Vi sinh vật - Chương 7: Vi sinh vât ứng dụng trong trồng trọt và lâm nghiệp pdf

Những giống vi khuẩn thường gặp trong đất Bảng 2: Giống vi khuẩn quan trọng thường gặp trong đất TT Tên giống vi khuẩn Những đặc điểm quan trọng 1 Chromatium Yếm khí, môi trường giàu chấ

Chương 7

Vi sinh vât ứng dụng trong trồng trọt và lâm nghiệp

I.1. VI SINH VẬT ĐẤT, CÁC NHÓM CHÍNH VÀ CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG

1 Những giống vi sinh vật quan trọng thường gặp trong đất

1.1 Những giống vi khuẩn thường gặp trong đất

Bảng 2: Giống vi khuẩn quan trọng thường gặp trong đất

TT Tên giống vi khuẩn Những đặc điểm quan trọng

1 Chromatium Yếm khí, môi trường giàu chất hữu cơ, có

H2S

2 Rhodospirilum

Rhodopeseudomanas Yếm khí và yếm khí tùy tiện, môi trường giàuchất hữu cơ, cơ thể quan hợp được

3 Nitrosomonas

Nitrobacter

Hình que, dinh dưỡng hóa năng, oxi hóa NH4

thành NO2 và NO3-, hảo khí và hảo khí tùy tiện

4 Thiobacillus Hình que dinh dưỡng hóa năng, oxi hóa hợp

charat chứa S hay chất khử chứa S, yềm khí tùy tiện

5 Hidrogennomonas

methanomonas

Hình que,dinh dưỡng hóa năng, lấy năng lượng từ oxi hóa hidrogen, oxi cacbon, metan

6 Canlobacter

Gallionella Hình que, Gram âm, sống trong nước, nổitheo mặt nước, bám vào tàn dư thực vật

7 Siderocapsa

Ferribaterium

Hình que, hình cầu, hình chùy, là những vi khuẩn chuyển hóa sắt

8 Pseudomonas

Acetobacter Hình que, hình bầu dục, thường sinh sản cácsắt tố tan hoặc không tan trong nước

9 Virbro, Cellvibro

Spirillum Hình xoắn, hình dấu phẩy, hảo khí hoặc yếmkhí, phân hủy xenlulo, khử SO42- thành H2S

10 Azotobacter,

Rhizobium

Hình cầu, hình que, hảo khí, cố định nitơ phân

tử tự do hoặc cộng sinh

11 Chromonobacterrium,

Agrobacter Hình que, hoại sinh hay kí sinh, yếm khí tùytiện

12 Achromobacter,

Flavobacterrium

Hình que, Gram âm, không sinh nha bào, lên men hidratcacbon, hảo khí

13 Escherichia,

Proteus, Aerobacter Hình que, Gram âm, hảo khí hoặc yếm khí tùytiện, lên men hidratcacbon

14 Micrococcus,

Sarcina Hình cầu, hảo khí hoặc yếm khí tùy loài,Gram dương, không sinh nha bào

15 Brevibacterium Hình que, Gram dương, hảo khí, yếm khí tùy

tiện

16 Streptorcocus,

Laetobacillus

Hình cầu, hình que, yếm khí đến vi yếm khí

17 Corynebacterium,

Cellulomonas

Hình que, hình chuỗi xoắn, Gram dương, hảo khí hoặc hảo khí tùy tiện

18 Clostridium,

Bacillus Hình que, Gram dương, sinh nha bào, hảo khí,yếm khí, cố định N2, phân hủy các chât khó

