Nghiên cứu phân bố vi sinh vật sinh phytase trong đất tại Hòa Vang, Đà Nẵng

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu nghiên cứu sự phân bố của các chủng vi sinh vật sinh phytase trong một số loại đất tại huyện hòa, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất

• Trường học: Trường Đại Học Đà Nẵng
• Chuyên ngành: Khoa Học
• Đề tài: Luận Văn Thạc Sĩ Khoa Học Nghiên Cứu Sự Phân Bố Của Các Chủng Vi Sinh Vật Sinh Phytase Trong Một Số Loại Đất Tại Huyện Hòa Vang Thành Phố Đà Nẵng
• Loại tài liệu: Luận Văn
• Địa điểm: Đà Nẵng

Tóm tắt

I. Tổng quan nghiên cứu vi sinh vật sinh phytase ở Hòa Vang

Nghiên cứu về sự phân bố của các chủng vi sinh vật sinh phytase tại huyện Hòa Vang, Đà Nẵng mở ra một hướng đi mới cho nông nghiệp bền vững. Phytase là một nhóm enzyme có vai trò quan trọng, xúc tác quá trình thủy phân axit phytic, giải phóng phốt pho (lân) dạng hữu dụng cho cây trồng. Trong đất, phần lớn lân tồn tại ở dạng hợp chất axit phytic, một dạng mà thực vật không thể hấp thu trực tiếp. Sự thiếu hụt lân hữu dụng là một yếu tố giới hạn chính đối với năng suất nông nghiệp toàn cầu. Do đó, việc tìm kiếm và ứng dụng các vi sinh vật sinh phytase bản địa trở thành giải pháp sinh học tiềm năng. Các vi sinh vật này, bao gồm vi khuẩn sinh phytase và nấm mốc sinh phytase, hoạt động như những nhà máy sinh học thu nhỏ, giúp chuyển hóa nguồn lân khó tiêu thành dạng dinh dưỡng dễ tiếp cận. Luận văn thạc sĩ của Bùi Thị Nguyên Nữ (2018) đã thực hiện một cuộc khảo sát vi sinh vật đất toàn diện tại Hòa Vang, một khu vực có điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, thuận lợi cho sự phát triển của hệ vi sinh vật đất đa dạng. Nghiên cứu này không chỉ xác định mật độ và thành phần các chủng vi sinh vật mà còn đánh giá hoạt tính phytase của chúng, tạo tiền đề khoa học vững chắc cho việc phát triển các sản phẩm phân bón vi sinh chuyên biệt, góp phần cải tạo đất nông nghiệp và giảm phụ thuộc vào phân bón hóa học, hướng tới một nền nông nghiệp hiệu quả và thân thiện với môi trường. Đây là một bước tiến quan trọng trong việc khai thác tiềm năng của công nghệ sinh học vi sinh vật tại địa phương.

1.1. Tầm quan trọng của enzyme phytase trong dinh dưỡng đất

Enzyme phytase (myo-inositol hexakisphosphate phosphohydrolase) là chìa khóa để khai mở nguồn dinh dưỡng lân trong đất. Hợp chất phytate, hay axit phytic, chiếm từ 60-90% tổng lượng phốt pho trong thực vật và là dạng dự trữ chính trong đất. Tuy nhiên, phytate có khả năng tạo phức bền vững với các cation kim loại thiết yếu như Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, Zn²⁺, làm giảm độ phì nhiêu của đất và hạn chế sự hấp thu dinh dưỡng của cây. Phytase phá vỡ các liên kết este phosphate trong phân tử phytate, giải phóng inositol và các gốc phosphate vô cơ (Pi) mà cây trồng có thể hấp thụ được. Theo nghiên cứu của Idriss (2002), enzyme phytase do vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens tiết ra đã kích thích đáng kể sự phát triển của cây bắp. Việc bổ sung phytase không chỉ cung cấp lân mà còn giải phóng các khoáng chất bị phytate khóa giữ, cải thiện toàn diện sức khỏe của đất và cây trồng.

