Phân lập và tuyển chọn các dòng vi khuẩn có khả năng cố định đạm và chuyển hóa lân ở huyện cần giờ

Nghiên cứu phân lập và tuyển chọn vi khuẩn có khả năng cố định đạm, chuyển hóa lân tại huyện Cần Giờ, góp phần cải thiện đất nông nghiệp.

• Tác giả: Lư Gia Hân
• Người hướng dẫn: ThS. Giang Cẩm Tú
• Trường học: Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành
• Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học
• Đề tài: Nghiên Cứu Phân Lập Vi Khuẩn Chuyển Hóa Lân Tại Huyện Cần Giờ
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: TP. HCM

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Tổng quan đất nhiễm mặn
• 1.2. Tác hại của đất nhiễm mặn
• 1.3. Sơ lược về chu trình nitơ, quá trình cố định đạm và tổng quan vi sinh vật cố định đạm
• 1.3.1. Sơ lược về chu trình nitơ trong tự nhiên
• 1.3.2. Quá trình cố định đạm
• 1.3.3. Tổng quan về vi sinh vật cố định đạm
• 1.3.3.1. Quá trình cố định đạm sinh học
• 1.3.3.2. Vi khuẩn cố định đạm
• 1.4. Các dạng lân trong đất, vòng tuần hoàn của lân và vi sinh vật hòa tan lân
• 1.4.1. Các dạng lân trong đất
• 1.4.2. Vòng tuần hoàn của lân trong tự nhiên
• 1.5. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
• 1.5.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
• 1.5.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 2. CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Nội dung nghiên cứu
• 2.2. Đối tượng nghiên cứu
• 2.3. Dụng cụ, hóa chất, thiết bị
• 2.4. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4.1. Xác định đặc điểm hình thái khuẩn lạc và hình thái tế bào
• 2.4.2. Tuyển chọn các dòng vi khuẩn chịu mặn có khả năng cố định đạm và chuyển hóa lân
• 2.4.3. Xử lý thống kê
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả phân lập
• 3.1.1. Đặc điểm khuẩn lạc
• 3.1.2. Đặc điểm tế bào vi khuẩn
• 3.2. Tuyển chọn các chủng vi khuẩn chịu mặn có khả năng cố định đạm, chuyển hóa lân
• 3.2.1. Các chủng vi khuẩn chịu mặn có khả năng chuyển hóa lân
• 3.2.2. Các chủng vi khuẩn chịu mặn có khả năng cố định đạm
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Nghiên Cứu Phân Lập Vi Khuẩn Chuyển Hóa Lân ở Cần Giờ

Nghiên cứu phân lập vi khuẩn chuyển hóa lân tại huyện Cần Giờ đang trở nên cấp thiết. Diện tích đất nông nghiệp ngày càng thoái hóa do nhiễm mặn. Biến đổi khí hậu làm tình trạng này nghiêm trọng hơn, đặc biệt ở vùng ven biển như Cần Giờ. Đất nhiễm mặn gây hạn chế sự nảy mầm, ức chế sự phát triển của rễ, ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa nitơ và hấp thụ dinh dưỡng. Việc sử dụng phân hóa học quá mức càng làm đất thoái hóa. Các nhà khoa học đang hướng đến giải pháp sử dụng chế phẩm phân vi sinh. Nghiên cứu này hướng đến mục tiêu tạo ra bộ sưu tập vi khuẩn chịu mặn, có khả năng chuyển hóa lân, giúp tăng năng suất cây trồng và giảm lượng phân bón hóa học. Mục tiêu là tăng khả năng thích nghi cho cây trồng trong điều kiện đất nhiễm mặn. Khóa luận này của sinh viên Lư Gia Hân, trường Đại học Nguyễn Tất Thành, năm 2021, tập trung vào mục tiêu này.

1.1. Tổng Quan Về Đất Nhiễm Mặn Tại Huyện Cần Giờ

Đất nhiễm mặn là đất có nồng độ muối hòa tan cao hơn bình thường (1 - 1,5% hoặc hơn). Các loại muối tan thường gặp như NaCl, Na2SO4, CaCl2, CaSO4, MgCl2, NaHCO3. Nguồn gốc của muối thường từ lục địa, biển, sinh vật, hoặc từ khoáng của đá núi lửa. Ở Việt Nam, nguyên nhân chính là nhiễm mặn từ biển, xâm nhập qua các dòng nước ngầm và sông. Việc tưới tiêu bằng nước sông cũng góp phần làm tích tụ muối. Dựa vào chỉ số EC, ESP, SAR và pH, đất được phân loại thành không mặn, ít mặn, mặn trung bình và mặn nhiều.

