Khóa luận tốt nghiệp Hóa học: Khảo sát hàm lượng các Ion Natri, Kali, Canxi, Magie di động và độ bão hòa Bazơ trong đất ở Nông trường Phạm Văn Cội – Củ Chi

Chia sẻ: Lavie Lavie | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:72

Thêm vào BST

Báo xấu

122
lượt xem 26
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khóa luận tốt nghiệp Hóa học: Khảo sát hàm lượng các Ion Natri, Kali, Canxi, Magie di động và độ bão hòa Bazơ trong đất ở Nông trường Phạm Văn Cội – Củ Chi bao gồm những nội dung về tổng quan đất; vai trò các Ion Natri, Kali, Canxi, Magie di động với cây trồng; ảnh hưởng của ion sắt, nhôm đối với quá trình phân tích Ion Canxi, Magie di động trong đất bằng phương pháp chuẩn độ tạo phức.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khóa luận tốt nghiệp Hóa học: Khảo sát hàm lượng các Ion Natri, Kali, Canxi, Magie di động và độ bão hòa Bazơ trong đất ở Nông trường Phạm Văn Cội – Củ Chi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HỒ CHÍ MINH KHOA HÓA  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SƯ PHẠM HÓA HỌC Đề tài: KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG CÁC ION NATRI, KALI, CANXI, MAGIE DI ĐỘNG VÀ ĐỘ BÃO HÒA BAZƠ TRONG ĐẤT Ở NÔNG TRƯỜNG PHẠM VĂN CỘI – CỦ CHI GVHD: ThS. Nguyễn Văn Bỉnh SVTH: Đỗ Thị Thúy An THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Tháng 05 năm 2013
LỜI MỞ ĐẦU Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Bỉnh, là giảng viên bộ môn Hóa Công Nghệ - Môi Trường, khoa Hóa, trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh và các thầy cô trong tổ bộ môn là cô Trần Thị Lộc và cô Lê Thị Diệu đã nhiệt tình hướng dẫn, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành đề tài này.
MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG ....................................................................................................... v DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................................vi PHẦN MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1 PHẦN A. CƠ SỞ LÝ LUẬN ...............................................................................4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐẤT ...............................................................4 1.1. KHÁI NIỆM VỀ ĐẤT [5] .............................................................................4 1.2. KHOÁNG VẬT VÀ ĐÁ HÌNH THÀNH ĐẤT [5],[11] .............................5 1.3. QUÁ TRÌNH PHONG HÓA ĐÁ [5] ........................................................6 1.4. QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH ĐẤT [5] ....................................................9 1.5. CÁC YẾU TỐ HÌNH THÀNH ĐẤT [5],[11]............................................10 1.6. PHÂN LOẠI ĐẤT VIỆT NAM [11] .......................................................13 CHƯƠNG 2: VAI TRÒ CỦA CÁC ION NATRI, KALI, CANXI, MAGIE DI ĐỘNG ĐỐI VỚI ĐẤT VÀ CÂY TRỒNG .......................................................16 2.1. VAI TRÒ CỦA NATRI [10]....................................................................16 2.2. VAI TRÒ CỦA KALI [9]........................................................................16 2.3. VAI TRÒ CỦA CANXI [14] ...................................................................18 2.4. VAI TRÒ CỦA MAGIE [10], [13] .............................................................19 2.5. ĐỘ BÃO HÒA BAZƠ CỦA ĐẤT [8] ...................................................20 CHƯƠNG 3: ẢNH HƯỞNG CỦA ION SẮT, NHÔM ĐỐI VỚI QUÁ TRÌNH PHÂN TÍCH ION CANXI, MAGIE DI ĐỘNG TRONG ĐẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ TẠO PHỨC ...................................................24 3.1. Ảnh hưởng của ion sắt, nhôm đối với quá trình phân tích ion canxi, magie di động trong đất.................................................................................24
