đề cương chi tiết môn sinh học đất . Động vật đất là nhóm sinh vật đất có kích thước lớn hơn có thể nhìn bằng mắt thường và có thể cầm nắm đc 1 cách dễ dàng.Đặc điểm: để tồn tại đc từ cơ thể mềm mại dần biến thành các vỏ bọc để bảo vệ cơ thể và chống mất nước. Đặc thù của đv đất là khả năng di cư tích cực, thích nghi chuyển vận trong môi trường đất, chúng lợi dụng các khe hở, kẽ, khoang nứt trong môi trường đất để di chuyển. Có 2 nhóm động vật đất di chuyển khác nhau: di chuyển theo kiểu tự đào, hoặc theo thụ động. Dựa vào các khe hở trong đất ,hay chúng tự co dãn để phù hợp vs khe hở .Ngoài ra động vật đất còn di cư theo ngày đêm, theo độ sâu, theo mùa ,theo bề mặt đất. Các động vật đất chủ yếu sống theo đàn và có tính kỉ luật nghiêm như ong, kiến, mối.
SINH HỌC ĐẤT Câu 1: Sinh vật đất sinh vật sống đất, sống suốt đời sống tạm thời Sinh học đất môn khoa học nghiên cứu hoạt động sống sinh vật sống đất Phân loại: Sinh vật đất gồm -Nguyên sinh động vật đất -Động vật đất -Vi sinh vật đất: vi khuẩn đất ,xạ khuẩn đất, nấm đất Câu 2: Động vật đất nhóm sinh vật đất có kích thước lớn nhìn mắt thường cầm nắm đc cách dễ dàng Đặc điểm: để tồn đc từ thể mềm mại dần biến thành vỏ bọc để bảo vệ thể chống nước Đặc thù đv đất khả di cư tích cực, thích nghi chuyển vận mơi trường đất, chúng lợi dụng khe hở, kẽ, khoang nứt môi trường đất để di chuyển Có nhóm động vật đất di chuyển khác nhau: di chuyển theo kiểu tự đào, theo thụ động Dựa vào khe hở đất ,hay chúng tự co dãn để phù hợp vs khe hở Ngồi động vật đất cịn di cư theo ngày đêm, theo độ sâu, theo mùa ,theo bề mặt đất Các động vật đất chủ yếu sống theo đàn có tính kỉ luật nghiêm ong, kiến, mối Đv đất hấp thu chất dinh dưỡng đất,ăn thức ăn mọng nước xác vsv Phân loại : ấu trùng sâu bọ cánh cứng; rết ăn thịt; giun đất; mối kiến đất; ve, giáp, bọ Vai trò: Cải tạo độ màu mỡ co đất, làm thay đổi kết cấu, giới đất, tăng hàm lượng dinh dưỡng dễ tiêu đất , góp phần tích cực vào cải tạo đất Ngồi ,đv đất phá hoại mùa màng ( gặm nhấm trồng) ,phá hoại lương thực, thực phẩm Câu 3: Nguyên sinh động vật đất: Là sinh vật đơn bào, có kích thước thể từ vài µm đến vài cm Đặc điểm: Nhóm Nguyên sinh động vật đất có vịng đời gồm pha: -pha hoạt động: pha chúng di chuyển ,vận động, sinh trưởng phát triển -Pha ngủ nghỉ ( pha hình thành nang xác): chúng bất động Cơ chế hình thành nang xác : thể hình thành vỏ bọc dày bảo vệ thể , chống lại tác động bên ngồi : nhiệt độ, độ khơ cằn, kiềm… Phân loại: -Theo hình thái: Lớp Sarcodina hay Rhizopodes (chân giả):Nhóm gồm nguyên sinh động vật có khả hình thành chân giả giai đoạn trưởng thành Lớp Mastigophora hay Flagelles (có roi) di động nhờ roi, số loài di động theo kiểu amip Lớp Spozoa hay Sporozoaires (trùng bào tử) ký sinh ý nghĩa sinh học đất Lớp Ciliophora hay Cilies (có tiêm mao): Nhóm đặc biệt, di động tiêm mao -Theo dinh dưỡng: Nguyên sinh động vật quang hợp: Nguyên sinh động vật dị dưỡng: Nguyên sinh động vật dinh dưỡng theo kiểu động vật: -Theo hơ hấp: Nhóm geohydrobionten :Là ngun sinh động