1.2. Tác Hại Của Đất Nhiễm Mặn Đối Với Nông Nghiệp Cần Giờ

Đất nhiễm mặn gây ra nhiều tác hại cho nông nghiệp. Gây hạn sinh lý: Đất dư thừa muối làm tăng áp suất thẩm thấu, khiến cây không thể hút nước. Nhiễm mặn ảnh hưởng đến sự trao đổi nước, ngừng tổng hợp xytokinin, ức chế khả năng hút khoáng của rễ. Kìm hãm sinh trưởng: Thực vật kém chịu mặn sẽ ngừng sinh trưởng. Năng suất cây giảm, thậm chí cây có thể chết. Mức độ mặn càng cao, kìm hãm càng mạnh. Đây là một thách thức lớn đối với nông nghiệp Cần Giờ.

II. Vấn Đề Thiếu Giải Pháp Chuyển Hóa Lân Hiệu Quả tại Cần Giờ

Mặc dù lân là yếu tố dinh dưỡng quan trọng cho cây trồng, nhưng cây chỉ sử dụng được không quá 25%. Lượng lớn lân bị cố định trong đất và chuyển thành dạng khó hấp thụ. Hàm lượng lân trong đất khoảng 0,025 - 0,3%, nhưng chúng tồn tại ở dạng không tan. Lân dễ tan hay khó tan phụ thuộc vào tính chất đá mẹ, thành phần cơ giới và hàm lượng chất hữu cơ. Tại Việt Nam, hàm lượng lân dao động, đất đỏ bazan giàu lân nhất, còn đất bạc màu và cát nghèo lân. Đất bazan và đất phèn cố định lân thành phosphate sắt và nhôm, chiếm 90-95% tổng lượng phosphate, cây không hấp thụ được. Do đó, cần có giải pháp để chuyển hóa lân hiệu quả hơn trong đất Cần Giờ.

2.1. Các Dạng Lân Tồn Tại Trong Đất Cần Giờ

Lân tồn tại chủ yếu ở hai dạng: lân hữu cơ và lân vô cơ. Phospho có trong thành phần của nhiều hợp chất hữu cơ của tàn tích sinh vật. Tỉ lệ lân hữu cơ phụ thuộc vào hàm lượng mùn trong đất, dao động khoảng 10 - 50% tổng số lân. Hợp chất vô cơ chứa P chủ yếu là muối của axit octophosphoric với canxi, Mg, Fe và Al. Apatit là nguồn gốc đầu tiên của tất cả các hợp chất P trong đất, chiếm 95% hợp chất P trong vỏ trái đất. Phần lớn lân vô cơ trong đất có tính di động kém.

2.2. Vai Trò Của Vi Sinh Vật Trong Vòng Tuần Hoàn Lân Tự Nhiên

Vi khuẩn có vai trò quan trọng trong vòng tuần hoàn của lân. Cây hấp thụ phosphate từ đất, động vật ăn thực vật và trả lại đất dưới dạng hữu cơ. Sau đó phân rã vào trong đất. Vi sinh vật bẻ gãy các liên kết hữu cơ, phóng thích phosphate vô cơ. Hoạt động của vi sinh vật phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm của đất. Sự làm giảm hợp chất lân và chu trình oxi hóa xảy ra thông qua sự dịch chuyển electron một cách liên tục trong quá trình chuyển đổi số oxi hóa từ P(-3) sang P(+5) trong tự nhiên.

III. Phương Pháp Phân Lập Tuyển Chọn Vi Khuẩn Chuyển Hóa Lân Cần Giờ

Nghiên cứu này tập trung vào phương pháp phân lập vi khuẩn từ đất Cần Giờ, sau đó tuyển chọn vi khuẩn có khả năng chuyển hóa lân. Quá trình bao gồm xác định đặc điểm hình thái khuẩn lạc và tế bào, tuyển chọn các dòng vi khuẩn chịu mặn có khả năng chuyển hóa lân, và xử lý thống kê. Mục tiêu là tìm ra các chủng vi khuẩn tiềm năng có thể ứng dụng trong sản xuất phân bón sinh học. Nghiên cứu này đóng góp vào việc cải tạo đất và phát triển nông nghiệp Cần Giờ bền vững.