tan

1.2Những giống xạ khuẩn quan trọng thường gặp trong đất

STT Tên giống xạ khuẩn Những đặc điểm quan trọng

1 Actinomyces,

Bacterionema

Hảo khí, hình cành cây, chân chim, phân hủy, chuyển hóa chất hữu cơ

2 Actinoplanes,

Amorphosporangium

Hảo khí, hình cành cây hoặc hình răng lược, phân hủy chất hữu cơ

3 Streptosporangium,

Streptomyces Hảo khí, hình xoắn, răng lược, phân hủy,chuyển hóa chất hữu cơ

4 Cellulomonas,

Jonesia

Hảo khí, hình xoắn, chùm quả, phân hủy chuyển hóa chất hữu cơ

5 Dermatophilus Hảo khí, hình lá dừa, chùm quả, phân hủy, chất

hữu cơ

6 Frankia Hảo khí, hình cành cây, chân chim, phân hủy,

chuyển hóa chất hữu cơ

1.3 Những giống nấm quan trọng thường gặp trong đất

STT Tên giống nấm Những đặc điểm quan trọng

1 Zygomycetes Sống hoại sinh, ưa ẩm, giàu hữu cơ, lên men

tinh bột

2 Rhizopus Ưa ẩm, giàu chất hữu cơ, phân hủy cơ chất

mạnh, chịu được nhiệt độ cao

3 Ascomyces Ưa ẩm, phân hủy mạnh cơ chất, chịu được nhiệt

độ cao

4 Basidomycetes Kí sinh trên cây hòa thảo, phân hủy mạnh

xenlulo, lignin

5 Penicilitum Bậc cao, ưa ẩm, phân hủy mạnh hợp chất hữu

cơ

1.1 Những giống tảo thường gặp trong đất

STT Tên giống tảo Những đặc điểm quan trọng

1 Cyanophyta – tảo

lam

Ở nước ngọt, sản phẩm quan hợp là glicogen, sống cộng sinh với bèo hoa dâu,

2 Vi sinh trong quá trình hình thành và kết cấu mùn

2.1.1 Quan điểm về quá trình hình thành mùn

a)Theo quan điểm hóa học, thì mùn là chất trung gian, hay chất dư thùa chưa được phân giải hết do các phản ứng hóa học trong đất

b)Quan điểm sinh học thì mùn không phải là hợp chất dư thừa, vì đã là hợp chất dư thừa thì không bao giờ có thành phần và tỷ lệ các nguyên tố, trong đó, lại nhiều hơn ở chất ban đầu được vùi vào đất…

_ Mùn không phải là chất trung, vì nếu là chất trung gian thì sớm hay muộn cũng

bị phân giải, nhưng thực tế luôn luôn dược tích lũy

 Mùn là một sản phẩm tổng hợp đươc hình thành nhờ vào hoạt động sống của vi sinh vật Họ cho rằng tùy từng chủng giống vi sinh vật khác nhau cơ chế hoạt động khác nhau mà tạo axit mùn khác nhau

Sự chuyển hóa các chất hữu cơ dược chuyển hóa vùi vào trong đất dưới tác dụng của vsv theo 2 hướng sau:

_ Quá trình vô cơ hóa: là quá trình chuyển hóa các hợp chất hữu cơ thành các chất

vô cơ dễ tiêu Nếu quá trình vô cơ hóa xảy ra mạnh Cây trồng không đồng hóa hết, dẫn đến sự dư thừa gây độc cho cây

_ Quá trình mùn hóa: là quá trinh chuyển hóa các hợp chất hữu cơ thành các chất

vô cơ và hữu cơ đơn giản hơn kết hợp với quá trình tự tiêu tư giải của vsv

2.1.2 Khu vsv và sơ đồ hình thành mùn của Konopva:

Theo Konopva, thì vsv phân hủy xác động, thực vật để hình thành mùn, gồm 2 nhóm tham gia:

+ Nhóm vsv lên men, gồm: vsv phân giải tinh bột , vsv lên men đường, vsv phân hủy chuyển hóa xenlulozo, hemixenlulozo,…

+ Nhóm vsv sinh tính đất là vsv phân hủ, chuyển hóa các chất bền vững như: kitin, sáp…

