Khóa luận tốt nghiệp Sư phạm Hóa học: Khảo sát thành phần cơ giới, độ chua, nhôm di động, sức đệm của đất ở nông trường Phạm Văn Cội – Củ Chi

Chia sẻ: Lavie Lavie | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:69

Thêm vào BST

Báo xấu

145
lượt xem 21
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mời các bạn nắm bắt những nội dung về thành phần hóa học của đất; tính chất nông hóa của đất; tính chất chua của đất; các phương pháp xác định thành phần cơ giới, độ chua, nhôm di động, sức đệm của đất thông qua khóa luận tốt nghiệp Sư phạm Hóa học: Khảo sát thành phần cơ giới, độ chua, nhôm di động, sức đệm của đất ở nông trường Phạm Văn Cội – Củ Chi sau đây.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Khóa luận tốt nghiệp Sư phạm Hóa học: Khảo sát thành phần cơ giới, độ chua, nhôm di động, sức đệm của đất ở nông trường Phạm Văn Cội – Củ Chi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SƯ PHẠM HÓA HỌC ĐỀ TÀI KHẢO SÁT THÀNH PHẦN CƠ GIỚI, ĐỘ CHUA, NHÔM DI ĐỘNG, SỨC ĐỆM CỦA ĐẤT Ở NÔNG TRƯỜNG PHẠM VĂN CỘI – CỦ CHI GVHD: ThS. Trần Thị Lộc SVTH: Phạm Thị Xuân Hằng Lớp: Hóa 4A Niên khóa: 2009 – 2013 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 2013
LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp “Khảo sát thành phần cơ giới, độ chua, nhôm di động, sức đệm của đất ở nông trường Phạm Văn Cội – Củ Chi” em đã nhận được sự giúp đỡ và động viên từ gia đình, thầy cô và bạn bè. Nhân đây, em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: Thầy Nguyễn Văn Bỉnh và cô Trần Thị Lộc đã hướng dẫn em tận tình, chỉ bảo, luôn động viên và giúp đỡ em suốt thời gian học tập và nghiên cứu. Quý thầy cô trong khoa Hóa Học, trường Đại học Sư phạm Tp. HCM đã tận tình dạy dỗ em trong suốt 4 năm qua. Quý thầy cô trong tổ Công nghệ môi trường, cô Lê Thị Diệu đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất cho em nghiên cứu và hoàn thành khóa luận. Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, nguồn động viên và nâng đỡ không thể thiếu, cùng với tất cả bạn bè đã giúp đỡ nhiệt tình, chia sẻ, động viên và an ủi trong suốt 4 năm học. Do kinh nghiệm, trình độ của bản thân hạn chế nên trong quá trình thực hiện khóa luận chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong quý thầy cô thông cảm. Em xin chân thành ghi nhận những góp ý quý báu từ quý thầy cô và bạn bè để em có thể hoàn thành tốt khóa luận hơn. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn. Thành Phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2013 Sinh viên thực hiện Phạm Thị Xuân Hằng
MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ........................................................................................ 1 MỤC LỤC .............................................................................................. 2 LỜI NÓI ĐẦU ....................................................................................... 6 PHẦN A: TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT ....................................... 8 CHƯƠNG 1: THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA ĐẤT ...................... 8 1.1. Thành phần khí [7]..................................................................................... 8 1.2. Thành phần lỏng (dung dịch đất) ............................................................. 8 1.2.1. Thành phần .................................................................................................... 8 1.2.2. Nước trong đất ............................................................................................... 9 1.2.3. Tầm quan trọng của dung dịch đất ................................................................ 9 1.3. Thành phần rắn[8] ..................................................................................... 9 1.3.1. Phần khoáng của đất .................................................................................... 10 1.3.2. Phần chất hữu cơ .......................................................................................... 10 CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT NÔNG HÓA CỦA ĐẤT[6] ................. 13 2.1. Keo đất ...................................................................................................... 