đặc điểm, vai trò vi sinh vật cố định đạm trong sản xuất phân bón

Vi sinh vật tự dưỡng .Một số loài thuộc chi Chromatium, Rhodopseudomomas, Chlorobium… GIỚI THIỆU VỀ VI SINH VẬT CỐ ĐỊNH ĐẠM... VI SINH VẬT SỐNG CỘNG SINH Vi khuẩn cộng sinh trong rễ câ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM

Nội dung chính

Nội dung chính

Mở đầu

Mở đầu

Tài liệu tham khảo

Tài liệu tham khảo Kết luận

Kết luận

- Giới thiệu vi sinh vật cố định đạm.

- Đặc điểm Azotobacter, chế phẩm Azotobacterin

- Đặc điểm Beijerinckia

- Giới thiệu vi sinh vật cố định đạm.

- Đặc điểm Azotobacter, chế phẩm Azotobacterin

- Đặc điểm Beijerinckia

-NỘI DUNG

• Muốn thu hoạch 12 tạ hạt trên một ha, cây trồng lấy đi khỏi đất 30 kg nitơ.

• Hiệu suất sử dụng phân hóa học là 75% Như vậy nếu

chỉ dựa vào nguồn nitơ của phân hóa học thì muốn có 5

tấn hạt chúng ta phải bón mỗi ha khoảng 166.6kg nitơ( #

833kg amon sulphat).

MỞ ĐẦU

Giải pháp nào cho vấn

đề này?

Giải pháp nào cho vấn

đề này?

Vi

GIỚI THIỆU VỀ VI SINH VẬT CỐ ĐỊNH ĐẠM

1. VI SINH VẬT SỐNG TỰ DO TRONG ĐẤT VÀ NƯỚC

1.1 Vi sinh vật dị dưỡng

.Dị dưỡng hiếu khí:

.Vi khuẩn: Azotobacter, Beijerinckia, azospirillum, Azotomonas…

.Xạ khuẩn: Norcadia, Actinomices.

.Xoắn thể: loài Treponema hyponeustonicum.

.Vi nấm: Torula, Rhodotrurola, Aspergilus,…

GIỚI THIỆU VỀ VI SINH VẬT CỐ ĐỊNH ĐẠM

1. VI SINH VẬT SỐNG TỰ DO TRONG ĐẤT VÀ NƯỚC

1. VI SINH VẬT SỐNG TỰ DO TRONG ĐẤT VÀ NƯỚC

1.2 Vi sinh vật tự dưỡng

.Một số loài thuộc chi Chromatium, Rhodopseudomomas, Chlorobium…

GIỚI THIỆU VỀ VI SINH VẬT CỐ ĐỊNH ĐẠM

2 VI SINH VẬT SỐNG CỘNG SINH

 Vi khuẩn cộng sinh trong rễ câu họ Đậu: các loài trong chi Rhizobium.

 Vi khuẩn cộng sinh với cây không thuộc họ Đậu

 Nấm căn (Mycorhiae): Một số loại nấm có khả năng cố định đạm khi tạo nội khuẩn

căn hay ngoại khuẩn căn ở thực vật.

GIỚI THIỆU VỀ VI SINH VẬT CỐ ĐỊNH ĐẠM

3 VI KHUẨN LAM

 Khoảng 40 loài thuộc chi Chlorogloca, Amorphonostoc, Anabaenapis,

 Anabae azolla cộng sinh trong bèo hoa dâu.

GIỚI THIỆU VỀ VI SINH VẬT CỐ ĐỊNH ĐẠM

ĐẶC ĐIỂM MỘT SỐ VI KHUẨN CỐ ĐỊNH

ĐẠM

CÁC CHẾ PHẨM PHÂN BÓN CỐ ĐỊNH

•Khi còn non tb hình que, di động được.

•Khi già tb thu nhỏ dạng hình cầu, mất khả năng di động.

• Gram âm, không sinh bào tử

•pH 7.2-8.2

•Nhiệt độ 28-300C

•Độ ẩm 40-60%

Azotobacter

 Tiêu thụ hết 1g chất sinh năng lượng đồng hóa được 10-15mg nitơ phân tử.

 Có khả năng đồng hóa nhiều loại cacbonhydrat, oxy acid, hợp chất thơm, và các hchc khác.

Azotobacter (tt)

•Tăng cường nguồn thức ăn cung cấp cho cây trồng.