1.2. Đặc điểm đất huyện Hòa Vang và tiềm năng vi sinh vật

Huyện Hòa Vang, Đà Nẵng có đặc điểm đất đa dạng với ba loại địa hình chính: miền núi, trung du và đồng bằng, tạo nên một môi trường lý tưởng cho đa dạng sinh học đất. Khí hậu nhiệt đới gió mùa, với độ ẩm trung bình hàng năm là 82% và nhiệt độ trung bình 25,8°C, là điều kiện cực kỳ thuận lợi cho các vi sinh vật đất phát triển. Luận văn gốc chỉ ra rằng sự phong phú của hệ vi sinh vật đất tại đây là một nguồn tài nguyên quý giá chưa được khai thác triệt để. Việc nghiên cứu tại khu vực này nhằm mục tiêu phân lập vi sinh vật có khả năng sản sinh enzyme phytase mạnh, tìm kiếm các nguồn gen bản địa có giá trị. Các chủng vi sinh vật được phân lập từ đây có tiềm năng thích nghi tốt với điều kiện thổ nhưỡng địa phương, hứa hẹn hiệu quả ứng dụng cao hơn so với các chế phẩm sinh học nhập ngoại.

II. Thách thức từ axit phytic đối với dinh dưỡng cây trồng

Sự tồn tại của axit phytic trong đất nông nghiệp là một thách thức lớn, trực tiếp ảnh hưởng đến an ninh lương thực và môi trường. Hợp chất này hoạt động như một "kẻ khóa dinh dưỡng", trói buộc không chỉ phốt pho mà còn nhiều khoáng chất vi lượng quan trọng khác. Khi cây trồng không thể hấp thụ đủ lân, quá trình sinh trưởng sẽ chậm lại, hệ rễ kém phát triển, dẫn đến giảm năng suất và chất lượng nông sản. Để bù đắp, người nông dân thường lạm dụng phân bón phốt phát hóa học. Tuy nhiên, giải pháp này gây ra nhiều hệ lụy. Theo ước tính, trữ lượng khoáng chất phốt phát toàn cầu có thể cạn kiệt trong vòng 50 năm tới. Hơn nữa, lượng phân bón dư thừa không được cây hấp thụ sẽ bị rửa trôi, gây ô nhiễm nguồn nước mặt và nước ngầm, dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hóa. Vòng luẩn quẩn này đòi hỏi một giải pháp thay thế bền vững. Việc khai thác vi sinh vật sinh phytase chính là câu trả lời. Chúng giúp phá vỡ vòng vây của axit phytic, trả lại dinh dưỡng cho đất một cách tự nhiên. Nghiên cứu tại Hòa Vang đã chứng minh sự hiện diện phong phú của các vi sinh vật này, mở ra cơ hội cải tạo đất nông nghiệp một cách sinh học, giảm chi phí sản xuất và bảo vệ hệ sinh thái.

2.1. Axit phytic Rào cản hấp thu phốt pho của thực vật

Axit phytic là một chất kháng dinh dưỡng tự nhiên. Cấu trúc hóa học của nó có 6 nhóm phosphate mang điện tích âm, tạo ái lực mạnh với các ion kim loại mang điện tích dương. Khi phytate liên kết với các khoáng chất, chúng tạo thành các muối phytate không hòa tan, khiến cả phốt pho và các vi khoáng này trở nên bất động và không khả dụng cho cây trồng. Điều này giải thích tại sao nhiều loại đất giàu tổng lượng phốt pho nhưng cây trồng vẫn biểu hiện triệu chứng thiếu lân. Theo tài liệu, phytate có thể làm giảm đáng kể độ phì của đất và ảnh hưởng tiêu cực đến sự phát triển của thực vật. Việc phá vỡ cấu trúc của axit phytic là bước đi tiên quyết để giải phóng nguồn dinh dưỡng bị giam cầm này, và enzyme phytase là công cụ sinh học hiệu quả nhất để thực hiện nhiệm vụ đó.

