Vi sinh vật đất - Chương 6 ppsx

đại học cần thơ
đại học cần thơ đại học cần thơ
đại học cần thơ -

- khoa nông nghiệp
khoa nông nghiệp khoa nông nghiệp
khoa nông nghiệp


giáo trình giảng dạy trực tuyến
Đờng 3/2, Tp. Cần Thơ. Tel: 84 71 831005, Fax: 84 71 830814
Website: email: ,






V
VV
Vi
i i
i sinh vật
sinh vậtsinh vật
sinh vật đất
đất đất
đất



Chơng 6:

Sự chuyển hóa của các chất vô cơ
Trong đất bởi vi sinh vật









CHặNG VI.

Sặ CHUYỉN HOAẽ CAẽC CHT V C TRONG T BI VI SINH VT
oOo

I. Sặ CHUYỉN HOẽA LN TRONG T DO VI SINH VT

1. Chỏỳt P vaỡ chu trỗnh chỏỳt P trong õỏỳt;

Trong õỏỳt, chỏỳt P hióỷn dióỷn dổồùi 2 daỷng: chỏỳt P hổợu cồ vaỡ chỏỳt P vọ cồ.

Chỏỳt P hổợu cồ tọửn taỷi trong xaùc baợ thổỷc vỏỷt vaỡ trong vi sinh vỏỷt. Trong xaùc baợ thổỷc
vỏỷt, chỏỳt P nũm trong hồỹp chỏỳt hổợu cồ nhổ: phytin, phọsphọlipid, Acid nuclóic, caùc
nuclóọprọtóin, caùc chỏỳt õổồỡng coù chổùa P, caùc men (phỏn hoùa tọỳ, cọenzyme) vaỡ caùc hồỹp
chỏỳt khaùc ( hỗnh 6.1).
Hỗnh 6.1: Cỏỳu taỷo phỏn tổớ cuớa mọỹt sọỳ hồỹp chỏỳt chổùa P trong xaùc baớ thổỷc vỏỷt.

Qua hỗnh trón , phỏửn lồùn P trong tóỳ baỡo thổỷc vỏỷt ồớ dổồùi daỷng phosphat.

74
Trong tãú bo vi sinh váût, pháưn låïn P l håüp cháút trong acid nuclãic ca vi sinh váût,
cạc håüp cháút khạc trong ngun sinh cháút nhỉ cạc orthäphosphat, metaphosphat, âỉåìng
cọ chỉïa P v cạc men cọ chỉïa P. 15-25% cháút P trong tãú bo vi sinh váût åí dỉåïi dảng håüp
cháút acid âãù tan.

Trong âáút tỉì 25-85% cháúP åí dỉåïi dảng P hỉỵu cå. Lỉåüng P hỉỵu cå biãún âäüng mảnh
theo chiãưu sáu ca âáút, cng xúng sáu, lỉåüng P hỉỵu cå cng gim.

P vä cå trong âáút thỉåìng l nhỉỵng phosphat nhỉ phosphat calci, phosphat sàõt
hồûc phosphat nhäm, thỉåìng åí dảng khọ tan. Trong âáút trung ha v kiãưm, phosphat
calci ỉu thãú hån; v trong âáút chua, phosphat sàõt v phosphat nhäm ỉu thãú.

Cạc dảng P kãø trãn âáy, c hỉỵu cå láùn vä cå, cáy träưng khäng thãø hụt trỉûc tiãúp âỉåüc.
Chụng phi chuøn họa ra dảng P
2
O
5
vä cå dãù tan, cáy träưng måïi háúp thủ âỉåüc. Vi sinh
váût giỉỵ vai tr quan trng trong sỉû chuøn họa cạc dảng ca cháút P trong âáút.

Trong thiãn nhiãn cháút P âỉåüc chuøn họa theo mäüt chu trçnh khẹp kên nhỉ trong
hçnh 6.2.

2. Sỉû họa khoạng cháút P hỉỵu cå:

a. Cạc cháút hỉỵu cå chỉïa P s âỉåüc vä cå hoạ do cạc men, tiãút ra tỉì vi sinh váût
trong âáút. Trong quạ trçnh säúng ca chụng, vi sinh váût cáưn phán hy cạc cháút hỉỵu cå
thnh ra cạc 1ỉåìng âån âãø láúy C cáưn cho sỉû phạt triãøn c chụng. Trong quạ trçnh phán
hy ny, nhåì cạc men ca vi sinh váût tiãút ra, cạc håüp cháút hỉỵu cå cọ chỉïa P, phọng thêch P

våïi dảng phosphat.

Nhỉ trong sỉû phán hy acid phytic, vi sinh váût tiãút ra men phytaz, nhåì men ny
acid phytic âỉåüc phán ra lm mäüt phán tỉí inäsitol v 6 phán tỉí H
3
PO
4
.

Cạc vi sinh váût tham gia trong quạ trçnh ny cọ thãø kãø: Aspergillus, Penicillium,
Rhizopus, Cunninghamella, Arthrobacter v Bacillus.

Phytin cng âỉåüc phán hy nhỉ trãn vç phytin l mäüt múi calci v magnã ca
acid phytic.

Sỉû phán hy ca phytin hồûc acid phytic trong âáút cháûm hån so våïi cạc acid
nuclãic. Cạc acid nuclãic cng âỉåüc háưu hãút vi sinh váût trong âáút l chuøn hoạ v phọng
thêch ra phosphat, nhåì cạc men thêch ỉïng.
75

b. Sổỷ chuyóứn hoùa caùc Lỏn hổợu cồ sang lỏn vọ cồ trón õỏy xaớy ra nhanh hay
chỏỷm tuỡy thuọỹc vaỡo mọỹt sọỳ yóỳu tọỳ cuớa mọi trổồỡng nhổ:

- Nhióỷt õọỹ
: dổồùi 30
o
C sổỷ chuyóứn hoùa naỡy xaớy ra hồi chỏỷm. Sổỷ chuyóứn hoùa tng
nhanh ồớ nhióỷt õọỹ trón 30
o
C. Nhổ vỏỷy nhoùm vi sinh vỏỷt giổợ vai troỡ chuyóứn hoaù naỡy coù

khuynh hổồùng thờch nhióỷt õọỹ cao.

