MỤc lục trang Lời nói đầu
tải về 5.19 Mb.
|
- Điều hướng trang này:
- 2.2.1. Các nguyên tố trung và đa lượng chính trong đất
- Kali (K)
- 2.2.4. Những nguyên tố phóng xạ trong đất
| 1.3.3.3. Màu sắc đất
Màu sắc của đất là đặc điểm dễ thấy nhất và đồng thời nó cũng nói lên được nhiều tính chất quan trọng của đất. Màu sắc của đất rất phức tạp, nhưng cơ bản là do 3 màu chủ đạo là đen, đỏ, trắng tạo nên (Hình 1.2).
Xám tối Xám Hạt dẻ tối Màu hạt dẻ Hạt dẻ sáng  
Nâu tối
Xám sáng Nâu Xám trắng Hung Trắng
Nâu nhạt Đỏ (Fe2O3.nH2O) Da cam Vàng Vàng nhạt (SiO2.Al2O3, CaCO3) Hình 1.2: Sơ đồ tam giác màu của Zakharôp - Màu đen: Chủ yếu do mùn tạo nên. Càng nhiều mùn đất càng có màu đen đậm. Đôi khi màu đen của đất còn được tạo nên do MnO2 hoặc rễ một số cây khi chết có màu đen. - Màu đỏ: chủ yếu là Fe2O3. - Màu trắng: chủ yếu do sét kaolinit, SiO2 hoặc CaCO3 Đất tầng A1 thường đen vì nó chứa nhiều mùn; đất màu đỏ thường nhiều Fe, đất màu xanh xám trong điều kiện ẩm ướt là đất bị glây,.. Màu sắc của đất phụ thuộc vào tỷ lệ các chất trong đất, cường độ chiếu sáng, độ ẩm đất và trạng thái tồn tại của nó.Vì vậy khi quan sát màu sắc của đất, cần lưu ý: - Điều kiện ánh sáng: cùng phẫu diện đất nhưng nếu nó được quan sát vào buổi sáng, buổi trưa, chỗ ánh sáng yếu, chỗ ánh sáng mạnh, sẽ cho các màu sắc khác nhau. - Độ ẩm: độ ẩm cao màu sẫm hơn độ ẩm thấp. Ngày nay các nhà khoa học đất thế giới đã xây dựng một thang màu chuẩn của đất, thang màu Munsel. Màu của đất được định lượng theo hệ thống màu cụ thể thuận lợi cho việc mô tả màu sắc của đất.
+ Chất xâm nhập: là những chất không liên quan đến quá trình hình thành đất nhưng phản ánh lịch sử sử dụng đất. Ví dụ như mảnh gạch, ngói, xương, sắt vụn v.v... + Chất mới sinh: Là những chất được sinh ra trong quá trình hình thành và phát triển của đất, mà sự có mặt của nó đã ảnh hưởng rõ rệt tới những tính chất của đất. Căn cứ vào nguồn gốc hình thành nó được chia làm 2 loại: - Chất mới sinh có nguồn gốc hóa học như kết von, đá ong… - Chất mới sinh có nguồn gốc sinh học như phân giun, rễ cây, hang hốc động vật. Những chất mới sinh như kết von, phân giun là rất phổ biến trong đất lâm nghiệp, có 2 dạng kết von: kết von thật và kết von giả: Kết von thật là sản phẩm kết tinh của những oxit Fe, Al, Mn dưới dạng các hạt tròn nhẵn có kích thước khác nhau màu đen, nâu đen. Kết von giả là những mảnh đá, khoáng vụn bị các loại oxit Fe, Al, Mn bao bọc xung quanh. Vì thế loại này có cạnh góc rõ ràng và độ đậm của màu đen hoặc nâu giảm dần từ ngoài vào trong. Căn cứ vào chất mới sinh, có thể biết được tính chất của đất cũng như một số quá trình trong đất. Thí dụ: kết von là sản phẩm của quá trình Feralit; nếu có vệt xám xanh, chứng tỏ quá trình glây; vết mùn cho biết mức độ rửa trôi của đất… CÂU HỎI ÔN TẬP Đất là gì? Khoáng vật và đá là gì? Khoáng vật nguyên sinh là gì? Có bao nhiêu lớp? Loại nào điển hình? Khoáng vật thứ sinh là gì? Có bao nhiêu lớp? Loại nào điển hình? Có mấy nhóm đá trong tự nhiên? Đá Macma là gì? Hình thành như thế nào? Những loại đá Macma chính? Đá Trầm tích là gì? Hình thành như thế nào? Những loại thường gặp? Đá biến chất là gì? Hình thành như thế nào? Nêu một số loại đá biến chất? Nêu khái niệm quá trình phá hủy đá và khoáng? Trình bày các dạng phong hóa đá và khoáng? Khái niệm quá trình hình thành đất? Trình bày các yếu tố hình thành đất? Trình bày phẫu diện đất đất điển hình? CHƯƠNG 2 CHẤT VÔ CƠ, HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT 2.1. THÀNH PHẦN HOÁ HỌC ĐẤT Đất chứa tất cả các nguyên tố tự nhiên theo bảng hệ thống tuần hoàn của Mendeleev. Hàm lượng cao của C và Si trong đất phản ánh tác động đồng thời của cả 2 yếu tố là sinh