Bài giảng Khoa học đất - Chương 7: Sinh học đất - Bài 1: Sinh thái học đất

Chương 7. sinh học đất
bài 1. sinh thái học đất
• Chu kỳ sinh học-vòng 
tuần hòan
• carbon, nitrogen, 
phosphorus, nước...tạm 
thời trong sinh vật
Sinh thái học
chuổi thức ăn: 
Thể hiện dòng chảy NĂNG 
LƯỢNG và CÁC CHẤT DINH 
DƯỠNG TRONG HỆ SINH 
THÁI THÔNG QUA SINH 
VẬT.
• Hiệu quả biến đổi năng lượng 
thay đổi tùy hệ sinh thái, 
thường trong khỏang 5% - 20%. 
Sinh vật trong chuổi thức ăn
• tự dưỡng: sinh vật có thể nhận 
bức xạ mặt trời và tự tổng hợp 
chất hữu cơ như carbohydrates, 
proteins, lipids, và nucleic acids 
từ các vật liệu vô cơ như carbon 
dioxide, nước, nitrogen .) 
– Tự dưỡng = sản xuất chất hữu cơ
đầu tiên
· di dưỡng: dùng sinh vật khác làm 
thức ăn để nhận năng lượng.
+
=
Cây xanh tổng hợp chất hữu 
cơ, chất hữu cơ được sử dụng 
bởi các các lọai động vật, con 
người, xác bã/chất thải của 
động vật này là thức ăn của 
các lòai sinh vật khác (vi sinh 
vật)., cuối cùng CO2 và 
H2O trở lại không khí
Chu kỳ 
Carbon
Tất cả chất 
hữu cơ cuối 
cùng đều được 
oxi hóa (đốt 
cháy) và trả
lại dưới dạng 
CO2 và nước.
C6H12O6
Photosynthesis
Chuổi thức ăn 
trong đất
• Rất nhiều cộng đồng 
sinh vật sống trong 
đất
• Tự dưỡng
– Thực vật, địa y, rêu 
vi khuẩn quang hợp, 
tảo 
Sinh vật quang tổng hợp
• Địa y
• Thực vật bậc cao
• Tảo
• Vi khuẩn
• Vai trò:
– Nhận năng lượng mặt trời để cố định CO2
– Bổ sung chất hữu cơ cho đất (sinh khối 
như tế bào chết, lá, rễ)
Sinh vật phân giải
• Vi khuẩn
• Nấm
• Động vật nguyên sinh
• Vai trò:
– Phân giải dư thừa
– Hấp thu sinh học chất dinh dưỡng 
in their biomass
– Hình thành hợp chất hữu cơ mới
– Liên kết đóan lạp đất
Tính tương hổ
• Hai sinh vật tương hổ
• Vi khuẩn
• Nấm
• Vai trò:
– Tăng cường sinh trưởng của cây trồng
– Cố định sinh học N
Sinh vật gây bệnh/ký sinh
• Vi khuẩn
• Nấm
• Tuyến trùng
• Động vật chân đốt
• Vai trò:
– Nguồn bệnh
– Phá rễ
Sinh vật ăn rễ
• Tuyến trùng
• Động vật chân đốt
• Vai trò:
– Ăn rễ cây
– Giảm năng suất cây trồng
Sinh vật cắn phá
• Giun đất
• Động vật chân đốt
• Vai trò:
– Cắn phá dư thừa thực vật
– Tăng cường cấu trúc đất
– Chất thải là nơi trú ngụ của vi khuẩn
Xác định khả năng họat động của vi sinh vật
• Đếm tế bào
– Đếm trực tiếp
– Đếm khuẩn lạc
• Họat động
– Hô hấp
– Tốc độ nitrate 
hóa
– Tốc độ phân giải
• Các thành phần 
cấu tạo tế bào
– Sinh khối C, N, 
hay P
– DNA/RNA
Cấu trúc chuổi thứa 
ăn
• Tỉ lệ nấm/vi 
khuẩn:
– Đất đồng cỏ, 
đất nông 
nghiệp 1:1
– Rừng lá rộng 
5:1 đến 10:1
– Rừng lá kim 
100:1 đến 
1000:1
• Cộng đồng sinh 
vật đất phản 
ánh chuổi thức 
ăn trong đất
Quản lý đất-ảnh hưởng đến vi sinh vật đất 
• Kỹ thuật canh tác ảnh hưởng đến mật số nấm, vi 
khuẩn. 