- pH cuớa mọi trổồỡng
: mọi trổồỡng kióửm sổỷ phoùng thờch P vọ cồ nhanh hồn ồớ mọi
trổồỡng chua.

- Chỏỳt hổợu cồ trong mọi trổồỡng
: õỏỳt chổùa nhióửu muỡn hoỷc nhióửu chỏỳt hổợu cồ,
phosphat õổồỹc phoùng thờch nhanh hồn. Trong chỏỳt muỡn, caùc acid nuclóic õổồỹc chuyóứn
hoùa nhanh hồn va phytin laỡ chỏỳt õổồỹc chuyóứn hoùa chỏỷm nhỏỳt (baớng 6.1).

Baớng 6.1
: Sổỷ hoùa khoaùng chỏỳt lỏn hổợu cồ ồớ mọỹt sọỳ vỏỷt chỏỳt õổồỹc chọn vaỡo õỏỳt, do vi sinh
vỏỷt trong õỏỳt ( Pearson vaỡ ctv, 1941).

Chỏỳt õổồỹc chọn Lỏn hổợu cồ Lỏn vọ cồ dóự tan (ppm)
vaỡo õỏỳt (%) 0 ngaỡy 5 ngaỡy 45 ngaỡy 90 ngaỡy
Rồm cỏy luùa maỷch 0,060 44,5 45,5 52,5 49,9
Thỏn laù coớ alfalfa 0,115 47,0 43,5 47,5 48,0
Họỹt õỏỷu naỡnh 0,526 28,5 32,0 41,5 45,5
RNA 7,80 25,5 79,0 56,0 62,5
Phytin 19,10 25,5 24,0 40,0 65,0
ọỳi chổùng (khọng
thóm vỏỷt chỏỳt vaỡo)
- 24,0 27,0 30,5 33,0


- Chỏỳt õaỷm vaỡ carbon trong õỏỳt: Sổỷ hoaù khoaùng chỏỳt P hổợu cồ xaớy ra nhanh ồớ õỏỳt
coù sổỷ hoùa NH
3

(ammonification) maỷnh. Sổỷ hoùa NH3 xaớy ra maỷnh hồn sổỷ hoùa khoaùng chỏỳt
P tổỡ 8 - 15 lỏửn. Tổồng tổỷ cuợng coù mọỳi tổồng quan giổợa sổỷ hoùa khoaùng chỏỳt C ( phoùng thờch
CO
2
) vaỡ P hổợu cồ, vaỡ tố lóỷ cuớa hai sổỷ hoùa khoaùng naỡy vaỡo khoaớng tổỡ 100 õóỳn 300:1. Ngổồỡi
ta nhỏỷn thỏỳy rũng sổỷ6 hoùa khoaùng cuớa 3 chỏỳt C:N:P: do vi sinh vỏỷt, cuợng cuỡng tố lóỷ vồùi sổỷ
hióỷn dióỷn cuớa 3 chỏỳt naỡy chổùa trong chỏỳt muỡn.

3. Sổỷ bỏỳt õọỹng lỏn dóự tan do vi sinh vỏỷt:

76
Cháút lán dãù tan sinh ra trong quạ trçnh khoạng họa lán hỉỵu cå mäüt pháưn s âỉåüc
cáy háúp thủ, pháưn cn lải bë chuøn họa ra dảng lán vä cå khọ tan v bë báút âäüng do vi
sinh váût sỉí dủng.

Vi sinh váût trong âáút cáưn P âãø cáúu tảo cạc cháút trong tãú bo ca chụng. Do âọ vi
sinh váût cáưn láúy P tỉì mäi trỉåìng chung quanh cng lục våïi C v N. ÅÍ âáút thiãúu P, vi sinh
váût phạt triãøn ráút kẹm v läi kẹo theo sỉû chuøn họa C vN cng cháûm lải. ÅÍ nåi ny, nãúu
bọn thãm P vä cå hồûc l cháút hỉỵu cå s lm gia tàng sỉû phạt triãøn ca táûp âon vi sinh
váût trong âáút mäüt cạch r rãût, âäưng thåìi cng läi keo nhau sỉû khoạng hoạ C vN.

Vi sinh váût cáưn háúp thu P âãø cáúu tảo nãn acid nuclãic, phäsphälipid v cạc cháút
khạc chỉïa P trong ngun sinh cháút ca chụng. Cháút P têch ly trong vi sinh váût s
khäng âỉåüc cáy sỉí dủng.

Do âọ trong âáút cọ nhiãưu vi sinh váût cng cọ sỉû cảnh tranh cháút P ca táûp âon vi
sinh váût v cáy träưng. ÅÍ âáút thiãúu P nãúu bọn nhiãưu cháút hỉỵucå v N, táûp âon vi sinh váût
phạt triãøn mảnh, vi sinh váût s cảnh tranh P våïi cáy träưng. Háûu qu l nàng sút cáy träưng
bë gim sụt. Trong trỉåìng håüp ny chụng ta cáưn cung cáúp thãm P âãø âạp ỉïng â u cáưu
ca cáy träưng v sỉû phạt triãøn ca vi sinh váût.

