Vi sinh vật đất P7

Chia sẻ: Mr Yo Ko | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

99
lượt xem 26
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sự chuyển hóa vật chất trong đất ruộng ngập nước

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Vi sinh vật đất P7

®¹i häc cÇn th¬ - khoa n«ng nghiÖp gi¸o tr×nh gi¶ng d¹y trùc tuyÕn §−êng 3/2, Tp. CÇn Th¬. Tel: 84 71 831005, Fax: 84 71 830814 Website: http://www.ctu.edu.vn/knn email: dminh@ctu.edu.vn, vtanh@ctu.edu.vn Vi sinh vËt ®Êt Ch−¬ng 7: Sù chuyÓn hãa vËt chÊt trong ®Êt ruéng ngËp n−íc
CHÆÅNG VII. SÆÛ CHUYÃØN HOÏA VÁÛT CHÁÚT TRONG ÂÁÚT RUÄÜNG NGÁÛP NÆÅÏC ---oOo--- Âiãøm khaïc biãût cå baín giæîa hãû sinh thaïi ruäüng ngáûp næåïc vaì hãû sinh thaïi âáút ráùy laì åí ruäüng ngáûp næåïc, âáút tråí thaình yãúm khê. Trong âiãöu kiãûn yãúm khê quïa trçnh khæí vaì lãn men tråí thaình æu thãú. Trong chæång naìy, chuïng ta nhçn täøng quaït laûi caïc hoïa trçnh khæí vaì lãn men do vi sinh váût, aính hæåíng âãún sæû chuyãøn hoïa váût cháút trong âáút ruäüng ngáûp næåïc. I. ÂO TÇNH TRAÛNG CUÍA ÂÁÚT RUÄÜNG NGÁÛP NÆÅÏC Chuïng ta âaî biãút, åí âáút ruäüng ngáûp næåïc, âáút khäng tiãúp xuïc træûc tiãúp våïi khäng khê do låïp næåïc trãn máût ngàn caín.Oxy coï thãø khuyãúch taïn trong næåïc, tuy nhiãn læåüng oxy trong næåïc ráút giåïi haûn, do âoï chè coï låïp âáút màût laì âæåüc cung cáúp oxy. Låïp naìy ráút moíng, daìy khoaíng vaìi mm vaì âæåüc goüi laì táöng oxy hoïa. Táöng âáút bãn dæåïi, khäng âæåüc cung cáúp oxy, vi sinh váût haïo khê tiãu hao hãút oxy dæû træî, nãn tråí thaình táön khæí (hçnh7.1). Âãø âo caïc táöng oxyït hoïa hoàûc khæí cuía âáút ruäüng ngáûp næåïc, chuïng ta coï thãø âo âiãûn vë cuía noï. ÅÍ âáút ráùy, âiãûn vë trong âáút dãù thay âäøi vaì biãn âäü biãún âäüng thæåìng nhoí, khoaíng 200 - 300 mV. Trong khi âoï åí âáút ngáûp næåïc, biãn âäü biãún âäüng låïn, khoaíng 800 - 900 mV, nãn caïc trë säú âo âæåüc tæång âäúi an âënh. Trë säú âiãûn vë (Eh) âæåüc tênh bàòng volt (V) hoàû milivolt (mV). ÅÍ ruäüng khä trë säú Eh vaìo khoaíng cäüng +600 mV. Sau khi cho ngáûp næåïc trë säú Eh cuía táöng oxy hoïa giaím trong 10 ngaìy âáöu, vaì sau âoï tàng dáön vaì giæî nguyãn åí trë säú cuî. Trong khi âoï trë säú Eh åí táöng khæí giaím ráút nhanh åí 10 ngaìy âáöu vaì sau âoï giæî åí mæïc ráút tháúp, khoaíng -200 mV (hçnh 7.2). Nhæ váûy låïp âáút màût sau thåìi mäüt thåìi gian tråí laûi traûng thaïi oxy hoïa, coï táöng bãn dæåïi váùn giæî nguyãn tçnh traûng khæí. Nãúu âo âiãûn vë åí nhiãöu nåi khaïc nhau trong táöng khæí thç trë säú Eh âo âæåüc thæåìng biãún âäüng trong phaûm vi mV. nhæ váûy tçnh traûng khæí khäng xaíy ra âäöng nháút tuyãût âäúi trong âáút.