2.2. Nhu cầu cấp thiết về giải pháp cải tạo đất nông nghiệp

Sự phụ thuộc vào phân bón hóa học không phải là một chiến lược bền vững cho tương lai. Nhu cầu về một phương pháp cải tạo đất nông nghiệp hiệu quả, an toàn và kinh tế đang trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết. Các giải pháp sinh học, đặc biệt là sử dụng phân bón vi sinh chứa các chủng vi sinh vật sinh phytase, mang lại nhiều lợi ích. Chúng không chỉ cung cấp lân mà còn cải thiện cấu trúc đất, tăng cường hoạt động của các vi sinh vật có lợi khác và nâng cao sức đề kháng của cây trồng. Theo luận văn, việc ứng dụng dịch nuôi cấy chứa enzyme phytase từ các chủng nấm mốc tuyển chọn đã cho thấy ảnh hưởng rõ rệt đến sự sinh trưởng của cây lúa. Điều này khẳng định tiềm năng to lớn của việc phát triển các chế phẩm sinh học ngay tại địa phương, phù hợp với đặc điểm thổ nhưỡng và khí hậu, giúp nông dân giảm chi phí và bảo vệ môi trường.

III. Phương pháp phân lập vi sinh vật sinh phytase từ đất

Để xác định sự phân bố của các chủng vi sinh vật sinh phytase, một quy trình nghiên cứu khoa học chặt chẽ đã được áp dụng. Công việc bắt đầu bằng việc khảo sát vi sinh vật đất tại 5 xã thuộc huyện Hòa Vang, bao gồm các loại đất trồng lúa, đậu và khu vực chăn nuôi. Các mẫu đất được thu thập ở độ sâu 0-20 cm, nơi hoạt động sinh học diễn ra mạnh mẽ nhất. Quá trình phân lập vi sinh vật được thực hiện bằng phương pháp pha loãng và trải đĩa trên môi trường sàng lọc chuyên biệt PSM (Phytase Screening Media). Môi trường này chứa Na-phytate là nguồn phốt pho duy nhất. Chỉ những vi sinh vật có khả năng sản xuất enzyme phytase ngoại bào mới có thể phân giải phytate, tạo thành một vòng sáng trong suốt xung quanh khuẩn lạc. Đây là dấu hiệu nhận biết quan trọng để tuyển chọn ban đầu. Từ 105 mẫu đất, nghiên cứu đã sơ tuyển được 52 chủng vi sinh vật tiềm năng. Các chủng này sau đó được nuôi cấy thuần khiết và bảo quản để tiến hành các bước phân tích sâu hơn về đặc điểm hình thái, sinh hóa và hoạt tính phytase. Phương pháp này đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong việc xác định các ứng cử viên sáng giá cho công nghệ sinh học vi sinh vật.

3.1. Quy trình khảo sát và thu thập mẫu hệ vi sinh vật đất

Quy trình được tiến hành một cách hệ thống. Mẫu đất được lấy tại các xã Hòa Châu, Hòa Tiến, Hòa Phước, Hòa Phong và Hòa Khương. Các địa điểm lấy mẫu đa dạng, từ đất nông nghiệp đến khu vực chuồng trại, nhằm bao quát sự phong phú của hệ vi sinh vật đất. Mỗi mẫu đất (khoảng 20g) được lấy bằng dụng cụ vô trùng, cho vào túi nilon, dán nhãn và bảo quản lạnh ở 4°C để đảm bảo hoạt tính sinh học của vi sinh vật không bị suy giảm trong quá trình vận chuyển về phòng thí nghiệm. Việc xử lý mẫu ban đầu bao gồm làm khô tự nhiên, nghiền nhỏ và rây qua sàng 2mm để đồng nhất mẫu trước khi tiến hành phân lập vi sinh vật.

3.2. Kỹ thuật sàng lọc và định danh các chủng vi sinh vật

Kỹ thuật sàng lọc dựa trên khả năng phân giải phytate. Sau khi nuôi cấy trên môi trường PSM, các khuẩn lạc có vòng sáng rõ rệt được chọn lọc. Đường kính vòng phân giải được đo đạc để đánh giá sơ bộ hoạt tính phytase. Tổng cộng, nghiên cứu đã phân lập được 30 chủng nấm mốc sinh phytase (thuộc các chi Aspergillus, Penicillium, Mucor) và 22 chủng vi khuẩn sinh phytase (chủ yếu thuộc chi Bacillus). Bước tiếp theo là định danh vi sinh vật. Các chủng được nuôi cấy trên các môi trường đặc hiệu để quan sát đặc điểm hình thái khuẩn lạc và tế bào. Đối với các chủng nấm mốc ưu tú (NM1, NM4), kỹ thuật sinh học phân tử đã được áp dụng, giải trình tự đoạn gen 18S rRNA để xác định chính xác tên loài, cung cấp cơ sở dữ liệu di truyền đáng tin cậy.

