Đang tải... (xem toàn văn)
[r]
(1)CHƯƠNG III
SỰ PHÂN BỐ CỦA VI SINH VẬT TRONG MÔI TRƯỜNG TỰ NHIÊN
3.1 MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ SỰ PHÂN BỐ CỦA VI SINH VẬT TRONG ĐẤT 3.1.1 Môi trường đất
Môi trường đất giới - hệ sinh thái phức tạp hình thành qua nhiều trình sinh học, vật lý hố học Sự tích luỹ chất hữu cơđầu tiên bề mặt đá mẹ nhờ vi sinh vật tự dưỡng Đó vi sinh vật sống chất vô cơ, phân huỷ chất vô cơ, tổng hợp nên chất hữu cuả thể Khi vi sinh vật chết đi, lượng chất hữu cơđược tích luỹ lại vi sinh vật dị dưỡng nhờ chất hữu cơđó mà sống Sau thực vật bậc thấp tảo, rêu, địa y bắt
đầu mọc tầng chất hữu cơđầu tiên Khi lớp thực vật chết đi, vi sinh vật dị dưỡng phân huỷ chúng làm cho lớp chất hữu thêm phong phú Nhờ mà thực vật bậc cao phát triển Lá cành thực vật bậc cao rụng xuống lại cung cấp lượng lớn chất hữu làm cho loại vi sinh vật dị dưỡng phát triển mạnh mẽ Các tế bào vi sinh vật lại nguồn thức ăn nhóm nguyên sinh
động vật trùng roi, amip Nguyên sinh động vật lại thức ăn động vật khác đất giun, nhuyễn thể, côn trùng Các động vật trình sống tiết chất hữu thân chúng chết nguồn hữu lớn cho vi sinh vật thực vật phát triển Các loại sinh vật tác động lẫn điều kiện môi trường định độ ẩm, nhiệt độ, chất dinh dưỡng, lượng mặt trời tạo thành hệ sinh thái đất vô phong phú mà khơng có khơng thể có sống, khơng thể có đất trồng trọt - nguồn nuôi sống người Vậy hệ sinh thái đất thể thống bao gồm nhóm sinh vật sống đất, có quan hệ tương hỗ lẫn tác động mơi trường sống, có trao
đổi vật chất lượng Trong hệ sinh thái đất, vi sinh vật đóng vai trị quan trọng , chúng chiếm đại đa số thành phần số lượng so với sinh vật khác
(2)một khối lượng lớn chất hữu Đó nguồn thức ăn cho nhóm vi sinh vật dị
dưỡng, ví dụ nhóm vi sinh vật hợp chất bon hữu cơ, nhóm vi sinh vật phân huỷ hợp chất Nitơ hữu Các chất vơ có đất nguồn dinh dưỡng cho nhóm vi sinh vật tự dưỡng Đó nhóm phân huỷ chất vơ cơ, chuyển hố chất hợp chất S, P, Fe
Các chất dinh dưỡng tập trung nhiều tầng đất mà phân tán xuống tầng đất sâu Bởi tầng đất khác nhau, phân bố vi sinh vật khác phụ thuộc vào hàm lượng chất dinh dưỡng
Mức độ thống khí đất điều kiện ảnh hưởng đến phân bố vi sinh vật Các nhóm háo khí phát triển nhiều nơi có nồng độ ơxy cao Những nơi yếm khí, hàm lượng oxy thấp thường phân bố nhiều loại vi sinh vật kị khí
Độ ẩm nhiệt độ đất ảnh hưởng đến phát triển vi sinh vật
đất Đất vùng nhiệt đới thường có độẩm 70 - 80% nhiệt độ 200C - 300C Đó nhiệt
độ độ ẩm thích hợp với đa số vi sinh vật Bởi gram đất thường có hàng chục triệu đến hàng tỷ tế bào vi sinh vật bao gồm nhiều nhóm, khác vị trí phân loại hoạt tính sinh lý, sinh hố Đó giới phong phú chứa nắm đất nhỏ bé mà bình thường ta khơng thể hình dung Chúng ta tưởng tượng: nắm đất vương quốc bao gồm sắc tộc khác sống chen chúc, tấp nập hoạt động sôi
3.1.2 Sự phân bố vi sinh vật đất mối quan hệ nhóm vi sinh vật
3.1.2.1 Sự phân bố của vi sinh vật đất
Vi sinh vật thể nhỏ bé dễ dàng phát tán nhờ gió, nước sinh vật khác Bởi di chuyển cách dễ dàng đến nơi thiên nhiên Nhất vi sinh vật có bào tử, bào tử chúng có khả sống tiềm sinh điều kiện khó khăn Khi gặp điều kiện thuận lợi, chúng lại phát triển, sinh sôi Bởi trái đất này, có loại sinh vật phân bố rộng rãi nhất, phong phú vi sinh vật Nó phân bốở khắp nơi Tuy nhiên, đất nơi vi sinh vật cư trú nhiều so với môi trường khác Sự phân bố vi sinh vật đất gọi khu hệ vi sinh vật đất
