intTypePromotion=1
ADSENSE

Bài giảng hóa kỹ thuật: Hóa nông học

Chia sẻ: Up Up | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:74

292
lượt xem
126
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong cây trồng có hai thành phần chính là nước và chất khô có chứa các hợp chất vô cơ và hữu cơ. Tỉ lệ giữa lượng chất khô và nước trong cây phụ thuộc vào trạng thái sinh lý, điều kiện canh tác, thời tiết, giống loại … và ở các bộ phận khác nhau của một cây cũng có tỉ lệ nước và chất khô cũng khác nhau.Như vậy trong đa số các cơ quan dinh dưỡng của cây trồng có chứa 85 – 95% nước, còn chất khô chỉ có 5 -20% khối lượng. Trong hạt, khi chín lượng nước bị giảm...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng hóa kỹ thuật: Hóa nông học

  1. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HOÁ BÀI GIẢNG PHẦN HAI HOÁ NÔNG HỌC GV NGÔ THỊ MỸ B ÌNH Đà Nẵng, 2007
  2. Mục lục Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com MỤC LỤC Trang CHƯƠNG 1: THÀNH PHẦN VÀ DINH DƯỠNG CỦA CÂY TRỒNG 1.1. Thành phần hoá học của cây trồng ………………………………...…... 2 1.2. Quá trình dinh dưỡng của cây trồng …………………...………………. 4 1.2.1. Quá trình dinh dưỡng của cây trồng trong môi trường không khí ...... 4 1.2.2. Quá trình dinh dưỡng của cây trồng trong môi trường đất …......…... 5 CHƯƠNG 2: THÀNH PHẦN VÀ CÁC TÍNH CHẤT NÔNG HOÁ CỦA ĐẤT 2.1. Thành phần hoá học của đất …..……………………………………….. 7 2.1.1. Thành phần khí của đất ..……………………………………………. 7 2.1.2. Thành phần của dung dịch đất (phần lỏng của đất) .………………... 8 2.1.3. Thành phần rắn của đất (thành phần cơ giới của đất) ………………. 8 2.2. Các tính chất nông hoá của đất …………………………………………. 16 2.2.1. Tính chất hấp thu chất dinh dưỡng …..……………………………… 16 2.2.2. Tính chua, tính kiềm và phản ứng của dung dịch đất ………………. 19 2.2.3. Tính chất đệm của đất …………………….………………………… 23 CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP NÔNG HOÁ CẢI TẠO ĐẤT 3.1. Phương pháp cải tạo đất chua …..……………………………………… 27 3.2. Phương pháp cải tạo đất kiềm …..……………………………………… 32 3.3. Phương pháp cải tạo đất mặn .…..…………....................……........…… 33 3.4. Phương pháp cải tạo đất phèn …..……………………………………… 35 CHƯƠNG 4: PHÂN BÓN 4.1. Vai trò và đặc điểm của phân bón………………………………...……. 37 4.2. Phân đạm …………………..…………………………………………… 38 4.2.1. Vai trò của nitơ đối với dinh dưỡng của cây trồng .…………………. 38 4.2.2. Các quá trình hoá học của nitơ trong đất …..………………………... 39 4.2.3. Các loại phân bón chứa nitơ ………………………………………… 42 4.3. Phân lân ………………………………………………………………….. 46 4.3.1. Vai trò của phôtpho đối với dinh dưỡng của cây trồng .….…………. 46 4.3.2. Các quá trình hoá học của phôtpho trong đất ………………………... 47 4.3.3. Các loại phân bón chứa phôtpho…...………………………………… 49 4.4. Phân kali ...……………………………………………………………….. 54 4.4.1. Vai trò của kali đối với dinh dưỡng của cây trồng .……....…………. 54 4.4.2. Các quá trình hoá học của kali trong đất ………..…………………... 54 4.4.3. Các loại phân bón chứa kali………..………………………………… 55 4.5. Phân vi lượng và phân vi sinh …………………………………………… 56 4.5.1. Phân vi lượng ………………………………………………………… 56 73 Hoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học
  3. Mục lục Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 4.5.2. Phân vi sinh ………………………………………………………….. 59 CHƯƠNG 5: HOÁ HỌC BẢO VỆ THỰC VẬT 5.1. Giới thiệu chung về hoá chất bảo vệ thực vật ………………… ………… 61 5.1.1. Vai của hoá chất bảo vệ thực vật ………...................................…...... 61 5.1.2. Đặc điểm của hoá chất bảo vệ thực vật …….........................……...... 61 5.1.3. Phân loại hoá chất bảo vệ thực vật ...................................................... 63 5.2. Một số hoá chất được sử dụng để bảo vệ thực vật ………………….…... 63 5.2.1. Thuốc trừ sâu ........................................................................................ 63 5.2.2. Chất hoá học trừ nấm bệnh ................................................................... 65 5.2.3. Thuốc trừ cỏ dại .................................................................................... 66 5.3. Một số chất kích thích sinh trưởng …………………………………….….. 67 5.3.1. Auxin .................................................................................................... 67 5.3.2. Gibberellin ............................................................................................ 69 5.3.3. Cytokinin .............................................................................................. 70 ------------------------------------ 74 Hoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học
