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

Chia sẻ: Nguyenthi Khanhan | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:14

Thêm vào BST

Báo xấu

394
lượt xem 94
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Theo quan đi m hóa h c, thì mùn là ch t trung ể ọ ấ gian, hay chất dư thùa chưa được phân giải hết do các phản ứng hóa học trong đất. 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…

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

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

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
Tên giống vi khuẩn Những đặc điểm quan trọng TT Yếm khí, môi trường giàu chất hữu cơ, có 1 Chromatium H2S Yếm khí và yếm khí tùy tiện, môi trường 2 Rhodospirilum giàu chất hữu cơ, cơ thể quan hợp được Rhodopeseudomanas Hình que, dinh dưỡng hóa năng, oxi hóa NH4+ 3 Nitrosomonas thành NO2 và NO3-, hảo khí và hảo khí tùy Nitrobacter tiện Hình que dinh dưỡng hóa năng, oxi hóa hợp 4 Thiobacillus charat chứa S hay chất khử chứa S, yềm khí tùy tiện Hình que,dinh dưỡng hóa năng, lấy năng 5 Hidrogennomonas lượng từ oxi hóa hidrogen, oxi cacbon, metan methanomonas Hình que, Gram âm, sống trong nước, nổi 6 Canlobacter theo mặt nước, bám vào tàn dư thực vật Gallionella Hình que, hình cầu, hình chùy, là những vi 7 Siderocapsa khuẩn chuyển hóa sắt Ferribaterium Hình que, hình bầu dục, thường sinh sản các 8 Pseudomonas sắt tố tan hoặc không tan trong nước. Acetobacter Hình xoắn, hình dấu phẩy, hảo khí hoặc 9 Virbro, Cellvibro yếm khí, phân hủy xenlulo, khử SO42- thành Spirillum H2S. Hình cầu, hình que, hảo khí, cố định nitơ 10 Azotobacter, phân tử tự do hoặc cộng sinh Rhizobium Hình que, hoại sinh hay kí sinh, yếm khí tùy 11 Chromonobacterrium, tiện. Agrobacter 12 Achromobacter, Hình que, Gram âm, không sinh nha bào, lên men hidratcacbon, hảo khí. Flavobacterrium Hình que, Gram âm, hảo khí hoặc yếm khí 13 Escherichia, tùy tiện, lên men hidratcacbon. Proteus, Aerobacter Hình cầu, hảo khí hoặc yếm khí tùy loài, 14 Micrococcus, Gram dương, không sinh nha bào Sarcina Hình que, Gram dương, hảo khí, yếm khí tùy 15 Brevibacterium tiện Hình cầu, hình que, yếm khí đến vi yếm khí. 16 Streptorcocus, Laetobacillus Hình que, hình chuỗi xoắn, Gram dương, hảo 17 Corynebacterium, khí hoặc hảo khí tùy tiện. Cellulomonas Hình que, Gram dương, sinh nha bào, hảo khí, 18 Clostridium, yếm khí, cố định N2, phân hủy các chât khó Bacillus tan
1.2Những giống xạ khuẩn quan trọng thường gặp trong đất STT Tên giống xạ khuẩn Những đặc điểm quan trọng Hảo khí, hình cành cây, chân chim, phân hủy, 1 Actinomyces, chuyển hóa chất hữu cơ Bacterionema Hảo khí, hình cành cây hoặc hình răng lược, 2 Actinoplanes, phân hủy chất hữu cơ Amorphosporangium. Hảo khí, hình xoắn, răng lược, phân hủy, 3 Streptosporangium, chuyển hóa chất hữu cơ Streptomyces Hảo khí, hình xoắn, chùm quả, phân hủy 4 Cellulomonas, Jonesia chuyển hóa chất hữu cơ. Hảo khí, hình lá dừa, chùm quả, phân hủy, 5 Dermatophilus chất hữu cơ. Hảo khí, hình cành cây, chân chim, phân hủy, 6 Frankia chuyển hóa chất hữu cơ. 1.3. Những giống nấm quan trọng thường gặp trong đất Tên giống nấm Những đặc điểm quan trọng STT Sống hoại sinh, ưa ẩm, giàu hữu