(3)khuẩn, Virus, Tảo, Nguyên sinh động vật Trong vi khuẩn nhóm chiếm nhiều số lượng Chúng bao gồm vi khuẩn háo khí, vi khuẩn kị khí, vi khuẩn tự
dưỡng, vi khuẩn dị dưỡng Nếu chia theo nguồn dinh dưỡng lại có nhóm tự
dưỡng cacbon, tự dưỡng amin, dị dưỡng amin, vi khuẩn cốđịnh nitơ v.v
Số lượng thành phần vi sinh vật đất thay đổi nhiều Trước hết số
lượng thành phần vi sinh vật bề mặt đất bề mặt đất độ ẩm khơng phải thích hợp cho vi sinh vật phát triển, hai bề mặt đất bị mặt trời chiếu rọi nên vi sinh vật bị tiêu diệt
Số lượng thành phần vi sinh vật thấy nhiều chiều sâu đất 10 - 20 cm so với bề mặt, tầng lớp độẩm vừa thích hợp, chất dinh dưỡng tích luỹ nhiều, khơng bị tác dụng ánh sáng mặt trời nên vi sinh vật phát triển nhanh, q trình chuyển hố quan trọng đất chủ yếu xảy tầng đất Số lượng thành phần vi sinh vật giảm độ sâu đất 30 cm sâu - 5m (trừ trường hợp đất có mạch nước ngầm) Rõ ràng vi sinh vật tầng đất phải lồi yếm khí đồng thời phải chịu áp suất lớn phát triển Hai lớp
đất chất hữu
Số lượng thành phần vi sinh vật đất thay đổi tuỳ chất đất, nơi đất nhiều chất hữu cơ, giàu chất mùn có độ ẩm thích hợp vi sinh vật phát triển mạnh, thí dụ ởđầm lầy, đồng nước trũng, ao hồ, khúc sơng chết, cống rãnh, Cịn nơi
đất có đá, đất có cát số lượng thành phần vi sinh vật Lợi dụng có mặt vi sinh vật đất mà người ta phân lập, tuyển chọn, đồng thời trì chuyển hố có lợi phục vụ cho sống
Bảng 3.1 Lượng vi khuẩn đất xác định theo chiều sâu đất
Chiều sâu đất
(cm) Vi khuẩn Xạ khuẩn Nấm mốc Rong tảo
3 - 9.750.000 2.080.000 119.000 25.000 20 - 25 2.179.000 245.000 50.000 5.000
35 - 40 570.000 49.000 14.000 500
65 - 75 11.000 5.000 6.000 100
135- 145 1.400 3.000
(4)động vật Tỷ lệ thay đổi tuỳ theo loại đất khác khu vực địa lý, tầng đất, thời vụ, chế độ canh tác v,v Ở đất có đầy đủ chất dinh dưỡng, độ
thống khí tốt, nhiệt độ, độ ẩm pH thích hợp vi sinh vật phát triển nhiều số
lượng thành phần Sự phát triển vi sinh vật lại nhân tố làm cho đất thêm phì nhiêu, màu mỡ
Bởi vậy, đánh giá độ phì nhiêu đất phải tính đến thành phần số lượng vi sinh vật Nếu tính đến hàm lượng chất hữu khó giải thích
một vùng đất chiêm trũng hàm lượng chất hữu cơ, chất mùn, đạm, lân cao mà trồng phát triển lại Đó điều kiện yếm khí đất hạn chế loại vi sinh vật háo khí phát triển làm cho chất hữu không phân giải Các dạng chất khó tiêu trồng không chuyển thành dạng dễ tiêu Các chất độc tích luỹ đất q trình trao đổi chất không phân giải nhờ vi sinh vật, gây ảnh hưởng xấu đến trồng Sự phân bố vi sinh vật đất
chia theo kiểu phân loại sau đây: Phân bố theo chiều sâu:
Quần thể vi sinh vật thường tập trung nhiều tầng canh tác Đó nơi tập trung rễ cây, chất dinh dưỡng, có cường độ chiếu sáng, nhiệt độ, độẩm thích hợp Số lượng vi sinh vật giảm dần theo tầng đất, xuống sâu vi sinh vật Theo số liệu Hoàng Lương Việt: tầng đất - 20 cm đất đồi Mộc Châu - Sơn La có tới 70,3 triệu vi sinh vật gram đất Tầng từ 20 - 40 cm có chứa 48,6 triệu, tầng 40 - 80cm có 45,8 triệu, tầng 80 - 120cm có chứa 40,7 triệu
Riêng đất bạc màu, tượng rửa trơi, tầng - 20 cm chất hữu
hơn tầng 20 - 40cm Bởi tầng số lượng vi sinh vật nhiều tầng Sau
đó giảm dần tầng