3.2. Phương pháp hạn chế ảnh hưởng của ion sắt, nhôm đối với quá trình phân tích ion canxi, magie di động trong đất [6] ............................................24 CHƯƠNG 4: PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ION NATRI, KALI, CANXI, MAGIE DI ĐỘNG TRONG ĐẤT ...........................27 4.1. Xác định hàm lượng natri, kali di động trong đất bằng phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử ngọn lửa [7] .....................................................27 4.2. Xác định hàm lượng canxi, magiê di động trong đất bằng phương pháp chuẩn độ tạo phức .........................................................................................28 PHẦN B. THỰC NGHIỆM ...............................................................................31 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NÔNG TRƯỜNG CAO SU PHẠM VĂN CỘI – CỦ CHI ..................................................................................................31 1.1. Lịch sử hình thành nông trường cao su Phạm Văn Cội – CỦ CHI [6]....31 1.2. Đặc điểm nơi lấy đất nghiên cứu ...........................................................34 CHƯƠNG 2: XỬ LÝ ĐẤT [4] ...........................................................................35 2.1. LẤY VÀ BẢO QUẢN MẪU ĐẤT .......................................................35 2.2. Lấy mẫu phân tích ..................................................................................35 2.3. Phơi khô mẫu .........................................................................................37 2.4. Nghiền và rây mẫu .................................................................................37 CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG ION NATRI, KALI, CANXI, MAGIE DI ĐỘNG TRONG ĐẤT ....................................................................38 3.1. Phân tích hàm lượng natri, kali di động trong đất..................................38 3.2. Phân tích hàm lượng canxi, magie di động trong đất ............................40 PHẦN C. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ..............................................................49 PHỤ LỤC HÌNH ẢNH TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 66
DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 – Dung tích hấp phụ của một số loại keo đất............................................... 20 Bảng 2.2 – Các cấp hạt khác nhau và T của đất.......................................................... 20 Bảng 2.3 – Ảnh hưởng của pH đến CEC của một số keo sét ..................................... 20 Bảng 2.4 – T của một số loại đất Việt Nam ................................................................ 21 Bảng 4.1 – Hàm lượng natri, kali di động trong đất ................................................... 37 Bảng 4.2 – Hàm lượng Na 2 O, K 2 O trong 100g đất .................................................... 38 Bảng 4.3 – Thang đánh giá hàm lượng kali trong đất ................................................. 38 Bảng 4.4 – Đánh giá hàm lượng kali trong đất .......................................................... 39 Bảng 4.5 – Hàm lượng Ca2+, Mg2+ trong 100g đất ..................................................... 42 Bảng 4.6 – Hàm lượng sắt và nhôm trong đất ........................................................... 42 Bảng 4.7 – Số liệu pH H2O , pH KCl , H+ tp , ∑ (Ca2+ + Mg2+) ............................................. 43 Bảng 4.8 – Độ bão hòa bazơ của các mẫu đất ........................................................... 45
DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 – Sơ đồ vị trí lấy mẫu đất tại nông trường ................................................. 32 Hình 2.1 – Sơ đồ lấy mẫu riêng biệt và hỗn hợp ...................................................... 35 Hình 3.1 – Sơ đồ liên hệ giữa hàm lượng mùn và dung lương hấp thụ .................... 47
