Chu trinh nitrogen

11/6/2010
NHÓM II_LỚP 09MT_KHOA CÔNG NGHỆ SH_MT
1
vòng tuần hoàn nitơ trong tự nhiên
Sơ lược
Nitơ là một nguyên tố dinh dưỡng quan trọng không thể thiếu đối với động vật, thực vật và cả vi sinh vật.
Trong tự nhiên nitơ tồn tại ở 2 dạng
+ Dạng tự do: khí N2 (chiếm 80%) tồn tại trong khí quyển.
+ Dạng hợp chất: Vô cơ: NH4+, NO3-
Hữu cơ: các aa, Pr..
Quá trình amôn hóa
Quá trình cố định phân tử nito
Quá trình nitorat hóa
Quá trình phản nitrat hóa
Vòng tuần hoàn nitrogen trong tự nhiên có các qúa trình như:




1. Quá trình amôn hóa.

* Định nghĩa : Là quá trình phân hủy và chuyển hóa các hợp chất hữu cơ có chứa N dưới tác dụng của các loài vi sinh vật thành NH4+ (NH3) cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng.



Quá trình amôn hóa :
Các hợp chất hữu cơ NH3 hoặc NH4+

VSV
1.1 Quá trinh amôn hóa ure.
a. Khái niệm : Ure là một loại hợp chất hữu cơ đơn giản chứa 46,6 % N, được sản xuất trong các nhà máy phân bón bằng cách tổng hợp.
NH3 + CO2 CO(NH2)2
Lượng hữu cơ được vùi vào đất rất lớn, hàm lượng dinh dưỡng các chất này nằm trong đất khá nhiều nhưng cây trồng không thể hấp thụ được trực tiếp từ các chất hữu cơ đó, mà phải thông qua quá trình phân hủy và chuyển hóa của các loài vi sinh vật để tạo thành các chất dinh dưỡng nuôi dưỡng cây trồng.
b. Cơ chế của quá trình amôn hóa ure
CO(NH2)2 + 2H2O vsv (NH4)2CO3
(NH4)2CO3 2NH3 + CO2 + H2O

Vi khuẩn ure có khả năng phân giải axit uric và xianami canxi. Axit uric là một loại hợp chất nito hữu cơ chứa trong nước tiểu được phân giải như sau :
NH – CO

CO C – NH

NH – C – NH O +4H2O (NH2)2CO + HCOOC_CHOH_COOH

ureaza
c. Các loại vi sinh vật phân giải ure
Paxtơ là người đầu tiên đã phát hiện ra vi khuẩn phân giải ure (1862). Hiện nay đã phát hiện ra rất nhiều chủng vi khuẩn: Planosarcina ureae, Micrococus ureae, Sarcina hansenii, Bacillus pasteurii….
Nhiều loại nấm mốc và xạ khuẩn cũng có khả năng phân giải ure.
Vi khuẩn ure thường thuộc loại hảo khí hoặc kỵ khí không bắt buộc, chúng phát triển tốt ở
pH = 6,5 – 8,5.
Planosarcina urea
Micrococcus urea
Bacillus pasteurii
Chromob acterium
Proteus vulgaris
1.2. Quá trình amôn hóa protein
a. Khái niệm chung :
Protein là thành phần cơ bản của chất nguyên sinh, hàng năm protein được đưa vào đất với số lượng rất lớn ( cùng với xác hữu cơ, phân chuồng, phân xanh, phân rác. Trong protein chứa khoảng 15 – 17% N.
b. Cơ chế của quá trình :
Dưới tác dụng của proteaza, các protein được phân giải thành các hợp chất đơn giản hơn ( polypeptit, olygopeptit).
R_CH(NH2) _ COOH R = CO _ COOH + NH2
R_CH(NH2)_ COOH R = COOH _ COOH + NH3
R_CH(NH2)_ COOH + ½ O2 R_CO_COOH + NH3
R_CH(NH2)_COOH + O2 R_COOH + CO2 + NH2
R_CH(NH2) _ COOH + H2O R_CH2OH + CO2 + NH2
R_CH(NH2)_COOH + H2O R_CO_COOH + NH2 + 2H
R_CH(NH2)_ COOH + H2O R_COOH + NH4 + 4H
R_CH(NH2)_COOH + 2H R_CH2 _ COOH
R_CH(NH2)_ COOH +2H R_CH2 + CO2 + NH3
c. Vi sinh vật :
_ Vi khuẩn gồm : Bacillus mycoides, Ptoteus vulgoris……..
_ Xạ khuẩn : Strertomyces griseus, S.rimesus…
_ Nấm : Aspergillus oryzae, A.flavus, A.terriocoda,….
Vi khuẩn
Pseudomonas fluorescens
Arthrobacter
Serratia
Xạ khuẩn
Nocardia
Streptomyces
Mycobacteries
Nấm
Penicillin
Aspergillus
1.3 Quá trình amôn hóa kitin :
a. Khái niệm chung
Kitin hợp chất cao phân tử bền vững. Cấu trúc của kitin gắn với cấu trúc của xenlulo, nhưng trong phân tử các gốc gluco, người ta thấy gốc hydroxin ở nguyên tử C thứ hai được thay thế bằng những gốc amin đã được axetin hóa.
b. Cơ chế phân giải kitin :

