1.2. Vi sinh vật và vai trò của chúng trong ựất
1.2.2. Vi sinh vật sinh màng nhầy và vai trò của chúng trong việc cải tạo ựất
tạo ựất
đCc ựiDm chung
Vi sinh vật sinh màng nhầy (bao nhầy, vỏ nhầy) là những vi sinh vật mà bên ngồi thành tế bào cịn có một lớp nhầy hay dịch nhầỵ đó là lớp chất dạng keo, có độ nhầy bất ựịnh. Màng nhầy cấu tạo chủ yếu từ polisaccarit, ngoài ra cịn có màng nhầy cấu tạo từ polypeptit và protein [6].
Bao nhầy thường có kắch thước lớn hơn 0,2ộm. Song cũng có những VK có bao nhầy tới 20 ộm như VK Leuconostoc mesenteroides. Thành phần polisaccarit
của bao nhầy có thể có glucoza, galactoza, ramnoza hay dextran, axit 2 keto-3 deoxi galacturonic, axit pyruvic, axit axetic.
Căn cứ vào kắch thước bao nhầy, người ta chia chúng thành ba nhóm [6]: Ớ Bao nhầy mỏng (micro capsule)
Ớ Bao nhầy (giáp mạc, capsule)
Ớ Một số VK khơng có bao nhầy nhưng tế bào được bao bọc bởi lớp dịch nhầy khơng có cấu tạo rõ rệt và khơng có giới hạn xác ựịnh. Khi các bao nhầy liên kết lại với nhau tạo thành một khối gọi là khối nhầy hay khuẩn giao đồn.
Ch+c năng ca màng nhFy vi sinh v2t
Màng nhầy vi sinh vật có những chức năng sau:
Ớ Bảo vệ vi sinh vật khỏi sự tổn thương khi khô hạn, bảo vệ tế bào tránh hiện tượng thực bào của bạch cầụ Chắnh đặc tắnh này làm vi sinh vật có khả năng gây bệnh. Ngược lại khi khơng có màng nhầy chúng nhanh chóng bị bạch cầu tiêu diệt.
Ớ Màng nhầy là nơi dự trữ thức ăn để phịng khi thiếu thức ăn có thể sử dụng vỏ nhầy như một nguồn chất dinh dưỡng. Khi các chất dinh dưỡng trong môi trường cạn kiệt, vi sinh vật sẽ tiêu thụ dần chất dinh dưỡng có trong vỏ nhầy và làm vỏ nhầy bé lạị
Ớ Nhờ màng nhầy và một số cấu tạo có liên quan mà vi sinh vật có thể bám vào bề mặt của một số giá thể. đơn cử trường hợp của các VK Streptococcus salivarius và Streptococcus mutans ựã sinh ra hexozatranspheraza giúp cho
chúng bám ựược trên bề mặt của răng và lên men ựường tạo axit lactic, dần dần làm hỏng men răng gây sâu răng.
Ớ Tắch lũy một số sản phẩm trao ựổi chất. Một số VK sắt dùng màng nhầy để tắch lũy sắt.
Ngồi ra màng nhầy VSV cịn có rất nhiều chức năng quan trọng đang ựược nghiên cứu và ứng dụng, ựặc biệt là khả năng cải tạo đTđT. đối với những vùng ựất nghèo chất dinh dưỡng và khơ cằn, chúng có khả năng phân giải chất hữu cơ tạo mùn cho ựất, giữ nước, làm bền vững cấu tượng ựất, chống xói mịn.
M)t s9 +ng d$ng ca vi sinh v2t màng nhFy
Từ lâu vi sinh vật sinh màng nhầy ựã ựược quan tâm nghiên cứu và ứng dụng sản xuất các sản phẩm ở qui mô công nghiệp như:
Ớ Dextran có trong bao nhầy của Leuconostoc mesenteroides ựược dùng làm chất có khả năng thay thế huyết tương trong truyền máu, thay máu và làm chất hấp thụ trong kỹ thuật tách chiết (làm nhựa Sephadex). Sản phẩm dextran - Fe ựược dùng làm thuốc bổ máu trong chăn nuôị
Ớ Bao nhầy tạo bởi xenlulozơ của VK Acetobacter xylinum ựược dùng làm thực phẩm khi nuôi cấyAcetobactertrên nước dừạ
Ớ Polisaccarit như xanthan, levan... ựược sử dụng rộng rãi trong cơng nghiệp dầu khắ, thực phẩm, y học, dược học, dệt vải, chăn nuôi, bảo vệ cây trồng. Levan tạo ra bởiBacillus polymysa, Bacillus subtilisựược dùng làm chất phủ trong thực phẩm và dược học. Trong những năm gần ựây do có những ưu điểm về khả năng chịu mặn chịu nhiệt, chịu kiềm và giữ ựộ nhớt ổn ựịnh trong môi trường nhiễm mặn cao, nhiệt ựộ cao mà xanthan của vi sinh vật ựược dùng làm phụ gia cho dung dịch giếng khoan, phụ gia đơng kết ximăng cho cơng trình xây dựng... Ở Việt Nam cũng có cơng trình đề cập đến khả năng ứng dụng của vi sinh vật sinh màng nhầỵ Lại Thúy Hiền và cộng sự ựã phân lập ựược 2 chủng VK sinh màng nhầy 22P và 38đ từ giếng khai thác dầu Bạch Hổ có khả năng tạo polisaccarit trên mơi trường có glucozơ hoặc saccarozơ và ựược ứng dụng trong khai thác dầu mỏ [14].