  4. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ưỡng cây trồng Chương1 – Thành phần dinh d CHƯƠNG 1 – THÀNH PHẦN VÀ DINH DƯỠNG CÂY TRỒNG 1.1. Thành phần hoá học của cây trồng. Trong cây trồng có hai thành phần chính là nước và chất khô có chứa các hợp chất vô cơ và hữu cơ. Tỉ lệ giữa lượng chất khô và nước trong cây phụ thuộc vào trạng thái sinh lý, điều kiện canh tác, thời tiết, giống loại … và ở các bộ phận khác nhau của một cây cũng có tỉ lệ nước và chất khô cũng khác nhau. Bảng 1.1. Hàm lượng tương đối (%) của nước và chất khô trong các cơ quan của một số cây trồng. Cây trồng Chất khô (%) Nước (%) Hạt lúa 85 - 88 12 – 15 Hạt ngô 78 – 82 18 – 22 Hạt lạc (đậu phụng) 12 – 15 85 – 88 Quả cà chua 94 – 96 4–6 Bèo hoa dâu 94,5 5,5 Như vậy trong đa số các cơ quan dinh dưỡng của cây trồng có chứa 85 – 95% nước, còn chất khô chỉ có 5 -20% khối lượng. Trong hạt, khi chín lượng nước bị giảm đi, còn lượng chất khô lại tăng lên đến 85 – 90% khối lượng chung. Do đó, đối với những cây trồng chính có năng suất tương đối cao, có thể thu được 20 – 60 tạ chất khô trên 1ha là sản phẩm hàng hoá. Ngoài ra, còn một lượng lớn của thu hoạch là chất khô trong sản phẩm phụ như rễ, rơm rạ … Cây trồng tích luỹ chất khô nhờ quá trình hút CO2 của môi trường không khí, hút nước và chất khoáng từ đất * Thành phần nguyên tố Trong chất khô có rất nhiều nguyên tố hoá học. Khi nghiên cứu thành phần chất khô của nhiều cây trồng bằng phương pháp đốt, nói chung ta thu được các nguyên tố trong phần khí như: cacbon – 45%, oxi – 42%, hiđrô – 7%. Như vậy, chỉ riêng 3 nguyên tố này đã chiếm gần 94% khối lượng chung của chất khô mà cây trồng tích luỹ được nhờ quá trình hút CO2 và H2O. Còn trong phần tro của chất khô có nhiều nguyên tố khác, nhưng chỉ chiếm khoảng 6%. Trong nhiều trường hợp, sự tích luỹ chất khô và năng suất cây trồng lại chủ yếu phụ thuộc vào việc cung cấp cho đất những nguyên tố có trong phần tro để cây trồng sử dụng. 2 Hoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học
  5. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ưỡng cây trồng Chương1 – Thành phần dinh d Qua phân tích phần tro của nhiều loại cây để xác định thành phần và bằng kiểm tra thực nghiệm trồng cây trong dung dịch các muối vô cơ, người ta đã phát hiện thấy có 7 nguyên tố cần thiết ngoài C, H, O, đó là N, P, K, Ca, Mg, S và Fe. Hàm lượng các nguyên tố này trong tro tương đối cao, do đó người ta gọi chúng là những nguyên tố đa lượng. Ngoài 7 nguyên tố đa lượng trên, thực vật còn cần những lượng rất nhỏ các nguyên tố Mn, B, Mo, Cu, Zn, Co, I, F với hàm lượng từ phần nghìn đến phần tră m nghìn của chất khô. Người ta gọi những nguyên tố này là nguyên tố vi lượng. Ngoài các nguyên tố đa lượng và vi lượng, gần đây, người ta mới phát hiện thê m trong thực vật còn có những nguyên tố siêu vi lượng mà hàm lượng của chúng rất nhỏ từ 10-12 đến 10-5 khối lượng chất khô. Đó là những nguyên tố như Rb, Ce, Se, Cd, Ag, Hg, … Nếu kể tất cả các nguyên tố đa lượng, vi lượng và siêu vi lượng thì trong cây có đến hơn một nửa số nguyên tố của bảng tuần hoàn Menđeleep. Khi đốt thực vật, các nguyên tố Na, Mg, P, S, K, Fe, Ca, Mn và các nguyên tố vi lượng khác có trong thành phần tro. Do đó, người ta thường gọi chúng là các nguyên tố tro. Thành phần nitơ và các nguyên tố tro của thực vật rất khác nhau, tuỳ thuộc vào đặc tính sinh lý của chúng, vào tuổi cây, điều kiện canh tác và cũng không đồng đều trong các bộ phận, các mô khác nhau. Chẳng hạn, trong lá thường có các nguyên tố tro nhiều hơn trong thân, hạt … Việc xác định thành phần tro của các bộ phận cây trồng cho thấy: trong tro của các loại hạt, lượng P2O5 có thể chiếm 40 – 50%, lượng K2O: 30 – 40% và MgO: 8 – 12%. Như vậy trong các loại hạt, các oxit của 3 nguyên tố P, K, Mg chiếm đến khoảng 90% khối lượng chung của tro. Lượng P trong tro của rơm rạ nhỏ hơn 3 – 5 lần so với trong tro của hạt, nhưng hàm lượng Ca và Si lại lớn hơn so với tro của hạt rất nhiều. Trong tro các loại củ như khoai, sắn ... đặc biệt chứa nhiều K. Trong hạt, hàm lượng N cũng cao hơn trong rơm rạ. Hàm lượng N trong củ thấp hơn nhiều, so với hàm lượng N trong thân lá, các loại cây có củ. Khi trồng cây ngoài đồng, cây trồng thường thiếu nitơ, phôtpho và kali. Sự thiếu canxi, magie và lưu huỳnh thường ít thấy, còn dấu hiệu thiếu các nguyên tố vi lượng chỉ gặp ở một vài loại đất, khi trồng những loại cây nhất định. Người ta có thể dựa vào sự hấp thụ các nguyên tố dinh dưỡng từ đất để xác định nhu cầu của cây trồng đối với các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho việc tạo ra thu hoạch. Khi nghiên cứu nhu cầu của cây trồng, người ta phải tính đến toàn bộ khối lượng thu hoạch (hạt, rơm, rạ, rễ, thân lá …) và xác định hàm lượng các nguyên tố chính trong các bộ phận. Sau đó phải tính tổng lượng các nguyên tố trong toàn bộ khối lượng thu hoạch. 3 Hoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học
  6. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ưỡng cây trồng Chương1 – Thành phần dinh d Nhu cầu của cây trồng đối với các nguyên tố dinh dưỡng thường được tính bằng kg/ha. Như đã nêu ở trên, lượng N và các nguyên tố khoáng chỉ chiếm một phần tương đối nhỏ so với hàm lượng chung của các nguyên tố trong thu hoạch cây trồng. Phần chủ yếu của thu hoạch ngoài lượng nước ra, là các chất hữu cơ chiếm tới 80 – 90% khối lượng của chất khô thực vật. Những chất hữu cơ quan trọng trong thành phần thu hoạch của các cây trồng phổ biến là đường, tinh bột, xenlulo, lipit, protit. Song, sự hình thành và tích luỹ các chất hữu cơ trong thực vật chỉ có thể đảm bảo cho cây trồng 7 nguyên tố dinh dưỡng cần thiết. Bảng 1.2. Hàm lượng % các loại hợp chất hữu cơ trong sản phẩm cây trồng Cây trồng Tinh bột Xenlulo Lipit Protit Các hợp chất