Trang chủ

Giới thiệu

Ý kiến khách hàng

Sản phẩm

Liên hệ

Thông tin hoạt động
Giấy phép Pháp lý
Dinh dưỡng
Gardening guides
Hỏi và đáp
Tìm kiếm
Văn bản
Mô hình Lúa tại Viện Cây lương thực - Vĩnh Quỳnh - Thanh Trì - Hà Nội
Giấy phép được phép lưu hành toàn quốc của Bộ Nông nghiệp
Công văn của Cục Trồng trọt, Bộ NN và PTNT ngày gửi các Sở NN & PTNT..
Mô hình tham quan
Khu vực sản xuất lúa sử dụng Ước mơ nhà nông dạng rắn tại xã Xuân Hồng, Xuân Trường, Nam ĐỊnh
Mô hình Lúa tại Viện Cây lương thực - Vĩnh Quỳnh - Thanh Trì - Hà Nội
Mô hình Cà chua
Mô hình Hòa lạc
Số lượt truy cập : 557959
Số người trực tuyến : 43
 
 

7- Vi sinh vật đất

Vi sinh vật đất

GS. TS. Phạm Văn Ty

            Vi sinh vật (VSV) là những sinh vật nhỏ bé mà mắt thường chúng ta không nhìn thấy được. Chúng có ở khắp mọi nơi từ núi cao đến biển sâu. Chúng có trong cơ thể người, động vật và thực vật, có trong không khí mà chúng ta hít thở, quyết định độ phì nhiêu của đất mà chúng ta canh tác, là nguồn gốc tài nguyên mà chúng ta đang khai thác. Chúng tham gia vào sự hình thành thực phẩm nuôi sống con người và hơn thế nữa chúng tham gia vào các vòng tuần hoàn các nguyên tố không được quay vòng để tái sử dụng, mọi sự sống trên trái đất sẽ dừng lại.

Đất chứa lượng lớn các chất hữu cơ và các chất khoáng là thức ăn tốt cho VSV. Đất có đầy đủ các điều kiện như độ thoáng khí, độ ẩm, nhiệt độ, pH rất thuận lợi cho hầu hết các VSV phát triển. Vì thế đất là môi trường thích hợp và là nơi cư trú của nhiều loại VSV. Các quần thể VSV trong đất rất phong phú, bao gồm nhiều loài VSV: vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm sợi, động vật nguyên sinh, tảo. Các VSV chủ yếu phân bố ở lớp đất bề mặt (0-40 cm) nơi có nguồn thức ăn phong phú và thoáng khí, độ ẩm, nhiệt độ, pH phù hợp. Càng xuống sâu, mật độ VSV càng ít.

Các VSV có khả năng tiết nhiều loại chất có hoạt tính sinh học như các enzyme, vitamin, chất kháng sinh, chất kích thích sinh trưởng thực vật … Nhiều VSV đất còn có khả năng cố định nitơ, phân giải photpho khó tan.

Các VSV có mối quan hệ chặt chẽ với đất và cây trồng. Đất có kết cầu từ các hạt nhỏ liên kết với nhau thành cấu trúc gọi là đoàn lạp, nhờ thế mà đất có cấu tượng. Các VSV chuyển hóa các chất hữu cơ thành mùn là axit humic, khi kết hợp với ion canxi sẽ tạo thành chất kết dính, gắn các hạt đất lại với nhau. Đất cày xới tốt, oxi được cấp đủ, các VSV sẽ tiến hành oxi hóa các chất hữu cơ tạo thành mùn là đất phì nhiêu.

Rễ tiết ra các chất khác nhau nên ở mỗi loại cây trong vũng rễ tồn tại một khu hệ VSV khác nhau. Chúng có mối quan hệ hỗ sinh hoặc cộng sinh với cây. Trong vùng rễ thường có nấm gọi là “khuẩn căn” các sợi nấm mọc chằng chịt và vươn xa hàng chục mét để hút các chất khoáng và nước về cho cây. Vì thế nhiều loại cây vẫn sống được ở các nơi khô cằn.

Các VSV đất kết hợp với nhau một cách tinh tế để chuyển hóa các hợp chất trong tự nhiên.

