Tài liệu Bài báo cáo thưc tập-khả năng chuyển hóa các hợp chất trong môi trường tự nhiên của vi sinh vật

Chöông 2 Khaû naêng chuyeån hoùa caùc hôïp chaát trong moâi tröôøng ng töï nhieân cuûa vi sinh vaät TS. Leâ Quoác Tuaán Khoa Moâi tröôøng ng vaø Taiø nguyeân Ñaiï hoc ï Noâng Laâm TP. Hoà Chí Minh Chu trình nitrogen trong töï nhieân Chu trình nitrogen trong töï nhieân Chu trình nitrogen phuï thuoäc vaøo caùc hoaït ñonäng g töï nhieân vaø con ngöôøi Trong moâi tröôøng ng nöôùc Quaù trình amoân hoùa ™ Amoân hoùa ureâ. Thöïc hieän bôûi VSV: Planosarcina urea, Micrococcus urea, Bacillus amylovorum, Proteus vulgaris… CO(NH2)2 + 2 H2O (NH4)2CO3 ™ (NH4)2CO3 2NH3 + CO2 + H2O Amoân hoùa protein. Thöïc hieän bôûi VK: Bacillus mycoides, B. subtilis, Pseudomonas fluorescens, … Xaï khuaån Streptomyces griseus…Vi naám coù Aspergillus oryzae, Penicilium camemberti… R-CH(NH2)COOH R-CH(NH2)COOH + H2O R-CH(NH2)COOH + ½ O2 R=CHCOOH + NH3 R-CH2OH-COOH + CO2 + NH3 R-CO-COOH + NH3 Quaù trình nitrate hoùa ™ Giai ñoaïn nitrite hoùa. Thöïc hieän bôûi VSV: Nitrosomonas, Nitrosocystis, Nitrosolobus vaø Nitrosospira chuùng ng ñeàu thuoäc loaïi töï döôõng baét buoäc. NH4+ + 3/2 O2 9 ™ NO2- + H2O + 2 H + Q Naêng löôïng ng sinh ra trong quaù trình naøy duøng ng ñeå ñoàng ng hoùa CO2 thaønh nh chaát höõu cô. Amoân hoùa protein. Thöïc hieän bôûi VK: Nitrobacter, Nitrospira vaø Nitrococcus. NO2 + ½ O2 NO3 +Q Quaù trình phaûn nitrate hoùa ™ Thöïc hieän phaûn öùng ng khöû nitrate thaønh nh khí nitô. Amoân hoaù nitrate NH3 NH2OH NO3 NO2 NO N2O N2 Phaûn nitrate hoaù ™ ™ ™ Thuoäc nhoùm töï döôõng hoaù naêng denitrificans, Hydrogenomonas agilis… coù Thiobacillus Thuoäc nhoùm dò döôõng coù Pseudomonas denitrificans, Micrococcus denitrificanas, Bacillus licheniformis…soáng ng trong ñieàu kieän kî khí, trong nhöõng vuøng ng ñaát ngaäp nöôùc. Naêng löôïng ng taïo ra duøng ng ñeå toång ng hôïp ATP Sô ñoà phaûn öùng ng phaûn chuyeån hoùa nitrogen Quaù trình phaûn nitrate hoùa ™ ™ Trong noâng nghieäp: phaûn nitrate hoùa laø quaù trình baát lôïi, thöôøng ng xaûy ra trong ñieàu kieän yeám khí. Ngoaøi quaù trình phaûn nitrate hoùa sinh hoïc, trong töï nhieân coøn coù quaù trình phaûn nitrate hoùa hoïc xaûy ra khi pH <5.5. NH4Cl R-NH2 + HNO3 + N2 + HCl + H2O HNO3 N2 + R-OH + H2O Quaù trình coá ñònh nitô phaân töû ™ Phaûn öùng ng ñoát chaùy nitrogen khoâng khí. N 2 + O2 ⎯⎯⎯→ 2 NO ⎯⎯→ NO2 ⎯⎯→ H2O HNO3 4000 0 C ™ O2 O2 Quaù trình coá ñònh nitrogen bôûi vi sinh vaät. Söï hình thaønh noát saàn ôû caây hoï ñaäu Caây hoï ñaäu vaø vi khuaån coá ñònh nitrogen Moät soá loaøi vi khuaån coù khaû naêng coá ñònh nitrogen töï do ™ Azospirillum ™ Vi khuaån hieáu khí soáng ng töï do thuoäc chi Azotobacter ™ Vi khuaån kò khí soáng ng töï do thuoäc chi Clostridium ™ Vi khuaån lam soáng ng töï do vaø vi khuaån lam coäng ng sinh trong beøo hoa daâu. Beøo hoa daâu vaø vi khuaån coá ñònh ñaïm (Anabaena Azollae) Voøng ng tuaàn hoaøn phosphorus trong töï nhieân QT naâng leân cuûa ñòa taàng Möa QT phong hoùa P töø ñaát Thöïc vaät Chaûy traøn Phosphate trong nöôùc Ñoäng vaät Vi sinh vaät P trong ñaát Thaám qua Laéng ñoïng neàn ñaùy Taïo neàn ñaùy Ñaù môùi ng tuaàn hoaøn phosphorus trong Voøng ng nöôùc moâi tröôøng ng tuaàn hoaøn phosphorus trong Voøng ng ñaát vaø nöôùc moâi tröôøng ng duïng ng Voøng ng tuaàn hoaøn ÖÙng phosphorus saûn saûn xuaát sinh khoái Söï phaân giaûi phosphore höõu cô trong ñaát do vi sinh vaät Nucleoprotein „ „ „ nuclein a. nucleic H3PO4 H3PO4 thöôøng ng phaûn öùng ng vôùi caùc kim loaïi trong ñaát taïo thaønh nh caùc muoái phosphate khoù tan nhö Ca3(PO4)2, FePO4, AlPO4… Vi sinh vaät phaân giaûi P höõu cô chuû yeáu thuoäc 2 chi Bacillus vaø Pseudomonas. Ngaøy nay, ngöôøi ta ñaõ phaùt hieän thaáy moät soá xaï khuaån vaø vi naám cuõng coù khaû naêng phaân giaûi phosphore höõu cô.