Tuy nhiãn, cháút P âỉåüc vi sinh váût háúp thus âỉåüc têïch ly dỉåïi dảng P hỉỵu cå, v
s âỉåüc chuøn họa ngỉåüc lải khi vi sinh váût chãút âi. Do âọ P åí dảng ny khäng bë máút âi,
m chè bë báút âäüng (immobilization) trong mäüt khong thåíi gian.

Lỉåüng cháút P bë báút âäüng cọ thãø khạ quan trng ty thúc vo tè lãû C/P v N/P
ca cháút hỉỵu cå thãm vo âáút. Trỉåìng håüp vi phán ca gia sục vo âáút, sỉû phạt triãøn ca
vi sinh váût khäng âỉa âãún sỉû báút âäüng P vç trong trỉåìng håüp ny tè le65 C/P v N/P
tỉång âäúi cán âäúi. Ngỉåüc lảinãúu vi råm rả vo âáút m khäng bọn thãm phán P, háûu qu
ca hiãûn tỉåüng báút âäüng P s xy ra. Ngỉåìi ta cọ thãø tênh mäüt cạch tỉång âäúi, khi vi
cháút hỉỵu cå vo âáút, hiãûn tỉåüng khoạng họa P hỉỵu cå âãø cung cáúp P dãù tiãu chè xy ra khi
tè lãû C/P nh hån 200/1. Trỉåìng håüp ny cháút hỉỵu cå cọ thỉìa P cho cho vi sinh váût sỉí
dủng nãn phán hỉỵu cå thỉìa s âỉåüc khoạng họa. V tè lãû C/P låïn hån 300/1 thç hiãûn
tỉåüng báút âäüng P s tråí nãn ỉu thãú.

Tng tỉû, tè lãû N/P cng cọ nh hỉåíng âãún sỉû báút âäüng P trong âáút. Ngỉåìi ta â
tênh âỉåüc tè lãû N/P trong cháút mn v trong ngun sinh cháút ca tãú bo vi sinh váût
vo khong 10/1. Hiãûn tỉåüng báút âäüng P s xy ra khi tè lãû ny máút cán bàòng, lãûch trãn
vo khong 2% ( tỉïc tè lãû N/P khong trãn 12/1). Ngoi ra tè lãû ny lãûch dỉåïi ),2% thç sỉû
khoạng họa P hỉỵu cå s xy ra.
77

Nhỉ váûy, khi bọn phán cho cáy träưng chụng ta cáưn quan tám âãún sỉû cán bàòng giỉỵa
C,N v P vç khi lãûch cán bàòng, nàng sút cáy träưng chàóng nhỉỵng khäng gia tàng m cn
bë gim sụt. Trỉåìng håüp ny xy ra ráút r nẹt åí rüng lụa thiãúu P, m chè bọn phán N
thưn tụy, hồûc chän vi råm rả vo âáút m khäng bọn thãm P. ÅÍ âáy sỉû gim sụt nàng
sút l háûu qu ca nhiãưu hiãûn tỉåüngphỉïc tảp xy ra, m trong âọ hiãûn tỉåüng báút âäüng
háưu hãút P hỉỵu cå chỉïa trong råm rả, väún â quạ êt, l mäüt.

4. Sỉû chuøn họa lán vä cå khọ tan thnh dảng dãù tiãu:

Trong âáút P vä cå khọ tan cọ thãø âỉåüc vi sinh váût chuøn họa thnh dảng P dãù tiãu.
Pháưn låïn vi sinh váût trong âáút cọ kh nàng ny. Cọ âãún 1/10 âãún phán nỉỵa chng vi
khøn phán láûp âỉåüc tỉì âáút cọ kh nàng chuøn họa P khọ tan thnh P dãù tiãu. Náúm v
vi khøn cọ kh nàng ny, gäưm cọ: Penicillium, Sclerotium, Aspergillus, Pseudomonas,
Mycobacterium, Micrococcus, Flavobacterium, Thiobacillus,vv

Cạc náúm v vi khøn ny ni trong mäi trỉåìng dinh dỉåỵng cọ chỉïa apatit
(Ca
3
(PO
4
)
2
), hồûc trong mäi trỉåìng cọ chỉïa âạ P nghiãưn mën, cọ thãø phán hy âãø háúp
thu P cáưn cho nhu cáưu phạt triãøn ca mçnh, m cn thỉìa lỉåüng P dãù tiãu âãø cung cáúp cho
mäi trỉåìng chung quanh. Hiãûn tỉåüng ny cọ thãø tháúy âỉåüc trong déa petri, vç dung dëch
dinh dỉåỵng âàûc (cọ thảch) bë âủc vç P khọ tan lå lỉỵng trong dung dëch. Chung quanh
cạc khøn lảc ca vi khøn hồûc náúm kãø trãn s cọ qưng trong, l nåi m P khọ tan bë
chuøn họa sang dảng tan âỉåüc v âỉåüc vi sinh váût áúy háúp thu âỉåüc mäüt pháưn.

Cạc vi sinh váût ny tiãút ra cạc acid hỉỵu cå, v củ thãø âäúi våïi vi sinh váût họa tỉû
dỉåỵng cọ kh nàng oxy họa Nh4 hồûc Oxy họa S, thç cạc dảng hỉỵu cå ny l acid nitric
v acid sulfuric. Cạc acid ny tạc dủng lãn apatit âãø cho ra dibasic phosphat v
monobasic phosphat l cạc dảng P vä cå dãù tiãu. Cạc nghiãn cỉïu cho tháúy sỉû xút hiãûn
cạc acid hỉỵu cå ny xy ra cng lục våïi xút hiãûn P dãù tiãu. Cọ nghéa l, ngay khi vi sinh
váût tiãút ra cạc acid hỉỵu cå, cạc acid ny tạc dủng trãn P khọ tan v cho ra ngay P dãù tiãu.