Đường chứa nitơ khác Hạt gạo 1,5 75,0-80,0 0,6 1,2 8,0-10,0 1,0 Hạt ngô 2,5 65,0 1,8 4,0 9,0 1,0 Hạt đậu trắng 4,0 45,0 3,5 1,5 22,0 2,0 Hạt đỗ tương 8,0 3,0 4,5 20,0 35,0 3,0 Củ khoai tây 1,0 16,0 1,0 0,1 1,2 1,0 Hạt lạc gluxit = 16% 46,0 30,0 1.2. Quá trình dinh dưỡng của cây trồng Tất cả thực vật bậc cao trong đó có cây trồng nông nghiệp đều đồng thời sống trong 2 môi trường: đất và lớp khí quyển gần mặt đất. Nhờ lá xanh, cây trồng hút khí CO2 từ không khí và nhờ rễ, cây trồng hút nước, các ion vô cơ và một vài chất hữu cơ từ đất. 1.2.1. Quá trình dinh dưỡng của cây trồng trong môi trường không khí. Trong chất khô của thực vật, trung bình có chứa 45% C và 42% O. Nguồn cacbon và oxi đó do quá trình dinh dưỡng của cây xanh trong môi trường không khí đã tổng hợp nên các chất hữu cơ cho thực vật. * Quá trình quang hợp: Nhờ có lá xanh, cơ quan quan trọng của thực vật, hút khí cacbonic và hơi nước qua khí khổng ở phiến lá. Dưới tác dụng của năng lượng ánh sáng mặt trời và clorophin (diệp lục), lá xanh tổng hợp nên các chất hữu cơ cho cây. Diện tích tổng số của lá cây thường vượt quá diện tích đất mà cây chiếm từ 20- 70 lần, điều đó tạo nên những thuận lợi cho lá cây hấp thụ CO2 và năng lượng mặt 4 Hoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học
  7. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ưỡng cây trồng Chương1 – Thành phần dinh d trời. Vai trò của lá xanh được K.A. Timiriazep phát hiện: Nếu không có clorophin của lá xanh, thực vật không thể thu được năng lượng mặt trời và do đó không tích luỹ được năng lượng dưới dạng thế năng của thu hoạch. Quá trình tổng hợp tiến hành ở lá xanh khi có chiếu sáng tạo nên gluxit, axit hữu cơ, các aminoaxit và protit, được gọi là quá trình quang hợp. Quá trình quang hợp là quá trình biến đổi năng lượng của ánh sáng mặt trời thành hoá năng để tổng hợp nên các hợp chất hữu cơ mới. Có thể tóm tắt quá trình tổng hợp sinh khối (chất hữu cơ) theo phản ứng sau đây : ánh sáng nCO2 + 2mH2O + xNPS ... CnH2mOpNPS + mO2 + mH2O diệp lục sinh khối trong đó n, 2m là số lượng phân tử tham gia vào phản ứng ; x ,p ... là số lượng chưa biết chính xác. Nếu khử CO2 đến hexozơ thì cần tiêu tốn 685 kcal và trong trường hợp này phản ứng quang hợp có dạng đơn giản : ánh sáng 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2 (O2 giải phóng ra là của nước) diệp lục Phản ứng quang hợp có 2 giai đoạn : - Giai đoạn thứ nhất tiến hành dưới tác dụng của ánh sáng là giai đoạn quang phân li nước, giải phóng oxi và hình thành những hợp chất hữu cơ với sự tham gia của hiđro trong thành phần H2O. - Giai đoạn thứ hai xảy ra do các enzim thực hiện là giai đoạn tạo ra các hợp chất hữu cơ. Hàm lượng CO2 là yếu tố có ảnh hưởng đến quang hợp. Thí nghiệm của Buossingault cho thấy: Ở điều kiện nhiệt độ không khí và ánh sáng mặt trời như nhau, môi trường có hàm lượng CO2 cao thì qúa trình quang hợp của lá cây tạo ra một lượng chất hữu cơ nhiều hơn so với môi trường không khí bình thường. Trong không khí, hàm lượng CO2 có tính chất quyết định qúa trình dinh dưỡng của cây trồng , mặc dù nó chỉ chiếm một tỉ lệ rất thấp (0,03% thể tích không khí). 1.2.2. Quá trình dinh dưỡng của cây trồng trong môi trường đất. Trong quá trình dinh dưỡng, thực vật hút các muối vô cơ đơn giản từ đất vào rễ. Tại đây, các muối vô cơ đơn giản chuyển lên lá để tổng hợp nhiều chất hữu cơ tương đối phức tạp và chuyển các hợp chất này đến các cơ quan khác trong cây. Ở lá, các ion trực tiếp tham gia vào quá trình quang hợp, hoặc tạo nên các sản phẩm thực vật. Nhiều ion vô cơ còn tham gia vào thành phần của các enzim, mà thiếu 5 Hoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học
  8. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ưỡng cây trồng Chương1 – Thành phần dinh d chúng nhiều quá trình biến đổi chất cần thiết cho tế bào sống của thực vật sẽ không thực hiện được. Đặc biệt là nhiều cây trồng không những chỉ đồng hoá được các ion có sẵn trong dung dịch đất mà còn tương tác một cách tích cực với tướng rắn của đất, để chuyển các nguyên tố dinh dưỡng trong thành phần của tướng rắn thành dạng tan. Đồng thời, cũng diễn ra việc tách các cation, anion đã được keo đất hấp phụ ra dung dịch, cùng với các ion do sự phân huỷ các chất khoáng và mùn thành các chất dễ tan. Nói chung, để có thể sinh trưởng và phát triển bình thường, tất cả thực vật bậc cao đều cần đến những nguyên tố dinh dưỡng như nhau. Song tuỳ thuộc vào đặc tính sinh lý của các loại, các dạng thực vật khác nhau còn đòi hỏi một tỉ lệ các nguyên tố dinh dưỡng khác nhau. Do đó, việc nghiên cứu dinh dưỡng thực vật để phục vụ cho trồng trọt đòi hỏi không chỉ chú ý đến cơ sở chung về dinh dưỡng của hệ rễ mà còn phải quan tâ m đến những đặc tính cụ thể của các quá trình này đối với các cây trồng, ở những điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng nhất định của việc trồng trọt. 6 Hoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học
