Đang tải... (xem toàn văn)
VI SINH ĐẠI CƯƠNG -VI SINH VẬT VÀ CHU TRÌNH PHOSPHO tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn...
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA :VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM TIỂU LUẬN VI SINH ĐẠI CƯƠNG ĐỀ TÀI: VI SINH VẬT VÀ CHU TRÌNH PHOSPHO GVHD : ĐÀO HỒNG HÀ LỚP : ĐHSH6C MÃ HP : 210511105 NHĨM BỘ CƠNG THƯƠNG : TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM TIỂU LUẬN MÔN: VI SINH ĐẠI CƯƠNG ĐỀ TÀI: VI SINH VẬT VÀ CHU TRÌNH PHOSPHO DANH SÁCH NHĨM MSSV VŨ VIẾT HIỆU (NT) 10051671 ĐOÀN XUÂN THÀNH 10034681 NGHUYỄN MAI THÚY VY 10061211 LÊ THỊ NGỌC TRÂN 11031141 PHẠM TIẾN THÀNH 11070821 VÕ TẤN TIẾN 11085161 PHẠM THANH TÙNG 11066051 TP.HCM -Tháng Năm 2012 PHẦN ĐÁNH GIÁ CÔNG VIỆC VŨ VIẾT HIỆU (NT) có làm ĐỒN XN THÀNH gửi muộn NGHUYỄN MAI THÚY VY có làm LÊ THỊ NGỌC TRÂN không làm PHẠM TIẾN THÀNH không làm VÕ TẤN TIẾN không làm PHẠM THANH TÙNG gửi muộn Khi nhân đề tài em kêu bạn xem tim tài liệu phần photpho gửi lại cho em để em tổng hợp tuân sau em kêu bạn gửi cịn tn lộp ,nhưng khơng tìm cận ngày lộp có bạn “Thúy vy” gửi ngày lộp có bạn “Xn Thành: gửi bạn lại thi không gửi sau ngày có bạn “Thanh Tùng ” Sau thuyết trình nhóm em phải sửa lại em dã gửi phần worl powerpoin nội dung cần làm lại kêu bạn tìm khơng tìm Phân vi sinh vật tham gia vào chu trình photpho hữu giai đoạn khó tìm khơng rõ ràng em tìm phần loại vi sinh vật phân giải phootpho vô vi sinh vật tham gia vào chu trình Rất mong giúp đỡ cho chúng em hội thi kỳ Em xin trân thành cảm ơn Lời cảm ơn Để hoàn thành tiểu luận này, nổ lực tất thành viên nhóm, với giúp đỡ thầy bạn Qua toàn thể nhóm xin bày tỏ lời cám ơn sâu sắc đến: - Cơ Đào Hồng Hà tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi, cho tất thành viên nhóm hồn thành tiểu luận - Cảm ơn bạn lớp ĐHSH 6C có lời động viên đóng góp nhiều ý kiến thiết thực giúp nhóm hồn tất tiểu luận - Cảm ơn thành viên nhóm thực tiểu luận - Cảm ơn thư viện trường cung cấp tài liệu, sách để thành viên nhóm tham khảo Chân thành cảm ơn Thành phố HCM, ngày 17 tháng năm 2012 Toàn thể nhóm trân trọng kính chào MUC LỤC PHẦN I: MỞ ĐẦU Trang I Đặt vấn đề II Tổng quan phospho PHÂN II: NỘI DUNG I CHU TRÌNH PHOTPHO TRONG TỰ NHIÊN 10 1.1 Giới thiệu vi sinh vật phân giải phosphor 10 1.2 Chu trình Phospho MTST đất 15 1.3 Nguyên nhân làm cho chu trình phospho khơng hồn chỉnh .16 1.4 Chu trình photpho nước 17 1.5 Trong tự nhiên, photpho tham gia vào trình chuyển đổi vật chất đường hóa học sinh học 18 1.6 Sự phú dưỡng photpho MTST đất 19 II VAI TRÒ CỦA VI SINH VẬT TRONG VỊNG TUẦN HỒN PHOSPHO 21 2.1 Chu trình Phospho dạng phospho đất 21 2.1.1 Chu trình phospho .21 2.1.2 Các dạng phospho .22 2.2 Sự chuyển hóa Phospho hữu 22 2.2.1 Chất phosphor hữu có thể động vật, thực vật vi sinh vật 22 2.2.2 Cơ Chế Phân Giải Phospho hữu 23 2.3 Sự chuyển hóa Phospho vơ 27 2.3.1 Phospho vơ có môi trường đất .27 2.3.2 Cơ Chế Phân Giải Phospho vô .27 2.4 vi sinh vật phân giải phospho khó tan .27 2.5 Những điều kiện ngoại cảnh ảnh hưởng đến trình phân giải Photpho .29 2.6 Nguyên tắc xử lý phospho 