Bài giảng Sinh học đất

KHOA MÔI TRƯỜNG Bộ môn Vi sinh vật BÀI GIẢNG SINH HỌC ĐẤT ThS Nguyễn Tú Điệp HÀ NỘI-2015 CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ SINH HỌC ĐẤT 1.1 Một số khái niệm - Sinh vật đất sinh vật sống đất, sống suốt đời tạm thời đất - Sinh học đất môn khoa học nghiên cứu hoạt động sống sinh vật sống đất CHƯƠNG SINH HỌC ĐẤT VÀ CÁC NHÓM SINH VẬT CHÍNH THƯỜNG GẶP TRONG ĐẤT 1.2 Phân loại sinh vật đất 1.3 Mối quan hệ sinh vật đất CHƯƠNG CÁC NHÓM SINH VẬT CHÍNH TRONG ĐẤT 2.1 Vi sinh vật đất 2.1.1 Các giống vi khuẩn thường gặp đất ( tối thiểu giống) Chromatium - Trực khuẩn hình que, que uốn cong, ,gram (-), không sinh nha bào, di động, tự dưỡng quang năng, thuộc nhóm vi khuẩn lưu huỳnh màu tía - Sống chủ yếu đất ẩm, đất ngập nước, có khả oxi hóa sulfide (H2S) thành sulfur (S) tạo hạt dự trữ nguyên sinh chất Rhodospirillum - Xoắn khuẩn, gram (-), không sinh nha bào, di động, tự dưỡng quang dị dưỡng - Sống đất ẩm, bùn lầy; yếm khí yếm khí tùy tiện; có khả chuyển hóa cellulose, lên men thiếu ánh sáng quang hợp - Loài R rubrum có khả cố định nitơ phân tử Nitrosomonas - Trực khuẩn, gram (-), không sinh nha bào, tự dưỡng hóa - Sống đất ẩm, đất ngập nước; mẫn cảm với ánh sáng; hảo khí; có khả oxy hóa amon (chuyển NH4+ thành NO2-) - Ứng dụng chủ yếu để xử lý amon đất, nước CHƯƠNG CÁC NHÓM SINH VẬT CHÍNH TRONG ĐẤT 2.1 Vi sinh vật đất 2.1.1 Các giống vi khuẩn thường gặp đất Thiobacillus - Tên gọi khác Acidithiobacillus, nhiều loài phát triển điều kiện pH=1,5-2,5; nhiệt độ 40-500C -Trực khuẩn, gram (-), không sinh nha bào, có tiên mao, tự dưỡng hóa năng, yếm khí tùy tiện - Có khả oxi hóa kim loại lưu huỳnh Hydrogenomonas - Loài điển hình H eutropha, tên gọi khác Ralstonia eutropha (Davis1996) -Trực khuẩn, G (-), yếm khí tùy tiện, dị dưỡng tự dưỡng, oxi hóa hidrogen (H2) hợp chất hữu để lấy lượng - Ứng dụng để sản xuất nhựa (polyme) sinh học tự hủy polyhydroxyalkanoate (PHA) Gallionella - Tế bào hình hạt đậu, G(-), tự dưỡng hóa năng, sống nước, đất ngập úng Loài điển hình G ferruginea - Lấy lượng điện tử cách oxi hóa kim loại, phổ biến Fe (II) thành Fe (III) - Tế bào có quan đặc biệt gọi cuống, dài, dạng xoắn, quan bám giữ vào bề mặt chất tích lũy sản phẩm oxh Vi sinh vật biểu sinh Khái niệm: Là VSV tồn bề mặt thực vật (lá, thân, cành, hạt…), phát triển chủ yếu dựa vào sản phẩm tiết chất bám Thường gặp loài Pseudomonas herbicola (80% VSV biểu sinh) Ngoài có nấm Mucor, Penicillium, Fusarium…, nấm men nguyên sinh động vật Động thái VSV biểu sinh - Quan hệ chặt chẽ với điều kiện khí hậu - Biến động theo thời kỳ sinh trưởng - Biến động theo loài cây, phận - Biến động theo đặc tính bề mặt biểu bì thực vật 182 Vi sinh vật biểu sinh 183 Vi sinh vật biểu sinh Tác động VSV biểu sinh đến trồng: a Tác động có ích - Tăng sức đề kháng thực vật (ngăn ngừa xâm nhập, phát triển VSV gây bệnh) - Sản sinh chất có lợi cho (vitamin, chất kích thích nảy mầm, rễ…) b Tác động có hại Gây bệnh cho trồng (vd: Alternaria…) 184 VSV vùng rễ 185 