CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MÔI TRƯỜNG ĐẤT

CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MÔI TRƯỜNG ĐẤT

Đất hình thành do tác động của nhiều yếu

 Lỗ hổng truyền động: chuyển động KK và tiêu nước thừa (>50 µm);

 Lỗ hổng tích giữ: giữ nước chống lại hiện tương trọng lực và giải

Thành phần vô cơ:

Trong đá: O (47,2%); Silic (27,6%), Fe+Al (13,9%); Ca, K,

Na, Mg: mỗi loại chiếm 2-3%; các nguyên tố còn lại: 1% Trong đất: O, H, C, N: nhiều hơn trong đá; Al, Fe, Ca, L, Mg: ít hơn trong đá

Đất hình thành do phong hóa và tương tác liên tục với các sản phẩm hoạt động của cơ thể sống th.phần đất luôn thay đổi

Nguyên tố đa lượng

Cần thiết cho cây: H, C, O, N, K, Ca, Mg, P, S và Na

C, H, O chiếm 96% kh.lượng chất hữu cơ và cây hấp thụ từ CO2, H2O

Các nguyên tố được hấp thụ từ quá trình d.dưỡng rễ

N: cần thiết cho mọi sinh vật Chiếm 16-18% trong protein

Thành phần vô cơ:

P: là ng.tố quan trọng thứ 2 sau N

Các hoạt động sống như phân chia tế bào, quá trình phân giải, tổng hợp các chất, sự hình thành năng suất đều có sự tham gia của PHàm lượng P tổng 0,02-0,2%

3000kg/ha~98%P2O5: khó tiêu thụ (dự trữ)

60kh/ha~1,96%: dạng trao đổi linh động

60-600g/ha~0,01%: dễ tiêu thụ trực tiếp

Thành phần vô cơ:

K: là ng.tố quan trọng thứ 3 sau N va P.

Tham gia hoạt hóa các phản ứng enzym, điều hóa áp suất thẩm thấu, tăng khả năng chống chịu

Hàm lượng K trong đất >1%, gấp 10 lần so với N, P

K trong đất được cung cấp do q.trình ph.hóa đá và khoáng, q.trình trao đổi hòa tan Nhờ các q.trình này, cây được cung cấp K

2.100kg

Thành phần vô cơ:

Ca và Mg: là ng.tố trung lượng.

Tham gia hoạt hóa các phản ứng enzym, điều hóa áp suất thẩm thấu, tăng khả năng chống chịu

Hàm lượng Ca va 2 Mg trong đất 0,1%-0,15% CaO và MgO

Trong đất Ca và Mg tồn tại: khoáng vật apatit, canxit, đolomit, gipxit, phosphorit

S: là ng.tố trung lượng chứa trong th.phần một số axit amin, coenzym A và vitamin

Hàm lượng: 0,01-2%

S trong đất được cung cấp từ khoáng vật, các hợp chất chứa S trong khí quyển và S trong hợp chất hữu cơ

Thành phần vô cơ: nguyên tố vi lượng

Thực vật cần các nguyên tố này ở lượng nhỏ và hàm lượng của chúng trong

tự nhiên rất nhỏ

Nguyên tố: Mn, Zn, Cu, Co, B, Mo

Các nguyên tố vi lượng được giải phóng torng quá trình phong hóa

Thành phần vô cơ: nguyên tố phóng xạ

Ng.tố ph.xạ: đồng vị urani, radi, thori Sản phẩm trung gian ở thể rắn hoặc khí

Đồng vị các ng.tố hóa học: Ka40, Rb87, Sm147, Ca48, Zn96

Đồng vị phóng xạ trong k.quyển: triti (H3), berili(Be7,B10), C14

Tính phóng xạ tự nhiên của đất phụ thuộc vào đá hình thành đất Tính phóng xạ của đất hình thánh trên đá axit lớn hơn bazo và siêu bazo

 Nguồn cung cấp chất dinh dưỡng và năng lượng cho HST đất

 Sản phẩm chuyển hoá các chất hữu cơ trong đất – mùn

Thành phần hữu cơ

a) Chất mùn không điển hình

b) Chất mùn điển hình: axit humic, axit fulvic, hợp chất humin và ulmin

c) Các thành phần chính của chất hữu cơ trong đất

d) Cấu tạo và tính chất của axit mùn

Thành phần hữu cơ: chất mùn không điển hình

Thành phần hữu cơ: chất mùn điển hình

 Bao gồm: axit humic, axit fulvic, hợp chất humin và ulmin

 Các chất mùn ở dạng vô định hình, nhiều kích cỡ;

 Chất humic nâu được phân biệt dựa trên tính hòa tan tạo

thành các axit humic, ulmic, axit fulvic… (do các VSV)

Th.phần axit humic

 C 50-60%; S 0-2%

 O 30-35%; H và N: 2-6%

 KL phân tử axit humic 10-50 nghìn;

