Sự đa dạng về vi sinh vật là một nhân tố có thể điều khiển năng suất và chất lượng của hệ thống sản xuất nông nghiệp.. Sự đa dạng sinh học có thể ảnh hưởng trực tiếp lên năng suất và tín
Trang 1Đa dạng Vi Sinh Vật Trong Việc Đánh Giá
Đặc Tính Của Hệ Sinh Thái Nông Nghiệp
I Giới thiệu
Hệ sinh thái nông nghiệp chiếm 30% diện tích bề mặt trái đất (Altieri, 1991) Sự
đa dạng về vi sinh vật là một nhân tố có thể điều khiển năng suất và chất lượng của hệ thống sản xuất nông nghiệp Những nghiên cứu về đa dạng sinh học tập trung vào thực vật, động vật và côn trùng với một vài yếu tố nhỏ trên vi sinh vật Không có vi sinh vật và các quá trình sinh hóa của nó thì không thể có sự sống trên trái đất (Price, 1988) Sự đa dạng sinh học có thể ảnh hưởng trực tiếp lên năng suất và tính đa dạng của thực vật bằng các tác động lên sự tăng trưởng và phát triển, cạnh tranh của thực vật với các khả năng lấy nước và chất dinh dưỡng Vi sinh vật cung cấp nguồn vật chất di truyền; hơn nữa nó có thể được dùng như là sinh vật chỉ thị cho sự thay đổi môi trường
Vi sinh vật là mấu chốt để nghiên cứu các tương tác sinh học Nó có vai trò trong sự chuyển hoá và tích lủy của hệ thống nông nghiệp và được xem như tiêu chuẩn để đánh giá chất lượng hệ thống này Sinh vật đất tạo nên nguồn dinh dưỡng to lớn và biến đổi trong mọi hệ thống nông nghiệp và đóng vai trò chủ đạo trong việc phân hủy chất thải và tham gia chu trình vật chất (Smith và Oaul, 1990) Ngoài ra vi sinh vật còn có phản ứng với những biến đổi hoá học trong đất như sự tìch tụ chất hữu cơ, tích tụ ni tơ tự do và những thay đổi khác trong đất có thể ảnh hưởng đến cây trồng Khi hệ thống xáo trộn bắt đầu tái tạo lại không chỉ dựa vào thực vật mà còn dựa vào hoạt động của vi sinh vật trong việc làm giàu đất và bón phân
Chúng ta không biết thật sự về tính đa dạng của vi sinh vật đất mặc dù các nghiên cứu về phân tử học cho rằng số lượng quần thể trong đất lớn hơn cái mà ta có thể biết
Trang 2trong kỹ thuật canh tác (Holben và Tiedje, 1988; Torsvik và cộng sự, 1990) Sự đa dạng về vi sinh vật là chỉ thị cho chức năng của hệ sinh thái và là kết quả của vô số quá trình phân hủy của vi sinh, tích tụ đất và mầm bệnh Chúng ta cần có kiến thức về sinh học và chức năng của sự đa dạng để hiểu rỏ về việc xây dựng một quần xã vi sinh vật thích hợp nhất cho hoạt động nông nghiệp
Tác động của con người cũng ảnh hưởng đến chức năng và tính đa dạng của hệ sinh thái Thí dụ điển hình nhất về sự xáo trộn trong hệ sinh thái là kết quả của sự xói mòn đất từ hoạt động nông nghiệp Các tác động này có thể gây ra sự giảm tính ổn định trong sinh học, hoá học và vật lý của hệ sinh thái Những tác động tiếp theo là sự thay đổi lớn trong chu kỳ carbon của trái đất gây ra hậu quả là lượng carbon hũu cơ trong đất mất