Nấm rễ Khái niệm Nấm rễ (mycorrhiza) tượng cộng sinh nấm rễ thực vật Xảy chủ yếu thân gỗ, hòa thảo sống cạn vùng ôn đới, nhiệt đới Vùng khí hậu lạnh, thực vật nước chưa thấy tượng Phân loại nấm rễ - Nấm rễ ngoại sinh (ectomycorrhiza) - Nấm rễ nội sinh (endomycorrhiza) 186 Nấm rễ Mối quan hệ nấm rễ - Cộng sinh bắt buộc - Cộng sinh không bắt buộc (tương hỗ) - Không hình thành nấm rễ Nấm rễ cộng sinh thường gặp: Phycomycetes, Basidiomycetes… Tác dụng nấm rễ - Tăng cường khả hút nước dinh dưỡng - Nấm rễ tổng hợp vitamin chất kích thích sinh trưởng Điều kiện ngoại cảnh đến nấm rễ 187 Nấm rễ Ectomycorrhizal Nấm rễ (phải) không hình thành nấm rễ (trái) Endomycorrhiza Cây hình thành nấm rễ (phải) không (trái) 188 1.3 Mối quan hệ hữu đất trồng a Đất ? b Cây đất ? 189 ẢNH HƯỞNG CỦA BP CANH TÁC ĐẾN VSV ĐẤT 2.1 Ảnh hưởng phương thức làm đất đến vi sinh vật đất 190 ẢNH HƯỞNG CỦA BP CANH TÁC ĐẾN VSV ĐẤT 2.1 Ảnh hưởng phương thức làm đất đến vi sinh vật đất 191 ẢNH HƯỞNG CỦA BP CANH TÁC ĐẾN VSV ĐẤT 2.2 Ảnh hưởng luân canh đến VSV 2.3 Ảnh hưởng tưới tiêu đến VSV 192 ẢNH HƯỞNG CỦA BP CANH TÁC ĐẾN VSV ĐẤT 2.4 Ảnh hưởng phân bón đến VSV 193 ẢNH HƯỞNG CỦA BP CANH TÁC ĐẾN VSV ĐẤT 2.5 Ảnh hưởng thuốc trừ sâu, trừ cỏ đến VSV 194 ẢNH HƯỞNG CỦA BP CANH TÁC ĐẾN VSV ĐẤT 2.5 Ảnh hưởng thuốc trừ sâu, trừ cỏ đến VSV 195 Xin chân thành cám ơn 196 [...]... tiện, sống dị dưỡng (trong đất giàu chất hữu cơ) hoặc ký sinh trong rễ thực vật (tạo nên các khối u, bướu) - Loài được nghiên cứu phổ biến nhất là A tumefaciens, có khả năng chuyển ADN giữa vi khuẩn và thực vật Được ứng dụng trong công nghệ gen CHƯƠNG 2 CÁC NHÓM SINH VẬT CHÍNH TRONG ĐẤT 2.1 Vi sinh vật đất 2.1.1 Các giống vi khuẩn chính thường gặp trong đất II VI SINH VẬT ĐẤT 2.1 Những giống vi khuẩn... 26 III ĐỘNG VẬT ĐẤT 1 ĐỊNH NGHĨA Động vật đất là nhóm sinh vật đất có kích thước lớn, mắt thường có thể nhìn thấy và có thể cầm nắm được chúng một cách dễ dàng Để tồn tại được, từ những cơ thể mềm mại của chúng dần dần được hình thành lớp vỏ bọc ngoài, nhằm bảo vệ cơ thể và chống mất nước Động vật đất có tính đặc thù là khả năng di cư tích cực, thích nghi chuyển vận trong môi trường đất, chúng lợi dụng... vật đất còn sống tập đoàn, có kỷ luật nghiêm như kiến, ong, mối Động vật đất hấp thụ các chất dinh dưỡng trong đất Bên cạnh đó, chúng còn ăn thức ăn mọng nước và xác các vi sinh vật 28 2 PHÂN LOẠI ĐỘNG VẬT ĐẤT 2.1 Ấu trùng sâu bọ cánh cứng Bên ngoài được phủ lớp vỏ cứng 29 2.2 Rết ăn thịt Chúng di chuyển theo kiểu thụ động, cơ thể nhỏ Thân hình uốn khúc, có thể trườn theo các khe, khoang kẽ hở của đất. .. 