vật và đá mẹ. Khoảng biến động của hàm lượng các nguyên tố trong đất khá rộng. Ví dụ: hàm lượng của các nguyên tố Si: 22 - 44 % (trừ đất than bùn), Al: 1 - 8 % (trừ đất đỏ), Fe: 0,5 - 6 % (trừ đất đỏ), Ca: 0,3 - 5 %... Thành phần nguyên tố của đất phụ thuộc vào loại đất, thành phần cấp hạt, độ sâu tầng đất, các đặc tính đặc biệt của các nguyên tố hoá học, ví dụ: Đất có thành phần cơ giới nhẹ có hàm lượng Si cao, hàm lượng các nguyên tố khác giảm thấp, trừ oxy; CaCO3 có nhiều trong đất không bị rửa trôi và đất phát triển trên đá vôi; ở đất đỏ và đất đỏ vàng hàm lượng Fe và Al tăng cao.... Đến nay, người ta đã tìm thấy trong đất trên 45 nguyên tố hoá học nằm trong các hợp chất vô cơ, hữu cơ và vô cơ - hữu cơ. Vỏ Trái đất cũng như trong đất có 4 nguyên tố chiếm tỷ lệ lớn nhất là O, Si, Fe,Al. Hai nguyên tố là N và C ở trong đất và vỏ Trái đất chênh lệch nhau khá nhiều (Bảng 2.1). Bảng 2.1: So sánh hàm lượng một số nguyên tố hoá học trong đất và vỏ Trái đất (%)
Các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho sự sinh trưởng của thực vật thượng đẳng, ngoài C, H và O có nguồn gốc từ không khí và nước, số còn lại bao gồm các nguyên tố đa lượng như N, P, K, Ca, Mg, S… và các nguyên tố vi lượng như Fe, Mn, B, Zn, Mo... Những nguyên tố này đều do đất cung cấp, cho nên gọi là các chất dinh dưỡng trong đất. Ngoài ra trong đất còn chứa các chất phóng xạ và các chất độc có nguồn gốc từ các chất vô cơ. Người ta có thể phân nhóm các nguyên tố theo nhiều cách:
+ Nhóm 1: gồm Si và O2 chiếm hàm lượng cao nhất, có thể tới vài chục phần trăm. Khối lượng cả nhóm chiếm 80 - 90 % khối lượng đất. + Nhóm 2: bao gồm các nguyên tố có hàm lượng ở trong đất dao động từ 0,1 % đến vài % như các nguyên tố: Al, Fe, Ca, Mg, K, Na, Ti, C. + Nhóm 3: bao gồm các nguyên tố có hàm lượng trong đất dao động từ dưới 0,1 % đến vài phần nghìn như: Mn, P, S, H. + Nhóm 4: bao gồm các nguyên tố có hàm lượng trong đất dao động từ n.10-10 đến n.10-3 % như: Ba, Sr, B, Rb, Cu, Co, Ni... Các nguyên tố của 2 nhóm đầu được gọi là các nguyên tố đa lượng. Các nguyên tố thuộc nhóm 4 được gọi là các nguyên tố vi lượng và siêu vi lượng. Các nguyên tố của nhóm 3 là các nguyên tố chuyển tiếp. Việc phân loại trên trong một số trường hợp chỉ có tính chất ước lệ, phụ thuộc vào hàm lượng của nguyên tố đó trong đất và trong thực vật. Thông thường những nguyên tố vi lượng là những nguyên tố có trong cơ thể sinh vật ở một lượng nhỏ nhưng chúng lại thực hiện những chức năng sinh lý rất quan trọng. Một số nguyên tố trong trường hợp này là nguyên tố đa lượng, trong trường hợp khác lại là nguyên tố vi lượng. Ví dụ: Ca trong đất là nguyên tố đa lượng (0,3 – 5,0 %) nhưng trong cơ thể sinh vật nó thể hiện chức năng của nguyên tố đa lượng khi tham gia vào cấu tạo của thành vách tế bào, còn khi tham gia vào thành phần của men amilaza nó thể hiện vai trò của nguyên tố vi lượng. Đối với Fe và Mg ở trong đất chúng là nguyên tố đa lượng (Fe: 0,5 – 6,0 %, Mg: 0,1 – 2,0 %) nhưng đối với sinh vật chúng là các nguyên tố trung lượng điển hình tham gia vào thành phần của hemoglobin và chlorophyl. - Phân loại địa hoá: chia các nguyên tố của vỏ trái đất thành 4 nhóm chính: + Litophyl: bao gồm các nguyên tố có ái lực hoá học mạnh với oxy hình thành các khoáng vật loại oxyt và hydroxit hoặc muối của các a xít vô cơ như: Si, Ti, S, P, F, Cl,... + Khancophyl: bao gồm các nguyên tố có khả năng kết hợp với lưu huỳnh để tạo thành các hợp chất khác nhau như: Cu, Zn, Pb, Cd, Ag, Mn,... + Xiderophyl: bao gồm những nguyên tố có khả năng hoà tan trong sắt và tạo thành hợp kim với sắt như: Pt, Sn, Mo,... + Atmophyl: gồm các nguyên tố có trong khí quyển như: H, N, O, He...