đi Vi sinh vật rất nhạy cảm với sự xáo trộn như ứng dụng những tiến bộ khoa học vào nông nghiệp (Elliott và Lynch, 1994) và nó có thể hoạt động như là sinh vật chỉ thị cảnh báo về sự thay đổi về chất lượng Sự thay đổi liên tục trong sự đa dạng về vi sinh vật và sự
đa dạng về chức năng có thể đóng góp vào sự hiểu biết về chất lượng đất và sự phát triển bền vững hệ thống sản xuất nông nghiệp (di Castri và Younes, 1990; Hawksworth, 1991a; Thomas và Kevan, 1993) Vi sinh vật đất được dùng để đánh giá sự xáo trộn hay sự ô nhiễm của đất thông qua sự thay đổi nhỏ trong hệ sinh thái về tính đa dạng của chúng Dùng vi sinh vật và hoạt động của nó để xác định sự căn thẳng về môi trường và giảm tính đa dạng là vấn đề cần thiết phải nghiên cứu để đánh giá hệ thống nông nghiệp
1 Sự đa dạng trong phân loại
Số loài vi sinh vật ước tính khoảng hơn 110000 loài nhưng chỉ một phần nhỏ được xác định và thậm chí chỉ một số ít loài được nghiên cứu hay được nuôi cấy (Hawksworth, 1991b) Theo tính toán chỉ có khoảng 3-10% số loài vi sinh vật trên trái đất được nhận dạng và phần rất lớn còn lại chưa biết cũng như chưa nghiên cứu (Hawksworth, 1991a) Theo ước tính khác, số loài vi sinh vật có thể là một triệu Số loài trong quần xã vi sinh vật rất đa dạng và đa dạng hơn cả những sinh vật bậc cao khác (Torvis và cộng sự, 1990;
Trang 3Ward và cộng sự, 1992) Hiển nhiên là chúng ta chỉ biết một phần tiềm năng của cả hệ thống Trong quần xã vi sinh vật đất, sự phong phú về di truyền cần được nghiên cứu sâu hơn
2 Sự đa dạng trong chức năng
Sự đa dạng về chức năng bao gồm cả sự to lớn của môi trường đất và nó chiếm vai trò chủ đạo Những quá trình này được chọn lọc để thể hiện lại các tiến trình sinh học như là chu trình carbon hay nitơ, sự phân hủy nhiều hợp chất và những sự biến đổi khác (Zak và cộng sự, 1994) Sự đa dạng về thành phầnloài được xác định bằng cách phân lập và nuôi, và có thể xác định khoảng 20% loài vi sinh vật hoạt động trong đất
Các chỉ số về sự đa dạng thành phần loài vi sinh vật được dùng để mô tả hiện trạng quần xã vi sinh vật và các phản ứng của nó với tác động của con người hay của tự nhiên Chỉ số đa dạng vi sinh vậtcó thể xem như là chỉ thị cho sự ổn định của quần xã và có thể dùng để mô tả sự vận động của hệ sinh thái và của quần xã và ảnh hưởng của những tác động trong quần xã (Mills và Wassel, 1980; Atlas, 1984) Những ảnh hưởng của hoá chất như của kim loại nặng làm tăng tính đa dạng của tùy vào loại hoá chất cho vào (Atlas, 1984; Reber, 1992) Một nhân tố hạn chế khi sử dụng chỉ số này là thiếu kết quả chi tiết về thành phần loài vi sinh vật trong môi trường đất (Torsvik và cộng sự, 1990)
