DIE WÊRELD VAN DIE KLEINSTES  (13)

SKOOLPROJEK

Lees reeks by Mikrobes - Wêreld van die kleinstes

Jac Schoonens

Die grond is die tuiste van die plant. Dit is die plek waaruit die plant se wortels die verskillende voedingstowwe haal wat nodig is vir die opbou en instandhouding van sy weefsels. Daar is stikstof, fosfate, potas en kalk. Dan is daar ook die sg spoorelemente soos magnesium, yster, mangaan, ens wat by die voeding van die plant 'n baie belangrike rol speel. Van al die voedingstowwe mag nie te min, maar ook nie te veel opgeneem word nie want anders sal die gesondheid van die plant daaronder ly.

Tog is dit ook nie alleen die soort en hoeveelheid stowwe in die grond wat van belang is vir die groei en ontwikkeling van die plant nie – dus nie net die skeikundige samestelling nie. Die struktuur, of – om dit anders te stel – die fisiese eienskappe van die grond is sekerlik net so belangrik.

Sê 'n mens fisiese eienskappe, dan dink jy dadelik aan:

Humus
Die woord 'humus' is Latyn en beteken 'grond'.

 Ons verstaan onder humus egter die bruin, verteerde plante-reste in die grond. Soos ons reeds gesien het word dooie plante deur die werking van die grondmikrobes verteer. Wat oorbly is grotendeels die lignien 9 houtstof van die plant. In teenstelling met die ander suikeragtige stowwe (koolhidrate) en die eiwitstowwe word die lignien nie deur mikrobes aangeval nie. Tog word hierdie stof stadig deur oksidasie – dws die inwerking van suurstof – verder verander. Ook ammoniak wat by die afbreek van ander stowwe deur mikrobes ontstaan, speel 'n rol, omdat dit op die lignien inwerk. Die resultaat is 'n donkerkleurige stof, humus.
Dit is duidelik dat dit 'n hele tydjie sal duur voordat die humus die stabiele toestand bereik het. In die landbou het ons egter meer te doen met humus wat nog nie gestabiliseer is nie; dit wil sê met organiese plantemateriaal wat die mikrobes nog steeds besig is om te verteer. Eintlik is dit juister om in hierdie geval van organiese materiaal te praat en nie van humus nie, maar duidelikheidshalwe sal ons albei maar humus noem.

Daar sal maar min boere wees wat nie min of meer met die nut van humus in die grond bekend is nie. Die vorm van die humusdeeltjies, die kleur en die sonaamde kolloïdale eienskappe is van groot belang vir die fisiese eienskappe van die grond – hoofsaaklik vir sy struktuur.

Dis maklik om te verstaan dat die humusdeeltjies swaar grond oop en losser maak. Dit bevorder die waterhouvermoë, veroorsaak 'n beter deurlugting, voorkom dat die grond toeslaan en maak dit makliker vir die jong plantjies se worteltjies om in die grond in te dring.

Humus het ook lymagtige (kolloïdale) eienskappe. Hierdeur sal die ligte of sanderige grond in 'n sekere mate bind. Die klewerigheid is ook van groot belang vir die bewerkbaarheid van die grond.

Ook by temperatuurreëling bevorder humus die welstand van die grond. 'n Droë grond gelei warmte swak. Op baie warm dae sal die temperatuur van die boonste lagie van 'n droë grond taamlik styg. Deurdat die ruimte tussen die gronddeeltjies hoofsaaklik deur lug en in 'n mindere mate deur water gevul is, sal die lug die warmte van die boonste lagie slegs swak na dieper lae deurlaat.

Verder het humusryke grond die voordeel dat dit 'n ewerediger en ryker voeselversorging vir die plant kan bewerkstellig.

Daar is nog meer voordele aan humus verbond maar dit sal ons eers laat staan en liewer kyk hoe die boer in staat is om die humusinhoud van sy grond te verbeter deur middel van kompos.

In beginsel is daar 'n ooreenkoms tussen kompos en plaasmis. Albei is afgebreekte plantmateriaal. Die verskil is egter dat plaasmis in die liggaam van die dier ontstaan terwyl kompos verkry word deur die plantstowwe buite die liggaam  van die dier af te breek, maar met behulp van die verteringsmikrobes in die dieremis. Dis daarom dat kompos ook wel sintetiese mis genoem word.

Dit sal die onderwerp duideliker maak as ons eers kortliks oor die ontstaan van mis gesels, dws die vertering van voedsel in die liggaam. Hoewel die verteringsprosesse by die herkouers 'n bietjie anders plaasvind as in die geval van die nie-herkouers, sal dit miskien die interessantste wees om eers die proses te beskou soos dit in die menslike liggaam plaasvind.