30 III Vai trò photpho sinh học công nghiệp .32 Vai trò sinh học 32 Vai trị cơng nghiệp 33 Một số ứng dụng vi sinh vật phosphor 34 IV KẾT LUẬN VÀ KHIẾN NGHỊ KẾT LUẬN……………………………………………………….36 KHIẾN NGHỊ…………………………………………………… 36 PHÂN I: MỞ ĐẦU I./ Đặt vấn đề Trong sản xuất nơng nghiệp,phân bón dóng vai trị định chất lượng sản lượng thu hoạch có nhiều dạng phân bón khác sử dụng cơng nghiệp phân hóa học đa lượng vi lượng :phân hữu ,phân sinh học, phân vi sinh Nghành nông nghiệp nước ta chủ yếu dùng phân bón hóa học canh tác sản xuất nhiên sử dụng không cách ,lạm dụng loại phân bón thuốc trừ sâu hóa học làm tăng dư lượng chất hóa học gây nhiễm môi trường đất môi trường nước ảnh hưởng đến sinh vật người đồng thời làm đất canh tác bạc màu nhanh chóng Dưới tác động việc đẩy mạnh cơng nghiệp hóa đại hóa góp phần làm diện tích đất nơng nghiệp ngày giảm để tăng xuất sản lượng trồng đồng thời đảm bảo sản lượng phát triển bền vững vấn đề cần thiết Vi sinh vật thành phần quan trọng cuôc sồng góp phần làm cân hệ sinh thái trả lại sư phi nhiêu cho môi trường đất Chúng có khắp nơi từ núi cao đến biển sâu Chúng có thể người, động vật thực vật, có khơng khí mà hít thở, định độ phì nhiêu đất mà canh tác, nguồn gốc tài nguyên mà khai thác Chúng tham gia vào hình thành thực phẩm nuôi sống người chúng tham gia vào vịng tuần hồn ngun tố khơng quay vịng để tái sử dụng, sống trái đất Cùng với chất vi sinh vật đất, nước vùng rễ có ý nghĩa quan trọng mối quan hệ trồng phân bón Hầu hết q trình xảy đất có tham gia trưc tiếp gián tiếp vi sinh vật (mùn hóa ,khống hóa chất hữu ,phân giải, giải phóng chất dinh dưỡng vơ từ hợp chất khó tan tổng hợp chất dinh dưỡng từ môi trường ) Phân bón vi sinh Noble hiltner sản xuất Đức (1896) đặt tên Nitragin Sau phát triển sang số nước khác My (1896),Nga (1907) ,Calada (1905) Anh (1910), thủy Điển (1914) Phân đạm vi sinh ,vi sinh hỗn hợp ,phân vi sinh vật phân giải phosphate khó tan có khả chuyển hóa hợp chất phospho khó tan thành dễ tiêu cho trồng sử dụng Phân bón vi sinh dựa vào chủng vi sinh vật phân giải chất hữu bùn ,phế thải ,rác thải phế phẩm công nghiệp tạo sinh khối Nhằm hiểu sâu vấn đề chúng em tìm hiểu khả chuyển hóa phospho nhờ vi sinh vật chu trình phospho tự nhiên II./ Tổng quan phospho Phôtpho nguyên tố cần thiết cho sống Trong vỏ trái đất phơtpho ngun tố đứng vị trí thứ hai Hóa học mơi trường phơtpho khác với nguyên tố phi kim loại khác chỗ phản ứng khử đóng vai trị khơng ổn định Liên kết phơtpho tự nhiên (P2O5) chứa ngun tử phơtpho hóa trị +5, dạng liên kết bền vững với ôxy (ED > 500kj/mol) song đặc tính điện tử phân tử lượng lớn mà hợp chất phôtpho tự nhiên có áp suất nhỏ Do khí thành phần phơtpho có ý nghĩa Nền tảng liên kết phôtpho môi trường axit phôtphoric H3PO4 với số phân ly pK1 = 2,15; pK2 = 7,20 pK3 = 12,35 250C Nó tạo thành khơng 200 loại khống tồn tự nhiên, trước hết với cation Na +, Mg+2, Ca+2, Al+3, Pb+2, Fe+2, Fe+3, Mn+4, Cu+2, Zn+2, Th+4, UO2+2 nguyên tố họ lantan, có số canxi phơtphate có ý nghĩa nguyên liệu ngành công nghiệp phôtpho (Bảng 1) Khoảng 95% nguồn phôtpho giới tồn dạng fluorapatit