Giáo trình Ứng dụng vi sinh vật hữu ích trong nuôi trồng thuỷ sản (Nghề: Phòng và chữa bệnh thuỷ sản - Cao đẳng) - Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG ĐỒNG THÁP

GIÁO TRÌNH
MƠN HỌC: ỨNG DỤNG VI SINH VẬT HỮU ÍCH
TRONG NI TRỜNG THUỶ SẢN
NGÀNH: PHỊNG VÀ CHỮA BỆNH THUỶ SẢN
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

(Ban hành kèm theo Quyết định Số:…./QĐ-CĐCĐ-ĐT ngày… tháng…
năm 2018 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp)

Đồng Tháp, năm 2018


TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham
khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh
doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.

i


LỜI GIỚI THIỆU
Vi sinh vật hữu ích là môn học cung cấp những kiến thức nâng cao về đời
sống và vai trò của vi sinh vật cho sinh viên chuyên ngành cao đẳng nuôi trồng
thủy sản. Là cơ sở để sinh viên tiếp thu kiến thức các môn học chuyên ngành
như quản lý dịch bệnh thủy sản và phòng bệnh tổng hợp trong nuôi trồng thuỷ
sản. Trang bị cho sinh viên những kiến thức về mối quan hệ giữa vi sinh vật,

môi trường và vật nuôi thuỷ sản, những ảnh hưởng và tác động của vi sinh vật
được ứng dụng trong thực tiễn nuôi trồng thủy sản
Vi sinh vật hữu ích cung cấp thông tin về đặc điểm phân bố, mối quan hệ
giữa vi sinh vật với các yếu tố mơi trường và vai trị của vi sinh vật trong môi
trường nước, cũng như đặc điểm của vi sinh vật có lợi và khả năng ứng dụng
chúng trong nuôi trồng thuỷ sản.
Do lần đầu biên soạn nên không thể tránh khỏi những thiếu sót rất mong
được sự đóng góp ý kiến của bạn đọc để bài giảng ngày càng hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!

Đồng Tháp, ngày…..tháng ... năm 2018

Chủ biên: ThS. Huỳnh Chí Thanh

ii


MỤC LỤC
Lời nói đầu:....................................................................................................................... i
Mục lục: ........................................................................................................................... ii
LỜI GIỚI THIỆU ............................................................................................................ ii
CHƯƠNG 1 VI SINH VẬT TRONG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN .............................. 4
1 Giới thiệu về vi sinh vật hữu ích trong nuôi trồng thủy sản ..................................... 4
2 Vai trò của vi sinh vật trong nuôi trồng thủy sản ..................................................... 6
2.1 Tăng cường sức khỏe và ngăn chặn mầm bệnh .................................................6
2.2 Cải thiện hệ tiêu hóa ...........................................................................................6
2.3 Cải thiện chất lượng nước ..................................................................................7
2.4 Cung cấp thức ăn ...............................................................................................7
2.5 Vi sinh vật là các tác nhân gây bệnh trong nước ...............................................7
CHƯƠNG 2 PHÂN BỚ VÀ VAI TRỊ CỦA VI SINH VẬT TRONG THỦY VỰC ... 9

1 Vi sinh vật trong tự nhiên và trong nước .................................................................. 9
1.1 Vi sinh vật trong tự nhiên...................................................................................9
1.2 Vi sinh vật trong nước ......................................................................................11
1.3 Vai trò của vi sinh vật trong sự tuần hoàn vật chất trong thủy vực ..................... 12
1.3.1 Vi sinh vật trong tuần hồn vật chất trong tự nhiên ......................................12
1.4 Q trình phân giải các chất hữu cơ của vi sinh vật trong nước ......................18
2 Mối quan hệ giữa vật nuôi, môi trường và vi sinh vật trong nuôi trồng thủy sản .. 19
2.1 Quan hệ hội sinh...............................................................................................19
2.2 Quan hệ cộng sinh ............................................................................................20
2.3 Quan hệ ký sinh ................................................................................................21
2.4 Quan hệ đối kháng ...........................................................................................21
2.5 Vi sinh vật gây bệnh cho động vật ...................................................................23
CHƯƠNG 3 ĐIỀU KHIỂN VI SINH VẬT TRONG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN .... 26
1 Sự cần thiết trong điều khiển vi sinh vật hữu ích ................................................... 26
2 Các phương pháp chung làm thay đổi quần xã vi sinh vật ..................................... 27
2.1 Phương pháp vật lý ..........................................................................................27
2.2 Phương pháp hoá học .......................................................................................27
2.3 Phương pháp sinh học ......................................................................................28
3 Ứng dụng Probiotics trong nuôi trồng thủy sản...................................................... 29
CHƯƠNG 4 ỨNG DỤNG PROBIOTICS TRONG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN ...... 33
1. Định nghĩa .............................................................................................................. 33
2.1 Nhóm vi khuẩn gram dương ................................................................................ 34
2.2 Nhóm vi khuẩn gram âm ..................................................................................... 36
2.3. Nhóm Bacteriophages ......................................................................................... 37
2.4 Nhóm nấm ............................................................................................................ 38
2.4.1 Nấm men .......................................................................................................38
2.4.2 Vi nấm ...........................................................................................................38
3. Cơ chế hoạt động của probiotics trong nuôi trồng thuỷ sản .................................. 38
iii

3.1. Cạnh tranh vị trí gắn kết ..................................................................................38
3.2. Sản xuất ra các chất ức chế ............................................................................39
3.3. Cạnh tranh các nguồn năng lượng ..................................................................39
3.4. Tăng cường sự hấp thu dinh dưỡng ................................................................39
3.5. Ảnh hưởng đến hệ thống “nước xanh” ...........................................................40
3.6. Nâng cao đáp ứng miễn dịch ...........................................................................40
3.7. Can thiệp vào hệ thống quorum sensing của vi khuẩn gây bệnh ....................41
3.8. Nâng cao chất lượng nước ao nuôi .................................................................41
4.1. Thu thập các thông tin xung quanh ..................................................................... 42
4.2. Phân lập các vi sinh vật tiềm năng ...................................................................... 43
4.3. Đánh giá bước đầu trong phòng thí nghiệm ....................................................... 43
4.4. Đánh giá khả năng gây bệnh của dòng vi sinh vật tiềm năng............................. 44
4.5. Đánh giá tác động trên mơ hình thực nghiệm..................................................... 45
4.6. Đánh giá hiệu quả kinh tế ................................................................................... 45
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 47

iv


GIÁO TRÌNH MƠN HỌC
Mơn học: ỨNG DỤNG VI SINH VẬT HỮU ÍCH TRONG NI TRỒNG
THUỶ SẢN
Mã sớ: CNN267
Vị trí, tính chất của mơn học:
 Vị trí mơn học: Là mơn chun ngành cao đẳng ni trồng thủy sản.
Mơn này có mối quan hệ mật thiết với môn học khác như quản lý dịch bệnh thủy
sản.
 Tính chất của mơn học: Môn học hướng dẫn nghiên cứu đời sống vi sinh
vật bao gồm các yếu tố ảnh hưởng đến chúng, vai trò của vi sinh vật trong xử lý

