Bài thuyết trình Vi sinh vật môi trường đất và vai trò của vi sinh vật trong đất

ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM

KHOA KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

ĐỀ TÀI

VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ VAI

TRÒ CỦA VI SINH VẬT TRONG ĐẤT

GVHD: TS.NGUYỄN THỊ HAI

Thực hiện: WebMoiTruong.Com

Hàng chỉ post tài webmoitruong.com

MỤC LỤC

Chương 1: Giới thiệu chung về vi sinh vật

Chương 2: Sự phân bộ các loại vi sinh vật trong đất

Chương 3: Vai trò của vi sinh vật trong đất

Chương 4: Ưu và nhược điểm

Chương 5: Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ

VI SINH VẬT

1.Định nghĩa:

Vi sinh vật là những sinh vật đơn bào có

kích thước nhỏ, không quan sát được

bằng mắt thường mà phải sử dụng kính

hiển vi. Nó bao gồm cảvirus, vi khuẩn,

archaea, vi nấm, vi tảo, động vật nguyên

sinh...

2. ĐẶC ĐIỂM VI SINH VẬT

• Kích thước nhỏ bé: kích thước vi sinh vật

thường được đo bằng micromet.

• Hấp thu nhiều, chuyển hóa nhanh.

Ví dụ như: Vi khuẩn lactic (Lactobacillus) trong

1 giờ có thể phân giải một lượng đường lactozơ

nặng hơn 1000-10000 lần khối lượng của

chúng.

• Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh. So với các

sinh vật khác thì vi sinh vật

• Có tốc độ sinh trưởng cực kì lớn.

• Phân bố rộng, chủng loại nhiều.

• Do tính chất dễ phát sinh đột biến nên số lượng

loài vi sinh vật tìm được ngày càng tăng.

Một số hình ảnh vi sinh vật trong đất

Vi khuẩn

Cupriavidus gilardii

Vi khuẩn Bacillus

Virus

thuringiensis

Giun đất

Tảo

CHƯƠNG 2: SỰ PHÂN BỐ VI SINH VẬT

TRONG MÔI TRƯỜNG ĐẤT

o Số lượng và thành phần VSV xuất hiện

nhiều ở chiều sâu đất 10-20cm tầng này

độ ẩm thích hợp, chất dinh dưỡng nhiều,

không bị tác dụng của ánh sáng MT nên

VSV phát triển nhanh → tầng này xảy ra

quá trình chuyển hóa quan trọng.

o Số lượng và thành phần VSV giảm khi độ

sâu của đất hơn 30cm và sâu 4-5m, VSV

ở tầng này phải là loài yếm khí và chịu

được áp suất lớn mới phát triển được.

Tầng này CHC rất hiếm.

SỰ PHÂN BỐ VI SINH VẬT

TRONG MÔI TRƯỜNG ĐẤT

➢Số lượng và thành phần VSV trong đất

thay đổi tùy chất đất, nơi đất nhiều CHC,

giàu chất mùn, độ ẩm thích hợp

Vd: Đầm lầy, đồng nước trũng, ao hồ,

khúc sông chết, cống rãnh…

➢Nơi đất có đá, đất có cát số lượng và

thành phần VSV ít hơn

Sự phân bố vi sinh vật

trong môi trường đất

Bảng lượng vi khuẩn trong đất xác định theo chiều sâu đất

SỰ PHÂN BỐ VI SINH VẬT TRONG MÔI TRƯỜNG ĐẤT

1%

8%

vi khuẩn

xạ khuẩn

vi nấm

Tảo, động vật

nguyên sinh

90%

Tỉ lệ này thay đổi tùy theo loại đất khác nhau, khu vực địa

lý, tầng đất, thời vụ, chế độ canh tác.

SỰ PHÂN BỐ VI SINH VẬT TRONG MÔI TRƯỜNG ĐẤT

• Phân bố theo chiều sâu

- Quần thể vi sinh vật thường tập trung nhiều nhất ở tầng

canh tác. Đó là nơi tập trung rễ cây, chất dinh dưỡng, có

cường độ chiếu sáng, nhiệt độ, độ ẩm thích hợp nhất.

