Vai trò của vi sinh vật trong chu trình sinh địa hóa C,N,P,S

Trường đại học khoa học tự nhiên - ĐHQGHN - Khoa sinh
Thảo luận
Vai trò của vi sinh vật trong chu trình sinh địa hóa C,N,P,S
SVTH: Đinh Hữu Bốn
Lớp : K52 spsinh
Vai trò của vsv
1) Chu trình sinh địa hóa của cacbon
2) Chu trình sinh địa hóa của nitrogen
3) Chu trình sinh địa hóa của sulfur
4) Chu trình sinh địa hóa của photpho


Fungi,bacteria
Animals
Dead organisms
Fossil fuels
Methane(CH4)
Plastics and othe artifical
products
Atmospheric CO2 & CO2
Disscolved in water
Autotrophs (plants, algae,
Photosynthetic bacteria,
Chemoautotrophic bacteria)
Fixation
Decomposition
Respiration
Combustion
Consumption
Carbon cycle
(Into organic carbon)
Chu trình cacbon
CH4 & CO2 được tạo thành từ hoạt động của vk sinh metan (hoặc sinh vật hóa dưỡng hữu cơ khác nhờ lên men hô hấp kỵ khí )
Trong dạ cỏ của một số loài nhai lại thì vi sinh vật đóng vai trò tiêu hóa thức ăn
Ngoài ra vsv còn tham gia vào tổng hợp các vitamin và amion axít lên men tạo các axit béo, phân hủy xenluloza


Một số vi khuẩn trong dạ cỏ
Fibrobater succinogenes
Ruminococcus albus



Ruminobacter amylophilos
Succinonas amylolytica



Các vi khuẩn phân hủy axít béo cộng dưỡng không có nhiều trong dạ cỏ ()
Là hai loài vi khuẩn kỵ khí
Phân giải xenluloza
Vk phân giải tinh bột
Modified from D. T. Krohne, General Ecology
15%/year
CO2 & CH4
Chu trình nitrogen
Những sinh vật có khả năng cố định đạm là vi khuẩn và tảo gồm hai nhóm :
Nhóm cộng sinh(chủ yếu là vi khuẩn một số ít là tảo và nấm)
Nhóm sống tự do (vk, tảo)
Vi khuẩn tía (Rhodopeudomonas capsulata)
Vk có khả năng cố định nitơ gồm các loài thuộc chi Rhizobium sống cộng sinh với các cây họ đậu
Vd :cỏ 3 lá (Trifolium sp)
Trong môi trường nứơc vk cố định nitơ khác phong phú thường gặp những loài vk kỵ khí thuộc chi Clostridium ,Methano,Bacterium,Methanococcus, etc……
Chu trình nitrogen
Tham gia vào quá trình amon hóa
Rất nhiều vi khuẩn dị dưỡng, Actinomycetes và nấm trong đất, trong nước lại sử dụng các hợp chất hữu cơ giàu đạm, cuối cùng chúng thải ra môi trường các dạng nitơ vô cơ (NO2-, NO3- và NH3)
- Quá trình nitrat hoá (Nitrification)
Quá trình biến đổi của NH3, NH4+ thành NO2-, NO3- được gọi là quá trình nitrit hoá và nitrat hoá hay gọi chung là quá trình nitrat hoá. Quá trình này phụ thuộc vào pH của môi trường và xảy ra chậm chạp, Trong điều kiện pH thấp, tuy không phải tất cả, quá trình nitrat trải qua hai bước:
Những đại diện của chủng vi sinh vật Nitrosomonas có thể biến đổi amoniac thành nitrit, một chất độc thậm chí với hàm lượng rất
N2 in atmosphere
Organisms
(proteins,nucleic.
acids,etc..)
NH3
NO2-
Wastes,
Dead cells
NO3-
NO2-
NH4+
Deamiantion
Ammonification
(sư. Amnoni hóa)
Nitrogen fixation
Nitrification
Nitrogen cycle
Sulfur cycle
Proteins
(dead organisms)
Proteins
(Animals)
Proteins
(Plants, algae,prokatyotes)
SO42-
S0
H2S
Dissimilation
(microorganisms)
Reduction
(bacteria)
Oxidation
(bacteria)
Oxidation
(bacteria)
Chu trình sulfur
Trong điều kiện yếm khí axit sunphuric (H2SO4) có thể trực tiếp bị khử cho sunphit (Do các vi khuẩn Escheria và Proteus)
Sunphat cũng bị khử trong điều kiện kị khí cho lưu huỳnh nguyên ttó hay sunphit (do vi khuẩn dị dưỡng Desulfovibrio,Escheria & Aerobacter)

Sự tồn tại của các loài vi khuẩn khử sunphat như Methanococcus thermolithotrophicus và Methanobacterium thermautotrophium ở nhiệt độ rất cao (70 - 1000C). Có thể giải thích được quá trình hình thành H2S trong các vùng đáy biển sâu (Hydrothermal), các giếng dầu... (Stetter và nnk., 1987).
Các vi khuẩn màu xanh rõ ràng có thể oxy hóa sunphit chỉ đến lưu huỳnh nguyên tố, trong khi đó, vi khuẩn màu đỏ có thể thực hiện oxy hóa đến giai đoạn sunphat:
6CO2 + 12H2O + 3H2S → C6H12O6 + 6 H2O + 3 SO42- + 6H+
- Sự chuyển hóa của hydro sunphit (H2S) sang lưu huỳnh nguyên tố, rồi từ đó sang sunphat (SO42-) do hoạt động của vi khuẩn lưu huỳnh không màu hoặc màu xanh hay màu đỏ.
- Sự oxy hóa hydro sunphit thành sunphat lại do sự phân giải của vi khuẩn Thiobacillus.
- Sunphat bị phân hủy kỵ khí để tạo thành hydro sunphit là nhờ hoạt động của vi khuẩn Desulfovibrio.
Chu trình photpho
Người ta đã thống kê được 9 loài thực vật lớn (Macrophyta) phổ biến tham gia vào việc tìm kiếm và khai thác photpho trong các “mỏ” như thế thuộc các chi Myriophyllum, Potamogeton, Callitriche, Elodea và Najas...

Ở biển, sự phân huỷ sinh học diễn ra rất chậm, khó để phốt pho sớm trở lại tuần hoàn. Tham gia vào sự tái tạo này chủ yếu là nguyên sinh động vật (Protozoa) và động vật đa bào (Metazoa) có kích thước nhỏ.

Phosphorus Cycle