khảo sát hàm lượng mùn, nitơ tổng số và nitơ dễ tiêu trong đất trồng cao su ở nông trường phạm văn cội – tp hcm

Gi ả thuyết khoa học Nếu việc phân tích chính xác thì sẽ đánh giá đúng hàm lượng mùn, nitơ tổng số và nitơ dễ tiêu trong đất, từ đó có thể xác định lượng phân bón phù hợp nhằm tăng năng

B Ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH

GVHD: ThS Nguy ễn Văn Bỉnh SVTH: Nguy ễn Thị Hoài

L ớp: Hóa 4A Niên khóa: 2009 – 2013

TP H ồ Chí Minh Tháng 05/2013

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH vii

MỞ ĐẦU viii

A CƠ SỞ LÍ LUẬN 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CAO SU 1

1.1 Giới thiệu chung về cao su thiên nhiên [10] 1

1.2 Tình hình khai thác và xuất khẩu cao su tại Việt Nam [10], [15] 1

1.2.1 Giai đoạn trước 1990 1

1.2.2 Giai đoạn sau 1990 đến nay 2

1.3 Công dụng của cây cao su 3

1.3.1 Mủ cao su 3

1.3.2 Dầu hạt cao su [9] 3

1.3.3 Gỗ cao su 4

1.3.4 Tác dụng của cây cao su đối với môi trường, xã hội 4

1.4 Đặc điểm sinh thái của cây cao su [14] 4

1.4.1 Đất đai 4

1.4.2 Độ dốc, độ sâu tầng đất, pH đất 4

1.4.3 Khí hậu 5

1.4.4 Khả năng chịu hạn, chịu úng 5

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ ĐẤT 6

2.1 Khái niệm về đất [7] 6

2.2 Quá trình hình thành đất [7], [12] 6

2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hình thành đất [7], [12] 6

2.3.1 Sinh vật 7

2.3.2 Khí hậu 7

2.3.3 Địa hình 7

2.3.4 Đá mẹ 7

2.3.5 Thời gian 8

2.3.6 Con người 8

2.4 Đất xám bạc màu trên phù sa cổ [12] 8

2.4.1 Thành phần cơ giới 8

2.4.2 Một số tính chất của đất xám bạc màu trên phù sa cổ 8

CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN VỀ MÙN 10

3.1 Sơ lược về chất hữu cơ [7], [8], [12] 10

3.1.1 Định nghĩa về chất hữu cơ 10

3.1.2 Thành phần của chất hữu cơ 10

3.1.3 Nguồn gốc của chất hữu cơ 10

3.2 Sơ lược về mùn [7], [8], [12] 11

3.2.1 Khái niệm về mùn 11

3.2.2 Quá trình hình thành mùn 11

3.2.3 Thành phần của mùn 11

3.2.3.1 Axit humic 11

3.2.3.2 Axit funvic 12

3.2.3.3 Humin 13

3.3 Vai trò của chất hữu cơ và mùn đối với đất và cây trồng [6], [8] 13

CHƯƠNG 4 TỔNG QUAN VỀ NITƠ 15

4.1 Vai trò của nitơ đối với dinh dưỡng của cây trồng [8], [12] 15

4.1.1 Nguyên tố cơ bản cần thiết cho thực vật 15

4.1.2 Thành phần của các axit nucleic, vitamin, enzim 16

4.1.3 Thành phần chủ yếu của clorofin 16

4.1.4 Ảnh hưởng đến sự phát triển của cây trồng 16

4.2 Lượng nitơ trong đất và sự biến đổi hóa học các hợp chất của nó 16

4.2.1 Nitơ trong đất [7], [8] 16

4.2.1.1 Vô cơ 17

4.2.1.2 Hữu cơ 17

4.2.2 Chỉ tiêu đánh giá nitơ trong đất [6], [11], [12] 17