13 2.1.1. Khái niệm ..................................................................................................... 13 2.1.2. Cấu tạo của hạt keo ...................................................................................... 13 2.1.3. Tính chất cơ bản của keo đất ....................................................................... 14 2.1.4. Phân loại keo đất .......................................................................................... 15 2.2. Tính chất hấp phụ chất dinh dưỡng ....................................................... 15 2.3. Các dạng hấp phụ..................................................................................... 16 2.3.1. Hấp phụ sinh học ......................................................................................... 16
2.3.2. Hấp phụ cơ học ............................................................................................ 16 2.3.3. Hấp phụ lí học .............................................................................................. 17 2.3.4. Hấp phụ hóa học .......................................................................................... 17 2.3.5. Hấp phụ hóa lí .............................................................................................. 18 2.4. Khả năng hấp phụ của đất đối với độ phì của đất và chế độ bón phân ........................................................................................................................... 19 CHƯƠNG 3: TÍNH CHẤT CHUA CỦA ĐẤT ................................ 20 3.1. Định nghĩa[2] ............................................................................................ 20 3.2. Nguyên nhân gây chua và tình hình đất chua ở Việt Nam[1,6] ........... 20 3.3. Phân loại độ chua của đất[2,4] ............................................................... 20 3.3.1. Độ chua hiện tại ........................................................................................... 20 3.3.2. Độ chua tiềm tàng ........................................................................................ 21 3.4. Tính chất đệm của dung dịch đất[3] ...................................................... 22 3.4.1. Định nghĩa.................................................................................................... 22 3.4.2. Nguyên nhân gây ra khả năng đệm.............................................................. 22 3.5. Bón vôi cải tạo đất chua[6] ........................................................................ 23 CHƯƠNG 4: CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN CƠ GIỚI, ĐỘ CHUA, NHÔM DI ĐỘNG, SỨC ĐỆM CỦA ĐẤT[10] ................................................................................................ 25 4.1. Lấy và bảo quản mẫu đất ........................................................................ 25 4.1.1. Lấy mẫu phân tích........................................................................................ 25 4.1.2. Phơi khô mẫu ............................................................................................... 26 4.1.3. Nghiền và rây mẫu ....................................................................................... 27 4.2. Nguyên tắc và phương pháp xác định hệ số khô kiệt ........................... 27
4.2.1. Ý nghĩa ......................................................................................................... 27 4.2.2. Nguyên tắc ................................................................................................... 27 4.2.3. Phương pháp ................................................................................................ 27 4.3. Nguyên tắc và phương pháp phân tích thành phần cơ giới đất .......... 28 4.3.1. Ý nghĩa ......................................................................................................... 28 4.3.2. Nguyên tắc ................................................................................................... 28 4.3.3. Phương pháp phân tích – Phương pháp Rutcopski ...................................... 29 4.4. Nguyên tắc và phương pháp xác định độ chua ..................................... 30 4.4.1. Nguyên tắc và phương pháp chung ............................................................. 30 4.4.2. Xác định độ chua hiện tại ............................................................................ 