thành phần hóa học của cây trồng và đất

Sự hòa tan các khoáng trong đấtvào dung dịch đất bị kết tủa trở lại năng hòa tan của khoáng càng thấp... Trao đởi ion Sự hấp phụ các ion trong dung dịch với bề mặt keo đất mang đi

Thành phần hóa học của cây trồng và đất

1 Thành phần hóa học và dinh

dưỡng cây trồng

1.1 Thành phần hóa học của cây trồng

- Nước và chất khô.

- Nước: là thành phần chủ yếu trong cây

trồng và có vai trò quan trọng; chiếm 95%

80 Chất khô: chất vô cơ và hữu cơ (phần còn lại sau khi làm bay hơi nước); chiếm 5-

20%.

94-96% H 2 O 86-91% H

2 O

Cây trồng t

Nước + Chất khô

+ O2Khí + Tro

Đặc điểm hóa học đất

http://yeumoitruong.vn/forum/showthread.php?1954-Gi%C3%A1o-d%E1%BB%A5c-m%C3%B4i-tr%C6%B0%E1%BB%9Dng-trong-tr%C6%B0%E1%BB%9Dng-h%E1%BB%8Dc

Thành phần hóa học của đất

 Các nguyên tố hoá học chứa chủ yếu trong

phần khoáng, hữu cơ của đất

 Nguồn gốc của chúng có từ đá và khoáng tạo thành đất

 Trong đất có khoảng hơn 45 nguyên tố khoáng

Những nguyên tố hóa học phổ biến trong vỏ

trái đất (Gabler et al, 1991)

Sự hòa tan các khoáng trong đất

vào dung dịch đất

bị kết tủa trở lại

năng hòa tan của khoáng càng thấp

10

Các khoáng phổ biến trong đất

Chất hữu cơ của đất soil organic mater (SOM)

 Là thành phần quan trọng nhất của đất,

 Đánh giá đợ phì của đất

 Hợp chất rất phức tạp

 Quá trình hình thành được kiểm soát bởi các tiến trình sinh học

Thành phần của chất hữu cơ

 Dư thừa, xác bã

 Phân giải hòan toàn

Chất hữu cơ không đặc trưng

- động thực vật: xác ĐTV, VSV

hủy: protein, mỡ, sáp, celluloza,

Chất mùn

 Acid humic

 Acid fluvic

 Humin

Acid humic

Tính chất cơ bản

 Tính acid thấp

 Ít di động, ít bị rửa trôi

 Khả năng hấp phụ cao

 Liên kết với khoáng sét của đất tạo nên keo phức vô cơ – hữu cơ

Acid fluvic

 Là acid hữu cơ cao phân tử chứa nito hình thành trong môi trường chua, dễ tan

trong nước, acid, bazo

 Khả năng ngưng tụ kém, Di động

 Đất giàu acid fluvic: chua, nghèo mùn,

các nguyên tố trong đất dễ bị rửa trôi

dưới dạng các muối fluvat dễ hòa tan

Humin

 Là tổ hợp của các chất mùn được cấu tạo bởi các liên kết giữa acid humic, acid

fluvic và các khoáng sét trong đất

 Humin có màu đen, không tan trong dung dịch kiềm, bền trong đất, cây trồng không sử dụng được

Vai trò của chất hữu cơ

 Tham gia vào quá trình tạo thành đất

 Cải thiện tính chất vật lý đất

 Khả năng trao đổi hấp phụ ion cao

 Là nguồn cung cấp thức ăn cho cây trồng

Quá trình phân giải chất hữu cơ

 Quá trình khoáng hóa chất hữu cơ: phân hủy hoàn toàn SOM tạo ra các sản phẩm như muối khoáng, CO2 va H va H ̀ ̀ 2O

 Quá trình mùn hóa: quá trình phân giải chất hữu cơ thành hợp chất mùn (hợp

chất cao phân tử, màu đen)

Đánh giá mùn trong đất

Tỷ lệ C/N : tỷ lệ C/N càng thấp thì SOM, mùn bị phân giải nhanh

Trao đởi ion

 Sự hấp phụ các ion trong dung dịch với bề mặt keo đất mang điện tích

 Điện tích trong hệ thống phải luôn luôn cân bằng

 Các ions này có thể trao đổi với các ions

khác để luôn duy trì sự cân bằng điện tích

 Lực hấp phụ thay đổi

Trao đổi cation

 Xảy ra trên keo điện tích âm Có 2 loại keo:

- Keo vô cơ

- Keo hữu cơ

- Keo hữu cơ - vô cơ

Nguờn gớc điện tích trên keo vơ cơ

 Sét silicate cấu trúc dạng phiến

 Tứ diện silica

 Bát điện Aluminum

 Al 3+ thay Si 4+ trong phiến tứ diện = thừa -1

 Mg 2+ hay Fe 2+ thay Al 3+ trong phiến bát diện = thừa -1

 Diện tích bề mặt

 10 – 800 m2/g keo sét

1 Kaolinite Al 2 Si 2 O 3 (OH) 4

 Kiểu sét 1:1 1 tứ diện

silica và 1 bát diện

aluminum

 Rất ít có thay thế đồng

hình

kém

chua, đất xám bạc màu trên phù sa cổ, đất cát ven biển

2 Sét Mica (illite và vermiculite)

 Kiểu 2:1 2 tứ diện

silica xếp trên và dưới 1

phiến bát diện

aluminum

 Thay thế đồng hình chủ

yếu xảy ra trên phiến tứ

diện, vì vậy điện tích

nằm trên bề mặt sét,

nên lực giữ rất mạnh

Sét Mica (illite và vermiculite)