Khả năng một hệ sinh thái làm giảm những tác động quá mức phụ thuộc vào tính
đa dạng của hệ thống (Elliott và Lynch, 1994) Đó là một chỉ thị sinh học cho khả năng phản ứng với sự căng thẳng và sự thay đổi của môi trường.c độ suy thoái loài trong một thống là chỉ thị quan trọng về hiện trạng của hệ thống và là chỉ tiêu trong việc xác định tính đa dạng cho hệ thống nông nghiệp bền vững Số loài thật sự và thành phần loài không quan trọng bằng sự thay đổi số loài trong một hệ thống và hoạt động của những cá thể này trong hệ thống đó
Chỉ số đa dạng có thể dùng để chỉ ảnh hưởng của sự tác động; tuy nhiên, sự đa dạng không phải lúc nào cũng cần thiết Sự đa dạng không tương tương với sự ổn định của
Trang 4hệ thống; hơn nữa, sự biến đổi về thành phần loài với sự quản lý có thể cho nhiều thông tinh về hiện trạng quần xã vi sinh vật đất Sự đa dạng dùng để đánh giá chất lượng đất không thể làm rỏ trừ phi hoạt động của hệ thống được theo dỏi Sự thay đổi trong nhóm phân loại có thể làm thay đổi chỉ thị nhưng không thể dẩn đến hoạt động cũa hệ thống Quần xã vi sinh vậtvà các quá trình của nó cần được kiểm tra, không chỉ liên quan đến những cá thể hình thành nên quần xã đó mà còn xem xét ảnh hưởng của môi trường xâu đến các quần xã đó
II Vi sinh vật đất trong hệ thống sản xuất nông nghiệp
Trong đất có đủ thành phần vi sinh vật như vi khuẩn, nấm tia, nấm, tảo, virus và nguyên sinh động vật Sự phân chia vi sinh vật thành các nhóm dựa vào khả năng tiêu thụ carbon và năng lượng và nhu cầu của nó (thí dụ như quang hoá, hoá dưỡng, tự dưỡng, dị dưỡng hay thạch dưỡng) Vi khuẩn và nấm là chất phân hủy đầu tiên trong chu trình vật chất, chiếm lấy một vị trí quan trọng của chuổi thức ăn trong đất Mọi chu trình vật chất, có 90-95% phải thông qua hai nhóm sinh vật này để đi đến bậc dinh dưỡng cao hơn như thế, hoạt động và tính đa dạng của vi khuẩn và nấm là nhân tố lớn để xác định chất lượng của hệ thống nông nghiệp (Lynch, 1983)
Vi khuẩn và nấm tia chiếm số lượng lớn trong các nhóm vi sinh vật trong đất nhưng do kích thước nhỏ từ 21-10 µm nên chúng chỉ chiếm khoảng 50% sinh khối trong đất (Alexander, 1977) Vi khuẩn được tìm thấy trong đất với mật độ 104-109 tế bào trong
1 g đất Theo từng nhóm chúng có quá trình trao đổi chất khác nhau và sử dụng nhiều nguồn năng lượng và carbon khác nhau Vi khuẩn đóng một vai trò quan trọng trong việc phân giải hợp chất hữu cơ và tham gia vào chu trình vật chất Hầu hết hợp chất nhân tạo và tự nhiên có thể phân hủy bởi khu hệ vi sinh vật và một số loại hợp chất trở nên trơ (Dorn và cộng sự, 1974) Vài loài vi khuẩn có khả năng tổng hợp nitơ (Sprent, 1979), sản sinh hay sử dụng Methane (Jones, 1991) Phân giải ni tơ và lưu hùynh là hoạt động bắt buộc của vi khuẩn kỵ khí (Tiedje và cộng sự, 1984) Oxy hóa lưu huỳnh và ni tơ là kết
