Giáo trình Đất trồng trọt: Phần 2 - PGS.TS. Nguyễn Thế Đặng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:110

Thêm vào BST

Báo xấu

39
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mời các bạn cùng tham khảo phần 2 của "Giáo trình Đất trồng trọt" để nắm chi tiết nội dung kiến thức sinh học đất; độ phì đất; phân loại và sử dụng đất; xói mòn và suy thoái đất.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Đất trồng trọt: Phần 2 - PGS.TS. Nguyễn Thế Đặng

Chương 5 SINH HỌC ĐẤT 5.1. KHÁI NIỆM Bề mặt của lục địa được che phủ bởi lớp đất mỏng tơi xốp cùng với các thảm thực vật Dưới lớp vỏ này là cả một hệ thống khoang, kẽ, hang động chi chít đan xen nhiều vô tận ờ trong đó là thế giới của sự sống, thế giới đa dạng của sinh vật đất. Sinh vật đất là: - Những sinh vật sống trong đất, có thể là sống suốt đời, hoặc sống tạm thời trong thời gian nhất định trong đất. Thế giới sinh vật đất rất đa dạng và phong phú. Chúng gồm những nhóm sinh vật nhìn thấy được và không nhìn thấy được bằng mắt thường. Nhóm sinh vật nhìn thấy được được xếp vào nhóm động vật đất, đó là giun đất, cuốn chiếu, rết, ve, bét, sâu bọ bậc thấp không cánh, động vật thân mềm, giáp xác cạn, bò sát, ấu trùng sâu bọ, nhện đất, một số thú và động vật gặm nhấm nhỏ khác. Ngoài .ra còn có cả một thế giới sôi động của các loài vi sinh vật đất, muốn quan sát được chúng cần phải có kính hiển vi. Vi sinh vật đất bao gồm nhiều nhóm khác nhau: Virus, vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm, tảo và các nguyên sinh động vật. 5.2. VI SINH VẬT ĐẤT Vi sinh vật đất bao gồm nhiều nhóm khác nhau, có vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình hình thành và phát triển của đất, khép kín các vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên. Trong khuôn khổ giáo trình này chúng ta xem xét một số nhóm vi sinh vật (VSV) có vai trò quan trọng đối với đất. 5.2.1. Một số nhóm vi sinh vật chính và vai trò của chúng 5.2.1.1. Vi khuẩn Là những vi sinh vật đơn bào, không có màng nhân, đa số sống hoại sinh, không có tiên mao (flngelum). Kích thước 0,1 - 1,2 x 0,2 - 6 âm. Vi khuẩn là nhóm có thành phần và số lượng đông nhất trong tất cả các nhóm vi sinh vật ồ đất và cũng là nhóm có ý nghĩa lớn nhất trong quá trình hình thành và phân hủy chuyển hóa các chất trong đất. Căn cứ vào hình thái có thể chia vi khuẩn ra làm 5 nhóm: - Hình cầu (cầu khuẩn) - coccus: có hình cầu, hình tròn, bầu dục... Đại diện là: Monococcus agilis, Streptococcus lactis - Hình que (trực khuẩn) - bacillus: Có hình que, hình gậy. . . Đại diện là: Rhizobium japonicum, Bacillus thurigencls, Clostridiom,
pasteurianum... - Cầu trực khuẩn cocobacillus: có hình bầu dục, hình trứng . . . Đại diện là: Pasteurelta dentina...... - Xoắn khuẩn spirillum: có hình sợi lượn sóng Đại diện là: Treponema dentina, Spirillum rubrum Phẩy khuẩn - vibrio: có hình dấu phẩy, hình que uốn cong... Đại diện là: Cellvibrio desutfuricans, Vibrio denitrijcans Vai trò của vi khuẩn: Vi khuẩn tham gia hình thành và cải tạo đất trồng trọt, phân hủy chuyển hóa các hợp chất khó tan trong đất thành các chất dễ tan cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng. Vi khuẩn có tác dụng rất lớn trong quá trình chuyển hóa các vật chất để khép kín vòng tuần hoàn các chất trong đất và trong tự nhiên. Một số có khả năng đồng hóa nào trong không khí để làm giàu nhơ cho đất cung cấp dinh dưỡng nhơ cho cây trồng. Vi khuẩn còn có khả năng tiết ra các enzym, các chất kích thích sinh trưởng, các a xít hữu cơ trong đất. . . Vi khuẩn gây nên nhiều căn bệnh cho người, động vật, thực vật, chúng phá hoại mùa màng và nông sản phẩm trong quá trình bảo quản chế biến lương thực, thực phẩm. 5.2.1.2. Xạ khuẩn Xạ khuẩn (Actinomycetes) là những vi sinh vát đơn bào, cơ thể hình sợi như nấm nhưng có kích thước và cấu tạo gần giống với vi khuẩn. Chúng phân bố rộng rãi trong đất, trong nước và trong các cơ chất hữu cơ. Kích thước của xạ khuẩn dao động 0,2 - 0,5 x 0 4 - 100 µm. Vai trò của xạ khuẩn: - Xạ khuẩn có vai trò quan trọng trong quá trình hình thành đất và tạo ra độ phì nhiêu của đất. Chúng đảm nhiệm nhiều chức năng khác nhau trong việc làm mầu mỡ cho đất. - Xạ khuẩn tham gia tích cực vào các quá trình chuyển hoá và phân giải nhiều hợp chất hữu cơ phức tạp như: Xenlulo, mùn, kinh, lignhin... - Hầu hết các xạ khuẩn thuộc giống Actinomyces có khả năng hình thành chất kháng sinh. Trong quá trình trao đổi chất xạ khuẩn còn có thể sinh ra các loại vitamin nhóm B (B1, B2, B6, B12), một số axit hữu cơ như axit lactic, axit axetic và nhiều axit quan như axit glutamic, axit metionin, triptofan, lizin... - Tuy nhiên bên cạnh những xạ khuẩn có ích, một số xạ khuẩn lại sinh ra các chất
