vi sinh vật chuyển hoá lân

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NÔI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VNU University of Science Vi sinh vật chuyển hoá lân ứng dụng Nhóm thực hiện: Nguyễn Hải Đăng Thái Hoàng Linh Trần Thị Thanh Phan Thị Thơm Đăng-ThaiLinh-Thanh-Thơm Nội dung Đăng-ThaiLinh-Thanh-Thơm 1.Lân chuyển hoá lân tự nhiên 1.1.Photpho tự nhiên vai trò 1.1.1.Sơ lược Photpho • Photpho (P) nguyên tố quan trọng trồng Tuy nhiên, hiệu suất sử dụng lân trồng Đất giàu mùn giàu photpho hữu •Trong Photpho hữu cơ,dạng phổ biến fylat (50%).Tuỳ theo môi trường mà tồn dạng fylat khác Ở đất chua,P hữu chủ yếu fylat Fe,Al Ở đất trung tính,P hữu chủ yếu fylat Ca,Mg Đăng-ThaiLinh-Thanh-Thơm •Photpho hữu tồn thể động thực vật,vi sinh vật chủ yếu tồn dạng dạng hợp chất fytin,photpholipid,acid nucleic,nucleprotein,các đường chứa P,các men(phân hoá tố,cooenzyme) Acid phytic Phospholipid dạng lecitin •Trong tế bào vi sinh vật,phần lớn P hợp chất acid nucleic vi sinh vật,các hợp chất khác nguyên sinh chất orthophosphat,metaphosphat,đường men có chứa P 15-25%chất P tế bào dạng hợp chất acid dễ tan Đăng-ThaiLinh-Thanh-Thơm 1.3.Vòng tuần hoàn photpho tự nhiên 1.3.1.Vòng chuyển hoá photpho đơn giản P tự nhiên luôn tuần hoàn chuyển hoá.Lân hữu vô hoá nhờ hoạt động vi sinh vật->muối acid photphoric.1 phần trồng sử dụng chuyển thành lân hữu cơ,phần bị cố định dạng khó tan:Ca3(PO4)2 , Al3(PO4)2, FePO4 dạng khó tan môi trường pH thích hợp chuyển thành dạng dễ tan Đăng-ThaiLinh-Thanh-Thơm 1.3.2.Vòng tuần hoàn photpho tự nhiên Vòng tuần hoàn photpho tự nhiên Đăng-ThaiLinh-Thanh-Thơm 10 2.1.2 Vi sinh vật phân giải lân vô • Vi khuẩn có khả phân giải mạnh : vi khuẩn họ Bacillus: Bacillus Megatherium, B.Butyricus, B.Mycoides,… B.Megatherium B.Mycoides Đăng-ThaiLinh-Thanh-Thơm 13 2.1.2 Vi sinh vật phân giải lân vô • Vi khuẩn họ Pseudomonas: P.Radiobacter, P.Gracilis, P.Fluorescens,… • Vi nấm Aspergillus niger • Một số vi khuẩn sống cộng sinh rễ có khả hút lân để cung cấp cho , điển hình loài VA mycorrhiza Loài hoà tan phosphate Fe đất để cung cấp lân cho Ngoài ra, loài có khả huy động nguyên tố Cu, Fe, Zn,… cho trồng P Fluorescens Aspergillus niger Đăng-ThaiLinh-Thanh-Thơm 14 2.1.2 Vi sinh vật phân giải lân vô Tên chủng vi sinh vật Nguồn photphat % phân giải Vi khuẩn Photphat canxi 3-17 Pseudomanas Photphat canxi 13-58 Aspergillus Photphat canxi 58.4 Photphat nhôm 24 Photphat sắt 25.6 Photphat canxi 90 Photphat sắt 49.3 Photphat nhôm 28.1 Quặng photphat 12-20 Penicillium Bacillus Khả phân giải hợp chất photphat khó tan Đăng-ThaiLinh-Thanh-Thơm 15 2.2 Đối với lân hữu 2.2.1 Cơ chế phân giải lân hữu • Các hợp chất lân hữu đất có nguồn gốc từ xác động vật, thực vật, phân xanh, phân chuồng,… • Hợp chất lân hữu quan trọng phân giải từ tế bào sinh vật Nucleoproteit • Nucleoproteit có thành phần nhân tế bào, nhờ tác động nhóm vsv hoại sinh đất , chất tách khỏi thành phần nhân tế bào phân giải thành phần: Protein