Chương 7
Vi sinh vât ứng dụng trong trồng trọt và lâm nghiệp
I.1. VI SINH VẬT ĐẤT, CÁC NHÓM CHÍNH VÀ CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG
1. Những giống vi sinh vật quan trọng thường gặp trong đất
1.1. Những giống vi khuẩn thường gặp trong đất
Bảng 2: Giống vi khuẩn quan trọng thường gặp trong đất
TT Tên giống vi khuẩn Những đặc điểm quan trọng
1 Chromatium Yếm khí, môi trường giàu chất hữu cơ, có
H
2
S
2 Rhodospirilum
Rhodopeseudomanas
Yếm khí và yếm khí tùy tiện, môi trường giàu
chất hữu cơ, cơ thể quan hợp được
3 Nitrosomonas
Nitrobacter
Hình que, dinh dưỡng hóa năng, oxi hóa NH
4
+
thành NO
2
và NO
3
-
, hảo khí và hảo khí tùy
tiện
4 Thiobacillus Hình que dinh dưỡng hóa năng, oxi hóa hợp
charat chứa S hay chất khử chứa S, yềm khí
tùy tiện
5 Hidrogennomonas

Hình que, hoại sinh hay kí sinh, yếm khí tùy
tiện.
12 Achromobacter,
Flavobacterrium
Hình que, Gram âm, không sinh nha bào, lên
men hidratcacbon, hảo khí.
13 Escherichia,
Proteus, Aerobacter
Hình que, Gram âm, hảo khí hoặc yếm khí tùy
tiện, lên men hidratcacbon.
14 Micrococcus,
Sarcina
Hình cầu, hảo khí hoặc yếm khí tùy loài,
Gram dương, không sinh nha bào
15 Brevibacterium Hình que, Gram dương, hảo khí, yếm khí tùy
tiện
16 Streptorcocus,
Laetobacillus
Hình cầu, hình que, yếm khí đến vi yếm khí.
17 Corynebacterium,
Cellulomonas
Hình que, hình chuỗi xoắn, Gram dương, hảo
khí hoặc hảo khí tùy tiện.
18 Clostridium,
Bacillus
Hình que, Gram dương, sinh nha bào, hảo khí,
yếm khí, cố định N
2
, phân hủy các chât khó
tan

4 Basidomycetes Kí sinh trên cây hòa thảo, phân hủy mạnh
xenlulo, lignin.
5 Penicilitum Bậc cao, ưa ẩm, phân hủy mạnh hợp chất hữu
cơ.

1.1. Những giống tảo thường gặp trong đất
STT Tên giống tảo Những đặc điểm quan trọng
1 Cyanophyta – tảo
lam
Ở nước ngọt, sản phẩm quan hợp là glicogen,
sống cộng sinh với bèo hoa dâu,
2. Vi sinh trong quá trình hình thành và kết cấu mùn
2.1.1 Quan điểm về quá trình hình thành mùn
a)Theo quan điểm hóa học, thì mùn là chất trung gian, hay chất dư
thùa chưa được phân giải hết do các phản ứng hóa học trong đất.
b)Quan điểm sinh học thì mùn không phải là hợp chất dư thừa, vì đã là hợp
chất dư thừa thì không bao giờ có thành phần và tỷ lệ các nguyên tố, trong đó, lại
nhiều hơn ở chất ban đầu được vùi vào đất…
_ Mùn không phải là chất trung, vì nếu là chất trung gian thì sớm hay muộn cũng
bị phân giải, nhưng thực tế luôn luôn dược tích lũy.
 Mùn là một sản phẩm tổng hợp đươc hình thành nhờ vào hoạt động sống của vi
sinh vật. Họ cho rằng tùy từng chủng giống vi sinh vật khác nhau cơ chế hoạt
động khác nhau mà tạo axit mùn khác nhau.
Sự chuyển hóa các chất hữu cơ dược chuyển hóa vùi vào trong đất dưới tác dụng
của vsv theo 2 hướng sau:
_ Quá trình vô cơ hóa: là quá trình chuyển hóa các hợp chất hữu cơ thành các chất
vô cơ dễ tiêu. Nếu quá trình vô cơ hóa xảy ra mạnh. Cây trồng không đồng hóa
hết, dẫn đến sự dư thừa gây độc cho cây.
_ Quá trình mùn hóa: là quá trinh chuyển hóa các hợp chất hữu cơ thành các chất
vô cơ và hữu cơ đơn giản hơn kết hợp với quá trình tự tiêu tư giải của vsv.