độc kìm hãm sự sinh trưởng của thực vật. Một số khác là nguyên nhân gây ra một số bệnh. 5.2.1.3. Nấm Nấm là những vi sinh vật đơn hoặc đa bào, cơ thể hình sợi, có cấu tạo nhân hoàn chỉnh, kích thước dao động 0,5 - 3,5 x 0,9 - 100 µm. Nấm được chia thành 2 nhóm lớn, đó là: Nấm mốc và nấm men. Vai trò của nấm - Nấm góp phần quan trọng trong việc đảm bảo các vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên. Chúng có khả năng phân giải mạnh mẽ các hợp chất hữu cơ phức tạp. - Áp dụng trong quy trình công nghệ sản xuất rượu, bia, etanol, tương, đậu phụ... - Nấm có khả năng tiết chất kháng sinh có giá trị như: penixilin, fumagilin. Các loại vitamin . . . - Nấm là nguyên nhân gây ra nhiều tổn thất to lớn cho việc bảo vệ mùa màng, lương thực, thực phẩm, hàng hoá, quần áo, sách vở.... Các bệnh nấm hay gặp ở người như hắc lào, nấm kẽ chân, nấm phổi, nấm tóc ảnh hưởng lớn đến sức khoẻ của con người. 5.2.2. Phân bố của vi sinh vật trong đất 5.2.2.1. Đất là môi trường sống tốt nhất cho vi sinh vật Nhiệt độ trong đất thích hợp cho vi sinh vật đất, nhiệt độ thường dao động từ 23 - Độ ẩm trong đất cũng rất phù hợp với vi sinh vật, thường dao động từ 30 - 85%. - Trong đất có đầy đủ các nguyên tố dinh dưỡng đa lượng và vi lượng như: N, P, K, Na, Ca, Fe, Mn, S, Mo, Bo, Cu, Zn. . . Ngoài ra trong đất còn tồn tại nhiều loại enzym phù hợp cho hoạt động sống của vi sinh vật. Chính vì vậy theo Kraxnhicop.N.A thì trong 1 gam đất có chứa tới 100 triệu tế bào vi khuẩn, 1 0 triệu tế bào xạ khuẩn, 1 0 vạn đến 1 triệu tế bào nấm, 1 vạn đến 1 0 vạn tế b ào tảo . 5.2.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới phân bố VSV trong đất Tùy tùng vùng sinh thái khác nhau, tùng loại đất, loại cây trồng, thời gian sinh trưởng mùa vụ trong năm, thậm chí thời điểm khác nhau trong ngày mà có thành phần và số lượng vi sinh vật đất khác nhau. - Độ sâu tầng đất Vi sinh vật tập trung ở tầng đất canh tác và giảm dần theo độ sâu của phẫu diện đất. Đặc biệt là vi sinh vật hiếu khí giăm mạnh, vi khuẩn kị khí phân bố chủ yếu ở độ
sâu 30 - 50 cm. Về căn bản vi sinh vật ở đất trồng trọt, đồng cỏ thường tập trung ở độ sâu 0 - 30 cm thuộc lớp trên cùng. Tuy nhiên trong một số trường hợp như đất bạc màu, đất bị xói mòn, rửa trôi mạnh có thể số lượng VSV ở tầng 0 - 10 chỉ thấp hơn tầng 10-20 chỉ. - Tính chất của đất + Đất giàu dinh dưỡng, tơi xốp có độ ẩm và pa thích hợp thì VSV phát triển tốt, số lượng nhiều. Ngược lại ở đất nghèo dinh dưỡng, kết cấu chặt, khô cằn hay bị chua, mặn thì có số lượng ít. + Địa hình vùng đất khác nhau cũng cho số lượng VSV khác nhau: đất vùng đồng bằng có số lượng vi sinh vật đất cao hơn ở đất trung du, miền núi; vùng gò đồi do rửa trôi xói mòn mạnh, đất nghèo dinh dưỡng vi sinh vật ít; vùng đất trũng ngập nước như đất lầy thụt, chiêm trũng tuy dinh dưỡng nhiều nhưng thoáng khí kém, sự lên men kị khí sinh nhiều chất có hại nên sự phát triển của vi sinh vật cũng kém. Bảng 5.l: Thành phần và số lượng vi sinh vật trong đất đồi núi (Tầng 0 - 10 cm) Loại đất VSVTS(106 VKTS (106 Nấm TS (106 Xạ khuẩn (106 TB/1 g đất) TB/1g đất) TB/1g đất) TB/1g đất) Đất feralít trên đá vôi (Thuận 20,4 18,0 0,8 1,6 Châu, Sơn La) Đất feralit trên bazan 31,7 22,3 4,2 5,2 Đất feralít trên phiến thạch 19,3 12,6 2,2 4,5 Đất mùn am trên núi (Thuận 25,5 20,0 5,0 0,5 Châu, Sơn La) (Hoàng Lương Việt, Ngô Thế Dân, 1982) Kết quả nghiên cứu trên cho thấy số lượng vi sinh vật trong đất đồi núi không lớn chỉ từ 20,4 - 31,7 x 106 tế bào/g đất khô. Số lượng vi sinh vật phụ thuộc vào hàm lượng chất hữu cơ trong đất. Trong các loại đất giàu chất hữu cơ và chua thì nấm và xạ khuẩn tăng lên - Số lượng vi sinh vật trên các nền canh tác khác nhau cũng cho kết quả rất khác nhau. Loại cây trồng và giai đoạn sinh trưởng, phát triển của cây trồng: + Loại cây trồng khác nhau thì có số lượng, thành phần VSV đất khác nhau: Cây họ đậu thu hút nhiều VSV cố định đạm sống cộng sinh Rhizobium; Lúa, ngô, rau thu hút nhiều VSV cố định đạm sống hội sinh Azospiritlum; Chè thu hút nhiều nấm. . . . + Giai đoạn sinh trưởng phát triển khác nhau của cây trồng thì số lượng VSV đất
cũng khác nhau, số lượng VSV đất thường đạt cực đại vào thời kỳ cây có hoạt động sinh lý mạnh nhất: Ví dụ: Khi lúa làm đòng số lượng VSV trong đất cao nhất sau đó giảm gần. - Mùa vụ trong năm Vào mùa xuân nhiệt độ không khí thường đạt 25 - 280C (lúc này nhiệt độ trong đất khoảng 23 - 250C). Nhiệt độ này rất thích hợp.cho VSV phát triển, dẫn đến số lượng VSV đất đạt cực đại Khi nhiệt độ không khí tăng quá 300C, không thích hợp cho sinh trưởng, phát triển của VSV, nhất là trên đất xám bạc màu, khô hạn thì càng ảnh hưởng xấu đến VSV. Điều này dẫn đến số lượng VSV vào mùa hè (tháng 7, 8) thấp hơn ở chính giữa mùa xuân. Vào mùa thu, tiết trời dịu mát không nắng gay gắt như ở mùa hè làm cho hoạt động sống của vi sinh vật cũng có phần được cải thiện, dẫn đến số lượng vi sinh vật ở mùa thu cao hơn chút ít so với ở mùa hè. Mùa đông tiết trời lạnh ảnh hưởng rất xấu đến hoạt động sống của vi sinh vật, dẫn đến số lượng vi sinh vật ở mùa động thấp nhất trong năm. - Thời điểm trong ngày Số lượng vi sinh vật dao động lớn trong ngày, phụ thuộc vào từng mùa khác nhau mà khác nhau. Số lượng vi sinh vật phụ thuộc vào: nhiệt độ, độ ẩm, môi trường sống khác nhau cho mật độ vi sinh vật rất khác nhau.Mùa xuân, mật độ vi sinh vật ở ban ngày nhiều