(Orlov, 1992) Perelman đã chia các nguyên tố thành 2 nhóm: nhóm di động khí và nhóm di động nước. + Nhóm di động khí: gồm các nguyên tố thụ động (khí trơ) như: He, Ne, ar, Kr, Xe,...và các nguyên tố chủ động là những nguyên tố có khả năng hình thành các hợp chất hoá học trong điều kiện sinh quyển như: O, H, C, I. + Nhóm các nguyên tố di động theo nước: được chia thành những nhóm phụ theo tính di động trong tự nhiên và theo ảnh hưởng của điều kiện oxy hoá khử đến tính di động của các nguyên tố: Các nguyên tố di động mạnh và rất mạnh: Cl, Br, S, Ca, Na, Mg, F,... Các nguyên tố di động yếu: K, Ba, Rb, Li, Be, Cs, Si, P, Sn,... Các nguyên tố di động trong môi trường glây, khử: Fe, Mn, Co Các nguyên tố di động và di động yếu trong môi trường glây và oxy hoá và trơ trong môi trường H2S khử: Zn, Cu, Ni, Cd, Pb. Các nguyên tố nhóm lantan ít di động trong tự nhiên: Al, Ti, Cr, Bi...
+ Nguyên tố được sinh vật sử dụng cực đại: C + Nguyên tố được sinh vật sử dụng cao: N, H. + Nguyên tố được sinh vật sử dụng trung bình: O, S, P, B,... + Nguyên tố được sinh vật sử dụng ít: Fe, Al.
Nguyên tố Si chiếm thứ hai về tỷ lệ sau oxy, Si đóng vai trò quan trọng trong sự hình thành các hợp chất vô cơ của vỏ trái đất. Dạng Si phổ biến nhất trong đất là SiO2. Những khoáng vật nhóm Silicat và Alumin Silicat có công thức chung là xSiO.yH2O như axit octosilisic H4SiO4 và axit metasilisic H2SiO3: H2SiO3 + nH2O SiO2nH2O (opan) Opan mất hết nước sẽ dần dần kết tinh thành SiO2 tích luỹ lại trong đất, đó là “thạch anh thứ sinh”. Tỷ lệ SiO2 trong đất khoảng 50-70 %. Ở vùng khí hậu nóng ẩm, tốc độ phân giải chất hữu cơ và khoáng vật rất nhanh nên sự rửa trôi silic lớn.