1- Các VSV tham gia vào vòng tuần hoàn nitơ:

1.1. Các VSV cố định nitơ:

Trong khí quyển nitơ chiếm gần 80% tức là khoảng 4 triệu tỷ tấn nhưng ở dạng trơ (N≡N) nên hầu hết các tế bào không sử dụng được. Trong các nhà máy phân đạm, để phá vỡ liên kết này cần phải có áp suất và nhiệt độ rất cao. Ấy vậy mà các VSV cố định nitơ có thể phá vỡ liên kết này ở 20oC và áp suất 1 atm, do chúng có enzyme nitrogenaza có thể khử N2 thành NH3.

Có 2 loại VSV cố định nitơ: cộng sinh và sống tự do:

+ Cộng sinh với cây họ đậu (Rhizobium, Bradirhizobium) vi khuẩn tạo nốt sần trên rễ các cây lạc, đậu tương … điền thanh, cỏ linh lăng (lucern). Vi khuẩn nốt sần có tính chuyên biệt cao. Chúng chỉ tạo nốt sần và cố định nitơ ở một số cây nhất định.

Vi khuẩn lam Anabaena cộng sinh với cây bèo dâu (một loại dương sỉ) cũng co khả năng cố định nitơ. Vi khuẩn có dạnh như chuỗi hạt, xen kẽ trong chuỗi là các tế bào dị hình, chứa enzyme nitrogenaza có khả năng khử N2 thành NH3.

+ Vi khuẩn cố định nitơ sống tự do gồm 2 loại: các vi khuẩn hiếu khí và vi khuẩn kỵ khí

Vi khuẩn hiếu khí dị dưỡng (aerobic heterotroph) gồm azotobater, pseudomonas, achrombacter

Vi khuẩn hiểu khí tự dưỡng (aerobic autotroph) gồm clostridium, klebsiella, desulfovibrio

Vi khuẩn kỵ khí tự dưỡng (anaerobic autotroph) gồm chlorobium, rhodospirillum, methanobacterium.

1.2. Amôn hóa protein

Cây không thể hấp thụ trực tiếp protein hữu cơ từ xác động vật, thực vật chết, chúng phải được phân giải nhờ VSV. Nhiều VSV có khả năng tiết proteaza (gồm proteinaza và peptidaza) Proteinaza phân giải protein thành polypeptit và oligopeptit (chuỗi ngắn) tiếp đó peptidaza phân giải các chuỗi này thành axit amin. Đó là sự thối rữa. Một phần axit amin được VSV sử dụng làm thức ăn, phần còn lại nhờ VSV tiết enzyme loại bỏ nhóm amin để tạo thành NH3 là thức ăn tốt cho cây.

Rất nhiều VSV có khả năng amôn hóa protein thuộc các chi vi khuẩn (Bacillus, preudomanas, clostridium…) xạ khuẩn (streptomyces); nấm (asperpillus, penicillium …)

Urê chiếm 2% trong nước tiểu và chứa 47% nitơ, tuy nhiên cây cũng không hấp thụ trực tiếp được. Do vậy urê cũng phải được amôn hóa. Nhiều VSV thuộc các chi Bacillus, Micrococcus, proteus … có khả năng sinh ureaza lúc đầu phân giải urê thành cacbonat amon sau đó chuyển thành NH3, CO2, H2O.

Ngoài protein và ure nhiều VSV cũng sinh la kitinaza để amôn hóa kitin thành NH3. Kitin có nhiều ở vở công trùng và nấm.

1.3. Nitrat hóa

Nhờ cố định nitơ và amôn hóa mà thực vật và VSV nhận được NH3. Chất này lại được oxi hóa nhờ các VSV khác để tạo ra nitrat, vì thế có tên chung là quá trình nitrat hóa. Thực ra quá trình này gồm 2 giai đoạn: giai đoạn đầu nhờ vi khuẩn Nitrosomonas, Nitrosospira … (vi khuẩn hóa tự dưỡng) oxi hóa NH4+ thành NO2 nên gọi là quá trình nitrit hóa:

NH4+ + 3/2O2       NO2- + H2O + 2H + năng lượng

Giai đoạn 2, oxi hóa NO2-  thành NO3- nhờ vi khuẩn Nitrobacter, Nitrospira, … (cùng là vi khuẩn hóa tự dưỡng) nên gọi là quá trình nitrat hóa.