  9. Chương2 – Thành phần và các tính chất nông hoá của đất Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com CHƯƠNG 2 – THÀNH PHẦN VÀ CÁC TÍNH CHẤT NÔNG HOÁ CỦA ĐẤT 2.1. Thành phần hoá học của đất Đất gồm có phần rắn, phần lỏng (dung dịch đất) và phần khí. Trong đất, ba phần này có quan hệ chặt chẽ với nhau. 2.1.1. Thành phần khí của đất Phần khí của đất thường có thành phần khác với không khí trong khí quyển. Hàm lượng khí CO2 cao hơn và O2 thấp hơn. Trong đất, thường xuyên diễn ra sự hút oxi và giải phóng khí CO2 do phân huỷ chất hữu cơ, hô hấp của vi sinh vật, rễ cây và một số phản ứng hoá học. Trong khí quyển, CO2 chiếm 0,03%, còn trong đất, CO2 có thể có từ vài phần nghìn đến 1% (có khi chiếm 2  3% và hơn nữa). Độ ẩm, thành phần cơ giới, cấu trúc và độ xốp của đất, đặc tính thực vật, nhiệt độ, áp suất khí quyển v.v… có ảnh hưởng đến số lượng và thành phần khí trong đất. Hàm lượng CO2 trong thành phần khí của đất phụ thuộc vào cường độ trao đổi khí giữa đất và khí quyển. CO2 tạo ra trong đất, một phần thoát ra khí quyển, một phần tan vào trong dung dịch đất. Do sự khuếch tán CO2 từ đất làm tăng lượng CO2 trong lớp không khí gần mặt đất, tạo ra những điều kiện thuận lợi cho sự đông hoá CO2 của thực vật và dẫn tới khả năng tăng thu hoạch. Sự hoà tan khí CO2 vào dung dịch đất tạo ra axit cacbonic. Khi phân li, nó gây ra sự axit hoá phần lỏng của đất. CO2 + H2O  H2CO3 H2CO3  H+ + HCO3- Hàm lượng CO2 trong phần khí và trong dung dịch đất có mối liên quan khá chặt chẽ: Khi nồng độ khí CO2 trong không khí tăng sẽ dẫn đến sự chuyển khí CO2 vào dung dịch mạnh hơn, do đó làm tăng nồng độ H+ trong dung dịch, và ngược lại, khi lượng khí CO2 trong không khí bị giảm thì CO2 từ dung dịch sẽ thoát ra ngoài không khí. Việc làm giàu CO2 trong dung dịch đất có tác dụng hoà tan các hợp chất khoáng trong đất (các phôtphat và canxi cacbonat …) dẫn tới việc chuyển các chất khoáng thành dạng dễ tiêu cho cây trồng. Song, hàm lượng CO2 cao quá và thiếu oxi trong phần khí của đất (chẳng hạn, ở nơi ngập úng và độ thoáng khí của đất kém) thì lại có ảnh hưởng xấu đến phát triển của thực vật và vi sinh vật. Trong điều kiện thiếu oxi, quá trình hô hấp và phát triển rễ bị hạn chế. Ở điều kiện độ thoáng khí kém, nồng độ oxi trong phần khí của đất thấp, các quá trình khử yếm khí bắt đầu tiến hành mạnh trong đất. Đất có độ thoáng tốt và sự trao đổi khí diễn ra mạnh 7 Hoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học
  10. Chương2 – Thành phần và các tính chất nông hoá của đất Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com giữa phần khí của đất với khí quyển, sẽ tạo ra nhiều CO2 cho lớp không khí gần mặt đất, đồng thời tạo những điều kiện thuận lợi cho sự phát triển vi sinh vật đất và dinh dưỡng thực vật. 2.1.2. Thành phần của dung dịch đất (phần lỏng của đất) Dung dịch đất là phần hoạt động và linh động nhất của đất, trong đó có nhiều quá trình hoá học được thực hiện và từ đó thực vật trực tiếp đồng hoá các chất dinh dưỡng. Trong dung dịch đất có thể có các anion HCO3-, OH-, Cl-, NO3-, SO42-, H2PO4- v.v… và còn có các muối sắt, nhôm, các chất hữu cơ tan được trong nước. Ngoài ra, trong dung dịch đất còn chứa các khí tan như O2, CO2, NH3 v.v… Sự có mặt các muối trong dung dịch đất là do quá trình phong hoá các chất khoáng bị phân huỷ và sự biến đổi các hợp chất hữu cơ trong đất do vi sinh vật, do phân bón vô cơ và hữu cơ. Sự có mặt thường xuyên và đầy đủ các ion K+, Ca2+, Mg2+, NH4+, NO3-, SO42-, H2PO4- trong dung dịch đất là điều đặc biệt quan trọng đối với dinh dưỡng thực vật. Hàm lượng muối tan trong đất thường vào khoảng 0,05%. Nếu hàm lượng muối tan cao hơn (0,2%) sẽ có tác dụng hại đối với cây trồng. Thành phần và nồng độ của muối tan có thể bị thay đổi do ảnh hưởng của nhiều yếu tố. Lượng muối trong dung dịch đất tăng lên khi bón phân, khi giảm độ ẩm của đất hoặc khi tăng cường hoạt động của vi sinh vật và quá trình vô cơ hoá hợp chất hữu cơ. Ngược lại, sự hút chất dinh dưỡng của thực vật, sự rửa trôi các chất tan, hoặc sự chuyển hoá chúng thành các dạng không tan, sẽ dẫn đến tình trạng giảm nồng độ dung dịch đất. Thành phần và nồng độ muối tan trong dung dịch đất cũng phụ thuộc vào tương tác giữa dung dịch đất với phần rắn của đất và các phản ứng trao đổi giữa dung dịch đất và keo đất. 2.1.3. Thành phần rắn của đất (thành phần cơ giới của đất) Phần rắn của đất là nguồn dự trữ chính các chất dinh dưỡng cho cây trồng. Nó gồm phần khoáng mà ở đa số loại đất chiếm đến 90 – 99% khối lượng của phần rắn và phần chất hữu cơ chỉ chiếm vài phần trăm khối lượng phần rắn, nhưng lại có vai trò rất quan trọng đối với độ phì nhiêu của đất. Bảng 2.1. Thành phần (nguyên tố) hoá học trung bình của phần rắn (%) Nguyên tố Nguyên tố Nguyên tố % % % 6.10-3 Rubiđi Nitơ O xi 49,0 0,1 5.10-3 2.10-3 Kẽm Đồng Silic 33,0 5.10-3 1.10-3 Nhô m 7,1 Xezi Bo 8 Hoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học