Màût khạc, cạcdảng P bë cäú âënh trong âáút nhỉ phosphat sàõt v phosphat nhäm,
cng âỉåüc chuøn họa sang dảng dãù tiãu âỉåïi tạc dủng ca vi sinh váût trong âáút. Mäüt säú

vi khøn cọ kh nàng sinh ra H2S tạc dủng lãn phosphat sàõt hồûc phosphat nhäm âãø
cho ra sulfid sàõt hồûc nhäm v phọng thêch phosphat dỉåïi dảng dãù tiãu (Sperber, 1957).
Hiãûn tỉåüng ny xy ra trong âiãưu kiãûn thiãúu Oxy (âáút måïi ngáûp nỉåïc). Cå chãú hiãûn tỉåüng
ny chỉa âỉåüc gii thêch r. Kãút qu nghiãn cỉïu ca Gerretsen (1948) cho tháúy sỉû chuøn
họa cạc dảng P khọ tan nhỉ ferrophosphat, bäüt xỉång, apatit v phosphat bicalcit trong
âiãưu kiãûn âáút cọ chỉïa vi sinh váût (hçnh 6.3)
78

ÅÍ âáút rüng phn, hháưu hãút P âãưu åí dảng phosphat sàõt hồûc nhäm, lụa khäng
há1p thu âỉåüc. Trong âiãưu kiãûn ny viãûc bọn phán chưng, hồûc chän vi råm rả (cung
cáúp cháút hỉỵu cå) kãút håüp våïi bọn N,P v väi âãø giụp vi sinh váût phạt triãøn, s giụp cáy tỉì
tỉì P bë cäú âënh sang dảng dãù tiãu, cung cáúp cho lụa. Sỉû chuøn họa ny khạ cháûm nãn tỉû
nọ khäng cung cáúp â P cáưn thiãút cho nhu cáưu ca lụa ( do âọ váùn phi bọn thãm P).

Tọm lải, trong âáút P åí dỉåïi dảng håüp cháút P hỉỵu cå. Vi sinh váût chuøn họa P hỉỵu
cå thnh P vä cå dãù tiãu, cáy háúp thu âỉåüc. Bãn cảnh âọ vi sinh váût cng háúp thu mäüt
lỉåüng P cáưn thiãút cho sỉû phạt triãøn ca chụng. Khi chãút, P trong vi sinh váût âỉåüc tr lải âáút
v âỉåüc chuøn họa ngỉåüc lải thnh P dãù tiãu. Màût khạc, P cn âỉåüc täưn trỉỵ trong âáút
dỉåïi dảng P vä cå khọ tan nhỉ phosphat calci, sàõt v nhäm. Dỉåïi tạc dủng ca vi sinh
váût, P khọ tan ny cọ thãø chuø họa sang dảng P khọ tiãu. Quạ trçnh chuøn họa ny cọ
thãø tọm lỉåüc theo så âäư åí hçnh 6.4.

II. SỈÛ CHUØN HỌA CHÁÚT KALI TRONG âÁÚT DO VI SINH VÁÛT:

Kali l cháút thỉï 3 Ráút cáưn thiãút cho sỉû phạt triãøn ca cáy träưng. Träng âáút, kali åí
dỉåïi dảng cạc håüp cháút hỉỵu cå chỉïa kali trong xạc b thỉûc vát v trong tãú bo vi sinh
váût, dỉåïi dảng kali dãù tiãu âỉåüc giỉỵ trong cạc phiãún sẹt hồûc trong dung dëch ca âáút v
dỉåïi dảng kali khọ tan trong âáút tỉång âäúi nh so våïi kali dãù tan, vo khong 1/3 kali
täøng säú.

Vai tr ca vi sinh váût trong sỉû chuøn họa kali trong âáút tỉång âäúi kẹm so våïi C,
N v P. Trong âáút vi sinh váût giỉỵ 2 vai tr âäúi våïi sỉû chuøn họa kali:

1. Chuøn họa kali khọ tan thnh dảng dãù tiãu:

Mäüt säú vi sinh váût cọ kh nàng phán hy aluminosilicat kali âãø phọng thêch kali
chỉïa trong áúy cho cáy sỉí dủng. Alcksandrov v cäüng tạc viãn (1950) lm thê nghiãûm våïi
loi vi khøn Bacillus silicous, trãn cáy bàõp v lụa mç träưng trong âáút thanh trng l âáút
cọ v âáút chng vi khøn . Kãút qu trãn âáút cọ chng vi khøn B. silicous v khäng bọn
Kali, c bàõp v lụa mç âãưu gia tàng náng sút tỉång ỉïng våïi mäüt lä träưng åí âáút cọ thanh
trng v cọ bọn thãm kali.

Âãø cọ thãø phọng thêch kali khi håüp cháút khäng tan, aluminosilicat, vi khøn
tiãút ra cạc cháút acid hỉỵu cå nhỉ acid carbonic, acid nitric, acid sulfuric v mäüt säú acid
hỉỵu cå khạc. Cạc acid hỉỵu cå ny tạc dủng lãn aluminosilicat v phọng thêch kali thnh
dảng dãù tan.
79

Cạc vi sinh váût cọ kh nàng tiãút ra cạc acid hỉỵu cå kãø trãn âãưu cọ kh nàng phọng
thêch kali khi håüp cháút aluminosilicat.