• Nấm nhạy cảm hơn. Tỉ lệ nấm/vi khuẩn phản ánh 
sự thay đổi của môi trường đất. 
• Vì dụ khi phủ đất bằng dư thừa cây trồng, nấm 
phát triển mạnh hơn do các sợi nấm có thể phát 
triển trong tầng lá tươi. 
• Tuy nhiên, khi cày đất, phần lớn các sợi nấm bị 
phá hũy. Vùi dư thừa cây trồng vào đất sẽ gia 
tăng sự phát triển của vi khuẩn do sự tiếp bề mặt 
giữa cơ chất và vi khuẩn tăng. 
• Nấm phân giải tốt cellulose. Vi khuẩn phân giải 
tốt chất hữu cơ có C:N thấp hơn nấm (dư thừa 
phân xanh, cây họ đậu) 
• Bón phân N, vi khuẩn phát triển tốt , ngược lại 
chất hữu cơ có C:N cao, nấm phát triển mạnh.
Tốc độ phân giải của dư thừa thực vật
• Lọai (phân giải nhanh --> 
đường, tinh bột, proteins --> 
hemicelluloses, cellulose, --> 
dầu, sáp --> lignin chậm
• Tốc độ phân giải giảm dần 
sau khi các thành dễ phân 
giải đã được phân giải hết
• Điều kiện đất – nước, nhiệt 
độ., oxygen, nitrogen, 
phosphorus, 
• Sản phẩm phân giải = năng 
lượng (nhiệt), carbon dioxide, 
N,P,S & mùn
Carbon Dioxide & hiệu ứng nnhà 
kính
• Sử dụng nhiên liệu dầu 
mỏ, phá rừng/chất đốt 
làm tăng hàm lượng 
(CO2) và methane 
(CH4) trong khí quyển. 
• Cả 2 lọai khí trên hấp 
thụ các tia bức xạ hồng 
ngoại từ mặt đất, làm 
tăng nhiệt độ trái đất. 
Nguồn gốc carbon trong khí quyển
Luân chuyển C trong khí 
quyển luôn ở trạng thái 
cân bằng (đầu vào= đầu 
ra). 
Hiện nay có sự mất cân 
bằng, đầu vào> đầu ra. 
C tăng chủ yếu dưới dạng 
CO2
Dennis L. Hartmann
• ½ năng lượng mặt 
trời, qua tầng 
khí quyển được 
lớp đất mặt hấp 
thụ. 
• Khỏang 90% bức 
xạ hồng ngọai 
phản chiếu trở
lại và được hấp 
thụ trong khí 
quyển. 
• Đặc điểm của khí quyển 
có thể làm tăng nhiệt 
độ bề mặt quả đất
• 1) >CO2, tăng lượng bức 
xạ giữ lại
• Nếu hàm lượng 
CO2 khí quyển 
tăng, 50-200 
năm sau mới tạo 
lại được sự cần 
bằng
Nguồn carbon trong đất
• 1 lượng lớn C trong đất 
được giải phóng vào khí 
quyển thông qua sự biến 
đổi của đất đồng cỏ, rừng, 
nông nghiệp, cũng như 
thông qua các kỹ thuật 
canh tác. 
• Đất có thể giữ lại C trong 
đất. Nhưng khả năng này 
phụ thuộc vào phương 
pháp quản lý. 
Làm đất kỹ
giữ lại C trong đất
Nhận C Mất C
“C” trong đất: dễ đến,
nhưng cũng dễ đi!
Atmospheric Carbon as CO2
Sinh khối cây trồng 
và rễ làm tăng chất 
hữu cơ trong đất.
Năng lượng 
từ nhiên liệu 
sinh học 
CO2 CO2
Chu kỳ C sinh học.Chu kỳ C dâu mỏ
CO2
CNăng lượng từ nhiên liệu dầu mỏ 
Có thể tái tạoKhông tái tạo 
được
Chất lượng môi trường phụ thuộc vào việc 
bảo tồn nông nghiệp và chất lượng đất.
Làm đất kỹ Đầu vào C
C hữu cơ trong đất
Nông nghiệp bền vững
C
a
r
b
o
n
C
a
r
b
o
n
Đất phải được che phủ.