GIÁO TRÌNH ĐẤT VÀ DINH DƯỠNG CÂY TRỒNG

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỞ ĐẦU CHƯƠNG NGUỒN GỐC VÀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH ĐẤT 1.1 Nguồn gốc trình hình thành đất 1.1.1 Khoáng vật 1.1.2.Q trình phong hố đá hình thành đất 1.2 Đặc điểm chung hình thái đất 14 1.2.1 Khái niệm hình thái học đất 14 1.2.2 Các tiêu đánh giá hình thái học đất 15 CHƯƠNG 20 THÀNH PHẦN CƠ GIỚI VÀ TÍNH CHẤT VẬT LÝ ĐẤT 20 2.1 THÀNH PHẦN CƠ GIỚI CỦA ĐẤT 20 2.1.1 Khái niệm 20 2.1.2 Phân chia hạt giới đất tính chất cấp hạt 20 2.1.3 Phân loại đất theo thành phần giới 22 2.1.5 Phương pháp xác định thành phần giới đồng ruộng 27 2.2 KẾT CẤU ĐẤT 28 2.2.1 Khái niệm 28 2.2.2 Quá trình hình thành kết cấu đất 30 2.2.3 Các yếu tố tạo kết cấu đất 31 2.2.5 Biện pháp trì cải thiện kết cấu đất 34 2.3 Một số tiêu đánh giá đất 35 2.3.1 Tỷ trọng đất 35 2.3.2 Dung trọng đất 36 2.3.3 Kết cấu đất 37 2.3.4 Độ xốp 38 2.4.1 Tính trương co đất 41 2.4.2 Tính liên kết đất 42 2.4.3 Tính dính đất 42 2.4.4 Tính dẻo đất 43 2.4.5 Sức cản đất 43 2.5 Nước đất 44 2.5.1 Vai trò nước đất 44 2.5.2 Các dạng nước đất 44 2.5.3 Các đại lượng đánh giá tính giữ nước độ ẩm đất 48 2.5.4 Cân nước đất 52 2.5.5 Biện pháp điều tiết nước đất 52 2.6 Khơng khí đất 53 2.6.1 Vai trị khơng khí đất 53 2.6.2 Tính thơng khí đất 54 2.6.3 Biện pháp điều tiết khơng khí đất 54 2.7 Nhiệt đất 55 2.7.1 Vai trò nguồn nhiệt cung cấp cho đất 55 2.7.2 Đặc tính nhiệt đất 56 2.7.3 Biện pháp điều tiết chế độ nhiệt đất 58 CHƯƠNG 60 TÍNH CHẤT HĨA HỌC CỦA ĐẤT – CHẤT HỮU CƠ TRONG ĐẤT 60 3.1 Tính chất hóa học đất 60 3.1.1 Keo đất 60 3.2 Khả hấp phụ đất 68 3.2.1 Khái niệm 68 3.2.2 Hấp phụ trao đổi cation 69 3.2.3 Hấp phụ trao đổi Anion 72 3.3 Vai trò keo đất biện pháp tăng cương keo đất 73 3.3.1 Vai trò keo đất 73 3.3.2 Biện pháp tăng cường keo khả hấp phụ đất 73 3.4 Dung dịch đất 74 3.4.1 Khái niệm vai trò dung dịch đất 74 3.4.2 Thành phần dung dịch đất yếu tố ảnh hưởng 75 3.4.3 Đặc tính dung dịch đất 77 3.4.4 Bón vơi cải tạo đất chua 82 CHƯƠNG 87 SỬ DỤNG ĐẤT 87 4.1 Độ phì đất 87 4.1.1 Khái niệm độ phì đất 87 4.1.2 Phân loại độ phì đất 87 4.1.3 Đánh giá độ phì đất 88 4.1.4 Các tiêu quan trọng độ phì đất 90 4.1.5 Biện pháp nâng cao độ phì đất 92 4.2 Phân loại đất 93 4.2.1 Phân loại đất Thế giới 93 4.2.2 Phân loại đất Việt Nam 96 4.3 Đất lúa nước Việt Nam 100 4.3.1 Đặc điểm hình thành, phân bố tính chất 100 4.3.2 Một số loại đất lúa nước Việt Nam 104 4.4 Đất đồi núi Việt Nam 108 4.4.1 Đặc điểm hình thành 108 4.4.2 Một số loại đất vùng đồi núi Việt Nam 111 4.5 Xói mịn thối hóa đất 115 4.5.1 Xói mịn đất 115 4.5.2 Thối hóa đất dốc 121 4.5.3 Ô nhiễm đất 124 CHƯƠNG PHÂN HÓA HỌC VÀ PHÂN HỮU CƠ 128 5.1 Đặc tính, tính chất, sử dụng số loại phân hoá học 128 5.1 1.Khái niệm 128 5.1.2 Đặc điểm, tính chất chung phân hố học 128 5.1.3 Tính chất, đặc điểm cách sử dụng số loại phân hóa học 130 5.2 Một số loại phân hữu 138 5.2.1 Phân chuồng 138 5.2.2 