II. CAÏC QUAÏ TRÇNH KHÆÍ TRONG RUÄÜNG NGÁÛP NÆÅÏC - Sau khi cho næåïc vaìo ngáûp âáút, træåïc tiãn nháûn tháúy oxy trong âáút bë tiãu hao. Quaï trçnh naìy xaíy ra do sæû hä háúp cuía caïc vi sinh váût haïo khê. Chuïng láúy oxy trong âáút âãø hä háúp, do âoï oxy bë tiãu hao dáön. - Sæû tiãu hao oxy naìy cháúm dæït sau mäüt vaìi ngaìy. Tiãúp âãún laì quaï trçnh khæí nitrat (NO+++), do vi sinh váût sæí duûng nitrat nhæ cháút nháûn âiãûn tæí thay cho phán tæí oxy. Âáy laì sæû hä háúp nitrat cuía vi sinh váût (hä háúp yãúm khê). Trong quaï trçnh naìy nitrat âæåüc khæí thaình NO, N2O vaì N2. Nhiãöu thê nghiãûm xaïc nháûn quaï trçnh khæí nitrat khäng xaíy ra trong giai âoaûn hä háúp haïo khê. Caïc vi sinh váût naìy láúy oxy cuía âáút âãø hä háúp trong âiãöu kiãûn âáút thoaïng khê vaì chè láúy oxy cuía nitrat âãø hä háúp trong âiãöu kiãûn âáút âaî chuyãøn sang tçnh traûng khæí. Nãúu âáút coï nhiãöu nitrat, quaï trçnh khæí cuía âáút cháûm laûi, Eh âæåüc duy trç khoaíng 400-200 mV, âäöng thåìi caïc quaï -- trçnh khæí caïc ion Mn++++, Fe+++, SOÎ , ... khäng xaíy ra. Nhæ váûy quaï trçnh khæí nitrat âæåüc xem laì giai âoaûn kãú cuía quaï trçnh hä háúp haïo khê vaì xaíy ra træåïc quaï trçnh khæí caïc ion khaïc. - Kãú âãún laì quaï trçnh khæí Mn++++. Coï thê nghiãûm cho thãm oxêt màngan -- (MnO2) vaìo âáút thç quaï trçnh khæí Fe+++ vaì SO4 cháûm laûi. Ngoaìi ra nhæ åí hçnh 7.3, ion Mn++ sinh ra trong âáút nhanh hån ion Fe++. Tæì caïc kãút quaí naìy coï thãø kãút luáûn quaì trçnh khæí Mn++++ xaíy ra træåïc quaï trçnh khæí Fe+++. - Tiãúp âãún quaï trçnh khæí Fe+++ ---- - Sau cuìng laì quaï trçnh khæí SO . quaï trçnh khæí SO4 âæåüc xem laì báút âáöu xaíy ra khi Eh dæåïi 150mV. Toïm laûi trong âáút ruäüng ngáûp næåïc, diãùn tiãún cuía caïc quaï trçnh khæí laì: Tiãu hao O2 - khæí nitrat - khæí Mn++++ - khæí Fe+++- khæí SO4 III. QUAÏ TRÇNH PHAÏT SINH KHÊ METAN TRONG RUÄÜNG NGÁÛP NÆÅÏC: 74
ÅÍ låïp âáút sáu dæåïi 1 cm, nháûn tháúy sau 2 ngaìy kãø tæì khi bàõt âáöu ngáûp næåïc, --- O2 vaì NO biãún máút nhanh choïng, kãø âãún læåüng Fe++ vaì CO2 sinh ra tàng lãn -- âäöng thåìi Eh cuía âáút giaím xuäúng. Sau khi Eh giaím khoaíng 0, læåüng S vaì acid acetic tàng lãn, tiãúp theo nháûn tháúy coï sæû phaït sinh cuía khê metan (CH4). Quaï trçnh phaït sinh khê metan laì quaï trçnh hä háúp yãúm khê cuía vi sinh váût. Trong quaï trçnh naìy, caïc cháút nhæ âaûm, cháút âæåìng, bë phán giaíi thaình caïc acid hæîu cå nhæ acid acetic, acid propionic, acid butyric,... Caïc acid naìy âæåüc nhoïm vi khuáøn hoïa metan phán giaíi tiãúp thaình metan (Hçnh 7.4). Thê nghiãûm vãö phaín æïng sinh hoïa trong quaï trçnh phaït sinh khê metan âæåüc