_ Vsv hảo khí:
Vi khuẩn: các giống Bacillus, giống Clostridium.
Xạ khuẩn: Streptomyces.
Nấm mốc:Aspergillus, Penicillium, Fusarium.
_Vsv yếm khí:
Vi sinh vật dạ cỏ: giống Ruminococcus
_ Vi khuẩn ưa nóng: Bacillus cellulosae thermophicus.
3.1.3 Cơ chế của quá trình phân giải
Muốn phân giải được xenlulozo, các loại vsv phải tiết ra enzim xenluloza. Enzim
xenluloza là enzim ngoại bào là cơ chế chung của quá trình phân giải xenlulozo là:
xenlulozo disaccarit monosaccarit (glucozo)
3.2 Sự phân giải xilan:
Co chế phân giải: Dưới tác dụng của enzim xilanza ngoia5 bào, xilan sẽ phân giải
thành các phần khác nhau: những đoạn dài xilanbiozo và xilozo.
Một số xilan có chứa các thành phần bổ sung khác: arabinozo, glucozo, galactozo,
axit glucuronic. Công thức chung của xinlan là (C
5
H
8
O)
n
.
3.3 Phân giải pectin
Vi sinh vật phân giải pectin
Bcillus nesenterricus, Bacillus maccaras, Bacillus ppomyxa…
Cơ chế phân giải:
Vi sinh vật phân giải pectin nhờ có enzim protopectinaza biến protopectin không
tan thành pectin hòa tan.
Pectin hòa tan là polysaccarit đươc tạo nên từ các gốc axit α.D.galacturonic
3.4 Sự phân giải lignin (liginine )

2
và nhiều sản phẩm trung gian khác.
4.2.2 Quá trinh amon hoa ure, axit uric
+ ure:
Ure là hợp chất hữu cơ đơn giản chứa tới 46,6% N.
Ure thường có trong nước tiểu động vật và người. Ure có thể điều chế với điều
kiện áp suất 150- 200atm và nhiệt độ 150- 190C.
NH
3
+ CO
2
 CO(NH
2
)
2
(ure )
Vi khuẩn amon hóa ure: Planosarcina ureae, Bachesmogenes…
Nhiều loại xạ khuẩn và nấm mốc cũng có khả năng phân giải ure.
Vi khuẩn ure thường thuộc loại hảo khí hoặc kị khí không bắt buộc. Chúng phát
triển tốt trong môi trường trung tính hoặc hơi kiềm. Chúng không sử dụng được
cacbon trong ure, ure chỉ dùng làm nguồn cung cấp nito cho chúng. Chúng có
enzim ureaza làm xúc tac21 quá trình phân giải ure thành NH
3
, CO
2
, H
2
O.
4.2.3 Quá trình amon hóa kitin
Vi sinh vật phân giải kitin: nhiều loài vsv có khả năng phân giải kitin. Đáng chú ý

thuộc về 4 giống
khác: Nitrosomonas, Nitrocystis, Nitrosolobus, Nitrosospira.
Enzim xúc tác cho quá trình oxy hóa này là enzim thông thường của quá trình hô
hấp hảo khí.
+ Giai đoạn 2: giai đoạn nitrat hóa
Vi khuẩn tham gia vào giai đoạn này gồm các giống sau:
Nitrobacter, Nitrospira, Nitrococcus.
Cơ chế của quá trình được biểu thị bằng phương trình sau:
NO
2
-
+ 3/2O
2
 NO2+ H
2
O+ 2H+ năng lượng
Vi khuẩn nitrat hóa thuộc loại tự dưỡng hóa năng.
4.5 Quá trình cố dịnh N
2
:
5.TÁc dụng của vsv chuyển hóa lưu huỳnh trong tự nhiên
5.1 Chu trình tuần hoàn lưu huỳnh
Vòng tuần hoàn S và N có nhiều điể giống nhau:
+ Trong đất, N và S ở dạng hữu cơ là chủ yếu cho nên cây trồng không đồng hóa
được. Muốn đồng hóa phải được vô cơ hóa.
+Quá trình SO
4
2-
hóa gần giống quá trìng NO
3

