Bài giảng Vi sinh vật môi trường (TS. Lê Quốc Tuấn)

ChChööôngông 22

KhaKhaûû naêng

naêng chuye

chuyeåånn hohoùùaa cacaùùcc hôhôïïpp

trong moâimoâi trtrööôôøøngng ttöïöï

chachaáátt trong nhieân cucuûûaa vi vi sinhsinh vavaäätt nhieân

KhoaKhoa MoâiMoâi trtrööôôø

TS. TS. LeâLeâ QuoQuoá øngng vavaø

ø TaTaø

ÑÑaaï

ïii hohoï

ïcc NoângNoâng LaâmLaâm TP. TP. HoHoà

ácc TuaTuaá ánn øii nguyeân nguyeân à ChChíí MinhMinh

ChuChu trtrììnhnh nitrogen nitrogen trong nhieân trong ttöïöï nhieân

øii ôôø öö g g n n

n n o o c c aø a v v n n e e i i h h n n ïö ö tt g g n än ooä ññ ïtt aï a o o h h ùcc aù a c c

øoo aø a v v äcc oä o u u h h t t uï u h h p p n n e e g g o o r r t t i i n n h h n n ìì r r t t u u h h C C

Trong moâimoâi trtrööôôø Trong

ùcc øngng nnööôôù

Planosarcina urea, VSV: Planosarcina urea,

änn bôbôû

ûii VSV:

(cid:153)(cid:153) AmoânAmoân hohoùùaa ureâureâ. . ThThöïöïcc hiehieä

Micrococcus urea, Bacillus amylovorum, Proteus vulgaris…… Micrococcus urea, Bacillus amylovorum, Proteus vulgaris

CO(NH2)2 + 2 H2O (NH4)2CO3

(NH4)2CO3 2NH3 + CO2 + H2O

(cid:153)(cid:153) AmoânAmoân hohoùùaa protein

n bôû än bô

Streptomyces griseus……Vi naVi naá

ám com coù

QuaQuaù ù trtrììnhnh amoân ùaa amoân hohoù

protein. . ThThöïöïc hie VK: Bacillus c hieä ûii VK: Bacillus mycoides, B. subtilis, Pseudomonas fluorescens, …… XaXaï ï mycoides, B. subtilis, Pseudomonas fluorescens, Aspergillus ù Aspergillus ån n Streptomyces griseus khuaå khua oryzae, Penicilium camemberti…… oryzae, Penicilium camemberti

R-CH(NH2)COOH

R=CHCOOH + NH3

R-CH(NH2)COOH + H2O

R-CH2OH-COOH + CO2 + NH3

R-CH(NH2)COOH + ½ O2

R-CO-COOH + NH3

(cid:153)(cid:153) GiaiGiai ññoaoaïïnn nitrite

QuaQuaù ù trtrììnhnh nitrate ùaa nitrate hohoù

nitrite hohoùùaa. . ThThöïöïcc hiehieä

änn bôbôû Nitrosolobus Nitrosolobus

VSV: ûii VSV: ø vavaø

Nitrosomonas, , Nitrosomonas Nitrosospira chuchuù Nitrosospira

Nitrosocystis, , Nitrosocystis äcc loaloaï thuoä àuu thuo

ùngng ññeeà

ïii ttöïöï ddööôõngôõng babaé

étt buobuoä

äcc. .

NH4

+ + 3/2 O2 NO2

- + H2O + 2 H + Q

trong quaquaù

ù trtrììnhnh nanaø

øyy duduø

øngng ññeeå

å ññooà

ùaa àngng hohoù

ïngng sinhsinh rara trong átt hhööõuõu côcô..

ønhnh chachaá

(cid:57)(cid:57) NaêngNaêng llööôôï COCO22 thathaø

(cid:153)(cid:153) AmoânAmoân hohoùùaa protein

protein. . ThThöïöïc hie c hieä

n bôû än bô

Nitrobacter, , ûii VK: VK: Nitrobacter

Nitrococcus.. Nitrospira vavaøø Nitrococcus Nitrospira

- + Q

NO2

- + ½ O2 NO3

(cid:153)(cid:153) ThThöïöïcc hiehieäänn phaphaûûnn öùöùngng khkhöûöû nitrate

QuaQuaù ù trtrììnhnh phaphaû ûnn nitrate ùaa nitrate hohoù

nitrate thathaøønhnh khkhíí nitônitô. .