KL phân tử axit fulvic 500-7.000

Quá trình hình thành

 Bước 1: từ protit, gluxit, lignin, tanin (trong xác hữu cơ,

hoặc là sản phẩm tổng hợp của vi sinh vật) phân giải thành các sản phẩm trung gian

 Bước 2: tác động giữa các hợp chất trung gian để tạo

thành những liên kết hợp chất, đó là những hợp chất phức tạp

 Bước 3: trùng hợp các liên kết trên tạo thành các phân tử mùn

Tác động tương hỗ giữa các ph.tử pha rắn

Trao đổi cation Amin, vòng NH, dị vòng N

Cầu nối nước Amino, cacboxyl hóa, cacbonyl, OH rượu Cầu nối cation Cacboxyl hóa, amino, cacbonyl, OH rượu

Liên kết hydro Amin, cacbonyl, cacboxyl, phenylhydroxyl

 Nước mưa thấm vào đất có chứa: O2, CO2,N2, NH3

 Nước mưa+các chất thể rắn, khí dung dich đất

 Theo Vernadsky dung dịch đất được coi như máu của

động vật hoặc chất dich trong tế bào cây

 Hòa tan các chất hữu cơ, chất khoáng và chất khí cung cấp thêm chất

dinh dưỡng cho cây trồng;

 Nồng độ dung dịch đất ảnh hưởng tới sự hấp phụ chất dinh dưỡng của

cây trồng

 Phản ứng dung dịch đất ảnh hưởng đến sự hoạt động của VSV, các

tính chất lý - hóa học của đất

 Trong dung dịch đất chứa một số loại muối, các chất hòa tan khác,

các cation và anion có khả năng đệm

 Dung dịch đất chứa một số chất hòa tan làm tăng cường sự phong

hóa đá

 Dung dịch đất được tạo thành từ 3 nguồn gốc:

 Hơi nước ngưng tụ;

 Mưa khí quyển;

 Nước ngầm

 Các chất hòa tan trong dd đất luôn được bổ sung:

 Các cation trong dd đất: Ca2+, Mg2+, Na2+,K+,

NH4+

 Các anion: HCO3-, NO3-, Cl-,SO4, Ion phosphat, …

 Các chất hữu cơ trong dd đất

 Các chất khí trong dd đất: CO2, O2 ảnh hương đến

tính chất hóa,sinh học của đất

 Lượng nước mưa trong đất

 Sự hoạt động của sinh vật

 Phản ứng của dung dịch đất

 Nhiệt độ

 Thành phần đá mẹ, nước ngầm,



 ◦ Khái niệm: Phản ứng của dung dịch đất dường

như không thay đổi dưới tác dụng của những dung dịch bên ngoài, gọi là tính đệm của dung dịch đất

 ◦ Tính đệm của đất liên quan đến quá trình trao đổi

ion và khả năng chống lại hoặc axit hóa hoặc kiềm hóa dung dịch

 Các nguyên nhân gây tính đệm:

 Tác dụng trao đổi cation trong đất;

 Tác dụng của axit yếu và muối của chúng;

 Tác dụng của Al3+ linh động;

 Dung dịch chất chứa một số chất có khả năng trung

hòa

 Khái niệm: Trong đất luôn tồn tại chất oxy hóa và

chất khử, nên quá trình oxy hóa- khử xảy ra phổ biến

Ox + ne = Kh

 - Ox: là chất oxy hóa, nhận electron

 - Kh: chất khử liên hợp với chất oxy hóa

 - ne: số electron mà Ox nhận để thành Kh

 Các yếu tố ảnh hưởng oxy hóa-khử:

 Trong dung dịch đất có chứa nhiều hệ thống

oxy hóa – khử (Redox) với nồng độ khác nhau

 Nồng độ chất oxy hóa và khử của một hệ

thống nào cao nhất sẽ quyết định điện thế oxy hóa – khử (Eh) của môi trường

 Các yếu tố ảnh hưởng oxy hóa-khử:

 Nồng độ oxy trong kh.khí đất, oxy hoà tan trong dung

dịch đất và sự bài tiết của VSV

 Độ ẩm thay đổi làm thay đổi Eh của đất

 Các biện pháp canh tác, hay tác động vào đất khác nhau

cũng làm thay đổi Eh như: cày sâu, bón phân hữu cơ,

tưới… hay các chất khác đưa vào đất

 Cấu trúc sinh vật trong MT đất

1 Vi sinh vật (Microbiology in soil environment)

2 Động vật đất (Animal in soil environment)

3 Thực vật trong MTST đất (Flora in soil environment)

 Phân loại VSV trong MT đất

2 Tình trạng chung và các hoạt tính của VSV trong đất a) Sự phân bố của VSV

b) Vai trò của VSV trong sự chuyển hóa vật chất

- VSV trong quá trình chuyển hóa nitơ

Các chất chứa ni tơ trong đất

VSV amoni hóa protein

Vai trò của quá trình nitrat hóa

Phân biêt quá trình amoni hóa nitrat và phản nitrat hóa Quá trình cố định nitơ sinh học