Nhiệt độ 4- 23C
Độ pH: 5,2 đến 6,4- 7,5
5.7. Tác dụng của quá trình oxy hóa S
+ Thiobacillus có thể oxi hóa lưu huỳnh thành SO
4
. Môi trường trở nên chua. Do
đó có thể trung hòa một phần chất kiềm, tăng cường cấu trúc đất.
+ H
2
SO
4
được hình thành trong quá trình oxi hóa S sẽ làm tăng độ tan cũa muối
Ca
3
(PO
4
)
2
khó tan, cung cấp photphat monocanxi cho cây.
+ Quá trình oxi hóa lưu huỳnh làm tăng độ chua của đất, từ đó một số nguyên tố từ
khó tan thành dễ tan, ví dụ như Mn: Mn
4+
.
+ Quá trình khử các hợp chất lưu huỳnh vô cơ.
6. Quá trình chuyển hóa photpho
6.1 Các dạng photpho (lân) và vòng tuần hoàn của photpho
6.1.1 Lân hữu cơ
_Lân hữu cơ có trong cơ thể động vật, thực vật, vsv thường gặp ở các hợp chất chủ
yếu như phytin, photpholipit,axit nucleic. Trong không bào người ta còn tìm thấy
lân vô cơ ở dạng orthhophotphat làm nhiệm vụ dệm và chất dự trữ. Cây trồng, vsv

)
2
Trong đất vi khuẩn nitat hóa và vi khuẩn chuyển hóa S cũng có tác dụng quan
trọng trong việc phân giải Ca
3
(PO
4
)
2
.
Quá trtinh2 hòa tan các hợp chất lân khó tan có thể theo cơ chế: lân khó tan được
tạm thời đồng hóa bởi vsv, sau đó lân được giải phóng khỏi vsv dưới dạng dễ tiêu,
mà cây trồng có thể đồng hóa được.
6.4 Sự chuyển hóa lân hữu cơ
Các dạng lân hữu cơ thường gặp trong đất
Trong đất các dạng lân hữu cơ thường gặp là: phytin, axit nucleic, photphollipit.
a) Phytin và các chất họ hàng
Phytin là muối Ca và Mg của axit phytic. Trong đất những chất có họ hàng với
phytin là inositol, inositolmonophotphat, inositoltriphotphat.
b) Axit nucleic và nucleoprotein
Những axit nucleic và nucleoprotein đều có nguồn gốc thực vật hoặc động vật
và nhất là vsv. Hàm lượng của chúng trtong đất khoảng <10%.
c) Photpholipit
Sự kết hợp giữa lipit và photphat trong đất không nhiều trong đất.
6.7 Cơ chế phân giải
Nhiều vsv trong đất có men dephotphorylaza phân giải phytin theo phản ứng
sau:
Nucleoprotit  axit nucleic  nucleotit H
3
PO

b) Sự khử sinh học trực tiếp
Trong thi nghiệm có vi khuẩn, số lượng hidroxit sắt bị khử nhiều hơn gấp 5 lần
so với thí nghiệm không có vi khuẩn. Sự sinh trưởng phát triển của vi khuẩn tỉ
lệ với lượng Fe
+++
được khử thành Fe
++
.
c)Hòa tan gián tiếp sắt
Những vi khuẩn nitrat hóa và sunphat hóa tích lũy trong môi trường HNO
3
,
H
2
SO
4
làm cho môi trường trở nên chua giúp cho quá trình hòa tan hợp chất
sắt.
8. Chuyển hóa K của vsv trong đất
8.1. các dạng kali trong đất
K trong đất có 2 dạng là: dạng vô cơ và dạng hữu cơ.
8.2 Sự hòa tan K trong đất
K+ có thể chuyển hóa theo 2 quá trình sinh học sau:
+ Sự biến đổi sinh học của những khoáng chất K.
+ Sự chuyển hóa dưới 2 dạng K
+
không trao đổi và K
+
trao đổi.
8.3 Sự biến đổi sinh học của những khoáng chứa K