Nhôm có trong thành phần của Alumin Silicat. Khi phong hoá đá mẹ, nhôm được giải phóng ra dạng Al(OH)3 là keo vô định hình, cũng có thể kết tinh: 2Al2O3.3H2O. 2Al2O3.3H2O là khoáng vật điển hình tích luỹ ở vùng đất đồi núi vùng nhiệt đới ẩm như ở Việt Nam. Tỷ lệ Al2O3 trong đất chiếm khoáng 10 - 20 %, phụ thuộc thành phần khoáng vật của đá mẹ và các yếu tố khác như khí hậu và địa hình. Nhôm trong đất có thể kết hợp với Cl, Br, T, SO42- tạo thành các hợp chất dễ thuỷ phân làm cho môi trường thêm chua: AlCl3 + 3H2O Al(OH)3 + 3HCl Al2(SO4)3 + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2SO4 Nhôm có kết hợp với lân trong đất tạo thành AlPO4 hoặc Al2(OH)3PO4 không tan. Sắt (Fe): Nguồn gốc sắt trong đất từ các khoáng vật Hêmatit, Manhêtit, Ôgit, micađen, Hocnoblen, limonit, Pyrit.... Khi phong hoá các khoáng vật ấy thì sắt được giải phóng ra dạng hydroxy (Fe2O3 nH2O). Sắt trong đất có thể ở dạng hợp chất hoá trị 2 hoặc 3. Các muối sắt hoá trị 2 dễ tan trong nước và một phần nhỏ thuỷ phân làm cho đất chua. Các muối sắt hoá trị 3 khó tan trong nước như FePO4. Tuy nhiên, trong đất lúa nước FePO4 có thể bị khử oxy tạo thành Fe3(PO4)2 dễ tan, từ đó có thể cung cấp được lân dễ tiêu cho cây lúa hút. Sắt là một trong những nguyên tố cần cho thực vật. Thiếu sắt cây xanh sẽ không tạo được chất diệp lục. Nhờ có sắt mà các loại đất đồi núi ở nước ta có kết cấu tốt hơn, đất tơi xốp và có màu nâu hoặc vàng. Canxi (Ca) và Magiê (Mg): Ca và Mg có trong các khoáng vật như: Ogit, amphibon, anoctit, canxit, đolômit... khi phong hoá các khoáng vật trên thì Ca và Mg được giải phóng ra dạng Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2, CaCO3, MgCO3. Những muối này kết hợp với một số chất trong đất tạo nên thành phần muối clorua, sulfat, phôtphat... Theo Nguyễn Tử Siêm và cộng sự (2000) trừ những đất cacbonat, các loại đất Việt Nam có thành phần canxi không quá 1 %. Đất chua có tỷ lệ CaO thấp < 0,5 %. Nghèo Ca hơn cả là đất bạc màu (0,04 %) và giàu nhất là đất phù sa sông Hồng (0,82 %). Nhìn chung độ bão hoà kiềm thấp đòi hỏi phải bón vôi và các biện pháp bổ sung kiềm. Đất trung tính kiềm yếu: macgalit, đất mùn cacbonat thung lũng đá vôi, phù sa sông Hồng, đất mặn có Ca2+ và Mg2+ có tác dụng keo tụ làm gắn kết hạt đất tạo cấu trúc đoàn lạp. Ca2+ và Mg2+ trao đổi ở đất đồi núi thấp hơn đất đồng bằng và Ca xấp xỉ bằng Mg. Đất còn rừng Ca, Mg tới 5-6 lđl/100g đất, xói mòn chỉ còn 1-2 lđl/100g đất. Đất phù sat rung tính thì Ca cao hơn phù sa chua. Gần biển thì Mg tăng lên, và Mg > Ca. Đại bộ phận kiềm hấp thu là Ca2+ và Mg2+ chiếm 3-8 lđl, trong khi Na+ và Ka+ không quá 0,2 lđl (cao nhất là 3 - 6 % tổng số cation kiềm trao đổi). Phân tích của mạng lưới FADINAP phát hiện rằng trong 122 mẫu phân tích ở Việt Nam có đến 72 % thiếu Ca và 48 % thiếu Mg. Natri (Na): Na có trong các khoáng vật mica, alit, kaolinit. Khi khoáng hoá các khoáng vật clorua, sunphát, phốt phát... dễ tan trong nước. Nếu thuỷ phân sẽ tạo thành NaOH làm cho đất có tính kiềm mạnh (đất Solonet pH từ 9 - 10). Na còn tồn tại ở dạng hấp phụ trên bề mặt keo đất. Vùng ôn đới khô, lạnh cường độ phong hoá yếu hàm lượng Na2O có thể tới 2 - 2,5 %, còn đối với vùng nhiệt đới ẩm hàm lượng này thấp hơn. Theo Fritland đất feralit trên đá bazan Phủ Quỳ chỉ có 0,09 - 0,16 % Na2O. Đất mùn trên núi Hoàng Liên Sơn có 2,60 - 3,35 % K2O và 0,21 - 0,29 Na2O.
