Phõn bố của vi sinh vọ̃t trờn cỏc loại đất

I. Sự phõn bố của vi sinh vọ̃t trong đất

2.Phõn bố của vi sinh vọ̃t trờn cỏc loại đất

Cỏc loại đất khỏc nhau cú điều kiện dinh dưỡng, độ ẩm, độ thoỏng khớ, pH khỏc nhau. Bởi vậy sự phõn bố của vi sinh vật cũng khỏc nhau.

2.1. Thành phần và số lượng vi sinh vật trờn ba loại đất chớnh ở Liờn Xụ

Bảng 3 : Số lượng vi sinh vật trờn một số loại đất chớnh ở Liờn Xụ (Tropkin, 1976) Loại đất Vsv tổng số(x106) Vi khuẩn ts (%) Nấm ts (%) Xạ khuẩn ts(%) Đất podzol trồng

cỏ 441 70,7 28,2 1,1

Đất xỏm bạc màu 1925 89,3 8,1 2,6

Đất đen 3500 73,8 15,4 10,8

Theo viện sĩ Tropkin (1976) khi nghiờn cứu về số lượng thành phần vi sinh vật đất trờn một số loại đất chớnh của Liờn Xụ cho thấy: đối với cỏc loại đất khỏc nhau thỡ thành phần và số lượng vi sinh vật đất cũng rất khỏc nhau. Trờn đất podzol trồng cỏ, vi sinh vật đất tổng số là 441 x 106 tế bào/ 1g đất. Ở đất xỏm bạc màu là 1925 x 106 tế bào / 1 g đất, cũn đất đen là 3500 x 106 tế bào / 1g đất, tăng gấp 7,9 lần so với đất podzol. Như vậy ở đất đen cú thành phần dinh dưỡng cao, độ ẩm thớch hợp, cỏc điều kiện khoỏng húa rất tốt, thành phần cơ giới đất tơi xốp... thỡ số lượng vi sinh vật đất nhiều hơn. Ngược lại ở đất podzol, nghốo dinh dưỡng, đất cú thành phần cơ giới nặng, điều kiện độ ẩm, thoỏng khớ kộm thỡ số lượng vi sinh vật ớt.

2.2. Thành phần và số lượng vi sinh vật trờn một số nhúm đất chớnh ở Việt Nam

2.2.1. Thành phần và số lượng vi sinh vọ̃t trờn một số nhúm đất chớnh

Đến nay ở nước ta đó cú nhiều nhà khoa học nghiờn cứu về thành phần và số lượng vi sinh vật đất

Bảng 4: Thành phần và số lượng vi sinh vật trờn một số loại đất chớnh ở Việt Nam ( Nguyễn Thị Thanh Phụng , 1982. Nguyễn Đường, Nguyễn Xuõn Thành, 1996)

Loại đất Cõy trồng VSV TS (10tb/g) 6 VK TS (%) Nấm TS (%) Xạ khuẩnts (%) Đất đỏ bazan (Đồng Nai) Cao su 213,4 95,5 1,8 2,7

Đất phự sa sụng Cửu

Long (Cần Thơ) Lỳa- Màu 24,6 90,3 3,6 6,1

Đất đỏ vàng trờn đỏ sột (Vĩnh Phỳc) CM 29,4 76,8 12,2 11,0 Đất cỏt biển (Nghệ An) CM 9,7 83,5 11,0 5,5 Đất phốn ngoại ụ (THCM) CM 7,9 59,6 24,5 15,9 Đất phự sa sụng Hồng (Hà Nội) 2 lỳa 186,6 96,9 1,4 1,7 Đất phự sa Tiền Hải (sụng Thỏi Bỡnh) 2 lỳa 113,2 97,6 1,4 1,0

Đất bạc màu Bắc Giang Lỳa –

Màu 98,7 92,6 3,4 4,2

Đất dồi feralit trờn đỏ vụi

( Thanh Húa) CM 108,0 92,0 4,8 3,2 Đất cỏt biển Hậu Lộc, Thanh Húa CM 18,9 85,6 10,5 3,9 Đất vàng trờn đỏ biến chất, Hà Giang Sắn 11,8 87,0 8,0 5,0 (CM: chuyờn màu)

- Qua số liệu từ kết quả nghiờn cứu, nhận thấy:

+ Thành phần và số lượng vi sinh vật ở cỏc loại đất khỏc nhau cũng rất khỏc nhau: đất càng tốt thỡ vi sinh vật tổng số càng cao, đất càng xấu, dinh dưỡng thấp, điều kiện mụi trường sống kộm chất lượng, vi sinh vật càng ớt.