3.1. Xác Định Đặc Điểm Hình Thái Khuẩn Lạc Và Tế Bào Vi Khuẩn

Việc xác định đặc điểm hình thái khuẩn lạc và hình thái tế bào là bước quan trọng trong quá trình phân lập vi khuẩn. Quan sát hình dạng, kích thước, màu sắc, bề mặt, và bờ mép của khuẩn lạc trên môi trường nuôi cấy. Sau đó, tiến hành quan sát tế bào vi khuẩn dưới kính hiển vi để xác định hình dạng, kích thước, và cấu trúc tế bào. Kỹ thuật nhuộm Gram cũng được sử dụng để phân biệt vi khuẩn Gram âm và Gram dương.

3.2. Tuyển Chọn Vi Khuẩn Chịu Mặn Có Khả Năng Chuyển Hóa Lân

Quá trình tuyển chọn vi khuẩn chịu mặn và có khả năng chuyển hóa lân được thực hiện bằng cách nuôi cấy các chủng vi khuẩn phân lập trên môi trường có độ mặn khác nhau. Các chủng nào có khả năng sinh trưởng tốt ở độ mặn cao sẽ được chọn. Sau đó, khả năng chuyển hóa lân của các chủng này được đánh giá bằng cách sử dụng môi trường có chứa lân khó tan. Các chủng nào có khả năng hòa tan lân sẽ được chọn để tiếp tục nghiên cứu.

IV. Kết Quả Phân Lập Được Các Chủng Vi Khuẩn Chuyển Hóa Lân tại Cần Giờ

Nghiên cứu đã thành công trong việc phân lập và tuyển chọn các chủng vi khuẩn có khả năng chuyển hóa lân từ đất Cần Giờ. Các chủng vi khuẩn này có khả năng chịu mặn và có hoạt tính chuyển hóa lân cao. Kết quả cho thấy tiềm năng ứng dụng của các chủng vi khuẩn này trong sản xuất phân bón sinh học và cải tạo đất. Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới cho nông nghiệp Cần Giờ trong việc ứng dụng vi sinh vật để tăng năng suất và giảm chi phí sản xuất.

4.1. Đặc Điểm Khuẩn Lạc Của Các Chủng Vi Khuẩn Phân Lập Được

Các khuẩn lạc của các chủng vi khuẩn phân lập được có đặc điểm hình thái đa dạng. Một số khuẩn lạc có hình tròn, bề mặt nhẵn bóng, màu trắng hoặc kem. Một số khuẩn lạc khác có hình dạng không đều, bề mặt xù xì, màu vàng hoặc nâu. Sự khác biệt về hình thái khuẩn lạc cho thấy sự đa dạng về loài của các vi khuẩn trong đất Cần Giờ.

4.2. Khả Năng Chuyển Hóa Lân Của Các Chủng Vi Khuẩn Tuyển Chọn

Các chủng vi khuẩn được tuyển chọn có khả năng chuyển hóa lân khác nhau. Một số chủng có khả năng hòa tan lân vô cơ tốt hơn, trong khi một số chủng khác có khả năng phân giải lân hữu cơ tốt hơn. Các chủng có khả năng chuyển hóa lân cao nhất sẽ được sử dụng để sản xuất phân bón sinh học.

4.3. Các Chủng Vi Khuẩn Chịu Mặn Có Khả Năng Chuyển Hóa Lân

Nghiên cứu đã xác định các chủng vi khuẩn chịu mặn có khả năng chuyển hóa lân , điều này rất quan trọng đối với đất Cần Giờ, nơi có độ mặn cao. Khả năng chịu mặn của các chủng này là điều kiện tiên quyết để chúng có thể phát triển và hoạt động hiệu quả trong môi trường đất khắc nghiệt của Cần Giờ.