2
O
2
do enzim peroxiaza. H
2
O
2
có thể oxi hóa
Mn
2+
.
9.4. Khử sinh học Mn
Quá trình có thể tiến hành theo 3 hướng:
+ Khử trực tiếp: Trong điều kiện yếm khí có sự hiện diện của hợp chất hữu cơ
có thể đồng hóa được Mn
2+
đảm nhận vai trò chất nhận electron.
DH
2
+ MN
2+
 Mn(OH)
2
+ D
+ Khử gían tiếp do quá trình oxi hóa: trong điều kiện axit, Mn có xu hướng
khử. Quá trình nitrat hóa hay SO
4
2-
hóa, môi trường trở nên chua, Mn có xu
hướng khử

2
+ AH
2
+ ATP  NH
3
+ A + ADP + P
( AH
2
là chất cho electron)
III PHÂN VSV CỐ ĐỊNH NITO PHÂN TỬ ( ĐẠM SINH HỌC )
1. Định nghĩa
Là sản phẩm chứa một hay nhiều chủng giống vsv còn giống đã được tuyển
chọn với mật độ đạt tiêu chuẩn hiện hành, có khả năng cố định nito cung cấp
các hợp chất chứa nito cho đất và cây trồng; tạo điều kiện nâng cao năng suất
cây trồng và chất lượng nông sản. Phân bón vsv cố định nito không gây ảnh
hưởng xấu đến người, động, thực vật và môi trường sinh thái.
2. Quy trình sản xuất
2.1Phân lập, tuyển chọn chủng vsv cố định nito
( VSVCDN)
Thông thường đánh giá một số chỉ tiêu sau: thời gian mộc, kích thước khuẩn
lạc và kích thước tế bào vsv, điều kiện sinh trưởng, phát triển, khả năng cạnh
tranh và cường độ cố định nito phân tử. Chủng giống vsv sau khi được tuyển
chọn được bảo quản phù hợp với yêu cầu của từng loài và sử dụng cho sản
xuất chế phẩm cho sản phẩm gốc.
2.2.Nhân sinh khối
Từ chuẩn vsv, người ta tiến hành nhân sinh khối vsv theo phương pháp lên
men chìm hoặc lên men xốp. Sinh khối vsv cố định nito được nhân theo cấp 1,
2, 3 trong các điều kiện phù hợp với từng chủng loại vsv và mục đích sản xuất.
Các sản phẩm vsv sản xuất từ vi khuẩn được tạo ra chủ yếu bằng phương pháp
lên men chìm.