30 4.4.3. Xác định độ chua tiềm tàng ......................................................................... 30 4.5. Xác định sức đệm của đất........................................................................ 32 PHẦN B: THỰC NGHIỆM ............................................................... 34 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NÔNG TRƯỜNG CAO SƯ PHẠM VĂN CỘI – CỦ CHI ........................................................................... 34 1.1. Lịch sử nông trường và đặc điểm vùng đất khảo sát............................ 34 1.2. Lược đồ nông trường ............................................................................... 43 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM ......................................................... 44 2.1. Lấy mẫu và xử lí mẫu .............................................................................. 44 2.2. Xác định hệ số khô kiệt bằng phương pháp sấp khô ............................ 44 2.3 Xác định thành phần cơ giới của đất ...................................................... 45 2.4. Xác định độ chua ...................................................................................... 47 2.5. Xác định sức đệm của đất (phương pháp Arrhenius) .......................... 51
KẾT LUẬN CHUNG .......................................................................... 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................. 62 PHỤ LỤC ............................................................................................. 63
LỜI NÓI ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài: Cao su là loại cây có giá trị kinh tế lớn. Chất nhựa của cây là nguồn chủ lực trong sản xuất cao su thiên nhiên và sản xuất latex dạng nước. Sự phát triển của ngành cao su trong đó có cao su thiên nhiên gắn liền với sự phát triển các ngành công nghiệp và gắn liền với tăng trưởng kinh tế Việt Nam. Ngoài ra, từ thân đến rễ cây cao su được sử dụng trong chế biến các sản phẩm gỗ có chất lượng và giá trị kinh tế cao. Gỗ cây cao su được coi là loại gỗ “thân thiện với môi trường”, do chỉ được khai thác sau khi kết thúc chu kỳ sản sinh nhựa. Đặc biệt khi nguồn gỗ thiên nhiên ngày càng khan hiếm thì gỗ cao su trở thành nguồn nguyên liệu quý giá để sản xuất đồ gia dụng và nội thất. Do là một loại cây trồng chiến lược nên cây cao su được trồng ở rất nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là ở các nước Châu Á. Đến nay, Việt Nam đã chính thức trở thành nước sản xuất cao su thiên nhiên lớn thứ 4 thế giới khi soán ngôi của Ấn Độ và chỉ đứng sau Thái Lan, Indonesia, Malaysia. Sự thay đổi về thứ hạng sản xuất đánh dấu vai trò quan trọng của Việt Nam trên thị trường cao su quốc tế. Để ngày càng tăng trưởng và phát triển ngành sản xuất cao su thiên nhiên Việt Nam thì cải tạo đất trồng là việc làm cần quan tâm. Trong đó thành phần cơ giới, độ chua và sức đệm đóng vai trò không nhỏ trong quá trình cải tạo đất, sinh trưởng và phát triển cây cao su. Vì những lí do trên, em chọn đề tài “Khảo sát thành phần cơ giới, độ chua, nhôm di động, sức đệm của đất ở nông trường cao su Phạm Văn Cội – Củ Chi” với mục đích tìm hiểu hiện trạng đất trồng và các chỉ tiêu khác mong tìm được giải pháp tối ưu nâng cao năng suất cây trồng ở nông trường cũng như góp phần tăng năng suất cho ngành sản xuất cao su thiên nhiên và đem lại lợi ích cho nền kinh tế nước nhà. 2. Mục đích nghiên cứu Khảo sát các chỉ tiêu về đất: thành phần cơ giới, độ chua, nhôm di động, sức đệm của đất ở nông trường cao su Phạm Văn Cội – Củ Chi. Qua đó giúp nông trường đưa ra biện pháp canh tác, cải tạo đất trồng thích hợp nhằm nâng cao năng suất cây cao su. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu Tìm hiểu về tình hình đất đai, tính chất lí hóa, các yếu tố ảnh hưởng đến đất ở nông trường cao su Phạm Văn Cội – Củ Chi.