Die mikrobes se werking by voedselvertering
Die vertering begin reeds in die mond. In die speeksel is 'n paar ensieme wat die stysel (koolhidrate) in die kos aantas. Mikrobes speel nog geen rol nie en bakterieë wat saam met die kos in die maag kom, word in 'n groot mate vernietig deur die hoë gehalte soutsuur wat in die maag aanwesig is (0.3 – 0.5 persent pH: 1-2!). In die maag is verder nog 'n paar belangrike ensieme wat onder andere met die afbreek van eiwitstowwe begin. Maar 'n mikrobebewerking is nog nie aanwesig nie, ook nog nie in die twaalfvingerige derm nie. Hoe dieper die halfverteerde kos egter in die dunderm afsak, des te meer mikrobes staan gereed om met die vertering, dws die afbreek van die kos te begin. Hoofsaaklik is dit bakterieë wat die suikeragtige stowwe afbreek, waarby sure, bv melksuur en asyn gevorm word. Daar is verskillende bakterie-soorte wat aan die proses deelneem; stafies, koeëltjies, kettingvormiges en ander.

Ná die dunderm kom die blindederm. In hierdie sakvormige orgaan is die meeste bakterieë en ook die sterkste gisting. Hierin word die oorblyfsels van die stysel afgebreek en soms ook sellulose bestanddele aangeval. Behalwe die bakterieë wat in die dunderm aanwesig is, is in die blindederm verder die sogenaamde Coli-bakterieë. As die grotendeels verteerde kos uit die blindederm in die dikderm kom, neem die gisting af omdat daar nog maar min suikeragtige stowwe is. Die reste van hierdie koolhidrate word verder afgebreek en so ok die reeds gedeeltelik opgesplitste eiwitstowwe. In die dikderm vind ons hoofsaaklik die Coli-Baktjerië (60 – 70%) en verder die eiwitafbrekende bakterieë. Wanneer die derminhoud die liggaam verlaat sal hierdie uitwerpsels natuurlik nog miljoene bakterieë bevat – per dag sowat eenhonderd biljoen, dit is 100 000 000 000 000.

Dieselfde geld ook vir bees- of ander mis. Ook hier is tussen die afgebreekte voedseldeeltjies miljoene bakterieë waarvan die helfte nog lewendig en in staat is om in gunstige omstandighede buite die liggaam voort te gaan om materiaal te verteer.

Van mis to kompos
Dit is dus verstaanbaar hoe waardevol mis by die verteer van plantaardige materiaal is. Die mikrobes vind daarin ryk kos want hoewel die plantaardige materiaal bedoel is om later as plantevoedsel te dien, moet dit eers afgebreek word en daarom in die eerste plek as voedsel vir die mikrobes dien.

Die plantmateriaal wat deur die mikrobes verteer word, bevat hoofsaaklik twee groepe stowwe naamlik
A: suikeragtige  (koolhidrate) en;
B: die stikstofverbindinge.

Die plantereste bestaan vir 'n baie groot deel uit suikeragtige stowwe soos sellulose, pektienstowwe, stysel, ens. Hulle – en nog ander – behoort tot die koolstofverbindinge en daar is verskillende soorte mikrobeswat hierdie verbindinge verteer.

Daar is van hulle wat suurstof nodig het om te lewe (aërobiese bakterieë), en by hulle verteringsprosesse word gewoonlik koolsuurgas vrygestel. Omdat die omsetting eintlik 'n verbrandingsproses is word die temperatuur in die komposhoop ook taamlik hoog –selfs tot 170 grade Farenheit. Dit het die voordeel dat onkruidsaad en moontlik ook skadelike siektekieme in die plantaardige materiaal deur die hoë temperatuur vernietig word.

By die verteer van koolstofverbindinge deur anaërobiese bakterieë word die temperatuur nie so hoog nie omdat hier nie 'n verbrandingsproses is nie. In plaas van koolsuur ontstaan daar ander gasse soos metaan en waterstof , en verder ook sure, soos melksuur en bottersuur, wat die tipiese vrot reuk gee.

Die bakterieë het egter nie net koolstofverbindings nodig om te kan lewe en te vermeerder nie maar ook stikstofverbindings om hul eiwit (protoplasma) op te bou. Weliswaar is die verhouding tussen koolstof en stikstof in die bakterie-liggaampie ongeveer 5 : 1 (dus vyf keer soveel koolstof as stikstof) maar die verhouding in die plantemateriaal is veel hoër. In strooi is dit byvoorbeeld 75 : 1! Dit beteken dus dat die bakterieë nie voldoende stikstof uit die plantemateriaal kan kry nie en nou moet probeer om dit uit 'n ander bron te haal. In die jong kompos is hierdie bron hul oorlede voorgangers: baie dooi bakterieë , dus bakterie-eiwit. Voordat die bakterieë dit kan gebruik sal dit egter deur ensieme of op 'n ander manier afgebreek moet word.