  11. Chương2 – Thành phần và các tính chất nông hoá của đất Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 4.10-3 1.10-3 Sắt 3,7 Niken C hì 3.10-3 1.10-3 Cacbon 2,0 Liti Gali 1.10-3 Thiếc Canxi 1,3 Kali 1,3 8.10-4 Flo 0,02 Natri 0,6 Coban 6.10-4 Crôm 0,02 Magie 0,6 Thori 5.10-4 Hiđro Clo 0,01 0,5 Asen 5.10-4 Vanađi 0,01 Titan 0,46 Iôt Lưu huỳnh Phôtpho 0,08 Mangan 0,08 0,08 5.10-4 Palađi Bari 0,05 Stronti 0,03 3.10-4 5.10-4 (10-4) Molipđen Urani Berili 1.10-6 5.10-3 (10-5) Cađimi Thuỷ ngân Selen 8.10-11 R a đi Tất cả các nguyên tố trên, trừ nitơ, đều chứa trong phần khoáng cúa đất và tồn tại trong các hợp chất khoáng khác nhau. Các nguyên tố C, H, O, P và S có trong phần khoáng và cả trong thành phần chất hữu cơ. Riêng N thì hầu như hoàn toàn chứa trong thành phần chất hữu cơ của đất. * Phần khoáng của đất: Phần khoáng của đất là sản phẩm phong hoá lâu dài của đá mẹ. Nó có thành phần cơ giới, thành phần khoáng và hoá học phức tạp. Nó gồm các hạt khoáng khác nhau, có kích thước từ phần triệu milimet đến 1 mm và hơn nữa. Người ta phân loại các khoáng chứa trong đất theo nguồn gốc: khoáng sơ cấp và thứ cấp. Các khoáng sơ cấp: thạch anh, fenspat, mica … có trong đất, hình thành từ đá mẹ do phong hoá. Trong đất, các khoáng này chủ yếu tồn tại dưới dạng hạt cát (từ 0,05 – 1 mm) và bụi (0,001 – 0,05mm) và có một lượng nhỏ ở dạng hạt bùn (
  12. Chương2 – Thành phần và các tính chất nông hoá của đất Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com và những khoáng thứ cấp mà người ta gọi là các khoáng sét như kaolinit, mongmorilonit … Các khoáng thứ cấp có trong đất chủ yếu dưới dạng bùn và hạt keo. Hình 2.1. Sơ đồ cấu tạo kaolinit (Al4Si4O10(OH)6) Hình 2.2. Sơ đồ cấu tạo mongmorilonit (Al4Si8O20(OH)4) Về thành phần hoá học, các khoáng được chia thành các hợp chất silicat và aluminôsilicat: - Các silicat: trong số các silicat trong đất, khoáng thạch anh (SiO2) là phổ biến nhất. Người ta thường gặp thạch anh dưới dạng các hạt cát, bụi, một phần nhỏ ở dạng bùn và hạt keo. Hầu như trong tất cả các loại đất, thạch anh chiếm trên 60%, còn trong đất cát có khoảng 90% và hơn nữa. Thạch anh rất bền, về mặt hoá học thì khá trơ và ở điều kiện thường không tham gia vào các phản ứng hoá học trong đất. Còn các silicat khác, công thức cấu tạo có nhiều dạng khác nhau. 10 Hoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học
  13. Chương2 – Thành phần và các tính chất nông hoá của đất Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Hình 2.3. Những hình dạng của các nhóm silicat khác nhau (các silicat tự nhiên) - Các hợp chất của sắt thường ở dạng muối hiđro: Muối kiềm Fe3(OH)6PO4, Fe2(OH)3PO4, Fe3(OH)3(PO4)2 Muối trung tính: FePO4 Muối axit: FeH3(PO4)2, FeH6(PO4)3 - Các hợp chất của Ca, Na, K và Mg thường ở dạng muối nitrat, sunfat, clorua, photphat. Các hợp chất của photpho thường ở dạng floapatit Ca5(PO4)3F. Trong hiđroxiapatit, F được thay thế bằng OH: Ca5(PO4)3OH Trong cloapatit, F được thay thế bằng Cl: Ca5(PO4)3Cl - Lưu huỳnh có khoảng 0,85% trong đất và ở dạng các hợp chất: H2S, SO2, FeS2, ZnS, PbS, CaSO4 v.v… - Hợp chất của nguyên tố vi lượng: MnSiO3 (Silicat rodenit), Mn3Al2Si3O12 (Alumino silicat), MnO, Mn3O4 v.v… Các hợp chất của Co, Mn, Cu, Zn cũng thường ở các dạng muối. Sự hình thành các chất trên là do quá trình phong hoá đá mẹ, do tác dụng của vi sinh vật và axit hữu cơ. * Các chất hữu cơ trong đất: Chất hữu cơ trong đất tuy ít (0,5 – 10%) nhưng là thành phần quan trọng, đặc trưng cho đất trồng trọt. Trong số các hợp chất hữu cơ đó, mùn là loại chất có vai trò đặc biệt đối với dinh dưỡng của cây trồng. Có thể phân chia các hợp chất hữu cơ của đất thành 2 nhóm sau: 11 Hoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học
  14. Chương2 – Thành phần và các tính chất nông hoá của đất Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 1. Các chất hữu cơ chưa mùn hoá có nguồn gốc động thực vật: Các hợp chất này chủ yếu vẫn là các chất hữu cơ trong xác động thực vật chưa được phân huỷ hoặc bán phân huỷ. Hàng nă m trong lớp đất trồng trọt có khoảng 5 – 8 tấn xác thực vật trên mỗi ha, chiếm 7 – 8% lượng chất hữu cơ của lớp đất này. Khối lượng vi sinh vật (ở lớp đất 0 – 20cm) từ 0,7 – 2,4 tấn/ha. Những hợp chất hữu cơ trong xác động thực vật gồm những chất hoá học khác nhau và những sản phẩm trung gian của sự phân huỷ các chất đó như gluxit (xenlulo, hemixenlulo, tinh bột …), các axit hữu cơ, protit và các chất hữu cơ chứa nitơ khác (các aminoaxit, amit …), chất béo, nhựa, andehit, các axit poliuric và các dẫn xuất của chúng, các poliphenol, tanin, lignin … Phần chất hữu cơ chưa mùn hoá thường chiếm 10 – 15% khối lượng chất hữu cơ của đất. Song những hợp chất này có vai trò đối với sự sống của thực vật, vi sinh vật trong đất và độ phì nhiêu của nó. Các hợp chất hữu cơ chưa mùn hoá có thể bị phân huỷ trong đất thành chất vô cơ dễ được cây trồng đồng hoá. Các nguyên tố dinh dưỡng trong thành phần của chúng là nitơ, photpho, lưu huỳnh và các nguyên tố khác. Tuy nhiên, không phải tất cả các chất hữu cơ trong xác động thực vật đều được khoáng hoá hoàn toàn. 2. Nhóm các hợp chất hữu cơ có bản chất đặc biệt được gọi là các chất mùn: Trong đất, ngoài sự phân huỷ các chất chưa mùn hoá như trên còn có các quá trình tổng hợp. Các hợp chất hữu cơ mới khá phức tạp, từ những sản phẩm phân huỷ của các chất chưa mùn hoá hình thành các chất mùn. Các vi sinh vật đất thường có vai trò xúc tiến cho các quá trình mùn hoá này. Dưới ảnh hưởng của chúng, xác động thực vật ban đầu bị phân huỷ thành các chất hoá học đơn giản hơn. Trong số này, có những hợp chất loại thơm poliphenol, các quinon tạo ra khi phân huỷ các chất tanin và lignin, đồng thời với các sản phẩm phân huỷ protit của nguyên sinh động vật (polipeptit và aminoaxit) là những thành phần chất mùn. Các chất mùn là những hợp chất chứa nitơ có phân tử lượng cao và tính axit. Phần lớn các chất này tồn tại dưới dạng liên kết với chất vô cơ của đất. Có thể chia các chất mùn làm 3 nhóm chính: các axit humic, axit funvic và các humin. Axit humic là nhóm các chất được chiết ra khỏi đất bằng kiềm (hoặc bằng các dung môi khác), ở dạng dung dịch màu sẫm (các humat Na+, NH4+ hoọc K+) và được kết tuả dưới dạng vô định hình bằng các axit. Nhóm các axit humic được chiết ra từ các loại đất khác nhau có thành phần nguyên tố: C: 50 – 62%; H: 2,8 – 6%; O: 31 – 40%; N: 2 – 6%. 