Tìm hiểu các phương pháp xác định thành phần cơ giới, độ chua, nhôm di động và sức đệm của đất, chọn lựa phương pháp phân tích thích hợp. Lấy mẫu ở nông trường Phạm Văn Cội tiến hành phân tích. Tổng hợp và xử lí số liệu. Kết luận và đưa ra đề xuất. 4. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: đọc tài liệu, sách làm cơ sở lí luận. Phương pháp thực nghiệm: tiến hành các phương pháp phân tích thực nghiệm để khảo sát các chỉ tiêu về đất. Phương pháp phân tích, tổng hợp: từ kết quả tiến hành xử lí số liệu, phân tích, so sánh, kết luận và đưa ra đề xuất. 5. Khách thể và đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: thành phần cơ giới, độ chua, nhôm di động, sức đệm. Khách thể nghiên cứu: đất. 6. Giả thuyết khoa học Nắm vững tính chất về đất của nông trường Phạm Văn Cội là số yếu tố rất quan trọng trong quá trình cải tạo và canh tác đất trồng, góp phần nâng cao năng suất, sản lượng cây trồng. 7. Giới hạn đề tài Khảo sát các chỉ tiêu: thành phần cơ giới, độ chua, nhôm di động, sức đệm của đất ở nông trường cao su Phạm Văn Cội – Củ Chi. Nghiên cứu các phương pháp phân tích thành phần cơ giới, độ chua, nhôm di động, sức đệm của đất.
PHẦN A: TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT CHƯƠNG 1: THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA ĐẤT Đất gồm có 3 thành phần quan hệ chặt chẽ với nhau là thành phần rắn, khí và lỏng (dung dịch đất). 1.1. Thành phần khí [7] Phần khí của đất là phần không khí khuếch tán từ khí quyển vào đất. Một phần khác do quá trình hô hấp của thực vật, vi sinh vật, quá trình phân hủy chất hữu cơ và một số phản ứng hóa học sinh ra. Phần khí này có thành phần khác với không khí. Thành phần % CO 2 trong đất thường cao hơn trong khí quyển. Tuy nhiên, nhìn chung N 2 , O 2 thì ít hơn, nguyên nhân do quá trình phân hủy chất hữu cơ, hô hấp của động, thực vật và các vi sinh vật họ đậu có khả năng lấy N 2 . Sự trao đổi khí giữa đất và khí quyển làm thay đổi hàm lượng CO 2 và O 2 trong đất. Thông thường hàm lượng CO 2 trong đất thường cao hơn và hàm lượng O 2 thường ít hơn so với trong khí quyển. Làm giàu CO 2 trong dung dịch đất giúp hòa tan các chất khoáng trong đất chuyển thành dạng dễ tiêu cho cây trồng. Tuy nhiên, nếu phần khí thiếu oxi và hàm lượng CO 2 quá cao sẽ gây ảnh hưởng xấu đến sự phát triển của thực vật và vi sinh vật. Đất có độ thoáng khí tốt sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho sự trao đổi khí giữa phần khí của đất và khí quyển giúp cho vi sinh vật và cây trồng phát triển tốt. 1.2. Thành phần lỏng (dung dịch đất) Dung dịch đất là phần hoạt động và linh động nhất của đất, trong đó có nhiều quá trình hóa học diễn ra và nhờ đó thực vật đồng hóa trực tiếp các chất dinh dưỡng. 1.2.1. Thành phần Dung dịch đất chứa các ion: , , , , , , H+, Na+, K+, , Ca2+, Mg2+…các muối sắt, nhôm, các chất hữu cơ tan được trong nước và các khí tan O 2 , CO 2 , NH 3 …
Do các chất khoáng bị phân hủy trong quá trình phong hóa, sự biến đổi các hợp chất hữu cơ của vi sinh vật và do bón phân vô cơ, hữa cơ là nguyên nhân mà các muối có mặt trong dung dịch. Hàm lượng muối tan trong dung dịch thường vào khoảng 0,05%, nếu lượng muối tan này cao hơn 0,2% sẽ gây độc cho cây. Do các vi sinh vật hút chất dinh dưỡng, rửa trôi, bón phân, độ ẩm của đất hoặc tương tác giữa dung dịch đất với phần rắn của đất, phản ứng trao đổi giữa dung dịch đất và keo đất mà hàm lượng muối sẽ có sự thay đổi. 1.2.2. Nước trong đất Nước trong đất không ở riêng rẽ mà có quan hệ chặt chẽ với các thành phần rắn của đất, không khí và các khe hở trong đất. Nước trong đất có 4 dạng cơ bản: nước ở thể rắn, nước ở thể hơi, nước liên kết và nước tự do. Nước thâm nhập vào đất và chuyển đi hoặc được giữ lại trong đất tạo nên chế độ nước trong đất. Nước trong đất không chỉ có vai trò cung cấp nước cho cây trồng mà còn là thành phần quan trọng trong dung dịch đất, là dung môi không thể thiếu. Lượng nước trong đất ảnh hưởng đến sự thay đổi nồng độ các chất tan trong dung dịch đất. 1.2.3. Tầm quan trọng của dung dịch đất Dung dịch đất là nguồn cung cấp lượng nước và chất dinh dưỡng cho cây trồng. Nồng độ dung dịch đất ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật, sự hút chất dinh dưỡng của cây. Sự thay đổi của thành phần, nồng độ các chất tan trong dung dịch đất ảnh hưởng đến pH và tích chất lí hóa của đất. Ngoài ra, sự thay đổi này còn cho biết lượng thức ăn cây trồng cần. Một số chất hòa tan trong dung dịch đất giúp tăng cường quá trình phong hóa và hình thành đất. 1.3. Thành phần rắn[8]