Thành phần vi sinh vật thay đổi theo tầng đất: vi khuẩn háo khí, vi nấm, xạ khuẩn thường tập trung tầng mặt tầng có nhiều oxy Càng xuống sâu, nhóm vi sinh vật háo khí giảm mạnh Ngược lại, nhóm vi khuẩn kị khí vi khuẩn phản nitrat hố phát triển mạnh ởđộ sâu 20 - 40cm Ở vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm thường có q trình rửa trơi, xói mịn nên tầng - 20cm dễ biến động, tầng 20 - 40cm ổn định
(5)Các loại đất khác có điều kiện dinh dưỡng, độẩm, độ thống khí, pH khác Bởi phân bố vi sinh vật khác Ở đất lúa nước, tình trạng ngập nước lâu ngày làm ảnh hưởng đến độ thơng khí, chếđộ nhiệt, chất dinh dưỡng Chỉ có mộ lớp mỏng trên, khoảng - cm có trình oxy hố, tầng q trình khử oxy chiếm ưu Bởi vậy, đất lúa nước ác loại vi sinh vật kị khí phát triển mạnh Ví dụ vi khuẩn amơn hố, vi khuẩn phản nitrat hố Ngược lại, loại vi sinh vật háo khí vi khuẩn nitrat hoá, vi khuẩn cố định nitơ, vi nấm xạ
khuẩn Tỷ lệ vi khuẩn hiếu khí/ yếm khí ln ln nhỏ
Ở đất trồng màu, khơng khí lưu thơng tốt, q trình ơxy hố chiếm ưu thế, lồi sinh vật háo khí phát triển mạnh, vi sinh vật yếm khí phát triển yếu Tỷ lệ
giữa vi khuẩn háo khí yếm khí thường lớn 1, có trường hợp đạt tới - Ở đất giàu chất dinh dưỡng phù sa sông Hồng, số lượng vi sinh vật tổng số cao Ngược lại, vùng đất bạc màu Hà Bắc có số lượng vi sinh vật
+ Phân bố theo trồng
Đối với tất loại trồng, vùng rễ vùng vi sinh vật phát triển mạnh so với vùng khơng có rễ Sở dĩ rễ cung cấp lượng lớn chất hữu chết Khi sống, thân rễ thường xuyên tiết chất hữu làm nguồn dinh dưỡngcho vi sinh vật Rễ làm cho đất thống khí, giữ độẩm Tất nhân tốđó làm cho số lượng vi sinh vật vùng rễ phát triển mạnh vùng rễ
Tuy nhiên, loại trồng trình sống thường tiết qua rễ
những chất khác Bộ rễ chết có thành phần chất khác Thành phần số lượng chất hữu tiết từ rễ định thành phần số lượng vi sinh vật sống vùng rễđó Ví dụ vùng rễ họĐậu thường phân bố nhóm vi khuẩn cố định nitơ cộng sinh vùng rễ Lúa nơi cư trú nhóm cố định nitơ tự nội sinh Số lượng thành phần vi sinh vật thay đổi theo giai đoạn phát triển trồng Ởđất vùng phù sa sông Hồng, số lượng vi sinh vật
đạt cực đại giai đoạn lúa hồi nhanh, đẻ nhánh, giai đoạn lúa sinh trưởng mạnh Bởi thành phần số lượng chất hữu tiết qua rễ lớn - nguồn dinh dưỡng cho vi sinh vật vùng rễ Số lượng vi sinh vật đạt cực tiểu thời kỳ
(6)3.1.2.2 Mối quan hệ giữa nhóm vi sinh vật đất
Sự phân bố vi sinh vật đất vô phong phú số lượng thành phần Trong trình sống chung thế, chúng có mối quan hệ tương hỗ vơ chặt chẽ Dựa vào tính chất loại quan hệ nhóm vi sinh vật, người ta chia làm loại quan hệ: ký sinh, cộng sinh, hỗ sinh kháng sinh
1 Quan hệ ký sinh:
Quan hệ ký sinh tượng vi sinh vật sống ký sinh vi sinh vật, hoàn toàn ăn bám gây hại cho vật chủ Ví dụ loại virus sống ký sinh tế bào vi khuẩn vài loài vi khuẩn sống ký sinh vi nấm Các loại vi khuẩn cố định nitơ cộng sinh thường hay bị loại thực khuẩn thể ký sinh tiêu diệt Khi nuôi cấy vi khuẩn Rhizobium trên môi trường dịch thể thường có tượng mơi trường đục trở nên Nguyên nhân thực khuẩn thể xâm nhập làm tan tất tế bào vi khuẩn - gọi tượng sinh tan Khi nuôi cấy vi khuẩn mơi trường đặc có tượng Các thực khuẩn thể tồn đất trồng họĐậu làm ảnh hưởng lớn đến trình hình thành nốt sần Đậu
2 Quan hệ cộng sinh:
Quan hệ cộng sinh quan hệ hai bên có lợi, bên khơng thể thiếu bên q trình sống Ở vi sinh vật người ta quan sát thấy quan hệ cộng sinh Có số giả thiết cho rằng: Ty thể - quan hô hấp tế bào vi nấm vi khuẩn cộng sinh với vi nấm Giả thiết dựa cấu tạo ty thể có máy ADN riêng biệt, tự chép thể độc lập Giả thiết cịn chưa