4.2.2.1 Nitơ tổng số 17

4.2.2.2 Nitơ thủy phân 17

4.2.2.3 Nitơ dễ tiêu 18

4.2.3 Quá trình chuyển hóa các hợp chất nitơ trong đất [7], [8] 18

4.2.3.1 Quá trình amoni hóa 18

4.2.3.2 Quá trình nitrat hóa 19

4.2.3.3 Quá trình phản nitrat hóa 20

4.2.3.4 Quá trình cố định nitơ sinh vật 20

4.2.3.5 Sự cung cấp đạm của nước mưa 21

4.3 Chu trình biến đổi nitơ trong thiên nhiên và cân bằng đạm trong sản xuất [7], [8] 21

CHƯƠNG 5 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG MÙN VÀ NITƠ TRONG ĐẤT 23

5.1 XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG MÙN TRONG ĐẤT [1], [4], [6], 23

5.1.1 Một số phương pháp xác định hàm lượng mùn trong đất 23

5.1.2 Nguyên tắc xác định hàm lượng mùn trong đất bằng phương pháp

Tiurin 24

5.2 XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NITƠ TRONG ĐẤT 24

5.2.1 Nguyên tắc xác định hàm lượng nitơ tổng số theo phương pháp Kjeldahl [13] 24

5.2.2 Nguyên tắc xác định hàm lượng nitơ dễ tiêu [2] 25

B THỰC NGHIỆM 26

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NÔNG TRƯỜNG PHẠM VĂN CỘI 26

1.1 Giới thiệu về nông trường Phạm Văn Cội 26

1.2 Lược đồ nông trường 28

1.3 Các mẫu đất 29

CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM 35

2.1 Lấy và bảo quản mẫu đất [6], [11] 35

2.1.1 Nguyên tắc lấy mẫu 35

2.1.2 Lấy mẫu phân tích 35

2.1.3 Phơi khô mẫu 36

2.1.4 Nghiền và rây mẫu 36

2.2 Phương pháp xác định hàm lượng mùn, nitơ tổng số và nitơ dễ tiêu [2], [11], [13] 37

2.2.1 Xác định hàm lượng mùn trong đất bằng phương pháp Tiurin 37

2.2.1.1 Hóa chất, dụng cụ 37

2.2.1.2 Thí nghiệm kiểm tra 37

2.2.1.3 Hàm lượng Fe3+ và Cl- trong các mẫu đất 38

2.2.1.4 Tiến hành phân tích 39

2.2.2 Xác định hàm lượng nitơ tổng số trong đất bằng phương pháp

Kjeldahl 40

2.2.2.1 Hóa chất, dụng cụ 40

2.2.2.2 Cách tiến hành 42

2.2.3 Xác định hàm lượng nitơ dễ tiêu 43

2.2.3.1 Hóa chất, dụng cụ 43

2.2.3.2 Cách tiến hành 44

2.3 Kết quả [2], [3], [11], [13] 44

2.3.1 Hàm lượng mùn trong các mẫu đất 44

2.3.2 Hàm lượng nitơ tổng số trong các mẫu đất 46

2.3.3 Hàm lượng nitơ dễ tiêu trong các mẫu đất 47

KẾT LUẬN 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO 50

PHỤ LỤC 52

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1 Chỉ tiêu đánh giá hàm lượng mùn trong đất 13

Bảng 4.1 Chỉ tiêu đánh giá hàm lượng nitơ tổng số trong đất 17

Bảng 4.2 Chỉ tiêu đánh giá hàm lượng nitơ dễ tiêu trong đất 18

Bảng 7.1 Hàm lượng Fe3+ và Cl- trong các mẫu đất 38

Bảng 7.2 So sánh hàm lượng ion ảnh hưởng trong mẫu phân tích và hàm lượng bắt đầu gây ảnh hưởng 39