Nuclein Đăng-ThaiLinh-Thanh-Thơm 16 • Nuclein vào vòng chuyển hoá hợp chất Photpho • Sự chuyển hoá photpho hữu thành muối H3PO4 thực nhóm vsv phân huỷ lân hữu Các vsv có khả tiết enzym photphataza để xúc tác cho trình phân giải Cơ chế trình: Nucleoproteit -> Nuclein -> Acid Nucleic -> H3PO4 Loxitin -> Glyxerophotphat -> H3PO4 Đăng-ThaiLinh-Thanh-Thơm 17 2.2 Đối với lân hữu 2.2.2 Vi sinh vật phân giải lân hữu • Vi khuẩn Pseudomonas, Alcaligenes, Achromobacter, Agrobacterium, Brevibacterium, Micrococus, Flavobacterium,… Pseudomonas Rod-Shaped Alcaligenes Faecalis Agrobacterium tumefaciens Achromobacter marplatensis sp Brevibacteriumlinens Đăng-ThaiLinh-Thanh-Thơm 18 • Xạ khuẩn streptomyces • Nấm Aspergillus, penicillium, Rhizopus, Sclerotium Aspergillus awamori Aspergillus conidia Đăng-ThaiLinh-Thanh-Thơm Penicillium 19 2.3 Các điều kiện ảnh hưởng đến khả phân giải lân vsv Độ pH: pH khoảng 7.8 – 8.0 ảnh hưởng tới phát triển hệ sinh vật phân giải lân Nhiệt độ: chủng vsv có nhiệt độ thích hợp cho trình phân giải lân khác Khoảng nhiệt độ thích hợp 20 – 40oC Hợp chất hữu cơ: chất hữu làm tăng trình sinh trưởng vsv Độ ẩm: nơi độ ẩm cao , hoạt động vsv mạnh tạo nên nhiều acid hữu  tăng khả phân giải lân Hệ rễ: Hệ rễ trồng kích thích tăng trưởng vsv phân giải tăng cường Tuy nhiên, số loài tiết chất độc ngăn cản sinh trưởng vsv Tỷ lệ N:C môi trường: Nito cacbon chất cần thiết cho trình sinh trưởng phát triển trồng Tỷ lệ N:C cao phân giải lân diễn mạnh Đăng-ThaiLinh-Thanh-Thơm 20 Phân lân vi sinh 3.1 Định nghĩa • Phân vi sinh vật phân giải photphate khó tan sản phẩm có chứa hay nhiều chủng vi sinh vật sống đạt tiêu chuẩn ban hành có khả chuyển hoá hợp chất photpho khó tan thành dễ tiêu cho trồng sử dụng , góp phần nâng cao suất chất lượng nông phẩm • Phân lân vi sinh không gây hại đến sức khoẻ người, động thực vật không ảnh hưởng xấu tới môi trường Đăng-ThaiLinh-Thanh-Thơm 21 3.2 Phân loại phân lân vi sinh  Phân lân vi sinh vật chất mang trùng • Mật độ vi sinh vật hữu hiệu lớn 108 – 109 / gam, vi sinh vật tạp • Sử dụng để nhiễm vi sinh vật vào hạt, tưới gốc non Vi sinh vật phân giải lân Than bùn, chất mang Nhân sinh khối Thanh trùng Xử lí tiềm sinh Phối trộn Đóng gói, bảo quản, sử dụng Quy trình sản xuất Đăng-ThaiLinh-Thanh-Thơm 22  Phân lân vi sinh vật chất mang không trùng • Mật độ vi sinh vật hữu ích thấp 106 -107 tế bào/gam Vi sinh vật tạp cao • Chất mang -Chất hữu cơ: than bùn, phế thải nông nghiệp, rác thải thành phố -Chất vô cơ: apatit, photphorit, bột đá vôi • Chất mang hữu ủ háo khí hay yếm khí tuỳ loại nguyên liệu hữu • Nhược điểm: chất lượng không ổn định, khó bảo quản Đăng-ThaiLinh-Thanh-Thơm 23 3.3 Quy trình sản xuất Phân lập-tuyển chọn giống vi sinh vật phân giải lân  Phân lập-tuyển chọn giống vi sinh vật phân giải lân • Lấy mẫu: vùng đất, vùng rễ trồng loại đất giàu chất hữu • Nuôi cấy pha loãng môi trường đặc Pikovskaya Nhân sinh khối-xử lí sinh khối-tạo sản phẩm Kiểm tra chất lượng • Trong trình nuôi