- Thành phần vsv cũng thay đổi theo tầng đất: vi khuẩn

háo khí, vi nấm, xạ khuẩn thường tập trung ở tầng mặt

vì tầng này có nhiều oxy, càng xuống sâu vsv các nhóm

vi sinh vật háo khí càng giảm mạnh.

- Ngược lại, các nhóm vi khuẩn kị khí như vi khuẩn phản

nitrat hóa phát triển mạnh ở độ sâu 20-40 cm.

SỰ PHÂN BỐ VI SINH VẬT TRONG MÔI TRƯỜNG ĐẤT

• Phân bố theo các loại đất

- Đất có điều kiện dinh dưỡng khác nhau, độ ẩm, độ thoáng khí,

pH khá c nhau.

- Trong đất lúa nước VSV kỵ khí phát triển mạnh.

Vd: Vk amon, Vk nitrat hó a.

Ngược lại các VSV háo khí rất ít (Vk cố định nito, vi nấm, xạ

khuẩn).

- Tỷ lệ giữa vi khuẩn hiếu khí/yếm khí luôn <1.

- Ở đất trồng màu, quá trình oxi hóa chiếm ưu thế → VSV há o khí

phát triển mạnh, VSV yếm khí phát triển yếu.

- Tỷ lệ giữa vi khuẩn háo khí/ yếm khí thường >1, có khi đạt tới 4-5.

SỰ PHÂN BỐ VI SINH VẬT TRONG MÔI TRƯỜNG ĐẤT

• Phân bố theo các loại đất

- Vùng rễ cây là vùng VSV phát triển mạnh nhất so với

vùng không có rễ vì rễ cây cung cấp lượng lớn CHC

khi chết đi.

- Rễ cây tiết ra các CHC làm nguồn dinh dưỡng cho

VSV lúc còn sống.

- Rễ cây làm cho đất thoáng khí, giữ độ ẩm.

➔ Do đó số lượng VSV vùng rễ phát triển mạnh hơn

vùng ngoài rễ.

MỐI QUAN HỆ CÁC NHÓM VSV TRONG ĐẤT

Dựa vào tính chất của các loại giữa các nhóm

VSV chia làm 4 loại quan hệ:

• Quan hệ ký sinh

Là hiện tượng VSV này sống ký sinh trên VSV

khá c

• Quan hệ cộng sinh

- Là quan hệ 2 bên cùng có lợi, bên này không

thể thiếu bên kia trong quá trình sống

• Quan hệ hỗ sinh

- Là quan hệ 2 bên cùng có lợi nhưng không

nhất thiết phải có nhau mới sống được như

quan hệ cộng sinh. Quan hệ này thường thấy

trong VSV vùng rễ

CHƯƠNG 3: ẢNH HƯỞNG VI SINH VẬT

ĐỐI VỚI ĐẤT

Để dễ dàng theo dõi và nắm được vai trò

của vi sinh vật trong đất, chúng ta sẽ tìm

hiểu về vai trò của vi sinh vật trong đất

3.1. Vi sinh vật phân giải cellulose.

Cellulose

Vi sinh vật phân giải cellulose

• Xenlulose là thành phần chủ yếu trong tế bào thực vật,

chiếm tới 50% tổng số hydratcacbon trên trái đất.

• Trong vách tế bào thực vật, Xenlulose tồn tại trong mối

liên kết chặt chẽ với các polisaccarit khác;

Hemixenlulose, Pectin và Lignin tạo thành liên kết bền

vững.

Xenlulose thường có mặt ở các dạng sau:

• Phế liệu nông nghiệp: rơm rạ, lá cây, vỏ lạc, vỏ trấu, vỏ

thân ngô….