2 Tình trạng chung và các hoạt tính của VSV trong đất a) Sự phân bố của VSV

b) Vai trò của VSV trong sự chuyển hóa vật chất

VSV trong quá trình chuyển hóa nitơ

Các chất chứa ni tơ trong đất

VSV amoni hóa protein

Vai trò của quá trình nitrat hóa

Phân biêt quá trình amoni hóa nitrat và phản nitrat hóa Quá trình cố định nitơ sinh học

N2 là sản phẩm của QT phản nitrat hóa được chuyển hóa thành nitơ hợp chất bởi nhóm VSV cố định nitơ

Quá trình cố định nitơ sinh học

N2+6H++6e-+12ATP  2NH3 + 12ADP + 12P

Trong đất có nhiều nhóm VSV có khả năng phân hủy xenlulozo nhờ enzym xenlulozo ngoại bào

Trong đất có nhiều động vật sinh sống từ động vật nguyên sinh cho đến động vật bậc cao

Đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa vật chất và làm giàu hữu cơ trong đất

Đi tiên phong làm lợi cho đất là giun Sau đó là các loại côn trùng

Ngoài ra còn có các nhóm chân khớp, thân mềm và các loại động vật không xương sống góp phần chuyển hóa vật chất và cải thiện cấu trúc vật lý

Chu trình vật chất

Động vật ăn cỏ

Xác chết động , thực vật

Môi trường đất nước , Không khí

Động vật ăn thịt

Vi sinh vật

Thực vật

Là môi trường sống của nhiều loại thực vật Mỗi loại đất đều có một

thảm thực vật đặc trưng Thực vật có vai trò quan trọng đối với đất cũng như quá trình hình thành đất

• Trong khi nghiên cứu về vai trò của thực vật đối với sự thành tạo tài nguyên đất,

chúng ta chia thực vật làm 2 loại đó là: thực vật có diệp lục và thực vật không có diệp lục Mỗi loài đều có vai trò nhất định

• Thực vật có diệp lục (thực vật có màu xanh): nhờ vào khả năng quang hợp của nó

mà tạo ra “năng suất chất xanh” rất lớn

Các nghiên cứu khi chết đi, mỗi loài thực vật sẽ để lại cho môi trường đất ở vùng đó những sản phẩm hữu cơ đặc thù.

Ở đai cao, rừng để lại nhiều thảm mục và tạo ra “mùn thô trên núi”; còn ở hệ sinh thái rừng ngập mặn do quá trình sống thực vật đã sử dụng rất nhiều muối FeSO4, nên khi chết đi sản phẩm để lại giàu lưu huỳnh Nhìn chung thực vật đóng vai trò vô

cùng quan trọng trong việc tạo ra hàm lượng và chất lượng mùn trên tầng đất mặt

Trong số thực vật có diệp lục tố thì trước tiên phải kể đến vai trò của tảo, số lượng

của chúng có thể đạt đến hàng ngàn cá thể trong 1g đất Trong những loại môi trường đất khác nhau thì số lượng tảo sẽ khác nhau, nhưng khả năng của chúng đạt 7 – 500kg tảo/ha Trong môi trường rừng thì tảo xanh chiếm ưu thế, ở đồng cỏ

là tảo xanh lá cây, còn ở đất bạc màu, đất nhiệt đới thì khuê tảo lại chiếm ưu thế

Thực vật không diệp lục (thực vật không màu xanh)

Thực vật này sống trong lòng đất hoặc tồn tại ở dạng đơn bào tử Khối lượng từng cá

thể không lớn, nhưng nhiều cá thể cùng tồn tại nên có tác động đáng kể đến thành phần hữu cơ của môi trường đất

Địa y là thực vật tiên phong trong sự phong hoá đá mẹ tạo thành đất, địa y nhận nước

và cacbon từ không khí và các nguyên tố khoáng trong sự phá huỷ đá để tiết ra các chất tiếp tục phá huỷ đá làm cho sự phong hoá luôn tiếp diễn

Không khí (KK) chiếm phần lỗ hổng không có nước

Chứa O cho hô hấp rễ của cây và VSV hiếu khí

CO2: dùng quang hợp Cây nhận từ đất 38-72%

KK đất khác th.phần khí quyển: hàm lượng CO2 nhiều nhưng O2 ít

Giữa KK đất và khí quyển luôn trao đổi để cân bằng thành phần KK

Sự thay đổi nhờ khuyết tán, thay đổi nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, bốc hơi

và ảnh hưởng của gió

Dung lượng chứa khí và tính thấm, khí là là những tính chất quan

trọng của độ phì