cấy, vi sinh vật phân giải lân tạo vòng tròn phân giải( vòng tròn suốt bao quanh khuẩn lạc) • Dựa vào đường kính, thời gian hình thành, độ vòng phân giải  đánh giá định tính khả phân giải lân vi sinh vật chọn lựa dòng vi sinh vật phân giải lân tốt Đăng-ThaiLinh-Thanh-Thơm 24  Nhân sinh khối-xử lí sinh khối-tạo sản phẩm(phương pháp lên men chìm) Chuẩn bị môi trường lên men cấp Giống gốc Cây giống Lên men cấp Chất mang Lên men cấp Chuẩn bị môi trường lên men cấp Phối trộn Sinh khối vi sinh vật Kiểm tra Chế phẩm đất mang Chế phẩm dạng lỏng Chế phẩm dạng khô Chế phẩm đông khô, đông lạnh 25 3.4 Ưu nhược điểm phân vi sinh lân 3.4.1 Ưu điểm • Phân giải lân khó tan thành dạng dễ tan • Tăng yếu tố dinh dưỡng, cải thiện chất lượng đất trồng • Nâng cao chất lượng nông sản • An toàn cho người tiêu dùng • Thân thiện với môi trường 3.4.2 Nhược điểm • Không ổn định chất lượng • Sử dụng không gây ảnh hưởng đến hệ sinh vật đất gây ô nhiễm môi trường Đăng-ThaiLinh-Thanh-Thơm 26 Tài liệu tham khảo • Giáo trình hoạt tính vi sinh vật đất- Bạch Phương Lan • Vi sinh vật đất- Đại học Cần Thơ • Nghiên cứu phân lập tuyển chọn vi sinh vật phân giải photphate khó tan đất bazan nâu đỏ Đak Lắk • Vi sinh vật học nông nghiệp- Nguyễn Xuân Thành Đăng-ThaiLinh-Thanh-Thơm 27 [...]... loại phân lân vi sinh  Phân lân vi sinh vật trên nền chất mang thanh trùng • Mật độ vi sinh vật hữu hiệu lớn 108 – 109 / gam, vi sinh vật tạp ít • Sử dụng để nhiễm vi sinh vật vào hạt, tưới gốc cây non Vi sinh vật phân giải lân Than bùn, chất mang Nhân sinh khối Thanh trùng Xử lí tiềm sinh Phối trộn Đóng gói, bảo quản, sử dụng Quy trình sản xuất Đăng-ThaiLinh-Thanh-Thơm 22  Phân lân vi sinh vật trên... 11 2 Vi sinh vật chuyển hoá lân 2.1.1 Cơ chế phân giải lân vô cơ • Sự sản sinh acid trong quá trình sống của một số nhóm vi sinh vật làm cho nó có khả năng chuyển hợp chất photpho khó tan sang dạng có thể hoà tan: CO2 + H2O  H2CO3 Ca3(PO4)2 + 4H2CO3 + H2O  Ca(H2PO4)2 + H2O + 2Ca(HCO3)2 ( Dạng khó tan) -( Dạng dễ tan) ( Dạng dễ tan) • Các vi khuẩn nitrat hoá cũng có khả năng phân giải lân vô...  đánh giá định tính khả năng phân giải lân vi sinh vật chọn lựa được dòng vi sinh vật phân giải lân tốt Đăng-ThaiLinh-Thanh-Thơm 24  Nhân sinh khối-xử lí sinh khối-tạo sản phẩm(phương pháp lên men chìm) Chuẩn bị môi trường lên men cấp 1 Giống gốc Cây giống Lên men cấp 1 Chất mang Lên men cấp 2 Chuẩn bị môi trường lên men cấp 2 Phối trộn Sinh khối vi sinh vật Kiểm tra Chế phẩm trên nền đất mang Chế... Đăng-ThaiLinh-Thanh-Thơm 20 3 Phân lân vi sinh 3.1 Định nghĩa • Phân vi sinh vật phân giải photphate khó tan là sản phẩm có chứa một hay nhiều chủng vi sinh vật còn sống đạt tiêu chuẩn đã ban hành có khả năng chuyển hoá các hợp chất photpho khó tan thành dễ tiêu cho cây trồng sử dụng , góp phần nâng cao năng suất và chất lượng nông phẩm • Phân lân vi sinh không gây hại đến sức khoẻ con người, động thực vật và không ảnh hưởng... thành dễ tan • Tất cả VSV phân giải lân vô cơ trong