2.2 Vi sinh vật yrong quá trình cấu tạo và kết cấu mùn:

Vsv đã phân hủy, chuyển hóa các hợp chất có vòng thơm phức tạp để thành các dạng quinol kết hợp với axit amin và polipeptit để tạo ra những sãn phẩm đầu tiên của axit mùn

Qúa trình phân giải các hợp chất trong đất, vsv đã hấp thụ các chất dinh dưỡng Trong quá trình tư tiêu, tự giải đã tạo thành các hợp chất mùn hoạt tính, chất này đã gắn chặt các hạt đất lại với nhau làm cho hạt đất tơi xốp Hơn nữa xác của vsv sau khi chết, chúng kết hợp với một sồ chất trong quá trình phân giải tạo

thành phức chất, phức chất này đã tham gia tích cực vào thành phần và kết cấu mùn

3 Vi sinh vật phân giải và chuyển hóa cacbon trong đất.

3.1 Quá trình phân giải xenlulozo

3.1.1 Quá trình phân giải xenlulozo

- Xenlulozo có cấu tạo dạng sợi

Các loại VSV có khả năng phân giải xenlulozo: VSV hảo khí (Niêm vi khuẩn, vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm mốc), VSV yếm khí (vi khuẩn dạ cỏ), VSV yếm khí sống tự do, VSV ưa nóng

Cơ chế của quá trình phân giải: muốn phân giải được xenlulozo, các loại VSV phải tiết ra enzym xenlulaza Enzym xenlulaza là enzym ngoại bào

và cơ chế chung của quá trình phân giải xenlulozo là:

Xenlulozo díaccarit monosaccarit (glucozo)

3.1.2 Các loại vsv phân giải xenlulozo

Có rất nhiều vsv phân giải xenlulozo:

_ Vsv hảo khí:

Vi khuẩn: các giống Bacillus, giống Clostridium

Xạ khuẩn: Streptomyces

Nấm mốc:Aspergillus, Penicillium, Fusarium

_Vsv yếm khí:

Vi sinh vật dạ cỏ: giống Ruminococcus

_ Vi khuẩn ưa nóng: Bacillus cellulosae thermophicus

3.1.3 Cơ chế của quá trình phân giải

Muốn phân giải được xenlulozo, các loại vsv phải tiết ra enzim xenluloza Enzim xenluloza là enzim ngoại bào là cơ chế chung của quá trình phân giải xenlulozo là: xenlulozo disaccarit monosaccarit (glucozo)

3.2 Sự phân giải xilan:

Co chế phân giải: Dưới tác dụng của enzim xilanza ngoia5 bào, xilan sẽ phân giải thành các phần khác nhau: những đoạn dài xilanbiozo và xilozo

Một số xilan có chứa các thành phần bổ sung khác: arabinozo, glucozo, galactozo, axit glucuronic Công thức chung của xinlan là (C5H8O)n

3.3 Phân giải pectin

Vi sinh vật phân giải pectin

Bcillus nesenterricus, Bacillus maccaras, Bacillus ppomyxa…

Cơ chế phân giải:

Vi sinh vật phân giải pectin nhờ có enzim protopectinaza biến protopectin không tan thành pectin hòa tan

Pectin hòa tan là polysaccarit đươc tạo nên từ các gốc axit α.D.galacturonic

3.4 Sự phân giải lignin (liginine )

Vi sinh vật phân giải lginine

Nấm mốc Basidomycetes có thể chia làm 2 nhóm Một nhóm có thể chuyển nhanh chóng gỗ thành một khối màu đỏ, chủ yếu là phá hủy xenlulozo và

hemyxenlulozo, không có tác đọng lên lignin Một nhóm phân hủy gỗ thành một khối trắng, chúng chủ yếu tác động lên lignin, hầu như không làm phân giải xenlulozo Các loại nấm tác động lên lignin: Polisitctus versicolor, pholiota, Lenzites…