hơn là ở ban đêm. Vào mùa hạ số lượng vi sinh vật ở ban ngày thấp hơn ở ban đêm. Mùa thu mật độ vi sinh vật ở ban ngày cao hơn ở ban đêm. Vào mùa đông số lượng vi sinh vật ở ban ngày cao hơn nhiều ở ban đêm. 5.2.3. Vi sinh vật trong vòng tuần hoàn nitơ 5.2.3.1. Vòng tuần hoàn nitơ trong tự nhiên Nào là nguyên tố dinh dưỡng quan trọng không thể thiếu đối với thế giới sinh vật, dự trữ nitơ trong tự nhiên rất lớn: - Trong không khí nhơ chiếm 78,16% thể tích tuy nhiên phần lớn các sinh vật không có khả năng sử dụng chúng, chỉ có một nhóm VSV có khả năng đồng hoá nào phân tử chúng được gọi là nhóm VSV cố định đạm. - Trong cơ thể các loại sinh vật trên trái đất có khoảng 10 - 25 x 109 tấn nhơ. - Trong các vật trầm tích chứa khoảng 4 x 1015 tỷ tấn nitơ Cây trồng không thể đồng hoá trực tiếp nhơ hữu cơ, mà phải nhờ các loại vi sinh vật phân huỷ và chuyển hoá để giải phóng ra nhờ dạng dễ tiêu (NH3 hoặc NH4+) cung cấp nguồn dinh dưỡng nhơ cho cây trồng, quá trình này được gọi là quá trình muốn hoá.
Tiếp nối quá trình muốn hoá, các loài vi sinh vật lại chuyển hoá tiếp từ NH3 hoặc NH4 thành NO3- quá trình này được gọi là quá trình nitrat hoá. + Các loại vi sinh vật lại chuyển hoá từ NO3- thành N2 để bù trả mía cho không khí được gọi là quá trình phản nitrat hoá. Dưới tác dụng của các loại vi sinh vật, nhơ phân tử được chuyển vào các hợp chất hữu cơ chứa nhơ được gọi là quá trình cố định nào phân tủ. 1: quá trinh cố đinh nitơ phân tử II: quá trình muốn hoá III: quá trình nitrat hoá: IV: quá trinh phản nitrat hoá Hinh 5.1: Sơ đồ vòng tuần hoàn nitơ Tất cả các quá trình: cố định - phân huỷ - chuyển hóa và phản nitrat hoá luôn luôn xảy ra dưới tác dụng của các loài vi sinh vật, nhờ đó đã khép kín được vòng tuần hoàn ngơ trong tự nhiên. 5.2.3.2. Quá trình amôn hoá Là quá trình phân huỷ và chuyển hoá các hợp chất hữu cơ có chứa N dưới tác dụng của các loài vi sinh vật thành NH4+ hoặc NH3 cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng. Sau đây chúng ta xem xét quá trình muôn hoá một số hợp chất quan trọng: Quá trình muôn hoá Urê. Urê là một loại hợp chất hữu cơ đơn giản chứa 46,6% N, được sản xuất trong các nhà máy phân bón bằng cách tổng hợp: Nếu không có quá trình muốn hoá thì dù có giàu đạm đến đâu cũng đều vô hiệu với cây trồng và càng gây độc hại cho môi sinh. Dưới tác dụng của men ureaza do các loài vi sinh vật tiết ra làm xúc tác cho quá trình chuyển hóa mê theo phương trình sau: Các loại vi sinh vật phân giải mê: Planosarcina ureae, Micrococcus ureae, Sarcina hansenii, Bacillus pasteurii,
Bác. amylovorum, Pseudobacterium ureolyticum, Chromobacterium, Proteus vulgaris. ... Vi khuẩn phân giải mê thường thuộc loại hảo khí hoặc ký khí không bắt buộc, chúng phải triển tốt ở pH = 6,5 - 8,5. Quá trình amon hoá protein. Hàng năm protein được đưa vào đất với số lượng rất lớn (cùng với xác hữu cơ, phân chuồng, phân xanh, phân rác). Trong protein chứa khoảng 15-17% nhỏ. Quá trình phân huỷ và chuyển hoá protein để tạo ra NH3,NH4+ cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng dưới tác dụng của các loài vi sinh vật được gọi là quá trình muôn hoá protein. Vi sinh vật thực hiện quá trình muôn hoá protein gồm một số loại chính sau: Vi khuẩn gồm: Baci"us mycoides, B.subtilis, Proteus vulgaris, Pseudomonas fluorescens, Escherichza con, Clostridium sporogenes. . . . . Xạ khuẩn gồm : Streptomyces griseus, S. rimesus . . . Nấm gồm: Aspergillus oryzae, A.niger, Penicillium camomberli.... 5.2.3.3. Quá trình nitrat hoá Quá trình chuyển hoá từ NH3 hoặc NH4+ ớươl tác dụng của các loài VSV thành NO3- được gọi là quá trình nitrat hoá. Quá trình nitrat hoá là quá trình có hại cho nông nghiệp do một số nguyên nhân sau: - Nhiều thí nghiệm cho thấy cây trồng hấp thụ nhơ ở dạng NH4 không thua kém NO3- Quá trình chuyển hóa từ NH4+ thành NO3- làm tiền đề cho quá trình mất đạm trong đất qua các con đường thấm sâu, rửa trôi và đặc biệt là phản nitrat hoá. Dinh dưỡng nhơ ở dạng NH4+ được giữ trong keo đất bền hơn ở dạng NO3-. - NO3- tích luỹ nhiều trong đất còn gây ra hiện tượng ô nhiễm nguồn nước. - Quá trình chuyển hóa này làm cho đất chua đi, ảnh hưởng xấu cho quá trình sinh trưởng, phát triển của cây trồng và hoạt động sống của khu hệ vi sinh vật đất. Năm 1891 , nhà bác học Nga - Vinogratxki khẳng định quá trình nitrat hoá xảy ra qua hai giai đoạn: giai đoạn nhật hoá và giai đoạn nitrat hoá. Quá trình nhật hoá: Là quá trình chuyển hoá từ NH4+ thành NO2- Tham gia vào giai đoạn này có 4 giống chủ yếu - Nitrosomonas
