Giáo trình công nghệ vi sinh vật trong sản xuất nông nghiệp và xử lý ô nhiễm môi trường - Chương 5

chế phẩm vi sinh vật làm phân bón và cải tạo đấtA. chế phẩm vi sinh vật cố định nitơ phân tử(Phân vi sinh vật cố định đạm, phân đạm sinh học) I. khái niệm chung về quá trình cố định nitơ phân tửN2 (Nitơ không khí) I
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình công nghệ vi sinh vật trong sản xuất nông nghiệp và xử lý ô nhiễm môi trường - Chương 5 Ch−¬ng n¨m chÕ phÈm vi sinh vËt lµm ph©n bãn vµ c¶i t¹o ®Êt A. chÕ phÈm vi sinh vËt cè ®Þnh nit¬ ph©n tö (Ph©n vi sinh vËt cè ®Þnh ®¹m, ph©n ®¹m sinh häc)I. kh¸i niÖm chung vÒ qu¸ tr×nh cè ®Þnh nit¬ ph©n tö N2 (Nit¬ kh«ng khÝ) I IV Protid cña c¸c sinh vËt NO3 Vi sinh vËt (C¬ thÓ §V,TV,VSV) II III NH4(NH3) H×nh 3: Vßng tuÇn hoµn nit¬ trong tù nhiªn I. Qu¸ tr×nh cè ®Þnh nit¬ ph©n tö III. Qu¸ tr×nh nit¬rat hãa II. Qu¸ tr×nh am«n ho¸ IV. Qu¸ tr×nh ph¶n nit¬rat ho¸ Nit¬ lµ nguyªn tè dinh d−ìng quan träng kh«ng chØ ®èi víi c©y trång, mµ ngay c¶ ®èi víi visinh vËt. Nguån dù tr÷ nit¬ trong tù nhiªn rÊt lín, chØ tÝnh riªng trong kh«ng khÝ nit¬ chiÕmkho¶ng 78,16% thÓ tÝch. Ng−êi ta −íc tÝnh trong bÇu kh«ng khÝ bao trïm lªn mét ha ®Êt ®ai chøakho¶ng 8 triÖu tÊn nit¬, l−îng nit¬ nµy cã thÓ cung cÊp dinh d−ìng cho c©y trång hµng chôc triÖun¨m nÕu nh− c©y trång ®ång ho¸ ®−îc chóng. Trong c¬ thÓ c¸c lo¹i sinh vËt trªn tr¸i ®Êt chøa kho¶ng 10 - 25.109 tÊn nit¬. Trong c¸c vËttrÇm tÝch chøa kho¶ng 4.1015 tû tÊn nit¬. Nh−ng tÊt c¶ nguån nit¬ trªn c©y trång ®Òu kh«ng tù®ång ho¸ ®−îc mµ ph¶i nhê vi sinh vËt. Th«ng qua ho¹t ®éng sèng cña c¸c loµi vi sinh vËt, nit¬n»m trong c¸c d¹ng kh¸c nhau ®−îc chuyÓn ho¸ thµnh dÔ tiªu cho c©y trång sö dông. Hµng n¨m c©y trång lÊy ®i tõ ®Êt hµng tr¨m triÖu tÊn nit¬. B»ng c¸ch bãn ph©n con ng−êi tr¶l¹i cho ®Êt ®−îc kho¶ng > 40%, l−îng thiÕu hôt cßn l¹i c¬ b¶n ®−îc bæ sung b»ng nit¬ do ho¹t®éng sèng cña vi sinh vËt. V× vËy viÖc nghiªn cøu, sö dông nguån ®¹m sinh häc nµy ®−îc xem lµmét gi¶i ph¸p quan träng trong n«ng nghiÖp, ®Æc biÖt trong sù ph¸t triÓn nÒn n«ng nghiÖp bÒnv÷ng cña thÕ kû 21 nµy. Ng−êi ta gäi qu¸ tr×nh chuyÓn ho¸ nit¬ ph©n tö trong kh«ng khÝ thµnh®¹m lµ qu¸ tr×nh cè ®Þnh nit¬ ph©n tö.II. Qu¸ tr×nh cè ®Þnh nit¬ ph©n tö vµ c¬ chÕ Qu¸ tr×nh cè ®Þnh nit¬ ph©n tö lµ qu¸ tr×nh ®ång ho¸ nit¬ cña kh«ng khÝ thµnh ®¹m am«nd−íi t¸c dông cña mét sè nhãm vi sinh vËt cã ho¹t tÝnh Nitrogenaza. B¶n chÊt cña qu¸ tr×nh cè ®Þnh nit¬ ph©n tö ®−îc Hellrigel vµ Uynfac t×m ra n¨m 1886. Cãhai nhãm VSV tham gia ®ã lµ: (1) nhãm sinh vËt sèng tù do vµ héi sinh vµ (2) nhãm vi sinh vËtcéng sinh. 1. Qu¸ tr×nh cè ®Þnh nit¬ ph©n tö nhê vi sinh vËt sèng tù do vµ héi sinh Lµ qu¸ tr×nh ®ång ho¸ nit¬ cña kh«ng khÝ d−íi t¸c dông cña c¸c chñng gièng VSV sèng tù dovµ héi sinh. Thuéc vÒ nhãm nµy cã tíi hµng ngh×n chñng VSV kh¸c nhau, trong ®ã ph¶i kÓ ®Õn mét sèVSV sau: 1) Vi khuÈn Azotobacter. N¨m 1901, nhµ b¸c häc Beyjeirinh ®· ph©n lËp ®−îc tõ ®Êt métloµi VSV cã kh¶ n¨ng cè ®Þnh nit¬ ph©n tö cao «ng ®Æt tªn cho loµi VSV nµy lµ Azotobacter. VikhuÈn Azotobacter khi nu«i cÊy ë m«i tr−êng nh©n t¹o th−êng biÓu hiÖn tÝnh ®a h×nh, khi cßnnon cã tiªn mao, cã kh¶ n¨ng di ®éng ®−îc nhê tiªn mao (Flagellum). Lµ vi khuÈn h×nh cÇu(song cÇu khuÈn), gram ©m kh«ng sinh nha bµo, h¶o khÝ, cã kÝch th−íc tÕ bµo dao ®éng 1,5 -5,5µm, khuÈn l¹c d¹ng S mµu tr¾ng trong, låi, nhµy. Khi giµ khuÈn l¹c cã mµu vµng lôc hoÆcmµu n©u thÉm, tÕ bµo ®−îc bao bäc líp vá dµy vµ t¹o thµnh nang x¸c, gÆp ®iÒu kiÖn thuËn lîinang x¸c nµy sÏ nøt ra vµ t¹o thµnh c¸c tÕ bµo míi. Vi khuÈn Azotobacter thÝch øng ë pH 7,2 ÷ 8,2, ë nhiÖt ®é 28 ÷ 30oC, ®é Èm 40 ÷ 60%.Azotobacter ®ång ho¸ tèt c¸c lo¹i ®−êng ®¬n vµ ®−êng kÐp, cø tiªu tèn 1 gam ®−êng gluco nã cãkh¶ n¨ng ®ång ho¸ ®−îc 8 - 18 mg N. Ngoµi ra Azotobacter cßn cã kh¶ n¨ng tiÕt ra mét sèvitamin thuéc nhãm B nh− B1, B6..., mét sè acid h÷u c¬ nh−: acid nicotinic, acid pantotenic,biotin, auxin. C¸c lo¹i chÊt kh¸ng sinh thuéc nhãm Anixomyxin. Thuéc vÒ gièng Azotobacter cã rÊt nhiÒu loµi kh¸c nhau: Azotobacter chrococcum;Azotobacter acidum; Azotobacter araxii; Azotobacte nigricans; Azotobacter galophilum;Azotobacter unicapsulare... 2) Vi khuÈn Beijerinskii. N¨m1893 nhµ b¸c häc Ên ®é Stackª ®· ph©n lËp ®−îc mét loµi vikhuÈn ë ruéng lóa n−íc pH rÊt chua cã kh¶ n¨ng cè ®Þnh nit¬ ph©n tö, «ng ®Æt tªn lµ vi khuÈnBeijerinskii. Vi khuÈn Beijerinskii cã h×nh cÇu, h×nh bÇu dôc hoÆc h×nh que, gram ©m kh«ng sinhnha bµo, h¶o khÝ, mét sè loµi cã tiªn mao cã kh¶ n¨ng di ®éng ®−îc. KÝch th−íc tÕ bµo dao ®éng0,5 - 2,0 × 1,0 - 4,5 µm, khuÈn l¹c thuéc nhãm S, rÊt nhµy, låi kh«ng mµu hoÆc m ...