Phân hủy phôtpho qua ôxy hóa kết hợp với nước tạo thành axit ortohophơtphoric (H 3PO4) sau thành muối ortohophơtphate Phơtphate dẫn xuất axit phôtpho dạng chung Hn+2PnO3n+1 (n = điphôtpho axit, n = 3: triphôtphoaxit) chứa cầu liên kết P - - O - - P Ví dụ: 2HPO4-2 = P2O7-4 + H2O I./ CHU TRÌNH PHOSPHO TRONG TỰ NHIÊN: 1.1 Giới thiệu vi sinh vật phân giải phosphor Vi sinh vật phân giải Phospho hữu Vi sinh vật phân giải hợp chất P hữu thuộc nhiều loài vi khuẩn nấm Trong giống Bacillus kể đến lồi sau B.megaterium, B.subtilis, B.malabarensis B.megaterium - Ngồi cịn có giống Serratia, Proteus, Arthrobacter - Về nấm kể đến Aspergillus, penicillium, Rhizopus, Cunnighamella - Về xạ khuẩn kể đến Streptomyces Alcaligenes Achromobacter Nấm : Aspergillus Giới: FungiNgành: Deuteromycota Lớp: Eurotiomycetes Bộ: Eurotiales Họ: Trichocomaceae Giống: Aspergillus Đặc điểm: Khuẩn ty phân nhánh, có vách ngăn ngang hoàn chỉnh, nhiều khuẩn ty phát triển bề mặt chất để hấp thu chất dinh dưỡng, đặc biệt có vách ngăn ngang có lổ nhỏ tế bào chất thông thương qua lại hai tế bào; Khuẩn ty đứt thành khúc khúc hay đoạn phát triển cho khuẩn ty Hình Thức Sinh Sản: - Sinh sản vơ tính: Khuẩn ty hình thành cọng mang bào tử (conidiophore) bào tử đính (conidia) với cọng mang túi bào tử không vách ngăn không xuất phát từ tế bào chân (foot cell) 10 Phytin dễ bị phân hủy enzym Phytaza lecithinasa vi sinh vật chất tiết rễ cây, tạo thành orthophosphat nguồn photpho hữu hiệu trồng axit nucleic tạo thành từ nhân pyrin pyrimidin đường pantoza photphat, bị phân hủy men nucleasa tạo thành orthophotphat Cố định hóa học (Fixation) q trình chuyển đổi photpho dạng tan sang dạng khó tan tác dụng phản ứng hóa học ion PO42- cation kim loại Nucleotide có thành phần nhân tế bào Nhờ tác động nhóm vi sinh vật hoại sinh đất, chất tách từ thành phần tế bào phân giải thành phần protein nuclein Protein vào vùng chuyển hóa hợp chất nitrogen, nuclein vào vịng chuyển hóa hợp chất P.Sự chuyển hóa hợp chất P hữu thành muối H3PO4 đuợc thực nhóm vi sinh vật phân hủy P hữu Những vi sinh vật có khả tiết enzyme photphat dễ xúc tác cho trình phân giải Q trình tổng qt theo sơ đồ: Nhiều vi sinh vật đất có khả phân giải Nucleoprotid, acid nucleic, phospholipit VSV (Bacillus megathericunvar photphaticum, Preudomonas sp…) có khả sinh enzyme photphataza phân giải lân hữu thành H3PO4 Nucleoprotein Nuclein Acid.Nucleic H2SO4 Vi sinh vật phân hủy P hữu chủ yếu thuộc chi Bacillus Pseudomonas Các lồi có khả phân giải mạnh là: B.megaterium, Serratia, B.subtilis, Serratia, Proteus, Arthrobster, 24 Vi khuẩn: Pseudomonas, Alcaligenes, Achromobacter, Agrobacterium, Aerobacter, Brevibacterium, Micrococcus, Flavobacterium… Xạ khuẩn: Streptomyces Nấm: Aspergillus, Penicillium, Rhizopus, Sclerotium … 25 Nucleoprotid -> nuclein -> a nucleic -> nucleotid -> H3PO4 2.3 Sự chuyển hóa phospho vơ cơ: 26 2.3.1 Phospho vơ có mơi trường đất Phospho vơ đất thường dạng khống apatit, phosphoric, sắt(III) phosphat, nhôm(III) phosphat,photphat canxi… Trong đất trung hoà kiềm, phốtphat canxi chiếm ưu hơn, đất chua photphat sắt photphat nhôm