Vai trị ca vi sinh v2t sinh màng nhFy đ9i v0i viHc c:i t>o đ t khơ h>n
Trong khu hệ vi sinh vật đất đồi núi có một số nhóm vi sinh vật đặc trưng có thể sống ở những điều kiện khơ hạn. đó là các vi sinh vật sinh màng nhầy như nấm
men Lipomyces, vi khuẩn Xanthomonas, Pseudomonas, Enterobacter... [43], [46].
Các vi sinh vật này có khả năng tạo màng nhầy polisaccarit với nhiều chức năng quan trọng như phân giải chất hữu cơ tạo mùn và làm tăng cấu tượng ựất...
Mùn là sản phẩm tạo thành nhờ q trình hoạt động của vi sinh vật trong đất [79]. Khi phân giải các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc động thực vật hay vi sinh vật, các vi sinh vật này tăng cường tổng hợp các chất hữu cơ khác nhau cho cơ thể chúng. Một số sản phẩm oxi hóa khơng hồn tồn của các hợp chất hữu cơ cũng như chất nhầy do vi sinh vật tiết ra tác dụng với phức hệ khống của đất tạo thành các sản phẩm cuối cùng tồn tại dưới dạng keo là các chất mùn. Chất mùn ựược coi như tác nhân kết dắnh Ộtạm thờiỢ, kết các hạt ựất lại thành khối [69]. Thành phần axit fulvic trong chất mùn có chức năng chắnh là chuyển các chất dinh dưỡng cho cây trồng, còn thành phần axit humic lại tạo nên ựộ thống khắ và khả năng thốt nước tốt cho ựất, bảo vệ ựất chống lại sự xói mịn [69]. Lượng chất mùn trong đất tương ứng với lượng vi sinh vật phân bố trong ựất. Những loại vi sinh vật khác nhau sẽ cho các loại mùn khác nhau [79].
Ngồi vai trị tạo mùn, Ghenxene còn cho rằng các vi sinh vật sinh màng nhầy có vai trị rất quan trọng trong quá trình cải tạo đất. Q trình làm tăng cấu tượng ựất ựược thực hiện khi vi sinh vật sinh màng nhầy phân giải các chất hữu cơ và ựồng thời tiết ra chất nhầy bản chất là polisacarit. Các chất nhầy này tác ựộng tương hỗ với các ion canxi làm trương lên và gắn chặt các hạt ựất lại với nhau thành một cấu tượng bền vững. Khả năng tiết màng nhầy trong mơi trường ựất tự nhiên có thể làm giảm sự bay hơi nước, tăng khả năng giữ nước của đất cho nên chúng có vai trị quan trọng trong việc cải tạo đất, chống xói mịn đất. Vì vậy các chất nhầy có thể coi như một tác nhân kết dắnh bền vững [69].
Các chất nhầy còn là thức ăn cho nguyên sinh ựộng vật và là một mắt xắch trong lưới thức ăn của hệ sinh thái đất.
Một số cơng trình khoa học của Tống Kim Thuần ựã cho thấy, ở tất cả các loại hình đTđT ở Việt Nam đều có mặt nấm men sinh màng nhầy Lipomyces. Số
lượng của chúng không cao nhưng khá ựa dạng [43], [45], [46]. Theo Babjeva và Gorin thì màng nhầy nấm menLipomycescòn là nơi cộng sinh của VK cố ựịnh nitơ tự do Azotobacter [77]. Mặc dù lượng ựạm mà Azotobacter cố ựịnh ựược khơng
nhiều, song Azotobacter lại có khả năng sinh tổng hợp các chất kắch thắch sinh trưởng thực vật, các chất ức chế một số loài VK, nấm gây bệnh thực vật [13].
Như vậy, nếu kắch thắch sự phát triển của nấm menLipomyces trong đất thì sẽ giúp ựất giữ ựược ựộ ẩm tốt, tăng cấu tượng ựất, chống xói mịn, tăng độ phì nhiêu của ựất.