Phần rắn là nguồn dự trữ chính các chất dinh dưỡng cho cây trồng, gồm: phần khoáng chiếm 90 – 99% khối lượng phần rắn và phần chất hữu cơ chỉ chiếm vài phần trăm khối lượng phần rắn nhưng có vai trò quan trọng đến độ phì nhiêu của đất. Thành phần nguyên tố hóa học của phần rắn (C, H, O, P, S…) đều chứa trong thành phần khoáng và các chất hữu cơ của đất. Riêng N hầu như hoàn toàn chứa trong thành phần chất hữu cơ của đất. 1.3.1. Phần khoáng của đất Phần khoáng của đất là sản phẩm phong hóa lâu dài của đá mẹ. Bao gồm các hạt khoáng khác nhau, kích thước từ phần triệu milimet đến 1mm và hơn nữa. Thành phần cơ giới, thành phần khoáng và thành phần hóa học của nó khá phức tạp. Người ta phân loại các khoáng có trong đất theo nguồn gốc và thành phần hóa học:  Theo nguồn gốc Khoáng sơ cấp được hình thành từ đá mẹ do phong hóa, gồm: thạch anh, fenspat, mica… Các khoáng này trong đất tồn tại chủ yếu dưới dạng hạt cát (0,05 – 1 mm) và bụi (0,001 – 0,05 mm), một lượng nhỏ ở dạng hạt bùn (< 0,001 mm) và keo (< 0,25 micron). Khoáng thứ cấp (khoáng sét) tồn tại dưới dạng bùn và hạt keo, gồm: kaolinit, mongmorilonit…  Theo thành phần hóa học Bao gồm silicat và aluminosilicat Các silicat trong đất phổ biến nhất là khoáng thạch anh SiO 2 . Thường gặp thạch anh dưới dạng các hạt cát, bụi, một phần nhỏ dưới dạng mùn và hạt keo. Thạch anh rất bền và trơ về mặt hóa học ở điều kiện thường. Trong các loại đất, thạch anh chiếm trên 60% và trong đất cát có khoảng 90% hoặc hơn nữa. 1.3.2. Phần chất hữu cơ Chất hữu cơ trong đất rất ít (0,5 – 10%), thành phần chính là xác hữu cơ chưa bị phân hủy trong đất, các sản phẩm phân giải của chất hữu cơ đơn giản như gluxit, protit, lipit,... và hợp chất hữu cơ phức tạp là mùn. Chất hữu cơ trong đất có vai trò vô cùng
quan trọng vì nó là nguồn cung cấp chất dinh dưỡng và năng lượng chủ yếu trong hệ sinh thái đất. Trong phần chất hữu cơ thì mùn có ý nghĩa quan trọng đối với dinh dưỡng của cây trồng. Chất mùn là một phức hệ hữu cơ, chua, có kết cấu tạo vòng (vòng 5 hay vòng 6), có cầu nối, có các nhóm hoạt động (nhóm cacboxyl, hydroxyl…).  Sự tạo thành mùn Mùn được hình thành do kết quả của sự chuyển hóa các chất hữu cơ (xác thực vật trong đất hay ở lớp đất mặt) dưới tác dụng của enzim và vi sinh vật. Sự tạo thành mùn chia làm 2 quá trình: - Quá trình khoáng hóa: tạo nên những chất đơn giản như CO 2 , H 2 O, NH 3 và những muối đơn giản. - Quá trình tổng hợp: tạo nên các axit mùn phức tạp từ những chất vô cơ và hữu cơ đơn giản.  Phân loại Chất mùn có thể chia thành 3 nhóm chính: axit humic, axit funvic và các humin. Axit humic Axit funvic Axit humin Là axit hữu cơ phức tạp Là axit hữu cơ cao Là tổ hợp các chất có phân tử lượng cao, có phân tử chứa nitơ. mùn có phân tử bản chất thơm. Hình thành trong môi lượng rất lớn, rất Hình thành trong môi trường chua. bền, cây không sử trường trung tính. Dễ tan trong nước, khi dụng được. Không tan trong nước axit hóa cho dung dịch Cấu tạo bởi các liên và axit vô cơ nhưng dễ có màu vàng hoặc đỏ kết giữa các axit Đặc điểm tan trong dung dịch nhạt và rất chua. humic, axit finvic, kiềm loãng, có màu nâu và các khoáng sét. sẫm hoặc nâu đen. Không tan trong Là phần mùn có giá trị kiềm, có màu đen. nhất vì nó có khả năng hấp phụ lớn đối với các cation, có vai trò quan trọng trong việc hình
thành cấu tượng đất thích hợp cho cây trồng. %C 50 – 62% 44 – 49% %O 31 – 41% 44 – 49% %H 2,8 – 6% 3,5 – 5% %N 2 – 6% 2 – 4% % P, S, Al, 1 – 10% 7 – 10% Fe, Si, ...  Vai trò của mùn với độ phì nhiêu của đất Mùn là kho dự trữ cung cấp thức ăn từ từ và thường xuyên cho cây trồng cũng như vi sinh vật trong đất. Ngoài ra, chất mùn còn là nguồn chính cung cấp nitơ cho đất. Đất giàu mùn có khả năng trao đổi và hấp thụ ion, tạo nên những muối mới làm thay đổi thành phần và cấu tượng của đất. Từ sự thay đổi về cấu tượng của đất tạo nên sự thay đổi về chế độ không khí, nhiệt độ và nước trong đất, tạo điều kiện thích hợp cho thực vật sinh trưởng và phát triển. Đất giàu mùn có tính đệm cao, chống chịu sự thay đổi pH đột ngột, đảm bảo các phản ứng xảy ra bình thường không gây thiệt hại cho cây. Hàm lượng mùn trong đất là một trong những tiêu chuẩn hàng đầu để đánh giá độ phì nhiêu của đất. Các axit mùn, với một lượng nhỏ, khi tạo thành các keo hòa tan có tác dụng xúc tiến cho sự phát triển rễ, làm cho cây có khả năng sử dụng nhiều chất dinh dưỡng có trong đất. Ở Việt Nam, chất lượng mùn chưa tốt, chủ yếu là mùn chua. Càng lên cao thì lượng mùn càng tăng lên nhưng ở dạng mùn thô.
CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT NÔNG HÓA CỦA ĐẤT[6] 2.1. Keo đất 2.1.1. Khái niệm Keo đất (phức hệ hấp phụ của đất) là hạt đất thuộc cấp hạt nhỏ có kích thước từ 1 – 250µm. Cấu trúc và thành phần hóa học của hạt keo có đặc tính riêng quyết định tính chất lý hóa học cơ bản của đất. 2.1.2. Cấu tạo của hạt keo Hình 2.1: Sơ đồ cấu tạo mixen keo tích điện âm  Phần giữa là nhân mixen Nhân keo là tập hợp nhiều phân tử của một chất. Tính chất và sự phân li của nhân mixen là yếu tố quyết định dấu điện tích của keo. Dưới tác dụng của môi trường, lớp phân tử bề mặt của nhân keo được phân li thành ion nên bề mặt của nó tích điện.  Lớp ion tạo điện thế Được tạo thành do những ion tích điện âm. Lớp ion này quyết định thế điện của hạt keo. Dấu điện tích của keo chính là dấu của lớp ion tạo điện thế này. Nhân keo + lớp ion tạo điện thế = hạt keo (granul).  Lớp ion bù
Lớp ion trái dấu bao bên ngoài hạt keo gọi là lớp ion bù. Lớp ion bù được chia thành 2 lớp: - Lớp ion cố định (lớp ion bất động): gồm những ion bù ở gần hạt keo hơn, chịu lực hút tĩnh điện mạnh, bám chặt hơn lên hạt keo và hầu như không di chuyển. Granul + tầng ion cố định của lớp ion bù = phần tử keo (tiểu phân, keo lạp). - Lớp ion khuếch tán: gồm những ion cách xa hạt keo hơn của lớp ion bù, chịu sức hút tĩnh điện yếu nên dễ di chuyển ra ngoài dung dịch giữa các mixen keo, có thể trao đổi với ion khác trong dung dịch đất. Granul + lớp ion bất động + lớp ion khuếch tán = mixen keo. 2.1.3. Tính chất cơ bản của keo đất Do hạt keo có kích thước nhỏ nên tỷ diện của keo rất lớn, quyết định năng lượng bề mặt của keo và khả năng hấp phụ của đất. Các phân tử, ion trên bề mặt keo luôn tiếp xúc với thể khí, thể lỏng xung quanh khác nhau nên chịu lực tác động trong và ngoài khác nhau, sinh ra năng lượng bề mặt. Tỷ diện của keo đất càng lớn thì năng lượng bề mặt càng lớn. Nhờ vậy, keo đất có khả năng hấp phụ cao. Tùy vào cấu trúc của hạt keo mà có các hạt keo đất mang điện âm, mang điện dương hoặc lưỡng tính. Đặc tính mang điện là đặc tính rất quan trọng của keo đất. Tính mang điện của keo đất tạo cho đất có khả năng trao đổi ion với dung dịch đất một cách chọn lọc, là cơ sở trao đổi dinh dưỡng giữa đất và cây trồng. Do tích điện nên các loại keo có thể liên kết với nhau cho đến trung hòa điện. Đây là tính ngưng tụ của keo đất. Hiện tượng ngưng tụ keo xảy ra khi đất bị mất nước, trời hanh khô lâu, nồng độ chất điện giải cao làm mất màng nước của keo hoặc do xảy ra liên kết của các hạt keo mang điện tích trái dấu. Ngoài ra, trong các trường hợp ngược lại thì keo đất có tính chất phân giải. Do tính mang điện và có năng lượng bề mặt lớn nên keo đất có khả năng hấp phụ và trao đổi ion với dung dịch đất. Đặc tính đặc biệt này quyết định tính chất hóa học của đất và có ý nghĩa quan trọng trong trao đổi dinh dưỡng cho cây trồng.