nước và cải thiện sức khoẻ động vật thuỷ sản.
Mục tiêu môn học:
 Về kiến thức:
+ Nắm vững các khái niệm, phương pháp nghiên cứu về vai trò của vi sinh
vật hữu ích
+ Hiểu được kiến thức về lợi ích của việc ứng dụng vi sinh vật hữu ích: tiết
chất ức chế, cải thiện chất lượng mơi trường nước, tăng cường hệ miễn
dịch...góp phần nâng cao năng suất nuôi và giảm thiểu ô nhiễm mơi trường
 Về kỹ năng:
+ Giải thích, vận dụng được kiến thức về đặc điểm sinh học, vai trò và ứng
dụng vi khuẩn hữu ích trong quản lý chất lượng nước và phòng bệnh. Ứng dụng
thành công vi sinh vật hữu ích trong các mơ hình và đới tượng ni khác nhau.
+ Thuyết trình, trao đởi, làm việc nhóm và kỹ năng học tập suốt đời
 Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Có thái độ và ý thức học tập với
tinh thần cầu tiến; hoàn thành đúng tiến độ bài tập được giao.
Nội dung môn học:
Thời gian (giờ)

St
t

Tên chương mục

Tởng
sớ

1

Lý
thuyết

Thự
Thực
hành,
thí
nghiệ

Kiểm
tra
(định
kỳ)/Ơn
thi, thi


m,
thảo
luận,
bài tập

kết thúc
mơn
đun

Chương 1: VI SINH VẬT TRONG
NI 1TRỒNG THỦY SẢN
1 Giới thiệu về vi sinh vật hữu ích
trong ni trồng thủy sản

3

3

2 Vai trò của vi sinh vật trong nuôi
trồng thủy sản
Chương 2: PHÂN BỐ VÀ VAI
TRÒ CỦA VI SINH VẬT TRONG
THỦY VỰC
2 trò của vi sinh vật trong sự
1 Vai
t̀n hồn vật chất trong thủy vực

6

6

6

6

2 Mới quan hệ giữa vật nuôi, môi
trường và vi sinh vật trong nuôi trồng
thủy sản
3 Ứng dụng trong môi trường nước
Chương 3: ĐIỀU KHIỂN VI SINH
VẬT TRONG NUÔI TRỒNG THỦY
SẢN
1 Sự3 cần thiết trong điều khiển ci
sinh vật
2 Các nguyên tắc điều khiển hệ vi
sinh vật trong môi trường nuôi thuỷ sản

3 Các ứng dụng trong nghề ni thuỷ
sản
Kiểm tra
Chương
4:
ỨNG
PROBIOTICS
TRONG
TRỒNG
4 THỦY SẢN

1
DỤNG
NI

1 Định nghĩa

2

2 Thành phần probiotic
3 Cơ chế tác động của Probiotics
trong nuôi trồng thuỷ sản
2

2

1


4 Phương pháp chọn lọc những dòng

vi khuẩn hữu ích cho ni trồng thuỷ sản
Ơn tập

1

1

Kiểm tra kết thúc mơn học

1

1

Cộng

30

3

27

0 3


CHƯƠNG 1
VI SINH VẬT TRONG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN
MH22-01

Giới thiệu: Chương này cung cấp kiến thức đại cương về vi sinh vật hữu ích.
Vai trò của chúng trong ni trồng thuỷ sản: phân giải chất hữu cơ trong hệ

thống nuôi, ức chế mầm bệnh, cải thiện tiêu hoá thức ăn.
Mục đích:
- Kiến thức: Nắm vững các khái niệm, phương pháp nghiên cứu về vai trò
của vi sinh vật hữu ích
- Kỹ năng:
+ Giải thích, vận dụng được kiến thức về đặc điểm sinh học, vai trò và ứng
dụng vi khuẩn hữu ích trong quản lý chất lượng nước và phòng bệnh.
+ Thuyết trình, trao đởi, làm việc nhóm và kỹ năng học tập suốt đời
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Có thái độ và ý thức học tập với tinh
thần cầu tiến; hoàn thành đúng tiến độ bài tập được giao.
1. Giới thiệu về vi sinh vật hữu ích trong nuôi trồng thủy sản
Hiện nay, nuôi trồng thủy sản là một trong những ngành kinh tế quan trọng
của đất nước ta. Tuy nhiên, việc nuôi trồng thủy sản cũng gặp khơng ít khó
khăn. Ngun nhân chính là do các lồi thủy hải sản rất nhạy cảm với mơi
trường, nếu mơi trường khơng đảm bảo thì chúng rất dễ mắc bệnh và chết gây
thiệt hại lớn cho người nuôi. Điều đó cũng ảnh hưởng khơng nhỏ tới lợi ích q́c
gia.
Tình trạng ơ nhiễm mơi trường đang xảy ra nghiêm trọng trong nuôi trồng
thủy sản do phần lớn các chất hữu cơ dư thừa từ thức ăn, phân và các rác thải
khác đọng lại dưới đáy ao ni. Ngồi ra, còn các hóa chất, kháng sinh được sử
dụng trong quá trình ni trồng cũng dư đọng lại mà khơng được xử lý. Việc
hình thành lớp bùn đáy do tích tụ lâu ngày của các chất hữu cơ, cặn bã là nơi
sinh sống của các vi sinh vật gây thối, các vi sinh vật sinh các khí độc như
amonia, nitrit, hydrogen, sunphua.... Các vi sinh vật gây bệnh như: Vibrio,
Aeromonas, E. coli, Pseudomonas, Proteus, Staphylococcus... nhiều loại nấm
và nguyên sinh động vật.

4

Ngày nay, sử dụng các vi sinh vật có ích hay chế phẩm sinh học
(Probiotics) được coi là một công cụ hữu hiệu để giải quyết vấn đề ô nhiễm môi
trường trong ao nuôi, tạo nền tảng vững chắc cho phần lớn hoạt động nuôi trồng
thủy sản trên thế giới. Chế phẩm sinh học đã được chấp nhận rộng rãi để khống
chế dịch bệnh, tăng sức đề kháng. Khác với biện pháp hóa học và kháng sinh,
chế phẩm sinh học cung cấp một phương thức an tồn bền vững đới với người
nuôi và tiêu dùng.
Thành phần của chế phẩm probiotics thường là một tập hợp các chủng vi
sinh vật sống, được tuyển chọn, tới ưu hóa, làm khơ bằng phun sấy, đóng khơ
hoặc bọc trong alginat. Mỗi nhà sản xuất có thể chọn các lồi khác nhau, tuy
nhiên phở biến nhất vẫn là các loài vi khuẩn lactic Lactobacillus,
Bifidobacterium sp, Bacillus sp, nấm men Saccharomyces cerevisiae….
Một thành phần khác cũng được thấy trong chế phẩm probiotics đó là tập
hợp các enzym có nguồn gớc vi sinh vật như amylase, proteose, lipase,
cellulase, chitinase, một số vitamin thiết yếu hoặc axit amin và chất khống...
nhằm kích thích hoạt tính ban đầu của vi sinh vật của chế phẩm và xúc tác cho
sự hoạt động của enzym trong môi trường. Các vi sinh vật được lựa chọn làm
probiotics phải có đặc điểm sau đây:
- Không sinh độc tố, không gây bệnh cho vật chủ và không ảnh hưởng xấu
tới hệ sinh thái môi trường.
- Có khả năng bám dính niêm mạc đường tiêu hóa và các mơ khác của vật
chủ, cạnh tranh vị trí bám với các vi sinh vật gây bệnh, khơng cho chúng tiếp
xúc trực tiếp với các cơ quan của cơ thể.
- Có khả năng sinh các chất ức chế, ngăn cản sự sinh trưởng mạnh mẽ của
các vi sinh vật gây bệnh. Các chất này gồm nhiều loại có thể tác động đơn lẻ
phối hợp với nhau, bao gồm các chất kháng sinh, bacteriocin, siderophore,
lysozym, protease, hydroperoxit...
- Có khả năng sinh trưởng nhanh, cạnh tranh thức ăn, hóa chất, năng lượng
với các vi sinh vật có hại. Ví dụ vi khuẩn probiotic có khả năng sinh siderphore,
liên kết với ion sắt, làm cho vi sinh vật gây hại không sinh trưởng được vì thiếu sắt.