PHẦN MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Theo đánh giá khoa học, cây cao su thuộc nhóm cây dễ trồng, dễ chăm sóc và khai thác, chu kỳ kinh doanh dài, khai thác liên tục nhiều năm. Các sản phẩm từ cây cao su đều được sử dụng trong cuộc sống, đặc biệt giá trị và hiệu quả kinh tế đem lại của cây cao su cao hơn hẳn các cây lâm nghiệp khác. Cây cao su trồng và chăm sóc khoảng 6 – 7 năm (đất tốt có thể 5 năm) thì cho nhựa, thời gian khai thác khoảng trên 20 đến 30 năm. Gỗ cao su có thể sử dụng trong công nghiệp chế biến gỗ và xây dựng. Hạt cao su được dùng để làm giống, làm nguyên liệu tẩy rửa, thức ăn gia súc, hóa chất sơn và các loại phụ liệu khác. Cành khô dùng làm củi, lá khô rụng làm phân. Lá cao su phân hủy có tác dụng cải tạo đất, những vùng đất cằn cỗi sau khi trồng cao su một thời gian có khả năng màu mỡ trở lại. Cây cao su khi trồng tập trung có khả năng tạo và giữ được nguồn nước, có độ che phủ lớn, chống rửa trôi xói mòn đất, hạn chế lũ lụt, làm tốt đất và trong sạch không khí, cải thiện môi trường; có thể xây dựng những khu du lịch sinh thái trong rừng cao su, có thể nuôi ong lấy mật trong rừng cao su. Trồng cao su sẽ tạo công ăn việc làm lâu dài cho người lao động, góp phần thay đổi tập quán canh tác, nâng cao thu nhập, cải thiện đời sống, xóa đói giảm nghèo và thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội vùng nông thôn miền núi, vùng khó khăn. Tuy nhiên, cây cao su cũng đòi hỏi nguồn dinh dưỡng nhất định từ đất, phân bón, trong đó, Ca, Mg, K, Na có những vai trò quan trọng trong thời kì sinh trưởng của cây cao su như giúp cây cứng cáp, cho sản lượng mủ cao,... Vì vậy, em chọn đề tài “KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG CÁC ION NATRI, KALI, CANXI, MAGIÊ DI ĐỘNG VÀ ĐỘ BÃO HÒA BAZƠ TRONG ĐẤT Ở NÔNG TRƯỜNG CAO SU PHẠM VĂN CỘI” với mục đích xác định một số ion trong đất ở nông trường nhằm cung cấp những thông tin cần thiết về dinh dưỡng trong đất trồng cho nông trường cao su Phạm Văn Cội. 2. Mục đích nghiên cứu - Phân tích hàm lượng ion Na+, K+, Ca2+, Mg2+ trong đất ở nông trường cao su Phạm Văn Cội.
- Phân tích mức độ ảnh hưởng của một số ion trong đất đối với ion Ca2+, Mg2+ trong đất ở nông trường cao su Phạm Văn Cội. - Đánh giá hàm lượng các ion: Na+, K+, Ca2+, Mg2+ trong đất và đánh giá tổng quát độ bão hòa bazơ trong đất ở nông trường cao su Phạm Văn Cội. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan về đất. - Nghiên cứu đặc điểm vùng quan sát. - Nghiên cứu cơ sở lý luận các phương pháp phân tích sử dụng trong đề tài. - Nghiên cứu mức độ ảnh hưởng của một số ion trong đất với ion Ca2+, Mg2+. - Đánh giá hàm lượng các ion: Na+, K+, Ca2+, Mg2+. 4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu 4.1. Khách thể nghiên cứu Phân tích hàm lượng các ion Na+, K+ bằng phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử ngọn lửa (FAAS), Ca2+, Mg2+ bằng phương pháp chuẩn độ tạo phức với EDTA trong đất ở nông trường cao su Phạm Văn Cội. 4.2. Đối tượng nghiên cứu Hàm lượng các ion Na+, K+, Ca2+, Mg2+ di động, độ bão hòa bazơ trong đất. Đất ở nông trường cao su Phạm Văn Cội. 5. Giả thuyết khoa học Nếu việc nghiên cứu hàm lượng các ion Na+, K+, Ca2+, Mg2+ di động và độ bão hòa bazơ trong đất là đúng đắn thì sẽ đánh giá được độ dinh dưỡng của đất, từ đó có thể xác định loại phân phù hợp nhằm góp phần nâng cao năng suất cây cao su. 6. Phương pháp nghiên cứu 6.1. Phương pháp nghiên cứu lí luận Đọc, nghiên cứu tài liệu và hệ thống kiến thức. 6.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn Phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử ngọn lửa (FAAS) và phương pháp chuẩn độ tạo phức bằng EDTA. 6.3. Phương pháp toán học để xử lí số liệu Dùng toán học để xử lí số liệu, sau đó phân tích tổng hợp và rút ra kết luận.
7. Giới hạn đề tài Đất ở nông trường Phạm Văn Cội. Phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử ngọn lửa. Phương pháp chuẩn độ tạo phức bằng EDTA.