V. Ứng Dụng Vi Khuẩn Chuyển Hóa Lân Giải Pháp Cải Tạo Đất Cần Giờ

Ứng dụng vi khuẩn chuyển hóa lân có thể là giải pháp tiềm năng cho việc cải tạo đất và phát triển nông nghiệp bền vững tại Cần Giờ. Các chủng vi khuẩn này có thể được sử dụng để sản xuất phân bón sinh học, giúp tăng năng suất cây trồng và giảm lượng phân bón hóa học. Ngoài ra, vi khuẩn còn giúp cải thiện cấu trúc đất, tăng khả năng giữ nước và dinh dưỡng. Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới cho việc ứng dụng vi sinh vật trong nông nghiệp và môi trường Cần Giờ.

5.1. Sản Xuất Phân Bón Sinh Học Từ Vi Khuẩn Chuyển Hóa Lân

Việc sản xuất phân bón sinh học từ vi khuẩn chuyển hóa lân có thể giúp giảm sự phụ thuộc vào phân bón hóa học, vốn gây ô nhiễm môi trường và làm thoái hóa đất. Phân bón sinh học chứa vi khuẩn có khả năng chuyển hóa lân sẽ giúp cung cấp lân dễ tiêu cho cây trồng, tăng năng suất và chất lượng sản phẩm.

5.2. Cải Thiện Độ Phì Nhiêu Cấu Trúc Đất Thông Qua Vi Khuẩn

Ngoài khả năng chuyển hóa lân, một số vi khuẩn còn có khả năng sản xuất các chất kích thích sinh trưởng thực vật, giúp cây phát triển khỏe mạnh hơn. Vi khuẩn còn có thể cải thiện cấu trúc đất, tăng khả năng giữ nước và dinh dưỡng, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của rễ cây.

VI. Kết Luận Tiềm Năng Nghiên Cứu Vi Khuẩn Cần Giờ Trong Tương Lai

Nghiên cứu phân lập vi khuẩn chuyển hóa lân tại Cần Giờ đã đạt được những kết quả ban đầu đầy hứa hẹn. Tuy nhiên, cần có thêm nhiều nghiên cứu sâu hơn để đánh giá đầy đủ tiềm năng ứng dụng của các chủng vi khuẩn này. Các nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc xác định danh tính loài của vi khuẩn, đánh giá khả năng tương thích với các loại cây trồng khác nhau, và tối ưu hóa quy trình sản xuất phân bón sinh học. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển nền nông nghiệp bền vững và bảo vệ môi trường Cần Giờ.

6.1. Hướng Nghiên Cứu Mở Rộng Về Vi Sinh Vật Đất Cần Giờ

Ngoài vi khuẩn chuyển hóa lân, cần có thêm các nghiên cứu về các nhóm vi sinh vật khác trong đất Cần Giờ, như vi khuẩn cố định đạm, vi khuẩn phân giải cellulose, và nấm rễ cộng sinh. Việc nghiên cứu đa dạng sinh học vi sinh vật trong đất sẽ giúp hiểu rõ hơn về hệ sinh thái đất và tìm ra các giải pháp cải tạo đất hiệu quả hơn.

6.2. Đánh Giá Ảnh Hưởng Của Vi Khuẩn Đến Sự Phát Triển Của Cây

Cần có các nghiên cứu thực nghiệm để đánh giá ảnh hưởng của các chủng vi khuẩn chuyển hóa lân đến sự phát triển của cây trồng trong điều kiện đất nhiễm mặn. Các thí nghiệm nên được thực hiện trên nhiều loại cây trồng khác nhau, với các mức độ mặn khác nhau, để đánh giá khả năng thích ứng và hiệu quả của vi khuẩn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TÔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan đất nhiễm mặn 1.1 Khái niệm đất nhiễm mặn Đất nhiễm mặn là đất có một nồng độ muối hòa tan cao hơn bình thường (1 - 1,5% hoặc hơn). Một số loại muối tan thường gặp trong đất như NaCl, Na2SO4, CaCl2, CaSO4, MgCl2, NaHCO3,. Các loại muối này thường có nguồn gốc từ lục địa, biến, sinh vật,.nhưng nguồn gốc nguyên thủy là từ các thành phần khoáng của đá núi lửa. Trong quá trình phong hóa, các muối này sau khi bị hòa tan sè di chuyển và tập trung lại ở những địa hình trũng không thoát nước.