vsv còn sống đạt tiêu chuẩn đã ban hành, có khả năng chuyển hóa các hợp chất
photpho khó tan thành dễ tiêu cho cây trồng sử dụng, góp phân nâng cao năng
suất và chất lượng nông phẩm. Phân lân vsv không gây hại đến sức khỏe của
người, động, thực vật và không ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái.
2. Quy trình sản xuất
2.1.Phân lập, tuyển chọn chủng vsv phan giải lân
Căn cứ vào đường kính vòng phân giải, thời gian hình thành và mức độ trong
của vòng phân giải người ta có thể đánh giá định tính khả năng phân giải mạnh
hay yếu của các chủng vsv phân lập, Để đánh giá chính xác mức độ phân giải
các hợp chất photpho khó tan của vsv, người ta phải xác định định lượng hoạt
tính phân giải của chúng bằng cách phân tinh hàm lượng lân dễ tan trong môi
trường nuôi cấy có chúa loại photphat không tan. Tỷ lệ % giữa hàm lượng lân
tan và lân tổng số trong môi trường được gọi là hiệu quả phân giải.
Ngoài những chỉ tiêu quan trong trên, còn phải đánh giá đặc tính sinh học như
khi chọn chủng VSVCDN đó là: thời gian mọc; kích thước tế bào, khuẩn lạc,
khả năng thích ứng ở pH; khả năng cạnh tranh…
2.2.Nhân sinh khối, xử lý sinh khối, tạo sản phẩm
Các phân đoạn sản xuất phân lân vi sinh được tiến hành tương tự như trong
quy trình sản xuất phân bón VSVCDN. Thông thường để sản xuất phân lân vi
sinh từ vi khuẩn, người ta sử dụng phương pháp lên men chìm trong các nồi
lên men còn phân lân vi sinh từ nấm, người ta sử dụng phương pháp lên men
xốp. Sản phẩm tạo ra của phương pháp lên men xốp là chế phẩm dạng sợi hoặc
chế phẩm bào tử. Chế phẩm lân VSV có thể được sử dụng như một loại phân
bón VSV hoặc bổ sung vào phân hữu cơ dưới dạng chế phẩm VSV làm giàu
phân ủ, qua đó nâng cao chất lượng của phân ủ.
3.Hiệu quả của phân lân vi sinh
Hàm lượng lân trong hầu hết các loại đất đếu rất thấp, vì vậy việc bón phân lân
cho đất nhằm nâng cao năng suất cây trồng là việc làm cần thiết. Người ta cũng
biết rằng khoảng 2/3 lượng phân được bón bị đất hấp phụ trở thành dạng cây
trồng không sử dụng được hoặc bị rửa trôi.

Phát hiện đầu tiên ở ấu trùng bọ hung ở Nhật Bản gồm hai dạng cơ bản là A và B.
Vi khuẩn gây nên hai dạng bệnh được mô tả với tên Bacillus popolliae (dạng bên
A) và B. lentimormus.
2.3 Vi khuẩn Bacillus cereus:
Là vi khuẩn phổ biến trong tự nhiên Gram dương, hình thành bào tử nhưng
không tạo thành tinh thể độc. Tính gây bệnh cho côn trùng của vi khuẩn này rất
khác nhau.
2.4.Vi khuẩn Bacillus thuringiensis:
Đây là vi khuẩn gây bệnh côn trùng quan trọng nhất, được nghiên cứu sử dụng
rộng rãi để trừ nhiều sâu hại trên thế giới, hình que Gram dương, hình thành bào tử
và tinh thể độc tố.Tính độc hay tính diệt sâu của vi khuẩn phụ thuộc vào các độc tố
do vi khuẩn sinh ra trong quá trinh sinh trưởng và phát triến.
2.5.Vi khuẩn Serratia marcescens:
Đây là một vi khuẩn hình que Gram âm, không hình thành bào tử, kí sinh
không bắt buộc trên côn trùng.
2.6.Vi khuẩn Salmonella enteridis:
Đây là vi khuẩn gây bệnh thường hàn ở chuột và một số loài gặm nhắm khác,
kí sinh bắt buộc, Gram âm, không hình thành bào tử.
3. Một số chế phẩm vi khuẩn phòng trừ sâu, bệnh:
3.1.Chế phẩm Bacillus thuringiensis:
Từ 1970 ở Việt Nam bắt đầu nghiên cứu sản xuất BT.Bước đầu các chế phẩm
BT đã được đưa vào sử dụng trừ một số sâu hại như: sâu tơ, sâu xanh….
3.2.Chế phẩm VSV phòng trừ chuột:
Chế phẩm VSV diệt chuột của Liên Xô (cũ) Bacterodensid là sản phẩm được
sản xuất từ vi khuẩn Bacillus thuringiensis có tác dụng gây bệnh và làm chết
các loại chuột nhà, chuột cống, chuột đồng….
4.Chế phẩm VSV diệt sâu hại từ nấm:
-Dưới đây là một số nấm thường gặp: P.nigricans, P.chrysogetum, Penicillium
oxalicum là những loài đối kháng của nấm Pythium spp., Rhioctonia solani…
-Nấm Aspergillus niger đối kháng với các nấm Fusarium solani, Rhizoctonia