12 Hoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học
  15. Chương2 – Thành phần và các tính chất nông hoá của đất Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Sự dao động về thành phần nguyên tố của các axit humic ở các loại đất khác nhau là do thành phần các chất trong nhóm này hoàn toàn không đồng nhất. Ngoài C, H, O, N, khi phân tích nhóm các axit humic, người ta còn thấy trong tro có những nguyên tố: P, S, Si, Fe, Al chiếm 1 – 10% về khối lượng. Những nguyên tố này kết hợp với axit humic thường do các phản ứng thứ cấp. Cấu tạo phân tử của các axit humic, hiện nay vẫn còn là vấn đề chưa được hoàn toàn giải thích rõ ràng. Theo các giả thuyết hiện tại, các axit humic là những hợp chất phức tạp có phân tử lượng cao, có bản chất thơm. Đơn vị cấu tạo cơ bản của chúng là mạch cacbon vòng có các mạch nhánh cacbon dài mang những nhóm chức khác nhau (hiđroxyl, phenol, metoxyl …). Trong thành phần phân tử của các axit humic có những vòng thơ m, dị vòng 5,6 cạnh, có nitơ và không có nitơ. Chúng liên kết với nhau bằng các cầu – NH –, – CH2 – … Có những tài liệu cho biết trong axit humic có những gốc gluxit (hexozơ, pentozơ …) và các hợp chất hữu cơ chứa nitơ (các aminoaxit khác nhau). Trong thành phần phân tử của nó có các nhóm chức: 3 – 6 nhóm hiđroxyl phenol (OH), 3 – 4 nhóm cacboxyl (COOH) và các nhóm metoxyl (OCH3), cacbonyl (– C –), chúng tạo nên tính chất của axit humic và đặc tính tương tác của O chúng với đất. Các nhóm hiđroxyl phenol và cacboxyl trong axit humic tạo khả năng cho nó tham gia vào các quá trình trao đổi hấp phụ cation và quyết định tính axit của axit này. Còn ion hiđro trong nhóm cacboxyl cho khả năng thế các cation khác nhau để tạo muối humat: RCOOH + NaHCO3  RCOONa + H2O + CO2 2RCOOH + CaCO3  (RCOO)2Ca + H2O + CO2 Sepfe và Unrich (1960) đã trình bày nguyên tắc cấu tạo axit humic như sau: Các axit humic được tạo thành từ các đơn vị cấu tạo là các cầu nối và nhóm chức loại izo hoặc hetero. Nhân của axit humic là những vòng 5 hoặc 6 cạnh, ví dụ: NH N N Indol Piriđin Quinolin 13 Hoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học
  16. Chương2 – Thành phần và các tính chất nông hoá của đất Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Các nhân liên kết với nhau bằng các cầu nối, chỉ gồm nguyên tử (–O–; –N=) hoặc nhóm nguyên tử (–NH–; –CH2–), các nhóm định chức thường là nhóm cacboxyl (COOH), hiđroxyl (OH), phenol metoxyl (OCH3) và cacbonyl. Sự có mặt nhóm cacboxyl là cơ sở để sắp xếp các axit humic vào loại axit. Dung dịch huyền phù của axit humic thường có pH  3. Muối của axit humic với cation hoá trị 1 (Na+, K+, NH4+) là những humat tan được trong nước, còn những axit humic tự do và các muối của chúng với các cation hoá trị 2, 3 thì không tan và có trạng thái gen. Trong đất, các axit humic liên kết với Ca2+, Mg2+, nên không có khả năng di chuyển theo phẫu diện đất mà được tích luỹ ở những nơi hình thành ra chúng và ở lớp đất mặt, do đó có chứa nhiều các muối này. Axit humic là phần mùn có giá trị nhất: có khả năng hấp phụ lớn đối với các cation và có vai trò quan trọng trong việc hình thành cấu tượng đất thích hợp cho trồng trọt; các axit humic còn có ý nghĩa lớn là nguồn các chất dinh dưỡng dự trữ, trước hết là nitơ. Các axit funvic là những chất mùn có màu vàng hoặc đỏ nhạt trong dung dịch sau khi axit hoá nước chiết đất bằng kiềm. Cũng như axit humic, theo cấu tạo, axit funvic là nhóm các hợp chất có phân tử lượng cao. Thành phần nguyên tố của các axit funvic khác axit humic là hàm lượng C và N nhỏ hơn và hàm lượng O và H lại cao hơn: C: 44 – 49%; H: 3,5–5%; O: 44 – 49%; N: 2 – 4%. Những nguyên tố tro trong axit funvic chiếm từ 7 – 10%. Khi hoà tan trong nước, nó là một axit hữu cơ tương đối mạnh. Các humin là những phức của axit humic và funvic, liên kết bền với nhau và với phần khoáng của đất. Điều này giải thích tính bền của cao của các humin với tác dụng của axit và kiềm. Lượng nitơ trong các humin là 20 – 30% nitơ tổng số của đất và liên kết khá bền, nên các vi sinh vật đất khó phân huỷ được chúng.  Sự tạo thành mùn của đất: Mùn được hình thành là do kết quả của sự chuyển hoá các hợp chất hữu cơ, dưới tác động của enzim và vi sinh vật đất. Nguyên liệu cơ bản để tạo thành mùn là xác thực vật ở trong đất hay ở lớp đất mặt. Dưới ảnh hưởng của hoạt động vi sinh vật đất, sự biến đổi của các nguyên liệu thực vật này theo nhiều quá trình khác nhau: - Quá trình khoáng hoá: quá trình này tạo nên những chất đơn giản như CO2, H2O, NH3, những muối đơn giản. - Quá trình tổng hợp: Đó là quá trình tạo nên axit mùn phức tạp, từ những chất hữu cơ và vô cơ đơn giản. V í d ụ: 14 Hoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học