được cơng nhận hồn tồn Lại có giả thiết cho rằng: Các plasmid có vi nấm vi khuẩn cộng sinh virus vi nấm hay vi khuẩn Ví dụ plasmid mang gen kháng thuốc đá mang lại mối lợi cho vi khuẩn chủ kháng thuốc kháng sinh Vì mà hai bên có lợi gọi quan hệ cộng sinh
3 Quan hệ hỗ sinh:
(7)đường nhóm vi khuẩn phân giải loại đường Mối quan hệ nhóm vi khuẩn phân giải photpho nhóm vi khuẩn phân giải protein quan hệ hỗ sinh,
đó nhóm thứ cung cấp P cho nhóm thứ hai nhóm thứ hai cung cấp N cho nhóm thứ
4 Quan hệ kháng sinh:
Quan hệ kháng sinh mối quan hệ đối kháng lẫn hai nhóm vi sinh vật Loại thường tiêu diệt loại hạn chế q trình sống Ví dụđiển hình xạ khuẩn kháng sinh nhóm vi khuẩn mẫn cảm với chất kháng sinh xạ
khuẩn sinh Khi ni cấy nhóm mơi trường thạch đĩa, ta thấy rõ tượng kháng sinh: xung quang nơi xạ khuẩn có vịng vơ khuẩn, vi khuẩn khơng mọc Người ta vào đường kính vịng vơ khuẩn mà
đánh giá khả sinh kháng sinh xạ khuẩn Tất mối quan hệ khu hệ vi sinh vật đất tạo nên hệ sinh thái vô phong phú loại
đất
Chúng làm nên độ màu mỡ đất, thay đổi tính chất lý hố đất từ
ảnh hưởng đến trồng
3.1.3 Mối quan hệ đất, vi sinh vật thực vật 3.1.3.1 Quan hệ giữa đất vi sinh vật đất
Đất có kết cấu từ hạt nhỏ liên kết với thành cấu trúc đoàn lạp
đất Vậy yếu tố liên kết hạt đất với Có quan điểm cho vi sinh vật
đóng vai trị gián tiếp liên kết hạt đất với Hoạt động vi sinh vật, nhóm háo khí hình thành nên thành phần mùn axit humic Các muối axit humic tác dụng với ion Canxi tạo thành chất dẻo gắn kết hạt
đất với Sau người ta tìm vai trị trực tiếp vi sinh vật việc tạo thành kết cấu đất: Trong trình phân giải chất hữu cơ, nấm mốc xạ khuẩn phát triển hệ khuẩn ti lớn đất Khi nấm mốc xạ khuẩn chết đi, vi khuẩn phân giải chúng tạo thành chất dẻo có khả kết dính hạt đất với Bản thân vi khuẩn chết tự phân huỷ tạo thành chất kết dính Ngoài lớp dịch nhày bao quanh vi khuẩn có vỏ nhày có khả kết dính hạt đất với
(8)phân giải xenluloza protein phát triển mạnh mẽ, sản phẩm phân giải chúng chất tiết trình sống chúng liên kết hạt đất với tạo nên cấu trúc đất
Rudacop nghiên cứu kết cấu đoàn lạp ởđất trồng họ đậu kết luận rằng: Nhân tố kết dính hạt đất đất trồng họ đậu sản phẩm kết hợp axit galactorunic sản phẩm tự dung giải vi khuẩn Clostridium polymyxa Axit galactorenic sản phẩm thực vật hình thành tác dụng enzym protopectinaza vi khuẩn tiết Các chất kết dính tạo thành kết cấu đất cịn gọi mùn hoạt tính Như mùn khơng nơi tích luỹ chất hữu
làm nên độ phì nhiêu đất mà nhân tố tạo nên kết cấu đất Sự hình thành phân giải mùn vi sinh vật đóng vai trị tích cực Vì điều kiện ngoại cảnh ảnh hưởng đến vi sinh vật ảnh hưởng đến hàm lượng mùn đất Đặc biệt nước vùng nhiệt đới nóng ẩm, hoạt động vi sinh vật mạnh ảnh hưởng lớn đến tích luỹ phân giải mùn Các biện pháp canh tác cày bừa, xới xáo, bón phân ảnh hưởng trực tiếp đến vi sinh vật qua ảnh hưởng đến hàm lượng mùn đất
Tác động cày xới, đảo trộn đất đến vi sinh vật đất
Cày xới, đảo trộn có tác dụng điều hồ chất dinh dưỡng, làm đất thống khí tạo
điều kiện cho vi sinh vật phát triển mạnh Theo thí nghiệm Mitxustin Nhiacơp, phương pháp cày xới khác có ảnh hưởng rõ rệt đến số lượng thành phần vi sinh vật Từđó cường độ trình sinh học đất khác Khi xới lớp