IV. Kết quả phân bố vi sinh vật sinh phytase tại Hòa Vang

Kết quả nghiên cứu cho thấy sự phân bố của các chủng vi sinh vật sinh phytase tại huyện Hòa Vang rất phong phú và chịu ảnh hưởng rõ rệt bởi các yếu tố môi trường. Đa dạng sinh học đất được thể hiện qua 52 chủng phân lập được, cho thấy tiềm năng sinh học lớn của khu vực. Phân tích cho thấy mật độ và thành phần vi sinh vật sinh phytase có sự khác biệt đáng kể giữa các loại đất. Cụ thể, đất thịt trung bình có số lượng vi sinh vật cao nhất, trong khi đất thịt nặng có số lượng thấp nhất. Điều này liên quan đến độ thoáng khí, độ ẩm và hàm lượng chất hữu cơ trong đất. Đất thịt trung bình với điều kiện tối ưu (độ ẩm 50-60%, pH trung tính) là môi trường sống lý tưởng cho cả nấm mốc sinh phytase và vi khuẩn sinh phytase. Ngoài ra, động thái của vi sinh vật cũng thay đổi theo mùa. Số lượng nấm mốc đạt cực đại vào tháng 3 (32,0 x 10³ CFU/g) khi điều kiện thời tiết thuận lợi và giảm xuống mức thấp nhất vào tháng 7 (21,4 x 10³ CFU/g) do nhiệt độ cao và độ ẩm thấp. Những kết quả này cung cấp dữ liệu quan trọng để xây dựng các biện pháp canh tác hợp lý, tận dụng tối đa nguồn vi sinh vật đất bản địa.

4.1. Ảnh hưởng của loại đất đến mật độ vi sinh vật

Thành phần cơ giới đất là yếu tố quyết định đến sự phân bố của hệ vi sinh vật đất. Nghiên cứu tại Hòa Vang chỉ ra, đất thịt trung bình có số lượng nấm mốc sinh phytase (trung bình 25,7 x 10³ CFU/g) và vi khuẩn sinh phytase (trung bình 23,0 x 10³ CFU/g) cao vượt trội so với đất thịt nhẹ và đất thịt nặng. Đất thịt trung bình có cấu trúc cân bằng, giữ ẩm tốt nhưng vẫn đảm bảo độ thoáng khí, tạo điều kiện cho vi sinh vật hiếu khí phát triển. Ngược lại, đất thịt nặng thường bị ngập nước, yếm khí, ức chế hoạt động của nhiều chủng vi sinh vật có lợi. Các khu vực đất chăn nuôi, nhờ được bổ sung chất thải hữu cơ giàu phytate, cũng cho thấy mật độ vi sinh vật cao hơn đất trồng lúa.

4.2. Động thái số lượng vi sinh vật theo mùa và độ ẩm

Số lượng vi sinh vật sinh phytase biến động mạnh theo thời gian. Đỉnh điểm là vào mùa xuân (tháng 3, 4), khi nhiệt độ và độ ẩm lý tưởng, hoạt động canh tác (xới xáo, bón phân) diễn ra sôi nổi. Ngược lại, vào mùa hè (tháng 6, 7), nhiệt độ cao và khô hạn làm giảm mạnh số lượng vi sinh vật. Nghiên cứu cũng chỉ ra độ ẩm tối ưu cho nấm mốc sinh phytase là khoảng 50%. Độ ẩm quá cao (>75%) hoặc quá thấp (<40%) đều làm giảm đáng kể số lượng của chúng. Hiểu rõ động thái này giúp người nông dân có thể áp dụng các biện pháp bổ sung phân bón vi sinh vào những thời điểm vi sinh vật bản địa hoạt động yếu nhất, đảm bảo cây trồng luôn được cung cấp đủ lân.