2.1.4. Phân loại keo đất Trong đất có nhiều loại keo có cấu tạo và đặc tính khác nhau. Dựa vào thành phần hóa học và tính mang điện của keo mà chúng được phân loại thành các loại keo khác nhau. 2.1.4.1. Phân loại theo thành phần hóa học Gồm: keo vô cơ, keo hữu cơ và keo hữu cơ – vô cơ. Keo vô cơ (keo khoáng): trong đất chủ yếu là keo vô cơ thuộc nhóm khoáng vật thứ sinh alumin silicat (khoáng sét) và oxit, hydroxit ( axit silistic, oxit, hyrdroxit sắt và nhôm). Keo hữu cơ: chủ yếu là keo mùn, chiếm tỷ lệ lớn hơn keo vô cơ. Thành phần hóa học chủ yếu là C, H, O, N và một số nguyên tố Ca, Mg, K, Na, Fe, Al, Si, S, P... Keo hữu cơ – vô cơ: trong đất các keo hữu cơ liên kết chặt với các keo vô cơ tạo ra những phức hợp keo gọi là keo hữu cơ – vô cơ. Loại keo này đóng vai trò quan trọng trong việc tạo kết cấu bền cho đất. Đồng thời, chúng còn làm tăng khả năng giữ mùn và khả năng hấp phụ cho đất. 2.1.4.2. Phân loại theo tính mang điện Tùy theo khả năng tích điện của keo mà phân loại thành các loại keo âm, keo dương hoặc keo lưỡng tính. Các keo âm mang điện âm ở tầng ion quyết định thế hiệu, thường là những keo axit silisic, axit humic và các loại keo sét. Các keo âm chiếm ưu thế trong đất và mang ý nghĩa quan trọng, chúng quyết định sự hấp phụ trao đổi cation của keo với các cation trong dung dịch đất xung quanh. Keo dương gồm các keo đất có tầng ion quyết định thế hiệu là các cation. Trong đất, lượng keo dương rất ít, chủ yếu là các hydroxit sắt và nhôm. Ngược lại với keo âm, keo dương có khả năng trao đổi anion của keo với dung dịch đất, nhưng vì lượng keo này ít nên khả năng này của đất cũng rất thấp. Keo lưỡng tính là keo mang điện âm hay dương tùy vào trị số pH của dung dịch đất. Thường là keo lưỡng tính Fe(OH) 3 , Al(OH) 3 , CaCO 3 và keo protein. 2.2. Tính chất hấp phụ chất dinh dưỡng
Khả năng hấp phụ chất dinh dưỡng của đất là khả năng hút và giữ các ion, các chất khác nhau từ dung dịch đất và giữ chúng lại. Khả năng hấp thụ của đất có tác dụng: - Giữ được chất dinh dưỡng cho cây trồng. - Hạn chế sự rửa trôi và trao đổi chất dinh dưỡng. - Giúp cây điều tiết được nồng độ các ion thích hợp. 2.3. Các dạng hấp phụ Quá trình hấp phụ chất dinh dưỡng của đất được chia thành 5 dạng: 2.3.1. Hấp phụ sinh học Các sinh vật (vi sinh vật, cây xanh) hút các chất dinh dưỡng trong dung dịch đất hay trong không khí biến đổi các chất hữu cơ để sinh trưởng và phát triển. Đồng thời, xác của vi sinh vật, thực vật và động vật là nguồn chất hữu cơ bổ sung cho đất nhờ hấp phụ sinh học. Dạng hấp phụ này có ý nghĩa đối với sự hình thành đất và cung cấp phân bón cho đất. Quá trình này có lợi khi đất giàu dinh dưỡng, các chất dễ tiêu cây sử dụng không hết được nhóm vi sinh vật, thực vật này giữ lại, do vậy tránh được sự rửa trôi chất dinh dưỡng. Nhưng trong điều kiện đất nghèo dinh dưỡng, nếu vi sinh vật phát triển mạnh tranh giành chất dinh dưỡng với cây trồng làm cho cây kém phát triển do thiếu thức ăn. Lúc này, quá trình hấp phụ sinh học là quá trình bất lợi cho sự phát triển và năng suất cây trồng. 2.3.2. Hấp phụ cơ học Mặt đất gồ ghề, có nhiều khe hở và có những mao quản do các hạt đất sắp xếp không khít nhau giúp cho đất có khả năng giữ được các chất dinh dưỡng và sinh vật có ích. Khi các chất di chuyển, chúng bị khe hở giữ lại, chất dinh dưỡng và vi sinh vật có ích không bị nước cuốn trôi đi.
2.3.3. Hấp phụ lí học Dạng hấp phụ này xảy ra trên bề mặt của 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 nhiều chất khác nhau. Sự hấp phụ này phụ thuộc vào diện tích bề mặt của hạt keo và thành phần cơ giới của đất. Diện tích bề mặt hạt keo càng lớn, sự hấp phụ lí học càng lớn.  Có hai loại hấp phụ lí học Hấp phụ dương: là cơ chế của sự hấp phụ các chất hữu cơ rượu, axit hữu cơ, bazo hữu cơ, và các chất cao phân tử. Hấp phụ âm: là cơ chế của sự hấp phụ các chất vô cơ tan trong nước. Vì hiện tượng hấp phụ âm mà các clorua và nitrat dễ di chuyển trong đất. Khi bón phân nitrat hay đạm clorua thì ion clorua và nitrat dễ di chuyển xuống lớp phía dưới hoặc dễ bị rửa trôi và không có khả năng tích lũy lại trong đất, hiệu lực của phân bị giảm sút. 2.3.4. Hấp phụ hóa học Do các 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: ở đất chua và đất đỏ có nhiều nhôm và sắt, sự hấp phụ hóa học của axit photphorit chủ yếu diễn ra theo hướng tạo thành sắt, nhôm photphat ít tan. Fe(OH) 3 + H 3 PO 4 ⟶ FePO 4 + 3H 2 O Al(OH) 3 + H 3 PO 4 ⟶ AlPO 4 + 3H 2 O Sự hấp phụ hóa học mang ý nghĩa quan trọng đối với đặc tính hóa học và độ phì nhiêu của đất. Giúp tích lũy các nguyên tố có lợi như P, Ca, S và giảm sự gây độc của một số nguyên tố khác như Al. Tuy nhiên, trong một số trường hợp sự hấp phụ hóa học giữ chặt các chất dinh dưỡng cũng gây bất lợi cho cây trồng. Như khi hàm lượng lân tổng số cao nhưng lân dễ tiêu nghèo, do sự hấp thụ hóa học đã chuyển lân dễ tiêu thành dạng kết tủa, cây trồng bị thiếu lân.