- Nitrosolobus - Nitrocystis - Nitrosospira Loài vi khuẩn nhật hoá phát triển tốt ở pa = 7,0-7,5, nhiệt độ 28-300C, độ ẩm của đất 40-70%, tuỳ từng chủng khuẩn. Quá trình nitrat hoá: Tham gia vào giai đoạn này gồm có 3 giống vi sinh vật: Nitrobacter, Nitrospira, Nitrococcus. Thích ứng ở môi trường pH trung tính hơi kiềm, nhưng vẫn có thể phát triển ở môi trường chua. + Các biện pháp đế hạn chế quá trình nitrat hoá - Các biện pháp canh tác như tưới tiêu chủ động tránh các điều kiện ngập nước, yếm khí tránh khô hạn, áp dụng các công thức luân canh hợp lý. - Các biện pháp hoá học như: sử dụng phân đạm bọc lưu huỳnh; dùng thuốc ức chế nitrificid bón vào đất để ức chế hoạt động của các loài vi sinh vật tham gia vào quá trình nitrat này. 5.2.3.4. Quá trình phản nhật hoá Quá trình chuyển hoá từ NO3- thành .N2 được gọi là quá trình phản nitrat hoá hay quá trình phản đạm hoá. Người ta đã ước tính rằng cây trồng chỉ có khả năng hấp thụ được khoảng 50% lượng phân đạm bón vào đất, còn 50% số còn lại bị mất đi theo hai con đường sau: - Rửa trôi - Phản đạm hoá Trong hai con đường mất đạm trên thì quá trình phản đạm hoá chiếm tới 90% tổng lượng đạm mất. Những vi khuẩn phản nitrat hoá điển hình là: Pseudomonas denitrifcans, Ps.acruginosa, Psfluorescens, micrococcus denitrifcans, Bacillus lichenforsmis. Một số loại vi khuẩn tự dưỡng hoá năng cũng có khả năng thực hiện quá trình này như: Thiobacdtus denitrifcans, Hydrogenomonas agilis Tất cả các loại vi sinh vật tham gia vào quá trình phản đạm hoá này đều là loài vi sinh vật yếm khí tuỳ tiện. Chúng phân bố rộng rãi trong tự nhiên và được liệt vào các loài vi sinh vật có tác dụng xấu đối với nông nghiệp. Để hạn chế quá trình này có một
số biện pháp kỹ thuật sau: - Hạn chế quá trình nitrat hoá vì sản phẩm của quá trình này sẽ là nguyên liệu cho quá trình phản nitrat hoá - Không sử dụng đạm ở dạng NO3- bón cho đất lúa. - Làm cỏ sục bùn, tiêu úng cho các vùng bị úng lụt, tưới nước cho các vùng bị hạn, bón phân đạm vào lúc trời ít nắng cho lúa. 5.2.3.5. Quá trình cố định đạm phân tử Việc nghiên cứu, sử dụng nguồn đạm sinh học được xem là một giải pháp quan trọng trong ngành nông nghiệp vì nhờ nó đảm bảo nguồn đạm cung cấp cho cây, nâng cao chất lượng của nông sản và bảo vệ môi trường. Vi sinh vật cố định đạm được chia làm ba nhóm chính sau: Quá trình cố định nitơ phân tử tự do Là quá trình đồng hoá nào của không khí dưới tác dụng của các chủng giống VSV sống tự do trong đất. Có một số nhóm VSV chính sau: Vi khuẩn Azotobacter Vi khuẩn Azotobacter có khả năng đồng hoá tốt các loại đường. Cứ tiêu tốn 1 gam đường glucoza nó có khả năng đồng hoá được từ 8- 18mg N. Azotobacter có các loài chủ yếu sau đây: Azotobacter chrococcum, Azotobacter beijerinskii, Azotobacter vinelandii, Azotobacter agillis... Azotobacter có một số đặc điểm chính dưới đây: Azotobacter rất mẫn cảm với pH. Nói chung chúng có thể phát triển được ở pH 4,5 - 9,0, nhưng pa thích hợp nhất đối với Azotobacter là 7,2 - 8,2. Nhiệt độ thích hợp 25 – 300C, nhưng Azotobacter có khả năng chống chịu tốt ở nhiệt độ thấp. Đất có bón phân xanh, phân chuồng, rơm rạ có tác dụng thúc đẩy sự phát triển của Azotobacter. Trong đất, Azotobacter đồng hoá rất tốt các sản phẩm phân giải của xenlulo. Azotobacter rất mẫn cảm đối với photpho và can xi chứa trong môi trường vì vậy người ta sử dụng chúng như là loài vi sinh vật chỉ thị để định lượng photpho dễ tiêu trong đất và xác định nhu cầu bón vôi cho đất. Các nguyên tố vi lượng B, Mo, Fe, Mà cũng rất cần thiết đối với Azotobacter. Chúng đã giúp cho quá trình cố định nào tiến hành được thuận lợi. Azotobacter còn có khả năng tiết ra các loại vitamin và các chất có hoạt tính sinh học như: B1, B6 … axit nicotinic, axit pantotenic, biotin, auxin. Azotobacter còn có khả năng tiết ra các loại thuốc kháng sinh để chống nấm thuộc nhóm Anixomixin. Vi khuẩn Beijerinshi
Vi khuẩn Beijerinshi có khả năng đồng hoá tốt các loại đường đơn và kép, cứ tiêu tốn 1 gam đường glucoza nó có khả năng cố định tù 5- 10 mg N. Beijerinskii đồng hoá yếu tinh bột và axit hữu cơ. Khác với Azotobacter, Beijerinslài có tính chồng chịu cao với phản ứng axit, chứng có thể phát triển được ở môi trường pa trưng ảnh hoặc kiềm yếu Độ ẩm thích hợp 70 - 80% và nhiệt độ 25 – 300C. Beijerinskii phân bố rất rộng trong tự nhiên, đặc biệt ở vùng nhiệt đới. Vi khuẩn Clostridium Năm 1939, nhà bác học người Nga Vinogratxki đã phân lập được một loài vi khuẩn kị khí, sinh nha bào có khả năng cố định nào phân tử, ông đặt tên là Clostridium. Người ta chia thành nhiều loài Clostridium: Clostridium butyrium: Cbeyerinskii; Cpectinovorum. Clostridium có khả năng đồng hoá tất cả các nguồn thức ăn nào vô cơ và hữu cơ, cứ tiêu tốn một gam đường glucoza nó đồng hoá được 5-12 mg N. So với Azotobacter, Clostridium ít mẫn cảm hơn đối với P, Ca và có khả năng cố định đạm trong điều kiện pa thấp từ 4,5 - 8,5. Độ ẩm thích hợp 60-80%, nhiệt độ 25- 300C. Hình 5.2: Clostridiumpasteurzanum Quá trình cố định nitơ phân tử cộng sinh Là quá trình đồng hoá nào của không khí dưới tác dụng của các loài VSV cộng sinh với cây bộ Đậu tạo thành một chỉnh thể sinh lý hoàn chỉnh. Cây họ đậu hút nước, muối khoáng và các chất dinh dưỡng ở trong đất để nuôi hệ cộng sinh, còn vi khuẩn nốt sần đồng hoá rúm không khí nuôi cho hệ cộng sinh. Cứ như vậy chúng gắn bó với nhau như một cơ thể tuyệt hảo. Theo Bergey thì vi khuẩn cố định đạm sống cộng sinh bao gồm 6 loài: Rhizobium leguminosarum: Sống cộng sinh ở cây đậu Hà Lan Rhizobium phaseoli: Sống cộng sinh ở đậu Cô ve, đậu xanh.