đất canh tác không lật mặt, số lượng vi sinh vật cường độ hoạt động có tăng lên khơng nhiều xới đất có lật mặt cày sâu Tuy nhiên khơng phải đất theo quy luật đó, đất úng ngập, quy luật thể rõ ởđất cát nhẹ khơ hạn việc xới xáo không hợp lý lại làm giảm lượng vi sinh vật
Tác động phân bón đến vi sinh vật đất
Khi ta bón loại phân hữu vô vào đất, phân tác dụng nhanh hay chậm đến trồng nhờ hoạt động vi sinh vật Vi sinh vật phân giải hữu
thành dạng vô cho trồng hấp thụ, biến dạng vơ khó tan thành dễ tan
(9)Phân hữu phân chuồng, phân xanh, bùn ao đặc biệt làm tăng số lượng vi sinh vật thân có số lượng lớn vi sinh vật Chất hữu vào
đất lại làm tăng số lượng vi sinh vật sẵn có đất, đặc biệt vi sinh vật phân giải xenluloza, phân giải protein nguyên sinh động vật Tuy vậy, loại phân hữu
khác tác động đến phát triển vi sinh vật đất mức độ khác tuỳ
thuộc vào tỷ lệ C/N phân bón
Phân vơ có tác dụng thúc đẩy sinh trưởng phát triển vi sinh vật đất có nguyên tố N, P, K, Ca, vi lượng cần thiết cho vi sinh vật Đặc biệt bón phối hợp loại phân vô với phân hữu làm tăng số lượng vi sinh vật lên từ - lần so với bón phân khống đơn thuần, đặc biệt vi khuẩn
Azotobacter, vi khuẩn amơn hố, nitrat hố, phân giải xenluloza Khi đất có nhiều phân hữu việc bón loại phân vơ có tác dụng kích thích hoạt động phân giải chất hữu vi sinh vật Bón vơi có tác dụng cải thiện tính chất lý hoá đất, làm tăng cường hoạt động vi sinh vật, đất chua, mặn, bạc màu
Tác động chếđộ nước vi sinh vật:
Đại đa số loại vi khuẩn có ích phát triển mạnh mẽởđộẩm 60 - 80%
Độ ẩm thấp cao ức chế vi sinh vật Chỉ có nấm mốc xạ
khuẩn phát triển điều kiện khô Ở ruộng lúa nước loại vi khuẩn thích hợp với độ ẩm cao, nhiên ruộng có tính thấm nước cao
được làm ải, phát triển vi sinh vật tốt Đặc biệt cân đối tỷ lệ hai loại háo khí yếm khí
Tác động đến chếđộ canh tác khác tới vi sinh vật
Ngoài chếđộ phân bón, nước, làm đất, chếđộ canh tác khác có tác dụng rõ rệt tới hoạt động vi sinh vật Ví dụ chế độ luân canh trồng Mỗi loại trồng có khu hệ vi sinh vật đặc trưng sống vùng rễ Bởi luân canh trồng làm cho khu hệ vi sinh vật đất cân đối phong phú Người ta thường luân canh loại trồng khác với họđậu để tăng cường hàm lượng đạm cho đất
(10)Tất biện pháp canh tác nói có ảnh hưởng trực tiếp sâu sắc đến phát triển vi sinh vật đất, từ ảnh hưởng đến q trình hoạt động sinh học, cụ thể chuyển hoá chất hữu vô đất, ảnh hưởng đến trình hình thành mùn kết cấu đất Những yếu tố lại ảnh hưởng trực tiếp đến trồng Bởi vậy, việc nghiên cứu đất cho thích hợp với suất trồng khơng thể bỏ qua yếu tố sinh học đất
3.1.3.2 Mối quan hệ giữa vi sinh vật thực vật
Mỗi loại có khu hệ vi sinh vật vùng rễđặc trưng cho rễ thực vật thường tiết lượng lớn chất hữu vô cơ, chất sinh trưởng ., thành phần số lượng chất khác tùy loại Những chất tiết rễ có ảnh hưởng quan trọng đến vi sinh vật vùng rễ Trên bề mặt lớp đất nằm sát rễ
chứa nhiều chất dinh dưỡng nên tập trung vi sinh vật với số lượng lớn Càng xa rễ số
lượng vi sinh vật giảm
Thành phần vi sinh vật vũng rễ phụ thuộc vào loại trồng mà phụ thuộc vào thời kỳ phát triển Vi sinh vật phân giải xenluloza có cịn non già nhiều Điều chứng tỏ vi sinh vật sử dụng chất tiết rễ mà phân huỷ rễ rễ già, chết
Vi sinh vật sống vùng rễ có quan hệ mật thiết với cây, chúng sử dụng chất tiết làm chất dinh dưỡng, đồng thời cung cấp chất dinh dưỡng cho qua trình hoạt động phân giải Vi sinh vật tiết vitamin chất sinh trưởng có lợi trồng Bên cạnh có nhiều vi sinh vật gây bệnh cho cây, có loại ức chế sinh trưởng cây, có loại tàn phá mùa màng nghiêm trọng