NO2- + 1/2O2       NO3-  + năng lượng

Trong đất còn có các VSV dị dưỡng như Preudomonas, Cozynebactenium, Streptomyces cũng có khả năng nitrat hóa.

1.4. Phản nitrat hóa

Ngược lại với quá trình tạo ra nitrat, quá trình làm mất nitrat gọi là phản nitrat hóa, do một nhóm các VSV kỵ khí thực hiện bao gồm Preudomonas, Bacillus, Micrococcus, Thiobacillus, … Đó là các VSV hóa tự dưỡng, chúng dùng NO3-  thay cho O2 làm chất nhận điện tử cuối cùng để khử NO3-  thành NO2-  . Các VSV khác lại dùng NO2-  làm chất điện tử cuối cùng để khử thành oxit nitơ (N20) hoặc khi nitơ (N2) bay vào khí quyển (NO3-  → NO2- → NO → N2O →N2). Các VSV này phân bố rộng rãi trong đất, đặc biệt là đất ngập nước. Chúng làm mất nitơ nên có hại cho cây. Vì vậy đất cần được cầy xới  để nhận được nhiều oxi.

2. Các VSV tham gia vào vòng tuần hoàn photpho

Trong đất, photpho hữu cơ có trong axit nucleic và photpho lipit màng được tích lũy khi động vất chế. Photpho vô cơ có trong quặng apatit, photphorit, photpho sắt, photpho nhôm. Đây là các dạng photpho không tan nên cây không hấp thu được.

Nhiều loài VSV (Bacillus megathericunvar photphaticum, Preudomonas sp…) có khả năng sinh enzyme photphataza phân giải lân hữu cơ thành H3PO4. Đến lượt mình H3PO4 lại phản ứng với các ion kim loại để tạo thành dạng khó tan như Ca3(PO4)2 , FePO4, AlPO4. Trong quá trình sống nhiều VSV (B.megatherium, B.mycoides, Streptomyces sp, Aspergillusniger) có khả năng sinh axit để chuyển hóa photpho khó tan thành dễ tan. Ví dụ, một số vi khuẩn sinh CO2 kết hợp với H2O tạo H2CO3. Axit này phản ứng với photphat khó tan (Ca3PO4) để tạo thành photphat dễ tan Ca(H2PO4)2 và Ca(HCO3)2 theo phương trình:

Ca3(PO4)2 + 4H2CO3  + H2O → Ca(H2PO4)2 + H2O + Ca(HCO3)2

Vi khuẩn nitrat hóa oxi hóa NH3 thành NO3 kết hợp với H+ thành HNO3 axit này cũng chuyển hóa P khó tan thành dễ tan:

Ca3(PO4)2 + 4HNO3  → Ca(H2PO4)2 + 2Ca(NO3)2

Tương tự như vậy, các vi khuẩn suphat hóa sinh H2SO4 cũng tham gia vào sự chuyển hóa này:

Ca3(PO4)2 + 2H2SO4  → Ca(H2PO4)+ CaSO4

Các VSV tiết axit hữu cơ cũng có khả năng chuyển hóa lân không tan thành dễ tan.

Trong thực tế người ta có thể bón cho đất một lượng nhất định bột photphorit thay cho phân lân nếu trong đất chứa các VSV kể trên.

3. Các VSV tham gia vào vòng tuần hoàn lưu huỳnh

Lưu huỳnh cần cho tổng hợp axit amin (stein, metionin) có mặt trong vitamin như tiamin, biotin, axit lipoic và xoenzim A.

Lưu huỳnh dạng hữu cơ bị VSV phân giải thành H2S. Chất này lại bị oxi hóa bởi VSV hóa nhờ các vi khuẩn Clostridium, Desulfovibrio, … khử thành H2S SO4-2 được thực vật sử dụng để chuyển thành lưu huỳnh hữu cơ. Một số vi khuẩn quang tự dưỡng, ví dụ vi khuẩn lưu huỳnh … có khả năng oxi hóa H2S để tạo thành SO4-2 H2S là chất cho điện tử trong quang hợp. Ví dụ:

Vi khuẩn thuộc họ Thiodaceae oxi hóa H2S thành đường

CO2 + H2S + H2O    → C6H12O6 + H2SO4

Vi khuẩn thuộc họ Chlorobacteriaceae oxi hóa H2S thành đường và giải phóng lưu huỳnh ra môi trường.