Bảng 7.3 Hàm lượng mùn trong các mẫu đất 45

Bảng 7.4 Hàm lượng nitơ tổng số trong các mẫu đất 46

Bảng 7.5 Hàm lượng nitơ dễ tiêu trong các mẫu đất 48

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Mủ và hạt cao su 3

Hình 4.1 Nốt sần ở rễ cây họ Đậu 20

Hình 4.2 Sơ đồ các quá trình biến đổi nitơ trong đất 22

Hình 6.1 Lược đồ nông trường Phạm Văn Cội 28

Hình 6.2 Mẫu 1 29

Hình 6.3 Mẫu 2 29

Hình 6.4 Mẫu 3 30

Hình 6.5 Mẫu 4 30

Hình 6.6 Mẫu 5 31

Hình 6.7 Mẫu 6 31

Hình 6.8 Mẫu 7 32

Hình 6.9 Mẫu 8 32

Hình 6.10 Mẫu 9 33

Hình 6.11 Mẫu 10 33

Hình 6.12 Mẫu 11 34

Hình 6.13 Mẫu 12 34

Hinh 7.1 Sơ đồ lấy mẫu riêng biệt và hỗn hợp 36

Hinh 7.2 Sự chuyển màu của mẫu trong quá trình phân tích mùn 40

Hình 7.3 Bộ cất đạm Kjeldahl 41

Hình 7.4 Mẫu sau khi phá mẫu 43

Hình 7.5 Mẫu trước và sau khi chuẩn độ 43

MỞ ĐẦU

1 Lí do ch ọn đề tài

Cao su thiên nhiên đã và đang khẳng định vai trò quan trọng đối với nền kinh

tế thế giới và không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp phục vụ đời sống, ngày càng được nâng cao và hướng đến cải thiện môi trường Do giá dầu thô tăng cao làm cao su nhân tạo sản xuất từ dầu thô mất ưu thế về giá, đồng thời nguồn nguyên liệu này không thể vô tận, vì thế nhu cầu đối với cao su thiên nhiên sẽ gia tăng liên tục, mang đến lợi nhuận thỏa đáng cho người trồng Điều đó đã khuyến khích nhiều nước có chính sách mở rộng diện tích, tăng năng suất để tăng kim

ngạch xuất khẩu, tăng thu nhập cho giới nông nghiệp và phát triển các ngành công nghiệp liên quan

Cây cao su là một trong những loại cây mang tính chiến lược về mặt kinh tế

của Việt Nam Theo báo cáo tháng 9/2012 của Hiệp hội Các nước Sản xuất Cao su Thiên nhiên (ANRPC), Việt Nam đã chính thức trở thành nước sản xuất cao su thiên nhiên lớn thứ tư 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

Trên con đường phát triển, ngành cao su Việt Nam đã dành sự quan tâm và đầu tư đặc biệt cho việc đào tạo nguồn nhân lực, đẩy mạnh nghiên cứu tạo ra các

loại giống mới có năng suất cao, đồng thời áp dụng công nghệ hiện đại trong khai thác và chế biến mủ Tuy nhiên ngoài việc phát triển về giống, chúng ta cũng cần chú ý đến các kỹ thuật canh tác, chế độ phân bón và hàm lượng các chất dinh dưỡng trong đất Hàm lượng mùn và nitơ là hai trong số những thành phần quan trọng ảnh

hưởng đến sự phát triển của cây Vì vậy, em tiến hành “Khảo sát hàm lượng mùn, nitơ tổng số và nitơ dễ tiêu trong đất trồng cao su ở nông trường Phạm Văn Cội –

TP HCM” với mục đích sẽ đóng góp bộ số liệu giúp cho nhà trồng cao su cải thiện

và nâng cao năng suất cây trồng

2 M ục đích nghiên cứu

Khảo sát hàm lượng mùn, nitơ tổng số và nitơ dễ tiêu trong đất trồng cao su ở nông trường Phạm Văn Cội – TP Hồ Chí Minh

3 Nhi ệm vụ nghiên cứu

- Tìm hiểu và xây dựng hệ thống lí luận về quá trình hình thành đất, sơ lược về mùn

và nitơ cũng như vai trò của mùn, nitơ đối với cây trồng

- Nghiên cứu đặc điểm của vùng đất khảo sát

- Tìm hiểu các phương pháp xác định hàm lượng mùn, nitơ tổng số và nitơ dễ tiêu trong đất