c. Những vi sinh vật phân giải kitin :
_ Vi khuẩn gồm : Achromobacter, Flovobacterium, Bacillus, Cytophaga…….
_ Nấm gồm : Aspergillus, Mortierlla.
_ Xạ khuẩn : Streptomyces, gricescus
1.4. Quá trình phân giải chất mùn :
a. Khái niệm về mùn :
Mùn là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá độ phì của đất. Là chất vô định hình, màu tối, khi bị vi sinh vật phân giải nó cho các chất hữu cơ như lipip, sáp, gluxit, protein…….
b. Thành phần mùn :
Hydratcacbon 1,3%
Hemixenlulo 3%
Xenlulo 0,4%
Lignhin 4,2%
Axit funvic 22%
Axit humic 29,6%
Humin 36,5%
c. Cơ chế phân giải mùn :

Hữu cơ + O2 NH3 + CO2 + Q
VSV
d. Các loài sinh vật đất phân giải mùn
Phân giải chất mùn có rất nhiều các loài sinh vật đất tham gia, kể cả hảo khí và yếm khí, vi khuẩn, xạ khuẩn nấm mốc, nguyên sinh động vật (các con côn trùng), dộng vật đất (giun, dế, mối, kiến…..)
1.5. Ứng dụng :
Vận dụng vào các quá trình chế biến và bảo quản nông sản phẩm, đặc biệt là nông sản quý như : trứng, sữa, thịt hộp, cá hộp….Ngoài ra ta còn vận dụng vào thức ăn cho người và gia súc.
Trong sảm xuất là quá trình rất thường gặp trong quá trình sử dụng và chế biến phân hữu cơ cũng như một số phân vô cơ có trong N.
2. Quá trình nitrát hoá
Gồm 2 giai đoạn
1. Giai đoan nitrit hoá
2NH3 + 3O2  2H+ + 2NO¯2 + 2H2O + 158cal
NH3 NH2OHHNOHN(OH)2HNO2
2. Giai đoạn nitrat hoá
2NO¯2+O22NO¯3 + 48cal
HNO2  N(OH)3 HNO3
2.1 Các nhóm vi sinh vật tham gia trong quá trình nitrát hoá
Nhóm thứ nhất: Nitrosomonas, Nitrosolobus, Nitrocystic,Nitrosospira…
Điển hình: Nitrosomonas
2.2 Đặc tính:

Có hình cầu hoặc hình bầu dục ngắn, thuộc vi khuẩn Gram(-), không sinh bào tử, có thể chuyển động nhờ có tiêm mao. Vi khuẩn thuộc loại này thường hiếu động và có râu dài.
nitrsomonas europaea
Nhóm thứ hai :
nhóm vi khuẩn nitrat hoá
Nitrobacter, Nitrospira, Nitrococcus…
Điển hình: Nitrobacter
Chúng gồm nhiều vi khuẩn hợp thành là những trực khuẩn nhỏ, không có bào tử, Gram(-)
2.3 Tác hại và các biện pháp khắc phục
A. Tác hại:
Quan niêm cũ : quá trình nitrat hoá là có lợi cho nông nghiệp vì:
1. Cây trồng hấp thụ nitơ dạng NO3 nhanh hơn dạng NH+4
2. Làm tăng tính acid cho môi trường  làm tăng quá trình khoáng hoá một số muối khó tan như phospho, cali, canxi hay magie.
Tuy nhiên ngày nay thì ngược lại vì:

Nhiều thí nghiêm cho thấy cây trồng hấp thụ dạng NH3 (NH+4) không thua kém NO¯3.
Quá trình chuyển từ NH+4NO¯3 làm tiền đề cho quá trình mất đạm trong đất qua con đường thấm sâu, rửa trôi, đặc biệt là phản nitrat hoá.
Dinh dưỡng nitơ ở dạng NH+4 đựoc giữ trong keo đất bền hơn ở dạng NO¯3.
Quá trình chuyển hoá này làm cho đất chua đi làm ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật đất, sinh trưởng và phát triển của cây trồng.
Ngoài ra NO¯3 tích luỹ ở một mức độ quá mức cho phép sẽ làm cho đất bị ô nhiễm nitrát.
Hàm lưọng nitrat cao trong thực phẩm sẽ gây ngộ độc, ung thư
Tưới tiêu, chủ động tránh các điều kiện ngập nước, yếm khí, tránh khô hạn.
Áp dụng các công thức luân canh hợp lý.
Biện pháp hoá học như: các dạng phân đạm bọc S, dùng thuốc ức chế nitrificid bón vào đất để ức chế hoạt động của nhóm vi sinh vật tham gia vào quá trình nitrat hoá.

2.4 Các biện pháp khắc phục:

3. Quá trình phản nitrat hoá
3.1.Khái niệm
Là quá trình vi sinh vật thực hiện việc khử nitrat thành nitrogen phân tử đồng thời với việc oxy hoá các hợp chất hữu cơ như đường, rượu, acid hữu cơ thành CO+ và H2O.Chất nhận hydrogen cuối cùng là NO¯3. Năng lượng sinh ra khi oxy hoá cơ chất được vi sinh vật sử dụng trong quá trình hoạt động sống của mình .
 Quá trình phản nitrat hoá có thể xảy ra trong điều kiện hiếu khí lẫn trong điều kiện kị khí nhưng đặc biệt mạnh trong điều kiện kị khí vì oxy có tác dụng ức chế quá trình phản nitrat hoá
3.2. Một số vi sinh vật tham gia vào quá trình phản nitrat hoá
Pseudomonas Denitrificans, Achromobacter, P.stutzeri, P.fluorescens, Mierococcus denitrificant, Hidrogenomonas agilis.
3.3. Cơ chế quá trình phản nitrat hoá

NO2¯+2H+NO¯2+H2O
Ở đây NO3¯ thu H+ để biến thànhNO2¯. Nếu điều kiện khử mạnh quá trình có thể chuyển thành:
NO3¯+9H+ NH3+3H2O
3.4. Cơ chế:
Quá trình khử NH3 thành N2 như sau:
NO-3 NO¯2 NO N2O N2
Cơ chế vận chuyển điện tử ở các loại vi khuẩn phản nitrat hoá giống nhau. Đối với vi khuẩn Psedomonas thì hệ thống vận chuyển điện tử khử nitrit như sau :
NAD(P)H FAD, FMNCa2+, Fe3+cytochrome  NO2-, NO- N2
3.5. Tác hại và biện pháp khắc phục
a. Tác hại
Quá trình phản nitrat hoá làm mất tới 90% tổng lượng đạm bị mất trong đất




b. Biện pháp
Làm cỏ sục bùn
Tiêu úng cho vùng ngập lụt,tưới nước cho vùng hạn hán
Bón đạm vào lúc trời ít nắng
3.6. Ứng dụng của 2 quá trình nitrat hoá và phản nitrat hoá
Từ 2 quá trình này ta có thể ứng dụng để xử lý nguồn nước, đất bằng biện pháp sinh học
1. Nguồn bị nhiễm amoni

2. Nguồn bị nhiễm nitrat
Nước nhiễm amoni
Mô hình xử lý nguồn nước nhiễm amoni
Xử lý amoni tại nhà
Nước đã xử lý amoni
Quá trình trên thường được ứng dụng trong bể phản ứng sinh học với lớp bùn dính bám trên các vật liệu mang giá thể vi sinh
4. Quá trình cố định Nitơ phân tử
Trong công nghiệp hoá học, để phá vỡ mối liên kết ba của phân tử nitơ, tạo ra phân nitơ hoá học thì cần phải trả qua một quá trình kỹ thuật rất tốn kém như ở nhiệt độ cao (1500C), áp suất lớn (200 atm) và phải dùng các loại xúc tác đắt tiền. Trong khi đó thì các loại vi sinh vật đồng hoá Nitơ một cách dễ dàng và thường xuyên xảy ra. Người ta gọi việc làm này là quá trình cố định nitơ phân tử
Trong tự nhiên có ba con đường cố định nitơ
Quá trình hoá học
Quá trình cố định nitơ phân tử tự do
Quá trình cố định nitơ phân tử cộng sinh
4.1.Quá trình cố định nhờ vi khuẩn sống tự do
Azotobacter