cơ, lên men 1 Zygomycetes tinh bột. Ưa ẩm, giàu chất hữu cơ, phân hủy cơ chất 2 Rhizopus mạnh, chịu được nhiệt độ cao. Ưa ẩm, phân hủy mạnh cơ chất, chịu được 3 Ascomyces nhiệt độ cao. Kí sinh trên cây hòa thảo, phân hủy mạnh 4 Basidomycetes xenlulo, lignin. Bậc cao, ưa ẩm, phân hủy mạnh hợp chất hữu 5 Penicilitum cơ. 1.1. Những giống tảo thường gặp trong đất STT Tên giống tảo Những đặc điểm quan trọng Cyanophyta – tảo Ở nước ngọt, sản phẩm quan hợp là glicogen, 1 sống cộng sinh với bèo hoa dâu, lam 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 N2
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 N2: 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
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. IV. PHÂN VSV PHÂN GIẢI PHOTPHAT KHÓ TAN (PHÂN LÂN VI SINH) 1. Định nghĩa Phân vsv phân giải photphat khó tan là sản phẩm có chứa một hay nhiều chủng vsv còn sống đạt tiêu chuẩn đã ban hành, có khả năng chuyển hóa các
hợp chất photpho khó tan thành dễ tiêu cho cây trồng sử dụng, góp phân nâng cao năng suất và chất lượng nông phẩm. Phân lân vsv không gây hại đến sức khỏe của người, động, thực vật và không ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái. 2. Quy trình sản xuất 2.1.Phân lập, tuyển chọn chủng vsv phan giải lân Căn cứ vào đường kính vòng phân giải, thời gian hình thành và mức độ trong của vòng phân giải người ta có thể đánh giá định tính khả năng phân giải mạnh hay yếu của các chủng vsv phân lập, Để đánh giá chính xác mức độ phân giải các hợp chất photpho khó tan của vsv, người ta phải xác định định lượng hoạt tính phân giải của chúng bằng cách phân tinh hàm lượng lân dễ tan trong môi trường nuôi cấy có chúa loại photphat không tan. Tỷ lệ % giữa hàm lượng lân tan và lân tổng số trong môi trường được gọi là hiệu quả phân giải. Ngoài những chỉ tiêu quan trong trên, còn phải đánh giá đặc tính sinh học như khi chọn chủng VSVCDN đó là: thời gian mọc; kích thước tế bào, khuẩn lạc, khả năng thích ứng ở pH; khả năng cạnh tranh… 2.2.Nhân sinh khối, xử lý sinh khối, tạo sản phẩm Các phân đoạn sản xuất phân lân vi sinh được tiến hành tương tự như trong quy trình sản xuất phân bón VSVCDN. Thông thường để sản xuất phân lân vi sinh từ vi khuẩn, người ta sử dụng phương pháp lên men chìm trong các nồi lên men còn phân lân vi sinh từ nấm, người ta sử dụng phương pháp lên men xốp. Sản phẩm tạo ra của phương pháp lên men xốp là chế phẩm dạng sợi hoặc chế phẩm bào tử. Chế phẩm lân VSV có thể được sử dụng như một loại phân bón VSV hoặc bổ sung vào phân hữu cơ dưới dạng chế phẩm VSV làm giàu phân ủ, qua đó nâng cao chất lượng của phân ủ. 3.Hiệu quả của phân lân vi sinh Hàm lượng lân trong hầu hết các loại đất đếu rất thấp, vì vậy việc bón phân lân cho đất nhằm nâng cao năng suất cây trồng là việc làm cần thiết. Người ta cũng biết rằng khoảng 2/3 lượng phân được bón bị đất hấp phụ trở thành dạng cây trồng không sử dụng được hoặc bị rửa trôi. V.PHÂN HỮU CƠ SINH HỌC 1.Khái niệm chung về phân hữu cơ sinh học: Là loại sản phẩm phân bón được tạo thành thông qua quá trình lên men VSV. Các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc khác nhau ( phế thải chăn nuôi, phế thải đô thị… ) trong đó các hợp chất hữu cơ phức tạp dưới tác động của VSV hoặc các hợp chất sinh học của chúng được chuyển hóa thành mùn. VI.CHẾ PHẨM VSV DÙNG TRONG PHÒNG TRỪ SÂU BỆNH HẠI CÂY TRỒNG: 1.Chế phẩm VSV từ vi rút: 1.1 Khái quát về vi rút gây bệnh cho côn trùng: Là một nhóm VSV có nhiều triển vọng trong công tác phòng chóng côn trùng hại cây trồng. Vi rút có kích thước nhỏ chỉ có khả năng sống, phát triển ở
