Vi sinh vật đất P6

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)