vật sống khối nước màng nước đất Chúng sinh vật thuỷ sinh sống nước đất Chúng hơ hấp oxy hồ tan nước Đại diện cho nhóm hơ hấp kiểu Trùng bánh xe Habrotrochapusilla mimetica Nhóm geoatmobionten: Là nguyên sinh động vật đất hô hấp nhờ oxy tự có khe đất Đại diện cho nhóm hơ hấp giun trịn Nematoda Vai trị: tham gia vào trình cân sinh học đất tham gia mức độ định qt phân giải tổng hợp chất hữu Câu 4: Vi sinh vật đất sinh vật đất có kích thước nhỏ bé, ko quan sat đc mắt thường mà phải dùng kính hiển vi Kích thước thường đo µm nm Vai trị : vi sinh vật chiếm số lượng lớn đất có vai trị quan trọng q trình hình thành, phân giải, chuyển hóa chất đất Câu 5: Sự biến động hệ sinh vật đất: Câu 6:Quan điểm q trình hình thành mùn: Quan điểm hóa học: mùn sản phẩm trung gian, dư thừa trình phân giải hóa học xác sinh vật Quan điểm sinh học: mùn sản phẩm hữu tổng hợp đc hình thành trình hoạt động sống sinh vật đất Câu 7: Vịng tuần hồn N td vsv: +Quá trình cố định Nito phân tử: N2 ko khí => protit lồi sinh vật +Q trình amon hóa : protit=> NH3 +Q trình nitrat hóa: NH3=> NO3+Q trình phản nitrat hóa : NO3- =>N2 Cơ chế trình cố định nito phân tử : Enzym cố định nitơ phân tử Nitrogenase gồm thành phần chính: + Fe-protein: khối lượng phân tử khoảng 6.104 dalton (g/mol) + Mo-Fe-protein: khối lượng phân tử 22.104 dalton (g/mol) Câu 8: Động thái vsv ngày theo mùa năm ( biểu đồ) Câu 9: Động thái vsv theo nhiệt độ, độ ẩm.( biểu đồ) Câu 10: Mối quan hệ vsv đất đất; vsv đất trồng: -Mối quan hệ vsv đất : +Vai trò vsv đối vs đất: Tham gia vào trình hình thành đất Tăng cường độ phì nhiêu cho đất( đâu đất phì nhiêu số lượng vsv nhiều, ngược lại): chuyển hóa chất khó tiêu thành dễ tiêu, tăng độ phì nhiêu cho đất; tham gia vào qúa trình hình thành mùn, tích lũy mùn đất, cải thiện tính chất lý, hóa học cho đất +vai trị đất với vsv: đất môi trường sống tốt vsv -Mối quan hệ vsv đất trồng: +Vai trò vsv trồng: Chuyển hóa chất khó tiêu thành dễ tiêu cung cấp cho trồng Tổng hợp chất cần thiết cho vitamin, chất kích thích sinh trưởng Tăng khả đề kháng cho Tạo mối quan hệ cộng sinh Ngoài ra, vsv gây hại đối vs trồng: tiết chất độc, kí sinh, gây bệnh… +Vai trò trồng vi sinh vật: Là nguồn hữu chủ yếu cho trình chuyển hóa vsv đất Tạo chất cần thiết kích thích phát triển vsv đất Câu 11: Vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm +Khử gián tiếp qt axit hóa mơi trường qt hoạt động sống vsv, tạo đk cho qt khử hóa học Mn Câu 16: Q trình cố định N phân tử tự td vi khuẩn A,B,C Quá trình cố định Nito phân tử tự qt đống hóa Nito khơng khí td chủng giống vsv hệ tự do, với tham gia hoạt tính cố định nito phân tử enzym nitrogennase 1, Azotobacter: -Năm 1901, Beijerinck phân lập đc từ đất loài vi khuẩn gram âm ko sinh nha bào, có khả cố định nito phân tử , đặt tên azotobacter chrococcum -Giống azotobacter nói chung nuôi cấy môi trường nhân tạo thường biểu đặc tính đa hình, có kích thước 1,8-2,5x2,5-5,5 µm Tế bào cịn non thường có tiêm mao, có khả tạo nang xác Khuẩn lạc có màu sắc khác nhau, có khả khuếch