2. Báút âäüng kali

Vi sinh váût cn cáưn kali âãø cáúu tảo tãú bo. Do âọ trong quạ trçnh phạt triãøn, vi sinh
váût háúp thu 1 säú lỉåüng kali trong âáút cáưn thiãút cho nọ. Kali ny chuøn thnh kali trong
håüp cháút hỉỵu cå. Cáy khäng sỉí dủng âỉåüc lỉåüng kali ny. Tuy nhiãûn vi sinh váût s tr lải
âáút khi chãút.

III. SỈÛ CHUØN HỌA S TRONG ÂÁÚT DO VI SINH VÁÛT

1. Chu trçnh ca S v S trong âáút:

Trong thiãn nhiãn lỉu hunh cọ màût trong khê quøn, trong nỉåïc v trong âáút.
Lỉu hunh ln ln chuøn họa theo 4 giai âoản.

- Giai âoản họa khoạng.
- Giai âoản oxy hoạ lỉu hunh.
- Giai âoản khỉí ca S.
- Giai âoản báút âäüng ca S.

Bäún giai âoản ny xy ra ty theo âiãưu kiãûn ca mäi trỉåìng v ty theo giai âoản
trỉåïc âọ ca S (hçnh 6.5).

Trong âáút, S hiãûn diãûn trong xạc b thỉûc váût, phán ca âäüng váût, phán bọn họa hc
v trong nỉåïc mỉa. Trong cháút mn, S åí trong cạc acid amin, âỉåüc phán hy tỉì cạc
prätãin ca xạc b thỉûc váût, v thỉåìng l:

- Cystein : HOOCCHNH
2
CH
2
SSCH
2
CHNH
2
COOH
- Cystein : HSCH
2
CHNH
2

COOH
- Methionin: H
3
CSCH
2
CH
2
CHNH
2
COOH

Ngoi ra, trong âáút, S cn cọ thãø täưn tải dỉåïi cạc dảng nhỉ sulfat, sulfid, thiosulfat,
thioure, tetrathionat hồûc trong cạc glucosid v trong cạc alkaloid.

Cạc dảng ca S trãn âáy ln ln biãún chuønty theo âiãưu kiãûn ca mäi trỉåìng.

80
2. Sỉû họa khoạng ca S:

Trong âáút, S hỉỵu cå bë vi sinh váût lm cho chuøn họa sang cạc dảng S vä cå. Ty
theo âiãưu kiãûn ca mäi trỉåìng cháút sinh ra do qụa trçnh khoạng họa ca S cọ khạc nhau.

Trong âiãưu kiãûn thoạng khê, vi sinh váût phán hy âãø sỉí dủng mäüt pháưn, pháưn cn
lải âỉåüc chuøn họa thnh sulfat (SO

). Thê dủ nhỉ cystein v cystin trong âáút l 2 acid
amin ráút dãù âỉåüc chuøn họa trong âáút thoạng khê. Âáưu tiãn cystein âỉåüc oxy họa
(khäng cọ tạc dủng ca vi sinh váût) thnh cystin. Kãú âọ S ca cystin âỉåüc phán hy tiãúp
âãø cho ra sulfat, qua 2 cháút trung gian l cystin disulfoxid v cystin, acid sulfinic, theo
phn ỉïng sau:

Cạc giai âoản phn ỉïng sau do tạc dủng ca vi sinh váût trong âáút. Sỉû họa khoạng
cạc S hỉỵu cå trong âáút thoạng khê xy ra ráút cháûm. Theo kãút qu nghiãn cỉïu ca
Federick v ctv (1957), sỉû chuøn họa ca cystin trong âáút âảt âỉåüc 85%, täøng säú cystin
họa thnh sulfat, trong 1 tưn lãù.

Trong âiãưu kiãûn hiãúm khê (thiãúu oxy), mäüt pháưn S hỉỵu cå s âỉåüc chuøn họa
thnh acid sulfuric (H
2
S) v mäüt vi mercaptan cọ mi. Sỉû chuøn họa ny do båíi mäüt säú
giäúng vi khøn hiãúm khê.

3. Sủ sỉí dủng S ca vi sinh váût

Vi sinh váût cáưn S v âãø phạt triãøn v phi láúy S tỉì mäi trỉåìng chung quanh.
Trong âáút vi sinh váût cọ thãø láúy S tỉì cạc sulfat, hyposulfid, sulfoxylat, thiosulfat, sulfid
v cạc S hỉỵu cå nhỉ cạc acid amin cọ chỉïa S hm lỉåüng S chỉïa trong tãú bo vi sinh váût
chiãúm trong khong 0,1 - 1,0% trng lỉåüng khä ca vi sinh váût, v S ny nàòm trong cạc
acid amin trong nguûn sinh cháút ca vi sinh váût.

Do sỉûháúp thu S ca vi sinh váût, åí nhỉỵng âáút thiãúu S, nãúu bọn N hồûc âỉåìng bäüt
vo âáút s lm gim nàng sút ca hoa mu. VÇ N v C lm tàng sinh khäúi vi sinh váût
trong âáút, vi sinh váût phi láúy S ca âáút cho sỉû tàng sinh khäúi ca mçnh, v kãút qu l
hoa mu bë thiãúu S tráưm trng. Cạc thê nghiãûm trong nh lỉåïi cho tháúy, nãúu bọn thãm S
trong trỉåìng håüp nạy giụp cho hoa mu khäng bë gim nàng sút.

Hiãûn tỉåüng trãn âáy cn âỉåüc gi l siỉû báút âäüng S trong âáút do vi sinh váût. Vç S
âỉåüc chỉïa trong cạc acid amin trong vi sinh váût,nãn khi vi sinh váût chãút, S âỉåüc phọng
thêch tråí lải cho âáút dãù dng.

81
Hiãûn tỉåüng báút âäüng S do vi sinh váût chiè xy ra khi tè lãû C/S ca cháút hỉỵu cå trong
âáút vỉåüt quạ cán bàòng. Theo Barrow (1958), tè lãû C/S âỉåüc xem l cán bàòng khong 50/1.