Trong khu hệ vi sinh vật vùng rễ nhóm vi sinh vật có ích, có nhiều vi sinh vật gây bệnh Đó mối quan hệ ký sinh vi sinh vật thực vật Nhóm vi sinh vật gây bệnh thuộc loại dị dưỡng, sống nhờ vào chất hữu thực vật sống ( khác với nhóm hoại sinh- sống tế bào thực vật chết)
(11)chúng Trong trình sống chúng tiết chất độc làm chết Ví dụ nhưđộc tố
Lycomarasmin nấm Fusarium heterosporum tiết làm chết
Vi sinh vật gây bệnh có khả tồn đất tàn dư thực vật từ
vụ qua vụ khác dạng bào tử dạng tiềm sinh khác gọi nguồn bệnh tiềm tàng Từ nguồn bệnh tiềm tàng vi sinh vật phát tán khắp nơi nhờ gió, nước mưa, dụng cụ lao động, động vật người, đặc biệt qua côn trùng môi giới Qua đường nguồn bệnh lây lan sang khoẻ bắt đầu xâm nhiễm vào gặp điều kiện thuận lợi Các bào tử nằm bề mặt gặp độ ẩm nhiệt độ thích hợp nảy mầm xâm nhập vào Sau xaam nhập vào chúng bắt đầu sử dụng chất tiết chất độc làm suy yếu chết Qua trình hoạt động vi sinh vật bị thay đổi trình sinh lý, sinh hố, sau thay đổi cấu tạo hình thái tế bào cuối xuất triệu chứng bệnh đốm lá, thân Nếu blệnh xuất bó mạch biểu triệu chứng héo lá, héo thân Sau thời gian phát triển vi sinh vật bắt đầu hình thành quan sinh sản mọc bề mặt từđó lại lan truyền
Để tránh bệnh cho người ta dùng nhiều biện pháp hoá học, biện pháp sinh vật học, biện pháp tổng hợp bảo vệ trồng Ngày người ta hạn chế việc chống bệnh hố học biện pháp thường phá hoại cân sinh thái, ô nhiễm môi trường Các biện pháp sinh học nghiên cứu áp dụng ngày nhiều ưu điểm Đó biện pháp dùng vi sinh vật chống côn trùng hại Một biện pháp đại nghiên cứu áp dụng tạo cho đặc tính chống chịu biện pháp công nghệ sinh học - truyền gen chống chịu cho Người ta tạo giống thuốc chống chịu bệnh virus giống khoai tây, cà chua chống bệnh vi khuẩn nhờ việc cấy gen loại vi khuẩn có khả chống bệnh vào tế bào thực vật
3.2 MÔI TRƯỜNG NƯỚC VÀ SỰ PHÂN BỐ CỦA VI SINH VẬT TRONG NƯỚC 3.2.1 Môi trường nước
(12)- Nước ngầm có lớp đất nằm mặt đất nguồn nước khác thấm vào Nước ngầm có hàm lượng muối khống khác tuỳ vùng, có vùng chứa nhiều CaCO3 gọi nước cứng, có vùng chứa CaCO3 gọi nước mềm Nói chung nước ngầm nghèo chất dinh dưỡng lọc qua tầng đất
- Nước bề mặt bao gồm suối, sông, hồ, biển Suối tạo thành nơi nước ngầm chảy bề mặt đất từ khe núi đá Tuỳ theo vùng địa lý nước suối khác nhiệt độ thành phần hố học Có suối nước nóng chảy từ vùng núi lửa từ độ sâu lớn Có suối có thành phần chất khống điển hình có tác dụng chữa bệnh Tuỳ theo thành phần hàm lượng chất khoáng mà người ta phân biệt suối mặn, suối chua, suối sắt, suối lưu huỳnh Sơng có lượng nước nhiều suối Tính chất lý học hóa học sơng khác tuỳ
thuộc vào vùng địa lý Sông vùng đồng thường giàu chất dinh dưỡng vùng núi lại bị ô nhiễm chất thải công nghiệp sinh hoạt
Hồ vùng trũng ngập đầy nước đất liền Tính chất lý học hoá học loại hồ khác Hồ vùng núi đá có nguồn nước ngầm chảy hồ vùng đồng khác lớn nhiệt độ thành phần chất dinh dưỡng Ngay hồ có phân tầng, tầng lại có
điều kiện mơi trường khác Có hồ có nồng độ muối cao gọi hồ nước mặn, nồng độ muối lên tới 28%
Biển bao phủ gần 3/4 bề mặt trái đất, khác với thuỷ vực đất liền điển hình hàm lượng muối cao tới 35% Ngồi biển cịn có thành phần chất khoáng khác với thuỷ vực đất liền Các vùng biển tầng biển có đặc trưng mơi trường khác Thí dụ nhiệt độ, áp lực thuỷ tĩnh, ánh sáng, pH, thành phần hoá học Tất yếu tố khác ảnh hưởng trực tiếp đến phân bố vi sinh vật môi trường nước
