पृथ्वी की सतह पर प्रति वर्ष बड़ी मात्रा में वनस्पति पदार्थ, सेलुलोस, जमा हो जाता है । यह सेलुलोस किन प्राकृतिक प्रक्रियाओं से गुज़रता है जिससे कि वह कार्बन डाइऑक्साइड, जल तथा अन्य अंत्य उत्पादों में परिवर्तित हो जाता है ?

सेलुलोस का अपघटन: एक सिंहावलोकन

सेलुलोस एक जटिल पॉलीमर है जो ग्लूकोज इकाइयों से बना होता है, जो β-1,4-ग्लाइकोसिडिक बंधों द्वारा जुड़े होते हैं। यह संरचना इसे अधिकांश जानवरों के एंजाइमों के लिए पचाना मुश्किल बनाती है। इसलिए, सेलुलोस के अपघटन के लिए सूक्ष्मजीवों और विशेष एंजाइमों की आवश्यकता होती है।

सेलुलोस को विघटित करने वाले सूक्ष्मजीव

• बैक्टीरिया: Cellulomonas, Clostridium, और Ruminococcus जैसे बैक्टीरिया सेलुलोस को विघटित करने में सक्षम होते हैं।
• कवक: कई प्रकार के कवक, जैसे कि Trichoderma और Aspergillus, सेलुलोस को अपघटित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
• प्रोटोजोआ: कुछ प्रोटोजोआ, जैसे कि Trichonympha, भी सेलुलोस के अपघटन में योगदान करते हैं, खासकर जुगाली करने वाले जानवरों की आंत में।

अपघटन प्रक्रियाएं

1. किण्वन (Fermentation)

कुछ बैक्टीरिया सेलुलोस को किण्वन के माध्यम से विघटित करते हैं, जिससे मीथेन (CH₄), कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂), और हाइड्रोजन (H₂) जैसे गैसों का उत्पादन होता है। यह प्रक्रिया विशेष रूप से अवायवीय (anaerobic) परिस्थितियों में महत्वपूर्ण है, जैसे कि दलदलों और धान के खेतों में।

2. एंजाइमेटिक हाइड्रोलिसिस (Enzymatic Hydrolysis)

सेलुलोस को विघटित करने के लिए सूक्ष्मजीव सेलुलोस एंजाइम का उत्पादन करते हैं। यह एंजाइम सेलुलोस के β-1,4-ग्लाइकोसिडिक बंधों को तोड़कर ग्लूकोज इकाइयों को मुक्त करता है। ग्लूकोज का उपयोग तब सूक्ष्मजीवों द्वारा ऊर्जा के लिए किया जाता है, और अतिरिक्त ग्लूकोज को अन्य यौगिकों में परिवर्तित किया जा सकता है।

3. ऑक्सीकरण (Oxidation)

कुछ कवक और बैक्टीरिया सेलुलोस को ऑक्सीकरण के माध्यम से विघटित करते हैं, जिससे कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) और जल (H₂O) का उत्पादन होता है। यह प्रक्रिया वायवीय (aerobic) परिस्थितियों में होती है और ऊर्जा उत्पन्न करती है।

4. ह्यूमिफिकेशन (Humification)

अपघटन की अंतिम अवस्था में, सेलुलोस के अवशेषों को ह्यूमस में परिवर्तित किया जाता है, जो मिट्टी में कार्बनिक पदार्थों का एक स्थिर रूप है। ह्यूमस मिट्टी की उर्वरता को बढ़ाता है और जल धारण क्षमता में सुधार करता है।

उत्पाद

• कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂): अपघटन प्रक्रिया का मुख्य उप-उत्पाद, जो वातावरण में छोड़ा जाता है।
• जल (H₂O): अपघटन प्रक्रिया में उत्पन्न होता है।
• मीथेन (CH₄): अवायवीय अपघटन के दौरान उत्पन्न होता है, जो एक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है।
• अन्य अंत्य उत्पाद: विभिन्न कार्बनिक अम्ल, अल्कोहल, और अन्य यौगिक जो मिट्टी में पोषक तत्वों के रूप में कार्य करते हैं।