Vi khuẩn Azotobacter có tế bào từ hình cầu đến hình que. Tế bào phân cắt nảy nở theo lối giản đơn. Di động được nhờ tiêm mao mọc khắp quanh cơ thể

Phần lớn các chủng Azotobacter phân lập đựơc từ thiên nhiên có khả năng cố định được trên 10mg N2 khi tiêu thụ hết 1g các hợp chất cacbon


Khả năng cố định N2 của Azotobacter phụ thuộc vào từng chủng của vi khuẩn, thành phần môi trường nuôi cấy, pH và nhiệt độ nuôi cấy, sự tồn tại của các hợp chất nitơ, tính chất của nguồn thức ăn cacbon, sự có mặt của các nguyên tố vi lượng và các chất hoạt động sinh học
Ngoài nitơ phân tử Azotobacter còn có khả năng đồng hoá muối amon và ure. Một số chủng Azotobacter Có khả năng sử dụng nitrit và nitrat. Hai loại aixit amin thích hợp nhất đối với nhu cầu dinh dưỡng của Azotobacter là axit glutamic và axit asparagimic

Sự có mặt của muối amon hay natri trong môi trường sẽ làm hạn chế sự cố định N2 của Azotobacter

Về thức ăn cacbon Azotobacter Có khả năng đồng hoá nhiều loại monosaccarit, disaccarit, glixerin, mannit, sorbit, inozit, các oxit axit, các diaxit, các hợp chất thơm
Sự tồn tại và phát triển của Azotobacter còn chịu ảnh hưởng của lượng photpho trong môi trường

Một số nghiên cứu cho biết hoạt động cố định nitơ của Azotobacter chỉ xảy ra khi nồng độ PO43- đặt đến 4mg trong 10ml môi trường .Ngược lại khi nồng độ PO43- đạt tới 800mg trong 10ml môi trường thì hoạt động cố định nitơ bị ngưng lại. Sự mẫn cảm mạnh mẽ của Azotobacter với phopho đã cho phép người ta sử dụng chúng như loại sinh vật chỉ thị để xác định nhu cầu về photpho của đất
Canxi cũng ảnh hưởng lớn đến sự phát triển của Azotobacter Vì vậy người ta cũng dùng Azotobacter là vật chỉ thị để xác định nhu cầu bón vôi cho từng loại đất
Các nguyên tố vi lượng (B, Mo, Fe, Mn )cũng cần thiết đối với Azotobacter Chúng giúp cho quá trình cố định nitơ tiến hành được thuận lợi

Các nguyên tố phóng xạ (radi, tori, unari) có khả năng kích thích sự phát triển của Azotobacter và quá trình cố định nitơ của chúng
Azotobacter rất mẫn cảm với pH chúng có thể phát triển được ở môi trường pH = 4,5 - 9,0. Nhưng pH thích hợp nhất của đối với Azotobacter là pH= 7,2 - 8,2
Tế bào của Azotobacter có áp xuất thẩm thấu thấp hơn so với nấm và xạ khuẩn. Nhu cầu về độ ẩm của Azotobacter tương tự như nhu cầu của cây trồng. Nhiệt độ thích hơp là từ 25 - 30 0C
Azotobacter Có khả năng tiết ra các vitamin và các chất sinh học
Azotobacter Có khả năng tiết ra các loại thuốc kháng sinh để chống nấm thuộc nhóm Anixomixin
b. Beijerinskii
Beijerinskii Là một loại vi khuẩn hiếu khí cố định nitơ rất giống với Azotobacter
Đặc điểm chung của các vi khuẩn thuộc chi Beijerinskii Là chịu chua cao hơn nhiều so với Azotobacter Tế bào của chúng có hình cầu, hình bầu dục hoặc hình que. Có loài di động được và không di động được, không sinh bào tử và nang xác, sinh trưởng chậm, khuẩn lạc của Beijerinskii rất lồi, rất nhày, không màu, khi già có màu tối
Vi khuẩn thuộc chi Beijerinskii Thường có thể cố định được từ 16 - 20 mg nitơ phân tử khi đồng hoá hết 1g các chất sinh năng lượng