  17. Chương2 – Thành phần và các tính chất nông hoá của đất Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com OH Xác hữu cơ   OH  O OH O hidro quinon quinon O + 2NH2RCOOH  O NHRCOOH O O NHRCOOH axit mùn  Vai trò của mùn đối với độ phì nhiêu của đất: Từ thành phần và cấu tạo của mùn, khi phân huỷ, nó cung cấp nitơ cho thực vật, nên mùn là nguồn dự trữ chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng. Nhờ có các nhóm hoạt động trong phân tử, mùn có khả năng hấp phụ và trao đổi cation, tạo nên những muối mới làm thay đổi thành phần và cấu tượng của đất. Do sự thay đổi cấu tượng, đất nặng trở thành tơi xốp, đất rời rạc được liên hợp lại với nhau nên thay đổi được chế độ không khí, nhiệt độ và nước trong đất, tạo nên những điều kiện thích hợp cho sinh trưởng và phát triển thực vật. Các axit mùn, với một lượng nhỏ, khi tạo thành các dạng keo hoà tan có tác dụng xúc tiến cho sự phát triển rễ, làm cho cây có khả năng sử dụng được nhiều chất dinh dưỡng có trong đất. Do đó, hàm lượng mùn trong đất là một trong những tiêu chuẩn hàng đầu trong việc đánh giá độ phì nhiêu của đất. * Hàm lượng chất dinh dưỡng và khả năng cung cấp chất dinh dưỡng của đất. Có thể phân biệt các loại đất khác nhau dựa vào thành phần khoáng, thành phần và khối lượng chất hữu cơ. Do đó, khối lượng các nguyên tố dinh dưỡng của thực vật trong các loại đất khác nhau, cũng không giống nhau. Nếu xác định lượng N, P2O5 và K2O tổng số ở lớp đất trồng trọt thuộc các loại đất khác nhau, ta sẽ thấy khối lượng các nguyên tố dinh dưỡng dự trữ trong đất rất lớn. Bảng 2.1. Tỉ lệ và khối lượng các nguyên tố dinh dưỡng dự trữ trong đất Nguyên tố dinh dưỡng Tỉ lệ (%) Khối lượng (kg/ha) N 0,02  0,20 600  6.000 P2O5 0,02  0,30 600  9.000 K2O 0,50  3,00 15.000  90.000 15 Hoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học
  18. Chương2 – Thành phần và các tính chất nông hoá của đất Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Lượng nitơ tổng số trong đất phụ thuộc vào lượng mùn; lượng photpho cũng lớn nếu như đất giàu chất hữu cơ, còn lượng kali thì phụ thuộc vào thành phần cơ giới của đất. Trong nhiều loại đất, lượng tổng số N, P và K dự trữ rất lớn, gấp 10  100 lần lượng các nguyên tố dinh dưỡng này trong thu hoạch của cây trồng. Thế nhưng phần lớn khối lượng các chất dinh dưỡng trên tồn tại trong đất dưới dạng các hợp chất mà cây trồng không đồng hoá hoặc khó hấp thu được. Chẳng hạn, nitơ chủ yếu tồn tại các chất hữu cơ phức tạp (chất mùn, protit …), phần lớn photpho ở dạng các hợp chất vô cơ và hữu cơ khó tan, còn phần chủ yếu của kali ở trong các khoáng aluminosilicat không tan. Do đó, lượng tổng số các nguyên tố dinh dưỡng trong đất chỉ đặc trưng cho độ phì nhiêu tiềm tàng của đất mà thôi. Để xác định độ phì nhiêu hiệu dụng tức là khả năng cung cấp chất dinh dưỡng thực tế của đất cho thu hoạch cao của cây trồng, phải là lượng chất dinh dưỡng ở dạng dễ tiêu đối với thực vật. Cây trồng chỉ có thể đồng hoá các chất dinh dưỡng dưới dạng các hợp chất tan được trong nước và môi trường axit yếu hoặc các ion ở trạng thái hấp phụ trao đổi. Quá trình biến đổi các hợp chất không tan và khó tan thành dạng đồng hoá được thường diễn ra trong đất, dưới ảnh hưởng của vi sinh vật đất và các quá trình hoá học, hoá lý. Việc huy động các nguyên tố dinh dưỡng (quá trình biến đổi các chất khó tan thành dạng dễ tiêu) trong các loại đất khác nhau, thường diễn ra không đồng đều mà phụ thuộc vào tính chất các hợp chất, điều kiện khí hậu, tính chất đất và mức độ canh tác. Cho nên, mặc dù lượng chất dinh dưỡng dự trữ trong đất khá lớn, cây trồng vẫn không có đủ chất dinh dưỡng dễ tiêu để cho khối lượng thu hoạch cao. Do đó, để tăng độ phì nhiêu thực tế cho đất và tăng thu hoạch cây trồng, việc bón phân vô cơ và hữu cơ là vấn đề có ý nghĩa to lớn. Lượng chất dinh dưỡng dễ tiêu phụ thuộc vào loại đất, mức độ canh tác, chế độ phân bón … nên hàm lượng các chất dinh dưỡng đó thường khác nhau không chỉ ở các cơ sở nông nghiệp khác nhau mà ngay cả ở mỗi cánh đồng trong cùng một cơ sở nông nghiệp. Vì vậy, việc phân tích nông hoá đất để xác định lượng N, P và K dễ tiêu đồng thời với việc tiến hành những thí nghiệm đồng ruộng là công việc có ý nghĩa quan trọng, đối với việc sử dụng phân bón hợp lý. Tóm lại, đất trồng trọt là một hệ đa tướng gồm khí, lỏng và rắn, có quan hệ mật thiết với nhau và là môi trường dinh dưỡng của cây. 2.2. Các tính chất nông hoá của đất 2.2.1. Tính chất hấp thu chất dinh dưỡng Khả năng hấp thu chất dinh dưỡng của đất là khả năng hút các ion, các phân tử của các chất khác nhau từ dung dịch đất và giữ chúng lại. Nhờ có tính chất đó, đất 16 Hoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học