tán mơi trường, khơng tùy lồi -Điều kiện mơi trường: pH=4,5-9 ( thích hợp 7,2-8,2), nhiệt độ 25-28°C, độ ẩm 4070% -Có khả sử dụng loại đường đơn đường kép…Hoạt tính 1g glucose cố định 8-18mg N 2, Beijerinskii -Năm 1893, Stackê( ấn độ) phân lập loại vkowr ruộng lúa chua có khả cố định nitow phân tử, đặt tên beijerinskii -Beijerinskii vi khuẩn gram- , hảo khí, phát triển đc đk yếm khí, có tính đa hình, kích thước 0,5-2x1-4,5µm, di chuyển đc không, ko sinh nha bào nang xác,, sinh trưởng chậm, khuẩn lạc lồi, nhầy, non ko có màu, già có màu tối -Điều kiện mơi trường :pH=3-10 (4,5-9), nhiệt độ 25-30, độ ẩm 50-90% -Có khả sử dụng đường đơn, kép Hoạt tính 1g glucose tạo 5-10mg N 3, Clostridium -Năm 1939, vinogratskii phân lập đc loại vi khuẩn kị khí, có khả cố định nito phân tử, đặt tên clostridium pasteurianum -Clostridium trực khuẩn G(+), yếm khí bắt buộc, kích thước 0,7-1,3x2,5-7,5µm, sinh nha bào làm biến dạng tế bào -Điều kiên môi trường: pH =4,5-8,5 , nhiệt độ 25-30, độ ẩm 60-80% Ít mẫn cảm nguồn dinh dưỡng Ca, P, so với azotobacter -Có khả sử dụng đường đơn, đường kép Hoạt tính 1g glucose tạo 8-12mg N Câu 17: Quá trình cố định N phân tử cộng sinh vk Rhizonium: 1,K/n: Quá trình cố định nito phân tử cộng sinh qt đồng hóa nto ko khí tác dụng loài vsv hệ cộng sinh, với tham gia hoạt tính cố định nito phẩn tử enzim nitrogenase 2,Đặc điểm: Rhizonium trực khuẩn G(-), hảo khí, ko sinh nha bào, sinh giáp mơ, kích thước 0,5-0,9x1,2-3,2µm, có tiêm mao, khuẩn lạc màu đục ,nhầy ,lồi -Điều kiên môi trường: pH=6,5-7,5 , độ ẩm 60-70%, nhiệt độ 28-30°C -Có khả sử dụng đường đơn ,đường kép, axit hữu cơ, rượu bậc thấp… Khoảng 30% lượng đường đc hấp thụ để sinh lớp giáp mô 3, Phân loại vi khuẩn nố sần Năm 1984, Bergey chia VKNS thành nhóm: + Nhóm 1: VKNS có 2-6 tiên mao, mọc theo kiểu chùm mao hay chu mao, phát triển nhanh môi trường cao nấm men, gồm có lồi: Rhizobium leguminosarum (CS đậu Hà Lan); Rhizobium phaseolii (CS đậu Côve); Rhizobium trifolii (CS cỏ ba lá); Rhizobium meliloti (CS Medicago) + Nhóm 2: VKNS có tiên mao, thời gian mọc chậm, gồm loài: Rhizobium japonicum (CS đậu tương); Rhizobium vigna (CS lạc, đậu xanh); Rhizobium lupini (CS Lupin) - Năm 1996, VKNS phân loại lại, gồm giống sau: Sinorhizobium (mọc nhanh, sinh axit); Bradyrhizobium (mọc chậm, sinh kiềm) ; Agrobacterium Phyllobacterium (CS khơng thc họ đậu) 4, Sự hình thành nốt sần - VKNS sống quanh rễ đậu đỗ , rễ tiết chất kích thích sinh trưởng, phát triển VKNS glucose, lipid, protein - VKNS xâm nhập qua lông hút vết thương hở rễ cây; đạt mật độ tối thiểu 104 tế bào/gam đất có khả xâm nhập Tùy mật độ VK mà tạo nốt sần to hay nhỏ (nốt sần to mật độ VKNS phải > 107 tế bào/gam đất) - Rễ tiết enzyme polygalacturonase phân hủy thành lông hút, tạo chỗ cho VKNS xâm nhập hình thành “dây xâm nhập” Đó khối nhầy, bên chứa nhiều vi khuẩn hình que Dây xâm nhập phát triển nhanh đến nhu mơ rễ Tại đây, VK khỏi dây xâm nhập, kích thích tế bào nhu mơ phát triển hình thành nốt sần Trong nốt sần, vi khuẩn biến đổi thành thể