Đất đỏ bazan cú số lượng vi sinh vật tổng số đạt 213,4 x 106 tế bào/ 1g đất khụ (đất phốn ở ngoại ụ thành phố Hồ Chớ Minh chỉ đạt 7,9 x 106 tế bào/ 1g đất khụ.

- Thành phần vi sinh vật trờn mỗi loại đất cũng rất khỏc nhau: trờn đất bazan vi khuẩn tổng số chiếm 95,5%; nấm 1,8%; xạ khuẩn 2,7%; cũn trờn đất phốn vi khuẩn tổng số chỉ chiếm 59,6%; nấm tổng số chiếm 24,5%; xạ khuẩn 15,9%. Điều này cho thấy, đất phốn hoặc đõt chua rất thớch hợp cho nấm phỏt triển.

2.2.2. Thành phần và số lượng vi sinh vọ̃t trờn nhúm đất phự saa. Sự phõn bố của vi sinh vọ̃t trờn nhúm đất phự sa a. Sự phõn bố của vi sinh vọ̃t trờn nhúm đất phự sa

Bảng 5: thành phần và số lượng vi sinh vật trờn một số loại đất phự sa ( Nguyễn Đường, Nguyễn Xuõn Thành, 1998), (( 0-20 cm).103 tế bào/ g đất khụ)

Phự sa sụng Hồng Phự sa sụng Thỏi Bỡnh Phự sa sụng Mó Số mẫu phõn tớch Số lượng VSV Số mẫu phõn tớch Số lượng VSV Số mẫu phõn tớch Số lượng VSV VKTSHK 50 55040 20 47560 20 37010 VKTSYK 50 59560 20 61120 20 69720 Nấm TS 50 410 20 380 20 370 Xạ khuẩn TS 50 230 20 171 20 158

Vi khuẩn Amon húa 25 5510 15 3820 15 2853

Vi khuẩn nitrat húa 25 3000 15 3800 15 4580

VK phản nitrat húa 25 2160 15 3400 15 4260 VK Azotobacter 25 236 15 104 15 65 Thành phần cơ giới đất 300 d 50 e 100 E pHKCl 300 6,8 50 5,4 100 4,1 Mựn % 300 212 50 2,60 100 5,16 Lõn % 300 0,095 50 0,100 100 0,110 P2O5 dễ tiờu (mg/100g đất) 300 15,1 50 9,5 100 4,5 K2O trao đổi 300 16,8 50 22,5 100 19,3

Năng suất lỳa ( tạ/

ha) 500 hộ 42,81 150 39,20 500 hộ

37,52

( VKTSHK: vi khuẩn tổng số hiếu khớ; VKTSYK: vi khuẩn tổng số yếm khớ) Số liệu ở bảng 5 cho thấy:

- Đất phự sa sụng Hồng cú số lượng vi khuẩn tổng số hiếu khớ cao hơn ở đất phự sa sụng Thỏi Bỡnh và sụng Mó. Trờn đất phỳ sa ngập nước yếm khớ cho tỉ lệ vi khuẩn tổng số yếm khớ/ vi khuẩn tổng số hiếu khớ luụn luụn nhỏ hơn 1. Tỉ lệ vi khuẩn yếm khớ /vi khuẩn tổng số hiếu khớ ở đất phự sa sụng Hồng là 0,93, ở đất phự sa sụng Thỏi Bỡnh là 0,77 và ở đất phự sa sụng Mó là 0,54.

- Kết quả cũn cho thấy thành phần và số lượng vi sinh vật đất cũn cú mối quan hệ rất chặt với tớnh chất nụng húa, thổ nhưỡng đất. Ở đõu cú tớnh chất đất tốt, thỡ ở đú số lượng vi sinh vật hữu ớch nhiều và quỏ trỡnh sinh trưởng, phỏt triển của cõy trồng tốt và kết quả sẽ cho năng suất cõy trồng cao và ngược lại.

Xột về mối quan hệ hữu cơ ba chiều: đất – vi sinh vật- cõy trồng, thỡ đất phự sa sụng Hồng cho cỏc chỉ tiờu tốt hơn và đạt năng suất lỳa cao nhất, tiếp theo là ở đất phự sa sụng Thỏi Bỡnh và xấu nhất là đất phự sa sụng Mó.

b. Khu hệ vi sinh vọ̃t đất lỳa nước.