ở Việt Nam, nguyên nhân đất nhiễm mặn thường là nhiễm mặn từ biển, nước biển đi theo các dòng nước ngầm, các đường sông xâm thực vào nội địa.Ngoài việc tích tụ trong đất do tự nhiên, muối cũng được tích tụ do việc tưới tiêu của con người trong quá trình canh tác. Nước tưới tiêu thường là nước được lấy trực tiếp từ các sông, nước này chứa một lượng lớn muối khoáng nhận được do chảy qua các vùng đất khác nhau. Vì một lý do nào đó mà lượng muối này không được cây trồng sử dụng hết, không bị rửa trôi nó sẽ tích lại và làm cho đất nhiễm mặn. Dựa vào các chỉ so EC, ESP, SAR và pH người ta phân đất thành 4 cấp độ mặn bao gồm: không mặn, ít mặn, mặn trung bình và mặn nhiều.1 Các loại đất nhiễm mặn (phân theo nồng độ) và ảnh hưởng đối với cây trồng (Kotuby-Amacher và cs, 2000) Phân loại Độ dẫn điện Nồng độ đất nhiễm cúa đất muối hòa Ảnh hưởng đến cây trồng mặn (dS/m) tan (%o) Không mặn 0-2 0-1,28 Mặn ảnh hưởng không đáng kể Mặn ít 2-4 1,28-2,56 Năng suất của nhiều loại cây có thể 3 bị giới hạn Mặn trung Năng suất cùa nhiều loại cây trồng 4-8 2,56-5,12 bình bị giới hạn Chỉ một số cây trong chịu đựng Mặn 8-16 5,12-10,24 được Rất mặn >16 >10,24 Chỉ rất ít cây trồng chịu đựng được 1.2 Tác hại của đất nhiễm mặn • Gây hạn sinh lý Đất dư thừa muối làm tăng áp suất thẩm thấu của đất.

Khi độ mặn trong đất cao đến mức sức hút nước của đất cao hon sức hút nước của rễ thì cây không thế hút nước từ đất. cấy không hấp thu được nước trong đất nhưng quá trình thoát hoi nước của lá vẫn diễn ra bình thường làm cây mất cân bằng nước gây hạn sinh lý. Nhiễm mặn gây ảnh hưởng đến sự trao đổi nước, ngừng tống hợp xytokinin, ức chế khả năng hút khoáng cùa rễ và sự vận chuyến các chất trong mạch libe,. • Kìm hãm sinh trưởng Trong đất nhiễm mặn, các loại thực vật chịu mặn kém sẽ ngừng sinh trưởng do chức năng sinh lý bị kìm hãm.

Tùy vào khả năng chống chịu và mức độ mặn mà năng suất của cây giảm nhiều hay ít, nồng độ muối càng cao thì kìm hãm sinh trưởng càng mạnh làm cây có the chết.2 Sơ lược về chu trình nitơ, quá trình cố định đạm và tổng quan vi sinh vật cố định đạm 1.1 Sơ lược về chu trình nitơ trong tự nhiên Nitơ là một chất cần thiết cho sự sống, là thành phần của protein và acid nucleic trong các tế bào động vật, thực vật và vi sinh vật. Lượng nitơ có trong không khí chiếm nhiều nhất (79%) và là nguồn dinh dưỡng có giới hạn trong môi trường nước và trong các loại đất nông nghiệp. Tuy nhiên, hầu hết các sinh vật lại không sử dụng được nếu chúng không được chuyến thành ammonia 4 Hình 1.1 Chu trình nito’ (Lê Nguyên, 2020) Chu trình nitơ bao gồm các quá trình cơ bản sau: - Cố định đạm - Đồng hóa đạm - Khoáng hóa đạm - Sự nitrate hóa - Sự khử nitrate 1.2 Quá trình co định đạm Quá trình cố định đạm xảy ra bởi các tác nhân vật lý, hóa học và sinh học. Trong đó, quá trình cố định sinh học được quan tâm nhiều nhất vì tính hiệu quả và an toàn của nó đối với môi trường.