Trang 5quả hoạt động của một số gióng vi khuẩn tự dưỡng hiếu khí (Belser và Schmidt, 1978; Bock và cộng sự, 1989)
Nấm không đa dạng bằng vi khuẩn và có số lượng thấp (104-106 nhánh trong 1 g đất), tuy vậy nấm có thể chiếm đến 70% sinh lượng (Lynch, 1983) Nấm được tìm thấy trong đất trong một tập đoàn hoạt động với bộ rể cây hay hoại sinh trên chất liệu đang phân hủy (Swift và Boddy, 1984) Nấm có thể chịu đựng điều kiện bất lợi tốt hơn các loại
vi sinh vật khác và nó có thể sống ở chổ có lượng nước ít hơn là vi khuẩn (Papendick và Campbell, 1975) Những dòng nấm sợi cho phép nấm mốc phát triển chống lại điều kiện khắc nghiệt của môi trường như thiếu ẩm độ, thiếu dinh dưỡng do sự di chuyển của nước và dinh dưỡng Nhiều loại nấm tiết ra acid hữu cơ có thể hòa tan các chất dinh dưỡng khó phân hủy (Sollins và cộng sự, 1981) Nấm có khả năng phân giải cellulose, lignin và chất hữu cơ khác Sản phẫm phân hủy này sẽ là nguồn thức ăn cho nhóm sinh vật khác nhất là
vi khuẩn Nhiều loài nấm gây bệnh cho cây, cũng có một số loài thích hợp cho rể cây như Mycorrhizae (loại nấm cộng sinh ở rể cây)
Tảo chiếm một số lượng lớn ở bề mặt đất, với khoảng 102-106 tế bào trong 1 g đất Trong vài hệ thống nông nghiệp, tảo đóng góp và chu trình ni tơ do sự cồ định ni tơ từ không khí hay trong môi trơng đất (Metting và Rayburn, 1983)
Nguyên sinh động vật trong đất có mật độ khoảng 103-105 tế bào trong 1 g đất Chúng là nhóm sinh vật địch hại chủ yếu của vi khuẩn và chúng điều chỉnh số lượng quần thể vi khuẩn (Opperman và cộng sự, 1989)
Khu hệ sinh vật ở rể của thực vật
Thực vật là một nhân tố quyết định tính đa dạng của quần thể vi khuẩn và nấm sống ở rể mặc dù nó cần chất dinh dưỡng từ đất Khu hệ sinh vật đất sống ở rể được xác định bằng thể tích đất kế cận và chịu tác động của rể cây (Metting, 1983) Đó là một vùng hoạt động nhất của vi sinh vật bởi vì nó ở gần chất tiết từ rể, làm cho quần xã vi sinh vật ở rể khác với một lượng lớn đất chung quanh (Curl và Truelove, 1986; Whipps và Lynch,
Trang 61986) Hoạt động của vi sinh vật bị kích thích trong vùng đất này vì nguồn dinh dưỡng được cung cấp bởi rể và sự nảy mầm của hạt (Rouatt và Katznelson, 1961) Quần xã vi sinh vật và hoạt động của nó trong hệ thống nông nghiệp bị tác động bởi rể và môi trường đất, bao gồm chất khoáng và chất hữu cơ Quần xã thực vật ở trên chịu tác động của nhiều loại vi sinh vật trong đất Những loại vi sinh vật phản ứng với chất tiết từ rể và các chất liên quan sẽ chiếm ưu thế Hệ rể phân hủy là nguồn dinh dưỡng cho vi sinh vật chung quanh (Swinnen và cộng sự 1995), càng xa hệ rể thì số lượng vi sinh vật càng giảm (Yeats và Darrah, 1991)
Vi khuẩn có số lượng lớn nhất trong khu vực quanh rể, đó là nhóm vi khuẩn Gram
