07/10/2011
1
Nội dung
 Vòng tuần hoàn nitrogen trong tự nhiên
 Vai trò của VSV trong vòng tuần hoàn nitrogen
 Vai trò của VSV trong các quá trình chuyển
hóa nitrogen
Vòng tuần hoàn nitrogen trong tự nhiên
Vai trò của VSV trong vòng tuần hoàn
nitrogen
 Trong tự nhiên, N tồn tại ở nhiều dạng khác nhau.
Trong cơ thể sinh vật, N tồn tại ở dạng các phân tử
hữu cơ như protein, aa
 Sinh vật chết  VSV hoại sinh phân giải  aa
 Các aa  NH3 hoặc NH
4
+
 vi khuẩn amon hóa
 NH
4
+
 NO
3
-
 vi khuẩn nitrate hóa
 NO
3
-
 N
2
 vi khuẩn phản nitrate hóa

2
)
2
+ 2 H
2
O  (NH
4
)
2
CO
3
(NH
4
)
2
CO
3
 2NH
3
+ CO
2
+ H
2
O
Quá trình amon hóa
 Trong nước tiểu còn có acid uric, tồn tại trong đất một thời
gian acid uric sẽ bị phân giải thành urea và acid tartronic.
Sau đó urea tiếp tục bị phân giải thành NH
3
.

kỵ khí không bắt buộc, chúng ưa pH trung tính hoặc hơi
kiềm.
 Bởi vậy khi sử dụng urea làm phân bón người ta thường
kết hợp với bón vôi hoặc tro, đồng thời làm thoáng đất.
Quá trình amon hóa
Quá trình amon hóa protein
 Protein là thành phần quan trọng của tế bào
 Protein chứa tới 15 – 17% nitrogen, nhưng cây trồng
không thể hấp thu trực tiếp protein mà phải thông qua sự
phân huỷ của vi sinh vật.
 Vi sinh vật phân huỷ protein có khả năng tiết ra enzyme
protease bao gồm proteinase và peptidase
Quá trình amon hóa
07/10/2011
4
 Các acid amin bị deamin hoá bởi vi sinh vật nhờ enzyme
deaminase, sau đó tạo ra sản phẩm cuối cùng là amôn
 Các acid amin có vòng như tryptophan, khi phân giải sẽ
tạo thành các hợp chất có mùi thối như indole và skatole
 Các acid amin chứa S như methionine, cystein, vi sinh vật
giải phóng ra H
2
S, chất này độc đối với cây trồng
 Một số hợp chất amin sinh ra trong quá trình amôn hoá có
tác dụng độc đối với người và động vật. Ví dụ Ala-
deaminose như histamin, armatin…đó chính là nguyên
nhân bị nhiễm độc hức ăn thịt cá thiu thối hoặc thịt
hộp để quá lâu (ô nhiễm thực phẩm)
Quá trình amon hóa
 Tỷ lệ C:N trong đất rất quan trọng đối với nhóm vi sinh

Giai đoạn nitrite hóa
 Là quá trình oxy hóa NH
4
+
tạo thành NO
2
-
NH
4
+
+ 3/2 O
2
 NO
2
-
+ H
2
O + 2H + Q
 Nhóm vi khuẩn nitrite hoá bao gồm 4 chi khác nhau:
Nitrosomonas, Nitrosocystis, Nitrosolobus và
Nitrosospira
Quá trình nitrate hóa
Giai đoạn nitrate hóa
 Là quá trình oxy hóa NO
2
-
thành NO
3
-
NO

trong đất tạo thành
HNO
3
làm cho pH đất giảm xuống rất bất lợi cho cây
trồng.
 Hơn nữa, lượng NO
3
-
dư thừa trong đất được cây trồng
hấp thu nhiều làm cho hàm lượng nitrate trong sản phẩn
lương thực, thực phẩm cao gây độc cho người và gia súc.
Quá trình nitrate hóa
Quá trình phản nitrate
 Là quá trình các hợp chất đạm dạng nitrate ở trong đất rất
dễ bị khử biến thành nitrogen phân tử
07/10/2011
6
 Phản ứng khử NO
3
-
thành N
2
chỉ xảy ra trong điều kiện kỵ
khí
 Nhóm vi sinh vật thực hiện quá trình phản nitrate hoá
phân bố rộng rãi trong đất. Thuộc nhóm tự dưỡng hoá
năng có Thiobacillus denitrificans, Hydrogenomonas
agilis… Thuộc nhóm dị dưỡng có Pseudomonas
denitrificans, Micrococcus denitrificanas, Bacillus
licheniformis…

07/10/2011
7
 Ở vi khuẩn cố định nitơ sống cộng sinh với cây bộ đậu, cơ
chế cố định nitơ có phần nào phức tạp hơn vì nó có liên
quan đến thực vật
 Thực vật tạo ra Leghemoglobin, chất này đóng vai trò
chuỗi chuyển điện tử từ quá trình quang hợp của cây vào
nitrogenase của vi khuẩn
Quá trình cố định nitrogen
Vi khuẩn cố định nitrogen
 Vi khuẩn cố định nitơ cộng sinh với cây bộ đậu còn gọi là
vi khuẩn nốt sần. Chúng hình thành những nốt sần ở rễ
cây, đôi khi ở cả thân cây phần gần với đất và cư trú trong
đó.
 Tại nốt sần, vi khuẩn tiến hành quá trình cố định nitơ, sản
phẩm cố định được một phần sử dụng cho vi khuẩn và
một phần sử dụng cho cây
 Rhizobium
Quá trình cố định nitrogen
 Vi khuẩn nốt sần thuộc loại hiếu khí, ưa pH trung tính
hoặc hơi kiềm, thích hợp với nhiệt độ 28 - 30
0
C, độ ẩm 60
- 80%.
 Chúng có khả năng đồng hoá các nguồn carbon khác
nhau như các loại đường đơn, đường kép, acid hữu cơ,
glycerin v.v
 Trong đất có hai họ vi khuẩn chủ yếu: Azotobacter,
Clostridium
Quá trình cố định nitrogen