7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.1.5.1. Sinh lý dinh dưỡng và tầm quan trọng của tỉ lệ N:P
Vi khuẩn lam chiếm đa số trong hệ nước là do nhiều yếu tố, tất cả yếu tố đó là do khả năng cạnh tranh của chúng tốt hơn các loại thực vật khác trong hệ nước phú dưỡng. Giả thiết được nhiều nhà khoa học đưa ra để giải thích sự thống trị của tảo lam xanh (vi khuẩn lam, tảo xanh) trong các hệ nước phú dưỡng, bao gồm ánh sáng, nitơ hoặc CO2 là nguồn không giới hạn trong hệ phú dưỡng. Bên cạnh đó, một số nguồn giới hạn thay đổi trong suốt quá trình phú dưỡng, thúc đẩy vi khuẩn lam phát triển nhanh [43].
Bởi vì khi vi khuẩn lam nở hoa thường phát triển trong hồ phú dưỡng, vi khuẩn lam đòi hỏi nồng độ phốtpho và nitơ cao. Dữ kiện thực nghiệm cho thấy vi khuẩn lam có ái lực cao đối với nitơ và phốtpho so với các thực vật quang hợp khác. Điều này cho thấy chúng có khả năng cạnh tranh vượt trội so với các thực vật phù du khác dưới điều kiện giới hạn nitơ và phốtpho. Trong điều kiện dinh dưỡng cao, vi khuẩn lam có khả năng hấp thụ và lưu giữ phốtpho. Chúng có thể lưu giữ phốtpho để thực hiện phân chia từ 2 đến 4 tế bào, tương ứng với sự tăng từ 4 – 32 lần sinh khối của chúng [86]. Nồng độ phốtpho cho phép 0,1 mg/l là đủ để vi khuẩn lam nở hoa [14].
Sinh lý dinh dưỡng của vi khuẩn lam khác với các loại tảo khác là khả năng cố định nitơ từ không khí [43]. Khả năng cố định nitơ của vi khuẩn lam dưới điều kiện nitơ giới hạn, làm cho khả năng cạnh tranh của chúng rất lớn. Đồng thời, các loại tảo xanh khác không có khả năng cố định nitơ, ví dụ Microcystis aeuginosa, có khả năng cố định các dạng tồn tại khác của nitơ trong suốt thời gian thiếu hụt nitrat. Tỉ lệ nitơ : phốtpho (N:P) thấp theo giả thiết đưa ra bởi Pearsall [102], và sau đó phát triển bởi Smith [118], người đã tổng hợp và phân tích dữ kiện của 17 hồ trên thế giới, quan sát sự nở hoa của vi khuẩn lam xuất hiện khi tỉ lệ N:P thấp hơn 29:1 và tảo xanh là hiếm khi xuất hiện ở tỉ lệ N:P vượt quá giá trị này. Nếu giả thuyết tỉ lệ N:P thấp là đúng thì vi khuẩn lam cố định nitơ.