Rhizobium trifoli: Sống cộng sinh ở cỏ ba lá Rhizobiumlupini: Cộng sinh với đậu Luôm Rhizobiumiaponicum: Cộng sinh với cây đậu tương Rhizobium meliloti: Cộng sinh với một số loại cây phân xanh. Vi khuẩn nốt sần Rhizobium là loại trực khuẩn hình que, hảo khí, giam âm, không sinh nha bào, có tiên mao mọc theo kiểu đơn mao hoặc chu mao, có khả năng di động được Tế bào Rhizobium có kích thước 0,5 - 0,9 x 1,2 - 3,2 µm. Chúng thích ứng ở pH = 6,5 - 7,5, độ ẩm 60 - 70%, nhiệt độ 28 – 300C. Về quan hệ giữa vi khuẩn nốt sần (VKNS) với cây họ đậu đã được nghiên cứu rất nhiều, chứng tạo thành một thể sinh lý hoàn chỉnh, khi tách rời, khả năng đồng hoá nào phân tử không còn. Tất nhiên không phải cây họ đậu nào cũng có VKNS cộng sinh. Vi khuẩn nốt sần có tính chuyên hoá cao vì vậy mỗi loại vi khuẩn nốt sần chỉ sống cộng sinh với một hoặc một vài loại cây họ đậu và ngược lại. Ảnh 5.3: Nốt sần rễ cây họ đậu + Sự hình thành hệ cộng sinh ở rễ cây họ đậu Vi khuẩn nốt sần thường xâm nhập vào rễ cây họ đậu thông qua các lông hút và đôi khi thông qua vết thương ở vỏ rễ. Mỗi loại cây họ đậu thường tiết ra xung quanh rễ những chất có tác dụng kích thích những chủng vi khuẩn nốt sần chuyên tính và ức chế những chủng không chuyên tính để thực hiện quá trình xâm nhiễm như các hợp chất gluxit, các axit quan, các axit hữu cơ. Muốn xâm nhiễm tốt cần đạt mật độ 104 tế bào
vi khuẩn nốt sành gam đất. Dưới ảnh hưởng của vi khuẩn nốt sần, cây họ đậu tiết ra enzym polygalacturonatza làm phá vỡ thành lông hút và giúp cho vi khuẩn nốt sần xâm nhập vào rễ. Ở trong lông hút vi khuẩn nốt sần sẽ tạo thành "dây xâm nhập", đó là một khối chất nhầy dạng sợi, bên trong chứa đầy vi khuẩn dạng hình que, "dây xâm nhập" đi dần vào bên trong với tốc độ khoảng 5 - 8 µm/s. Sự vận động của "dây xâm nhập" được thực hiện dưới áp lực sinh ra do sự phát triển của VKNS bên trong dây. Đến lớp nhu mô, vi khuẩn nốt sần kích thích các tế bào rễ cây phát triển và phân chia, vi khuẩn thoát ra khỏi "dây xâm nhập" và đi vào tế bào chất. ờ đó chúng sinh sản rất nhanh và tạo dạng giả khuẩn Cường độ cố định nào của từng loại cây trồng khác nhau thì khác nhau, vì vậy cho số lượng nốt sần khác nhau, thậm chí còn phụ thuộc vào rừng giai đoạn sinh trưởng của cây: Cây đậu xanh có nốt sần sớm hơn ở các cây họ đậu đỗ khác ( 10 - 1 5 ngày có nốt sần) Cây đậu tương sau 20 - 25 ngày có nốt sần, còn ở cây lạc có nốt sần sau 25 - 30 ngày sau khi cây mọc. Số lượng nốt sần tổng số và nốt sần .hữu hiệu ở câ~đậu đỗ đạt cực đại vào thời kỳ cây ra hoa và hình thành quả non và giảm dần đến cuối vụ thu hoạch. Hình 5.4 : Sự hình thành nốt sần + Điêu kiện ngoại cảnh ảnh hưởng đến quá trình cố định nào phân tủ Cường độ cố định nào phân tử phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố ngoại cảnh: Nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm và các nguyên tố dinh dưỡng trong môi trường sống, độ thoáng khí . . . Cường độ cố định nào phân tử ở các vùng nhiệt đới và á nhiệt đới xảy ra mạnh hơn ở vùng ôn đới. Tuỳ từng loại vi khuẩn cố định nào khác nhau mà thích ứng với pa của đất khác
nhau. Nhìn chung pa thích hợp cho hoạt động của vi sinh vật cố định nào phân tử từ 6,5 - 7,5. Vì lý do này mà hoạt động của vi khuẩn nốt sần tăng rõ khi được bổ sung voi Kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của pa môi trường đến cường độ cố định nào phân tủ như sau: pH = 3 số lượng nốt sân = 0 nôt/cây Ph = 4 số lượng nốt sần = 35 nốt/cây pH = 5 số lượng nốt sần = 17 nốt/cây pH = 6 số lượng nốt sần = 35 nốt/cây pH = 7 số lượng nốt sần = 42 nốt/cây pH = 8 số lượng nốt sần = 155 nốt/cây pH = 9 số lượng nốt sần = 4,5 nốt/cây (Nguyễn Xuân Thành, Nguyễn Đường, 1999) Độ thoáng khí của đất có liên quan đến số lượng và chất lượng nốt sần. Nốt sần tạo thành nhiều ở các rễ phân bố nông (xung quanh cổ rễ cây họ đậu), càng xuống sâu ít oxy số lượng nốt sần ít hơn. Điều kiện kém thoáng khí làm giảm hàm lượng sắc tố Leghemoglobin, làm giảm tính kháng nguyên và hoạt tính hô hấp của vi khuẩn nốt sần. Hàm lượng nhơ dễ tiêu trong đất nếu lớn quá một mức nào đó sẽ ức chế việc hình thành nốt sần, vì vậy chỉ bón ít đạm và bón trong giai đoạn đầu cho cây họ đậu. Các nguyên tố Photpho, Kim, Molipđen, Bo . . . cũng có vai trò rất quan trọng trong việc hình thành và khả năng cố định đạm của vi khuẩn nốt sần. Canh tác hợp lý làm cho đất tơi xốp, thoáng khí, chế độ tưới tiêu phù hợp, bón phân hợp lý thì cường độ cố định nào phân tử cao và ngược lại. Việc sử dụng các chế phẩm sinh học cố định đạm cũng làm tăng số lượng nốt sần và cường độ hoạt động của chúng. Vi sinh vật cố đinh đạm sống hội sinh Các loài VSV này có khả năng cố định nào khi sồng trong vùng rễ của một số loại cây như: Lúa mỹ, lúa nước, ngô, lúa mạch, rau cải và một số loại cây hoà thảo khác (Bảng 5.2).