  19. Chương2 – Thành phần và các tính chất nông hoá của đất Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com giữ được chất dinh dưỡng cho cây trồng, hạn chế sự rửa trôi và khi cần, cây trồng có thể trao đổi chất dinh dưỡng với đất. Mặt khác, cũng nhờ đó, cây có khả năng điều tiết được nồng độ các ion thích hợp cho cây. Quá trình hấp thu chất dinh dưỡng của đất được chia thành 5 dạng: hấp thu sinh học, cơ học, lý học, hoá học và hấp phụ hoá lý. * Hấp thu sinh học: Dạng hấp thu này do vi sinh vật hoặc thực vật trong đất thu hút các chất vô cơ trong dung dịch đất hay trong không khí, biến đổi các chất này thành các chất hữu cơ để sinh trưởng phát triển. Xác vi sinh vật, thực vật và động vật là nguồn chất hữu cơ bổ sung cho đất nhờ hấp thu sinh học. Dạng hấp thu này có ý nghĩa lớn đối với sự hình thành đất và cung cấp phân bón cho đất. Những cây trồng có bộ rễ ăn sâu, hút các chất dinh dưỡng từ tầng sâu chuyển lên cho lớp đất mặt, hoặc những cây họ đậu có khả năng hút nitơ trong thành phần không khí, biến đổi thành chất dinh dưỡng cho đất. Sự hút các chất dễ tiêu trong điều kiện cây không sử dụng hết, tránh sự rữa trôi chất dinh dưỡng là một quá trình có lợi. Nhưng trong điều kiện đất thiếu chất dinh dưỡng, nếu vi sinh vật phát triển mạnh tranh chấp chất dinh dưỡng với cây trồng, sẽ làm cho cây kém phát triển do thiếu thức ăn : đó là quá trình bất lợi cho việc hình thành năng suất. * Hấp thu cơ học: Trong đất có những khe hở do các hạt đất sắp xếp không khít nhau, hoặc có những mao quản. Khi các chất di chuyển chúng bị khe hở giữ lại. Nhờ đó, đất thu hút được nhiều chất dinh dưỡng và sinh vật có ích, không để cho nước cuốn trôi đi. * Hấp thu lý học: Dạng hấp thu này xảy ra trên bề mặt những hạt đất nhỏ (keo đất). Do năng lượng mặt ngoài của keo đất khá lớn làm cho đất có khả năng giữ lại trên bề mặt hạt keo những phân tử của nhiều chất khác nhau trong đất. Sự hấp thu này phụ thuộc vào diện tích bề mặt hạt keo. Diện tích bề mặt hạt keo càng lớn, sự hấp thu lí học càng mạnh. Phân tử các chất tan trong dung dịch đất bị keo đất hấp thu mạnh hơn các phân tử nước. Do đó, nồng độ dung dịch ở xung quanh hạt keo thường cao hơn so với những điểm xa keo đất. Trường hợp này xảy ra sự hấp thu phân tử dương, còn gọi là hấp thu lí học dương. Đó là cơ chế của sự hấp thu các chất hữu cơ như rượu, axit hữu cơ, bazơ hữu cơ và các chất cao phân tử. Theo K.K.Geđroit trong số các hợp chất vô cơ phức tạp trong đất, chỉ có các bazơ mới có thể hấp thu dương. Những chất vô cơ tan trong nước, trái lại có hiện tượng hấp thu âm. Hiện tượng hấp thu âm thường xảy ra khi có đất tiếp xúc với những dung dịch clorua, nitrat. Nhờ có hiện tượng hấp thu lí học âm mà các clorua và nitrat dễ di chuyển trong đất. Khi độ ẩm trong đất tăng thì các clorua và nitrat dễ di chuyển xuống lớp đất dưới. Vì vậy, khi bón phân nitrat hay đạm clorua thì Cl- , NO3- dễ bị rửa trôi và 17 Hoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học
  20. Chương2 – Thành phần và các tính chất nông hoá của đất Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com không có khả năng tích luỹ lại trong đất, do đó hiệu lực của phân clorua, nitrat bị giảm sút, ảnh hưởng đến năng suất cây trồng. * Hấp thu hoá học: Nguyên nhân của sự hấp thu này là do trong đất có những phản ứng hóa học xảy ra, biến đổi một số chất tan thành dạng kết tủa ở lại trong phần rắn của đất. Ví dụ: Khi photphat một canxi tan tương tác với canxi hdrocacbonat trong đất, phản ứng sẽ tạo nên photphat 2 hoặc 3 canxi (không tan). Ca(H2PO4)2 + Ca(HCO3)2 = 2CaHPO4  + 2H2CO3 Ca(H2PO4)2 + 2Ca(HCO3)2 = 2Ca3(PO4)2  + 4H2CO3 Ở đất chua và đất đỏ có nhiều nhôm, sắt thì sự hấp thu hoá học của axit H3PO4 chủ yếu sẽ diễn ra theo hướng tạo thành sắt, nhôm photphat ít tan: Fe(OH)3 + H3PO4 = FePO4 + 3H2O Al(OH)3 + H3PO4 = AlPO4 + 3H2O Do đó, môi trường đất có ảnh hưởng rõ rệt đến sự hấp thu hoá học. Sự hấp thu này chỉ có lợi trong trường hợp đất có nhiều sắt, nhôm di động. Nhờ đó, cây không bị ngộ độc do hàm lượng cao của các ion này. Nhưng ở trường hợp trên, lân dễ tan chuyển thành dạng kết tủa, cây trồng sẽ thiếu lân. Hiệu suất của phân lân trong trường hợp này bị giảm sút. Sự hấp thu hoá học và lí học đều làm thay đổi trạng thái, nồng độ muối trong dung dịch đất. *Hấp phụ hoá lý (hấp phụ trao đổi): Sự tiếp xúc giữa phần rắn với dung dịch đất không những xảy ra hấp thu hoá học, hấp thu phân tử mà còn phổ biến diễn ra sự hấp phụ hoá lí có tầm quan trọng đặt biệt. Quá trình hấp phụ này thường được thể hiện rõ rệt nhất khi phần rắn hấp phụ trao đổi các ion. Đó là khả năng của các hạt đất nhỏ ( 0,0002 mm) phân tán, mang điện tích âm (được gọi là hạt keo có thành phần là chất vô cơ hoặc hữu cơ phức tạp) hút và giữ các cation trên bề mặt hạt keo, đồng thời có kèm theo sự tách một đương lượng các cation khác (Ca2+, Mg2+ …) từ bề mặt keo đất ra dung dịch. Chẳng hạn, khi xử lý đất đã bão hoà ion canxi bằng dung dịch kali clorua, các cation K+ từ dung dịch bị hấp phụ lên bề mặt keo đất và đồng thời từ bề mặt keo đất, một đương lượng Ca2+ được chuyển ra dung dịch. Nếu ký hiệu keo âm là [KĐn-], phản ứng trao đổi cation giữa keo đất với ion trong dung dịch, có thể viết:  n- K n- 2+ [KĐ ]Ca + 2KCl  [KĐ ] K  + CaCl2 18 Hoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2