PHẦN A. CƠ SỞ LÝ LUẬN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐẤT 1.1. KHÁI NIỆM VỀ ĐẤT [5] Đất là lớp vật chất mỏng, vụn bở, bao phủ lên bề mặt các lục địa. Đất có khả năng hỗ trợ sinh trưởng của thực vật và là môi trường sống của động vật từ các vi sinh vật tới những loài động vật nhỏ. Đất có bản chất khác cơ bản với đá là đất có độ phì nhiêu, tạo sản phẩm cây trồng. Độ phì nhiêu của đất là tổng hợp các điều kiện, các yếu tố để đảm bảo cho cây trồng sinh trưởng và phát triển tốt. Độ phì là một chỉ tiêu rất tổng hợp, là sự phản ánh tất cả các tính chất của đất. Độ phì nhiêu của đất được chia làm 5 loại: độ phì thiên nhiên, độ phì nhân tạo, độ phì tiềm tàng, độ phì hiệu lực và độ phì kinh tế. Đất là cơ sở sinh sống và phát triển của thực vật vì đất cung cấp nước và thức ăn cho cây trồng, ngoài ra còn là nơi cắm rễ, giúp cây không bị nghiêng ngả do mưa, gió. Đất còn là tư liệu sản xuất cơ bản cho ngành nông nghiệp, kể cả trồng trọt và chăn nuôi. Đất còn được coi là một bộ phận quan trọng của hệ sinh thái, vì vậy, việc sử dụng đất còn phải xem xét từ góc độ khoa học. Vì vậy, đất có ý nghĩa quan trọng với loài người tương tự như nước, không khí, sinh vật và khoáng sản.
1.2. KHOÁNG VẬT VÀ ĐÁ HÌNH THÀNH ĐẤT [5],[11] 1.2.1. KHOÁNG VẬT 1.2.1.1. KHÁI NIệM Khoáng vật là những hợp chất hóa học tự nhiên, được hình thành do các quá trình lý học, hóa học, địa chất học phức tạp xảy ra trong vỏ Trái Đất. 1.2.1.2. PHÂN LOạI KHOÁNG VậT Trên quan điểm thổ nhưỡng học, người ta chia làm 2 loại là khoán vật nguyên sinh và khoáng vật thứ sinh. a) Khoáng vật nguyên sinh Khoáng vật nguyên sinh là khoáng vật được hình thành đồng thời với đá và hầu như chưa bị biến đổi về thành phần và trạng thái; là khoáng vật có trong các loại đá, là thành phần tạo nên đá. Khoáng vật nguyên sinh được chia làm 8 lớp như sau: lớp silicat, lớp phenpat, lớp cacbonat, lớp oxit, lớp sunphua, lớp sunphat, lớp photphat, lớp haloit và lớp nguyên tố tự nhiên. b) Khoáng vật thứ sinh Khoáng vật thứ sinh là do khoáng vật nguyên sinh phá hủy, bị biến đổi về thành phần và trạng thái mà tạo nên. Chúng được hình thành trong quá trình phong hóa đá và quá trình biến đổi của đất. Người ta chia khoáng vật thứ sinh thành 3 lớp: lớp aluminosilicat, lớp oxit và hidroxit, và lớp cacbonat, sunphat và clorua. 1.2.2. CÁC LOạI ĐÁ HÌNH THÀNH ĐấT (ĐÁ Mẹ) 1.2.2.1. KHÁI NIệM CHUNG Về ĐÁ Đá là một tập hợp các khoáng vật và là thành phần chủ yếu tạo nên vỏ Trái Đất.
