Đóng

Sinh học nông nghiệp

26/07/2021

Vòng tuần hoàn chất dinh dưỡng & vai trò của vi sinh vật

Chu trình dinh dưỡng là chìa khóa của tất cả sự sống trên trái đất. Trong khi có 6 chu kỳ dinh dưỡng chính, tất cả chúng đều phụ thuộc vào cùng một thứ. Sự chuyển giao năng lượng và vật chất từ ​​hóa chất không sống sang cơ thể sống. 

Tất cả các chu trình dinh dưỡng đều có chung một yếu tố quan trọng khác. Tất cả chúng đều yêu cầu vi sinh vật hoạt động bình thường. 

Vi sinh vật tham gia vào tất cả 6 chu trình dinh dưỡng chính. Và, trên thực tế, vi sinh vật là những nhà tái chế chính trên hành tinh. Nói cách khác, chúng là yếu tố tái chế chất dinh dưỡng chính giữa các sinh vật sống. 

6 chu kỳ dinh dưỡng chính

  • Chu kỳ carbon
  • Vòng tuần hoàn nước
  • Chu trình nitơ
  • Chu trình lưu huỳnh
  • Chu kỳ phốt pho
  • Chu trình oxy

Chu kỳ carbon

  • Giống như tất cả các chu trình dinh dưỡng, chúng ta sẽ nói về chu trình carbon liên quan đến cả các hóa chất không sống và các sinh vật sống. 
  • Các chu kỳ carbon  là quá trình trong đó  cacbon  đi từ không khí vào các sinh vật và Trái đất và sau đó trở lại vào khí quyển. Thực vật lấy  khí  cacbonic từ không khí và sử dụng nó để làm thực phẩm. Sau đó, động vật ăn thức ăn và  carbon được lưu trữ trong cơ thể chúng hoặc thải ra dưới dạng CO2 thông qua quá trình hô hấp.

Vi sinh vật và chu trình cacbon

  • Các vi sinh vật bổ sung vào chu trình carbon. Một nhóm vi khuẩn (sinh vật dị dưỡng) có thể phân hủy các phân tử hữu cơ. Khi điều này xảy ra, chúng thải CO2 vào khí quyển. Cũng giống như thực vật. 
  • Một nhóm vi khuẩn khác, sinh vật tự dưỡng, cố định CO2 trong khí quyển và tạo ra các hợp chất hữu cơ, như carbohydrate (đường). 
  • Một tầm quan trọng khác của vi sinh vật đất trong chu trình cacbon là làm suy thoái hoặc phân hủy động vật và thực vật, giải phóng chất dinh dưỡng của chúng, bao gồm cả cacbon trở lại hệ sinh thái. Ngoài ra, chúng tích tụ một số carbon vào cấu trúc tế bào của chúng. Theo cách này, Carbon được tuần hoàn và tái chế thông qua hệ sinh thái của trái đất. 

Chu trình nước một phần của Chu trình dinh dưỡng

Có 4 phần chính trong chu trình nước, còn được gọi là  chu trình thủy văn:

  • Sự bay hơi – xảy ra khi nước được làm nóng bởi mặt trời. Thoát hơi nước có thể được coi là một dạng bay hơi. 
  • Đối lưu –  Đối lưu trong chu trình nước là khi không khí ở gần bề mặt được đốt nóng, sau đó bốc lên
    và tỏa nhiệt với nó. Hơi nước trong không khí lạnh đi và chuyển trở lại thành chất lỏng,
    tạo thành các đám mây. Đây được gọi là sự ngưng tụ
  • Lượng mưa – Tất cả chúng ta đều quen thuộc với các loại mưa; mưa, mưa đá, tuyết, mưa đá. 
  • Lưu trữ / Thu thập – hầu hết nước trên Trái đất được lưu trữ. Trên thực tế, khoảng 96% lượng nước được lưu trữ trong đại dương. 

Vi sinh vật và chu trình nước – Chu trình chất dinh dưỡng

  • Gần đây, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng vi khuẩn đóng một vai trò quan trọng trong việc hình thành băng trong các đám mây. Chúng là những chất xúc tác tạo băng hiệu quả nhất. Sự hình thành của băng trong các đám mây là rất quan trọng vì đây là cách tuyết và mưa bắt đầu. 