Lưu huỳnh dạng vô cơ lại bị khử nhờ quá trình phản sulfat hóa C6H12O6 + H2SO4  →6CO2 + 3H2S + 6H2O + Q

Quá trình này xảy ra trong điều kiện yếm khí và gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng xấu đến cây trồng. Thường rễ cây bị đen.

4. VSV sinh các chất kích thích sinh trưởng thực vật

Nhiều loại VSV có khả năng sinh axit indolaxetic (IAA) kích thích sinh trưởng và sự ra hoa, axit indolbutyric (IBA) tăng cường khả năng thu phấn của cây.

Nhiều VSV trong đó có nấm men có khả năng sinh cytokinin kích thích trao đổi chất và phân chia tế bào, tăng cường khả năng nẩy mầm của hạt, tăng cường sự hình thành rễ.

Giberellin do nấm Giberella fusicuroi có ở cây lúa von tiết ra có tác dụng tăng sự nẩy mầm của hạt, kích thích sự tăng trưởng của cây.

5. VSV đất và đấu tranh sinh học.

Cuộc cách mạng xanh lần thứ nhất (sử dụng phân bón hóa học và hóa chất bảo vệ thực vật) đã cứu nhân loại khỏi nạn đói. Tuy nhiên việc lạm dụng các chất này đã để lại nhiều hệ lụy, ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người là gây tác hại nghiêm trọng đến hệ sinh thái, môi trường. Sử dụng biện pháp sinh học có thể khắc phục tình trạng này trong đất chứa nhiều VSV có khả năng chống côn trùng gây hại và các VSV gây bệnh cho cây.

- Vi khuẩn Bacillus thuringiensis gọi tắt là Bt, sinh bào tử và tinh thể độc. Khi sâu ăn phải bào tử sẽ nảy mầm còn tinh thể sẽ chuyển thành độc tố đâm xuyên thành ruột làm cho sâu chết.

- Nhiều loại nấm sợi như Beauveria, Metarrhizium … sinh độc tố giết nhiều loại sâu. Ở nước ta đã sử dụng chế phẩm có chứa các nấm này để chống sâu róm thông, chống bọ rầy truyền virut, và nhiều loại sâu khác.

- Các VSV chống bệnh cho cây rất phong phú

* Pseudomonas fheorescens sinh chất PAPG (2,4 diacetyl phloglucinol) ức chế nhiều loại nấm bệnh.

* Một số loại Bacillus subtilis cũng có khả năng ức chế sự sinh trưởng của nấm Rhizoctonia gây bệnh khô vằn và Fusarium gây bệnh thối cổ rễ.

* Agrobacterium radiobacter dùng để chống bệnh mụn cây (crowngall)

* Strepfomyces griseoviridis ức chế nhiều loại nấm bệnh như Pythium, Fusarium, Phytophtora …

* Nấm Trichoderma harzianum, T.viridae có khả năng sinh Siderophore có ái lực cao với sắt, làm thiếu hụt sắt do đó ức chế nhiều loại nấm bệnh.

Tuy nhiên các VSV gây bệnh thực vật cũng có trong đất cho nên phải tăng cường các VSV có lợi và giảm thiều các VSV có hại cho cây trồng.

  Gửi cho bạn   Bản in
Tin mới hơn
8 - Tăng sức chịu lạnh của cây trồng (31/ 01/ 2012)
Các tin khác
6 - Tăng khả năng chịu mặn của cây trồng (04/ 08/ 2011)
5- Tăng khả năng chịu khô hạn của cây trồng (10/ 07/ 2011)
4 - Giải pháp cho phân bón hữu cơ (18/ 10/ 2010)
1 - Dinh dưỡng cây trồng (29/ 10/ 2009)
2 - Sử dụng Ước mơ nhà nông – AGRODREAM để tăng khả năng tự bảo vệ của cây trồng khi bị sâu bệnh (29/ 10/ 2009)
Xem tiếp >>
Đầu trang