âm, hình que không có bào tử, có nhu cầu dinh dưỡng rất đơn giản, bị kích thích bởi rể hơn là nhóm vi khuẩn gram dương, hình que có bào tử (Curl và Truelove, 1986) Thành phần thực vật ảnh hưởng đến mật độ vi khuẩn do sự khác biệt về thành phần hoá học của chất tiết từ rể (Christensen, 1989)
Sự phát triển của quần xã vi sinh vật hệ rể cũa bị tác động bởi loài thực vật (Rovira, 1956), phenology (Smith, 1969) và các nhân tố môi trường ảnh hưởng đến sự phát triển của thực vật (Rovira, 1959;vancura, 1967; Martin và Kemp, 1980) Vi khuẩn và nấm chiếm ưu thế ở hệ rể chịu tác động của cả thực vật và đất Tỉ lệ của nấm ở rể của cây
Plantago lanceolata có mối liên quan thuận với ni tơ và phos pho của lá trong khi tỉ lệ
của vi khuẩn và nấm khác có quan hệ nghịch với phospho (Newman và cộng sự, 1981) Phân đạm làm tăng số lượng nấm và vi khuẩn Gram âm trong hệ rể của cây lúa (Emmimath và Rangaswami, 1971) Khó có thể tách biệt ảnh hưởng của chất dinh dưỡng trong đất hay chất tiết từ rể lên hệ vi sinh vật rể Một vùng đồng cỏ có thể điều chỉnh lượng nitơ (Wein và Tilman, 1990), và cũng có giả thuyết về sự thay đổi ni tơ trong đất do thực vật trên đất ảnh hưởng đến thành phần nấm rể versicular và arbuscular
Trang 7III Aính hưởng của vi sinh vật lên hệ thống nông nghiệp
Vi sinh vật ảnh hưởng lên hệ thống sản xuất nông nghiệp theo những hoạt động như:
- Phân giải chất hữu cơ tồn tại trong đất giải phóng ra chất dinh dưỡng
- Hình thành lớp đất mùn do sự phân hủy chất hữu cơ và tổng hợp chất mới
- Giải phóng chất dinh dưỡng thực vật từ những dạng vô cơ khó tan
- Tăng nguồn dinh dưỡng thông qua mối quan hệ với nấm và quan hệ cộng sinh giữa nấm và thực rể thực vật
- Chuyển ni tơ tự do thành ni tơ thích hợp cho thực vật
- Nâng cao tính tích tụ, thông khí và thấm nước của đất
- Kháng côn trùng, bệnh cây và cỏ dại
Vi sinh vật có nhiều tác động trong đất liên quan đến dinh dưỡng của thực vật và sức khoẻ Hoạt động chính của chúng là thúc đẩy sự tăng trưởng của thực vật nhưng cần được quản lý thích hợp Vi sinh vật có khả năng gây hại cho cây như bệnh, tạo ra hợp chất ức chế thực vật và mất nguồn dinh dinh dưỡng cho cây Một số loài có có thể được gây nuôi tạo ra sản phẫm có lợi cho nông nghiệp (Lynch, 1983) như Rhizobia làm tăng lượng
ni tơ dễ tiêu cho cây (Sprent, 1979), tổ chức nấm rể Mycorrhizal làm tăng khả năng hấp
thụ chất dinh dưỡng (Mohammad và cộng sự, 1995) hay chất điều khiển sinh học chống dịch hại để giảm lượng hóa chất sử dụng
Vi khuẩn đất có thể làm tăng hoạt động của thực vật do sự gia tăng khả năng hấp thụ khoáng (Okon, 1982), cố định ni tơ tự do (Albrecht và cộng sự, 1981), sản xuất hormon (Brown, 1972) và ức chế sinh vật gây hại (Chang và Kommendahl, 1968; Cook và Baker, 1983).Vi khuẩn Rhizobium hình thành nốt sần trên rể cây đậu, chúng lấy nitơ tự