Nhiều loại vi khuẩn và xạ khuẩn cũng có khả năng phân giải ligin Các loài vi khuẩn có hoạt tính phân giải lignin cao thường thuộc về các giống Pseudomonas, Agrobacterium…

4 Quá trình tổng hợp và phân giải các hợp chất chứa N 2

Quá trình amon hóa

4.2.1 Quá trình amon hóa protein:

+ Dưới tác dụng của vsv, protein được phân giải để cho NH3 gọi là quá trình amon hóa protein

+ Vsv chủ yếu: có rất nhiều loại vsv có khả năng phân giải protein: vi khuẩn hảo khí, yếm khí, xạ khuẩn, nấm

+ Cơ chế phân giải:

Dưới tác dụng của enzim proteaza, các protein dược phân giải thành các hợp chất đơn giản hơn Các chất này được tiếp tục phân giải thành axit anim nhờ tác dụng của enzim peptidaza ngoại bào Các chất này cũng có thể trực tiếp hấp thụ vào tế bào vsv, sau đó dược chuyển hóa thánh axit amin Các axit amin này sẽ được sử dụng một phần vào quá trình sinh tổng hợp protein của vsv, một phần được tiếp tục phân giải để tạo ra NH3, CO2 và nhiều sản phẩm trung gian khác

4.2.2 Quá trinh amon hoa ure, axit uric

+ ure:

Ure là hợp chất hữu cơ đơn giản chứa tới 46,6% N

Ure thường có trong nước tiểu động vật và người Ure có thể điều chế với điều kiện áp suất 150- 200atm và nhiệt độ 150- 190C

NH3 + CO2  CO(NH2)2(ure )

Vi khuẩn amon hóa ure: Planosarcina ureae, Bachesmogenes…

Nhiều loại xạ khuẩn và nấm mốc cũng có khả năng phân giải ure

Vi khuẩn ure thường thuộc loại hảo khí hoặc kị khí không bắt buộc Chúng phát triển tốt trong môi trường trung tính hoặc hơi kiềm Chúng không sử dụng được cacbon trong ure, ure chỉ dùng làm nguồn cung cấp nito cho chúng Chúng có enzim ureaza làm xúc tac21 quá trình phân giải ure thành NH3, CO2, H2O

4.2.3 Quá trình amon hóa kitin

Vi sinh vật phân giải kitin: nhiều loài vsv có khả năng phân giải kitin Đáng chú ý

là những loài thuộc các giống sau: Achromobacter, Bacillus, Penicillium

Quá trình phân giải kitin được nghiên cứu kĩ ở vi khuẩn bacchitinovoium và xạ khuẩn Streptomyces griseus Chúng có khả năng sinh ra nội bào Kitinaza, Kitobioza Kitinaza có tác dụng lên các phần khác nhau của phân tử kitin và phân giải thành kitobio và kitotrio, kitoyrio sau sẽ tiếp tục phân giải thành các gốc đơn phân tử nhờ xúc tác của enzim kitobioza

4.3 Quá trình nitrat hóa

4.3.1 Định nghĩa

Dưới tác dụng của một số loài vsv đặc biệt, NH3 được hình thành do quá trình amon hóa hoặc NH4+ ở các loại phân hóa học sẽ được tiếp tục chuyển hóa thành

NH2- rồi sau đó chuyển thành NO3-, gọi là quá trình nitrat hóa

4.3.2 Vi sinh vật chủ yếu

Quá trình này chia làm 2 giai đoạn khác nhau do 2 loại vi khuẩn dảm nhiệm:

+ Giai đoạn 1: giai đoạn nitrit hóa

Vi khuẩn tham gia vào giai đoạn chuyển hóa NH3 thành NO2- thuộc về 4 giống khác: Nitrosomonas, Nitrocystis, Nitrosolobus, Nitrosospira

Enzim xúc tác cho quá trình oxy hóa này là enzim thông thường của quá trình hô hấp hảo khí