- Khảo sát hàm lượng mùn, nitơ tổng số và nitơ dễ tiêu trong đất

4 Đối tượng và khách thể nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Hàm lượng mùn, nitơ tổng số và nitơ dễ tiêu trong đất

trồng cao su ở nông trường Phạm Văn Cội – TP HCM

- Khách thể nghiên cứu: Thành phần hóa học và dinh dưỡng trong đất trồng cao su

ở nông trường Phạm Văn Cội – TP HCM

5 Gi ả thuyết khoa học

Nếu việc phân tích chính xác thì sẽ đánh giá đúng hàm lượng mùn, nitơ tổng

số và nitơ dễ tiêu trong đất, từ đó có thể xác định lượng phân bón phù hợp nhằm tăng năng suất cây trồng, đem lại hiệu quả cao

6 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp phân tích và tổng hợp tài liệu: Thu thập thông tin từ nhiều nguồn tài

liệu khác nhau, chọn lọc và tổng hợp các nội dung chính, quan trọng có liên quan đến nội dung nghiên cứu

- Phương pháp khảo sát trực tiếp: Lấy mẫu đất tại các lô và phân tích

- Phương pháp xử lí thông tin: Phân tích số liệu, tổng hợp và khái quát hóa

- Phương pháp chuyên gia: Tham khảo ý kiến của các chuyên gia trong lĩnh vực nghiên cứu để làm cơ sở lý luận cho đề tài

- Phương pháp so sánh: So sánh số liệu với kết quả thu được bốn năm trước, rút ra

kết luận về sự thay đổi

7 Ph ạm vi nghiên cứu

- Phân tích mẫu đất tại nông trường cao su Phạm Văn Cội – TP HCM

- Xác định hàm lượng mùn bằng phương pháp Tiurin

- Xác định hàm lượng nitơ tổng số bằng phương pháp Kjeldahl

- Xác định hàm lượng nitơ dễ tiêu

8 K ế hoạch nghiên cứu

Th ời gian thực hiện Ti ến trình hoàn thành

8/2012-9/2012 - Chọn đề tài, đọc tài liệu và xây dựng

đề cương nghiên cứu

A CƠ SỞ LÍ LUẬN

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CAO SU

1.1 Gi ới thiệu chung về cao su thiên nhiên [10]

Cao su thiên nhiên (Hevea brasiliensis) có nguồn gốc từ Brasil là cây có giá trị kinh tế lớn nhất trong chi Hevea Chất nhựa mủ của cây là nguồn chủ lực trong sản

xuất cao su tự nhiên Khi cây đạt độ tuổi 5 – 6 năm thì người ta bắt đầu thu hoạch

nhựa mủ cho đến khi đạt độ tuổi 26 – 30 năm Ngoài ra, gỗ cao su được sử dụng trong sản xuất đồ gỗ có giá trị cao, được coi là loại gỗ “thân thiện môi trường” do người ta chỉ khai thác gỗ sau khi cây cao su đã kết thúc chu trình sản sinh nhựa mủ

Thời vàng son của cao su thiên nhiên, mệnh danh là vàng trắng là ở các thập niên

1910 – 1940 Do lợi lộc rất lớn từ cao su mang lại, nên các ông chủ đồn điền cao su

đã thúc đẩy mạnh việc trồng cao su trên các vùng đất phì nhiêu Nhưng do giá cao

su thiên nhiên cao, nên người ta cũng đã tìm cách chế tạo ra cao su nhân tạo, cao su

tổng hợp nhóm elastomers, thay thế cao su thiên nhiên Một vài ứng dụng mà cao su nhân tạo không thay thế được cao su thiên nhiên là các lốp xe tải chở nặng, các lốp

xe buýt, máy bay hay nhựa latex ở ngành y khoa Cao su là loại cây có tương lai phát triển đầy triển vọng, sự phát triển của ngành cao su trong đó có cao su thiên nhiên, gắn liền với sự phát triển của những ngành kĩ thuật hiện đại hay thực chất là