Beijerinskii : Bắt đầu phát triển được khi có từ 0,2 mg nồng độ PO43- trong 100ml môi trường
Beijerinskii phát triển được ở môi trường pH trung tính hoặc kiềm yếu, pH thích hợp nhất đối với Beijerinskii là 4,5 - 6,0
Beijerinskii có thể phát triển trong phạm vi nhiệt độ là 16 - 37 oC.Nhiệt độ thích hợp 25 - 30 oC. và độ ẩm là từ 70 - 80%
Ngoài ý nghĩa kinh tế là khả năng cố định nitơ phân tử Beijerinskii Còn có thể tổng hợp ra một số chất hoạt động sinh học có tác dụng kích thích tăng trưởng của cây trồng
c. Clostridium :
Clostridium pasteurianum chúng có thể đứng xếp riêng, xếp thành đôi hoặc xếp thành chuỗi ngắn, có tiêm mao, có khả năng di động, có b�o t?, có thể nằm ở giữa hoặc đầu tế bào


Ng­êi ta chia thµnh nhiÒu lo¹i Clostridium :Clostridium butyrium, Clostridium beijerinskii C. pectinovorum, Clostridium cã kh¶ n¨ng ®ång ho¸ c¸c nguån thøc ¨n nit¬ v« c¬ vµ h÷u c¬
Tác dụng cố định N của Clostridium pasteurianum thấp hơn Azotobacter. Cứ mỗi khi tiêu thụ 1g hydratcarbon thì chúng cố định được 2-3 mg N. Tuy nhiên Clostridium pasteurianum rất nhiều và phân bố rộng rãi hơn Azotobacter nên nguồn N mà chúng cố định cho đất là rất quan trọng. Chúng lại phát triển được ở ruộng ngập nước, yêu cầu pH không gắt gao nên thích hợp cho các loại ruộng của ta.
4.2. Qu¸ tr×nh cè ®Þnh nit¬ ph©n tö céng sinh

Quá trình đồng hoá nitơ của không khi dưới tác dụng của hệ cộng sinh tạo thành các hợp chất chứa nitơ được gọi là quá trình cố định nitơ cộng sinh .Mối quan hệ đặc biệt giữa cây họ đậu và vi khuẩn nốt sần, hay địa y là mối quan hệ giữa nấm và tảo
a. Đặc tính sinh học và tính chuyên hoá của vi khuẩn nốt sần
Gi?ng (chi) Rhizobium, nú thay d?i hỡnh d?ng tựy theo l?a tu?i v� di?u ki?n s?ng. Khi cũn non chỳng l� tr?c khu?n nh? bộ, khụng cú b�o t?, di d?ng nh? tiờn mao. Trong quỏ trỡnh phỏt tri?n, chỳng s? chuy?n th�nh hỡnh c?u v� nh?ng d?ng phõn nhỏnh hỡnh ch? Y, ch? V g?i l� gi? khu?n th?
Ng�y nay người ta dó mụ t? du?c 11.000 lo�i thu?c h? dậu v� 1200 cú kh? nang t?o n?t s?n trong dú cú 133 lo�i khụng c? d?nh nito
Độ thoáng khí của đất liên quan đến số lượng và chất lượng nốt sần.
Bản thân thực vật không thể sử dụng ni-tơ trong không khí, nhưng chúng có thể nhờ vào vi khuẩn để tạo nên các cổng xử lý ni-tơ trong nốt sần trên rễ.
b. Sự hình thành hệ cộng sinh ở rễ cây họ đậu

Ph?n l?n cỏc cõy thu?c h? d?u khụng c?n th?c ăn h?p ch?t, chỳng cú th? s? d?ng du?c N khụng khớ. Nhung kh? năng n�y khụng ph?i b?n thõn cõy h? d?u cú m� do nh?ng vi khu?n n?t r? c?ng sinh v?i cõy h? d?u mang l?i.