+ Giai đoạn 2: giai đoạn nitrat hóa

Vi khuẩn tham gia vào giai đoạn này gồm các giống sau:

Nitrobacter, Nitrospira, Nitrococcus

Cơ chế của quá trình được biểu thị bằng phương trình sau:

NO2- + 3/2O2 NO2+ H2O+ 2H+ năng lượng

Vi khuẩn nitrat hóa thuộc loại tự dưỡng hóa năng

4.5 Quá trình cố dịnh N 2 :

5.TÁc dụng của vsv chuyển hóa lưu huỳnh trong tự nhiên

5.1 Chu trình tuần hoàn lưu huỳnh

Vòng tuần hoàn S và N có nhiều điể giống nhau:

+ Trong đất, N và S ở dạng hữu cơ là chủ yếu cho nên cây trồng không đồng hóa được Muốn đồng hóa phải được vô cơ hóa

+Quá trình SO42- hóa gần giống quá trìng NO3- hóa

+ Quá trình sunphat hóa( hay còn gọi là quá trình vô cơ hóa S hữu cơ) rất giống quá trình amomn hóa Quá trình khử SO4-2 rất gống quá trình phản NO3- hoá

5.2 Vô cơ hóa lưu huỳnh hữu cơ

Lưu huỳnh hữu cơ trong đất thường ở 3 dạng sau:

_ Axit amin có S

_ Sunfat hữu cơ và este sunfuric của hidratcacabon và lipit

_ S hữu cơ gắn chặt trong các phần tử axit humic và phần khoáng

5.3 Vi sinh vật phân giải lưu huỳnh hữu cơ và cơ chế phân giải

_ Vi sinh vật: Froteus, Seratia, Microsporum…

5.4 Điều kiện ngoại cảnh ảnh hưởng đến quá trình phân giải lưu huỳnh hưu cơ

Độ ẩm 40- 60%: nhiệt đọ nhỏ hơn 10C xảy ra yếu, thường ở 25- 35C

Sự khoáng hóa trong chất hữu cơ phụ thuộc vào tỷ lệ C/S là 112

5.5 Quá trình oxy hòa hợp chất lưu huỳnh vô cơ

Trong tự nhiên có một số nhóm vsv có thể oxy hóa hợp chất lưu huỳnh và vô cơ Thường có 4 nhóm vsv:

+ VSV hóa năng dinh dưỡng- giống Thiobacillus

+ VSV hóa năng hữu cơ dinh dưỡng (dị dưỡng )

+ VSV hóa năng dinh dưỡng thuộc họ Beggiatoaces

+ VSV hóa năng dinh dưỡng: Chlro bacteriacees và Thiorhodacees

5.6 Điều kiện ngoại cảnh ảnh hưởng đến quá trình oxy hòa S

Đất bảo hòa nước làm giảm quá trình oxy hóa sinh học S

Nhiệt độ 4- 23C

Độ pH: 5,2 đến 6,4- 7,5

5.7 Tác dụng của quá trình oxy hóa S

+ Thiobacillus có thể oxi hóa lưu huỳnh thành SO4 Môi trường trở nên chua Do

đó có thể trung hòa một phần chất kiềm, tăng cường cấu trúc đất

+ H2SO4 được hình thành trong quá trình oxi hóa S sẽ làm tăng độ tan cũa muối

Ca3(PO4)2 khó tan, cung cấp photphat monocanxi cho cây

+ Quá trình oxi hóa lưu huỳnh làm tăng độ chua của đất, từ đó một số nguyên tố từ khó tan thành dễ tan, ví dụ như Mn: Mn4+