Các loại đá bị phong hóa tạo ra mẫu chất, làm nguyên liệu để hình thành đất thì gọi là đá mẹ. 1.2.2.2. PHÂN LOạI ĐÁ Căn cứ vào nguồn gốc hình thành, người ta chia đá ra 3 nhóm: đá macma, đá trầm tích và đá biến chất. 1.3. QUÁ TRÌNH PHONG HÓA ĐÁ [5] Các đá và khoáng vật ở lớp ngoài của vỏ trái đất dưới tác động của các yếu tố ngoại cảnh sẽ bị phá hủy bởi các tác nhân khác nhau, dưới các hình thức khác nhau, được gọi chung một cụm từ là quá trình phong hóa đá. Sản phẩm của quá trình này gọi là mẫu chất, đó là các chất vô cơ, là nguyên liệu để hình thành đất. Dựa vào tính chất và tác nhân gây ra quá trình phong hóa, người ta phân biệt ra ba loại phong hóa đá là: phong hóa lý học, phong hóa hóa học và phong hóa sinh học. Thực tế trong tự nhiên các loại phong hóa này cùng đồng thời xảy ra, nhưng tùy vào từng khu vực, từng điều kiện cụ thể mà loại phong hóa này xảy ra mạnh hơn các loại phong hóa khác hoặc ngược lại. 1.3.1. PHONG HÓA LÝ HọC Là sự vỡ vụn của các loại đá thành những hạt nhỏ hơn, chưa có sự thay đổi về thành phần và tính chất hóa học. Tác nhân gây ra là do các yếu tố vật lý, chủ yếu là nhiệt độ, nước và gió. + Tác nhân nhiệt độ: đá được cấu tạo từ nhiều khoáng vật khác nhau, các khoáng vật khác nhau lại có hệ số giãn nở khác nhau. Khi nhiệt độ thay đổi thì các khoáng vật co giãn không đồng thời, nên đá sẽ bị nứt vỡ ra. Biên độ nhiệt càng lớn thì sự nứt vỡ càng mãnh liệt. + Tác nhân của nước: nước chảy cuốn trôi đá, làm cho đá va đập vào nhau bị sứt mẻ, vỡ ra, hoặc “nước chảy đá mòn”, nước chảy sẽ bào mòn đá, làm cho các phần tử trên bề mặt đá bị bứt ra khỏi đá. Nước xâm nhập vào kẽ nứt của đá, khi
nhiệt độ xuống dưới 00C sẽ bị đóng băng, thể tích tăng lên ép vào thành kẽ nứt làm cho đá nứt to hơn, bị vỡ vụn thêm. + Tác nhân của gió: gió thổi mạnh cuốn bay đá, cuốn các hạt bụi nhỏ va đập vào đá cũng có tác dụng mài mòn dần khối đá lớn đứng đầu ngọn gió. 1.3.2. PHONG HOÁ HOÁ HọC Là sự phá hủy đá mẹ và khoáng bằng các phản ứng hóa học, tác nhân chủ yếu là nước, oxi và khí cacbonic. Dạng phong hóa này làm cho đá bị biến đổi sâu sắc về thành phần và tính chất hóa học. Được chia làm 4 loại: quá trình oxi hóa, quá trình hòa tan, quá trình hydrat hóa và quá trình sét hóa. 1.3.2.1. QUÁ TRÌNH OXI HÓA Trong hàng loạt các khoáng chất cấu tạo đá, chứa nhiều ion hóa trị thấp như Fe (II), Mn (II). Những ion này bị oxi hóa bởi oxi xâm nhập từ nước và không khí vào đá thành hóa trị cao hơn làm cho khoáng bị phá hủy và thay đổi thành phần. Ví dụ: 2FeS 2 + 2H 2 O + 7O 2  2FeSO 4 + 2H 2 SO 4 Pirit Melanferit 12FeSO 4 + 6H 2 O + 3O 2  4Fe 2 (SO 4 ) 3 + Fe(OH) 3 2Fe 2 (SO 4 ) 3 + 6H 2 O  2Fe 2 O 3 .3H 2 O + 6 H 2 SO 4 Limonit 4CaFe(II)(SiO 3 ) 2 + O 2 + 4CO 2 + 10H 2 O  Fe(III)O(OH) + 4CaCO 3 + 8H 2 SiO 3 Ôgit Gơtit 1.3.2.2. QUÁ TRÌNH HÒA TAN Do tác dụng của nước và CO 2 , đá sẽ bị phá hủy theo phản ứng hòa tan tạo thành chất dễ tan hơn. Hầu hết các khoáng vật đều có thể tan trong nước nhưng mạnh nhất là những khoáng vật chứa canxi.