Bảng 5.2. Hiệu lực của các chủng VSV cố đinh đạm sống họ sinh tài năng suất ngô tại cộng hoà liên bang Nga năm 1999 Công thức Năng suất (Tạ/ha) Tăng so với đôi chứng (%) Đồi chứng (Không xử lý VSV) 55,0 - Az. lipoferum 61,4 12 Flavobacter. L-30 64,2 17 Az. brasilense 6 71,1 29 Az. brasilense 8 69,3 26 Az. Lipoferum 300 62,5 14 Ai Lipoferum 31 1 65,8 20 LSD05 5,4 (Hoàng Hài, 2000) Vi sinh vật cố định đạm sống hội sinh là loại vi khuẩn hảo khí, thích hợp trong điều kiện pH từ 6 - 7. Chúng sử dụng các chất bài tiết ra của cây trồng và cố định đạm cho đất Chúng có khả năng cố định đạm khá từ 60 - 250kg N/ha/năm. Vì có khả năng sống hội sinh cùng các cây lương thực quan trọng, có diện tích gieo trồng lớn mà khả năng áp dụng chúng trong thực tế sản xuất cao. Khi sử dụng các chủng VSV cố định đạm sống hội sinh bón cho ngô đã làm tăng năng suất ngô một cách rõ rệt. Vi khuẩn cố đinh đạm sống hội sinh Azospirillum có một số vai trò chính sau: - Có khả năng cố định đạm tốt, vì vậy có vai trò quan trọng trong tăng năng suất - Chúng tiêu thụ các sản phẩm bài tiết của rễ cây làm nguồn dinh dưỡng cho mình nên giữ cho môi trường vùng rễ thuận lợi hơn với cây trồng, giảm chua cho đất. - Do sống sát vùng rễ nên một số chủng VSV cố định đạm sống hội sinh có khả năng kháng lại một số nấm bệnh gây hại cây trồng xâm nhập thông qua rễ. Nghiên cứu của Kozemiakov, Hoàng Hải (2000) cho thấy mức độ nhiễm nấm Fusarium của ngô giảm 30-75% khi được xử lý VSV cố định đạm sống hội sinh. - Chất bài tiết ra của VSV cố định đạm sống hội sinh có thể lại là chất kích thích sinh trưởng đối với cây trồng, vì vậy giúp cây trồng sinh trưởng, phát triển và cho năng suất cao.
5.2.4. Vi sinh vật trong việc chuyển hoá một số hợp chất khác trong đất 5.2.4.1. Vi sinh vật trong việc chuyển hoá các hệ chất cacbon Vòng tuần hoàn cacbon trong tự nhiên Cacbon trong tự nhiên nằm ở rất nhiều dạng hợp chất khác nhau, từ các hợp chất vô cơ đến các hợp chất hữu cơ. Các dạng này không bất biến mà luôn chuyển hoá từ dạng này sang trạng khác, khép kín tạo thành vòng tuần hoàn cacbon trong tự nhiên. VSV đóng vai trò quan trọng trong một số khâu chuyển hoá của vòng tuần hoàn này. Hình 5.5: Sơ đồ vòng tuần hoàn cacbon trong tự nhiên Các hợp chất cacbon hữu cơ chứa trong cơ thể động vật, thực vật và VSV, khi các sinh vật này chết đi sẽ đế lại một lượng chất hữu cơ khổng lồ trong đất. Nhờ hoạt động của các nhóm VSV các hợp chất này dần bị phân huỷ tạo thành CO2' Khí CO2 được thực Vật Sử dụng trong quá trình quang hợp lại biến thành các hợp chất cacbon hữu cơ của cơ thể thực vật. Con người, động vật, VSV sử dụng cacbon hữu cơ của thực vật để biến thành cacbon hữu cơ trong cơ thể mình. Người, động vật, thực vật và VSV đều thải ra CO2 trong quá trình sống, đồng thời khi chết đi để lại trong đất một lượng chất hữu cơ và VSV lại phân giải chúng. Các hợp chất cacbon ở dạng trầm tích như than đá, dầu mỏ, khí đốt thông qua quá trình đốt cháy bổ sung CO2 cho khí quyển. Cứ như vậy trong tụ nhiên.các dạng hơn ch^t cacbon được chuyển hoá liên tục. Dưới đây chúng ta xem xét một số quá trình chuyển hoá chính có sự tham gia của VSV. Quá trình chuyển hoá xenlulo Hàng năm có khoảng 30 tỷ tấn chất hữu cơ được cây xanh tổng hợp trên trái đất, trong số này 30% là xenlulo. Người ta nhận thấy xenlulo chiếm trên 90% trong bông, 40-50% trong gỗ. Xenlulo là hợp chất khá bền vững, không tan trong nước. Xenlulo không tiêu hoá được trong bộ máy tiêu hoá của người. Sở dĩ động vật nhai lại có thể đồng hóa được xenlulô là nhờ hoạt động phân giải xenlulo của rất nhiều loại vi sinh vật sống trong dạ cỏ.