trong các mô, tế bào sống, không thể nuôi cấy trên các môi trường dinh dưỡng nhân tạo. Vi rút gây bệnh côn trùng có đặc điểm nổi bật: khả năng chuyên tính rất hẹp, chỉ gây bệnh những mô nhất định của vật chủ. 1.2 Những nhóm vi rút chính gây bệnh côn trùng: - Nhóm vi rút đa diện ở nhân (NPV). -Nhóm vi rút hạt (GV). -Nhóm vi rút đa diện ở dịch tế bào (CPV). 1.3 Một số chế phẩm vi rút trừ sâu: - Chế phẩm vi rút NPV sâu xanh. -Chế phẩm vi rút NPV sâu đo đay. - Chế phẩm vi rút NPV sâu róm thông. 2.Chế phẩm vi sinh vật từ vi khuẩn: 2.1 Vi khuẩn Coccobacillus acridiorum: Đây là vi khuẩn gây bệnh cho côn trùng đầu tiên có dạng hình que, D’.Herelle và mô tả vào năm 1911 tại Mexico. Vi khuẩn có dạng hình que nhỏ, Gram âm và được gọi tên ban đầu là C.acridiorum gây bệnh nhiễm trùng máu cho châu chấu, có thể nuôi trên môi trường nhân tạo. 2.2 Vi khuẩn gây bệnh sữa cho ấu trùng bọ hung: Phát hiện đầu tiên ở ấu trùng bọ hung ở Nhật Bản gồm hai dạng cơ bản là A và B. Vi khuẩn gây nên hai dạng bệnh được mô tả với tên Bacillus popolliae (dạng bên A) và B. lentimormus. 2.3 Vi khuẩn Bacillus cereus: Là vi khuẩn phổ biến trong tự nhiên Gram dương, hình thành bào tử nhưng không tạo thành tinh thể độc. Tính gây bệnh cho côn trùng của vi khuẩn này rất khác nhau. 2.4.Vi khuẩn Bacillus thuringiensis: Đây là vi khuẩn gây bệnh côn trùng quan trọng nhất, được nghiên cứu sử dụng rộng rãi để trừ nhiều sâu hại trên thế giới, hình que Gram dương, hình thành bào tử và tinh thể độc tố.Tính độc hay tính diệt sâu của vi khuẩn phụ thuộc vào các độc tố do vi khuẩn sinh ra trong quá trinh sinh trưởng và phát triến. 2.5.Vi khuẩn Serratia marcescens: Đây là một vi khuẩn hình que Gram âm, không hình thành bào tử, kí sinh không bắt buộc trên côn trùng. 2.6.Vi khuẩn Salmonella enteridis: Đây là vi khuẩn gây bệnh thường hàn ở chuột và một số loài gặm nhắm khác, kí sinh bắt buộc, Gram âm, không hình thành bào tử. 3. Một số chế phẩm vi khuẩn phòng trừ sâu, bệnh: 3.1.Chế phẩm Bacillus thuringiensis: Từ 1970 ở Việt Nam bắt đầu nghiên cứu sản xuất BT.Bước đầu các chế phẩm BT đã được đưa vào sử dụng trừ một số sâu hại như: sâu tơ, sâu xanh…. 3.2.Chế phẩm VSV phòng trừ chuột:
Chế phẩm VSV diệt chuột của Liên Xô (cũ) Bacterodensid là sản phẩm được sản xuất từ vi khuẩn Bacillus thuringiensis có tác dụng gây bệnh và làm chết các loại chuột nhà, chuột cống, chuột đồng…. 4.Chế phẩm VSV diệt sâu hại từ nấm: -Dưới đây là một số nấm thường gặp: P.nigricans, P.chrysogetum, Penicillium oxalicum là những loài đối kháng của nấm Pythium spp., Rhioctonia solani… -Nấm Aspergillus niger đối kháng với các nấm Fusarium solani, Rhizoctonia solania, Alternaria alternata. Nấm Aureobasidium pollulans và Sporobolomyces roseus là đối kháng với nấm Septoria nodorum. Nấm Cercospora kikuchii đối kháng với nấm Diaporthe phaseolorum var. sojae.