Ví dụ: CaCO 3 + H 2 O + CO 2  Ca(HCO 3 ) 2 Đá vôi Bicacbonat canxi (dễ tan) 1.3.2.3. QUÁ TRÌNH HYDRAT HÓA Là quá trình nước tham gia vào cấu tạo tinh thể của khoáng vật. Fe 2 O 3  nH O → 2 Fe 2 O 3 .nH 2 O Hematit Limonit CaSO 4  2H 2 O → CaSO 4 .2H 2 O Anhydrit Thạch cao 1.3.2.4. QUÁ TRÌNH SÉT HÓA (KAOLIN HÓA) Dưới tác dụng của nước và CO 2 , các ion kiềm và kiềm thổ trong khoáng vật Aluminosilicat và Silicat sẽ bị ion H+ của nước chiếm chỗ trong mạng lưới tinh thể, để tạo ra các khoáng vật thứ sinh, trở nên dạng dễ hoà tan hơn. Ví dụ: K 2 O.Al 2 O 3 .6SiO 2 + nH 2 O + CO 2  Al 2 O 3 .2SiO 2 .2 H 2 O + K 2 CO 3 + 4SiO 2 .nH 2 O Phenpat kali Kaolinit Opan Các khoáng vật thứ sinh đó là gọi là khoáng sét của đất, chúng là những tinh thể nhỏ bé, thuộc kích thước keo đất, nên được gọi là keo sét của đất. 1.3.3. PHONG HÓA SINH HọC Là quá trình biến đổi cơ học, hóa học các loại khoáng chất và đá dưới tác dụng của sinh vật và những sản phẩm của chúng.
Sinh vật hút những nguyên tố dinh dưỡng do các quá trình phong hóa trên giải phóng ra để tồn tại. Sinh vật tiết ra các axit hữu cơ (axit axetic, malic, oxalit,…) và CO 2 dưới dạng H 2 CO 3 . Các axit này phá vỡ và phân giải đá và khoáng chất. Những vi sinh vật hoạt động do phân giải cũng sẽ giải phóng ra các axit vô cơ (axit nitric, sunfuric…) làm tăng quá trình phá hủy đá. Tảo và địa y có khả năng phá hủy đá thông qua bài tiết và hệ rễ len lỏi vào khe đá, hòa tan và hút chất dinh dưỡng từ đá. Nhận xét: các đá mẹ và khoáng có sự bền vững khác nhau đối với quá trình phong hóa. - Các đá biến chất bền hơn cả, các đá trầm tích kém bền nhất. - Tro núi lửa đặc trưng bởi nhiều lỗ hổng, mao quản và chứa các khoáng dễ phong hóa (mica) chịu tác động phong hóa mạnh hơn. - Trong các khoáng thì thạch anh bền vững nhất đối với sự phong hóa nên được giữ lại ở vỏ phong hóa. - Các khoáng chứa Fe2+ ít bền vững với phong hóa. - Các khoáng có mức bền với phong hóa là phenspat. Các quá trình không những phụ thuộc vào thành phần và tính chất của đá mẹ mà còn phụ thuộc vào môi trường xảy ra quá trình phong hóa. 1.4. QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH ĐẤT [5] Sự hình thành đất là một quá trình biến đổi vật chất rất phức tạp diễn ra ở lớp ngoài cùng của vỏ trái đất, dưới tác động của nhiều yếu tố khác nhau. Khi trái đất chưa có sự sống, bấy giờ chỉ diễn ra sự phá huỷ đá mẹ (phong hóa) tạo ra sản phẩm là các chất vô cơ có kích thước khác nhau, gọi chung là mẫu chất. Mẫu chất bị nước cuốn trôi, trầm tích lại một nơi nào đó, dần dần hình thành nên đá trầm tích. Có thể gọi đó là vòng đại tuần hoàn địa chất. Thực chất của vòng đại tuần hoàn địa chất là quá trình phong hóa đá để tạo thành mẫu chất.