+ Quá trình khử các hợp chất lưu huỳnh vô cơ

6 Quá trình chuyển hóa photpho

6.1 Các dạng photpho (lân) và vòng tuần hoàn của photpho

6.1.1 Lân hữu cơ

_Lân hữu cơ có trong cơ thể động vật, thực vật, vsv thường gặp ở các hợp chất chủ yếu như phytin, photpholipit,axit nucleic Trong không bào người ta còn tìm thấy lân vô cơ ở dạng orthhophotphat làm nhiệm vụ dệm và chất dự trữ Cây trồng, vsv không thể trực tiếp đồng hóa lân hữu cơ Muồn đồng hóa chúng phải được chuyển hóa thành dạng muối của H2PO4

6.1.2 Lân vô cơ

Lân vô cơ thường ở trong các dạng khoáng như apatic, photphoric, photphat sắt, photphat nhôm… Muồn cây trồng sử dụng được phải qua chế biến, biến chúng thành dạng dễ tan

6.3 Cơ chế hòa tan

Quá trình phân giải photpho được biểu diễn bằng phương trình sau:

Ca3(PO4)2 + 4H2O + 4CO2  2Ca(HCO3)2 + Ca(H2PO4)2

Trong đất vi khuẩn nitat hóa và vi khuẩn chuyển hóa S cũng có tác dụng quan trọng trong việc phân giải Ca3(PO4)2

Quá trtinh2 hòa tan các hợp chất lân khó tan có thể theo cơ chế: lân khó tan được tạm thời đồng hóa bởi vsv, sau đó lân được giải phóng khỏi vsv dưới dạng dễ tiêu,

mà cây trồng có thể đồng hóa được

6.4 Sự chuyển hóa lân hữu cơ

Các dạng lân hữu cơ thường gặp trong đất

Trong đất các dạng lân hữu cơ thường gặp là: phytin, axit nucleic, photphollipit

a) Phytin và các chất họ hàng

Phytin là muối Ca và Mg của axit phytic Trong đất những chất có họ hàng với phytin là inositol, inositolmonophotphat, inositoltriphotphat

b) Axit nucleic và nucleoprotein

Những axit nucleic và nucleoprotein đều có nguồn gốc thực vật hoặc động vật

và nhất là vsv Hàm lượng của chúng trtong đất khoảng <10%

c) Photpholipit

Sự kết hợp giữa lipit và photphat trong đất không nhiều trong đất.

6.7 Cơ chế phân giải

Nhiều vsv trong đất có men dephotphorylaza phân giải phytin theo phản ứng sau:

Nucleoprotit  axit nucleic  nucleotit H3PO4

7 Chuyển hóa sắt của vsv

7.1.Oxi hóa Fe ++

Vsv oxi hóa Fe++ làm cho Fe++ chuyển thành Fe+++ và Fe+++ được kết tủa dạng Fe(OH)3 xung quanh tế bào, thường là kết tủa ở dạng giáp mạc hoặc ở tế bào, những vsv này phát triển tốt trong nước nghèo chất hữu cơ dễ tan, giàu O2 và

có muối Fe++ hoặc muối Mn

7.2 Khử sắt và hòa tan sắt

a) Khử sinh học gián tiếp

Đây là quá trình khử Fe+++ được thực hiện nhờ hợp chất hữu cơ do vsv tổng hợp được

b) Sự khử sinh học trực tiếp

Trong thi nghiệm có vi khuẩn, số lượng hidroxit sắt bị khử nhiều hơn gấp 5 lần

so với thí nghiệm không có vi khuẩn Sự sinh trưởng phát triển của vi khuẩn tỉ

lệ với lượng Fe+++ được khử thành Fe++

c)Hòa tan gián tiếp sắt

Những vi khuẩn nitrat hóa và sunphat hóa tích lũy trong môi trường HNO3,

H2SO4 làm cho môi trường trở nên chua giúp cho quá trình hòa tan hợp chất sắt

8 Chuyển hóa K của vsv trong đất

8.1 các dạng kali trong đất

K trong đất có 2 dạng là: dạng vô cơ và dạng hữu cơ

8.2 Sự hòa tan K trong đất

K+ có thể chuyển hóa theo 2 quá trình sinh học sau:

+ Sự biến đổi sinh học của những khoáng chất K

+ Sự chuyển hóa dưới 2 dạng K+ không trao đổi và K+ trao đổi

8.3 Sự biến đổi sinh học của những khoáng chứa K

Cơ chế phân giải

Vsv trong quá trình sống của mình sản sinh một số loại axit như H2CO3, HNO3,

H2SO4 hay axit hữu cơ Các axit nay giúp quá trình hòa tan silicat và giải phóng K+ cho cây trồng

9 Chuyển hóa Mn của vsv

9.1 Các dạng Mn trong đất

Trong đất Mn có ở 3 dạng sau: dạng có thể trao đổi được, dạng không tan, dạng phức hợp trong cơ thể thực vật hay vsv

9.3.Cơ chế quá trình oxi hóa sinh học Mn

Oxi hóa Mn2+ do sự sản sinh hidroxit axit xitic, tatric, lactic, malic, gluconic,

Mn dạng khử oxi hóa theo quá trình hóa học Những điều kiện này thuận lợi cho quá trình tự oxi hóa Mn theo quấ trình hóa học Có thể ở 2 dạng sau:

+ VSV tổng hợp nên những hidroxit từ các hidrocacbon thành môi trường kiềm + VSV làm kiềm môi trường trước đó đã có hidroxiaxit

+ Oxi hóa do enzim peroxiaza

Trong đất vsv có thể sản sinh ra H2O2 do enzim peroxiaza H2O2 có thể oxi hóa

Mn2+

9.4 Khử sinh học Mn

Quá trình có thể tiến hành theo 3 hướng:

+ Khử trực tiếp: Trong điều kiện yếm khí có sự hiện diện của hợp chất hữu cơ

có thể đồng hóa được Mn2+ đảm nhận vai trò chất nhận electron

DH2 + MN2+  Mn(OH)2 + D

+ Khử gían tiếp do quá trình oxi hóa: trong điều kiện axit, Mn có xu hướng khử Quá trình nitrat hóa hay SO42- hóa, môi trường trở nên chua, Mn có xu hướng khử

+ Khử trực tiếp song song với quá trình khử gián tiếp

II CHẾ PHẨM VSV DÙNG TTRONG NÔNG, LÂM NGHIỆP

Chế phẩm vsv cố định dạng nito phân tử

1 Khái niệm chung:

Quá trình cố định nito phân tử là quá trình đồng hóa nito của không khí thành dạng amon dưới tác dụng của một số nhóm vsv có hoạt tính nittrogenaza

1.1.Quá trình cố định nito phân tử nhờ vsv sống tự do và hội sinh

Là quá trình đồng hóa nito phân tử của không khí dưới tác dụng của các chủng giống vsv sống tự do hoặc hội sinh, có sự tham gia hoạt tính nitrogenaza

Thuộc về nhóm này có tới hàng nghìn chủng vsv khác nhau, trong đó phải kể đến một số vsv sau: vi khuẩn Azotobacter, Beijerinskii, Clostridium

1.2.Quá trình cố định nito phân tử cộng sinh:

Là quá trình đồng hóa nito không khí dưới tác dụng của các loài vsv cộng sinh với cây họ đậu có hoạt tính nittrogenaza

1.3.Các vsv cố định nito phân tử khác

_ Vi khuẩn

+ Nhóm vi khuẩn cố định nito phân tử hảo khí: Azotomonas insolita, Azospirillum, Azotomonas fluorescens,…

+ Nhóm vi khuẩn cố định nito phân tử kị khí quang hợp: Chromatium sp, Chlorobium sp, Rhodomicribium sp…

+ Nhóm vi khuẩn cố định nito phân tử kị khí không quang hợp: Desulfovibrio delfuricans, Methanobacterium sp…

_ Xạ khuẩn: một số loài thuộc giống: Streptomyces, Actinomyces, Nocardia… _ Nấm: Thodotorula…