2.3.5. Hấp phụ hóa lí Hấp phụ hóa lí là sự trao đổi ion giữa bề mặt các hạt keo đất mang điện với dung dịch đất. Đây là dạng hấp phụ phổ biến và quan trọng nhất của đất đối với sự trao đổi dinh dưỡng của cây. Mặt khác, nó còn tác động đến những tính chất lí hóa của đất. Trong đất có keo âm và keo dương nên xảy ra hấp phụ trao đổi cation và anion. 2.3.5.1. Hấp phụ trao đổi cation Trong đất, keo âm chiếm ưu thế nên hấp phụ trao đổi cation là loại hấp phụ chủ yếu. [KĐ]Ca2+ + 2H+ [KĐ]2H+ + Ca2+ Sau khi trao đổi, thành phần cation keo đất và dung dịch đất bị thay đổi gây ra hàng loạt thay đổi về khả năng dự trữ của keo đất, nồng độ, thành phần dung dịch đất trong đó có độ pH.  Quy luật hấp phụ trao đổi cation Tuân theo quy luật đương lượng nhờ đó mà ta có thể tính được liều lượng vôi bón để khử chua. Hấp phụ trao đổi cation tiến hành theo hai chiều thuận nghịch, phải điều tiết chế độ bón phân cải tạo đất hợp lí. Hấp phụ trao đổi cation xảy ra rất nhanh. Hấp phụ trao đổi cation phụ thuộc vào tính chất của cation. Hóa trị càng cao hấp phụ càng lớn. Riêng H+ do liên kết với phân tử nước để tạo ra ion hidroxoni H 3 O+ kích thước nhỏ nên hấp phụ mạnh nhất. Các cation bị hấp phụ càng dễ thì càng khó bị đẩy ra khỏi keo đất. Nồng độ cation trong dung dịch đất càng lớn càng dễ hấp phụ vào keo đất và ngược lại. 2.3.5.2. Hấp phụ trao đổi anion Dạng hấp phụ này còn ít được nghiên cứu và nhiều hạn chế. Nguyên nhân là trong đất chủ yếu là keo âm. Những anion như: NO 3 -, NO 2 -, Cl-... hầu như không bị hấp phụ do muối của chúng dễ tan nên dễ bị rửa trôi hoặc cây trồng sử dụng hết NO 3 -. Trường hợp đất rất chua thì nồng độ Cl-, NO 3 - rất cao thì mới xảy ra hấp phụ. Tuy nhiên thực tế không xảy ra do đó khi bón đạm cần bón thúc tránh bị rửa trôi, còn KCl bón lót trước để rửa trôi Cl- tránh gây độc cho cây.
SO 4 2-, CO 3 2- được hấp phụ ở pH bình thường. SO 4 2-, CO 3 2- ở đất giàu Ca2+ thì xảy ra hấp phụ hóa học. Các cation này tham gia hấp phụ hóa học là chủ yếu. Trường hợp mặt đất có màng hidroxit của Fe, Al và phản ứng chua mới có hấp phụ hóa lí. Các anion gốc photphat: PO 4 3-, HPO 4 2-, H 2 PO 4 - và OH- có khả năng hấp phụ tốt hơn các anion trên. 2.4. Khả năng hấp phụ của đất đối với độ phì của đất và chế độ bón phân Khả năng hấp phụ của đất quyết định độ phì của đất và cũng là cơ sở để đề xuất biện pháp bón phân bồi dưỡng và cải tạo đất. Hấp phụ trao đổi anion làm tăng độ phì tiềm tàng của đất, tạo độ phì hiệu lực cho cây trồng. Đất có khả năng hấp phụ lớn thì độ phì càng cao, chịu nước, chịu phân, đệm tốt hơn, năng suất ổn định và cao hơn. Nhờ vào khả năng hấp phụ của đất người ta bón phân cải tạo dung dịch đất, thành phần ion của keo đất để khử chua, khử mặn, tăng các chất dự trữ cho keo đất...