- Tăng cường khả năng miễn dịch, tăng cường đáp ứng miễn dịch tự nhiên
ở tôm và khả năng tạo thành kháng thể ở cá.
- Có khả năng cải thiện chất lượng nước ao ni do sự hình thành hàng
loạt enzym phân giải các chất hữu cơ, làm giảm hàm lượng BOD, giảm các khí
độc như: amoniac, H2S,... Không những thế, sản phẩm trao đổi chất của vi sinh
5


vật probiotics còn cung cấp enzyem, các nguyên tố đa, vi lượng cho vật chủ,
giúp chúng sử dụng thức ăn hiệu quả hơn và do đó tăng trưởng tớt hơn.
Rõ ràng mối lo lắng về sự xuất hiện các vi khuẩn kháng thuốc từ ao nuôi
trồng thủy sản do sử dụng hóa chất, kháng sinh, có thể truyền gen kháng thuốc
cho các vi khuẩn gây hại cho người (tồn tại ngay trong ao nuôi), làm cho kháng
sinh không còn hiệu nghiệm để điều trị bệnh cho người, sẽ được giải tỏa nếu
thay thế bằng biện pháp sử dụng chế phẩm sinh học. Hiện nay, việc sử dụng chế
phẩm sinh học là giải pháp ưu việt nhất để có được năng suất, chất lượng, hiệu
quả và sự phát triển bền vững của thủy sản nuôi.
2. Vai trò của vi sinh vật trong nuôi trồng thủy sản
2.1. Tăng cường sức khỏe và ngăn chặn mầm bệnh
Trong một thời gian dài, các chất kháng sinh đã được sử dụng để ngăn
ngặn bệnh dịch trong nuôi trồng thủy sản. Tuy nhiên, việc sử dụng kháng sinh
gây ra nhiều vấn đề như dư thừa chất kháng sinh trong các sản phẩm thủy sản,
tạo ra các cơ chế kháng khuẩn cũng như làm mất cân bằng các men tiêu hóa
trong đường ruột, gây ảnh hưởng đến sức khỏe của vật nuôi. Hơn nữa, nhu cầu
của con người đối với các sản phẩm thủy sản sạch và an toàn trên thế giới ngày
càng cao. Do vậy, việc sử dụng chế phẩm sinh học là một phương pháp hữu
hiệu trong việc ngăn chặn mầm bệnh và kiểm soát dịch bệnh trong ni trồng
thủy sản.
Chế phẩm sinh học có khả năng sản sinh ra các chất hóa học có tác dụng
diệt các vi khuẩn gây bệnh bám trên thành ruột của vật chủ, do vậy có thể coi

chế phẩm sinh học là một rào cản hữu hiệu ngăn chặn sự phát triển của mầm
bệnh.
Ngồi ra, những vi khuẩn có lợi này còn có khả năng cạnh tranh vị trí bám
và thức ăn trong thành ruột với các vi sinh vật gây bệnh, không cho phép các vi
sinh vật này bám vào cơ thể vật nuôi, nhờ vậy giúp ngăn ngừa dịch bệnh, đảm
bảo sức khỏe cho vật nuôi.
2.2. Cải thiện hệ tiêu hóa
Chế phẩm sinh học là nguồn dinh dưỡng và enzyme cho bộ máy tiêu hóa
của vật ni. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng chế phẩm sinh học có ảnh hưởng
tích cực đến q trình tiêu hóa của các vật ni bởi vì các dòng chế phẩm sinh
học sản xuất ra các enzyme ngoại bào như: protease, amilaza, lipaza và cung
cấp các dưỡng chất phát triển cần thiết như vitamin, axit béo, axit amin,…
Trong nuôi cá, các vi khuẩn vi sinh như Bacteroides và Clostridium sp đã cung
6


cấp dinh dưỡng cho cá, đặc biệt là cung cấp các axit béo và vitamin. Ngồi ra,
một sớ vi khuẩn có thể tham gia vào q trình tiêu hóa của động vật hai mảnh
vỏ bằng cách sản xuất ra các enzyme ngoại bào như protease, amilaza, lipaza và
cung cấp dưỡng chất phát triển cần thiết như vitamin, axit béo, axit amin.
2.3. Cải thiện chất lượng nước
Trong ao hệ thống nuôi thuỷ sản, môi trường nuôi ngày một xấu đi theo
cuối vụ nuôi chủ yếu là do lượng thức ăn cung ứng trong q trình ni bị dư
thừa, sản phẩm thải từ q trình trao đởi chất đã làm cho mơi trường ao nuôi
càng ngày càng ô nhiễm nếu chúng ta khơng xử lý, vì vậy chế phẩm sinh học
giúp ngăn ngừa và giảm thiểu ô nhiễm trong ao nuôi. Các vi sinh vật có lợi giúp
phân hủy các chất hữu cơ, góp phần làm giảm thiểu việc hình thành các lớp bùn
và chất cặn bã, nhờ vậy chất lượng nước trong ao nuôi được cải thiện, làm tăng
số lượng của động vật phù du, giảm mùi hơi, từ đó tăng sản lượng nuôi trồng
thủy sản. Hơn nữa, sử dụng chế phẩm sinh học sẽ góp phần làm giảm việc sử