4. Sỉû oxy họa, cạc S vä cå trong âáút

Cạc S vä cå âỉåüc sinh ra trong quạ trçnh khoạng họa S hỉỵu cå trong âáút, cọ thãø bë
oxy họa âãø cho ra sulfat. Hiãûn tỉåüng oxy họa cọ thãø do phn ỉïng họa hc thưn tụy, cng
nhỉ do cạc vi sinh váût. Oxêt họa họa hc xy ra tỉång âäúi cháûm, trong khi oxy họa do vi
sinh váût xy ra ráút nhanh trong âiãưu kiãûn mäi trỉåìng thûn håüp. Trong âiãưu kiãûn täúi
ho ca mäi trỉåìng cho hoảt âäüng ca vi sinh váût thç phn ỉïng oxy họa họa hc thưn
tụy xy ra khäng âạng kãø so våïi phn ỉïng oxy họa do vi sinh váût gáy ra.

VI sinh váût tham gia vo sỉû oxy họa lỉu S vä cå thnh sulfat pháưn låïn l vi khøn
v mäüt vi náúm. Vi khøn tham gia vo âuạ trçnh ny thỉåìng l vi khøn tỉû dỉåỵng bàõt
büc hồûc ty . Cng cọ mäüt êt vi khøn dë dỉåỵng v vi náúm dë dỉåỵng.

Vi sinh váût oxy họa S trong âáút nàòm trong 4 nhọm sau âáy

* Nhọm vi khøn hçnh que: giäúngThiobacillus.
* Nhọm vi khøn, náúm v xả khøn dë dỉåỵng.
* Nhọm vi khøn cọ dảng såüi. Nhọm ny gäưm trong 2 bäü v 6 bäü ca ngnh vi
khøn nhỉ sau:

+Bäü Beggiatoales:
- H Beggiatoaceae: Beggiatoa, Thiothrix, Thioplaca
- H Leucotrichaceae: Leucothrix
- H Achromatiaceae: Achromatium

+ Bäü Pseudomonales:

- Thiobacteriaceae: Thiobacterium
- Thiorhodaceae
- Chlorobacteriaceae

* Nhọm vi khøn sulfua lủc v têm, quang täøng håüp.

Trong cạc nhọm vi sinh váût trãn âáy, nhọm vi khøn cọ dảng såüi thỉåìng gàûp
trong bn v trong âáút ngáûp nỉåïc, oxy họa H
2
S do mäi trỉåìng sinh ra. Nhọm vi khøn
quang täøng håüp thỉåìng gàûp åí trong nỉåïc.

82
Giọỳng vi khuỏứn Thiobacillus coù 9 loaỡi, trong õoù coù 5 loaỡi õaợ õổồỹc nghión cổùu kyớ:

T. thiooxidans laỡ vi khuỏứn hoùa tổỷ dổồợng sọỳng õổồỹc ồớ mọi trổồỡng chua coù pH õóỳn
3,0.

T. thioparus laỡ vi khuỏứn rỏỳt nhaỷy caớm vồùi mọi trổồỡng chua.

T. novellus coù thóứ oxy hoùa caùc lổu huyỡnh trong hồỹp chỏỳt hổợu cồ lỏựn S vọ cồ.

T. denitrificans laỡ loaỡi vi khuỏứn coù thóứ sọỳng õổồỹc trong mọi trổồỡng thióỳu oxy vaỡ coù
khaớ nng khổớ oxy cuớa NO
3
trong õióửu kióỷn ngỏỷp nổồùc.

T. ferrooxydans, coù thóứ oxy hoùa caớ S vọ cồ lỏựn caùc muọỳi Fe trong õỏỳt.

hỗnh daỷng giọỳng Thiobacillus gỏửn giọỳng vồùi caùc giọỳng thuọỹc nhoùm Pseudomonas,

nhổng khaùc nhau vỗ Thiobacillus coù khaớ nng hoùa tổỷ dổồợng.

Mọ hỗnh oxy hoùa S cuớa caùc vi sinh vỏỷt naỡy õổồỹc mọ taớ theo hỗnh 6.6.


5. Quaù trỗnh khổớ cuớa lổu huyỡnh trong õỏỳt

Khi õỏỳt chuyóứn sang tỗnh traỷng hióỳm khờ do bở ngỏỷp nổồùc, nọửng õọỹ sulfic trong
õỏỳt tng dỏửn, trong khi õoù nọửng õọỹ sulfat cuớa õỏỳt bở giaớm nhanh. Trong trừc dióỷn cuớa õỏỳt
thổồỡng coù 1 vuỡng tỏỷp trung sulfid sừt nhở. i õọi vồùi hióỷn tổồỹng tng lổồỹng sulfid trong
õỏỳt, mọỹt sọỳ vi khuỏứn khổớ sulfat cuợng tng nhanh theo Takai vaỡ caùc ctv (1956), sdau khi
cho õỏỳt ruọỹng ngỏỷp nổồùc 2 tuỏửn lóự, mọỹt sọỳ vi khuỏứn khổớ sulfat tng lón õóỳn vaỡi trióỷu
trong 1 gram õỏỳt.