V. Ứng dụng vi sinh vật sinh phytase vào cải tạo đất

Từ những kết quả nghiên cứu khoa học, tiềm năng ứng dụng thực tiễn của các chủng vi sinh vật sinh phytase phân lập tại Hòa Vang là rất lớn. Mục tiêu cuối cùng là phát triển các chế phẩm sinh học hiệu quả để cải tạo đất nông nghiệp. Luận văn đã tiến hành một thí nghiệm sơ bộ để đánh giá tác động của dịch nuôi cấy chứa enzyme phytase thô từ hai chủng nấm mốc ưu tú (NM1 và NM4) lên sự phát triển giai đoạn đầu của cây lúa. Kết quả cho thấy sự khác biệt rõ rệt. Các cây lúa được xử lý bằng dịch nuôi cấy có chiều cao trung bình và sự phát triển của bộ rễ vượt trội so với lô đối chứng không xử lý. Điều này là minh chứng khoa học cho thấy việc bổ sung enzyme phytase vào đất giúp cây trồng hấp thu lân và các dưỡng chất khác tốt hơn. Đây là cơ sở vững chắc để tiến tới sản xuất phân bón vi sinh thương mại. Việc sử dụng các chủng bản địa đảm bảo khả năng thích nghi và cạnh tranh cao trong môi trường đất địa phương, hứa hẹn mang lại hiệu quả bền vững, giúp nông dân tiết kiệm chi phí phân bón hóa học và giảm thiểu ô nhiễm môi trường, phù hợp với xu hướng nông nghiệp xanh.

5.1. Tiềm năng sản xuất phân bón vi sinh từ chủng phân lập

Các chủng nấm mốc NM1, NM4 và vi khuẩn VK2 được xác định là có hoạt tính phytase mạnh nhất, là những ứng cử viên hàng đầu cho việc sản xuất phân bón vi sinh. Ưu điểm của các chủng này là khả năng sinh trưởng tốt và sản sinh enzyme ngoại bào với hoạt lực cao. Việc phát triển một quy trình sản xuất quy mô lớn, tối ưu hóa các điều kiện nuôi cấy (pH, nhiệt độ, nguồn dinh dưỡng) để tối đa hóa hiệu suất sản xuất enzyme là bước đi tiếp theo. Sản phẩm phân bón vi sinh này có thể được sản xuất dưới dạng lỏng hoặc rắn, dễ dàng cho nông dân sử dụng, góp phần cải thiện dinh dưỡng lân trong đất và nâng cao độ phì nhiêu một cách tự nhiên.

5.2. Hiệu quả trên cây trồng Bằng chứng từ thí nghiệm cây lúa

Thí nghiệm trên cây lúa (Oryza sativa L.) đã cung cấp bằng chứng thuyết phục. Sau 7 ngày gieo trồng, các khay lúa được bổ sung dịch nuôi cấy từ chủng NM1 và NM4 cho thấy chiều cao cây trung bình tăng đáng kể. Cụ thể, chiều cao cây ở các công thức thí nghiệm cao hơn hẳn so với công thức đối chứng chỉ tưới nước. Kết quả này khẳng định enzyme phytase do các chủng nấm mốc bản địa sản xuất có hoạt tính sinh học cao và tác động tích cực đến cây trồng ngay từ giai đoạn đầu. Đây là nền tảng khoa học quan trọng, cho thấy việc ứng dụng các chủng vi sinh vật sinh phytase này không chỉ là lý thuyết mà còn có thể mang lại lợi ích kinh tế thiết thực cho người nông dân tại Hòa Vang và các khu vực lân cận.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TONG QUAN TÀI LIEU 1. SY’ PHAN BO CUA VI SINH VAT TRONG DAT [2], [8], [12] Dat va VSV dat cé méi quan hệ mật thiết với nhau. Đất là môi trường thích hợp nhất đối với VSV. Ngoài ra, nhiệt độ, độ âm, pH đất cũng ảnh hưởng đến sự phát triển của VSV, số lượng và kết cấu khu hệ VSV thường xuyên thay đồi tùy.

theo từng vùng sinh thái, từng loại đất, độ cao. Sự phân bố của VSV trong đất có thể chia ra theo các kiểu phân loại sau đây: 1. Phân bố theo đặc điểm và tính chất của đất Các loại đất khác nhau có điều kiện dinh dưỡng, độ ẩm, độ thoáng khí, pH khác nhau. Vì vậy sự phân bố của VSV cũng khác nhau.