do từ không khí và chuyển thành ni tơ dễ tiêu (như NH4+, NO3-) Thực vật tạo nốt sần và quang hợp cho vi khuẩn trong khi đó vi khuẩn cung cấp ni tơ cho cây Cấy vào cây đậu loại vi khuẩn Rhizobium có thể làm gia tăng đáng kể lượng ni tơ trong đất Sự phân bố và
Trang 8sự đa dạng của các dòng vi khuẩn cố định ni tơ tự do phụ thuộc vào điều kiện môi trường, thực vật ở trên ảnh hưởng đến sự tồn tại hay vắng mặt một dòng nào đó của vi khuẩn
Rhizobium ảnh hưởng đến tính đa dạng của nhóm vi sinh vật này Sự tương tác giữa mấm
rể mycorrhizal và Rhizobia có thể ảnh hưởng đến cây chủ vì chúng làm tăng hàm lượng ni
tơ và phos pho (Allen, 1992)
Vi khuẩn ức chế thực vật làm giảm khả năng nảy mầm và làm chậm đi sự phát triển của thực vật vì chúng tạo ra chất độc dạng thực vật Loại nấm gây bệnh cũng làm giảm khả năng sống sót, khả năng tăng trưởng và sinh sản của cây trong khi loài nấm
Mycorrhizal có khả năng làm tăng dưỡng chất và khả năng hấp thu nước kích thích sự
phát triển của cây
Loại nấm Mycorrhizal được phát hiện ở nhiều quần xã thực vật rộng lớn, chiếm tới
90% số cây đã kiểm tra (Harley và Smith, 1983) Mycorrhizae là loại nấm không gây
bệnh sống cộng sinh trong bộ rể cây Sự đa dạng của nhóm sinh vật này chưa được nghiên cứu hết Chúng có thể chĩ thị cho môi trường đất như đất thiếu lân, đất bị xói mòn, đất chua hay đất cần cải tạo
1 Sự phát triển của thực vật
Sự tương tác giữa thực vật và nhóm vi sinh vật rể có một vai trò chủ đạo trong việc kết luận về sự cạnh tranh của thực vật và tươgn tác giữa các nhóm thực vật cũng ảnh hưởng đến sự phát triển của quần xã vi sinh rể cây Vi sinh vật ảnh hưởng trưüc tiếp hay gián tiếp đến thực vật bằng các tác động nhỏ về dinh dưỡng trong đất Thực vật cũng cạnh tranh với các cây kế cận
Một thí dụ khác về ảnh hưởng của vi sinh vật lên sự phát triển của thực vật được nghiên cứu trên vi khuẩn rể cây có hại, nó được phát hiện vào những năm 1980 Nghiên cứu về vi khuẩn rể cây có hại làm thay đổi phương thức canh tác nhiều vụ (Schipper và cộng sự, 1987) và áp dụng phương thức điều khiển sinh học trên những loài cỏ (Kremer và cộng sự, 1990; Kennedy và cộng sự, 1991) Vi khuẩn rể cây ức chế sự phát triển của
Trang 9nhiều loài cỏ nhưng không ảnh hưởng đến cây trồng và được phân lập từ đất (Kennedy và cộng sự, 1991, 1992; Kennedy, 1994) và ức chế sự phát triển của thực vật bằng hợp chất sinh học (Tranel và cộng sự, 1993) Những vi sinh vật này là những hoạt chất sinh học tuyệt vời vì nó là những tập đoàn tấn công vào rể và ở lại đó, thông thường có khoảng 95% của Pseudomonas trong đó (Stroo và cộng sự, 1988; Kennedy và cộng sự, 1992).