Chu trình Nitơ – Chu trình chất dinh dưỡng

  • Chu trình nitơ là một chu trình sinh địa hóa, theo đó Nitơ được chuyển đổi về mặt hóa học thành nhiều dạng. Sau đó, nó luân chuyển giữa các hệ sinh thái biển, hệ sinh thái trên cạn và khí quyển. Nitơ có thể được chuyển đổi bằng các quá trình hóa học, vật lý và sinh học. 
  • Phần lớn Nitơ trong khí quyển ở dạng N2. Trên thực tế, bầu khí quyển được tạo thành từ khoảng 78% N2. 
  • Vấn đề là hầu hết các loài thực vật và động vật không thể sử dụng Nitơ có trong khí quyển. Và Nitơ là nguyên tố cần thiết cho cơ thể sống. 
  • Nitơ được yêu cầu trong các axit amin (các khối cấu tạo của protein) và trong các axit nucleic (RNA và DNA). 

Vi sinh vật và chu trình nitơ

  • Có cả một nhóm vi sinh vật trong  đất  có thể chuyển hóa N2 trong khí quyển thành dạng NH3 (amoniac) có thể sử dụng được. Amoniac này sau đó được sử dụng cho một nhóm vi khuẩn đất khác, vi khuẩn nitrat hóa. 
  • Vi khuẩn nitrat hóa có thể chuyển đổi amoniac thành N02 (nitrat) hoặc NO3 (nitrit). Cả ba dạng nitơ, amoniac, nitrat và nitrit đều có thể được cây trồng sử dụng. 
  • Bước cuối cùng của chu trình nitơ cũng được thực hiện bởi vi khuẩn, khử nitơ. Khử nitrat là sự chuyển đổi sinh học của nitrat thành N2. Sau đó N2 trở lại khí quyển để hoàn thành chu trình dinh dưỡng nitơ. 

Chu trình lưu huỳnh – Chu trình dinh dưỡng

  • Chu trình lưu huỳnh cũng là một chu trình sinh địa hóa, theo đó lưu huỳnh lưu thông trong tự nhiên dưới nhiều hình thức khác nhau. 
  • Lưu huỳnh là một chất dinh dưỡng quan trọng đối với cả thực vật và động vật vì nó là thành phần của một số axit amin, chẳng hạn như cysteine ​​và homocysteine. Như chúng ta đã thấy trước đây, axit amin là khối cấu tạo của protein. 

Vi sinh vật và chu trình lưu huỳnh – Tái chế chất dinh dưỡng

  • Một số vi khuẩn có khả năng khử lưu huỳnh thành H2S. Một số khác có thể oxy hóa Lưu huỳnh thành SO4. 
  • Quá trình khử lưu huỳnh thành axit sulfuric rất thú vị và có thể gây ra các vấn đề về môi trường. Tuy nhiên, đây không phải là trọng tâm chính của chúng tôi. 
  • Đó là SO4 mà chúng tôi quan tâm nhất vì đây là dạng Lưu huỳnh có thể được hấp thụ bởi rễ cây. 
  • Sau khi được rễ hấp thụ, SO4 có thể được kết hợp thành các axit amin và sau đó là protein. 
  • Điều quan trọng là quá trình oxy hóa lưu huỳnh nguyên tố cần cả nước và oxy. 

Chu kỳ phốt pho

  • Phốt pho có nhiều trên bề mặt Trái đất dưới dạng phốt phát thường được tìm thấy trong đá. 
  • Thực vật cần phốt pho để quang hợp, trong DNA và RNA và trong các phản ứng năng lượng cho ATP và ADP. 
  • Thực vật có thể hấp thụ phốt phát vô cơ và sau đó chuyển sang động vật khi chúng ăn vào thực vật. 
  • Các vi sinh vật hỗ trợ trong chu trình bằng cách trả lại phốt pho cho đất trong quá trình phân hủy của thực vật và động vật. 

Chu trình oxy

Chu trình oxy là cách oxy luân chuyển giữa môi trường không sống và các sinh vật sống như thực vật và động vật. Chu trình Oxy có thể được chia thành ba bước chính: 

  •  Thực vật, như một sản phẩm phụ của quá trình quang hợp, thải O2 vào khí quyển. 
  • Các sinh vật hiếu khí, như động vật và hầu hết các vi sinh vật sử dụng O2 tự do trong quá trình hô hấp. 
  • Cuối cùng, các sinh vật hiếu khí giống nhau, thải CO2 vào khí quyển. Thực vật sử dụng CO2 trong quá trình quang hợp và chu trình bắt đầu lại. 
Theo cách này, oxy luân chuyển qua các hệ sinh thái khác nhau của Trái đất. 

Tài liệu khác

Hotline 0979050080
error: Content is protected !!