Đất giàu dinh dưỡng, thoáng khí, có độ am, độ pH thích hợp thì VSV phát triển tốt, dẫn đến số lượng nhiều. Ngược lại, đất nghèo dinh dưỡng, khô cằn, kết cấu đất chặt thì VSV ít. Đất vùng đồi núi do bị rửa trôi, xói mòn mạnh, đất nghèo dinh dưỡng nên số lượng VSV ít hơn đất vùng đồng bằng [2], [12]. Ở đất lúa nước, tình trạng ngập nước lâu ngày làm ảnh hưởng đến độ thoáng khí, chế độ nhiệt, chất dinh dưỡng trong đắt.

Chỉ có một lớp mỏng ở trên, khoảng 0- 3 em là có quá trình ôxy hóa. Còn ở tầng dưới quá trình khử ôxy chiếm ưu thế. Bởi vậy, trong đất lúa nước các loại VSV kị khí phát triển mạnh và có số lượng nhiều hơn VSV hiếu khí Ở đất trồng hoa màu, không khí lưu thông tốt, quá trình ôxy hóa chiếm ưu thế, do vậy các loài VSV hiếu khí phát triển mạnh hơn các loài VSV kị khí. Tỷ lệ giữa vi khuẩn hiểu khí và ki khí thường lớn hơn 1.

Phân bố theo chiều sâu Số lượng và thành phần VSV trong đất thay đôi theo độ sâu của các tầng đất Trên bề mặt đắt chịu tác động trực tiếp của ánh nắng mặt trời và độ ẩm không thích hợp nên số lượng và thành phần VSV rất ít do không phát triển hoặc bị tiêu diệt. 'VSV thường tập trung nhiều nhất ở tằng canh tác, ở độ sâu 5 - 20cm so với bề mặt. Bởi đây, là nơi tập trung các rễ cây, chất dinh dưỡng, có cường độ chiếu sáng, nhiệt độ, độ ẩm thích hợp nhất. Càng xuống sâu VSV càng ít, chủ yếu là loại kị khí, chịu được áp suất lớn.

Riêng đối với đắt bạc màu, ở tằng đắt 20 - 40cm có số lượng VSV nhiều hơn tầng 5 - 20cm do có nhiều chất hữu cơ vì ít có hiện tượng rửa trôi. Tuy nhiên, sau đó giảm dần ở các tầng đất dưới. Thành phần VSV cũng thay đổi theo tầng đất: ở tầng mặt vì có nhiều ôxy nên thường tập trung các nhóm VSV hiếu khí như vi khuẩn hiếu khí, vi nắm, xạ khuẩn. Càng xuống sâu, các nhóm VSV hiếu khí càng giảm mạnh.

Ngược lại, các nhóm vi khuẩn hị khí như vỉ khuẩn phan nitrat hóa phát triển mạnh ở độ sâu 20 - 40cm. ĐỘNG THÁI CỦA VI SINH VẬT ĐÁT [12] Một trong những đặc tính của VSV trong đất là tính mẫn cảm đối với môi trường sống, bởi vậy những thay đổi của môi trường sống đều ảnh hưởng đến quá trình hoạt động sống của VSV đất. Thành phần và số lượng VSV trong đất diễn biến rất phức tạp, nó phụ thuộc nhiều yếu tố khác nhau như nhiệt độ, độ ẩm đắt, độ ẩm không khí, theo địa hình, độ. sâu của loại đất, thành phần cơ giới đất,.