chiếm ưu Nhờ vi sinh vật phân giải P hữu thành P vơ hóa thành muối acid phosphoric Các dạng phần sử dụng ,biến thành P hữu ,một phần cố định dạng khó tan CA3(PO2)2 , FePO4 , ALPO4 Những dạng khó tan mơi trường có PH thích hợp, với tham gia vi sinh vật chuyển hóa thành dạng dễ tan Các dạng P kể trồng hút trực tiếp Chúng phải chuyển hố dạng P2O5 vơ dễ tan, trồng hấp thụ 2.3.2Cơ Chế Hòa Tan Phospho Vơ Cơ Sự phân giải Ca3(PO4)2 có liên quan mật thiết với sản sinh loại acid trình sống vi sinh vật Trong đố acid cacbonic quan trọng (chính H2CO3) hệ enzyme phosphase vi sinh vật tiết làm cho Ca3(PO4)2 Quá trình phân giải theo phương trình sau : Ca3(PO4)2.H2O + 2Ca(HCO3)2 vsv > Ca3(PO4)2 + 4H2CO3 + H2O Ngoài phosphate khó tan chuyển thành dạng dễ tan tác dụng acid hữu (cacboncilic acids) vi sinh vật tiết Tuy nhiên loại vi sinh vật tiết loại acid khác có tác dụng chuyển hóa phosphate khác 2.4 VI SINH VẬT PHÂN GIẢI PHOSPHO KHÓ TAN Vi sinh vật phân giải hợp chất photpho khó tan ( tên thường gọi : phân lân vi sinh) sản phẩm chứa hay nhiều chủng vi sinh vật sống tuyển chọn với mật độ tế bào đạt tiêu chuẩn hành, có khả chuyển hố hợp chất photpho khó tan thành dạng dễ tiêu cung cấp cho đất trồng, tạo điều kiện nâng cao suất chất lượng nông sản Phân lân vi sinh chủng vi 27 sinh vật không ảnh hưởng xấu đến người, động thực vật, môi trường sinh thái chất lượng nông sản Vi sinh vật phân giải hượp chất photpho khó tan vi sinh vật , thông qua hoạt động chúng, với hợp chất photpho khó tan chuyển hố thành dễ tiêu trồng Vi sinh vật phân giải hợp chất khó tan tạo vịng trịn suốt bao quanh khuẩn lạc ( vịng phân giải ) mơi trường chứa nguồn photpho Ca3(PO4) lơ-xi-tin Nhiều lồi VSV (Bacillus megathericunvar photphaticum, Preudomonas sp…) có khả sinh enzyme photphataza phân giải lân hữu thành H3PO4 Đến lượt H3PO4 lại phản ứng với ion kim loại để tạo thành dạng khó tan Ca3(PO4)2 , FePO4, AlPO4 Trong trình sống nhiềuVSV (B.megatherium, B.mycoides, Streptomyces sp, Aspergillusniger) có khả sinh axit để chuyển hóa photpho khó tan thành dễ tan Ví dụ, số vi khuẩn sinh CO2 kết hợp với H2O tạo H2CO3 Axit phản ứng với photphat khó tan (Ca 3PO4) để tạo thành photphat dễ tan Ca(H2PO4)2 Ca(HCO3)2 theo phương trình: Ca3(PO4)2 + 4H2CO3 + H2O → Ca(H2PO4)2 + H2O + Ca(HCO3)2 Vi khuẩn nitrat hóa oxi hóa NH3 thành NO3 kết hợp với H+ thành HNO3 axit chuyển hóa P khó tan thành dễ tan: Ca3(PO4)2 + 4HNO3 → Ca(H2PO4)2 + 2Ca(NO3)2 Tương tự vậy, vi khuẩn suphat hóa sinh H 2SO4 tham gia vào chuyển hóa này: Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 → Ca(H2PO4)+ CaSO4 Các VSV tiết axit hữu có khả chuyển hóa lân khơng tan thành dễ tan Trong thực tế người ta bón cho đất lượng định bột photphorit thay cho phân lân đất chứa VSV kể Vi sinh vật phân giải lân, vi sinh vật chuyển hóa lân (Phosphate Solubilizing Microorganisms - PSM) vi sinh vật có khả chuyển hóa hợp chất photpho khó tan thành dạng dễ tiêu cho trồng sử dụng Các vi sinh vật phân giải 28 hợp chất photpho khó tan biết đến lồi: Pseudomonas, Micrococus, Bacillus, Flavobacterium,Penicillium, Sclelotium, aspergillus Các vi