Hàm lượng lưu huỳnh tổng số trong đất khoảng 0,01 - 0,20 %. Hàm lượng lưu huỳnh vùng mưa nhiều ít hơn so với vùng khô hạn. Vùng gần thành phố hoặc khu công nghiệp lượng lưu huỳnh cao hơn so vùng rừng núi. Lượng lưu huỳnh mà cây cần và hàm lượng lưu huỳnh trong đất cũng tương tự như lân, nhưng hiện tượng thiếu lưu huỳnh ít gặp hơn thiếu lân do 2 nguyên nhân chính: - Khả năng giữ chặt lưu huỳnh trong đất yếu hơn giữ chặt lân do đó độ dễ tiêu của lưu huỳnh lớn hơn lân. - Nhờ bón phân hóa học có chứa S cùng với S trong nước mưa đã bổ sung S vào đất có thể bù đắp lượng lưu huỳnh bị cây hút và rửa trôi. Tại Việt Nam, trừ các loại đất mặn và phèn thì phần lớn đất đều thiếu lưu huỳnh. Hàm lượng S tổng số nhỏ hơn 0,01 % tức là dưới ngưỡng nghèo (S. Trocme, 1970). Đất phèn và đất dốc tụ trên đá vôi thuộc loại giàu S (0,14 - 0,17 %), đất cát biển và đất nâu đỏ trên bazan, trên đá vôi, đỏ vàng trên phiến sét, phù sa cổ đều rất nghèo S (dưới 0,05 %) (B.T. Vĩnh, 1996). Nói chung đất nhẹ và nghèo hữu cơ thường xảy ra thiếu lưu huỳnh, vì tới 97 % lưu huỳnh trong đất ở dưới dạng hữu cơ. Dấu hiệu thiếu lưu huỳnh thường phát hiện thấy ở họ đậu vốn là những cây lấy đi nhiều S (Thái Phiên, 1992). Bón phân có chứa lưu huỳnh (sunfat đạm, super lân) làm tăng năng suất lạc, đỗ tương và ngô trên đất cát biển, đất bạc màu. Trên đất phù sa sông Hồng có tổng số S là 0,075 % và S dễ tan 28 ppm đỗ tương được bón lưu huỳnh (34 kg S/ha) đã tăng năng suất từ 12 % đến 37,6 %. Nhiều tác giả đề nghị biện pháp định kỳ bón sunfat đạm thay vì ure và supe lân thay vì tecmo photphat cũng khắc phục được hiện tượng thiếu S đối với cà phê trồng trên đất nâu đỏ bazan. Ni tơ (N): N là nguyên tố cần tương đối nhiều cho các loại cây nhưng trong đất thường chứa ít đạm. Hàm lượng N tổng số trong các loại đất Việt Nam khoảng 0,1 – 0,2 % có loại dưới 0,1 % như ở đất xám bạc màu. Bởi vậy muốn đảm bảo cho cây trồng đạt năng suất cao cần liên tục sử dụng phân đạm. Hàm lượng N trong đất nhiều ít phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng mùn (thường N chiếm 5 – 10 % của mùn).Yếu tố ảnh hưởng đến mùn và N trong đất bao gồm thực bì, khí hậu, thành phần cơ giới, địa hình và chế độ canh tác. N trong đất bao gồm cả dạng vô cơ và hữu cơ. Lượng N vô cơ trong đất rất ít, ở tầng đất mặt chỉ chiếm 1 – 2 % lượng N tổng số, chủ yếu ở dạng NH4+ và NO3-. Còn N hữu cơ là dạng tồn tại chủ yếu trong đất, có thể chiếm trên 95 % của đạm tổng số. N hữu cơ có thể phân thành 3 nhóm sau:
- N hữu cơ không thuỷ phân: chiếm 30 -50 % của đạm hữu cơ. Nó không những không hoà tan trong nước mà cũng không thể dùng acid hay kiềm để thuỷ phân. Trạng thái hoá học bao gồm hợp chất đạm dạng vòng phức tạp quion phenol, các chất trùng hợp đường và ammon, các chất có cấu tạo vòng phức tạp do ammon kết hợp với protit và lignhin. Nguồn gốc của đạm trong đất từ phân bón (phân đạm hoá học, phân chuồng,phân bắc, phân rác, phân xanh) và từ 3 nguồn gốc khác như: Vi sinh vật cố định đạm, tác dụng của sấm sét ôxy hoá đạm tự do (N2) trong khí quyển thành NO và NO2, do nước tưới đưa đạm vào đất. Lân (P): Hàm lượng lân tổng số trong đất khoảng 0,03 % - 0,20 %. Tại Việt Nam, giàu lân tổng số nhất là đất nâu đỏ trên đá Bazan (0,15 - 0,25 %), sau đó đến đất đỏ nâu trên đá vôi (0,12 - 0,15 %), đất vàng đỏ trên đá sét (0,05 - 0,06 %). Nghèo nhất là đất xám bạc màu (0,03 – 0,04 %). Lân tổng số trong đất phụ thuộc