gắn liền với sự tăng trưởng kinh tế thế giới

1.2 Tình hình khai thác và xu ất khẩu cao su tại Việt Nam [10], [15]

1.2.1 Giai đoạn trước 1990

Cây cao su được du nhập vào Việt Nam kể từ năm 1897 Thời rực rỡ của trồng

và sản xuất cao su thiên nhiên ở Việt Nam là các năm 1920 – 1940 Nhờ chính sách khuyến khích của chính quyền thuộc địa, tư bản Pháp đã thiết lập các đồn điền lớn như Công ty Đất đỏ, SIPH, Công ty đồn điền Michelin ở các tỉnh miền Đông Nam

Bộ và Tây Nguyên Xuất khẩu cao su và gạo lúc bấy giờ là “hai vú sữa cho nền kinh

tế Việt Nam”

Cuối thập niên 50, đầu thập niên 60, Việt Nam phát động phong trào cao su tiểu điền như Malaysia, Indonesia và Thái Lan nhưng với nét khác biệt là chương trình

cao su dinh điền Tuy nhiên, chiến tranh tàn khốc đã làm tan hoang các đồn điền công ty và nhất là các cao su tiểu điền dinh điền Vào thập niên 80 do giá cao su

giảm mạnh, các tiểu điền cũng như các đồn điền cũ đã không tạo ra được bước phát triển đáng kể cho ngành cao su Việt Nam

1.2.2 Giai đoạn sau 1990 đến nay

Sau khi Liên Xô tan rã, diện tích cao su không phát triển được vào những năm đầu thập niên 90 Nhờ chủ trương phát triển kinh tế thị trường mà ở những năm 90, cao su tiểu điền lại được khuyến khích phát triển, và cũng trong thời kỳ này giá cao

su xuất khẩu đã lên đến đỉnh với 1.500 USD/tấn, ngành cao su khởi sắc trở lại Đến năm 2000 sản lượng cao su đạt 290,8 ngàn tấn Trước tình hình cạnh tranh đất trồng với các loại cây công nghiệp khác có cùng yêu cầu sinh thái như cà phê,

hồ tiêu, cây ăn quả, chính phủ đã chủ trương chỉ phát triển ngành cao su với quy mô 400.000 ha Tuy nhiên, đến năm 2001 diện tích cao su trên toàn quốc đã lên tới trên 405.000 ha, và các địa phương vẫn tiếp tục ủng hộ phát triển cao su, nhất là các tỉnh duyên hải miền Trung Trước năm 2005, Việt Nam là nước sản xuất cao su thiên nhiên đứng thứ 6 trên thế giới Từ năm 2005, nhờ sản lượng tăng nhanh hơn Trung

Quốc, Việt Nam đã vươn lên thứ 5 Riêng về xuất khẩu, Việt Nam đứng hàng thứ 4

thế giới

Tính đến hết 6 tháng đầu năm 2012, Việt Nam đã xuất khẩu được 402.502 tấn cao su thiên nhiên, giá trị hơn 1,2 tỷ đô la Mỹ, tăng mạnh về lượng, khoảng 39,3% nhưng lại giảm về kim ngạch xuất khẩu khoảng 4,3% và giá trị bình quân đạt 3.001 USD/tấn, giảm 31,3% so với cùng kỳ năm trước Giá cao su thiên nhiên xuất khẩu

đã tăng từ tháng 1 đến tháng 3 năm 2012 khi nguồn cung hạn chế vì cây cao su ngưng khai thác trong thời kỳ rụng lá vào mùa khô Sau đó, khi cây được khai thác

trở lại, giá sụt giảm liên tục từ tháng 4 đến tháng 6/2012

Trước tình hình giá giảm sâu trên 30% và nhu cầu tiêu thụ cao su yếu trên toàn

thế giới, trong 6 tháng đầu năm 2012, doanh nghiệp Việt Nam đã có nhiều cố gắng

để mở rộng thị trường, tăng lượng xuất khẩu nhằm giúp kim ngạch xuất khẩu cao su

Việt Nam không giảm nhiều so với trước

1.3 Công d ụng của cây cao su

Cây cao su được nhân trồng với quy mô lớn trên thế giới là nhờ vào sản phẩm đặc biệt của cây là mủ cao su, đó là một nguyên liệu cần thiết cho nhiều ngành công nghiệp hiện nay Ngoài ra, cây cao su còn cho nhiều sản phẩm khác cũng có công