3 Sét Smectite

 Kiểu 2:1 2 tứ diện

silica nằm 2 phía của 1

bát diện aluminum

 Thay thế đồng hình xảy

ra chủ yếu trên phiến

bát diện, vì vậy điện

tích hình thành ở mặt

trong của sét, nên mật

độ điện tích mặt trong

thấp hơn bề mặt ngoài

của sét

Sét Smectite

 Kiểu sét này được gọi là sét trương nở Có thể co ngót hay trương nở rất mạnh trong điều kiện khô, ẩm: khi nước vào/ra trong khoảng liên tầng

 CEC cao: 80 - 120 meq/100g (cmolc/kg)

 Không phổ biến trên các loại đất ở VN

So sánh cấu trúc

các keo

4 Oxides ngậm nước

 Các khoáng sét oxide ngậm nước phổ biến là: Fe và

 Điện tích hình thành do quá trình ion hóa các gốc

hydroxide trong khoáng Đây là điện tích phụ thuộc pH

 Hydroxides là các loại sét có điện tích thay đổi theo pH

 Keo hữu cơ

Chủ yếu là keo mùn

như acid humic, fluvic

Keo hữu cơ ít tồn tại

độc lập mà kết hợp với keo vô cơ

Quy luật sự trao đổi cation

càng mạnh

Al3+ > H+ > Ca2+ > Mg2+ > NH4+ = K+ > Na+

càng lớn thì khả năng trao đổi càng mạnh

K+ > Na+ ;

Quy luật sự trao đổi cation

khả năng trao đổi càng mạnh

thì khả năng hấp phụ càng mạnh

năng khuếch tán càng mạnh

Sự trao đổi cation của rễ cây

 Đơn tử diệp

 10 – 30 lđl/100 g rễ

 Song tử diệp

 40 – 100 lđl/100 g rễ

Trao đổi anion

 Những ion có hóa trị càng lớn khả năng

hấp phụ càng mạnh

 Với ion có cùng hóa trị, khối lượng lớn hơn thì khả năng hấp phụ lớn hơn

- Những ion trong môi trường acid ở dạng hòa tan

Al, Fe, Mn

 Do Al hấp thụ PO4 → AlPO4 không hòa tan

Trong môi trường acid cây trồng dễ bị thiếu dinh dưỡng

Các dạng hấp phụ trong đất

 Khả năng đất hấp phụ các ion và các phân tử các chất khác nhau từ dung dịch và giữ chúng lại gọi là khả năng hấp phụ

 Không phải tất cả các muối đều bị đất hấp phụ Sự hấp phụ của đất quyết định độ phì nhiêu của đất

 Khả năng hấp phụ của đất phụ thuộc vào thành phần cơ

giới, loại keo đất, độ xốp…

 Các dạng hấp phụ:

- Hấp phụ cơ học

- Hấp phụ lý học

- Hấp phụ hóa học

- Hấp phụ sinh học

Hấp phụ cơ học

 Là khả năng của đất giữ lại các hạt vật chất nhỏ như xác hữu cơ, hạt sét, vi sinh vật…

 Điều kiện của sự hấp phụ này là:

đất.

Hấp phụ lý học

Là khả năng của đất giữ lại các chất trên bề mặt hạt keo nhờ năng lượng bề mặt Có hai dạng hấp phụ:

mặt của dung dịch đất bao quanh và làm tăng nồng độ các chất trên bề mặt hạt đất Các phần tử của nhiều hợp chất hữu cơ (rượu, acid hữu cơ, kiềm và chất hữu cơ cao phân tử bị hấp phụ lý học dương.

ngoài của dung dịch đất bao quanh và làm giảm

nồng độ các chất trên bề mặt hạt đất Những ion

Hấp phụ hóa học

 Là khả năng của đất giữ lại các chất hoà tan ở dạng kết tủa hay tan ít cố định những nguyên tố có lợi cho cây trồng như:

P, Ca, S ; tích luỹ các chất trong đất như Al, Fe, S,

 Các ion Cl-, NO3- với các cation khác không tạo thành,

Cl-, NO3-có tính linh động cao

 CO32- , SO42- với cation hoá trị 1 tạo thành muối hoà tan, còn với cation hoá trị 2 tạo thành hợp chất khó hoà tan (với

Hấp phụ sinh học

cation

chuyển trong đất để biến thành những chất hữu cơ

không bị nước rửa trôi Chúng hấp phụ từ dung dịch đất nitơ và các nguyên tố khác và chuyển chúng thành các hợp chất hữu cơ.

chuyển hoá phân nitơ trong đất,

Hấp phụ trao đởi

Là phản ứng giữa keo đất với ion trong dung dịch đất

Sự hấp phụ chỉ xảy ra khi keo đất tích điện và có sự chênh lệch nồng độ giữa bề mặt hạt keo và dung dịch đất bao

Hấp phụ trao đởi

Việc bón vào đất phân hoà tan (N, K) ở mức độ lớn bị hấp phụ trao đổi

Mỗi loại đất ở trạng thái tự nhiên chứa một số lượng nhất định cation hấp phụ trao đổi: Ca2+, Mg2+ , H+ , Na+ , K2+, NH4+, Al3+

Trong đa số các đất chiếm ưu thế là Ca2+, sau đó là Mg2+ trong thành phần cation trao đổi

Đất chua chứa lượng lớn H+

Phản ứng oxy hóa khử

trò quan trọng đối với độ phì nhiêu của đất

cấp dưỡng chất trong đất.

700mV, nếu cao hơn thì một số chất chuyển sang trạng thái oxyhoá không hoà tan, nên cây không hút được dưỡng chất Nếu quá thấp sẽ gây độc cho

Phản ứng oxy hóa khử

hưởng rất lớn đến khả năng hữu dụng của các chất dinh dưỡng đối với cây trồng và độ phì nhiêu của đất