Việc chuyển sang trồng đậu nành trên mảnh đất đã trồng khoai trước đó có tác dụng bổ sung và duy trì lượng nitrogen trong đất vì:

•  Đậu nành là cây họ Đậu (Fabaceae): Rễ đậu nành có khả năng cộng sinh với vi khuẩn cố định đạm (Rhizobium) trong các nốt sần. Vi khuẩn này chuyển hóa nitơ khí (N₂) từ không khí thành hợp chất nitơ (như NH₃) mà cây có thể sử dụng, đồng thời làm giàu nitơ cho đất.

•  Tăng cường nitơ hữu cơ: Sau vụ đậu nành, tàn dư thực vật (lá, rễ, nốt sần) phân hủy, giải phóng nitơ vào đất dưới dạng hợp chất hữu cơ, cải thiện độ phì nhiêu.

•  Khác với khoai: Khoai (cây họ Cà) không có khả năng cố định đạm và thường hút nhiều chất dinh dưỡng từ đất. Trồng đậu nành sau khoai giúp bổ sung nitơ đã bị khoai lấy đi, duy trì cân bằng dinh dưỡng trong đất.

Vì vậy, luân canh đậu nành sau khoai là một phương pháp nông nghiệp bền vững, giúp bổ sung và duy trì lượng nitơ trong đất

a. Thế nào là môi trường nuôi cấy không liên tục và môi trường nuôi cấy liên tục?

1.  Môi trường nuôi cấy không liên tục (Batch culture):

•  Là hệ thống nuôi cấy vi sinh vật trong một thể tích chất nền cố định, không bổ sung chất dinh dưỡng mới hoặc loại bỏ sản phẩm trao đổi chất trong suốt quá trình nuôi cấy.

•  Các yếu tố như chất dinh dưỡng, pH, oxy dần cạn kiệt hoặc thay đổi, dẫn đến sự phát triển của vi khuẩn trải qua các pha sinh trưởng rõ rệt (pha tiềm, pha lũy thừa, pha dừng, pha suy vong).

•  Ví dụ: Nuôi cấy vi khuẩn trong một bình Erlenmeyer kín.

2.  Môi trường nuôi cấy liên tục (Continuous culture):

•  Là hệ thống nuôi cấy mà chất dinh dưỡng được bổ sung liên tục và sản phẩm trao đổi chất hoặc tế bào được loại bỏ với tốc độ nhất định để duy trì điều kiện ổn định.

•  Quá trình sinh trưởng của vi khuẩn được duy trì ở trạng thái cân bằng (thường ở pha lũy thừa) nhờ kiểm soát tốc độ dòng chảy của chất nền và sản phẩm.

•  Ví dụ: Hệ thống nuôi cấy chemostat hoặc turbidostat.

b. Sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn ở các pha trong môi trường nuôi cấy không liên tục

Trong môi trường nuôi cấy không liên tục, sự sinh trưởng của quần thể vi khuẩn trải qua 4 pha chính:

1.  Pha tiềm (Lag phase):

•  Vi khuẩn thích nghi với môi trường mới, chưa phân chia ngay lập tức.

•  Tế bào tổng hợp enzyme, protein cần thiết để sử dụng chất dinh dưỡng.

•  Số lượng tế bào không tăng, nhưng hoạt động trao đổi chất diễn ra mạnh.

•  Thời gian pha tiềm phụ thuộc vào điều kiện môi trường, loại vi khuẩn và trạng thái ban đầu của tế bào (ví dụ: tế bào già sẽ có pha tiềm dài hơn).

2.  Pha lũy thừa (Log phase hoặc Exponential phase):

•  Vi khuẩn phân chia nhanh chóng theo cấp số nhân (số lượng tế bào tăng theo hàm mũ).

•  Tốc độ sinh trưởng đạt tối đa, các tế bào khỏe mạnh và hoạt động trao đổi chất cao.

•  Đây là pha lý tưởng để nghiên cứu đặc tính sinh học hoặc thu hoạch sản phẩm vi khuẩn.

•  Thời gian pha này phụ thuộc vào tốc độ phân chia của vi khuẩn và điều kiện môi trường.

3.  Pha dừng (Stationary phase):

•  Tốc độ sinh trưởng giảm do chất dinh dưỡng cạn kiệt, tích lũy sản phẩm trao đổi chất độc hại, hoặc giới hạn không gian.

•  Số lượng tế bào mới sinh ra bằng số lượng tế bào chết, dẫn đến số lượng tế bào ổn định.

•  Vi khuẩn có thể sản sinh các chất thứ cấp (kháng sinh, độc tố) hoặc hình thành bào tử trong pha này.

4.  Pha suy vong (Death phase):

•  Số lượng tế bào sống giảm do thiếu chất dinh dưỡng, tích lũy chất độc, hoặc điều kiện môi trường bất lợi (pH thay đổi, thiếu oxy).

•  Tốc độ chết thường theo cấp số nhân, nhưng một số vi khuẩn có thể sống sót dưới dạng bào tử hoặc trạng thái nghỉ.

•  Một số tế bào có thể chuyển sang trạng thái “sống nhưng không phân chia” (VBNC - Viable But Non-Culturable).

Lưu ý: Đường cong sinh trưởng của vi khuẩn trong môi trường nuôi cấy không liên tục thường được biểu diễn bằng đồ thị với trục tung là log số lượng tế bào và trục hoành là thời gian, thể hiện rõ các pha trên.