Khi trái đất có sinh vật, đã bổ sung thêm một phần mới đó là các hợp chất hữu cơ. Mặc dù chất hữu cơ chỉ là một phần nhỏ của trọng lượng đất, nhưng đã làm cho mẫu chất trở thành đất, có thuộc tính sinh học của nó là độ phì và có khả năng sản xuất ra sản phẩm cây trồng, gọi đó là vòng tiểu tuần hoàn sinh vật. Đây là vòng tuần hoàn không khép kín, mà theo kiểu xoáy trôn ốc. Nghĩa là sau một chu kì sống, sinh vật trả lại cho đất một lượng chất hữu cơ nhiều hơn, làm cho đất ngày càng phì nhiêu, màu mỡ hơn. Như vậy, quá trình hình thành đất chỉ bắt đầu từ khi có sự sống xuất hiện. Bởi vậy bản chất của quá trình hình thành đất là sự thống nhất mâu thuẫn giữa vòng đại tuần hoàn địa chất và vòng tiểu tuần hoàn sinh học. Cơ sở của quá trình hình thành đất là vòng đại tuần hoàn địa chất, còn bản chất của quá trình hình thành đất là vòng tiểu tuần hoàn sinh vật. 1.5. CÁC YẾU TỐ HÌNH THÀNH ĐẤT [5],[11] Có 5 yếu tố hình thành đất là: sinh vật, khí hậu, đá mẹ, địa hình và tuổi. Ngoài ra, đối với đất trồng còn tính thêm yếu tố con người. 1.5.1. SINH VậT Đây là yếu tố chủ đạo, vì nhờ nó mà mẫu chất trở thành đất. Sinh vật có thể phân thành 3 nhóm chính là: vi sinh vật, thực vật và động vật. 1.5.1.1. VI SINH VậT Vi sinh vật giữ vai trò rất quan trọng trong quá trình hình thành đất với hai chức năng chính: - Phân giải và tổng hợp chất hữu cơ: đó là quá trình khoáng hóa và quá trình mùn hóa chất hữu cơ. Quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ chứa cacbon và chứa đạm, đã duy trì và ổn định vòng tuần hoàn cacbon và vòng tuần hòa đạm trong tự nhiên, đảm bảo cho cây xanh phát triển, từ đó duy trì sự sống các sinh vật khác trên Trái đất.
- Tạo nên đạm cho đất: trong đá và khoáng không có đạm, mà đạm trong đất đầu tiên là nhờ các sinh vật cố định đạm từ nitơ khí trời. Đây là một khả năng đặc biệt chỉ có ở một số vi sinh vật, chúng được gọi là vi sinh vật cố định đạm. Nhờ vậy mà đất được bổ sung đạm và ngày càng màu mỡ hơn. 1.5.1.2. THựC VậT Thực vật là nguồn cung cấp chất hữu cơ chủ yếu cho đất (chiếm 4/5 tổng số chất hữu cơ của đất). Thực vật xúc tiến quá trình phong hóa đá tạo ra mẫu chất. Rễ cây làm tăng độ tơi xốp và tăng độ phì nhiêu cho lớp đất mặt. Thực vật còn có tác dụng giữ ẩm cho đất, hạn chế sự xói mòn, rửa trôi các chất trong đất. Thảm thực vật khác nhau đã hình thành nên các loại đất có tính chất khác nhau. 1.5.1.3. ĐộNG VậT Có thể chia động vật làm 2 nhóm chính: động vật sống trên mặt đất và động vật sống trong đất. Động vật cung cấp chất hữu cơ cho đất bằng các chất thải của chúng và bằng xác cơ thể chúng khi chết đi. Mặt khác, động vật đào bới đất hoặc phân giun thải ra đã góp phần cải thiện tính chất vật lý của đất, tăng tính thoáng khí, tạo kết cấu tốt,.... 1.5.2. KHÍ HậU Các yếu tố khí hậu có ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp tới quá trình hình thành đất. - Ảnh hưởng trực tiếp: mưa, nhiệt độ, gió,... đẩy mạnh quá trình phong hóa đá tạo ra mẫu chất. Mưa tạo ra độ ẩm cho đất, tạo ra sự xói mòn và rửa trôi các chất của đất. Nắng kéo dài, đất mất nước trở nên khô hạn. Nước còn ảnh hưởng tới màu sắc của đất. - Ảnh hưởng gián tiếp: các điều kiện của khí hậu có tác dụng đẩy mạnh hay kìm hãm sự phát triển của sinh vật. Vì vậy, ở mỗi đới khí hậu khác nhau sẽ có những loại đất đặc thù ở đó.