sinh vật không phân giải photphat canxi mà photphat nhôm, sắt, mangan dạng khác kể quặng Vi sinh vật khơng chuyển hóa photphat vơ cơ, mà cịn có khả khống hóa hợp chất lân hữu tạo sản phẩm mà trồng hấp thu 2.5 Những điều kiện ngoại cảnh ảnh hưởng đến trình phân giải Photpho Ở pH thấp (môi trường axit): phospho gắn chặt với hạt sét tạo thành chất tổng hợp không tan với ion sắt (ví dụ Fe(OH)2H2PO4) nhơm (Al(OH)2H2PO4) Do xuất ion Fe3+ nhôm đất, cặn lắng nước, nên lượng phospho hòa tan thấp điều kiện axit Khi môi trường khơng có oxy, phospho cố định phức hợp sắt khơng tan, giải phóng Fe3+, giảm thành Fe2+ tạo thành sunfit sắt Trong điều kiện pH cao (mơi trường kiềm): phospho hình thành hợp chất khơng hồ tan khác canxi (ví dụ hydroxyapatite Ca10(PO4)6(OH)2) Trong điều kiện hiếu khí có Ca, Al ion Fe phosphat tan nhiều pH = 6-7 Do tính phản ứng phosphat, phospho có khả lưu động chậm đất Khả lưu động ion đất tăng theo thứ tự PO43- < SO42- < NO3- > Cl- Mặc dù phosphat đuợc coi cố định cao đất, khả hấp thụ phosphat đất bị vượt q phospho nhanh chóng chuyển xuống lớp đất sâu tập trung vào dòng chảy lớp đất mặt Mức độ tốc độ di chuyển phụ thuộc vào khả phát sinh tự nhiên đất dạng phosphate Độ pH: Nhìn chung pH ảnh hưởng không nhiều đến vi sinh vật phân giải P pH từ 7,8 – 7,9 tốt cho sinh trưởng sinh vật phân giải PHOSPHO H2O: Ở nơi ngập H2O, hàm lượng chất hữu cao (do hoạt động VSV), làm tăng rình phân giải phospho khó tan 29 Hợp chất hữu cơ: Hàm lượng chất mùn tăng ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật, từ ảnh hưởng đến khả phân giải P Hệ rễ: Hệ rễ trồng kích thích phát triển VSV Do phân giải phosphor tăng cường 2.6 Nguyên tắc xử lý phospho Hợp chất phôtpho tồn nước thải ba dạng hợp chất: phôtphate đơn (PO43-), polyphôtphate (P2O7) hợp chất hữu chứa phôtphate, hai hợp chất sau chiếm tỉ trọng lớn Trong trình xử lý vi sinh, lượng phôtpho hao hụt từ nước thải lượng vi sinh vật hấp thu để xây dựng tế bào Hàm lượng phôtpho tế bào chiếm khoảng 2% (1, - 2,5%) khối lượng khơ Trong q trình xử lý hiếu khí, số loại vi sinh vật có khả hấp thu phơtphate cao mức bình thường tế bào vi sinh vật (2-7%), lượng phôtpho dư vi sinh vật dự trữ để sử dụng sau Trong điều kiện yếm khí, với có mặt chất hữu cơ, lượng phôtphate dư lại thải ngồi thể vi sinh dạng phơtphate đơn Một vài loại tảo có khả tích trữ lượng phôtphate dư so với nhu cầu tế bào Hiện tượng sử dụng để tách loại hợp chất phôtpho khỏi môi trường nước thải cách tách vi sinh có hàm lượng phơtpho cao dạng bùn thải tách phôtphate tồn nước sau xử lý yếm khí biện pháp hóa học Biện pháp loại bỏ phôtpho từ bùn gọi phương pháp tách trực tiếp, biện pháp sau áp dụng giải pháp xử lý hiếu khí – yếm khí có ghép thêm cơng đoạn xử lý hóa học (cơng đoạn phụ - side stream) Xử lý phơtpho khơng phải hệ xử lý độc lập mà bổ sung vận hành hợp lý tổ hợp tồn nhằm mục đích tách loại thêm so với hệ cữ: phương pháp tăng cường xử lý phôtpho biện pháp sinh học (enhanced biological phophorus removal EBPR) Nhiều loại vi sinh vật tham gia vào trình hấp thu – tàng trữ - thải phơtpho quy chung nhóm vi sinh bio – P mà vi