3.2.2 Sự phân bố vi sinh vật môi trường nước
(13)Nước nguyên chất nguồn môi trường thuận lợi cho vi sinh vật phát triển, nước ngun chất khơng phải mơi trường giàu dinh dưỡng Trong nước có hồ tan nhiều chất hữu muối khống khác Những chất hồ tan thuận lợi cho vi sinh vật sinh trưởng phát triển
Vi sinh vật nước đưa từ nhiều nguồn khác nhau:
- Có thể từđất bụi bay lên, nguồn nước chủ yếu bị nhiễm vi sinh vật bề mặt
- Có thể nước mưa sau chảy qua vùng đất khác cuôns theo nhiều vi sinh vật nơi nước chảy qua
- Do nước ngầm nguồn nước khác qua nơi nhiễm bẩn nghiêm trọng
- Số lượng thành phần vi sinh vật thấy nước mang đặc trưng vùng đất bị nhiễm mà nước chảy qua
Ở môi trường nước ngọt, đặc biệt nơi ln có nhiễm khuẩn từđất, hầu hết nhóm vi sinh vật có đất có mặt nước, nhiên với tỷ lệ
khác biệt Nước ngầm nước suối thường nghèo vi sinh vật nơi nghèo chất dinh dưỡng Trong suối có hàm lượng sắt cao thường chứa vi khuẩn sắt nhưLeptothrix ochracea Ở suối chứa lưu huỳnh thường có mặt nhóm vi khuẩn lưu huỳnh màu lục màu tía Những nhóm thuộc loại từ dưỡng hố quang Ở suối nước nóng thường tồn nhóm vi khuẩn ưa nhiệt nhưLeptothrix thermalis.
Ở ao, hồ sông hàm lượng chất dinh dưỡng cao nước ngầm suối nên số lượng thành phần vi sinh vật phong phú nhiều Ngoài vi sinh vật tự dưỡng cịn có nhiều nhóm vi sinh vật dị dưỡng có khả phân huỷ chất hữu Hầu hết nhóm vi sinh vật đất có mặt ởđây Ở nơi bị
nhiễm bẩn nước thải sinh hoạt cịn có mặt vi khuẩn đường ruột vi sinh vật gây bệnh khác Tuy vi khuẩn sống nước thời gian
định nguồn nước thải lại đổ vào thường xuyên nên lúc chúng có mặt Đây nguồn nhiễm vi sinh nguy hiểm sức khoẻ người
(14)nước thải Những nguồn nước thải có chứa nhiều axit thường làm tiêu diệt nhóm vi sinh vật ưa trung tính có thuỷ vực
Tuy môi trường nước phân bố vi sinh vật hồ sông khác Ở hồ nghèo dinh dưỡng, tỷ lệ vi khuẩn có khả hình thành bào tử thường cao so với nhóm khơng có bào tử Ở tầng hồ khác phân bố vi sinh vật khác Ở tầng mặt nhiều ánh sáng thường có nhóm vi sinh vật tự dưỡng quang Dưới đáy hồ giàu chất hữu thường có nhóm vi khuẩn dị dưỡng phân giải chất hữu Ở tầng đáy có phân huỷ chất hữu mạnh tiêu thụ nhiều ôxy tạo vùng khơng có ơxy hồ tan có mặt nhóm kỵ khí bắt buộc khơng có khả tồn có oxy
Ở mơi trường nước mặn bao gồm hồ nước mặn biển, phân bố vi sinh vâth khác hẳn so với môi trường nước nồng độ muối nơi cao Tuỳ thuộc vào thành phần nồng độ muối, thành phần số lượng vi sinh vật khác nhiều Tuy nhiên tất cảđều thuộc nhóm ưa mặn có mặt mơi trường nước Có nhóm phát triển mơi trường có nồng độ muối cao gọi nhóm ưa mặn cực đoan Nhóm có mặt ruộng muối thực phẩm ướp muối Đại diện nhóm Halobacterium có thể sống
dung dịnh muối bão hồ Có nhóm ưa mặn vừa phải sống nồng độ muối từ
đến 20%, nhóm ưa mặn yếu sống nồng độ 5% Ngồi có nhóm chịu mặn sống mơi trường có nồng độ muối thấp, đồng thời sống
ở môi trường nước
Các vi sinh vật sống mơi trường nước mặn nói chung có khả sử
dụng chất dinh dưỡng có nồng độ thấp Chúng phát triển chậm nhiều so với vi sinh vật đất Chúng thường bám vào hạt phù sa để sống Vi sinh vật biển thường thuộc nhóm ưa lạnh, sống nhiệt độ từ đến 40C Chúng thường có khả chịu áp lực lớn vùng biển sâu