dụng các hóa chất, kháng sinh trong phòng và trị bệnh trong nuôi trồng thủy
sản, đảm bảo sản xuất sản phẩm an tồn cho sức khỏe con người và góp phần
phát triển ngành nuôi trồng thủy sản bền vững.
2.4. Cung cấp thức ăn
Trong tất các các thủy vực, vi sinh vật có những chức năng quan trọng
trong chuỗi dinh dưỡng. Chúng hấp thu các chất hữu cơ hòa tan trong nước.
Các chất này được vi sinh vật chuyển hoá rất nhanh thành dạng hạt và phần lớn
được các động vật khác tiêu hố. Bản thân vi sinh vật sau đó được nhiều động
vật khác sử dụng trực tiếp hay gián tiếp làm thức ăn. Một sớ lồi ăn lọc sử dụng
trực tiếp vi sinh vật sớng trong nước. Tảo là nhóm vi sinh vật làm thức ăn trực
tiếp quan trọng cho các lồi tơm cá mới nở. Ngồi ra các lồi cá ăn vật chất hữu
cơ lơ lững trong nước trong đó chứa rất nhiều vi khuẩn như tơm thẻ chân trắng
sử dụng biofloc hay cá măng sử dụng laplap làm thức ăn. Tham gia vào chuổi
dinh dưỡng trong thuỷ vực, vi sinh vật làm thức ăn quan trọng của các loài
động vật phù du và các loài này lại làm thức ăn cho cá lồi cá khác. Ngồi ra,
một sớ lồi vi khuẩn sớng cộng sinh trong ruột cá có khả năng tiết ra vitamin
B12 bổ sung nhu cầu của cá.
2.5. Vi sinh vật là các tác nhân gây bệnh trong nước
Các vi sinh vật gây bệnh cho người và động vật cũng có khả năng xâm
nhập vào các thủy vực bằng nước thải. Đa số vi sinh vật gây bệnh khơng tồn tại
lâu trong nước do đặc tính sớng ký sinh bắt buộc của chúng, hoặc do điều kiện
môi trường nước khơng thích hợp cho sự phát triển của chúng. Tuy nhiên cũng
7


có những tác nhân gây bệnh tồn tại được lâu trong nước hoặc trong các thủy
sinh vật. Một số tác nhân gây bệnh thường gặp trong nước bao gồm:
- Các vi khuẩn gây bệnh đường ruột ở người như E. coli, Salmonella
typhi và S. paratyphi gây bệnh thương hàn, các vi khuẩn lị Shigella, bào tử của
các Clostridium gây bệnh, phẩy khuẩn Vibrio cholerae và V. alginolitycus.

- Các nấm gây bệnh ngồi da. Một sớ virut gây bệnh như polyovirut gây
bệnh bại liệt ở trẻ em, các virut gây bệnh đường ruột ở người, virut gây bệnh
cúm, các virut hepatitit.

Câu hỏi thảo luận:
1. Vi sinh vật có vai trò như thế nào trong ao nuôi thuỷ sản?
2. Thế nào là vi sinh vật có ích trong ni trồng thuỷ sản?

8


CHƯƠNG 2
PHÂN BỐ VÀ VAI TRÒ CỦA VI SINH VẬT TRONG THỦY VỰC
MH22-02

Giới thiệu: Chương này giúp hiểu thêm về sự phân bố của vi sinh vật trong thuỷ
vực, vai trò của chúng trong tự nhiên, trong đất, trong nước và tham gia vào các
vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên làm cơ sở cho việc điều khiển và ứng
dụng trong ni trồng thuỷ sản.
Mục đích:
 Kiến thức: Hiểu được kiến thức về lợi ích của việc ứng dụng vi sinh vật
hữu ích: tiết chất ức chế, cải thiện chất lượng mơi trường nước, tăng cường hệ
miễn dịch...góp phần nâng cao năng suất nuôi và giảm thiểu ô nhiễm mơi trường
 Kỹ năng:
+ Giải thích, vận dụng được kiến thức về đặc điểm sinh học, vai trò và ứng
dụng vi khuẩn hữu ích trong quản lý chất lượng nước và phòng bệnh.
+ Thuyết trình, trao đởi, làm việc nhóm và kỹ năng học tập suốt đời
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Có thái độ và ý thức học tập với tinh
thần cầu tiến; hoàn thành đúng tiến độ bài tập được giao.
1. Vi sinh vật trong tự nhiên và trong nước

1.1. Vi sinh vật trong tự nhiên
Thế giới vi sinh vật rất phong phú và đa dạng. Chúng phân bố rộng rải
trong tự nhiên như: trong đất, trong khơng khí, trên cơ thể các động thực vật và
trong nước. Chúng phân bớ rộng khắp trên hành tình này từ đỉnh núi cao quanh
năm bao phủ tuyết trắng cho đến đáy đại dương sâu hàng ngàn mét vẫn có vi
sinh vật sinh sớng.
1.1.1. Vi sinh vật trong đất
Đất chứa rất nhiều vi sinh vật và là môi trường thích hợp cho sự phát triển
của vi sinh vật, vì trong đất có nước, có khơng khí, có các chất vô cơ và các
chất hữu cơ tạo thành một môi trường thiên nhiên thích hợp cho vi sinh vật.
Tùy theo tính chất và thành phần của đất ở mỗi nơi có khác nhau và khí
hậu có khác nhau mà sớ lượng và chủng loại vi sinh vật cũng phân bố khác
nhau. Ví dụ: Ở bề mặt của đất do tác dụng của ánh sáng mặt trời và sự khô ráo,
số lượng vi sinh vật ít. Ở độ sâu 10 - 20 cm thì sớ lượng vi sinh vật nhiều,
9


chủng loại đa dạng. Nhưng đến độ sâu một mét trở đi thì sớ lượng và chủng loại
vi sinh vật giảm dần và chỉ có một sớ ít vi sinh vật tồn tại mà thơi vì ở độ sâu
này, thiếu ôxy và các chất hữu cơ nên vi sinh vật hiếu khí khơng phát triển.
Đất còn bị ơ nhiễm phân và các chất bài tiết của người và động vật với
mức độ khác nhau nên số lượng và thành phần vi sinh vật cũng khác nhau. Tuy
rằng trong đất có nhiều vi sinh vật khác nhau nhưng người ta phân chia thành 3
loại:
- Loại thứ nhất: vi sinh vật tự dưỡng là tự tổng hợp các chất cần thiết để
sống.
- Loại thứ hai: vi sinh vật dị dưỡng là vi sinh vật làm thối rữa xác động
vật, thực vật trong đất.
- Loại thứ ba: vi sinh vật gây bệnh theo thi thể hoặc theo chất bài tiết của
động vật và của con người rơi vào trong đất. Loại vi sinh vật này đòi hỏi phải

có nhiều chất dinh dưỡng và một sớ điều kiện thích hợp, cho nên loại này rất dễ
chết, chỉ có các vi khuẩn sinh nha bào thì có khả năng tồn tại lâu trong đất. Từ
đất, vi sinh vật gây bệnh có thể lây sang cơ thể người và động vật. Đường lây
chủ yếu là gián tiếp do sự ô nhiễm của đất bẩn như rau quả xanh bị nhiễm vi
sinh vật. Nghiên cứu vi sinh vật trong đất là một vấn đề luôn được đặt ra, nhất
là những vùng có liên quan đến chất thải công nghiệp, chất thải sinh hoạt, chất
thải từ các lò mổ, bệnh viện...để đề ra những biện pháp diệt trừ và đề phòng các
mầm bệnh có thể lây lan từ đất sang người, nhất là khâu bảo vệ môi trường.
1.1.2. Vi sinh vật trong khơng khí
Khơng khí khơng phải là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật phát triển vì
khơng có chất dinh dưỡng, thêm vào đó lại có ánh sáng mặt trời. Tuy nhiên
trong khơng khí vẫn có vi khuẩn do cuốn theo bụi đất và do con người bài tiết
ra khi ho, khi hắt hơi...Vi sinh vật trong khơng khí có nhiều chủng loại, những
loại nào có bào tử, có sắc tớ và nấm chịu được độ khô hanh và ánh sáng mặt
trời mới tồn tại được. Sớ lượng vi sinh vật trong khơng khí tùy thuộc từng vùng.
Ở những vùng dân cư đơng đúc thì trong khơng khí có nhiều vi sinh vật, ở núi
cao và ở trên các đại dương thì khơng khí có rất ít vi sinh vật. Ở thành thị không
khí chứa nhiều vi sinh vật hơn ở nơng thơn.
Trong khơng khí, ngồi các tạp khuẩn, nấm, nấm mốc, người ta thường
gặp các vi sinh vật gây bệnh là: trực khuẩn lao, trực khuẩn bạch hầu, liên cầu
tan máu, tụ cầu gây bệnh, trực khuẩn ho gà, virus cúm, sởi... từ bệnh nhân hoặc
từ người lành mang trùng bài tiết ra khơng khí và làm lây lan từ người này sang
10