Động thái của vi sinh vật theo thời gian Thành phần và số lượng VSV đất đạt cực đại vào mùa xuân, khoảng tháng 3, 4; sau đó giảm vào mùa hè và tiếp tục tăng dần vào mùa thu và đạt cực tiểu vào chính đông. Lý do của sự tăng giảm này là do thời tiết, khí hậu như nhiệt độ và độ ẩm trong đất, ngoài ra còn phụ thuộc rất lớn vào quá trình khoáng hóa trong đất. Theo nhiều nghiên cứu cho thấy, vào mùa xuân, tổng số VSV đạt 10”~ 10” TB/g dat vào tháng 3 đến tháng 5. Lúc này nhiệt độ trong dat rat thích hợp cho VSV.

phát triển, sẽ làm gia tăng hoạt động sống của VSV làm cho quá trình khoáng hóa đất sẽ tăng theo, đồng thời cũng làm tăng sự hòa tan của các chất khoáng - sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy, chuyển hóa trên cho ra rất nhiều dinh dưỡng, cung cấp cho VSV phát triển mạnh, dẫn đến số lượng VSV đạt cực đại 'Vào mùa hè, trời hanh khô, nóng bức, không thích hợp cho sự sinh trưởng, phát triển của VSV, nhất là trên đất xám bạc màu. Thời tiết khô hạn ảnh hưởng xấu đến VSV, dẫn đến số lượng VSV vào mùa hè (tháng 7, 8) thấp hơn ở chính giữa mùa xuân. 'Vào mùa thu, thời tiết dịu mát, không nắng gay gắt như mùa hè làm cho hoạt động sống của VSV cũng có phần được cải thiện, dẫn đến số lượng VSV ở màu thu cao hơn chút ít so với mùa hè. 'Vào mùa đông, tiết trời lạnh, ảnh hưởng xấu đến hoạt động sống của VSV, dẫn đến số lượng VSV vào mùa đông là thấp nhất trong năm.

Ở trên một số loại đất, két qua phan tich chi dat 10*— 10° TB/g dat. Động thái của h vật theo độ âm Đông thái của VSV dao động rất lớn theo độ ẩm không khí và độ ẩm môi trường đất. VSV trong đất phát triển mạnh ở độ ẩm môi trường khoảng 50 ~ 60%, nằm ngoài khoảng độ âm này đều ảnh hưởng đến hoạt động sống của VSV [4]. Độ âm quá thấp hoặc quá cáo đều ức chế VSV, chỉ có nắm mốc và xạ khuẩn là có thể phát triển được ở điều kiện khô.

Ở các ruộng lúa nước, các loại vi khuẩn đã thích hợp với độ âm cao, tuy nhiên, những ruộng có tính thấm nước cao được làm ải, sự phát triển của VSV cũng tốt hơn, đặc biệt là cân đối được tỉ lệ giữa VSV hiếu khí và VSV kị khí [1] [2]. Theo Lê Xuân Phương: độ âm trong đất cũng ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của VSV đất. Đất vùng nhiệt đới thường có độ âm 30 - 85%, thích hợp với đa số VSV [12]. Vì thế, trong mỗi gam đất thường có hàng chục triệu đến hàng tỉ tế bào VSV bao gồm nhiều nhóm, khác nhau về vị trí phân loại cũng như hoạt tính sinh lý, sinh hóa.

Ngoài ra, VSV còn góp phần tham gia duy trì độ âm cho đất. Các nhà khoa học thuộc Viện Công nghệ sinh học đã phân lập được một bộ going VSV màng nhầy có khả năng này. Ví dụ chủng nắm men ⁄ipomyces PT7.I được phân lập từ vùng đất trống đổi trọc tại huyện Hạ Hòa, tinh Phú Thọ có ưu điểm là tạo màng nhy trong điều kiện đất khô hạn và sinh trưởng ở nhiệt độ cao, đặc biệt hỗ trợ cho. việc phủ xanh đất trống đồi trọc [7] 1.

TONG QUAN VE ENZYME PHYTASE 1. Enzyme tir vi sinh vat [6], [7], [10] Tế bào VSV cé chita rat nhiều enzyme. Trong quá trình nuôi cấy các enzyme được tạo thành trong tế bào VSV gọi là enzyme nội bào và một số tiết vào môi trường là enzyme ngoại bào để phân huy co chat giúp cho tế bào đễ đồng hoá. VSV là nguồn sản xuất enzyme tương đối lý tưởng, nó có nhiều ưu việt so với các nguồn động vật và thực vật Vi tốc độ sinh sản của VSV rất nhanh, có thể thu được một khối lượng lớn tế bào trong thời gian ngắn, kích thước tế bào VSV nhỏ khối lượng nhỏ nên tỷ lệ enzyme trong tế bào là tương đối lớn.