Amoân hoaù nitrate

NH3

NH2OH

NO2

NO3

N2O

Phaûn nitrate hoaù

Thiobacillus ù Thiobacillus

naêng naêng

cocoù

nhonhoù äcc (cid:153)(cid:153) ThuoThuoä ddööôõngôõng ùmm ttöïöï Hydrogenomonas agilis denitrificans, , Hydrogenomonas denitrificans

ù hoahoaù agilis……

ù Pseudomonas

(cid:153)(cid:153) ThuoThuoä

ùmm dòdò ddööôõngôõng cocoù

Pseudomonas denitrificans denitrificans, , ángng

ùcc..

äcc nhonhoù Micrococcus denitrificanas , Bacillus denitrificanas, Bacillus Micrococcus änn kkîî khkhíí, , trong àuu kiekieä trong ññieieà trong

trong nhnhööõngõng vuvuø

licheniformis……sosoá licheniformis äpp nnööôôù

átt ngangaä

øngng ññaaá

(cid:153)(cid:153) NaêngNaêng llööôôï

ïngng tataï

ïoo rara duduø

øngng ññeeå

å totoå

ångng hôhôï

ïpp ATPATP

SôSô ññooà à phaphaû ûnn öùöùngng phaphaû chuyeå ûnn chuye ånn hohoù nitrogen ùaa nitrogen

ø quaquaù

átt ù trtrììnhnh babaá

QuaQuaù ù trtrììnhnh phaphaû ûnn nitrate ùaa nitrate hohoù

Trong noâng noâng nghie (cid:153)(cid:153) Trong øngng xaxaû ïii, , ththööôôø lôlôï

nghieääpp: : phaphaû ûyy rara trong

trong ññieieà

nitrate hohoù ûnn nitrate änn yeyeá àuu kiekieä

ùaa lalaø ámm khkhíí..

øii quaquaù

ûnn nitrate

nitrate hohoù

ù trtrììnhnh phaphaû ù quaquaù

ønn cocoù

ù trtrììnhnh phaphaû

ûnn nitrate

nitrate hohoù

ùaa sinhsinh hohoï ùaa hohoï

ïcc, , trong ïcc xaxaû

trong ttöïöï ûyy rara khikhi

(cid:153)(cid:153) NgoaNgoaø nhieân cocoø nhieân pH <5.5. pH <5.5.

NH4Cl + HNO3 N2 + HCl + H2O

R-NH2

HNO3 N2 + R-OH + H2O

(cid:153)(cid:153) PhaPhaûûnn öùöùngng ññooáátt chachaùùyy nitrogen

QuaQuaù ù trtrììnhnh cocoá á ññònhònh nitônitô phaân phaân ttöûöû

nitrogen khoâng

khoâng khkhíí..

4000

⎯⎯ →⎯+

O ⎯→⎯ 2

HNO 3

O ⎯→⎯ 2 H2O

(cid:153)(cid:153) QuaQuaùù trtrììnhnh cocoáá ññònhònh nitrogen

nitrogen bôbôûûii vi vi sinhsinh vavaäätt. .

Söï hình thaønh noát saàn ôû caây hoï ñaäu

CaâyCaây hohoïï ññaaääuu vavaøø vi vi khuaåånn cocoáá ññònhònh khua nitrogen nitrogen

MoMoä ätt sosoá á loaloaø naêng cocoá û naêng á ññònhònh

Azospirillum (cid:153)(cid:153) Azospirillum

ånn hiehieá

áuu khkhíí sosoá

thuoä ángng ttöïöï do do thuo

äcc chi chi

khuaå (cid:153)(cid:153) Vi Vi khua Azotobacter Azotobacter

ånn kòkò khkhíí

sosoá

ángng ttöïöï do do

thuoä thuo

äcc chi chi

khuaå (cid:153)(cid:153) Vi Vi khua Clostridium Clostridium

khuaå (cid:153)(cid:153) Vi Vi khua

khuaå ø vi vi khua

lam ånn lam

ånn lam ängng sinhsinh trong

lam sosoá trong bebeø

ángng ttöïöï do do vavaø øoo hoahoa daâudaâu. .