người khác chủ yếu là hình thức gián tiếp thơng qua những hạt nước bọt nhỏ
mang vi sinh vật. Trong khơng khí lưu thơng, những hạt này tồn tại khơng lâu
nên khả năng nhiễm bệnh giảm x́ng, do đó về mặt phòng bệnh cần lưu ý vấn
đề lưu thông không khí nơi buồng bệnh và nơi cơng cộng.
1.1.3. Vi sinh vật trên cơ thể động thực vật

Mặc dầu các mô ở người và các động vật khỏe mạnh là vô khuẩn, nhưng
bên ngòai cơ thể ẩn náu rất nhiều vi sinh vật, ví dụ nhu trên da người, tế bào
biểu bì chết, chất tiết tuyến mồ hơi đều có chứa keratin, lipid, acid béo… đều có
thể làm cơ chất cho vi sinh vật sinh trưởng, vì vậy trên da người có thể phát
hiện thấy rất nhiều lồi vi sinh vật, đặc biệt là các vi khuẩn Gram âm và nấm
men, những vi sinh vật đó được xếp vào 2 nhóm :
- Khuẩn chí bình thường: gồm những chủng lọai vi khuẩn tương đới cớ
định, tìm thấy đều đặn ở một vùng nhất định, ở một lứa tuổi nhất định, nếu bị
phá hủy thì tự thiết lập lại một cách nhanh chóng.
- Khuẩn chí tạm thời: gồm những vi sinh vật có hoặc khơng có khả năng
gây bệnh, cư ngụ ở da, niêm mạc trong khoảng thời gian giới hạn, phát sinh từ
môi trường xung quanh, không phát sinh chứng bệnh, không tự định cư thường
xuyên ở bề mặt cơ thể.
Thành phần của khuẩn chí tạm thời thường khơng có ý nghĩa khi khuẩn
chí binh thường còn nguyên vẹn. Tuy nhiên nếu khuẩn chí bình thường bị phá
hủy thì khuẩn chí tạm thời có thể phát triển và phát sinh chứng bệnh.
1.2. Vi sinh vật trong nước
Vi sinh vật có mặt ở hầu hết môi trường chứa nước như ao, hồ, sơng,
biển, nước ngầm...sự phân bớ của chúng hồn tồn khơng đồng nhất và tùy
thuộc vào đặc trưng của từng loại môi trường. Các yếu tố môi trường quan
trọng quyết định sự phân bố của VSV là độ mặn, chất hữu cơ, pH, nhiệt độ và
ánh sáng. Nguồn nhiễm VSV cũng rất quan trọng vì ngồi những nhóm chun
sớng ở nước ra còn có những nhóm VSV nhiễm từ mơi trường khác vào.
- Nước ngầm và suối do nghèo chất dinh dưỡng và gần như vắng hẳn các
thực vật và động vật bậc cao nên chỉ chứa một khu hệ vi sinh vật rất nghèo nàn
về lồi. Chủ yếu chỉ có tảo và vi khuẩn là sống được trong các con śi. Sớ
lượng và thành phần lồi vi sinh vật ở loại hình thủy vực này do thành phần hố
học và nhiệt độ của nước quyết định.

11

- Ở ao, hồ và sông do hàm lượng chất dinh dưỡng cao hơn nước ngầm
và suối nên số lượng và thành phần vi sinh vật phong phú hơn nhiều. Ngồi
những vi sinh vật tự dưỡng cịn có rất nhiều các nhóm vi sinh vật dị dưỡng
có khả năng phân huỷ các chất hữu cơ. Các hạt phù sa của các dòng sơng có
thể mang lại một khu hệ vi sinh vật bám phong phú. Ngồi ra mật sớ và thành
phần lồi vi sinh vật trong các dòng sơng cũng phụ thuộc vào lưu lượng nước,
hàm lượng ḿi khống, tớc độ dòng chảy cũng như những điều kiện vật lý hố
học khác.
- Ở những thuỷ vực có nguồn nước thải cơng nghiệp đở vào thì thành
phần vi sinh vật cũng bị ảnh hưởng theo các hướng khác nhau tuỳ thuộc
vào tính chất của nước thải. Những nguồn nước thải có chứa nhiều axit
thường làm tiêu diệt các nhóm vi sinh vật ưa trung tính có trong thuỷ vực.
- Ở các thủy vực nước ngọt khu hệ vi sinh vật có mối liên quan nhất định
với khu hệ vi sinh vật trong đất, hầu hết các nhóm vi sinh vật có trong đất đều
có mặt trong nước, tuy nhiên với tỷ lệ khác biệt.
- Ở môi trường nước mặn thành phần vi sinh vật rất đa dạng biến động
theo hàm lượng ḿi, thành phần của các ngun tớ khống vi lượng, áp lực
thuỷ tỉnh, ánh sáng, pH, nhiệt độ, v.v… Đặc biệt các thủy vực gần bờ do ảnh
hưởng của đất liền nên các thủy vực này thường rất giàu dinh dưỡng, có khu hệ
động và thực vật rất phong phú nên tạo nên khu hệ vi sinh vật cũng phong phú.
1.3. Vai trò của vi sinh vật trong sự tuần hoàn vật chất trong thủy vực
1.3.1. Vi sinh vật trong tuần hoàn vật chất trong tự nhiên
Trong thủy vực, các sinh vật sau khi chết đi không ngừng bị phân hủy bởi
vi khuẩn dị dưỡng và nấm mốc. Các vi sinh vật này cần các hợp chất hữu cơ để
làm thức ăn. Khi ấy, hợp chất hữu cơ được vi sinh vật biến đổi thành các chất
vô cơ ban đầu. Vơ cơ hóa các hợp chất hữu cơ là chức năng chủ yếu của vi
khuẩn và nấm trong việc biến đổi vật chất trong thủy vực.
Sự phân hủy các chất hữu cơ diễn ra với tốc độ rất khác nhau. Tùy thuộc

vào thành phần của chúng và điều kiện của mơi trường, sự phân hủy có thể
diễn ra rất nhanh hay rất chậm. Sự phân hủy vật chất hữu cơ xảy ra rất nhanh
trong thủy vực ở những vùng gần bề mặt nước, nhiệt độ nước mùa hè. Nhìn
chung, khơng phụ thuộc vào địa điểm. Thứ tự bị phân hủy là đường và protein,
sau đó là tinh bột, chất béo và cuối cùng là chất cao phân tử như xenlulozơ.