• Phế liệu công nghiệp thực phẩm: vỏ và xơ quả, bã mía,

bã cà phê, bã sắn…

• Phế liệu trong công nghiệp chế biến gỗ: rễ cây, mùn

cưa, gỗ vụn…

• Các chất thải gia đình: rác, giấy loại…

Vi sinh vật phân giải cellulose

• Xenlulose là hợp chất rất vững bền, đó là loại polysaccharide

cao phân tử.

• Trong tự nhiên có nhiều loại vi sinh vật có khả năng sinh ra

các men làm xúc tác trong quá trình phân giải xenlulose.

• Chúng có ý nghĩa rất lớn đối với việc thực hiện vòng tuần

hoàn Cacbon trong tự nhiên

• Góp phần quan trọng trong việc nâng cao độ phì nhiêu của

đất

• Trong điều kiện tự thoáng khí Xenlulose có thể bị phân giải

dưới tác dụng của nhiều vi sinh vật hiếu khí.

• Ngoài ra, còn có một số vi khuẩn kỵ khí có khả năng tham gia

tích cực vào quá trình phân giải xenlulose. Các loài vi sinh vật

như: Cytophaga, Cellulomonas, giống Bacillus, giống

Clostridium, Aspergillus, Penicillium …

Vi sinh vật phân giải cellulose

Bacillus

Penicillium

Cytophaga

Cellulomonas

Aspergillus

• Là một hợp chất Hydratcacbon phân bố rất rộng

trong tự nhiên. Xilan chứa nhiều trong xác thực

vật. Trong rơm rạ xilan chiếm 15 – 20%, trong

bã mía 30%, trong gỗ thông 7% – 12%, trong

các loại lá rộng 20% – 25%.

• Vi sinh vật phân giải xilan: có nhiều loại vi sinh

vật có khả năng phân giải xilan. Các vi sinh vật

có khả năng phân giải xenlulo khi sản sinh ra

enzym celuloza

• Thường sinh ra enzym xilanaza. Trong đất chua

thì nấm là loại vi sinh vật đầu tiên tác động vào

xilan.

• Trong đất trung tính và kiềm vi khuẩn và niêm vi

khuẩn là nhóm tác động đầu tiên vào xilan.

Xilanaza thường là enzym cảm ứng (chất cảm

ứng là xilan), cũng có trường hợp enzym này là

enzym cấu trúc.

• Một số loại vi sinh vật phân giải xilan: Bacillus

lichenifornus, Bacteroides amylagens,

Streptomyces albogriseolus…

Cơ chế phân giải:

Dưới tác dụng của Enzym xilanaza ngoại bào,

xilan sẽ bị

• phân giải thành các thành phần khác nhau:

những đoạn dài xilanbioza và xiloza.

• Xilan xilanbioza + xiloza.

Bacteroides

Streptomyces albogriseolus

3.2 Vi sinh vật phân giải lưu huỳnh (S):

• Lưu Huỳnh là một trong những chất dinh dưỡng

quan trọng của cây trồng.

• Trong đất nó thường ở dạng các hợp chất muối

vô cơ như: CaSO4, Na2SO4, FeS2,Na2S…một

số ở dạng hữu cơ

• Động vật và người sử dụng thực vật làm thức

ăn và

• cũng biến S của thực vật thành S của động vật

và người. Khi động, thực vật chết đi để lại một

lượng S hữu cơ trong đất

Vi sinh vật phân giải lưu huỳnh (S)

• Nhờ sự phân giải của vi sinh vật, S hữu cơ sẽ được

chuyển hóa thành H2S. H2S và các hợp chất vô cơ khác

có trong đất sẽ được Oxy hóa bởi các nhóm vi khuẩn tự

dưỡng thành S và SO4 2-, một phần được tạo thành S

hữu cơ của tế bào vi sinh vật.

2 H₂S + O₂➔2 H₂O + 2 S + Q

2 S + 3 O₂+ 2 H2O ➔ H₂SO₄+ Q

➢ Trong đó các nhóm vi sinh vật đóng vai trò quan trọng

không thể thiếu được.