Nói chung nhóm vi sinh vật sống nguồn nước khác đa dạng hình thái hoạt tính sinh học Chúng tham gia vào việc chuyển hoá vật chất vi sinh vật sống môi trường đất Ở mơi trường nước có mặt đầy đủ nhóm tham gia vào chu trình chuyển hố hợp chất cacbon, nitơ
(15)quan điểm cho vi sinh vật sống môi trường nước đất có chung nguồn gốc ban đầu Do q trình sống mơi trường khác mà chúng có biến đổi thích nghi Chỉ cần tác nhân đột biến biến từ dạng sang dạng khác thể máy di truyền vi sinh vật đơn giản so với sinh vật bậc cao
Ngày nguồn nước, nước ngầm nước biển mức độ
khác bị ô nhiễm nguồn chất thải khác Do khu hệ vi sinh vật bị ảnh hưởng nhiều khả tự làm nguồn nước hoạt động phân giải vi sinh vật bịảnh hưởng
3.3 MƠI TRƯỜNG KHƠNG KHÍ VÀ SỰ PHÂN BỐ CỦA VI SINH VẬT TRONG KHƠNG KHÍ
3.3.1 Mơi trường khơng khí
Mơi trường khí khơng phải đồng nhất, tuỳ vùng khác nhau, mơi trường khí khác thành phần loại khí Thí dụ thành phần oxy, nitơ, CO2 hợp chất bay khác H2S, SO2 v.v Mơi trường khí cịn khác nhiệt
độ, độ ẩm ánh sáng Ở vùng khơng khó lành vùng núi, tỷ lệ khí O2 thường cao Ở vùng khơng khí bị nhiễm, tỷ lệ khí độc H2S, SO2, CO2 thường cao, thành phố khu công nghiệp
3.3.2 Sự phân bố vi sinh vật khơng khí
Sự phân bố vi sinh vật khơng khí khác tuỳ vùng Khơng khí khơng phải mơi trường sống vi sinh vật Tuy nhiên khơng khí có nhiều vi sinh vật tồn Nguồn gốc vi sinh vật từđất, từ nước, từ người, động vật, thực vật, theo gió, theo bụi phát tán khắp nơi khơng khí Một hạt bụi mang theo nhiều vi sinh vật, đặc biệt vi sinh vật có bào tử có khả tồn lâu khơng khí Nếu vi sinh vật gây bệnh nguồn gây bệnh có khơng khí Ví dụ vi khuẩn gây bệnh
đường hơ hấp tồn lâu khơng khí Khi người khoẻ hít phải khơng khí có nhiễm khuẩn có khả nhiễm bệnh Những vi khuẩn gây bệnh thực vật
nấm rỉ sắt theo gió bay lây bệnh cho cánh đồng xa nguồn bệnh Sự phân bố vi sinh vật mơi trường khơng khí phụ thuộc vào yếu tố sau: Phụ thuộc khí hậu năm
(16)khí, nhiệt độ cao, gió mưa, hoạt động khác thiên nhiên Theo kết
nghiên cứu Omelansku lượng vi sinh vật mùa thay đổi sau (số lượng trung bình 10 năm)
Bảng 3.2 Lượng vi sinh vật 1m3 khơng khí
Vi khuẩn Nấm mốc
Mùa đông 4305 1345
Mùa xuân 8080 2275
Mùa hè 9845 2500
Mùa thu 5665 2185
Phụ thuộc vùng địa lý
- Lượng vi sinh vật gần khu quốc lộ có nhiều xe qua lại nhiều vi sinh vật khơng khí vùng nơi khác
- Khơng khí vùng núi vùng biển vi sinh vật vùng khác
Đặc biệt khơng khí ngồi biển lượng vi sinh vật
- Ngồi cịn phụ thuộc chiều cao lớp khơng khí Khơng khí cao so với mặt đất, lượng vi sinh vật ít, kết nghiên cứu bầu trời Matxcơva cho thấy:
Bảng 3.3 Lượng vi sinh vật lít khơng khí Độ cao (m) Lượng tế bào
500 2,3 1000 1,5 2000 0,5 5000 - 7000 Lượng vi sinh vật - lần
Phụ thuộc hoạt động sống người
Con người động vật ngun nhân gây nạn nhiễm khơng khí Thí dụ giao thông, vận tải, chăn nuôi, sản xuất công nông nghiệp, bệnh tật hoạt động khác người động vật mà lượng vi sinh vật tăng hay giảm
Kết thí nghiệm nhà máy bánh mì thấy lượng vi sinh vật/1m3 khơng khí
Bảng 3.4
Phân xưởng Nấm mốc (th/m3kk) Vi khuẩn (th/m3kk)
Bột 4250 2450
Nhào bột 700 360
Lên men 650 810
Nuôi nấm men 410 720
Tạo hình 830 1160
Nướng bánh 750 950
Bảo quản 2370 1410
Kết chung cho thấy khu vực SX khác cho thấy lượng vi sinh vật khơng khí khác
Bảng 3.5 Lượng vi sinh vật/1m3 khơng khí vùng khác
(17)Khu cư xá 20.000
Đường phố 5.000
Công viên thành phố 200
(18)