12


1.3.1.2. Vòng tuần hoàn cacbon
Cacbon trong tự nhiên nằm ở rất nhiều dạng hợp chất khác nhau, từ
các hợp chất vô cơ đến các hợp chất hữu cơ. Các hợp chất cacbon hữu cơ
chứa trong động vật, thực vật, vi sinh vật, khi các vi sinh vật này chết đi sẽ
để lại một lượng chất hữu cơ khổng lồ trong đất. Nhờ hoạt động của các
nhóm vi sinh vật dị dưỡng cacbon sống trong đất, các chất hữu cơ này dần
dần bị phân huỷ tạo thành CO2. CO2 được thực vật và vi sinh vật sử dụng
trong quá trình quang hợp lại biến thành các hợp chất cacbon hữu cơ của cơ
thể thực vật. Động vật và con người sử dụng cacbon hữu cơ của thực vật biến
thành cacbon hữu cơ của động vật và người. Người, động vật, thực vật đều thải
ra CO2 trong q trình sớng, đồng thời khi chết đi để lại trong đất một lượng
chất hữu cơ, vi sinh vật lại bị phân huỷ nó. Cứ thế trong tự nhiên các dạng
hợp chất cacbon được chuyển hố liên tục.

Hình 2.1: Vòng tuần hồn Cacbon (Đặng Thị Hồng Oanh, 2005)
Bước khởi đầu chu trình Carbon là q trình quang hợp tởng hợp nên vật chất
hữu cơ trong thủy vực được tiến hành nhờ nguồn năng lượng ánh sáng mặt trời (quang
năng). Thực vật ở nước hấp thu nguồn năng lượng này thực hiện quá trình quang hợp
theo phương trình tởng qt sau:
6CO2  6 H 2 O

Ánh sáng
 C6 H 12 O6  6O2
Chlorophyll
13


Các vi sinh vật tự dưỡng là các sinh vật sản xuất sơ cấp trong chuỗi dinh dưỡng
của thủy vực vì chúng có khả năng chuyển hố các hợp chất vô cơ thành các hợp chất
hữu cơ được các sinh vật dị dưỡng sử dụng. Các vi sinh vật thuộc nhóm vi khuẩn lam,
vi khuẩn khống dưỡng hố năng vơ cơ và nhóm vi khuẩn sinh mêtan là những vi
sinh vật tham gia tích cực vào việc cớ định một lượng CO2 khởng lồ trong chu trình
cabon trên trái đất.
Vi khuẩn sinh mêtan tham gia tích cực trong chu trình cacbon. Trong tự nhiên
chúng sinh sống ở những nơi kị khí nhưng giàu CO2 và H2. CO2 được nhóm vi khuẩn
này sử dụng bằng hai cách khác biệt nhau. Khoảng 5% CO2 mà chúng hấp thu được
sử dụng cho việc tạo ra các thành phần tế bào trong quá trình sống và phát triển. 95%
CO2 còn lại được sử dụng để sinh năng lượng cho hoạt động của tế bào và giải phóng
khí mêtan theo phương trình hố học:
CO2 + H2 ---> CH2O (thành phần cấu tạo tế bào) + CH4
Sự phân hủy sinh học là trọng tâm của vòng t̀n hồn cacbon ở đó vi sinh vật
có vai trò hết sức quan trọng. Trong môi trường đất, nấm là các vi sinh vật có vai trò
quan trọng trong quá trình này bao gồm: xạ khuẩn, Clostridia, Bacilli, Arthrobacters
và Pseudomonas. Vai trò của vi sinh vật trong sự phân hủy sinh học là vơ cùng quan
trọng. Khơng có một hợp chất tự nhiên nào khơng có vi sinh vật có khả năng phân hủy
chúng.
1.3.1.3. Vòng tuần hoàn Nitơ
Vòng tuần hoàn nitơ là vòng tuần hoàn phức tạp nhất trong các vòng tuần hoàn
sinh học do nitơ là một trong những nguyên tố quan trọng cho sự sống. Nitơ chiếm
khoảng 78% thể tích khơng khí (tương đương 3,9×1015 tấn N2). Nó bị tách ra khỏi
khơng khí do sấm chớp. Nitơ là nguyên tố dinh dưỡng quan trọng không thể thiếu đối

với động thực vật và ngay cả đới với lồi vi sinh vật. Trong mơi trường nước, nitơ có
thể tồn tại dưới dạng N2, hay dưới dạng hợp chất vô cơ, hữu cơ hịa tan hay khơng
hịa tan. Các hợp chất vơ cơ hịa tan quan trọng của nitơ là NH3, NH4+, NO2-, NO3nhưng được thực vật hấp thu dưới dạng NH4+, NO3Q trình cớ định nitơ phân tử:
Dưới tác dụng của các loại vi sinh vật, nitơ khơng khí được chuyển vào các
chất hữu cơ chứa nitơ được gọi là q trình cớ định nitơ phân tử nhờ enzym
N
nitrogenaza.
N2
Vi khuẩn cớ định đạm
như Azotobacter (hiếu khí)
Rhodospirillum, Rhizobium và

itro

2NH3

gen

Protein

có thể sớng tự do hay cộng sinh. Các loài tự do
và Clostridium (hiếm khí) hay tự dưỡng như
Frankia cộng sinh trong rể cây. Trong môi trường

aza

14


nước, cũng có nhiều vi khuẩn cớ định đạm, nhưng vai trị của chúng ít quan trọng

hơn các tảo như Anabaena, Nostoc, Trichodesmum.
Q trình amon hóa:
Q trình amon hóa là q trình phân huỷ và chuyển hóa các hợp chất hữu
cơ chứa nitơ dưới tác dụng của các loài vi sinh vật (nhiều vi khuẩn gây thối và nấm)
thành NH4+(NH3).
V

Chất hữu cơ chứa N

NH3 hoặc NH4+

i

Quá trình phân hủy và chuyển hố
sinh protein để giải phóng NH3 do nhiều vi
sinh vật hiếu khí và yếm khí gây ra.

vật

Cơ chế: Protein → polypeptit → axit amin → NH3.
Ure là một hợp chất hữu cơ đơn giản chứa 46,6%N.
V

CO(NH2)2 + 2H2O
(NH4)2CO3
Quá trình nitrat hóa:

(NH4)2CO3

i

2NH3 + CO2 + H2O

Ure sinh
aza

vật

Q trình chuyển hóa từ NH3 (NH4+) dưới tác dụng của các loài vi sinh vật
thành NO3 được gọi là q trình nitrát hóa. Q trình này xảy ra hai giai đoạn: nitrít
hóa và nitrát hóa với sự có mặt của oxygen:

Q trình nitrit hóa: gồm 4 giớng
Nitrosolobus; Nitrocystis; Nitrosospira.
NH4+

vi khuẩn chủ

V NO 2

+ 3/2O2

yếu:

Nitrosomonas;

+ 2H+ + H2O

i

Q trình nitrat hóa: gồm có 3 giớng vi khuẩn: Nitrobacter; Nitrospira;
sinh
Nitrococcus.
vật

NO2

-

+ ½ O2

V

NO3-

i khí)
Q trình phản nitrat hóa: (q trình hơ hấp yếm
sinh

Là q trình chuyển hóa NO3 thành N2 để bùvậttrả lại nitơ cho khơng khí được
gọi là q trình phản nitrát hóa.
-