sinh Acinetobacter chủ yếu Loại vi sinh bio – P phát triển điều kiện vận hành chu trình hiếu khí – yếm khí, tham gia vào q trình tách loại phôtpho theo chế Hệ thống xử lý 30 phôtpho theo nguyên tắc ứng dụng rộng rãi thực tiễn xử lý nước thải chế trình chưa hiểu thấu đáo Dưới điều kiện hiếu khí (O 2) vi sinh bio – P tích lũy phơtphate trùng ngưng thể chúng từ phôtphate đơn tồn nước thải C2H4O2 + 0,16 NH4+ + 1,2 O2 + 0,2 PO43- 0,16 C5H7NO2 + 1,2 CO2 + 0,2 (HPO3) + 0,44 OH- + 1,44 H2O Phương trình tỷ lượng thành lập sở chất hữu axit acetic (C2H4O2) với tỉ lệ tính theo mol PO 43-/C2H4O2 = 0,2 với hiệu suất sinh khối hữu hiệu 0,3g/g C2H4O2 HPO3 phôtphate dạng trùng ngưng tồn thể vi sinh vật Trong điều kiện thiếu khí (khơng có oxi, có mặt nitrat) q trình tích lũy phơtpho xảy ra: C2H4O2 + 0,16 NH4+ + 0,2 PO43- + 0,96 NO3- 0,16 C5H7NO2 + 1,2 CO2 + 0,2 (HPO3) + 1,4 OH- + 0,48 N2 + 0,96 H2O Từ phương trình cho thấy chủng loại vi sinh tích lũy phơtpho có khả khử nitrat Trong điều kiện yếm khí, vi sinh vật hấp thụ chất hữu cơ, phân hủy phôtphate trùng ngưng tế bào thải môi trường dạng phôtphate đơn: 2C2H4O2 + (HPO3) + H2O (C2H4O2)2 + PO43- + H+ (C2H4O2)2 chất hữu tích lũy thể vi sinh vật hấp thu từ ngồi vào Lượng phơtpho tách từ vi sinh vật theo tỉ lượng 0,5 mol P/mol axit acetic 31 III VAI TRÒ CỦA VI SINH VÂT PHOSPHO Vai trò sinh học Phốtpho nguyên tố quan trọng dạng hình sống biết Phốtpho vô dạng phốtphat PO43- đóng vai trị quan trọng phân tử sinh học ADN ARN tạo thành phần phần cấu trúc cốt tủy phân tử Tồn dạng octophotphat (PO4-3) có hóa trị 5+ TV cạn nước hấp thụ để phát triển 32 Photpho thành phần số men quan trọng tham gia chuyển hóa protein, lipit, gluxit, hơ hấp tế bào mô, chức phận thần kinh Các tế bào sống sử dụng phốtphat để vận chuyển lượng tế bào thông qua ađênôsin triphốtphat (ATP) Ðể đốt cháy chất hữu thể phân tử hữu phải qua giai đoạn liên kết với photpho (ATP) Gần tiến trình tế bào có sử dụng lượng có dạng ATP ATP quan trọng phốtphat hóa, dạng điều chỉnh quan trọng tế bào Các phốtpholipit thành phần cấu trúc chủ yếu màng tế bào Các muối phốtphat canxi động vật dùng để làm cứng xương chúng tham gia tạo tổ chức mềm (não, ) Trung bình thể người chứa khoảng gần kg phốtpho, khoảng ba phần tư số nằm xương dạng apatit Một người lớn ăn uống đầy đủ tiêu thụ tiết khoảng 1-3 g phốtpho ngày dạng phốtphat Trẻ bú sữa mẹ bị cịi xương trẻ uống sữa bị tỷ lệ CA/P sữa mẹ phù hợp (bằng 1/1,5) theo thuật ngữ sinh thái học, phốtpho thường coi chất dinh dưỡng giới hạn nhiều môi trường, tức khả có sẵn phốtpho điều chỉnh tốc độ tăng trưởng nhiều sinh vật Trong hệ sinh thái dư thừa phốtpho vấn đề, đặc biệt hệ thủy sinh thái Tóm lại: phospho thường coi chất dinh dưỡng giới hạn nhiều môi trường, tức khả có sẵn phospho điều chỉnh tốc độ tăng trưởng nhiều sinh vật Vai trò công nghiệp: Phospho đỏ dùng để chế tạo diêm Thuốc gắn đầu que diêm gồm chất oxi hóa KclO3 hay KNO3 , chất dễ cháy …Thuốc quét bên cạnh hộp diêm bột phospho đỏ keo dính Để tăng độ cọ sát cịn thêm bột thuỷ tinh nghiền mịn vào hai thứ thuốc Khi quẹt đầu que diêm vào lớp thuốc hộp 33 