giả khuẩn (kích thước lớn hơn; hình X, Y, L; khơng có khả phân chia) Các tế bào nhu mô nốt sấn có Riboxom lớn, có enzyme leghemoglobin để vận chuyển oxi cung cấp cho vi khuẩn - Cường độ cố định N2 phụ thuộc số lượng nốt sần hữu hiệu loại trồng - Số lượng nốt sần tổng số hữu hiệu đạt cực đại vào thời kỳ hoa, hình thành non giảm dần đến cuối vụ thu hoạch Câu 18: Quá trình amon hóa, nitrat hóa, phản nitrat hóa A-Q trình Amon hóa K/n: qt phân hủy ,chuyển hóa hợp chất có chứa Nito td vsv tạo thành NH4+(NH3) cung cấp cho trồng 1, Quá trình amon hóa ure : -K/n: Là hợp chất có chứa 46,6% N, cơng thức CO(NH2)2 ; có nước tiểu động vật (2,2%) +Ure tổng hợp nhân tạo để làm phân bón, theo phương trình: NH3+CO2-> CO(NH2)2 +Cây trồng không sử dụng N trực tiếp từ ure mà trước hết ure cần có chuyển hóa để tạo amôn -Cơ chế: Các VSV tiết enzym urease làm xúc tác cho phản ứng chuyển hóa urease CO(NH2)2 + 2H2O = 2NH3 + CO2 + H2O - Vsv phân giải ure +Vi khuẩn: Planosarcina ureae, Micrococcus ureae, Sarcina hansenii + Nhiều nấm mốc xạ khuẩn có khả phân giải ure + VSV phân giải ure thường phát triển tốt mơi trường trung tính-hơi kiềm (6,5-8,5) 2, Q trình amon hóa protein: -K/n :Protein hợp chát hữu cao phân tử, giữ nhiều vai trò nòng cốt thể sinh vật, đấp ứng chức cấu trúc điều hòa Protein cấu tạo từ đơn phân tử axit amin lien kết peptit -Cơ chế phân giải protein Enzym phân giải protein chia nhóm: + Endo-peptidase: cắt đứt liên kết peptide, phân giải protein thành đoạn ngắn, đơn giản (poly-peptide olygo-peptide) + Exo-peptidase: có loại: amino-peptidase (tách aminoacid có gốc amin cuối mạch) carboxyl-peptidase (tách aminoacid có gốc carboxyl cuối mạch) Sản phẩm trình phân giải aminoacid Các aminoacid tiếp tục bị khử để tạo amôn -Các vi sinh vật +Vi khuẩn: Bacillus mycoides, B.mesentercus, B.subtilis, Ptoteus vulgaris, Chromobacterium prodigiosum , Pseudomonas fluorescens, Escherichia coli, Clostridium sporogenes… +Xạ khuẩn: Streptomyces griseus, S.rimesus… +Nấm: Aspergillus oryzae, A.flavus, A.terricoda, A.niger, Penicillium camomberli, Mucor… 3, Q trình amon hóa kitin (chitin) B-Q trình nitrat hóa * Định nghĩa: q trình phân huỷ, chuyển hố NH3 (NH4+) tác dụng chủng giống vi sinh vật thành NO3* Hai quan điểm trái ngược trình - Quan điểm thứ nhất, q trình có lợi vì: + Cây trồng hút NO3- nhiều NH4+ + Làm chua mơi trường giúp giải phóng dinh dưỡng từ keo đất + Khép kín vịng tuần hồn vật chất (vịng tuần hồn N) - Quan điểm thứ hai, q trình có hại vì: + Cây trồng hút NO3- tương đương NH4+ + Làm chua môi trường → hạn chế phát triển vi sinh vật, trồng không chịu chua + Là tiền đề q trình N + Ơ nhiễm đất, nguồn nước (hiện tượng phú dưỡng) → Kết luận: nông nghiệp, q trình có hại nhiều lợi, cần có biện pháp hạn chế q trình * Các biện pháp hạn chế q trình này: Ngồi biện pháp canh tác tưới tiêu chủ động, tránh điều kiện ngập úng, yếm khí, tránh khơ hạn, áp dụng biện pháp khác như: phân đạm bọc lưu huỳnh, dùng thuốc ức chế nitrificid bón vào đất để ức chế vi sinh vật tham gia trình Ở Mỹ, Nhật, Đức