thæûc hiãûn bàòng caïch cho caïc cháút acid acetic, CO3NO2 âæåüc âaïnh dáúu bàòng C14 vaìo âáút ngáûp næåïc âang åí trong tçnh traûng phaït sinh kjhê metan. Ghi nháûn caïc cháút sinh ra coï chæïa C14 âãø suy ra caïc bæåïc chuyãøn hoïa. Kãút quaí cho tháúy sæû chuyãøn hoïa cuía gäúc metyl cuía acid acetic thaình khê metan laì quan troüng hån caí. Ngoaìi ra mäüt pháön --- khê metan cuîng âæåüc hçnh thaình tæì gäúc carboxylvaì CO . Sæû sinh thaình khê metan tuìy thuäüc vaìo caïc cháút cáön cho quaï trçnh lãn men, vaì coìn tuìy thuäüc vaìo læåüng Fe+++ trong âáút. Âáút coï nhiãöu oxêt Fe tæû do, quaï trçnh phaït sinh khê metan bë cháûm laûi vaì læåüng khê metan cuîng bë giaím. IV. HOAÛT TÊNH CUÍA VI SINH VÁÛT VAÌ CAÏC HOÏA TRÇNH CHUYÃØN HOÏA VÁÛT CHÁÚT TRONG ÂÁÚT RUÄÜNG NGÁÛP NÆÅÏC Mäüt caïch täøng quaït, åí âiãöu kiãûn yãúm khê, hoaût âäüng cuía vi khuáøn chiãúm æïu thãú hån náúm vaì xaû khuáøn. Caïc giäúng vi sinh váût liãn quan âãún quaï trçnh khæí âæåüc âãö càûp åí caïc chæång træåïc. ÅÍ âáy chè toïm goün laûivåïi hoaût tênh cuía chuïng. Quaï trçnh khæí nitrat do "vi khuáøn khæí N" (denitrifying bacteria), nhæ Pseudomonas, Bacillus, Achromobacter, vv... Nhoïm vi khuáøn naìy laì vi khuáøn haïo khê, nhæng åí âiãöu kiãûn yãúm khê, chuïng co thãø láúy oxy cuía nitrat âãø hä háúp. Gáûp diãöu kiãûn thoaïng khê, caïc vi khuáøn naìy hä háúp bàòng oxy cuía khäng khê laì chênh. Quaï trçnh khæí So4-- cuîng laì hä háúp hiãúm khê ( coìn goüi laì hä háúp sulfat). Vi khuáøn Desulfvibrio giæî vai troì quan troüng. Chuïng sæí duûng sulfat nhæ cháút nhán âiãûn tæí cho caïc quaï trçnh phán giaíi acid lactic, acid pyruvic, vv... 75
Quaï trçnh khæí sàõt cuîng do caïc vi khuáøn gáy ra, vi khuáøn nháûn Fe+++ nhæ cháút nhán âiãûn tæí trong sæû hä háúp hiãúm khê cuía chuïng. Quaï trçnh naìy cuîng coìn do phaín æïng cuía caïc men maì vi khuáøn tiãút ra . Quaï trçnh khæí mangan chuí yãúu do phaín æïng våïi caïc men do vi khuáøn tiãút ra. Cuäúi cuìng vi khuáøn sinh khê metan laì Methanobacterium barkerii, vi khuáøn naìy phán giaíi ãtanol vaì acid acetic thaình khê mãtan, vaì vi khuáøn M. Omelianskii phán giaíi acid butyric vaì acid propyonic thaình khê metan (baíng 7.1) Baíng 7.1: Caïc quaï trçnh chuyãøn hoïa váût cháút trong âáút ruäüng, ngáûp næåïc vaì hoaût tênh cuía vi sinh váût tham gia. Quaï trçnh chuyãøn hoïa Eh (V) Hoaût tênh cuía vi sinh váût Tiãu hao oxy +0,5 -> +0,3 Hä háúp haïo khê Khæí nitrat +0,4 -> +0,1 Hä háúp yãúm khê Khæí mangan +0,4 -> -0,1 Phaín æïng våïi men cuía VSV Khæí sàõt +0,2 -> -0,2 Hä háúp vaì phaín æïng våïi men Khæí sulfat 0 -> -0,2 Hä háúp yãúm khê Phaït sinh metan -0,2 -> -0,3 Hä háúp yãúm khê 76