2.3 Giun đất Giun đất di chuyển theo kiểu chủ động đào hang bằng cách nuốt đất vào bụng, sau đó thải ra phía sau Vỏ cơ thể giun luôn luôn có dịch nhờn để dễ chuyển động, đồng thời giun còn có khả năng co thắt cơ thể để ép đất chặt lại và mở đường đi 31 2.4 Mối và kiến đất • • Chúng có cánh sống tập trung thành bầy, có tổ chức khá cao trong quần thể Chúng dùng đầu và những đôi chân để cào đất 32 2.5... chân để cào đất 32 2.5 Ve, giáp, bọ hung • Ngoài được phủ lớp vỏ rất cứng, đầu nhọn, bẹt để xúc đất và đào bới đất 33 IV NGUYÊN SINH ĐỘNG VẬT 1 ĐẶC ĐIỂM - Là những sinh vật đơn bào, kích thước từ vài µm đến vài cm - Vòng đời của nguyên sinh động vật gồm 2 pha: Pha hoạt động Trong pha này chúng có thể di chuyển, sinh trưởng phát triển Pha ngủ nghỉ (pha hình thành nang xác): Trong giai đoạn này chúng bất... CÁC LỚP NGUYÊN SINH ĐỘNG VẬT * Theo hình thái: 1) Lớp Sarcodina hay Rhizopodes (chân giả) Nhóm này gồm những nguyên sinh động vật có khả năng hình thành chân giả ở giai đoạn trưởng thành 2) Lớp Mastigophora hay Flagelles (có roi) di động nhờ roi, nhưng ở một số loài di động theo kiểu amip 3) Lớp Spozoa hay Sporozoaires (trùng bào tử) chỉ ký sinh không có ý nghĩa gì đối với sinh học đất 4) Lớp Ciliophora... tiên mao 3) Nguyên sinh động vật dinh dưỡng theo kiểu động vật (holozoiques) Loại nguyên sinh động vật này chiếm phần lớn trong nguyên sinh động vật đất Chúng đồng hoá những hạt nhỏ cứng và các loại vi sinh vật mà chủ yếu là vi khuẩn, nấm men, tảo và một số nguyên sinh động vật khác Nhóm thường gặp là những nguyên sinh động vật có tiên mao 36 ... khoang nứt ở trong đất để di chuyển cơ thể 27 – – Có hai nhóm động vật đất di chuyển theo kiểu khác nhau: Nhóm tự đào để di động; hoặc theo phương thức thụ động, tức là biến hình thái của mình co giãn sao cho hợp lý với kích cỡ khe hở của đất Ở động vật đất còn có nhiều hướng thích nghi với môi trường sống qua các hoạt động di cư ngày đêm, di cư theo mùa, di cư theo độ sâu và theo bề mặt đất Chúng có khả... 20 Aspergillus Bậc cao, ưa ẩm, phân huỷ mạnh chất hữu cơ chứa tamin Fusarium Sống ký sinh hoặc biểu sinh, phân huỷ mạnh xenlulô Trichoderma Phát triển nhanh, phân huỷ mạnh xenlulô, lignhin Cladosporium Sống hoại sinh hoặc ký sinh yếu trên tàn dư thực vật Alternaria Ưa ẩm, phân huỷ chuyển hóa mạnh chất hữu cơ trong đất Mucor Ưa ẩm, chịu to cao, phát triển nhanh, phân huỷ chất hữu cơ 21 Hình thái một... Chia theo dinh dưỡng : 1) Nguyên sinh động vật quang hợp: Những nguyên sinh động vật này có sắc tố quang hợp khuyếch tán hay định vị Vai trò trong thực tế của nhóm này rất hạn chế Giống thường gặp là Euglena 2) Nguyên sinh động vật dị dưỡng: Chúng sống nhờ những hợp chất hữu cơ tan trong nguyên sinh chất Nhóm này gồm hầu hết các loại có lông và một số có tiên mao 3) Nguyên sinh động vật dinh dưỡng theo ... VỀ SINH HỌC ĐẤT 1.1 Một số khái niệm - Sinh vật đất sinh vật sống đất, sống suốt đời tạm thời đất - Sinh học đất môn khoa học nghiên cứu hoạt động sống sinh vật sống đất CHƯƠNG SINH HỌC ĐẤT... NHÓM SINH VẬT CHÍNH THƯỜNG GẶP TRONG ĐẤT 1.2 Phân loại sinh vật đất 1.3 Mối quan hệ sinh vật đất CHƯƠNG CÁC NHÓM SINH VẬT CHÍNH TRONG ĐẤT 2.1 Vi sinh vật đất 2.1.1 Các giống vi khuẩn thường gặp đất. .. CHƯƠNG 3 MEN TRONG ĐẤT Enzym đất có hai nguồn cung cấp chính, từ sinh vật đất từ thực vật 2.1 Enzym từ sinh vật đất - Các sinh vật đất, đặc biệt vi sinh vật, trình sống cung cấp cho đất lượng enzym