- Cỏc tầng chớnh trong phẫu diện đất lỳa nước:

+ Tỡnh trạng ngập nước của đất trồng lỳa đó làm thay đổi sõu sắc tớnh chất húa học, lớ học và vi sinh vật của đất. Chế độ nước trong đất cú vai trũ quyết định, làm thay đổi chế độ khụng khớ, chế độ nhiệt của đất, tạo nờn hỡnh thỏi phẫu diện đặc biệt của đất lỳa. Phẫu diện của đất lỳa thường phõn ra: tầng canh tỏc, tầng đế cày, tầng loang lổ, tầng glay. Ngay trong tầng canh tỏc cũng phõn thành 2 lớp ro rệt. Lớp đất mỏng vài ba phõn trờn cựng thể hiện tớnh chất oxy húa, cũn cỏc lớp dưới cú tớnh chất khử mạnh dần lờn. Theo Greene ( 1970) thỡ cỏc lớp của ruộng lỳa trong pha ngập nước được chia làm 5 lớp.

Lớp thứ nhất: lớp bề mặt tiếp xỳc ngay dưới mặt nước, một mặt phẳng màu nõu mỏng. Đõy là phần cú oxy khuếch tỏn từ khụng khớ vào và oxy thải ra từ thực vật thủy sinh.

Lớp thứ hai: dưới sỏt tầng một, cú độ dày 0,5mm, cú hydroxit sắt kết tủa do quỏ trỡnh oxy húa chất Fe2+. Đõy là lớp từ tầng khử mạnh xanh xỏm chuyển dần lờn.

Lớp thứ ba: phần khử mạnh. Vỡ khử mạnh nờn cỏc quỏ trỡnh phản nitrat , quỏ trỡnh khử Mn4+ thành Mn2+, khử Fe3+ thành Fe2+ hoạt động.

Lớp thứ tư: lớp này khụng dày cú nhiều Fe và Mn Lớp thứ năm: lớp bị oxy húa, đõy là tầng đất cỏi.

Trong cựng 1 lớp cú sự thể hiện đồng thời 2 quỏ trỡnh oxy húa và khử ngược nhau. Thật vậy trong tầng oxy húa: NH4+ được chuyển thành NO3 ̄, NO3 ̄ lại chuyển vào tầng khử để cho N2, làm đất mất đạm.

Chỳng ta thấy ở đấy theo chiều thẳng đỳng cú một lớp khử nằm kẹp giữa hai lớp oxy húa.

+ Bờn cạnh sự xen kẽ phức tạp theo chiều thẳng đứng cũn cú sự xen kẽ phức tạp theo chiều ngang, trong vựng rễ cú một quỏ trỡnh ngước nhau:

Quỏ trỡnh đồng húa O2 và thải CO2 của rễ.

Quỏ trỡnh khuếch tỏn O2 do sự vận chuyển O2 từ những phần trờn mặt đất của cõy xuống rễ ( Jeffery.1961, Barber và cộng sự. 1962, Valorat và Latery. 1966) - Vi sinh vật trong đất lỳa nước:

+ Nột sai khỏc lớn nhất so với đất trồng màu và tỡnh trạng kị khớ đó ức chế một phần cỏc vi sinh vật hiếu khớ, kớch thớch sự phỏt triển của cỏc loại kị khớ, kị khớ khụng bắt buộc. Cỏc trực khuẩn cú bào tử, vi sinh vật amon húa, vi khuẩn lưu huỳnh, vi khuẩn phản nitrat, vi khuẩn cố định N, yếm khớ phỏt triển mạnh hơn so với đất trồng màu. Số lượng tảo, động vật nguyờn sinh cũng rất lớn, cú thể đến hàng chục vạn tế bào trong 1g đất.

+ Vi khuẩn hiếu khớ mặc dự khụng chiếm ưu thế nhưng số lượng của chỳng trong đất lỳa tập trung quanh rễ lỳa và tầng lớp mặt.

+ Số lượng vi khuẩn hiếu khớ đạt đến 50- 60 triệu tế bào trong mỗi g đất. Chỳng tham gia tớch cực cỏc quỏ trỡnh chuyển húa vật chất trong đất. Sở dĩ như vậy vỡ trong quỏ trỡnh trồng lỳa nước lõu ngày đó hỡnh thành nhiều loại vi sinh vật hiếu khớ khụng bắt buộc, mặc khỏc oxy cú thể được khuếch tỏn qua nước, qua cỏc mụ dẫn khớ của cõy lỳa và oxy cũng cú thể sinh ra do kết quả quang hợp của cỏc loại tảo sống trong cỏc ruộng lỳa.

Một số tỏc giả đó tớnh được khi lỳa mọc được hai thỏng, mỗi ngày bộ rễ cú thể giải phúng vào đất 3mg oxy và do đú vựng đất nằm sỏt rễ lỳa cú thể hiệu Eh cao tới 500- 600 mV.

