Quá trình hình thành đất và hệ vi sinh vật trong đất tự nhiên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC ------  ------ Giảng viên hướng dẫn:TS. Nguyễn Văn Giang Học viên thực hiện: Nông Thị Quỳnh Anh Lớp: CNSHB – K21 * * * I. MỞ ĐẦU  Đất đai là tài nguyên vô cùng quý giá. Đất là giá đỡ cho toàn bộ sự sống của con người và sinh vật. Môi trường đất là cả một thế giới-một hệ sinh thái phức tạp được hình thành qua nhiều quá trình sinh học, vật lý và hóa học. Nhân tố sinh vật trong đất là nhân tố quyết định đến độ phì của đất. => Quá trình hình thành đất và hệ sinh vật trong đất tự nhiên * II. Đất và quá trình hình thành đất Định nghĩa: Đất là lớp ngoài cùng của thạch quyển, bị biến đổi tự nhiên dưới tác động tổng hợp của nước, không khí, và sinh vật. * Sự hình thành đất: Đất được hình thành do sự biến đổi lớp vật chất diễn ra ở lớp ngoài cùng của vỏ trái đất. . Sinh vật, đặc biệt là thực vật xanh hút chất dinh dưỡng dưới dạng các nguyên tố vô cơ, quang hợp để chuyển thành chất hữu cơ của cơ thể, khi chết đi chúng để lại một lượng hữu cơ lớn đóng góp vào quá trình tạo đất. Vòng tuần hoàn dạng xoắn ốc Đất-Cây-Đất lặp đi lặp lại tích lũy chất hữu cơ và hình thành đất. * Quá trình hình thành đất Đất Khái niệm: Dưới tác động của các yếu tố ngoại cảnh: Nước, chất khí, nhiệt, sinh vật … các khoáng vật và đá bị phá hủy. => Kết quả: Đá và khoáng vật bị vỡ thành những mảnh có kích thước nhỏ hơn và/ hoặc thay đổi trạng thái tồn tại cũng như thành phần hóa học. * Quá trình phong hóa đá Khái niệm: Phong hóa vật lý là sự phá hủy đá thành các phần tử có kích thước nhỏ hơn nhưng không làm thay đổi thành phần và tính chất của đá ban đầu. Tác nhân: Nhiệt độ, áp suất, các hoạt động địa chất như nước chảy, gió thổi… * Phong hóa vật lý Là quá trình phá hủy đá bởi các tác nhân hóa học, làm thay đổi kích thước, thành phần và tính chất của đá. * Với phong hóa hóa học, các đá không chỉ bị phá hủy thành những phần tử có kích thước nhỏ hơn mà còn bị thay đổi sâu sắc về thành phần và tính chất hóa học. * Phong hóa hóa học * Khái niệm: Phong hóa sinh học (PHSH) là quá trình phá hủy đá dưới hoạt động của sinh vật và sản phẩm của chúng. Đá bị phá hủy do biến đổi cơ học hoặc hóa học. * * * Tích lũy chất hữu cơ Quá trình hình thành đất CÁC YẾU TỐ HÌNH THÀNH ĐẤT * ĐẤT THỜI GIAN SINH VẬT CON NGƯỜI ĐÁ VÀ MẪU CHẤT KHÍ HẬU ĐỊA HÌNH Thành phần cơ bản của đất 1. Do động vật phân hủy 3. Thực chất là Dung dich đất * * Hình 1.3. Thành phần sinh vật đất * * 1. Động vật đất Là tất cả những động vật có hoạt động sống phụ thuộc hoặc có ít nhiều liên quan đến môi trường đất. Ý nghĩa của động vật đất: - Tạo lỗ hổng trong đất . - Phân động vật cung cấp thành phần dinh dưỡng cho đất, gắn kết các hạt đất tạo cho đất có cấu trúc. - Nhào trộn các chất hữu cơ tạo thành các phức chất mùn-sét bền vững, đó là những phức hệ hấp phụ ion tốt. Chuột chũi Giun đất * * 2. Thực vật đất - Thực vật bật thấp: tảo đơn bào, nấm, địa y… phân hủy hợp chất hữu cơ, làm sạch môi trường, nâng cao độ phì… - Thực vật bậc cao: giữ đất, giữ nước, hạn chế rửa trôi, làm giàu thành phần hữu cơ. - Mỗi loại đất đều có 1 thảm thực vật đặc trưng. * * * * Vi sinh vât: Là những sinh vật có kích thước bé không quan sát được bằng mắt thường mà phải dùng kính hiển vi mói nhìn thấy. Kích thước được đo bằng μm hoặc nm. * Đặc điểm chung: Có khả năng hấp thu và chuyển hoá mạnh vật chất do bề mặt tiếp xúc lớn. Có khả năng thích ứng cao với điều kiện môi trường và dễ biến dị nên việc chọn lọc và duy trì một loài VSV nào đó là rất khó. Sinh trưởng và phát triển nhanh. Phổ biến ở mọi nơi trong mọi điều kiện . * Vai trò chung: Phân giải xác động vật, thực vật tạo độ dày tầng mùn. Tăng độ phì nhiêu của đất (cố định nitơ tự do). Tham gia quá trình chu chuyển các nguyên tố hoá học. * * 3.1. Vi khuẩn (Bacteria) Vi khuẩn phân giải chất hữu cơ không chứa đạm Vi khuẩn phân giải protein, ure giải phóng amoniac Vi khuẩn phản nitrat hóa Vi khuẩn tổng hợp nitơ tự do Vi khuẩn