Coù 2 giọỳng vi khuỏứn tham gia vaỡo quaù trỗnh khổớ sulfat cuớa S trong õỏỳt:

a. Vi khuỏứn Desulfovibio giổợ vai troỡ quan troỹng hồn caớ õỏy laỡ vi khuỏứn kyủ khờ
bừt buọỹc, coù hỗnh phỏứy vaỡ di õọỹng bồới 1 chión mao ồớ mọỹt õốnh. Vi khuỏứn naỡy thuọỹc nhoùm
vi khuỏứn chởu ỏỳm, nhióỷt õọỹ tọỳi haớo khoaớng 30
o
C. Khọng phaùt trióứn õổồỹc ồớ mọi trổồỡng
quaù chua, coù pH < 5,5. Giọỳng vi khuỏứn naỡy chổùa nhióửu loaỡi, tuy nhión loaỡi Desulfovibrio
desulfuricans thổồỡng gỷp trong õỏỳt nhỏỳt.

b. Vi khuỏứn Clostridium nigrificans ờt gỷp hồn, laỡ vi khuỏứn chởu noùng, nhióỷt
õọỹ tọỳi haớo cho loaỡi naỡy laỡ 55
o
C.
83

Quạ trçnh khỉí sulfat trong âáút ngáûp nỉåïc xy ra theo nhiãưu giai âoản nhỉ trong
hçnh 6.7

IV. VI KHØN SỈÍ DỦNG SÀÕT (Fe) V SỈÛ CHUØN HỌA SÀÕT TRONG ÂÁÚT

1. Vi khøn sỉí dủng sàõt:

Nàm 1888, Winogradsky ( nh bạc hc Nga) phán láûp âỉåüc mäüt loi vi khøn tỉì
trong súi nỉåïc chỉïa nhiãưu sàõt. Vi khøn ny cọ kh nàng oxy họa cạc ion Fe
++
thnh
hydroxid Fe
+++
v têch ly trong v ca chụng. Âọ l vi khøn Leptothrix characeae.

Vãư sau ny â phạt hiãûn ra ráút nhiãưu vi khøn cọ kh nàng sỉí dủng sàõt (Fe) nhỉ l
cháút trao âäøi nàng lỉåüng. Vi khøn ny cọ nhiãưu trong nỉåïc cng nhỉ trong âáút. Mäüt
säú tham gia vo quạ trçnh chuøn họa Fe trong âáút, mäüt säú khäng cọ nh hỉåíng âãún.

Cạc vi khøn sỉí dủng Fe âỉåüc xãúp vo 4 h sau:

- H Caulobacteraceae: khäng cọ dảng såüi, hçnh que, cå thãø têch ly Hydroxid sàõt
tan. Gäm cạc chi Gallionella, Siderophaceae

- H Siderocapsaceae: Hçnh que hồûc hçnh cáưu, cọ v nháưy chỉïa múi Fe hồûc
múi mangan, chia ra 2 nhọm:

+ Cọ v:

- Hçnh cáưu: Siderocapsa, Siderosphaera

- Hçnh que: Ferribacterium, Sideromonas, Sideronema.

+ Khäng cọ v: Ferrobacillus, Siderbacter, Siderococcus

- H Chlamydobacteriaceae: cọ dảng såüi, cọ v chỉïa múi sàõt tam hồûc múi Mn:
Leptothrix, Toxothrix

- H Crenothricaceae: Crenothrex, Clonothix

Ngoi 4 h trãn âáy, cn cọ mäüt loi vi khøn khạc cng cọ kh nàng sỉí dủng Fe
nhỉ Thiobacillus ferrooxidans.

84
Trong caùc vi khuỏứn sổớ duỷng õỏỳt trón õỏy, coù 3 loaỷi laỡ vi khuỏứn "thióỳt tổỷ dổồợng"
bừt buọỹc (obligate iron autrophe) gọửm: Thiobacillus ferrooxidans. Ba loaỷi vi khuỏứn naỡy
khọng phaùt trióứn õổồỹc trong mọi trổồỡng dinh dổồợng chỏỳt hổợu cồ. Chuùng sổớ duỷng õổồỹc C
cuớa khờ CO
2
vaỡ lỏỳy nng lổồỹng tổỡ phaớn ổùng oxy hoùa sừt nhở.

2. Quaù trỗnh oxy hoùa - khổớ ion sừt

a. õióửu kióỷn hióỳm khờ, do õỏỳt bở ngỏỷp nổồùc, Fe
+++
bở khổớ thaỡnhsừt Fe
++
.
quaù trỗnh naỡy xaớy ra do vi sinh vỏỷt yóỳm khờ sổớ duỷng ion sừt laỡm chỏỳt trao õọứi nng
lổồỹng. Takai vaỡ cọỹng taùc vión (1956) do hióỷu thóỳ khổớ vaỡ ion Fe
++

trong õỏỳt ruọỹng bở ngỏỷp
nổồùc vaỡ cho kóỳt quaớ trong baớng 6.2.

Baớng 6.2
: Quaù trỗnh khổớ do vi sinh vỏỷt trong õỏỳt ruọỹng sau khi cho ngỏỷp nổồùc:

Thồỡi gian sau khi cho Hióỷu thóỳ khổớ (Eh)
ion Fe
++

(%) Tố lóỷ giổợa
ngỏỷp nổồùc ( ngaỡy) (volt) (pmm)
Fe
++
/(Fe
++
+ Fe
+++
)
0 0,45 0 43
1 0,22 0 47
2 -0,05 200 59
3 -0,20 - 66
5 -0,23 940 73
8 -0,25 1.030 76
13 -0,25 1.140 84
21 -0,25 950 78


Qua baớng 6.2, chuùng ta thỏỳy trong quaù trỗnh ngỏỷp nổồùc lổồỹng Fe++ ngaỡy caỡng tng

vaỡ õaỷt mổùc cao nhỏỳt vaỡo ngaỡy thổù 13 sau khi ngỏỷp nổồùc. ọửng thồỡi lổồỹng Fe
+++
ngaỡy caỡng
giaớm theo cuỡng nhởp õọỹ vồùi sổỷ tng Fe
++
.