+ Hoạt động của bộ rễ lỳa làm tiết ra một số chất hữu cơ cú tỏc dụng thu hỳt vi sinh vật. Vi khuẩn dị dưỡng, vi khuẩn hiếu khớ khụng sinh bào tử và Azotabacter tập trung nhiều trờn cỏc rễ lỳa cũn non trong khi đú vi khuẩn phõn giải xenlulo và xạ khuẩn ở xa rễ hơn. Một số nấm và vi khuẩn cũn cư trỳ ở biều bỡ của rễ hoặc trờn thõn trờn lỏ, trờn bụng lỳa.

+ Khu hệ sinh vật đất lỳa cũng biến đổi sau khi cú ngập nước cú thể chia làm hai giai đoạn:

Giai đoạn đầu ngay sau khi ngập nước, khi đú cú hiện tượng tiờu hao oxy và khử cỏc chất nitrat, sunphat, sắt húa trị III... Giai đoạn này kộo dài 2, 3 ngày tựy thuộc vào lượng oxit sắt cú trong đất. Lỳc bấy giờ tổng số sinh vật tăng lờn ro rệt và quỏ trỡnh nitrat húa, sunphat húa, cố định N2 và phõn hủy xenlulo được xỳc tiến.

Giai đoạn tiếp theo sẽ tăng cường quỏ trỡnh lờn men hydro lờn men metan. Khi đú cú sự thay đổi số lượng vi sinh vật và thay đổi tỉ lệ giữa cỏc nhúm hiếu khớ. Đỏng chỳ ý lỳc mới gặp nước, khụng những chỉ thấy sự tăng số lượng cỏc vi sinh vật kị khớ mà cỏc loại hiếu khớ cũng tăng lờn mạnh mẽ. Về sau vi sinh vật hiếu khớ do thiếu oxy nờn giảm xuống nhưng vẫn tồn tại với số lượng tương đối lớn trong suốt quỏ trỡnh phỏt triển của lỳa.

+ Động thỏi diễn biến về số lượng của cỏc nhúm vi sinh vật theo thời kớ sinh trưởng và phỏt triển của cõy lỳa khỏ phức tạp và khụng giống nhau. Đặc điểm mựa vụ, chế độ trồng trọ tỏc động một cỏch tổng hợp lờn khu hệ vi sinh vật đất và tạo ra những sự sai khỏc đỏng kể. Trong điều kiờn ở miền Bắc nước ta, vụ lỳa chiờm xuõn gieo trồng vào thỏng cú nhiệt độ thấp và thu hoạch và thỏng 5, 6 nờn lỳc đầu vi sinh vật tăng chậm rồi đạt tới cực đại từ lỳc đẻ rộ đến lỳa làm đũng. Thời kỡ thu hoạch, số lượng vi sinh vật vẫn cũn lớn. Vụ lỳa mựa cú nhiệt độ cao, sự hoạt động của vi sinh vật tăng nhanh ngay từ đầu nhưng vào cuối vụ, số lượng giảm mạnh so với lỳa đụng xuõn.

Những chõn đất được phơi ải hoặc luõn canh lỳa màu cú ảnh hưởng tốt đến vi sinh vật đất. Cỏc nhúm vi sinh vật cũng phỏt triển mạnh mẽ và thay đổi tựy theo từng giai đoạn phỏt triển của cõy lỳa. Nhúm sinh vật amon húa (bao gồm vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn) ở đất lỳa phỏt triển hơn so với đất màu. Số lượng cao nhất ở thời kỡ lỳa đẻ nhỏnh, cú thể đạt đến hàng chục triệu tế bào trong 1g đất. Cỏc loại vi khuẩn amon húa

như: Bacillus mycoides, Bacillus magaterium, Bacillus mesentenricus, Bacillus subtis... phõn bố ở tầng mặt và tầng sõu.

+ Vi khuẩn phõn giải xenlulo trong đất lỳa cú nhúm hiếu khớ và khị khớ. Thời kỡ đất khụ hay đất mới ngập nước, nấm tham gia tớch cực vào quỏ trỡnh phõn giải xenlulo. Nhưng sau khi ngập nước 10- 15 ngày thỡ tỏc động củ yếu lại là vi khuẩn.

Sự phõn giải xenlulo xảy ra mạnh mẽ nhất ở tầng đất 0,5cm. Ở cỏc lớp đất trờn 10cm, quỏ trỡnh phõn giải xenlulo xảy ra chậm. Nhiều thớ nghiệm của Mixutin đó chỉ ro, cày vựi rơm rạ vào đất sau mộ thỏng thỡ thấy xenlulo bị phõn giải chỉ ở tầng đất 0,5cm và 0-8cm. Cỏc lớp đất sõu hơn thỡ hầu như rất ớt bị phõn giải.

