Ellen Kandeler

Methods in soil biology.

Methods in soil biology , Methods in soil biology , مرکز فناوری اطلاعات و اطلاع رسانی کشاورزی

Bestimmung der N-Mineralisation im anaeroben Brutversuch

Wassergesattigte Boden werden unter aeroben Bedingungen bei 25°C inkubiert. Der aus organischen N-Verbindungen freigesetzte NH4+-N und NO3--N werden kolorimetrisch bestimmt.

Enzymes Involved in Nitrogen Metabolism

Proteins are important constituents of both seed and root exudates, they are a primary structural and functional component of plant cell walls, and represent a third of the total nitrogen in soil (O’Sullivian et al. 1991). Proteins are supplied to soil from all dead organisms, plants and animals. Proteins in soil are decomposed readily by many bacteria and fungi. During degradation, extracellular proteases produce oligopeptides from proteins, resulting in the subsequent release of low molecular weight compounds which are assimilated by microorganisms. Upon the release of proteases from microbial cells these soil enzymes become physically adsorbed onto soil colloids or covalently bound to soil organic matter. These immobilized enzymes show a high degree of resistance to proteolysis. In contrast, proteases are inhibited by desiccation.

Enzymes Involved in Carbon Metabolism

Cellulose is, as far as quantity is concerned, the most important natural organic compound. Plants consist of 40–70% cellulose. The microbial degradation of cellulose utilizes at least three different synergistic enzymes (Enari and Markkanen 1977). The endo-β-1,4-glucanases (Cx-cellulase or carboxymethylcellulase) split the β-1,4- bond within the cellulose molecule. The exo-β-l,4-glucanases attack the free ends of the chains, and the disaccharide cellobiose is formed which is further degraded by the β-1,4-glucosidases (cellobiases), producing glucose. Fungi (e.g. Chaetomium, Fusarium, Polyporaceae, Poriaceae), mycobacteria, and some eubacteria (e.g. pseudomonads, actinomycetes) are the most important aerobic cellulose degraders. Under anaerobic conditions, cellulose is hydrolyzed by bacteria of the genus Clostridium. The extracellular degradation of cellulose presumably ends with cellobiose (Schlegel 1992).

Bestimmung der Chitinase-Aktivität

Bodenproben werden nach Zugabe einer Chitinsuspension 16 Stunden bei 37°C inkubiert. Das freigesetzte N-Acetylglucosamin wird mit Kaliumchlorid extrahiert und seine Konzentration nach Farbung mit 4-(Dimethylamino)benzaldehyd photometrisch bestimmt.

Bestimmung der Dehydrogenase-Aktivität mit INT

Bodenproben werden mit einer 2(p-iodophenyl)-3-(p-nitrophenyl)- 5-phenyltetrazoliumchlorid-Losung (INT) versetzt und 2 Stunden bei 40°C bebrutet. Das reduzierte INT-Formazan wird mit Dimethylformamid und Ethanol extrahiert und photometrisch bei 464 nm gemessen.

Bestimmung der Xylanase-Aktivität

Unter Verwendung von Xylan als Substrat werden Bodenproben 24 Stunden bei 50°C und pH 5,5 inkubiert. Die freigesetzten reduzierenden Zucker bewirken die Reduktion von K-Hexacyanoferrat-III in alkalischer Losung. Das reduzierte K-Hexacyanoferrat-II reagiert mit Fe-III-Ammo- niumsulfat in saurer Losung zu einem Fe-III-Hexacyanoferrat-II-Komplex (Berliner Blau), welcher kolorimetrisch erfast wird.

Bestimmung der CM-Cellulase-Aktivität

Unter Verwendung von CM-Cellulose als Substrat werden Bodenproben 24 Stunden bei 50°C und pH 5,5 inkubiert. Die freigesetzten reduzierenden Zucker bewirken die Reduktion von K-Hexacyanoferrat-III in alkalischer Losung. Das reduzierte K-Hexacyanoferrat-II reagiert mit Fe-III-Ammo- niumsulfat in saurer Losung zu einem Fe-III-Hexacyanoferrat-II-Komplex (Berliner Blau), welcher kolorimetrisch erfast wird.

Bestimmung der Arginin-Desaminierung

Nach einer zweistundigen Inkubation der Bodenproben mit einer wasrigen Argininlosung wird das gebildete Ammonium mit einer 2 M Kaliumchloridlosung extrahiert und kolorimetrisch bestimmt. Die Bildung des blau gefarbten Indophenols beruht auf der Phenolat-Hypochlorit-Reaktion (Berthelotsche Reaktion).

Bestimmung der mikrobiellen Respiration im Laborversuch

Der Boden wird bei 25°C bebrutet und das entweichende Kohlendioxid in Natronlauge absorbiert. Nach Rucktitration der unverbrauchten Lauge wird die Kohlendioxidfreisetzung errechnet.