Quaù trỗnh khổớ sừt tam trong õióửu kióỷn ngỏỷp nổồùc do taùc duỷng cuớa caùc vi sinh vỏỷt
maỡ hỏửu hóỳt laỡ do caùc vi khuỏứn kyủ khờ nhổ:

- Bacillus polymyxa
- B. circulans
- Escherichia freundii
- Aerobacter aerogenes

85
Hai loải B. polymyxa v B. circulans hoảt âäüng åí mäi trỉåìng chua, pH vo khong
5,5. Hai loi B. freundii v A. aerogenes thêch mäi trỉåìng chua hån.

ÅÍ âáút cọ chỉïa nhiãưu cháút hỉỵu cå, nãúu bë ngáûp nỉåïc, vi khøn khỉí sàõt cho ra nhiãưu
ion Fe++. Trong âiãưu kiãûn ny vi khøn khỉí sulfat nhỉ Desulfovibrio chuøn hoạ sulfat
thnh sulfit. Sunfit s phäúi håüp våïi Fe
++
cho ra pyrit (FeS). Nãúu âiãưu kiãûn ngáûp nỉåïc liãn
tủc láu di, pyrit têch tủ thnh táưng phn tiãưm tng trong âáút. Trong âiãưu kiãûn ny pyrit l
mäüt múi kim loải khọ tan nãn khäng âäüc cho rãù cáy. Tuy nhiãn lỉåüng ion Fe++ âỉåüc
phọng thêch v tỉû do trong dëch ca âáút v âäüc cho cáy träưng khi hiãûn diãûn quạ nhiãưu.

Trỉåìng håüp âáút cọ thy triãưu lãn xúng, cạc giai âoản thoạng v úm khê thay
nhau. Trong giai âoản úm khê vi khøn khỉí Fe

+++
thnh Fe
++
v kãút håüp våïi sulfat trong
âáút thnh sulfat sàõt nhë, têch tủ trong táưng âáút áúy v tảo thnh táưng âáút cọ gley, mu xạm
hồûc xạm xanh sạng. Sulfat sàõt nhë âäüc cho cáy.


b. Trong âiãưu kiãûn thoạng khê: Fe
++
bë oxy hoạ tråí thnh sàõt Fe
+++
. Trong âiãưu kiãûn
âáút trung tênh quạ trçnh ny ch úu xy ra do phn ỉïng hoạ hc. Trong âiãưu kiãûn âáút
chua, quạ trçnh oxy hoạ do vi sinh váût tạc dủng gáy ra, ch úu l vi khøn: Hai loi vi
khøn oxy hoạ Fe++ thnh Fe+++ âỉåüc nghiãn cỉïu nhiãưu l:

- Ferrobacillus ferrooxidans.
- Thiobacillus ferrooxidans.

pH thêch håüp cho hoạ trçnh oxyd hoạ sàõt nhë biãún âäüng tỉì 2,0 âãún 4,5 v täút nháút åí
3,5.

Quạ trçnh oxyd hoạ sàõt nhë sinh ra nàng lỉåüng. Ngỉåìi ta tênh âỉåüc mäùi ngun tỉí
gram sàõt s cho ra 10.000 calo.

V. SỈÛ CHUØN HOẠ MANGAN (Mn) TRONG ÂÁÚT:

Mn l cháút vi lỉåüng âäúi våïi cáy träưng. Mn hiãûn diãûn trong âáút dỉåïi hai dảng,
Mn

++
v Mn
++++
. Mn tan trong nỉåïc v âỉåüc cáy háúp thủ. Mn
++++
khäng tan, cáy khäng
háúp thủ âỉåüc v hiãûn diãûn dỉåïi dảng oxyd mangan (MnO
2
).

86
Trong õióửu kióỷn acid, pH 5,5, Mn
++++
coù thóứ bở khổớ thaỡnh Mn
++
. Ngổồỹc laỷi trong
õióửu kióỷn kióửm, pH 8.0, Mn
++
coù thóứ bở oxyd hoaù thaỡnh Mn
++++
dổồùi daỷng MnO
2
. Sổỷ
chuyóứn hoaù naỡy thuỏửn tuùy hoaù hoỹc.

Trong õióửu kióỷn mọi trổồỡng coù pH trong khoaớng 5,5 õóỳn 8,0, vai troỡ cuớa vi sinh
vỏỷt trong quaù trỗnh chuyóứn hoaù trón õỏy õổồỹc xem laỡ õaùng kóứ.

Vi sinh vỏỷt tham gia vaỡo quaù trỗnh oxy hoaù Mn trong õỏỳt gọửm coù vi khuỏứn, nỏỳm vaỡ
xaỷ khuỏứn. Trong vi khuỏứn coù thóứ kóứ caùc giọỳng Aerobacter, Bacillus, Corynebacterium vaỡ

Pseudomonas. Nỏỳm gọửm coù Cladsporium, Curvularia, Helminthosporium vaỡ Cephalosporium,
Streptomyces, xaỷ khuỏứn, cuợng õổồỹc baùo caùo laỡ coù tham gia vaỡo quaù trỗnh naỡy. Ngoaỡi ra caùc
vi khuỏứn chuyóứn hoaù Fe cuợng coù tham gia vaỡo quaù trỗnh oxy hoaù Mn.

Mỏỷt sọỳ vi sinh vỏỷt oxy hoaù Mn hióỷn dióỷn khaù cao trong õỏỳt. Chuùng chióỳm khoaớng 5
õóỳn 15% tọứng sọỳ vi sinh vỏỷt sọỳng trong õỏỳt. Chuùng phaùt trióứn tọỳt nhỏỳt ồớ pH tổỡ 6 õóỳn 7,5%.