+ Trong đất lỳa, đạm vụ cơ chủ yếu ở dạng NH4+, đạm NO3 ̄ chỉ thấy cú ở thời kỡ đầu lỳa ngập nước. Ở đấy quỏ trỡnh nitrat húa xảy ra chủ yếu và vi khuẩn nitrat húa thường tập tring thành từng đỏm ở gần rễ lỳa trong lớp đất mặt. Ở tầng đất sõu, số lượng vi khuẩn nitrat húa, sunphat húa cú mặt thường xuyờn trong đất lỳa với số lượng lớn; vi khuẩn phản nitrat hoạt động rất mạnh. Đõy là một trong những nguyờn nhõn quan trọng làm mất đạm ở đất lỳa. Để hạn chế quỏ trỡnh này, khi bún đạm ở dạng nitrat cần kết hợp với làm cỏ, sục bựn.

+ Ở những chõn đất chua, bạc màu, đất lầy thụt vi khuẩn phản nitrat tập trung nhiều ở tầng mặt. Ở những chõn ruộng bún phõn khoỏng liờn tục, hoặc những ruộng khụng chủ động được nước sự ỳng, hạn cú tỏc động tăng cường quỏ trỡnh phản nitrat húa.

+ Vi khuẩn phõn giải lõn tập trung nhiều xung quanh rễ lỳa. Hoạt động của vi khuẩn kị khớ làm chuyển phần lớn lõn khú tan thành dạng dễ tan cung cấp cho cõy trồng. Tớnh chất ngập nước của đất lỳa đó làm tăng khả năng hũa tan lõn của 1 số loài vi khuẩn trong đất lỳa ( thấy trước khi tưới nước chỉ cú 1 chủng cú khả năng hũa tan lõn, sau khi tưới nước thấy tăng lờn 9 chủng cú khả năng hũa tan lõn).

+ Cỏc loại vi khuẩn sống tự do, cú khả năng cố định đạm như Azotobacter, Clostridium pasteurianum, cũng cú mặt trong đất lỳa. Hai loại này cú đặc điểm sinh lớ khỏc nhau. Azotobacter đũi hỏi phải cú oxy phõn tử, ưa mụi , trường trung tớnh, cú đầy đủ lõn canxi, magie và chất hữu cơ. Vỡ vậy trong đất lỳa nhiều vựng khụng phỏt hiện thấy Azotobacter. Trỏi lại trong đất lỳa phự sa sụng Hồng phỏt hiện Azotobacter phõn bố ở tầng đất canh tỏc và tầng đất sõu, Số lượng của chỳng cú thể đạt tới vài vạn tế bào

trong mỗi gam đất. Trờn những chõn đất chua, nghốo dinh dưỡng nhưng được bún phõn chuồng kết hợp bún vụi, bún lõn liờn tục trong 3,4 vụ đó thấy xuất hiện

Azotobacter.

Hỡnh 8: Azotobacter Hỡnh 9: Clostridium pasteurianum

Vi khuẩn Clostridium pasteurianum phõn bố nhiều trong đất lỳa và hầu hết cỏc đất lỳa đều phỏt hiện thấy vi khuẩn này. Số lượng của hcungs tới hàng vạn tế bào trong mỗi gam đất. Chũng đó gúp phần tớch cực trong việc làm giàu đạm trong đất.

+ Nấm và xạ khuẩn cũng phỏt triển trong đất lỳa và cú vai trũ quan trọng trong quỏ trỡnh chuyển húa vật chất cung cấp chất dinh dưỡng cho cõy trồng. Số lượng nấm tăng lờn, lỳc lỳa đẻ nhỏnh cú thể đạt tới vài triệu tế bào trong 1 g đất. Chỳng tham gia quỏ trỡnh phõn giải xenlulo, amon húa đạm hữu cơ, tổng hợp chất mựn, tổng hợp một số kớch thớch tố. Một số loại nấm sống ở rễ, thõn, lỏ, hạt cú thể dẫn đến cỏc bệnh hại lỳa và giảm năng suất lỳa. Cỏc giống nấm thường gặp là Penicillium, Aspergillus, Mucor, Alternaria, Fusarium, Verticilium, Cephadosporium, Chactomium.

Xạ khuẩn thường phõn bố tập trung ở rễ lỳa. Chỳng tham gia vào quỏ trỡnh