Phân xanh 144 CHƯƠNG 152 PHÂN BÓN VÀ XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN BĨN CHO CÂY TRỒNG 152 6.1 Vai trị phân bón sản xuất nông nghiệp 152 6.1.1 Phân bón suất trồng 152 6.1.2 Phân bón chất lượng sản phẩm nơng nghiệp 152 6.1.3 Phân bón mơi trường 152 6.1.4 Phân bón độ phì đất 153 6.1.5 Phân bón an ninh lương thực 153 6.2 Xu hương nghiên cứu, sản xuất sử dụng phân bón dinh dưỡng trồng Việt Nam 153 6.2.1 Hướng nghiên cứu phân bón dinh dưỡng trồng 153 6.2.2 Hướng sản xuất sử dụng phân bón 154 6.3 Cơ sở lý luận để xây dựng quy trình phân bón hợp lý 154 6.3.1 Khái niệm quy trình phân bón 154 6.3.2 Đặc điểm trồng 155 6.3.3 Đặc điểm thời tiết khí hậu 158 6.3.4 Đặc điểm đất đai 159 6.3.5 Ảnh hưởng việc luân canh đến hiệu lực phân bón 163 6.3.6 Vai trị biện pháp kỹ thuật trồng trọt việc xây dựng quy trình bón phân 164 6.3.7 Chế độ tưới nước việc xây dựng quy trình bón phân 164 6.3.8 Đặc điểm phân bón việc xây dựng quy trình bón 165 6.4 Các định luật chi phối việc xây dựng chế độ phân bón 165 6.4.1 Định luật trả lại 165 6.4.2 Định luật tối thiểu hay yếu tố hạn chế 165 6.4.3 Định luật hiệu suất phân bón giảm dần 166 6.4.4 Định luật cân dinh dưỡng chất lượng sản phẩm thu hoạch 168 6.4.5 Vận dụng định luật vào việc xây dựng chế độ bón phân 168 6.5 Tính tốn hiệu kinh tế sử dụng phân bón 170 6.5.1 Hiệu suất phân bón 170 6.5.2 Lãi thu bón phân 170 6.5.3 Tính lợi nhuận thu đồng chi phí phân bón 171 6.5.4 Giá thành đơn vị sản phẩm 171 6.5.5 Năng suất lao động bón phân 171 TÀI LIỆU THAM KHẢO 173 LỜI NĨI ĐẦU Giáo trình Đất Dinh dưỡng trồng biên soạn sở kế hoạch đào tạo hệ đại học theo tín ngành: Trồng trọt, Hoa viên cảnh, Lâm nghiệp, Nông lâm kết hợp, Quản lý tài nguyên rừng Trường Cao đẳng Cộng đồng Lào Cai Giáo trình cung cấp cho sinh viên kiến thức nguồn gốc, thành phần, tính chất đất tính chất phân bón hướng sử dụng đất phân bón (Xem lai KT khớp với ND trình bày giảng) Trong biên soạn, tập thể tác giả bám sát phương châm giáo dục Nhà nước Việt Nam gắn liền lý luận với thực tiễn Đồng thời với việc kế thừa kiến thức khoa học đại giới, tác giả mạnh dạn đưa kết nghiên cứu Việt Nam vào tài liệu, đặc biệt kết nghiên cứu vùng núi phía Bắc Việt Nam Đây giáo trình biên soạn cơng phu, chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Vì tơi mong nhận đóng góp ý kiến đồng nghiệp độc giả Xin chân thành cảm ơn Tác giả MỞ ĐẦU KHÁI NIỆM VỀ ĐẤT VÀ DINH DƯỠNG CÂY TRỒNG 1.1 Một số khái niệm Đất: Đất phần vỏ trái đất, lớp phủ lục địa mà bên đá khống sinh nó, bên thảm thực bì khí Đất lớp mặt tơi xốp lục địa có khả sản xuất sản phẩm trồng Như khả sản xuất sản phẩm trồng (độ phì đất) thuộc tính khơng thể thiếu đất (William) Theo nguồn gốc phát sinh, Đôkutraiep định nghĩa: Đất vật thể tự nhiên hình thành tác động tổng hợp năm yếu tố là: khí hậu, đá mẹ, địa hình, sinh vật thời gian Đất xem thể sống, ln vận động, biến đổi phát triển Đất cấu tạo nên chất khoáng (chủ yếu từ đá mẹ) hợp