84 / 92
April 2015
82
‘n Kykie in die
grondmikrobiologielaboratorium
W
aarom wil ons weet wat die mikrobiese aktiwiteit in
grond is?
Grond is lewend. Dit is juis hierdie biologiese kompo-
nent wat, tesame met die fisiese en chemiese eienskappe, ‘n
hoëkwaliteit grond verseker mits al drie komponente in die korrekte
verhouding met mekaar is. Die biologiese komponent word ge-
woonlik op die agtergrond geskuif, waarskynlik omdat dit nie so
maklik kwantifiseerbaar is nie.
Grondmikrobes speel ‘n belangrike rol in grondkwaliteit en plant-
produktiwiteit deur die prosesse wat hulle in die grond laat plaas-
vind. In die lig hiervan moet ons kyk na die verskillende organismes
in die grond en wat elkeen se funksie is.
Bakterieë is in staat om ‘n wye verskeidenheid organiese samestel-
lings af te breek. Dit sluit in suikers, proteïene, aminosure, olie(s),
onkruiddoders en insekdoders, om maar ‘n paar te noem. Bakterieë
is ook aktief betrokke by die stikstofsiklus – waar sommiges stikstof
omskakel vanaf die atmosferiese vorm (N
2
) na ‘n biobeskikbare vorm
wat deur plante opgeneem kan word.
Ander kan ammoniak omskakel in nitraat (nitrifikasie), terwyl nitraat
ook omgeskakel kan word na stikstof (denitrifikasie) wat in die
atmosfeer vrygestel word. Bakterieë stel dus die voedingstowwe
(hoofsaaklik stikstof) in plantreste vry vir opvolggewasse. Verder
dien dit ook as ‘n tydelike stoorplek vir hierdie voedingstowwe wat
dit dan teen verliese beskerm.
Aktinomisete is bakterieë wat filamentagtig en dikwels hoogs ver-
tak, soos fungi, vertoon. Hulle kan komplekse organiese samestel-
lings, soos sellulose, lignien en chitien degradeer en is meestal
betrokke by die finale afbreekfases van hierdie samestellings. Dit is
die oorblyfsels van hierdie materiale wat humus vorm en ‘n uiters
waardevolle rol in grond speel.
Fungi sluit in giste en swamme. Alhoewel sommige fungi plantsiek-
tes veroorsaak, speel verskeie fungi oor die algemeen ‘n groter rol
in algehele grond- en oeskwaliteit. Hulle is ‘n baie belangrike groep
degradeerders omdat hulle in staat is om dele van plante en diere
te degradeer wat nie deur bakterieë afgebreek kan word nie. Die
draadagtige stringe van fungi, bekend as hifes, help verder ook om
die grondstruktuur te stabiliseer. Sommige fungi is predatore en
kan onder meer aalwurms in die grond beheer. Ander fungi speel
weer ‘n belangrike rol om siektekomplekse, soos wortelvrot by
mielies, te onderdruk.
In landbou het bestuurspraktyke ‘n effek op die grond se biologiese
komponent. Praktyke soos ploeg versteur en vernietig byvoorbeeld
die swamme in die grond, wat dan weer onder meer lei tot ‘n af-
name in erdwurmgetalle. Ons weet ook dat praktyke, soos dekgewas
en kompos, “goeie” biologie aanmoedig om probleme met grond-
gehalte te oorbrug.
Soos reeds genoem, lewer grondmikrobes ‘n bydrae tot die biolo-
giese gehalte van ‘n grond. Deur dus die invloed van bestuursprak-
tyke op die mikrobiese populasie in die grond te bestudeer, kan ‘n
aanduiding gegee word van die grondgehalte in die breë sin sowel
as watter landboupraktyke volhoubaar is.
Grondlaboratoriumtegnieke
Aangesien mikroörganismes nie met die blote oog gesien kan word
nie, is daar verskeie tegnieke wat gebruik kan word in die bestude-
ring en kwantifisering van mikroörganismes. Dit sluit onder meer in
die kweking van mikroörganismes (bakterieë en fungi), die bepa-
ling van grondensiem-aktiwiteit en die bepaling van diversiteit met
behulp van DNS-tegnieke.
Wat is die doel van kweektegnieke?
Die gebruik van agarplate (voedingsmedium) om grondverdunnings
te maak en kolonies te tel is ‘n baie handige indikator van mikrobiese
aktiwiteite in ‘n spesifieke grondmonster. Hierdie tegniek het ten
doel om die hoeveelheid kolonievormende eenhede te bepaal.
Die grondmonster word in ‘n reeks verdun en elke verdunning word
uitgeplaat op ‘n steriele agarplaat wat dan geïnkubeer word totdat
kolonies gegroei het. Die agarplaat dien as voedselbron vir die
mikroörganismes..
Daarna word die kolonies getel, wat ‘n aanduiding gee van die hoe-
veelheid mikroörganismes wat in die grond voorkom. Aangesien
mikroörganismes baie selektief kan wees met betrekking tot hul
voedselbron, kan ongelukkig slegs sowat 1% van alle spesies op dié
manier gekweek word.
Waarom toets ons landbougrond vir
ensiemaktiwiteite?
Mikroörganismes soos bakterieë en fungi produseer ensieme, dus
kan ons deur die ensiemaktiwiteit in die grond te meet ‘n aandui-
ding kry van die mikroörganismes se aktiwiteit in ‘n spesifieke
grond. Daar is verskillende grondensieme waarvoor getoets kan
word, maar ons fokus op vier ensieme, naamlik dehidrogenase,
ß-glukosidase, fosfatase en urease.
Elke ensiem hou verband met ‘n ander funksie in die grond.
Dehidrogenase meet die mikrobiese oksidatiewe kapasiteit van
grond en gee dus op sy beurt ‘n aanduiding van die lewensvatbare
organismes in die grond.
ß-glukosidase is betrokke tydens die versuikering van sellulose.
Fosfatase transformeer organiese en anorganiese fosforverbin-
dings in die grond.
Urease speel ‘n belangrike rol in die stikstofsiklus en hou verband
met mikrobiese biomassa.
As ‘n geheel kan die analisering van hierdie ensieme ‘n vinnige aan-
duiding gee van veranderinge in die grond. Dit word dus as ‘n tipe
sensor of indikator gebruik vir mikrobiese aktiwiteit en grondvrug-
baarheid. Hierdie analises word uitgevoer onder optimale reaksie-
toestande en gee ‘n aanduiding van die maksimum ensiemaktiwiteit
in die grond en dus van die mikroörganismes in die grond.
Waar pas DNS-profiele in?
Deoksiribonukleïensuur (DNS of soos die Engelsman sê DNA) is
die bousteen van alle lewe op aarde. Dit bestaan uit vier molekules
of te wel nukleïensure waarvan die volgorde bepaal of jy mens, ‘n
bees, ‘n mielie of ‘n bakteriese sel is asook alles wat verder lei tot
die uniekheid van lewe.
AKTUEEL
CHARNÉ MYBURGH
en
OWEN RHODE,
LNR-Instituut vir Graangewasse