thành phần khoáng vật của đá mẹ, thành phần cơ giới đất, độ sâu tầng đất và chế độ canh tác phân bón. Trong đất bao gồm cả lân hữu cơ và cô cơ. Các chất hữu cơ tồn tại trong đất có chứa hàm lượng P nhất định. Đây là dạng lân quan trọng để cung cấp cho cây. Lân hữu cơ chủ yếu ở tầng canh tác. Lân vô cơ chiếm đa số trong thành phần lân tổng số và ở dạng muối phosphat: - Phosphat canxi (Ca – P). Gốc PO4 kết hợp với Ca, Mg theo các tỷ lệ khác nhau tạo thành muối Phosphat Canxi- Manhê có độ hoà tan khác nhau. Phosphat Canxi độ hoà tan bé nhất là Apatit Ca5(PO4)3Cl, đặc điểmchung của chúng là tỷ lệ Ca/P = 5/3, độ tan rất bé, cây không hút được. Trong đất canh tác, do bón phân hoá học, có thể chuyển hoá thành một loại Phosphat Canxi. Thí dụ Super lân là dạng Phosphat Canxi dễ hoà tan có công thức là Ca(H2PO4)2, khi bón vào đất kết hợp với canxi trong đất tạo thành CaHPO4, Ca3(PO4)2. Hoặc Ca4H(PO4)3... Tỷ lệ Ca/P trong các chất đó tăng lên thì độ hoà tan cũng giảm. - Phosphat sắt nhôm (Fe – P và Al- P): Trong đất chua, phần lớn phân vô cơ kết hợp với sắt nhôm tạo thành Phosphat sắt, Phosphat nhôm. Chúng có thể ở dạng kết tủa hoặc kết tinh. Thường gặp là Fe(OH)2H2PO4 và Al(OH)2H2PO4. Độ tan của chúng rất bé. - Phosphat bị oxyt sắt bao bọc (O- P): do có màng bọc ngoài nên dạng này khó tan. muốn phá màng này phải tạo môi trường khử oxy hoặc điều chỉnh độ pH. Dạng này chiếm tỷ lệ khá lớn (có thể từ 30 - 40 % tổng số lân vô cơ). - Phosphat sắt nhôm liên kết với Cation kiềm phức tạp, nhiều loại. Nói chung trong các loại đất hàm lượng lân này rất thấp, độ tan bé cho nên không có tác dụng gì đối với cây. Kali (K):Kali trong đất thường nhiều hơn N và P. Trong quá trình hình thành đất, hàm lượng N từ không (trong mẫu chất) đến có (trong đất), hàm lượng lân ít thay đổi, còn hàm lượng kali có xu hướng giảm dần. Ở Việt Nam, hàm lượng kali tổng số ở các loại đất cũng chênh lệch nhiều. Đất nghèo kali là đất xám bạc màu và các loại đất đỏ vàng ở đồi núi (K2O khoảng 0,5 %). Kali chứa trong các khoáng vật nguyên sinh như khoáng phenpat kali (97,5 – 12,5 %), mica trắng (6,5 – 9 %), mica đen (5 - 7,5 %). Ka li sẽ được giải phóng ra khỏi các khoáng vật này trong quá trình phong hoá. Trong đất kali tồn tại ở 3 dạng có thể chuyển hoá lẫn nhau: + Kali nằm trong thành phần khoáng vật. Dưới tác động của nước có hoà tan axit cacbonic, nhiệt độ và vi sinh vật, kali trong thành phần khoáng vật cũng có thể được giải phóng ra cung cấp cho cây. + Kali trao đổi là kali được hấp phụ trên bề mặt keo đất. Kali trao đổi chỉ chiếm 0,8 - 1,5 % kali tổng số trong đất. + Kali hoà tan trong dung dịch đất, dạng này chỉ chiếm 10 % lượng kali trao đổi. 2.2.2. Các nguyên tố vi lượng Các nguyên tố vi lượng trong đất có nồng độ rất thấp (< 0,001 %) nhưng rất cần thiết cho sinh trưởng thực vật, đặc biệt là quá trình trao đổi chất. Hàm lượng của các nguyên tố vi lượng rất khác nhau trong từng loại đất. Những yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng nguyên tố vi lượng trong đất là thành phần khoáng vật của đá mẹ, thành phần cơ giới đất, hàm lượng mùn, chế độ canh tác và phân bón. Nguyên tố vi lượng trong đất tồn tại ở nhiều dạng như dạng hữu cơ và vô cơ. Các nguyên tố vi lượng nằm trong thành phần chất hữu cơ của thực vật khi phân giải sẽ được giải phóng, đây là dạng có tính dễ tiêu khá cao. Các nguyên tố vi lượng ở dạng vô cơ trong đất tồn tại ở các dạng