* Vi sinh vật phân giải xenlulo trong đất - Vi sinh vật hảo khí + Vi khuẩn : Sporocytophaga, Cytophaga, Bacillus, Clostridium . . . + Xạ khuẩn : Streptomyces . . . + Nấm: Các loại nấm có hoạt tính phân giải xenlulo mạnh đáng chú ý là các loại sau đây: Aspergillusfumigatus, A. Niger, Fusarium maliniforme, Streptomyces antibioticus, S cellulosac, S. celluloflavus. - Vi sinh vật yếm khí - Vi khuẩn yếm khí phân giải xenlulo một số loài, dòng quan trọng thường gặp là: Bacillus cellulosac hydrogenicus, Bacillus cellulosac methani~s. Trong đất hay trong đống phân ủ người ta còn gặp một số vi sinh vật ưa nóng phân giải xenlulo như: Bacillus omelianxki. Thermophicus, Aspergillus, Mucor, Actinomyces... Vi khuẩn dạ cỏ: Ruminococcus * Điều kiện ngoại cảnh ảnh hưởng đến quá trình phân giải xenlulo . - Độ ẩm Khoảng thời gian xen kẽ giữa khô và. ẩm thì nấm mốc phát triển tốt, còn những vi sinh vật đơn bào thì thích hợp nơi có độ ẩm cao, nước đầy đủ. ớ độ ẩm 20%, vẫn thấy một số xạ khuẩn có khả năng phân giải xenlulo. -pH Xenlulo bị vi sinh vật phân giải ở khoảng pa tù 4,6 - 9,0, nhưng khoảng pa hơi chua là phù hợp nhất với đa số VSV phân giải xenlulo. - Nhiệt độ Quá trình phân giải xenlulo trong tự nhiên bắt đầu khi nhiệt độ khoảng từ sóc đến 0 65 C. Vi sinh vật phân giải xenlulo đại đa số là loại ưa ấm và e zym xenlulaza hoạt động thích hợp nhất ở khoảng 30 – 450C. - Nitơ Nếu môi trường lượng xenlulo nhiều, N ít, tỷ lệ C/N cao thì ở giai đoạn đầu của quá trình phân giải, vi sinh vật lấy N của môi trường, giữa vi sinh vật và cây trồng có sự tranh chấp nào của môi trường. Ngược lại nếu C/N thấp, các điều kiện ngoại cảnh khác thuận lợi thì sự phân giải xenlulo được thuận lợi, môi trường sẽ có nhơ tích luỹ, giữa cây trồng và vi sinh vật sẽ không còn quá trình tranh chấp. - Biện pháp canh tác Biện pháp canh tác như: Làm đất, luân canh, tưới tiêu, bón phân... ảnh hưởng rất
lớn đến sinh vật đất, dẫn đến ảnh hưởng tới quá trình phân hủy chuyển hóa xenlulo trong đất. Nếu cùng loại đất thì trên đất có trồng trọt lượng vi sinh vật nhiều hơn đất không trồng trọt và như vậy quá trình phân hủy chuyển hóa xenlulo sẽ mạnh hơn. Sư phân giải xoan nhờ VSV Xilan là một hợp chất hydratcacbon phân bố rất rộng trong tự nhiên. Xilan chứa nhiều trong xác thực vật. Trong rơm rạ xoan chiếm 15-20%, trong bã mía 30%, trong gỗ thông 7-12%, trong các loại cây lá rộng 20-25%. Dưới tác dụng của men xilanaza ngoại bào, xoan sẽ phân giải thành các phần khác nhau: những đoạn dài xilanbioza và xiloza. Vi sinh vật phân giải xoan: Nhiều loại vi sinh vật có khả năng phân giải xoan. Các vi sinh vật có khả năng phân giải xenlulo khi sản sinh ra men xeluloza thường sinh ra men xilanaza. Trong đất chua thì nấm là loại vi sinh vật đầu tiên tác động vào xoan. Trong đất trung tính và kiềm vi khuẩn là nhóm tác động đầu tiên vào xoan. Vi sinh vật phân giải xoan Vi khuẩn yếm khí : Clostridium Vi khuẩn hảo khí: P.seudomonas, Achromobacter, Bacillus, Vibrio, Sporocytophage Xạ khuẩn: Streptomyces, Micromonospora Nấm mốc: Chaetomium, Penicillium, Aspergillus Phân giải pectin Pectin có nhiều trong quả, củ, hạt và trong thân thực vật. Trong thực vật pectin có mặt ờ dạng protopectin không tan. Vi sinh vật phân giải pectin: Bacillus subtilis, Bacillus nesentencus, Bacillus macaras, Bacillus polmyxa, Mucor stolinifer, Fusarium oxysporum, Clostridium Ứng dụng: Người ta thường sử dụng quá trình vi sinh vật phân giải pectin vào việc ngâm đay, ngâm gai. Người ta cũng sử dụng một số vi sinh vật phân giải pectin trong quá trình chế biến (làm trong) các nước hoa quả làm nước giải khát. Sư phân giải nghìn Là một trong những thành phần chủ yếu của tổ chức thực vật. Lignin và xelulo tham gia vào thành phần của màng tế bào thực vật. Trong xác cây gỗ, lượng nghìn có thề chiếm 30-40% chất khô. Trong cây hoà thảo khoảng 20%. Lượng nghìn chứa trong cây già nhiều hơn so với trong cây non. Thực vật khác nhau thì bản chất của những nguyên tố cấu trúc cũng khác nhau. Lignin là hợp chất rất bền vững, không tan trong nước, dưới tác dụng của kiềm, bisunphit nghi và H2SO4 thì nghìn mới bị phân giải một