_ Khuẩn lam: Glococapsa sp, Lyngbyaps,…

2 Cơ chế của quá trình cố định nito phân tử

Có thể nói quá trình cố định nito phân tử là quá trình khử N2 thành NH3 có xúc tác của enzim nitrogenaza, khi có mặt của ATP

N2 + AH2 + ATP  NH3 + A + ADP + P

( AH2 là chất cho electron)

III PHÂN VSV CỐ ĐỊNH NITO PHÂN TỬ ( ĐẠM SINH HỌC )

1 Định nghĩa

Là sản phẩm chứa một hay nhiều chủng giống vsv còn giống đã được tuyển chọn với mật độ đạt tiêu chuẩn hiện hành, có khả năng cố định nito cung cấp các hợp chất chứa nito cho đất và cây trồng; tạo điều kiện nâng cao năng suất cây trồng và chất lượng nông sản Phân bón vsv cố định nito không gây ảnh hưởng xấu đến người, động, thực vật và môi trường sinh thái

2 Quy trình sản xuất

2.1Phân lập, tuyển chọn chủng vsv cố định nito ( VSVCDN)

Thông thường đánh giá một số chỉ tiêu sau: thời gian mộc, kích thước khuẩn lạc và kích thước tế bào vsv, điều kiện sinh trưởng, phát triển, khả năng cạnh tranh và cường độ cố định nito phân tử Chủng giống vsv sau khi được tuyển chọn được bảo quản phù hợp với yêu cầu của từng loài và sử dụng cho sản xuất chế phẩm cho sản phẩm gốc

2.2.Nhân sinh khối

Từ chuẩn vsv, người ta tiến hành nhân sinh khối vsv theo phương pháp lên men chìm hoặc lên men xốp Sinh khối vsv cố định nito được nhân theo cấp 1,

2, 3 trong các điều kiện phù hợp với từng chủng loại vsv và mục đích sản xuất Các sản phẩm vsv sản xuất từ vi khuẩn được tạo ra chủ yếu bằng phương pháp lên men chìm

3 Phương pháp sử dụng chế phẩm vsv cố định nito

Có rất nhiều cách bón chế phẩm VSVCDN, dựa vào từng loại cây trồng khác nhau, mà định ra phương pháp bón khác nhau sao cho hiệu quả cao nhất

+ Đối với phế phẩm VSVCDN tự do thường được hồ vào hạt hoặc rễ cây khi còn non , hay bón trực tiếp vào đất Nhưng nhìn chung bón càng sớm càng tốt + Đối với phế phẩm VSVCDN cộng sinh thường được trộn vào hạt trước khi gieo hat giống hoặc tưới phủ sớm không muộn quá 20 ngày sau khi cây mọc

4 Hiệu quả của chế phẩm vsv cố định nito

4.1.Phân vi khuẩn nốt sần

Cố định nito phân tử cộng sinh giữa vi khuẩn nốt sần và cây bộ đậu hằng năm cung cấp thêm cho đất và cây trồng 40_552 kg N/ ha Kết quả nghiên cứu của viện cây trồng nhiệt đới cộng hòa liên băng Nga cho thấy: cứ 3 năm trồng cây đậu đỗ đã làm giàu cho đất 300-600 kg N/ ha; cho 13-15 tấn mùn; cải thiện quá trình khoáng hóa trong đất, vì vậy làm tăng độ hòa tan của lân và kali trong đất: 60-80 kg P2O5/ ha và 80-120 kg K2O/ ha Bón phế phẩm VSVCDN làm giàu cho đất 50-120 kg N/ ha/ năm Có thể thay thế được 20-60 kg đạm ure/ ha, giảm tỷ lệ sâu, bệnh từ 25-50% so với không bón phân VSV

4.2.Phân vsv cố định nito khác:

Phân bón vsv cố định nito hội sinh và tự do có tác dụng tốt đến sự sinh trưởng, phát triển năng suất cây trồng và hiệu quả trồng trọt