ôxy hóa lưu huỳnh Vi khuẩn ôxy hóa sắt Vi khuẩn phân giải P, K. Vi khuẩn Gram dương, Gram âm * * 3.2. Xạ khuẩn - Xạ khuẩn là nhóm vi sinh vật phân bố rộng rãi trong đất, chúng tham gia vào quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ trong đất như xelluloza, tinh bột, … góp phần khép kín vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên. - Tham gia vào quá trình hình thành các axit mùn. - Một vài loại có khả năng cố định Nitơ khi cộng sinh với rễ cây không thuộc bộ đậu. - Tạo ra chất kháng sinh làm giảm vi sinh vật gây bệnh trong đất đối với cây trồng. * * 3.3 Nấm * * Tảo là sinh vật tự dưỡng không bắt buộc, Tảo phát triển mạnh ở lớp đất mặt.. * Vai trò - Tảo có tác dụng là tăng khả năng hoà tan của khoáng vật đặc biệt là cacbonat, làm tăng tốc độ phong hoá. - Cung cấp lượng lớn chất hữu cơ cho đất Một số tảo lục lam có khả năng cố định nitơ tự do. Hạn chế xói mòn đất do gió. * * 3.5 Địa y Có khả năng giải phóng axit phá huỷ đá mạnh * * SỰ PHÂN BỐ VI SINH VẬT TRONG MÔI TRƯỜNG ĐẤT Số lượng và thành phần VSV trong đất thay đổi tùy chất đất, nơi đất nhiều CHC, giàu chất mùn, độ ẩm thích hợp thì số lượng và thành phần VSV nhiều. Vd: Đầm lầy, đồng nước trũng, ao hồ, khúc sông chết, cống rãnh… Nơi đất có đá, đất có cát số lượng và thành phần VSV ít hơn. * * Sự phân bố vi sinh vật trong môi trường đất Bảng lượng vi khuẩn trong đất xác định theo chiều sâu đất * * Tb/g đất Tb/g đất Tb/g đất SỰ PHÂN BỐ VI SINH VẬT TRONG MÔI TRƯỜNG ĐẤT Phân bố theo chiều sâu Quần thể vi sinh vật thường tập trung nhiều nhất ở tầng canh tác. Đó là nơi tập trung rễ cây, chất dinh dưỡng, có cường độ chiếu sáng, nhiệt độ, độ ẩm thích hợp nhất. Thành phần vsv cũng thay đổi theo tầng đất: vi khuẩn Hiếu khí, vi nấm, xạ khuẩn thường tập trung ở tầng mặt vì tầng này có nhiều oxy, càng xuống sâu vsv các nhóm vi sinh vật hiếu khí càng giảm mạnh. Ngược lại, các nhóm vi khuẩn kị khí như vi khuẩn phản nitrat hóa phát triển mạnh ở độ sâu 20-40 cm. * * SỰ PHÂN BỐ VI SINH VẬT TRONG MÔI TRƯỜNG ĐẤT Phân bố theo các loại đất Đất có điều kiện dinh dưỡng khác nhau, độ ẩm, độ thoáng khí, pH khác nhau. Trong đất lúa nước VSV kỵ khí phát triển mạnh. Vd: Vk amon, Vk nitrat hóa. Ngược lại các VSV hiếu khí rất ít (Vk cố định nito, vi nấm, xạ khuẩn). Tỷ lệ giữa vi khuẩn hiếu khí/yếm khí luôn 1, có khi đạt tới 4-5. * * SỰ PHÂN BỐ VI SINH VẬT TRONG MÔI TRƯỜNG ĐẤT Phân bố theo các loại đất Vùng rễ cây là vùng VSV phát triển mạnh nhất so với vùng không có rễ vì rễ cây cung cấp lượng lớn CHC khi chết đi. Rễ cây tiết ra các CHC làm nguồn dinh dưỡng cho VSV lúc còn sống. Rễ cây làm cho đất thoáng khí, giữ độ ẩm.  Do đó số lượng VSV vùng rễ phát triển mạnh hơn vùng ngoài rễ. * * MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC NHÓM VSV TRONG ĐẤT Dựa vào tính chất của các loại giữa các nhóm VSV chia làm 4 loại quan hệ: Quan hệ ký sinh Là hiện tượng VSV này sống ký sinh trên VSV khác Quan hệ cộng sinh - Là quan hệ 2 bên cùng có lợi, bên này không thể thiếu bên kia trong quá trình sống. Quan hệ hỗ sinh - Là quan hệ 2 bên cùng có lợi nhưng không nhất thiết phải có nhau mới sống được như quan hệ cộng sinh. Quan hệ này thường thấy trong VSV vùng rễ. Quan hệ đối kháng: - Là quan hệ giữa một bên là loài có lợi  và bên kia là loại có hại, gồm các mối quan hệ: Cạnh tranh, ký sinh, ức chế, cảm nhiễm, sinh vật này ăn sinh vật khác. * * V. KẾT LUẬN * Quá trình hình thành đất là một quá trình biến đổi vật chất xảy ra ở lớp vỏ ngoài của vỏ quả đất, liên tục và kéo dài từ hàng triệu năm nay, kết quả tạo thành lớp phủ thổ nhưỡng có hoạt động sinh học. Sinh vật là một trong năm nhân tố hình thành đất và đóng vai trò là nhân tố chủ đạo. Trong đất luôn tồn tại và diễn ra quá trình trao đổi, chuyển hoá vật chất được thực hiện nhờ sinh vật, vì vậy, sinh vật là một bộ phận không thể tách rời của đất, là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá độ phì đất. * TRÂN TRỌNG CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE ! *