Vi khuẩn tham gia vào q trình phản nitrate hóa bao gồm các loại yếm
khí khơng bắt buộc. Trong điều kiện có oxy chúng sẽ hô hấp hiếu khi nhưng nếu
thiếu O2 chúng sẽ thay thế bằng hơ hấp yếm khí như: Achromobacter, Aerobacter,
Alcaligenes, Bacillus, Brevibacterium, Proteus, Pseudomonas,... Những vi khuẩn
này đều là dị dưỡng, có khả năng khác nhau trong sự khử nitrat theo phương trình:
NO3 ---> NO2 ---> N2
15

Hình 2.2: Vòng tuần hồn nitơ (Đặng Thị Hồng Oanh, 2005)
1.3.1.4. Vòng tuần hoàn lưu huỳnh

Lưu huỳnh là một trong những chất dinh dưỡng quan trọng là thành phần
của một sớ vitamin và các chất chuyển hố. Lưu huỳnh cũng có mặt trong hai
amino axit là cysteine và methionine trong cơ thể sinh vật. Thực vật hút các
hợp chất S vô cơ trong đất chủ yếu dưới dạng SO42- và chuyển sang dạng S
hữu cơ của tế bào. 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 lưu huỳnh hữu cơ trong đất. Nhờ sự phân giải của vi sinh
vật, S hữu cơ sẽ được chuyển hố thành H2S. H2S và các hợp chất vơ cơ khác
có trong đất sẽ được oxy hố bởi các nhóm vi khuẩn tự dưỡng thành S và
SO42-, một phần được tạo thành S hữu cơ của tế bào sinh vật. SO4 lại được
thực vật hấp thụ, cứ thế vòng tuần hồn S được tái diễn.
Q trình sulfat hóa:
Sự có mặt của oxygen, các vi sinh vật thường phân huỷ protein và các
axít amin thành NH3 và giải phóng H2S từ các axít amin chứa lưu huỳnh
(methionine, cystein hay cystin)
V

Cystin

NH3 + CO2 + H2O + H2S

i

sinh
Chlorobacteriacees và Thiorhodacees.

Chúng sử dụng H2S làm chất cho

electron để cho q trình tởng hợpvật
chất hữu cơ của cơ thể và nguồn cacbon ở
đây là CO2:
16


H2S + CO2
S + 3CO2

(CH2O) +

H2O + 2S

3(CH2O) + 4H+

+ 5H2S

+

2 SO42-

Hình 2.3: vòng tuần hồn lưu huỳnh (Đặng Thị Hồng Oanh, 2005)

Kết quả của q trình là tạo thành ion SO42- là chất ći cùng bền
vững. Q trình này được gọi là q trình sulfate hóa.
Q trình phản sufat hố:
Trong mơi trường yếm khí, SO42- sẽ bị vi sinh vật khử trở lại thành H2S,
quá trình này được gọi là q trình phản sulfate hóa. Q trình này, sử dụng

chất hữu cơ làm chất cho electron. Tham gia quá trình này bao gồm các giớng vi
sinh vật: Desulfovibrio; Desulfovibrio; Desulfotomaculum.
Q trình phản sulfat hố dẫn đến việc tích luỹ H2S trong môi trường
làm ô nhiễm môi trường nhất là trong đất và trong trầm tích ở các thuỷ vực có
hàm lượng H2S cao làm ảnh hưởng đến đời sớng của thực vật và động vật trong
môi trường.
1.3.1.5. Vòng tuần hoàn Oxygen

Trong thuỷ vực O2 được sinh ra nhờ sự quang phân phân tử H2O qua quá
trình quang hợp và rồi O2 lại được chuyển trở lại dạng H2O trong qua trình hơ
hấp. Vi khuẩn lam, tảo và thực vật là các sinh vật có vai trò chủ yếu tạo ra O 2
trong khí quyển. Rỏ ràng có mới quan hệ mật thiết giữa sinh vật tự dưỡng và
sinh vật dị dưỡng trong việc cung cấp O2 và CO2 qua lại cho nhau. Sự quan hệ
này được thể hiện qua phương trình hố học như sau:
17


CO2 + H2O ---> CH2O + O2 (quang hợp)
CH2O +O2 ---> CO2 + H2O (hơ hấp hiếu khí)
1.4. Quá trình phân giải các chất hữu cơ của vi sinh vật trong nước
1.4.1. Tham gia quá trình phân hủy hữu cơ
Vi khuẩn tiết enzyme ureae thủy phân ure tạo muối carbonate amơn và
chuyển hóa thành NH3, CO2 và nước, acid uric thành ure và acid tactronic. Bao
gồm các lồi có hoạt tính phân giải cao như Planosarcina ureae, Micrococcus
ureae, Bacillus amylovorum, Proteus vulgaris…
Tham gia q trình Amơn hóa protein chủ yếu là các lồi vi khuẩn thuộc
giớng Bacillus, Pseudomonas, Clostridium và các vi nấm như Aspergillus
oryzae, A. nyger…tiết enzyme proteaza phân cắt protein thành pepton,
polypeptit, oligopeptit, dipeptit và acid amin. Giữ vai trò quan trọng trong việc
chuyển Nitơ từ dạng khó hấp thu (hữu cơ) sang dạng muối amôn dễ được thực

vật sử dụng và giúp làm sạch các thủy vực.
Các nhóm vi khuẩn phân hủy xenlulozo bao gồm nấm mớc (Tricoderma),
Pseudomonas, Xenlulomonas, Achromobacter, Clotridium. Xạ khẩn
(Actinomyces) cũng có khả năng phân hủy xenlulozo nhưng chúng hiện diện
trong nước rất ít. Chúng tiết ra lượng lớn enzyme cắt đứt liên kết hydro chuyển
hóa xenluloza thành dạng vơ định hình, liên kết β-1,4 bên trong phân tử tạo các
chuỗi dài, phân giải các chuỗi thành các disaccarit (xenlobioza) và cuối cùng
phân giải tạo thành glucoza.
Một sớ nhóm vi sinh vật tiết enzyme phân giải tinh bột thành đường
glucoza như nấm mốc (Aspergillus, Fusarius, Rhizopus…), một sớ lồi vi
khuẩn thuộc nhóm Bacillus, Cytophaga, Pseudomonas….và xạ khuẩn.
Vi sinh vật phân hủy triệt để đường glucose thành CO2 và nước qua chu
trình Crebs nhưng một sớ lại oxy hóa khơng hồn tồn tạo các sản phẩm trung
gian là các acid hữu cơ, đặc biệt là q trình lên men citric dưới tác dụng của
nấm mớc Aspergillus. Sự tạo thành acid hữu cơ có thể làm giảm pH của nước.
Vi sinh vật oxy hóa chất hữu cơ không triệt để; phân giải đường đơn thành
các sản phẩm khác nhau và thường là các chất acid hữu cơ có thể làm giảm pH
của mơi trường. Các sản phẩm tạo thành là rượu etylic, acid lactic, acid
probionic, acid fomic, rượu butyric, acid butyric, khí metan….
Vi sinh vật phân hủy chất béo và acid béo là các trực khuẩn sinh bào tử
hay không sinh bào tử, đơn cầu khuẩn (Micrococcus), nấm mốc và một số nấm
men. Chúng tiết enzyme lipaza thủy phân chất béo thành glycerin và acid béo
18


tự do. Glycerin tiếp tục bị oxy hóa hồn tồn tạo thành CO2 và nước. Các acid
béo dưới tác dụng của enzyme oxy hóa lipoxygenaza tạo peroxyt, tiếp tục bị
oxy hóa tạo sản phẩm trung gian (oxy acid, aldehyt, ceton) và cuối cùng là CO 2
và nước.
1.4.2.2. Tham gia quá trình chuyển hóa Nitơ vơ cơ