• Các lọai vi sinh vật phân giải S tiêu biểu như:

Thiobacillus thioparus , họ

• Thirodaceae, họ Chlorobacteria ceae…

3.3 Vi sinh vật phân giải PhotPho (P)

• Trong tự nhiên, P nằm trong nhiều dạng hợp chất khác nhau.

Các hợp chất P hữu cơ trong đất có nguồn gốc từ xác động vật,

thực vật, phân xanh, phân chuồng…

• Những hợp chất P hữu cơ này được vi sinh vật phân giải tạo

thành những hợp chất P vô cơ khó tan, một số ít được tạo thành

ở dạng dễ tan. Hợp chất P hữu cơ quan trọng nhất được phân

giải ra từ tế bào vi sinh vật là nucleotide.

• Nucleotide có trong thành phần nhân tế bào. Nhờ tác động của

các nhóm vi sinh vật hoại sinh trong đất, chất này tách ra từ

thành phần tế bào và được phân giải thành 2 phần protein và

nuclein.

• Protein sẽ đi vào vùng chuyển hóa các hợp chất nitrogen,

nuclein sẽ đi vào vòng chuyển hóa các hợp chất P.Sự chuyển

hóa các hợp chất P hữu cơ thành muối của H3PO4 đuợc thực

hiện bởi nhóm vi sinh vật phân hủy P hữu cơ.

Vi sinh vật phân giải PhotPho (P):

Vi sinh vật phân giải PhotPho (P)

• Những vi sinh vật này có khả năng tiết ra enzyme

photphat dễ xúc tác cho quá trình phân giải.Các vi sinh

vật phân giải P hữu cơ theo sơ đồ tổng quát sau:

• Nucleoprotein ➔Nuclein ➔Acid.Nucleic ➔ H2SO4

• Vi sinh vật phân hủy P hữu cơ các loài có khả năng

phân giải mạnh là B.megaterium, Serratia, B.subtilis,

Serratia, Proteus, Arthrobster, ...

• Vi khuẩn: Pseudomonas, Alcaligenes, Achromobacter,

Agrobacterium, Aerobacter, Brevibacterium,

Micrococcus, Flavobacterium…

Vi sinh vật phân giải PhotPho (P):

Xạ khuẩn: Streptomyces

...

Streptomyces

Vi sinh vật phân giải PhotPho (P):

• Nấm: Aspergillus, Penicillium, Rhizopus,

Sclerotium …

3.4 Vi sinh vật phân giải Nito (N)

• Nitơ là nguyên tố dinh dưỡng quan trọng không

chỉ với cây trồng mà ngay cả

• Đối với vi sinh vật. Nguồn dự trữ nitơ trong tự

nhiên rất lớn, chỉ tính riêng trong

• Không khí nitơ chiếm khoảng 78,16% thể tích.

Người ta ước tính trong bầu không

• Khí bao trùm lên một ha đất đai chứa khoảng 8

triệu tấn nitơ

Vi sinh vật phân giải Nito (N)

• Hằng năm cây trồng lấy đi từ đất hàng trăm triệu tấn

nitơ. Bằng cách bón

• Phân con người trả lại cho đất được khoảng > 40%,

lượng thiếu hụt còn lại cơ bản

• Được bổ sung bằng nitơ do hoạt động sống của vi sinh

vật. Vì vậy việc nghiên cứu

• Sử dụng nguồn đạm sinh học này được xem là một giải

pháp quan trọng trong nông

• Nghiệp, đặc biệt trong sự phát triển nền nông nghiệp

bền vững của thế kỷ 21 này.

Vi sinh vật phân giải Nito (N)

• Trong cơ thể các loại sinh vật chứa

khoảng 4.1015 tỷ tấn nitơ. Nhưng tất cả

nguồn nitơ trên cây trồng đều không tự

đồng hóa được mà phải nhờ vi sinh vật.

• Thông qua hoạt động của các loài sinh

vật, nitơ nằm trong các dạng khác nhau

được chuyển hóa thành dễ tiêu cho cây

trồng sử dụng.