Trong một thời gian ngắn có thể sản xuất được số lượng lớn chế phẩm enzyme. Cac enzyme của VSV có hoạt tính rất cao, người ta đã tính rằng trong 24 giờ có những VSV có thể chuyên hoá một lượng thức ăn gấp từ 30 đến 40 lần so với trọng lượng cơ thể của chúng. Những nguyên liệu dùng để nuôi cấy VSV thường rẻ tiền như bã thải công nghiệp, nguyên liệu tự nhiên (dầu mỏ, khí đốt.) Có thể điều khiên các điều kiện tối ưu trong quá trình nuôi cấy đề có thể thu. được hiện suất cao trong sản xuất.

Trong nhiều năm qua các chế phẩm enzyme từ 'VSV đã dần dần thay thế chế phâm enzyme lấy từ động vật, thực vật. Các chế phẩm enzyme được sản xuất từ VSV đã được ứng dụng trong trên 30 ngành công nghiệp khác nhau. Những enzyme đó chủ yếu là các enzyme thuỷ phân: Phytase, Amylase, Protease, phosphatase, xenlulase,. Khai quat vé enzyme phytase Phytase (myo-inositol hexakisphosphate hydrolases) là một nhóm enzyme đặc biệt trong số các enzyme phosphatase, có khả năng xúc tác cho phản ứng thủy phân từng bước acid phytic thành myo-inositol, các nhóm phosphate (Pi) và các myo-inositol phosphate trung gian (IP5, IP4, IP3, IP2, IP1) [23].

Trong một vài trường hợp phản ứng có thé giai phong myo-inositol tự do (Hình 1.1) An PO 2ihOPO- pros po)” no “ng Phytase, >= AF ọw Ca HO / —NSM +P+ Fe ~ pour I on Son Zn “OPouf Hình 1. Phân ting xiic tic ctia enzyme phytase Ủy ban danh pháp enzyme thuộc Hiệp hội Hóa sinh Quốc tế (The Enzyme Nomenclature Committee of the International Union of Biochemistry) phan loai phytase thanh hai dang 1a: Dang 1: kí higu (EC 3.8) Tén dé xudt: 3-phytase Tên phân loại: myo-inositol-hexakisphosphate 3 phosphohydrolase Tên khác: phytase; phytate-3-phosphatase Dạng 2: kí hiệu (EC 3.26) Tên đề xuất: 6-phytase Tên phân loại: myo-inositol-hexakisphosphate 6 phosphohydrolase Tên khác: phytase; phytate-6-phosphatase Sự phân loại này dựa trên cơ sở vị trí nhóm phosphat đầu tiên bị phytase tắn công. Enzyme 3-phytase (EC 3.8) tắn công vào nhóm phosphat ở vị trí thứ 3; đây là dang phytase dién hinh của vi sinh vat va enzyme 6-phytase (EC 3.26) tan công đầu tiên vào nhóm phốt phát số 6; đây là dạng điển hình cho phytase từ thực vật [24] Dựa trên pH hoạt động tối ưu, phytase được chia thành 3 loại: phytase ưa acid, ưa kiểm và trung tính. Ngoài ra, dựa vào cấu hình trung tâm hoạt động va co ché xtc tac, phytase được phân thành 3 loại khác nhau là: histidine acid phosphatase (HAP) phytases, - propeller phytase (BPP) và purple acid phosphatase (PAP) phytase [19] Phytase được phân bố rộng rãi trong tự nhiên bao gồm ở thực vật, động vật và các loài vi sinh vật.

Phytase có mặt ở nhiều loài vi sinh vật bao gồm cả vi khuẩn, nắm, nắm men và động vật nguyên sinh [10]. Từ các nguồn thu enzyme khiến điều kiện hoạt động của phytase không giống nhau.