sau: - Nguyên tố vi lượng nằm trong khoáng vật: Trong đất có nhiều khoáng vật chứa các nguyên tố vi lượng như keo sét và các oxyt kim loại. Các khoáng vật này rất khó tan, phần lớn khi ở trong môi trường chua thì có độ hoà tan tăng. - Nguyên tố vi lượng hấp phụ trong keo đất: dạng này ở trong đất không nhiều (1-10ppm). Cation hấp phụ ngoài Fe3+, Fe2+, Mn2+, Zn2+và Cu2+ còn có ion thuỷ hoá của chúng như Fe(OH)2-, Fe(OH)2, HMn(OH)+, Zn(OH)+, Cu(OH)+.... Dạng ion hấp phụ của Molipden và Bore là anion như HMoO4-, MoO42-, H4BO4-. - Nguyên tố vi lượng hoà tan trong dung dịch: phần lớn tồn tại ở dạng ion. Một số hợp chất chứa nguyên tố vi lượng có độ phân li rất bé (ví dụ: H3BO3) tồn tại ở dạng phân tử nhưng nồng độ rất thấp thường biểu thị bằng ppb (1ppb = 103 ppm). Theo G.E.Rinekie (1963) thì những hàm lượng sau đây được xem là quá nghèo hoặc nghèo các nguyên tố vi lượng trong đất. Bảng 2.3: Cấp các nguyên tố vi lượng trong đất, mg/1kg đất
(G.E.Rinekie, 1963) Đối với đất Việt Nam thành phần các nguyên tố vi lượng được thể hiện qua bảng sau: Bảng 2.4: Hàm lượng các nguyên tố vi lượng trong một số đất Việt Nam (mg/1kg đất khô)
(Vũ Cao Thái, 1990) Ghi chú: n là số mẫu phân tích. Fridland V.M. (1962) đã phân tích 35 nguyên tố vi lượng trong đất Việt Nam với độ nhậy 1/10.000, trong đó các nguyên tố Li, Sr, V, Cd, W, U, Th, Ge, Bi, Au, Sc, In Ta, Sb, Bi, Sc, Ce không phát hiện thấy hoặc chỉ có ở mức “vết). Phần lớn các mẫu đất nghiên cứu ở Việt Nam có tỷ lệ Mn giữa 0,01 - 0,01 %, tỉ lệ Mn cao ở các đất feralit có mùn trên núi, đất phát triển trên đá vôi, đá bazan. Trong đất ngập nước, mangan tồn tại dưới dạng hoá trị Mn2+, dễ bị khử trôi xuống tầng sâu. Hàm lượng Mn2+dễ tiêu ở trong khoảng từ <1 mg/100g đất (đất bạc màu, đất phù sa chua, đất phèn) đến 4mg/100g trong các đất phát triển trên đá vôi, đá bazan. Co rất thiếu trong đất Việt Nam, phần nhiều ở mức 0,001 - 0,01 %, tỷ lệ khá hơn chỉ gặp ở trong đất bị ảnh hưởng nước biển hay nước ngầm. Tỉ lệ Pb trong đất Việt Nam thường cao hơn đất trên Thế giới. Hàm lượng chì trong khoảng 0,01 - 0,003 %, hàm lượng cao ở các đất nặng, phát triển trên đá macma axit, thấp ở các đất nhẹ và trên đá macma kiềm. Zn trong đất khá cao (0,01- 0,03 %), đặc biệt là ở tầng đất mặn, nhưng kẽm dễ tiêu thấp trung bình 0,8 ppm nên hiệu lực bón kẽm rõ và phổ biến với nhiều cây. Ở một số loại đất phù sa (như ở châu thổ sông Hồng) Zn dễ tiêu có thể đạt tới 20 ppm. Cu có mặt trong tất cả các đất với tỉ lệ trung bình 0,002 %. Tỉ lệ Cu cao thuộc các đất nhóm feralit, các đất xám bạc màu, đất phèn có tỉ lệ thấp nhất. Cu tổng số có xu hướng cao ở tầng mặt nơi có thảm thực vật tốt. Hàm lượng Cu dễ tiêu biến động rất mạnh. Trong các đất mặn, đất phèn, đất phù sa chua hầu như không phát hiện được, trong các đất phù sa trung tính Cu có thể có 7 - 8 ppm. B có hàm lượng rất thấp trong các loại đất. Hàm lượng B dễ tiêu chỉ ở khoảng 0,1- 0,5 ppm. Hiệu lực B đối với cây họ đậu, cây ăn quả (vải thiều) biểu hiện rõ nhất. Mo là nguyên tố rất ít trong đất Việt Nam. Hàm lượng Mo tổng số lớn nhất phát hiện ở đất phèn và thấp nhất trong đất bạc màu trên phù sa cổ. Tổng số Mo trong đất biến động giữa 1 và 4 ppm, nhưng Mo dễ tiêu thì vào khoảng 10 lần nhỏ hơn (1,4 - 3,9 ppm). Trong nhiều đấ chỉ phát hiện thấy “vệt” mặc dù phân tích ở độ nhậy 1:10.000, do vậy bón bổ sung cho nhiều cây trồng cho hiệu lực cao, nhất là cây họ đậu.