Chất ức chế sinh học là tiểu chuẩn cho hệ thống nông nghiệp bền vững, nhưng cần thiết phải biết về vi sinh vật và sinh thái của nó trước khi sử dụng thuốc Sự đa dạng về di truyền trong đất là tiềm năng cho các chương trình kỹ thuật sinh học để từ đó nghiên cứu về đa dạng mang nhiều lợi ích hơn nếu chỉ đơn thuần là khoa học
2 Chu kỳ chất dinh dưỡng
Vi sinh vật đất hình thành một sự biến đổi lớn và nằm ở bậc dinh dưỡng dưới của hệ sinh thái và đóng một vai trò chủ yếu trong việc phân hủy chất thải thực vật và tham gia vào chu trình vật chất (Smith và Paul, 1990; Collins và cộng sự, 1992; Cambardella và Eliott, 1992) Vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ phức tạp thành chất hữu cơ đơn giản Sản phẫm của chu trình này sẽ là nguyên liệu cho nhóm vi sinh vật khác làm ổn định tính
đa dạng của vi sinh vật đất Chất hữu cơ, ở nhiều dạng phân hủy khác nhau làm tăng tính chất lý học của đất, làm tăng khả năng giữ nước và tăng nguồn dinh dưỡng và hoạt động gắn kết các phần tử đất lại với nhau Chất hữu cơ có thể tồn tại từ những chất tích tụ, đợt trồng trọt và phân động vật Hơn nữa chất hữu cơ đảm bảo chất lượng đất và kích thích thực vật phát triển từ nguồn thức ăn cho vi sinh vật
3 Cấu trúc của đất
Vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành cấu trúc của đất (Lynch và Bragg, 1985; Tisdall, 1991) nấm và sợi nấm sản xuất ra chất liên kết các phần tử đất lại với nhau Đường từ cellulose do nấm và vi khuẩn phân hủy có thể liên kết các phần tử đất lại với nhau, tạo nên cấu trúc đất Chất ẩm từ hoạt động của vi khuẩn hình thành chất hữu
cơ trên lớp đất sét Hoạt động này làm giảm sự xói mòn cho phép nuớc thấm qua duy trì
Trang 10sự thông khí cho đất Sự kết dính của đất có thể gia tăng bằng cách gia tăng sản phẩm phân hủy từ vi khuẩn (Gilmour và cộng sự, 1948) Lượng carbon và nitơ qui định sinh lượng vi khuẩn và tốc độ phân giải cùng với sản phẩm đường (Knapp và cộng sự, 1983) Khả năng của nấm và vi khuẩn liên kết nhau phụ thuộc vào loài vi sinh vật đất (Aspiras và cộng sự, 1971) Hàm lượng ni tơ trong đất giảm làm giảm sinh lượng trong khi làm tăng sản phẩm đường dẩn đến sự liên kết gia tăng Tính ổn định của đất có thể điều khiển bằng cách thay đổi để phục hồi hoạt động của vi khuẩn (Jordahl và karlen, 1983)
IV Aính hưởng của hệ thống sản xuất lên vi sinh vật
Sự đa dạng vi sinh vật cần thiết trong việc nghiên cứu đất nông nghiệp (Kennedy và Papendick, 1995) Chất lượng đất là tiêu chuẩn cho hoạt động của hệ sinh thái (Papendick và Parr, 1992) Chất lượng đất ảnh hưởng lớn đến khả năng sử dụng, tính ổn định và năng suất Chất lượng đất liên quan đến cấu trúc đất, bao gồm vật lý, hóa học và sinh học Những yếu tố này liên kết nhau thông qua hoạt động thâm canh Giảm đi tính đa dạng của thực vật trên đất sẽ ít có nhiều tác động tác động khi trồng trọt, tiêu thụ và sự ô nhiễm có thể giảm đi tính đa dạng của vi sinh
1 Hệ thống canh tác
Quần xã vi sinh vật trong hệ thống nông nghiệp thay đổi theo lịch sử canh tác, với hệ thống sản xuất liên tục, chu kỳ dịch bệnh, kháng bệnh và sự thay đổi năng suất hàng năm có thể thấy do sự kết hợp áp lực gây bệnh liên tục Một thí dụ cho vấn đề suy thoái này là bệnh cây lúa mì được gọi là sự suy thoái toàn bộ do sự thay đổi toàn bộ quần xã vi sinh vật đất Chúng kích thích nhóm vi sinh chống lại sự phát triển của bệnh
Gaeumannomyces graminis var tritici kết quả làm giảm bệnh này (Cook, 1981) Một kết
quả khác về việc ứng dụng tính đa dạng vi sinh vật là vùng đất làm tăng kháng sinh cho cây, chất này có thể dùng để ức chế côn trùng, bệnh và cỏ do khả năng làm giảm đi tác động của địch hại Chức năng của vi sinh vật là tác động trực tiếp đến côn trùng thông