•Kích thích khả năng tăng trưởng.

•Nâng cao tỷ lệ nảy mầm và độ phát triển của mầm (vì nó tiết ra môi trường thiamin, acid nicotinic, acid pantotenic, piridoxin, biotin, )

•Tiết ra một số chất chống nấm.

Vai trò Azotobacter

• Chế phẩm đạt yêu cầu: 50 triệu

• 1939 Starkey phân lập từ đất VK chịu chua cố định nitơ (Azotobacter indicum)

• 1950 Derx cũng tìm thấy vi khuẩn này và cho rằng chúng thuộc chi mới

(Beijerinckia)

Beijerinckia

Hình cầu, trái xoan, que Khi già tạo hình thái khác

• Sự khác nhau giữa Beijerinckia và Azotobacter

• Đồng hóa 1g chất sinh năng lượng cố định được 16-20g N2.

• Khả năng đồng hóa N- NH4, N-NO3 , và nhiều aa còn cao hơn đồng hóa N2

• Đồng hóa tốt monosaccharid, disaccharid, tinh bột, ít đồng hóa hợp chất thơm.

Beijerinckia(tt)

Vai trò Beijerinckia

• Vi khuẩn Gram (-), xoắn từ nửa vòng đến vài vòng.

• Sống ở vùng rễ cây hòa thảo,

cây bộ Đậu, bông và rau.

• Quá trình cố định nitơ xảy ra

ở vùng phân cách hiếu khí và

Azospirillum

• Ngoài khả năng định nitơ, còn có thể tổng hợp một số hoạt chất kích thích sinh trưởng thực vật.

• Hai loài hiện biết là A lipoferum, A brasilense.

Azospirillum

• Sản phẩm phân vi sinh cố định Nitơ từ Azospyrilum được nghiên cứu và sử

dụng tại nhiều nước trên thế giới.

• Ấn Độ sử dụng bón cho lúa, cao lương, bông, tăng năng suất trung bình 11.4%, 18.2%, 6.8%.

Azospirillum

• Nghiên cứu và phát triển vào những năm 90 của thế kỉ XX trong khuôn khổ đề tài khoa học cấp nhà nước KC.08.01

• Sản phẩm gọi dưới tên Azogin, Rhizolua.

Chế phẩm Azogin

• Ruộng lúa bón Azogin cho năng suất hạt tăng 4-25% (giảm 50% khoáng vẫn cho năng suất cao).

• Đối với rau (xà lách, rau diếp, khoai tây…): tăng sản lương 20-30%

• Tăng khả năng chống chịu trong cây, giảm nitrat tồn dư trong rau.

Chế phẩm Azogin

• Kích thước 2,5-7,5 x 0,7-1,3µ có thể riêng rẽ hoặc xếp đôi hoặc thành chuỗi ngắn.

• C pasterianum có hoạt tính cố định N cao hơn các loài

Clostridium khác.

• Đồng hóa hết 1g thức ăn cacbon tích lũy được 5-10mg N.

• Có khả năng đồng hóa đường, rượu bậc cao và hợp chất

chứa cacbon khác.

Clostridium (tt) Clostridium (tt)

• Chế phẩm Clostrdium pasteurianum (dịch nuôi cấy, hoặc dich nuôi cấy trộn

đất đã khử trùng) bón cho cây trồng

• Nhiều trường hợp thu được kết quả dương tính khá rõ rệt (nhất là khi kết hợp Azotobacterin) nhưng không ổn định.

Vai trò Clostridium

• 1886, Hellriegel & Wilfath (Đức) cây họ Đậu có khả năng cố định Nito không khí.

• 1888, Beijerinck phân lập thành công vi khuẩn nốt sần họ Đậu

Bacillus radicicola

• 1889, Frank xếp vi khuẩn này vào chi Rhizobium

Vi khuẩn nốt sần

• Nhóm mọc nhanh (vi khuẩn nốt sần cỏ 3 lá, đậu Hà Lan, đậu Cô ve,…): Chi

Rhizobium.

• Nhóm mọc chậm : (vi khuẩn nốt sần đậu tương lạc, đậu đũa, ): chi

Bradyrizobium.

Vi khuẩn nốt sần (tt)

Vi khuẩn cộng sinh với cây họ Đậu

 Rhi.meliloti (cỏ mục túc, cây linh lăng).

 Rhi trilolii (cỏ clover).

 Rhi Phaseoli (đậu hình thận).

Vi khuẩn nốt sần (tt)

• Hình cầu hoặc que.

• Có khả năng di động (lúc còn non), không sinh bào tử

• pH trung tính: 6.5 – 7.0

• Nhiệt độ 24 – 26 0C

Vi khuẩn nốt sần (tt)

• Đồng hóa nhiều nguồn C khác nhau (đường đơn, đường kép, acid hữu cơ, dextrin, rượu bậc thấp…)

Vi khuẩn nốt sần (tt)

• Đồng hóa tốt nhiều acid amin (một số nòi đồng hóa pepton).

• Ít sử dụng protein.

• Sử dụng dễ dàng muối amon, nitrat, các gốc kiềm purin, pirimidin, ure, biure.

Vi khuẩn nốt sần (tt)

• Vi khuẩn nốt sần tính chuyên hóa.

• VD:

Điền thanh hoa vàng (S cannabana)

DNA trong tế bào

Cây bộ Đậu khác

Vi khuẩn nốt sần (tt)

CÁC ĐIỀU KIỆN ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH CỐ ĐỊNH ĐẠM

• Ảnh hưởng của các điều kiện ngoại cảnh đối với quá trình cố định N cộng sinh

• Ảnh hưởng của hàm lượng chất đường bột trong cây

• Ảnh hưởng của P và K

• Ảnh hưởng của pH của đất

• Ảnh hưởng của chất Molybden (Mo)

Có hai loại nốt sần

• Nốt sần hữu hiệu : Có kích thước lớn , tập trung ở rễ cái , thịt màu đỏ (hemoglobin) Điều tiết lượng oxy cần thiết kích thích nitrogenase

Phân loại nốt sần

• Nốt sần vô hiệu : Có kích thước nhỏ , màu xanh lục , thường tập trung ở các rễ bên

• Dựa vào số lượng , kích thước, màu sắc thịt nốt sần có thể đánh giá được

hiệu quả quá trình cố định đạm của cây Đậu và loài vi khuẩn tương ứng.

Phân loại nốt sần

• Điều chế từ vi khuẩn nốt sần rễ cây họ Đậu (thuộc chi Rhizobium)

• Chế phẩm được sản xuất từ các chủng VK tương ứng cho từng loại họ Đậu.

• Hiệu lực thể hiện rõ nét trên vùng đất nghèo dinh dưỡng và vùng mới trồng đậu.

• Tăng cường sức đề kháng cho đậu đối với một số bệnh vùng rễ.

Chế phẩm Nitrazin

• Nâng cao năng suất đậu vỏ 13.8-22%

• Dưới tác dụng VK nốt sần, Đậu có sinh khối chất xanh cao hơn nguồn dinh dưỡng đạm và CHC quan trọng cho vụ sau.

• Sử dụng cho Đậu rau cũng có tác dụng tăng sinh khối và tăng lượng đạm tích lũy trong cây.

Chế phẩm Nitrazin

 Bên cạnh các sản phẩm vi sinh cố định đạm nói trên còn có một số sản phẩm

cố định đạm dược sản xuấ từ vi khuẩn lam, vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn cộng sinh với thực vật bậc cao…

 Các sản phẩm này chưa có hoặc hầu như không còn được áp dụng trong thực tế sản xuất ở Việt Nam.

•Vi sinh vật cố định đạm đóng một vai trò quan trọng trong việc cung cấp đạm cho hoạt động sống

của cây.

•Việc nghiên cứu và ứng dụng những ưu điểm của vi sinh vật cố định đạm trong việc nâng cao năng

suất và cải tạo cây trồng đã và đang mang lại những hiệu quả nhất định nhằm giúp cân bằng hệ sinh

thái và mang lại những nguồn lợi lớn cho nền nông nghiệp”.

Kết luận

•Nguyễn Thành Đạt, 2007,Cơ sở vi sinh vật học Tập 2, NXB Đại học sư phạm.

•Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến, Phạm Văn Ty, 2000, Vi sinh vật học, NXB Giáo dục

•Lê Văn Nhương, Cơ sở Công Nghệ Sinh Học (Tập 4: Công nghệ vi sinh)

•PGS.TS Lê Gia Hy (chủ biên), PGS.TS Khuất Hữu Thanh, 2010, Cơ sở CNVS và ứng dụng, NXB Giáo dục

Tài liệu tham khảo

Cảm ơn cô và các bạn đã chú

ý lắng nghe