diêm,phospho đỏ nóng lên gặp chất oxi hóa liền bốc cháy, làm cho lưu huỳnh bắt cháy que diêm gỗ cháy theo Phospho chủ yếu sử dụng phân bón dùng sản xuất thuốc trừ sâu, sẩn phẩm cọ rửa vệ sinh chất nổ.Ngoài Photpho dùng để điều chế axit photphoric: P→ P2O5 →H3PO4 Một số ứng dụng vi sinh vật phospho Sự tích lũy polyester polyhydroxybutyrate (PHB) dự trữ đặc tính quan trọng Pseudomonas hiếu khí PHA (polyhydroxyalkanoate) tạo chủ yếu từ Pseudomonas oleovorans Alcaligenes eutropus Một lọai amylase dùng sản xuất maltooligosaccharide từ tinh bột Trifluoromethylbenzene bị hydroxyl hóa thành diol tương ứng nhờ Pseudomonas putid Diol tạo từ toluene dung để sản xuất chất trung gian chiral prostaglandin Một số chủng dung sản xuất công nghiệp acrylamide Sản xuất vitamin B12 công nghiệp chủng vi khuẩn Propionibacterium shermanii Pseudomonas denitrificans Các chủng đột biến sản sinh lượng sản phẩm lớn nhiều so với nhu cầu tế bào, chí lớn nhiều lần khối lượng khơ Pseudomonas denitrificans sinh vitamin B12 gấp 100000 lần nhu cầu Protease ngoại bào tiết từ Bacillus polymyxa Bacillus megaterium, Pseudomonas marinoglutinosa Acromonas hydrophila cố định canxi alginat để thực phản ứng liên tục thu sản lượng cao phản ứng thủy phân thịt cá Atrazine chất độc diệt cỏ (herbicid) hồn tồn khơng tan nước (33mg/lít), nồng độ cho phép nước 0,2 mg/lít Một số chủng vi sinh Pseudomonas sp strain ADP có khả chuyển hố atrazine Chủng tiết Atrazine chlorohydrolase xúc tác phản ứng chuyển hoá atrazine Như vậy, phản ứng Atrazine chlorohydrolase, atrazine độc, khơng tan chuyển hố sản phẩm tan không độc Enzyme parathiohydrolase Pseudomonas SP tổng hợp có khả phân hủy tới 94-98% dư thuốc trừ sâu paraythion Hoạt độ enzyme phụ thuộc vào cấu trúc, độ ẩm dung đệm đất Một số Pseudomonas chuyển hóa chất nhiễm hóa học mơi trường, sử dụng để xử lý sinh học: P Alcaligenes , làm suy giảm hydrocacbon thơm đa vòng 34 P mendocina , có khả làm suy giảm toluene P pseudoalcaligenes sử dụng cyanide nitơ nguồn P resinovorans làm suy giảm cacbazol P veronii chứng minh làm giảm loạt đơn giản thơm hợp chất hữu Phân giải tinh bột Trong rác bể ủ có nhiều loại vi sinh vật có khả phân giải tinh bột Một số vi sinh vật có khả tiết môi trường đầy đủ loại enzym hệ enzym amilaza Ví dụ số vi nấm bao gồm số loại chi Aspergillus, Fusarium, Rhizopus Trong nhóm vi khuẩn có số lồi thuộc chi Bacillus, Cytophaza, Pseudomonas Xạ khuẩn có số chi có khả phân huỷ tinh bột Đa số vi sinh vật khơng có khả tiết đầy đủ hệ enzym amilaza phân huỷ tinh bột Chúng tiết mơi trường một vài men hệ Các nhóm cộng tác với trình phân huỷ tinh bột thành đường Trong sản xuất người ta thường sử dụng nhóm vi sinh vật có khả phân huỷ tinh bột Ví dụ chế biến rác thải hữu người ta sử dụng chủng vi sinh vật có khả phân huỷ tinh bột để phân huỷ tinh bột có thành phần rác hữu 10 Phân giải phosphat Trong rác ủ, phospho tồn nhiều dạng hợp chất khác Phospho tích luỹ rác động thực vật chết đi, hợp chất phospho hữu vi sinh vật phân giải tạo thành hợp chất phospho vô khó tan Do phospho tồn hai dạng: phospho hữu phospho vô Vi sinh vật phân giải lân