II. Quá trình cố định nitơ phân tử và cơ chế
2. Sự chuyển hoá lân vô cơ
2.1. Thí nghiệm
Từ năm 1900 đã có nhiều nhà khoa học nghiên cứu vấn đề này. J. Stokelasa dùng đất đã tiệt trùng bón bột apatit và cấy vi khuẩn. Ông dùng Bacillus megatherium, Bac. mycoides và Bacillus
butyricus. Sau khi cấy vi khuẩn và bón cho lúa mạch thấy có tăng năng suất.
Các chất dinh d−ỡng khác đều ở dạng hoà tan. Còn P thì ở dạng không tan nh− phosphat bicanxi hay Ca3(PO4)2.
Thí nghiệm theo 2 công thức:
(1) Tiệt trùng các chậu sau đó gieo hạt với 1% đất không tiệt trùng; (2) Tiệt trùng các chậu và gieo hạt.
ở công thức (1) cây đồng hoá P mạnh và cây phát triển tốt hơn. Điều đó chứng tỏ rằng ở đây có sự tác động của vi sinh vật trong quá trình phân giải các hợp chất lân khó tan.
Nhiều vi khuẩn nh− P. seudomonas fluorescens, vi khuẩn nitrat hoá, một số vi khuẩn hệ rễ, nấm, xạ khuẩn... cũng có khả năng phân giải Ca3(PO4)2 và bột apatit.
Ngoài ra trong quá trình lên men butyric, lên men lactic, quá trình lên men dấm, trong phân chuồng cũng có thể xúc tiến quá trình hoà tan Ca3(PO4)2. Vi khuẩn vùng rễ phân giải Ca3(PO4)2 mạnh.
ở hệ rễ lúa mì th−ờng có 30% vi khuẩn có khả năng phân giải Ca3(PO4)2 và l−ợng lân phân giải so với đối chứng tăng 6-18 lần.
2.2. Vi sinh vật phân giải
Vi khuẩn phân giải những hợp chất lân vô cơ khó tan th−ờng gặp các giống: Pseudomonas,
Alcaligenes, Achromobacter, Agrobacterium, Aerobacter, Brevibacterium, Micrococcus, Flavobacterium...
Bên cạnh các vi khuẩn và xạ khuẩn thì nấm cũng có tác dụng trong quá trình hoà tan hợp chất lân khó tan: Penicillium, Aspergillus, Rhizopus, Sclerotium.
2.3. Cơ chế hoà tan phospho
Đại đa số nghiên cứu đều cho rằng sự phân giải Ca3(PO4)2 có liên quan mật thiết với sự sản sinh axit trong quá trình sống của vi sinh vật. Trong đó axit cacbonic rất quan trọng. Chính H2CO3 làm cho Ca3(PO4)2 phân giải.
Quá trình phân giải theo ph−ơng trình sau:
Ca3(PO4)2 + 4H2CO3 + H2O → Ca(PO4)2H2O + Ca(HCO3)2
Trong đất, vi khuẩn nitrat hoá và vi khuẩn chuyển hoá S cũng có tác dụng quan trọng trong việc phân giải Ca3(PO4)2.
Quá trình hoà tan các hợp chất lân khó tan có thể theo cơ chế: Lân khó tan đ−ợc tạm thời đồng hoá vi sinh vật, sau đó lân đ−ợc giải phóng khỏi vi sinh vật d−ới dạng có thể đồng hoá cho cây trồng.