of baffalo hide. World Journal of Microbiology and Biotechnology. 23: 1569-1574.

Kaynak: http://www.arpnjournals.com/jabs/research_papers/rp_2008/jabs_0708_83.pdf

Çeviri: Savaş

Etiketler:

Yorumlar

Henüz yorum yapılmamış.

Yorum Yaz