vi sinh vật môi trường đất và vai trò của vi sinh vật trong đất

VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ VAI
TRÒ CỦA VI SINH VẬT TRONG ĐẤT
ĐỀ TÀI
ĐỀ TÀI
ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM
KHOA KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC
GVHD: TS.NGUYỄN THỊ HAI
Thực hiện: WebMoiTruong.Com
Hàng chỉ post tài webmoitruong.com
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
MỤC LỤC
MỤC LỤC
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 Bacillus
thuringiensis
Vi khuẩn
Cupriavidus gilardii
Giun đất
Tảo
Virus
Vi khuẩn Bacillus
thuringiensis
Virus
Vi khuẩn Bacillus
thuringiensis
Vi khuẩn
Cupriavidus gilardii
Virus
Vi khuẩn Bacillus
thuringiensis

Vi khuẩn
Cupriavidus gilardii
Virus
Vi khuẩn Bacillus
thuringiensis
Vi khuẩn
Cupriavidus gilardii
Virus
Vi khuẩn Bacillus
thuringiensis
Tảo
Vi khuẩn
Cupriavidus gilardii
Virus
Vi khuẩn Bacillus
thuringiensis
Giun đất
Tảo
Vi khuẩn
Cupriavidus gilardii
Virus
Vi khuẩn Bacillus
thuringiensis
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
Tỉ lệ này thay đổi tùy theo loại đất khác nhau, khu vực địa
lý, tầng đất, thời vụ, chế độ canh tác.
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 khác nhau.
-
Trong đất lúa nước VSV kỵ khí phát triển mạnh.
Vd: Vk amon, Vk nitrat hóa.
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 háo 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 khác
•
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
Penicillium
Bacillus
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 H
2
S + O
2


2 H
2
O + 2 S + Q
2 S + 3 O
2
+ 2 H2O

H
2
SO
4
+ 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…