Trong đất có chứa một số chất độc đối với cây, vi sinh vật và động vật đất. Các chất này độc này thường được hình thành do các quá trình biến đổi hoá học trong đất. Ví dụ sự tồn tại của một số chất độc CH4, H2S,... trong môi trường khử hoặc sự hoà tan của các kim loại nặng (Hg, Cd,...) trong môi trường axit đã gây độc cho cây và động vật đất. Khi một số nguyên tố trong đất vượt quá nồng độ cho phép đã trở thành chất độc cho cây. Các nguyên tố vi lượng khi nồng độ thấp là chất dinh dưỡng còn khi nồng độ cao lại trở thành chất độc. Ví dụ như nếu Zn trong đất > 0,078 được coi là rất độc đối với nhiều loại cây. Ngoài ra một số chất như chất phóng xạ, hoặc các chất dư lượng thuốc bảo vệ thực vật tồn tại trong đất là nguyên tố gậy độc hại cho động vật đất. 2.2.4. Những nguyên tố phóng xạ trong đấtNguyên tố phóng xạ tự nhiên: Bao gồm 3 nhóm: - Những nguyên tố phóng xạ quan trọng như : U, Rd, Th. Những sản phẩm trung gian của sự phân huỷ của những chất này có thể là những chất rắn, khí. Những đồng vị quan trọng nhất trong nhóm này là: 238U; 235U; 232Th; 226Rd; 222Rn; 220Ra. - Những đồng vị của những chất hoá học thông thường, ví dụ: 40K; 87Rb; 48Ca; 96Zn;.v.v... Quan trọng hơn cả trong nhóm này là kali, nó có tác dụng lớn và rộng nhất trong các nguyên tố phóng xạ tự nhiên. - Những đồng vị phóng xạ được tạo ra trong khí quyển dưới tác dụng của các loại tia sáng, thí dụ: Triti (3H), Berili (7Be, 10Be) và Cacbon (14C). Những chất phóng xạ tự nhiên cơ bản tồn tại ở dạng đồng vị bền vững, có chu kỳ bán huỷ rất lớn (108 – 1010 năm). Trong quá trình phân huỷ, chúng phóng ra những tia anpha, beta và gama. Tính chất phóng xạ tự nhiên của đất phụ thuộc vào hàm lượng các chất phóng xạ trong đất: Uran, Radi, Thori,.v.v..., những đồng vị phóng xạ của Kali (40K).
(Baranov, 1996) Trong không khí đất, các sản phẩm phóng xạ ở dạng khí được gọi là “xạ khí”. Trong thành phần của xạ khí thường có Radon (222Rn), Toron (220Rn), Actinon (219Rn). Những chất đồng vị phóng xạ này là những khí phóng xạ ỳ, trong khi phân huỷ chúng giải phóng hạt anpha và tạo ra các tia cực ngắn beta, gama. Những xạ khí có thể tan trong nước, chu kỳ bán huỷ của chúng ở Radon là 3,8 ngày, Toron là 54,5 ngày, Actinon là 3,9 giây. Chất phóng xạ nhân tạo: Những chất phóng xạ nhân tạo trong đất có nguốn gốc từ những vụ nổ hạt nhân, từ những nhà máy điện nguyên tử, từ những nguồn năng lượng nguyên tử khác mà con người đã sử dụng. Từ vụ nổ hạt nhân sẽ có sự tách các hạt nhân nặng của Uran (235U, 233U) và Pluton (239Pu) tạo ra số lớn những chất phóng xạ có chu kỳ bán huỷ từ vài giây đến nhiều năm. Những chất phóng xạ được tạo ra, phân tán vào khí quyển, từ khí quyển rơi xuống bề mặt trái đất. Người ta đã ứng dụng hiện tượng trên trong việc nghiên cứu xói mòn đất. Ví dụ: Xác định hàm lượng và sự phân bố của 137Cs trong đất tạo ra từ các vụ nổ hạt nhân giúp xác định chính xác lượng đất mất do xói mòn trên diện tích lớn. Trong đất có thành phần cơ giới nhẹ, ít mùn, những đồng vị phóng xạ dễ đi vào thực vật hơn so với trong đất có thành phần cơ giới nặng, nhiều mùn. Sự xâm nhập của 90Sr vào thực vật sẽ giảm đi trong đất trồng trọt có bón vôi và các loại phân bón. Bón kali làm giảm mạnh khả năng xuyên thấm của 137Cs vào thực vật. 2.3. CHẤT HỮU CƠ Каталог: files -> users -> duongthithanhha@tuaf.edu.vn users -> Mã môn học: fec321 được soạn với mục đích giảng dạy và tham khảo cho sinh viên ngành users -> Chương 1 những vấN ĐỀ chung về thưƠng hiệU users -> MỤc lục chương một: CÁc khái niệm chung về sinh thái họC tải về 5.19 Mb. Chia sẻ với bạn bè của bạn:
|