Language
Country/Area
No result found
ại sao các cánh đồng cà chua lại cần những "người lao động vô hình" này? Khám phá phép màu của vi khuẩn cộng sinh và thực vật
Trong sản xuất nông nghiệp, sự phát triển của cây trồng không chỉ phụ thuộc vào nước và ánh sáng mặt trời mà còn phụ thuộc vào một nguyên tố quan trọng - nitơ. Tuy nhiên, các dạng nitơ có thể sử dụng được không tồn tại tự nhiên trong khí quyển mà cần phải được chuyển đổi bởi các vi sinh vật cụ thể, được gọi là "công nhân vô hình". Các vi sinh vật này chủ yếu là một số loại vi khuẩn và vi khuẩn cổ đặc biệt, được gọi là diazotroph, và chức năng của chúng cực kỳ có giá trị, đặc biệt là đối với sự phát triển của thực vật như cà chua.
Vi sinh vật cố định đạm là vi sinh vật có khả năng chuyển đổi nitơ trong khí quyển (N2) thành các dạng có thể hấp thụ được bằng sinh học, chẳng hạn như amoniac.
Có nhiều loại vi sinh vật cố định đạm, có thể chia thành loại sống tự do và loại cộng sinh. Các vi sinh vật cố định đạm sống tự do, chẳng hạn như Klebsiella pneumoniae và Chlorella vulgaris, có thể phát triển trong môi trường thiếu nitơ cố định và sử dụng nitơ trực tiếp từ khí quyển. Các vi sinh vật cố định đạm cộng sinh, chẳng hạn như vi khuẩn cộng sinh, hình thành mối quan hệ cộng sinh với cây họ đậu, không chỉ thúc đẩy sự phát triển của cây mà còn tăng cường độ phì nhiêu của đất.
Rhizobia là một nhóm vi khuẩn quan trọng sống cộng sinh với cây họ đậu (Fabaceae), hình thành các nốt sần chuyên biệt trên rễ của những cây này. Oxy trong các nốt sần liên kết với hemoglobin do cây họ đậu sản xuất để bảo vệ chức năng của enzyme nitrogenase không bị suy yếu. Theo cách này, vi khuẩn cộng sinh có thể cố định nitơ từ khí quyển thành amoniac mà cây có thể sử dụng, do đó thúc đẩy cây phát triển khỏe mạnh.
Trong đất, nitơ cố định được hấp thụ bởi các sinh vật sản xuất chính và sau đó được chuyển đến các sinh vật tiêu thụ bậc cao hơn, cuối cùng ảnh hưởng đến sự sống còn của con người.
Vai trò của vi sinh vật cố định đạm không chỉ giới hạn ở việc cung cấp nguồn nitơ thiết yếu; các quá trình sinh học của chúng cũng rất quan trọng đối với chu trình nitơ của Trái Đất. Trong hệ sinh thái trên cạn, vi sinh vật cố định đạm cố định đạm từ khí quyển, cung cấp amoniac cần thiết cho sinh vật sản xuất chính và tạo thành cơ sở của toàn bộ chuỗi sinh thái. Từ thời xa xưa, con người đã phát hiện ra rằng việc trồng cây họ đậu có thể cải tạo đất, và hiện tượng này chính là lúc vi khuẩn cộng sinh đóng vai trò quan trọng.
Với sự phát triển của nông nghiệp sinh học, việc ứng dụng vi sinh vật cố định đạm ngày càng được quan tâm nhiều hơn. Sử dụng vi sinh vật cố định đạm làm phân bón sinh học có thể giảm hiệu quả việc sử dụng phân bón hóa học và duy trì tính bền vững của môi trường. Việc sử dụng phân bón sinh học không chỉ bảo vệ hệ sinh thái đất mà còn thúc đẩy cây trồng tăng trưởng hiệu quả hơn. Các vi sinh vật này có khả năng cố định nitơ sinh học ở nhiệt độ và áp suất bình thường, đồng thời sản xuất ra nitơ có thể sử dụng theo cách tương đối rẻ và hiệu quả.
Quá trình cố định đạm sinh học có thể được thực hiện mà không cần điều kiện khắc nghiệt và chất xúc tác cụ thể.
Trong nông nghiệp hiện đại, các vi sinh vật cố định đạm phổ biến bao gồm Rhizobia, Azotobacter và tảo lam. Các loại phân bón sinh học này có thể được chia thành hai dạng: dạng lỏng và dạng rắn. Sau khi lên men, phân bón vi sinh dạng lỏng có thể được bón trực tiếp vào đất canh tác, trong khi phân bón dạng rắn có thể giữ lại chất dinh dưỡng trong đất tốt hơn và được cây trồng sử dụng theo thời gian.
Nhìn vào toàn bộ hệ sinh thái, nitơ do vi sinh vật cố định đạm không chỉ là điều kiện cần thiết cho sự sinh trưởng của thực vật mà còn tham gia vào chu trình nitơ trong hệ sinh thái biển, cung cấp dinh dưỡng quan trọng cho sự tồn tại của các sinh vật bậc cao. Khi nhận thức toàn cầu về tính bền vững của môi trường ngày càng tăng, nghiên cứu và ứng dụng vi sinh vật cố định đạm sẽ trở nên tích cực hơn, đóng vai trò lớn hơn trong nông nghiệp và bảo tồn đa dạng sinh học.
Do đó, vi sinh vật cố định đạm sẽ đóng vai trò quan trọng hơn trong phát triển nông nghiệp trong tương lai. Điều này có nghĩa là chúng ta có thể dựa vào những công nhân vô hình này để giải quyết vấn đề đất đai thiếu độ phì nhiêu không?