quá trình sống đều làm giảm pH của môi trường Đăng-ThaiLinh-Thanh-Thơm 12 2.1.2 Vi sinh vật phân giải lân vô cơ • Vi khuẩn có khả năng phân giải mạnh : các vi khuẩn họ Bacillus: Bacillus Megatherium, B.Butyricus, B.Mycoides,… B.Megatherium B.Mycoides Đăng-ThaiLinh-Thanh-Thơm 13 2.1.2 Vi sinh vật phân giải lân vô cơ • Vi khuẩn họ Pseudomonas: P.Radiobacter,... sinh vật trong đất gây ô nhiễm môi trường Đăng-ThaiLinh-Thanh-Thơm 26 Tài liệu tham khảo • Giáo trình hoạt tính vi sinh vật đất- Bạch Phương Lan • Vi sinh vật đất- Đại học Cần Thơ • Nghiên cứu phân lập và tuyển chọn vi sinh vật phân giải photphate khó tan trên đất bazan nâu đỏ Đak Lắk • Vi sinh vật học nông nghiệp- Nguyễn Xuân Thành Đăng-ThaiLinh-Thanh-Thơm 27 ... xuất Phân lập-tuyển chọn giống vi sinh vật phân giải lân  Phân lập-tuyển chọn giống vi sinh vật phân giải lân • Lấy mẫu: vùng đất, vùng rễ cây trồng trên các loại đất giàu chất hữu cơ • Nuôi cấy pha loãng trên môi trường đặc Pikovskaya Nhân sinh khối-xử lí sinh khối-tạo sản phẩm Kiểm tra chất lượng • Trong quá trình nuôi cấy, vi sinh vật phân giải lân sẽ tạo vòng tròn phân giải( vòng tròn trong suốt... chuyển hoá các hợp chất Photpho • Sự chuyển hoá photpho hữu cơ thành muối của H3PO4 được thực hiện bởi nhóm vsv phân huỷ lân hữu cơ Các vsv này có khả năng tiết ra enzym photphataza để xúc tác cho quá trình phân giải Cơ chế quá trình: Nucleoproteit -> Nuclein -> Acid Nucleic -> H3PO4 Loxitin -> Glyxerophotphat -> H3PO4 Đăng-ThaiLinh-Thanh-Thơm 17 2.2 Đối với lân hữu cơ 2.2.2 Vi sinh vật phân giải lân. .. độ vi sinh vật hữu ích thấp 106 -107 tế bào/gam Vi sinh vật tạp cao • Chất mang -Chất hữu cơ: than bùn, phế thải nông nghiệp, rác thải thành phố -Chất vô cơ: apatit, photphorit, bột đá vôi • Chất mang hữu cơ được ủ háo khí hay yếm khí tuỳ loại nguyên liệu hữu cơ • Nhược điểm: chất lượng không ổn định, khó bảo quản Đăng-ThaiLinh-Thanh-Thơm 23 3.3 Quy trình sản xuất Phân lập-tuyển chọn giống vi sinh vật. .. P.Fluorescens,… • Vi nấm Aspergillus niger • Một số vi khuẩn sống cộng sinh trên rễ cây có khả năng hút lân để cung cấp cho cây , điển hình là loài VA mycorrhiza Loài này có thể hoà tan phosphate Fe trong đất để cung cấp lân cho cây Ngoài ra, loài này còn có khả năng huy động các nguyên tố Cu, Fe, Zn,… cho cây trồng P Fluorescens Aspergillus niger Đăng-ThaiLinh-Thanh-Thơm 14 2.1.2 Vi sinh vật phân giải lân vô ... 11 Vi sinh vật chuyển hoá lân 2. 1.1 Cơ chế phân giải lân vô • Sự sản sinh acid trình sống số nhóm vi sinh vật làm cho có khả chuyển hợp chất photpho khó tan sang dạng hoà tan: CO2 + H2O  H2CO3... Ca3(PO4 )2 + 4H2CO3 + H2O  Ca(H2PO4 )2 + H2O + 2Ca(HCO3 )2 ( Dạng khó tan) -( Dạng dễ tan) ( Dạng dễ tan) • Các vi khuẩn nitrat hoá có khả phân giải lân vô có khả chuyển hoá NH3 -> NO2 -> NO3... chất dễ tan: Ca3 (PO4 )2 + 4HNO3  Ca(H2PO4 )2 + 2Ca(NO3 )2 • Các vi khuẩn sunfat hoá có khả phân giải photphat khó tan tạo thành H2 SO4 : Ca3 (PO4 )2 + 2H2 SO4  Ca(H2 PO4 )2 + 2CaSO4 • Ngoài nhóm