phần và chuyển sang dạng hòa tan. Công thức tổng quát của nghìn là Ci8H30oi5' Vi Sinh vật phân giải nghìn: Các loại nấm phân giải nghìn: Polysitctus versicolor, Stereum hisutum,Pho"om, Clytocybe, Lenzites, Trametes. Các loài vi khuẩn có hoạt tính phân giải nghìn cao thường thuộc về các giống Pseudomonas, Flavobacterium, Agrobacterium. Sư phân giải tinh bột Tinh bột là chất dự trữ chủ yếu của thực vật. Nó phản ứng với tốt tạo thành hợp chất có mầu lam tím. Trong tế bào thực vật, tinh bột tồn tại trong dạng các hạt tinh bột. Các hạt tinh bột có kích thước và hình dạng thay đổi tuỳ loại thực vật. Tinh bột gồm hai thành phần khác nhau: amilo và amilopectin. Amilo tan trong nước nóng còn amilopectin thì tạo thành hồ. Vi sinh vật phân giải tinh bột: Aspergillus cadidus, Asp.niger, Asp.oryzae, B.mesentericus, B.sulờilis có khả năng tiết ra enzym a.amilaza 5.2.4.2. Và sinh vật trong chuyển hoá photpho - Vòng tuần hoàn photpho Photpho là nguyên tố dinh dưỡng quan trọng thứ hai sau đạm không chỉ đối với cây trồng, mà cả với vi sinh vật. Thiếu lân cây phát triển kém, lá cây có màu 'trắng bạch, thân vón, hay bị nhiễm sâu bệnh. Hàm lượng lân trong tụ nhiên rất lớn, chúng tồn tại dưới 2 dạng đó là: Lân hữu cơ và lân vô cơ: Lân vô cơ thường chứa trong các khoáng vật như: Apatít, Photphorít,Ca3 (PO4)2, FePO4, AIPO4… Lân hữu cơ chứa trong xác động, thực vật và vi sinh vật ở các dạng: Phytin, Photpholipít, A xít nucleic, Nucleoproteit, Photpholipít và các hợp chất hữu cơ chứa photpho khác. Tất cả các dạng lân trên cây trồng đều không đồng hoá được, mà phải nhờ vi sinh vật phân huỷ chuyển hoá sang dạng dễ tiêu, đó là muối tan của axít photphoríc H3PO4 thì cây trồng mới đồng hoá được. Vi sinh vật phân giải photphát vô cơ Từ đầu thế kỷ 20 người ta đã chứng minh được dưới tác dụng của VSV, lân vô cơ bị phân giải chuyển hoá thành lân dễ tiêu cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng. Năm 1900J. Stoklas dùng đất đã tiệt trùng có bón apatít, sau đó cấy VSV giống Bacillus megatherium vào thì thấy cây trồng phát triển tốt và năng suất cho cao hơn hẳn so với
không có Bacillus megatherium. + Vi khuẩn Bacttlus có nhiều chủng khác nhau có khả năng phân giải photphat vô cơ như: Bacillus megatherium, Bacillus mycoides, Bacillus butirtcus, Bac'/1us subtit~s. Là vi khuẩn hình que, hảo khí, có tiên mao có khả năng di động. Kích thước tế bào dao động 0,5 - 3,2 x 1,0 - 6,5 ~l m. Chúng thích hợp ở pa = 5,6 - 9,O; Độ ẩm 50 - 70%; nhiệt Hình 5.6: Vòng tuần hoàn lân trong tự nhiên + Vi khuẩn Pseudomonas: Là vi khuẩn hảo khí có tiên mao di động được. Kích thước tế bào dao động khoảng 0,5 - 1,7 x 1,2 - 6,5 µm. Thích hợp ở pH 4,5 - 9,0; Độ ẩm 50 - 75%; Nhiệt độ 25 – 300C. Pseudomonas phân huỷ mạnh photphat vô cơ khó tan thành dễ tiêu cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng. Pseudomonas có nhiều chủng khác nhau: Pseudomonasfluorescens, Pseudomonas denitrificans... + Ngoài ra còn một số VSV khác có khả năng phân huỷ lân vô cơ khó tan như: Agrobacterium radiobacter, Acromobacter denicantulus, Escherichia freundi Brevibacterium, Flavobacterium, Aerobacter, Micrococcus, Micobacterium. + Nấm và xạ khuẩn cũng tham gia tích cực để phân giải photphát vô cơ khó tan như: Actinomyces, Penicillium, Aspergillus, Rhizopus, Mucor. Nấm rễ cộng sinh với cây trồng (Mycothiza) có tác dụng nâng cao khả năng huy động lân trong đất của cây trồng.
Vi sinh vật phân giải photphát hữu cơ Hầu hết những vi sinh vật tham gia vào phân giải lân vô cơ khó tan đều có thể phân giải được lân hữu cơ như: Bacillus megatherium, Bacillus mycoides, Bacillus butiricus, Bacillus subtilis, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas denitrifcans, Penici"lúm, Aspergillus, Rhizopus, Mucor, Streptomyces, Serratia, Proteus,A rthrobacter... 5.2.4.3. Chuyển hoá han trong đất + Các dạng kém trong đất Dạng vô cơ Ion K+ trong dung dịch đất, Ion K+ nằm trong cấu trúc một số khoáng vật như muscovit, thoát, fenspat. . . . - Dạng K+ hữu cơ: K trong các tàn tích sinh vật. + Sự hoà tan K trong đất K+ không thể đồng hoá có thể chuyên hoá theo hai quá trình sinh học sau: - Sự biến đổi sinh học của những khoáng chứa K. - Sự chuyển hoá giữa 2 dạng K+ không trao đổi và K+ trao đồi. + Sự biến đổi sinh học những khoáng chứa K Nhiều khoáng chất trong đất có thể bị biến đổi dưới tác dụng của những sàn phẩm trao đổi chất con vi sinh vật và giải phóng ra K+ như: Biotit, muscovit, fenspat... Vi sinh vật có tác dụng biến đổi các chất khoáng chứa K để giải phóng K+ có thể kể ra như sau: Bacillus mucilaginosus vai.siliceus, Bacillus muciginoseus, Nấm Aspergillus niger . . . + Cơ chế phân giải Vi sinh vật trong quá trình sống của mình sản sinh một số axit như H2CO3 ,HNO3, H2SO4 hay axit hữu cơ. Các axit này giúp quá trình hoà tan các silicat.và giải phóng K+ cho cây trồng. Tóm lại: K+ trong tàn dư thực vật một phần lớn tan trong nước và cây trồng có thể trực tiếp đồng hoá. Vai trò vi sinh vật ở đây là chúng tiếp tục phân giải phần chưa hoà tan còn lại của tàn dư thực vật và tiếp tục giải phóng K+ cho cây trồng. Ở những nơi đất cát, ít nước, nhiều khoáng chứa K tác dụng của vi sinh vật ở chỗ có thể phân giải các silicat giải phóng K+. Bên cạnh đó, trong những trường hợp nhất định vi sinh vật có thể cố định K+ trong tế bào của mình và trong mức độ nhất định có sự tranh chấp tạm thời về K+ giữa