dùng N_secer (2_Clo_6 piridin) Ở Liên Xô sản xuất AM (2 amino_4CLo_6 metyl piridin) * Cơ chế: Theo Vinogratxki, trình chia giai đoạn: - Giai đoạn nitrit hoá: NH4+ → NO2Vi sinh vật: giống chủ yếu: Nitrosomonas, Nitrosolobus, Nitrocystis, Nitrosospira Các vi khuẩn có tính đa hình (hình que xoắn, hình cầu, bầu dục ), có tiên mao nên di động được, đa số G(-), không sinh nha bào, pH=4,5-6,5; độ ẩm 5070% - Giai đoạn nitrat hóa: NO2- → NO3Vi sinh vật: giống chủ yếu: Nitrobacter, Nitrospira, Nitrococcus Đây vi khuẩn tự dưỡng hoá năng, hình cầu, hình trứng, có tiên mao, di động được, G (-), không sinh nha bào, pH = 4,5 - (thích hợp pH trung tính → kiềm), nhiệt độ = 250C - 280C, độ ẩm 40 - 70%, hảo khí hảo khí tuỳ tiện C-Q trình phản nitrat hóa * Định nghĩa Là q trình phân huỷ, chuyển hố NO3- thành N2 trả lại N2 cho khơng khí Đây q trình khơng có lợi cho sản xuất nơng nghiệp Ước tính trồng có khả sử dụng 50% lượng phân đạm bón vào đất, 50% cịn lại theo đường: phản nitrat hố (90%), rửa trơi, thấm sâu * Cơ chế NO3- → NO2- → NO- → N2O → N2 * Vi sinh vật: Micrococcus denitrificans Pseudomonas denitrificans Thiobacillus denitrificans Đa số vi sinh vật tự dưỡng hoá năng, dị dưỡng hoá hoại sinh, pH = 10 (tốt pH trung tính → kiềm), thuộc nhóm yếm khí yếm khí tuỳ tiện, nhiệt độ từ 25 - 300C, r = 40 - 90% Trong điều kiện yếm khí hồn tồn, vi sinh vật sản sinh enzyme nitrat reductase, nitrit reductase xúc tác cho phản ứng khử * Biện pháp hạn chế: (tương tự q trình nitrat hóa) Câu 19: Đất môi trường sống tốt hầu hết lồi vsv: -Trong khơng khí: khơng khí ko phải môi trường sống vsv kk có nhiều vsv có nguồn gốc từ đất, nước, người, đv,tv, theo gió bui phát tán khắp nơi -Trong nước: Nước nguyên chất ko phải phải môi rường sống thuận lợi cho vsv, nước ko phải môi trường giàu dinh dưỡng -So với môi trường khác, số lượng chủng loại vsv đất nhiều Nhiệt độ: đất thích hợp cho sv đất ns chung ,vsv đất ns riêng, nhiệt độ dao động 23-28°C (vsv hđ mạnh nhiệt độ 25-28°C) Độ ẩm đất thường 30-85% (vsv hđ tốt 4-75%) Trong đất có đầy đủ loại nguyên tố đa lượng vi lượng như: N,P,K,Na,Ca,Fe,Cu,Bo,Mn,S,Zn… Ngồi đất cịn có tồn nhiều loại enzim phù hợp cho hđ sống vsv Chính vậy, 1g đất có chứa tới 10 triệu tb xạ khuẩn, 100 triệu tb vi khuẩn, … Câu 20: Động thái vsv nhóm đất bạc màu nghèo dinh dưỡng đất phù sa Nhóm đất bạc màu nghè dinh dưỡng -Đất bạc màu, đất feralit, đất cát biển có số lượng vsv đất ít, nhỏ 10 lần so vs đât phù sa Trên loại đất có số lượng xạ khuẩn nấm tổng số có tỉ lệ cao đất phù sa chun canh lúa -VSV đất tính chất nơng hóa thổ nhưỡng đất bạc màu đầu cao đất cát biển đất đồi feralit Đặc biệt vk tổng số hảo khí, azotobacter, vk cố định nito cộng sinh Rhizobium -Thành phần ,số lượng nhóm đất bạc màu nghèo dinh dưỡng tuân theo quy luật giống loại đất khác, mối quan hệ hữu chặt vs tính chất nơng hóa thổ nhưỡng đất trình sinh trưởng phát triển trồng Nhóm đất phù sa -Đất phù sa sơng Hồng có vk tổng số hảo khí cao sơng Thái Bình sơng Mã Tỷ lệ vk tổng số hảo khí/ vk tổng số yếm khí ln