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

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

Trang 1

VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ VAI TRÒ CỦA VI SINH VẬT TRONG ĐẤT

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

Trang 2

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

Trang 3

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ

archaea, vi nấm, vi tảo, động vật nguyên sinh

Trang 4

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.

Trang 5

Một số hình ảnh vi sinh vật trong đất

Vi khuẩn Bacillus thuringiensis Cupriavidus gilardii Vi khuẩn

Giun đất Tảo

Virus Vi khuẩn Bacillus thuringiensis Virus Vi khuẩn Bacillus thuringiensis Cupriavidus gilardii Vi khuẩn Virus Vi khuẩn Bacillus thuringiensis Cupriavidus gilardii Vi khuẩn Virus Vi khuẩn Bacillus thuringiensis Cupriavidus gilardii Vi khuẩn 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

Trang 6

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.

Trang 7

SỰ PHÂN BỐ VI SINH VẬT TRONG MÔI TRƯỜNG ĐẤT

Trang 8

Sự phân bố vi sinh vật trong môi trường đất

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

Trang 9

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

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

Trang 10

• 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

Trang 11

• 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.

Trang 12

• 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

Trang 13

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:

Trang 14

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

Trang 15

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,

Trang 16

• 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 …

Trang 17

Penicillium Bacillus Cytophaga

Cellulomonas Aspergillus

Trang 18

• 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

Trang 19

• 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.

Trang 20

Bacteroides Streptomyces albogriseolus

Trang 21

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

Trang 22

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

Trang 23

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.

Trang 24

Vi sinh vật phân giải PhotPho (P):

Trang 25

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…

Trang 26

Xạ khuẩn: Streptomyces

Streptomyces

Trang 27

• Nấm : Aspergillus, Penicillium, Rhizopus,

Sclerotium …

Trang 28

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

Trang 29

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

Trang 30

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.

Trang 31

Qúa trình cố định Nito nhờ vi sinh vật

sống tự do và hội sinh như các Vi Khuẩn sau:

Vi khuẩn Azotobacter, Vi khuẩn

Beijerinskii, Vi khuẩn Clostridium,

1 Vi khuẩn Azotobacter

Trang 32

3.4.1 Vi sinh vật cố định Nito:

• Là loại sinh vật có tác dụng cố định đạm nitơ tự

do trong không khí và trong đất (cây trồng không hấp thu được) tạo thành đạm dễ tiêu cung cấp cho đất và cho cây trồng.

• Bản chất của quá trình cố định nitơ phân tử

được Hellrigel và Uynfac tìm ra năm 1886 Có hai nhóm vsv tham gia đó là: (1) nhóm vi sinh

vật sống tự do và hội sinh và (2) nhóm vi sinh

vật cộng sinh.

Trang 33

Qúa trình cố định Nito nhờ vi sinh

vật sống tự do và hội sinh

Vi khuẩn Clostridium

Trang 34

Qúa trình cố định Nito nhờ vi sinh vật sống tự do

và hội sinh

• 2 Vi khuẩn Beijerinskii

• Vi khuẩn Beijerinskii có khả năng đồng hóa tốt các loại

đường đơn, đường kép, cứ tiêu tốn 1 gam đường gluco

nó có khả năng cố định được 5 – 10 mgN

• có thể phát triển ở môi trường pH= 3, nhưng vẫn phát

triển ở pH trung tính hoặc kiềm yếu, vi khuẩn Beijerinskii

thích hợp ở độ ẩm 70 – 80% ở nhiệt

• Độ 25 – 28 độ C Vi khuẩn Beijerinskii phân bố rộng trong

tự nhiên, nhất là ở vùng nhiệt đới và á nhiệt đới

Vi khuẩn Clostridium đồng hóa tốt tất cả các nguồn thức

ăn nitơ vô cơ và hữu cơ, cứ 1 gam đường gluco thì đồng hóa được 5 – 12 mgN

Nó có thể phát triển ở pH 4,5 – 9, độ ẩm thích hợp 60 – 80%, nhiệt độ 25-30 độ C

Trang 35

Quá trình cố định nitơ phân tử cộng

sinh

• Vi khuẩn Rhizobium :

Rhizobium

Trang 36

Quá trình cố định nitơ phân tử cộng

• Vi khuẩn Rhizobium gồm nhiều loài khác

nhau: Rh Leguminosarum;Rh Phaseoli;

Rh Trifolii.

Trang 37

Các VSV cố định Nito khác

• Nhóm vi khuẩn cố định nitơ phân tử hảo

khí: Azotomonas insolita; Azotomonas

fluorescens; Pseudomonas azotogenis; Azospirillum…

azospirillum

Trang 38

• Nhóm vi khuẩn cố định nitơ phân tử hảo

khí không bắt buộc: Klebsiella

pneumoniae; Aerobacter aerogenes…

Aerobacter aerogenes Klebsiella pneumoniae

Trang 39

Trang 40

• Nhóm vi khuẩn cố định nitơ phân tử kị khí

quang hợp: Rhodospirillum rubrum;

Chromatium sp.; Chlorobium sp.;

Rhodomicribium sp.,…

Trang 41

• Nhóm vi khuẩn cố định nitơ phân tử kỵ khí

không quang hợp: Desulfovibrio

desulfuricans; Methanobacterium sp…

Bacillus

Trang 42

Desulfovibrio desulfuricans Methanobacterium

Trang 43

• Xạ khuẩn : Một số loài thuộc giống:

Actinomyces; Frankia; Nocardia;

Actinopolyspora; …

Trang 44

• Nấm : rhodotorula….

rhodotorula

Trang 45

• Tảo – Vi khuẩn lam: Plectonema;; Anabaena azollae;

Anabaena ambigua; Anabaena cylindrica; Calothrix elenkii

Trang 46

Vi sinh vật tham gia vào quá trình

nitrat hóa:

Quá trình Nitrat hóa xảy ra qua 2 giai đoạn:

Giai đoạn Nitrite hóa:

NH4+ + 3/2 O2 NO2

Định dạng
Số trang	47
Dung lượng	4,34 MB