Quan hệ cộng sinh giữa vi khuẩn cố định đạm Rhizobium với rễ của các cây họ đậu là "quá trình chung sống bên nhau để cùng có lợi", qua đó vi khuẩn Rhizobium sẽ lấy được các nguồn hydrad cacbon (đường, tinh bột) cho hoạt động sống, ngược lại cây chủ sẽ được vi khuẩn cung cấp các nguồn đạm vô cơ phân tử ammonia cho sự sinh trưởng. Quan hệ cộng sinh này có vai trò hết sức quan trọng trong sự ổn định chu trình dinh dưỡng nitơ, bổ xung nguồn đạm cho đất và dinh dưỡng cây trồng, ổn định năng suất mùa vụ, phát triển bền vững sinh thái
Vi khuẩn nốt sần (VKNS) thường xâm nhập vào rễ cây họ đậu thông qua lông hút hoặc qua vết thương ở rễ. Mỗi loại câyhọ đậu thườngtiết ra xung quanh rễ những chẫt có tác dụng kích thích chủng vi khuẩn nốt sần chuyên tính và ức chế chủng vi khuẩn nốt sần không chuyên tính để thực hiện quá trình xâm nhiễm
Đến lớp nhu mô, VKNS kích thích các tế bào rễ cây phát triển và phân chia vi khuẩn thoát ra khỏi dây xâm nhập và đ vào tế bào chất. ở đó chúng sinh sản nhanh và tạo thành dạng giả khuẩn
Cường độ cố định nitơ của từng loại cây trồng khác nhau thì khác nhau, vì vậy chúng cho khối lượng nốt sần khác nhau

4.3. Cơ chế của quá trình cố định Nitơ phân tử

Có thể nói quá trình cố định nitơ là một quá trình khử N2 thành NH3 và enzym nitrogenaza đã xúc tác cho quá trình khử này khi có mặt ATP
Theo cơ chế hoàn thiện mới nhất (1992) thì quá trình cố định nitơ được thể hiện bằng phương trình sau :

N ≡ N
2H
NH=NH
2H
NH2 – NH2
2H
NH3
Nitrogenaza: Được xác minh là gồm 2 phần khác nhau
Electron : của các hợp chất khử đi vào trung tâm có chứa Fe của thành phần II và tiếp tục chuyển cho thành phần chứa enzym
Eletron đã hoạt hoá đi theo mạch nguyên tử Fe đến Mo, ở bên trong hạt I Mo sẽ bị khử, nhờ đó nó có khả năng phản ứng nhanh chóng với N2
Phân tử N2 đi qua khe có kích thước khoảng từ 4 - 5 A0, tức là tương đương với chiều dai của phân tử N2
Kết quả : Sẽ làm đứt hai dây nối cực phân tử N2 . Năng lượng tiêu phí là 7,8 x 10 5 J/mol. Dây nối thứ ba sẽ bị cắt đứt sau khi tiếp xúc với hydro đã được hoạt hoá nhờ các men dyhidrogenaza và hệ thống hydrogenaza
Sau đó NH3 hoặc sản phẩm khử được sinh ra sẽ liên kết với các ketoaxit để tạo thành axitamin. Trong hoạt động cố đinh N2 của thể cộng sinh giữa VKNS và cây họ đậu có sự tham ra của cả nốt sần lẫn cây họ đậu. Leghemoglobin đóng vai trò chuỗi chuyền electron giữa cây họ đậu và VKNS
Tóm lại, nhờ có hoạt tính cố đinh nitrogenaza, N2 chuyển thành NH3
Nitrogenaza được cấu tạo bởi 2 phần
Fe - protein có khối lượng phân tử 6 . 10 4
Mo - Fe - protein có khối lượng phân tử 2,2 . 105
Trong Mo - Fe - protein có chứa 2 nguyên tử Mo, có 32 nguyên tử Fe và 25 - 30 nguyên tử S không bền với axit. Quá trình vận chuyển điện tử trong quá trình tái tạo của nitrogenaza có thể trình bày bằng sơ đồ sau :
4.4. Điều kiện ngoại cảnh ảnh hưởng đến quá trình cố định nitơ
Cường độ cố định nitơ phân tử phụ thuộc vào nhiều yếu tố ngoại cảnh
Khí hậu , thời tiết cụ thể là nhiệt độ, ánh sáng , độ ẩm và các nguyên tố dinh dưỡng trong môi trường
Điện thế oxy hoá khử trong đất
Tuỳ từng loại vi khuẩn cố định nitơ khác nhau mà thích ứng với môi trường pH của đất khác nhau
Số lượng vi khuẩn cố định nitơ phân tử chuyên tính trong đất
Điều kiện canh tác


Có các lực khử mạnh: Fed-H2, NAD-H2,
FAD-H2;

Được cung cấp năng lượng ATP;

Có sự tham gia của enzym Nitrogenaza;

Thực hiện trong điều kiện gần như kị khí.

4.5. ứng dụng chế phẩm sinh học
Có ý nghĩa to lớn trong sản xuất nông nghiệp, sản xuất phân đạm sinh học dễ dàng, rẻ, thuận lợi, lại không gây hại đến môi trường

Sử sụng phân đạm cho cây trồng được lâu hơn, bền hơn , không gây độc hại đến nông phẩm