Cố định đạm sinh học là quá trinh đồng hóa nitơ của không khí dưới tác dụng của một số vi sinh vật có khả năng sinh tong hợp enzyme nitrogenase hay nói cách khác quá trình cố định nitơ phân tử là quá trình khử N2 thành NH3 dưới xúc tác của enzyme nitrogenase khi có mặt ATP, trong đó nitrogenase được cấu tạo bởi hai phần: Fe-protein có khối lượng khoảng 6 X 104 Dal và Mo-Fe-protein có khối lượng phân từ khoảng 2,2 X 105 Dal theo sơ đo phản ứng sau: 5 Nitrogenase N2 + 6H+ + 6e ------------ > 2NH3 NH3 sè kep hợp với acid hừu cơ tạo thành protein. NH3 + Acid hữu CO’----------------- ► Amino acid ----------------- ► Protein (Lê Văn Nhương và cs, 2009) 1.3 Tổng quan về vi sinh vật cố định đạm 1.1 Quá trình cố định đạm sinh học Quá trình cố định Nitơ sinh học được 2 nhà bác học Hellriegel và Uynfac tìm ra vào năm 1886. Quá trình này thực hiện được là nhờ các vi sinh vật cố định đạm sống cộng sinh với thực vật (chủ yếu ở vùng rề) hoặc sống tự trong đất. chúng sẽ biến đổi phân tử N2 trong không khí thành NH3 theo phản ứng N2 + 3H2 —> 2NH3, trong điều kiện kỵ khí (do enzym nitrogenase rất nhạy cảm với oxy), lực khử mạnh và cần năng lượng (Nachiket s Dighe và cs, 2010) Trong tự nhiên, cố định đạm xảy ra bằng con đường sinh học có ý nghĩa hơn vì có the cung cấp một khối lượng lớn đạm đẽ tiêu cho cây trồng và môi trường đất.

Bằng con đường hóa học, lượng đạm được cố định trung bình hằng năm chỉ khoảng 7,6 triệu tấn (4 - lOkg/ha/năm), trong khi đó, bằng con đường sinh học có thể cung cấp đến khoảng 54 triệu tấn đạm trong một năm (300 - 400kg N/ha/năm) (Hartmann và Baldani, 2006) 1.2 Vi khuẩn cố định đạm Vi khuẩn cố định đạm, còn được biết đến với tên gọi là diazotrophs, có khả năng khử phân tử nitơ tự do trong không khí và trong đất mà cây trồng không hấp thu được tạo thành đạm amon NH/ dưới tác dụng của enzyme nitrogenase Hellrigel và Uynfac đã tìm ra bản chất của quá trình cố định đạm bằng cách chứng minh khả năng hấp thu nitơ khí quyển của thực vật thuộc cây họ Đậu (Fabaceae) là nhờ vi khuấn nốt sần sống ở vùng rề và đặt tên cho loài này là Bacillus radicola. Năm 1889, Pramovskii đoi tên thành Bacterium radicicola. Cuối năm 1889, Frank đề nghị đồi tên thành Rhizobium. Ke từ đó các nghiên cứu về vi 6 sinh vật cố định đạm ngày càng phổ biến và đã phát hiện thêm nhiều nhóm vi sinh vật hoạt động vùng rề khác cũng có khả năng cố định đạm.

Quá trình cố định sinh học bởi vi sinh vật mồi năm đạt khoảng 139.10° kg) là nhờ vi khuẩn tạo nốt sần cộng sinh ở cây họ Đậu (Dworkin và cs, 2006) Hầu hết các nhóm vi sinh vật có khả năng cố định đạm sống trong rề hoặc gần vùng rễ của thực vật vì đây là vị trí tiếp xúc trực tiếp với đất, tập trung nhiều chất hữu cơ, đặc biệt là các chất do rễ tiết ra. Dịch tiết ở rễ thường có tỉ lệ carbon: nitơ cao nên có khả năng dần dụ các vi khuấn cố định đạm. Các vi sinh vật này có mối quan hệ tương tác với thực vật thông qua quá trình trao đổi dinh dưỡng và có thể làm biến đổi hình thái, cấu trúc rề. Trong tất cả các vi sinh vật vùng rễ nói chung, nhóm vi khuẩn cố định đạm được xem như là những vi khuấn có khả năng kích thích tăng trưởng thực vật (PGPR - Plant growth - promoting rhizobacteria) (Foster và cs, 1983) Vi khuẩn cố định nitơ được chia thành 2 nhóm: vi khuẩn sống cộng sinh với thực vật chủ và vi khuấn sống tự do (dị dưỡng hoặc tự dưỡng).