Trong điều kiện hiếu khí, các loài vi khuẩn Azotobacter và vi khuẩn quang
tự dưỡng tham gia q trình cớ định nitơ phân tử do xúc tác enzyme nitroenaza.
Trong điều kiện yếm khí gồm các loài Clostridium và vi khuẩn quang dị dưỡng.
Vi khuẩn nitrate hóa oxy hóa NH4+ thành N02- gồm 4 giớng (Nitrosomonas,
Nitrozocystis, Nitrozolobus và Nitrosospira).
Vi khuẩn nitrate hóa tiếp tục oxy hóa N02- thành N03- gồm 3 giống
(Nitrobacter, Nitrospira và Nitrococcus). Các chất thải amơn độc hại sẽ được
chuyển hóa nhanh sang dạng nitrate không độc đối với sự sống và sinh trưởng
của tôm cá.
2 Mối quan hệ giữa vật nuôi, môi trường và vi sinh vật trong nuôi trồng
thủy sản
Trong môi trường thủy sinh luôn tồn tại mối quan hệ qua lại giữa vật nuôi,
môi trường và vi sinh vật. Mối quan hệ đó có thể có lợi hoặc có hại, dựa vào các
mối quan hệ tương tác này tùy theo mục đích sử dụng để điều khiển các mới
quan hệ này theo mong ḿn. Các nhóm khác giữa các nhóm sinh vật này cũng
có những mới quan hệ tương hỗ chặt chẽ với nhau như: quan hệ dinh dưỡng, ký
sinh, hỗ sinh, cộng sinh, kháng sinh và chúng đều tồn tại ở nhiều mức độ khác
nhau.
2.1 Quan hệ hội sinh
Là quan hệ hai bên cùng có lợi, nhưng khơng nhất thiết có nhau mới sớng
được. Sản phẩm hoạt động sớng của loài này tạo điều kiện cho loài khác phát
triển. Quan hệ này thường thấy trong các chu trình dinh dưỡng. Vi khuẩn sử
dụng O2 thực hiện hoạt động phân hủy của các chất thải hữu cơ, giải phóng CO2,
khi đó tảo sử dụng CO2 như nguồn cung cấp carbon và tạo ra oxy cung cấp cho
vi khuẩn.
Chỉ mối quan hệ có lợi cho một phía nhưng khơng ảnh hưởng đến nhóm
lồi phía bên kia. Quan hệ hội sinh có lợi cho một phía tuy thường gặp nhưng
khơng là chun biệt. Đây là mới quan hệ giữa hai nhóm lồi mang tính chất
một chiều, tức là một nhóm lồi khơng ảnh hưởng đến việc cung cấp lợi ích về
mơi trường và vật chất chó các nhóm bên kia, nhưng nhóm lồi hưởng lợi lại có

19


thể nhận được lợi ích về mơi trường và vật chất từ các nhóm lồi khác. Ví dụ,
một lòai sinh vật chuyển hóa vật chất từ dạng khơng tan thành dạng hòa tan
cung cấp cho lòai sinh vật kia sử dụng, hoặc sinh vật chuyển hóa một chất hữu
cơ thành những chất cần thiết cho sự sinh trưởng của lòai kia (như nấm chuyển
hóa cellulose thành glucose cung cấp cho vi sinh vật khác sử dụng).
Các nghiên cứu về khả năng làm tăng sự tăng trưởng của tảo nuôi của vi
khuẩn cũng đã được nghiên cứu. Suminto và Hirayama (1996) đã phân lập được
12 dòng vi khuẩn từ bể nuôi tôm nước ngọt. Trong số những dòng vi khuẩn đã
kiểm tra, có 7 dòng đã có tác dụng ngăn chặn tảo phát triển, 4 dòng khơng có
ảnh hưởng gì, và chỉ có 1 dòng thuộc Flavobacterium sp., kích thích tảo
Chaetoceros gracilis phát triển. Từ những nghiên cứu này cho thấy, khả năng
ảnh hưởng đến tăng trưởng hoặc hạn chế sự phát triển của tảo của vi khuẩn là
những yếu tố rất quan trọng mà người nuôi thủy sản cần xem xét cẩn thận khi áp
dụng kỹ thuật nuôi sinh khối tảo.
2.2. Quan hệ cộng sinh
Là sự hợp tác chặt chẽ giữa hai hay nhiều loài, tất cả các bên điều có lợi.
Mỗi lồi sinh trưởng và phát triển khi có sự có mặt và hợp tác giữa chúng.
Tác dụng hiệp đồng giữa hai nhóm lồi vi sinh vật nói lên cà hai đều
hưởng lợi qua mới quan hệ đó, nhung quan hệ hiệp đồng đó khơng mang tính
chun biệt, tức là cà hai nhóm lồi đó đều có thể tồn tại độc lập trong môi
trường thiên nhiên. Tác dụng hiệp đồng là mới quan hệ lỏng lẻo, bất kỳ nhóm
lồi nào đều dễ dàng bị nhóm lồi khác thay thế. Quan hệ hỗ trợ dinh dưỡng
(syntrophism) là điển hình của mối quan hệ tác dụng hiệp đồng. Hỗ trợ dinh
dưỡng chỉ mối quan hệ hiệp đồng giữa hai hoặc trên hai nhóm lồi cung cấp
dinh dương cho nhau. Ví dụ nhóm lồi I có thể sinh ra hợp chất A, nhưng
không thể tiếp tục chuyển biến B thành hợp chất C, nhóm lồi II khơng thể sử
dụng hợp chất A, nhưng có thể sử dụng hợp chất B, cả 2 nhóm lồi đều có thể

sử dụng hợp chất C, sinh ra năng lương và các chất dinh dương cần thiết. Trong
mới quan hệ trên nhóm lồi I và II đều có thể bị các nhóm lồi khác thay thế.
Những ví dụ về quan hệ hỗ trợ dinh dưỡng rất nhiều, như mối quan hệ giữa vi
khuẩn Lactobacillus arabinosus vá Enterococcus faecalis được nuôi cấy trong
một môi trường vô cơ, lòai trước cần acid folic của lòai sau, lòai sau cần
phenylalanin của lòai trước, khi hai lòai đó sớng chung với nhau chúng đếu
sống rất tốt. Quan hệ hỗ trợ dinh dưỡng đó rất thường gặp trong việc sử dụng
sinh vật để phân giải những chất có nguồn gớc ngoại lai như nông dược (thuốc
trừ sâu, trừ bệnh, trừ cỏ), chất nhuộm… do đó quan hệ hỗ trợ dinh dưỡng có ý
20