Swamme kan die koolstof vinniger verbrand as wat die bakterieë kan doen. Die gevolg is dat die strooi of ander plantemateriaal met 'n netwerk van swamdrade oortrek kan word. Die swamme het egter – behalwe koolstof – ook stikstof nodig. Hiervan bou hulle mos hul seleiwit op. Daarom gebruik hulle baie stikstof. Weliswaar sal die swamme in 'n later stadium doodgaan en die dooie swamliggaampies se eiwit sal in die grond beland Maar voor dit sover gevorder is sal die groeiende swamme stikstof uit die grond neem.

Dis om hierdie rede dat vars kompos nooit in die grond waarop plante groei, mag vrot nie! In die eerste plek is die materiaal nog nie voldoende afgebreek om as plantevoedsel te dien nie, en tweedens is die verhouding tussen koolstof en stikstof nog veelste groot. Die mikrobes sal die grond dus nog armer in plaas van ryker aan stikstof maak en die groeiende plant sal 'n gebrek aan stikstofvoedsel ondervind.

As ons in die vars kompos die afbreek van die koolstof so vinnig moontlik wil laat plaasvind, sal die toevoeging van stikstofverbindings van groot waarde wees omdat dit meer voedsel aan die mikrobes sal lewe sodat hulle vinniger kan ontwikkel. Het die kompos egter voldoende tyd gehad om buite die grond te vrot, dan sal soveel koolstofverbindings reeds verbrand wees dat daar nog slegs 20 keer soveel koolstof aanwesig is. Dit is die regte tyd om die kompos in die grond te sit. Die verhouding is reg om die bakterieë die geleentheid te gee om hul verteringsprosesse stadig voorte te sit, en reëlmatig die afbraakprodukte as plantevoedsel af te skei. As die kompos eindelik uitgewerk is, sal die verhouding tussen koolstoff en stikstof nog ongeveer 10 : 1 wees Vir die groei van mikrobes het die uitgewerkte kompos geen groot betekenis meer nie maar wel as humus.

Behalwe die afbraak van koolstofverbindings waarby koolsuurgas vrygestel word om deur die plant opgeneem te word (onder andere vir die opbou van sellulose) is die omsetting van stikstofverbindinge in die kompos ook van groot belang.

Ons het reedsgesien hoe die grondmikrobes plante-eiwit afbreek tot ammoniak en weer opbou tot nitrate wat in die plant opgeneem word. Die plant gebruik dit om sel-eiwit (protoplasma) op te bou.

In die kompos is eiwit (stikstof) aanwesig in die vorm van:

1.  (sleg verteerde) plant-eiwit uit die mis;
2 . eiwit uit die plantaardige materiaal;
3.  bakterie-eiwit.

Hierdie bakterie-eiwit is afkomstig van die mis. Dit bevat 2 – 4% bakterie-liggaampies waarvan ongeveer die helfte dood is.

Daar is nog 'n ander stikstofbron in die kompos, naamlik dié uit die urien. Die liggaam skei verbruikte stofwisselingsprodukte uit. Hierdie produkte is in baie water opgelos. Die vars uitgeskeide urien bevat slegs baie min bakterieë. Sodra dit egter met die mis in aanraking kom is daar baie mikrobes wat gretig die stowwe in die urien sal aantas.

'n Voordeel van hierdie stowwe is dat hulle nie so ingewikkeld as eiwitstowwe is nie en baie makliker afgebreek kan word. Van die belangrikste is ureum. Dit word deur die ureumbakterieë verander in ammoniumkarbonaat waarvan – soos ons reeds gesien – deur die werking van mikrobes daar weer nitrate ontstaan. En nitrate is stikstofvoedsel vir die plant.

Die ureumbakterieë is koeëlvormig of stafievormig. Hulle vorm ook spore en is goed bestand teen die alkaliese omgewing wat hulle self skep – selfs tot 'n pH van bokant 10! In die urien is ook nog hippuursuur wat deur bepaalde bakterieë veroorsaak word. By hierdie proses word ammoniak, asynsuur en ook bensoësuur gevorm. Bensoësuur is bekend daarvoor dat dit die groei van verskillende bakterie-soorte kan strem – veral die groei van gisselle. Gelukkig is die belangrike, nuttige grondmikrobes (soos die stikstofbindende Azotobacter) egter nie baie gevoelig vir bensoësuur nie.

Uit die bostaande sal dit nou nie moeilik wees nie om te verstaan dat daar verskillende vereistes (voggehalte, temperatuur, lugtoevoer, ens) is wat nagekom moet word om die volgende sommetjie te laat klop:
Plantaardige materiaal + plaasmis = kompos.