chất hữu hoạt động sống sinh vật cung cấp Vì khác đất sản phẩm vỡ vụn đá là: Đất có độ phì nhiêu đá khống lại khơng có Đối với sản xuất nông lâm nghiệp, đất tư liệu sản xuất vơ q giá, khơng thay Đất phận quan trọng hệ sinh thái Đất coi “hệ đệm”, “phễu lọc” luôn làm môi trường với tất chất thải hoạt động sống sinh vật nói chung người nói riêng trái đất Dinh dưỡng trồng: Dinh dưỡng trồng nguyên tố hóa học cần thiết cho sinh trưởng phát triển cây, bao gồm nguyên tố dinh dưỡng đa lượng, trung lượng vi lượng Nguồn dinh dưỡng trồng cung cấp chủ yếu từ đất tàn tích thực vật Ngồi cịn cung cấp từ phân bón nước tưới (Mucj)NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG CỦA MÔN ĐẤT VÀ DINH DƯỠNG CÂY TRỒNG Đất dinh dưỡng trồng môn học sở phục vụ mơn học chun mơn khác, quan hệ chặt chẽ với mơn hố học, vật lý, sinh vật khí tượng Vì nhiệm vụ nội dung môn học là: - Nghiên cứu nguồn gốc đất quy luật phát sinh, phát triển quy luật phân bố đất đai lục địa - Nghiên cứu thành phần, cấu tạo, tính chất độ phì nhiêu của đất - Nghiên cứu sở cho hoàn thiện quy trình sử dụng cải tạo loại đất với phương châm nâng cao độ phì đất đảm bảo ổn định nâng cao suất trồng - Nghiên cứu hấp thu dinh dưỡng yếu tố ảnh hưởng - Nghiên cứu vai trị, tính chất cách sử dụng loại phân bón cho CHƯƠNG NGUỒN GỐC VÀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH ĐẤT 1.1 Nguồn gốc q trình hình thành đất 1.1.1 Khống vật Khống vật hợp chất có tự nhiên, giống thành phần cấu tạo, hình thành trình vật lý, hoá học xẩy vỏ Trái đất Về chất, khống vật hợp chất vơ cơ, chúng thể rắn, lỏng hay khí, đó, khống vật thể rắn phổ biến Các khống vật khác tập hợp lại tạo nên đá Chúng thành phần chủ yếu đất, chiếm 95 - 98% trọng lượng đất khơ Một số loại khống vật sử dụng làm phân bón nơng nghiệp apatit, photphorit… 1.1.1.1 Phân loại khoáng vật Căn vào thời gian hình thành khống vật chia làm hai loại - Các nguyên tố tham gia vào cấu tạo khoáng vật phong phú, phổ biến oxy (O2), silic (Si), nhôm (Al), sắt (Fe), kali (K), photpho (P), natri (Na), canxi (Ca)… nhiên thành phần chúng khơng có (N) nitơ - Các khống vật khác cấu tạo từ số nguyên tố khác có tính chất xác định khác độ cứng, vết vỡ, hình dạng, mức độ gắn kết số phản ứng hoá học đặc trưng… Dựa vào nguồn gốc hình thành khống vật chia hai loại: * Khoáng vật nguyên sinh: Là khoáng vật hình thành nên với thời gian tạo đá chưa biến đổi thành phần, trạng thái Khoáng vật nguyên sinh thường tạo nên đá cịn tươi (đá chưa bị phong hố) - Khống vật nguyên sinh gồm lớp sau: + Lớp silicat: Bao gồm khống vật nhóm phen phát Ví dụ: Phen phát Kali: KAlSi3O8 + Lớp ôxit: Đại diện thạch anh (SiO2); hematít (Fe2O3) + Lớp muối: Đại diện canxit CaCO3 hay apatit Ca5(PO4)3Fe,Cl * Khoáng vật thứ sinh: Là khoáng vật nguyên sinh biến đổi, phá huỷ tạo thành Đại phận khoáng vật đá phá huỷ mẫu chất đất khoáng vật thứ sinh - Khoáng vật thứ sinh chia lớp: + Lớp Alumino silicat: Đại diện khống vật sét Ví dụ: Kaolinit Al2O3 2SiO2.2H2O + Lớp ơxit hydroxit: Đại diện Opuan SiO2.nH2O;limơnít Fe2O3.H2O + Lớp muối: Đại diện thạch cao CaSO42H2O Như thành phần khống vật đất có ảnh hưởng lớn đến tính chất thành phần chất dinh dưỡng đất 1.1.1.2 Các loại đá hình thành đất Đá thành phần cấu tạo nên vỏ Trái đất, chúng tạo nên từ khoáng vật nguyên liệu để hình thành đất Theo nguồn gốc hình thành, người ta chia đá làm ba loại sau: a Đá mácma Đá mácma đá tạo thành đông đặc khối dung nham nóng chảy lịng đất Mácma đơng đặc sâu tạo nên đá mácma xâm nhập Khi mácma phun trào lên mặt đất, đông đặc lại tạo đá mácma phun trào (mácma phún xuất) Dựa vào tỷ lệ SiO2 mà chia ra: - Đá mácma siêu axit 75% SiO2, Ví dụ: Đá pematit - Đá mácma axít 65 - 75% SiO2; đại diện đá granit, đá lipanit, có nhiều Sầm Sơn, đèo Hải Vân - Đá mácma trung tính 52 - 65% SiO2; đại diện đá sianit, anđerit - Đá mácma bazơ 40 - 52% SiO2; đại diện đá bazan - Đá mácma siêu bazơ < 40% SiO2; đại diện đá peridotit, piroxenit Nhìn chung đất hình thành từ đá mácma bazơ có tầng đất dày, dốc đất màu mỡ b Đá trầm tích Dưới tác động yếu tố tự nhiên nước chảy, gió, nhiệt độ sinh vật, đá cấu tạo nên vỏ Trái đất bị phá huỷ Sản phẩm phá huỷ đá phần lớn bị dịng nước trơi dạng rắn hay hồ tan, sản phẩm lắng đọng, kết gắn nén chặt với tạo thành đá trầm tích Đá trầm tích thường hình thành theo nguồn gốc - Đá trầm tích học: Được hình thành vỡ vụn loại đá khác, dựa vào kích thước chia ra: + Đá vụn thơ: Đường kính hạt > 2mm + Đá cát: Đường kính hạt 0,1- 2mm + Đá bột: Đường kính hạt 0,01- 0,1mm + Đá sét: Đường kính hạt < 0,01mm - Đá trầm tích hoá học: Là loại đá tạo nên lắng đọng muối hồ tan Ví dụ: Đá ong, kết von đá ong; đá phot phat; đá cacbonat… - Đá trầm tích sinh học: Là loại đá tạo nên nhờ lắng đọng xác sinh vật Ví dụ: Đá vơi, than đá, apatit… c Đá biến chất Khi gặp điều kiện nhiệt độ, áp suất cao, số đá Macma đá trầm tích bị biến đổi mạnh mẽ kiến trúc, cấu tạo thành phần hoá học tác động nhiệt độ áp suất cao tạo thành đá biến chất Tuỳ theo tác động gây lên biến đổi mà ta có đá biến chất nhiệt, biến chất động lực hay biến chất tiếp xúc Đá biến chất có tính chất gần giống đá tạo nên chúng, song có đặc điểm tính phân lớp, độ kết tinh … Một số đại diện đá biến chất đá hoa tạo nên từ đá vôi, loại có núi Ngũ Hành (Quảng Nam – Đà Nẵng) Trong tự nhiên, ba loại đá có quan hệ mật thiết với chuyển đổi lẫn cho trình biến đổi vỏ trái đất Đá trần tích bị lún sâu vào lịng đất bị nóng chảy tạo Macma, Macma di chuyển lên trên, đông đặc lại tạo đá Macma Mối quan hệ biểu diễn hỡnh Đá mác ma Phỏ hu Cu n trụi Đá biến chất Đá trầm tích ụng ngu i §¸ m¸c ma 1.1.2.Q trình phong hố đá hình thành đất 1.1.2.1 Khái niệm Dưới tác động điều kiện ngoại cảnh, loại đá bao phủ bề mặt Trái đất bị biến đổi phá huỷ Kết phá huỷ đá bị thay đổi sâu sắc tính chất vật lý hoá học, tạo lớp vỏ ngồi tơi xốp, có tính chất khác với đá ban đầu khả thấm nước, khả giữ nước, khả giải phóng chất hồ tan… Lớp vỏ sở để tạo thành đất Quá trình phá huỷ đá tác động điều kiện ngoại cảnh gọi trình phong hố đá Sản phẩm q trình phong hoá đá gọi mẫu chất Các điều kiện ngoại cảnh tham gia vào q trình phong hố đá có nhiều loại Đó yếu tố vật lý thay đổi nhiệt độ, gió, dịng nước…, tác nhân hoá học oxy, cacbonic… tác nhân sinh học 1.1.2.2 Q trình phong hố đá Tuỳ theo tác nhân tham gia phá huỷ đá, đá biến đổi theo nhiều hướng khác nhau, tạo q trình phong hố khác a Phong hoá vật lý Phong hoá vật lý vỡ vụn loại đá thành mảng khác khơng làm thay đổi thành phần hố học đá gốc Yếu tố tác động phong hố lý học thay đổi nhiệt độ Đá cấu tạo khống vật, khống vật nóng lên nở ra, lạnh co lại, khống vật có hệ số nở thể tích khác nhau, làm cho nội đá co giãn không mà đá bị nứt nẻ Sự chênh lệch nhiệt độ ngày đêm, mùa nóng mùa lạnh làm cho đá liên tục bị co giãn, phá huỷ khơng ngừng Tốc độ phong hố lý học cịn phụ thuộc vào tính chất loại đá Ví dụ: Đá bazơ dễ phong hố đá axít Ngồi yếu tố nhiệt độ, đá bị phá huỷ yếu tố nước, gió, nước chảy trơi đá, gió thổi làm mảnh đá va chạm vào vỡ vụn nước ta thay đổi nhiệt độ ngày đêm, mùa đông mùa hè không lớn phong hố vật lý yếu tố nhiệt độ gây nên không mạnh nước miền ơn đới (Co lên) b Phong hố hố học Là phá huỷ đá phản ứng hoá học, làm thay đổi thành phần hố học Có dạng phong hố hố học là: * Ơxy hố: Là khống vật bị phá huỷ tác động ơxy khơng khí Ví dụ: 2FeS2 + 2H2O + 7O2 → 2FeSO4 + 2H2SO4 Pyrít Sunpua Ở nước ta có loại đá chứa sắt bị lộ ngồi mặt đất thường hình thành lớp vỏ chứa limơnít có màu nâu đỏ rỉ sắt cứng, lớp dễ bị bong phong hoá vật lý, đá lại tiếp tục bị oxy hố để hình thành lớp vỏ bảo vệ * Hồ tan: Khống vật bị hồ tan nước có mặt khí CO2 nước Ví dụ: CaCO3 + H2O + CO2 → Ca(HCO3)2 Canxicacbonat Canxi bi cacbonat * Hyđrat hoá: Là q trình nước kết hợp với khống vật, phân tử nước tham gia vào mạng lưới kết tinh khống vật Do làm tăng phá huỷ giới chúng Ví dụ: CaSO4 + 2H2O → CaSO4.2H2O An hyđrit Thạch cao * Quá trình thuỷ phân: Bản chất trình trao đổi ion H + nước với ion kiềm kiềm thổ khống vật Ví dụ: K2O.Al2O3.6SiO2 + 3H2O → Al2O3.2SiO2.2H2O + 2KOH + 4SiO2 Phenspat Kali Kaolinit Kết phong hoá hoá học đá bị biến đổi sâu sắc thành phần tính chất làm cho đá chuyển từ cứng sang mềm, đồng thời giải phóng số chất dễ hồ tan chất dinh dưỡng cung cấp cho c Phong hoá sinh học Phong hoá sinh học phá huỷ đá tác động yếu tố sinh học (thực vật, vi khuẩn, tảo, ), phong hoá sinh học dễ xảy theo hai hướng: - Lý học: Rễ ăn sâu vào đá làm đá bị nứt nẻ - Hố học: Trong q trình sống, rễ tiết số chất có khả hồ tan số chất làm đá bị phá huỷ Kết q trình khơng làm cho đá bị thay đổi tính chất hố học mà cịn có phân bố loại chất dinh dưỡng làm cho lớp đất mặt ngày màu mỡ Ba trình phong hố vật lý, hố học sinh học có liên quan chặt chẽ với nhau, thúc đẩy tác động vào đá Tuỳ lúc, nơi mà phong hố có trước, phong hố có sau, phong hố chiếm ưu phong hoá nước ta phong hoá hoá học xảy mạnh 10