Tuy nhiên, sự phân biệt giữa các nhóm vi khuẩn cố định đạm vần chưa được mô tả rõ ràng, vần có một số vi khuẩn được phân loại vào nhiều nhóm khác nhau (Verma và cs, 2010) Bảng 1.2 Các nhóm vi sinh vật cố định đạm chủ yếu trong tự nhiên Phương Vi khuẩn • vật Thực • chủ thức Cộng sinh Cây họ Đậu Rhizobium, Bradyrhizobium, Mesorhizobium, Sinorhizobium Thực vật Frankia Abnis, Myrỉca, khác Casuarina, Ceanothus, Comptonia 7 Tự do Hiếu khí, dị Azotobacter, Klebsiella, Beijerinckia, Mía, khóm, lúa mì, dường Azospirillum, Bacillus, Mycobacterium, lúa nước và một số Methylotrophs, Pseudomonas, thực vật khác thuộc AzospiriHum, Herbaspi ri 11um, họ Hòa bản Burkholderia, Gluconacetobacter, Enterobacter Hiếu khí, tự Cyanobacteria (Nos toe, Anabaena, dưỡng Aulosira, Cylindrospernum, Calothrix) KỊ khí, dị Clostridium spp., Desulfovibrio dưỡng Kị khí, tự Chromatiurn, chlorobium, dưỡng Rhodopseoudomonas 1.3 Các dạng lân trong đất, vòng tuần hoàn cũa lân và vi sinh vật hòa tan lân 1.1 Các dạng lân trong đất Lân là nguyên tố quan trọng trong 3 nguyên tố dinh duỡng chính của cây trồng (N, p, K). Có vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất và vận chuyến các chất trong cây. Thiếu lân cây sè sinh truởng chậm, năng xuất thấp. Tuy nhiên, cây trồng sử dụng lân không quá 25%, trong khi đó một lượng lớn lân bị cố định trong đất và chuyến thành dạng khó hấp thụ (Sanders và cs, 2012).

Lượng lân trong đất khoảng 0,025 - 0,3% nhưng chúng tồn tại ở dạng không tan trong nước làm cây trồng khó hấp thụ. Lân dễ tan hay khó tan trong đất được quyết định bởi tính chất của đá mẹ, thành phần cơ giới và hàm lượng chất hữu cơ (Nguyễn Như Hà, 2005) Hàm lượng lân ở Việt Nam khoảng 0,03 - 0,2%. Đất đỏ bazan là đất giàu lân (430 - 1310 mgP/kg). Đất nghèo lân nhất là đất bạc màu và đất cát ( 44 - 240 mgP/kg).

Đất phù sa đồng bằng sông Hồng dao động trong khoảng 350 - 650 8 mgP/kg. Đồng bằng sông Cửu Long có hàm lượng lân thấp hơn (110 - 540 mgP/kg) (Hoàng Thị Thái Hòa, 2011) Đất bazan và đất phèn có sự cố dịnh lân tạo thành các hợp chat phosphate khó tan là phosphate sắt và phosphate nhôm, chiếm khoảng 90 - 95% tổng lượng phosphate trong đất, cây trồng cạn không the hấp thụ được. Phosphate canxi (trên đất chua, pH < 5 không có loại này) từ 5 - 10%, hòa tan không đáng kể, chỉ chiếm từ 0 - 5% tổng số phosphate. Vì vậy, dù trong đất có giàu lượng lân nhưng lân dễ tiêu lại rất nghèo (Võ Đình Quang, 1999).

Lân tồn tại chủ yếu ở hai dạng là lân hữu cơ và lân vô cơ. Phospho có trong thành phần của nhiều hợp chất hữu cơ của tàn tích sinh vật. Các hợp chất hữu cơ có chứa phospho gồm: phitin, axit nucleic, nucleoproteit, phosphatit, sacarophosphat,. và các vi sinh vật trong đất.

Nguyên tố này được tích lũy trong đất tầng mặt, vì vậy trong lớp tầng mặt thường chứa nhiều lân hữu cơ hơn các tầng dưới.