cocoä

ù khakhaû ånn cocoù khuaå øii vi vi khua nitrogen ttöïöï do do nitrogen

Beøo hoa daâu vaø vi khuaån coá ñònh ñaïm (Anabaena Azollae)

VoVoøøngng tuatuaàànn hoahoaøønn phosphorus

phosphorus trong

nhieân trong ttöïöï nhieân

Möa

QT naâng leân cuûa ñòa taàng

QT phong hoùa P töø ñaát

Thöïc vaät

Chaûy traøn

Phosphate trong nöôùc

P trong ñaát

Laéng ñoïng neàn ñaùy

Thaám qua

Ñoäng vaät

Taïo neàn ñaùy

Ñaù môùi

Vi sinh vaät

m m o o i i

t t r r öö ôô n n g g nn öö ôô cc

V V o o n n g g t t u u a a nn h h o o a a nn p p h h o o s s p p h h o o r r u u s s t t r r o o n n g g

m m o o i i

t t r r öö ôô n n g g ññ aa tt v v a a nn öö ôô cc

V V o o n n g g t t u u a a nn h h o o a a nn p p h h o o s s p p h h o o r r u u s s t t r r o o n n g g

Ù

ï

û

ø

û

à

á

p p h h o o s s p p h h o o r r u u s s s s a a nn s s a a nn x x u u a a tt

ø

Ö Ö n n g g d d u u n n g g V V o o n n g g t t u u a a nn h h o o a a nn

á

s s i i n n h h k k h h o o ii

phaân giagiaû SSöïöï phaân trong ññaaá trong

phosphore hhööõuõu côcô ûii phosphore ätt do vi sinhsinh vavaä átt do vi

Nucleoprotein nuclein a. nucleic H3PO4

øngng phaphaû

ùii cacaù

ïii trong

(cid:132)(cid:132) HH33POPO44 ththööôôø

ûnn öùöùngng vôvôù ù phosphate khokhoù áii phosphate

ùcc kimkim loaloaï ïoo trong ññaaá átt tataï tan nhnhöö CaCa33(PO(PO44))22, , tan

ønhnh cacaù thathaø FePOFePO44, AlPO

ùcc muomuoá , AlPO44……

ûii P P hhööõuõu côcô chuchuû

û yeyeá

thuoä áuu thuo

2 chi äcc 2 chi

änn thathaá

ätt sosoá

ø ånn vavaø

(cid:132)(cid:132) Vi Vi sinhsinh vavaä Bacillus vavaø Bacillus nay, ngngööôôø øyy nay, cuõng cocoù ámm cuõng

phaân giagiaû ätt phaân Pseudomonas. . ø Pseudomonas ùtt hiehieä øii tata ññaõaõ phaphaù phaân giagiaû naêng phaân û naêng ù khakhaû

(cid:132)(cid:132) NgaNgaø vi vi nanaá

ûii phosphore

áyy momoä khuaå ï khua á xaxaï phosphore hhööõuõu côcô..

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

Daïng khoù tan Daïng deã tan Daïng deã tan

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

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

loaøi coù khaû naêng phaân giaûi maïnh

laø Bacillus

(cid:153)Caùc megatherium, B. butyricus, P. radiobacter, P. gracilis… (cid:153)Trong nhoùm vi naám thì Aspergillus niger coù khaû naêng phaân giaûi maïnh nhaát. (cid:153)Ngoaøi ra moät soá xaï khuaån cuõng coù khaû naêng phaân giaûi phosphore voâ cô.

SSöïöï phaân phaân giagiaû ûii phosphore phosphore voâvoâ côcô do vi ätt do vi sinhsinh vavaä