hữu chủ yếu thuộc hai chi: Bacillus Pseudomonas Các lồi có khả phân giải mạnh B Megatherium, B Mycoides Pseudomonas sp Vi sinh vật phân giải lân vô bao gồm loại vi khuẩn có khả phân giải mạnh Bacillus megatherium, B.butyricus, B.mycoides Pseudomonas radiobacter P.gracilis 11 Một nhóm vi khuẩn hữu ích cho lúa cần khai thác vi khuẩn pseudomonas sinh huỳnh quang chúng coi tác nhân sinh học tiềm phòng chống vi nấm gây bệnh trồng Các chủng pseudomonad sinh huỳnh quang vùng rễ lúa phân lập chọn lọc theo khả đối kháng Fusarium oxysporum, tác nhân gây bệnh khô vằn lúa 35 IV KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ I Kết luận Hiện vi sinh vật ứng dụng nhiều công nghiệp nghiên cứu sản xuất hầu giới có Việt Nam Vi sinh vât phần sống cân hệ sinh thái cải tạo mơi trường sống trả lại cho đất độ phì nhiêu ứng dụng vi sinh vật phân giải phosphor tạo phân bón vi sinh có hiệu kinh tế cao Sản phẩm phân bón VSV khơng cung cấp phần đáng kể chất dinh dưỡng cần thiết cho trồng mà cịn có tác dụng nâng cao hiệu sử dụng phân khoáng , đồng thời tăng cường sức chống chịu trồng sâu bệnh điều kiện thời tiết không thuận lợi Đăc biệt vi sinh vật có tác dụng trưc tiếp việc hạn chế bệnh vùng rễ trồng phân bón VSV mang lại hiệu kinh tế cao đồng thời có tác dụng tích cực việc cải thiện mơi trường phát triển bền vững Việc sử dụng phân bón hữu vi sinh cịn có ý nghĩa lớn tăng cường bảo vệ môi trường sống giảm tính độc hại hóa chat loại nơng sản thực phẩm lạm dụng phân bón hóa học II Khuyến nghị Cần khuyến khích hướng dấn nơng dân sử dụng phân vi sinh sản xuất để tăng suất nơng sản tránh làm thối hóa đất Đẩy mạnh ngành sản xuất phân vi sinh để tạo môi trường trong sản xuất, ổn định thị trường phân bón, phát triển nơng nghiệp bền vững Đẩy mạnh cơng tác nghiên cứu tìm chủng vi sinh vật có hiệu phân giải cao thân thiện với môi trường 36 Tăng cường công tác dầu tư xây dựng sở hạ tầng thành lập trung tâm nghiên cứu khảo sát, ứng dụng chuyển giao công nghệ tạo điều kiện thúc đẩy phát triển nghành phân vi sinh 37 Tài liệu tham khảo Nguyễn Xuân Thành,Nguyễn Như thanh, Dương Đức Tiến,2004, “Vi Sinh Vật Học Nông Nghiệp” nhà xuất đại học sư phạm Lê Văn Cát, xử lý nước thải giàu hợp chất nitơ phốtpho, NXB Khoa học tự nhiên Công nghệ, Hà Nội – 2007 Đặng Kim Chi, hóa học mơi trường, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội – 2002 Lê Phi Nga, công nghệ sinh học môi trường, tài liệu lưu hành nội bộ, Viện môi trường Tài nguyên Trang web www.google.com Chu trình Phospho (nguồn www.materials ) 38 ... chu trình đại sinh thái 60.000 Trong lúc đầu vào chu trình triệu tán( bón phân) Do lượng hao hụt chu trình lớn Vì chu trình P chu trình khơng hồn chỉnh 1.3) Ngun nhân làm cho chu trình P chu trình. .. tan phospho đất tồn hai dạng : phospho hữu phospho vơ 2.2 SỰ CHUYỂN HĨA PHOSPHO HỮU CƠ : 2.2.1 Chất P hữu có thể động vật, thực vật vi sinh vật : Phospho hữu có thể động vật ,thực vật vi sinh vật. .. CỦA VI SINH VẬT TRONG VÒNG TUẦN HOÀN PHOSPHO 21 2.1 Chu trình Phospho dạng phospho đất 21 2.1.1 Chu trình phospho .21 2.1.2 Các dạng phospho .22 2.2 Sự chuyển hóa Phospho