1.5.3. ĐịA HÌNH Địa hình bằng phẳng, dốc hay thấp trũng,... sẽ có tác dụng xói mòn hay tích lũy mẫu chất và chất hữu cơ, làm cho sự hình thành và các quá trình biến đổi của đất sẽ theo các chiều hướng khác nhau. Độ cao tuyệt đối khác nhau thì sự phân phối chế độ mưa, ẩm, nhiệt độ,... cũng khác nhau, từ đó sẽ ảnh hưởng tới quá trình phong hóa đá, sự phát triển, phân bố chủng loại sinh vật và tích lũy các chất trong đất. Vì thế độ cao khác nhau đã tạo ra các vành đai đất hoàn toàn khác nhau. 1.5.4. ĐÁ Mẹ Đá mẹ bị phong hóa cho ra mẫu chất, mẫu chất là nguyên liệu chính của đất. Vì thế có thể nói đá giàu nguyên tố nào thì cho ra đất giàu nguyên tố đó. Ví dụ: đất đỏ phát triển từ đá bazan - một loại đá kiềm cho ra đất có tầng dày, có tổng hàm lượng dinh dưỡng cao, ngược lại đất được hình thành từ đá granit thì có tầng đất mỏng, nghèo dinh dưỡng, dễ bị khô hạn. 1.5.5. TUổI ĐấT Sự hình thành đất phải trải qua một thời gian dài. Người ta có các khái niệm sau: - Tuổi tuyệt đối của đất đồi núi được tính từ khi mẫu chất bắt đầu có tích lũy chất hữu cơ cho đến hiện tại (người ta thường dùng phương pháp cacbon phóng xạ để định tuổi của mùn rồi suy ra tuổi tuyệt đối của đất). Tuổi tuyệt đối của đất đồng bằng được tính từ khi vùng đất đó thoát khỏi ảnh hưởng của thủy triều sông hoặc biển. Tuổi tuyệt đối được tính bằng năm. - Tuổi tương đối của đất là sự chênh lệch về giai đoạn phát triển của các loại đất trên cùng một lãnh thổ có tuổi tuyệt đối như nhau. Nó được đánh gía bằng mức độ phát triển của đất trong những điều kiện ngoại cảnh nào đó.
1.5.6. CON NGƯờI Trong quá trình sử dụng đất để trồng trọt con người đã có tác động đến đất rất sâu sắc, làm cho đất thay đổi rất nhanh chóng, có thể làm cho đất ngày càng màu mỡ hoặc thoái hóa đi. Con người có thể xúc tiến sự hình thành đất trồng trọt sớm hơn và làm cho đất ngày càng màu mỡ (tác động tích cực), nhưng nếu du canh du cư, phát rừng làm rẫy, thì sau vài vụ gieo trồng đất sẽ bị kiệt quệ, mất sức sản xuất (tác động tiêu cực). Sử dụng đất hợp lý là cách tác động tích cực vào đất để đất cung cấp nhiều sản phẩm nhất, khai thác đất lâu dài và độ phì đất ngày càng được nâng cao. 1.6. PHÂN LOẠI ĐẤT VIỆT NAM [11] 1.6.1. ĐấT CÁT BIểN Đất cồn cát trắng, vàng. Đất cồn cát đỏ Đất cát biển 1.6.2. ĐấT MặN Đất mặn sú, vẹt, đước. Đất mặn. Đất mặn kiềm. 1.6.3. ĐấT PHÈN Đất phèn nhiều. Đất phèn trung bình và ít. 1.6.4. ĐấT LầY VÀ THAN BÙN Đất lầy. Đất than bùn.
1.6.5. ĐấT PHÙ SA Đất phù sa hệ thống sông Hồng. Đất phù sa hệ thống sông Cửu Long. Đất phù sa hệ thống sông khác. 1.6.6. ĐấT XÁM BạC MÀU Đất xám bạc màu trên phù sa cũ. Đất xám bạc màu gley trên phù sa cũ. Đất xám bạc màu trên sản phẩm phân hủy của đá macsma axit và đá cát. 1.6.7. ĐấT XÁM NÂU 1.6.8. ĐấT ĐEN 1.6.9. ĐấT Đỏ VÀNG Đất nâu tím trên đá macsma bazơ và trung tính. Đất nâu đỏ trên đá macsma bazo và trung tính. Đất nâu vàng trên đá macsma bazo và trung tính. Đất nâu đỏ trên đá vôi. Đất đỏ vàng trên đá sét và đá biến chất. Đất vàng đỏ trên đá macsma axit. Đất vàng nhạt trên đá cát. Đất vàng nâu trên phù sa cổ.