dụng không kém như gỗ, hạt… Cây cao su còn có tác dụng bảo vệ môi trường sinh thái, cải thiện vấn đề kinh tế xã hội nhất là các vùng trung du và miền núi, góp phần

bảo vệ an ninh quốc phòng ở vùng biên giới

1.3.1 M ủ cao su

Mủ cao su là nguyên liệu không thể thiếu trong đời sống hàng ngày của con người Các sản phẩm làm từ mủ cao su bao gồm: vỏ, ruột xe các loại, ống dẫn, giày dép, nệm, dụng cụ gia đình, dụng cụ y tế…

Hình 1.1 M ủ và hạt cao su

1.3.2 D ầu hạt cao su [9]

Ngoài hai sản phẩm chính là mủ và gỗ cao su cho giá trị kinh tế cao, dầu trích ly

từ hạt cao su cũng là một sản phẩm phụ của ngành cao su Ngày nay, việc sử dụng ngày càng nhiều các dạng sản phẩm năng lượng từ nguyên liệu hóa thạch làm cho nguồn nguyên liệu này dần cạn kiệt và giá ngày càng cao, chúng ta phải tìm các nguồn năng lượng thay thế Vì vậy, các loại dầu sinh học chiết xuất từ các loài thực

vật trong đó có dầu hạt cao su cũng được nghiên cứu ứng dụng

Trái cao su sau khi rụng xuống đất vỏ bao bọc sẽ tự động tách ra, và bên trong là

hạt được bao bọc tiếp bởi một lớp vỏ cứng khác, nếu đập hạt ra thì bên trong có một

hạt mềm rất giàu hàm lượng dầu thực vật Bã ép có thể được dùng làm phân bón

hoặc thức ăn gia súc

1.3.3 G ỗ cao su

Cây cao su ở độ tuổi trên 40 năm không còn cho mủ sẽ được thanh lý và cưa xẻ thành thanh, ván phục vụ cho ngành công nghiệp chế biến gỗ Do tính chất của cây cao su, gỗ cao su có đặc điểm nhẹ nhưng rất cứng, nhiều vân đáp ứng được nhu cầu

về trang trí, mỹ thuật cho sản phẩm

Từ cuối thập niên 1970 trở đi, gỗ cao su trở thành nguyên liệu thay thế cho việc khai thác rừng tự nhiên để sản xuất các sản phẩm đồ gỗ gia dụng Ngày nay, gỗ cao

su ngày càng được dùng rộng rãi và đáp ứng được những yêu cầu khắt khe của ngành gỗ công nghiệp chế biến

1.3.4 Tác d ụng của cây cao su đối với môi trường, xã hội

Bảo vệ môi trường sinh thái: phủ xanh đất trống, đồi núi trọc, chống xói mòn, rửa trôi nên giữ được môi trường sinh thái bền vững

Do việc khai thác và chăm sóc cây cao su đòi hỏi một lực lượng lao động lớn và

ổn định lâu dài suốt 30 – 40 năm nên góp phần ổn định xã hội, tạo công ăn việc làm cho một bộ phận người lao động

Ổn định an ninh quốc phòng: với chính sách vừa làm kinh tế vừa làm nhiệm vụ

bảo vệ Tổ quốc, bảo vệ vùng biên giới bằng việc giao các diện tích cao su cho các đơn vị quốc phòng khai thác và quản lý

1.4 Đặc điểm sinh thái của cây cao su [14]

1.4 1 Đất đai

Cây cao su có thể sống trên hầu hết các loại đất khác nhau ở vùng nhiệt đới ẩm Cây cao su thích hợp với các vùng đất có bình độ tương đối thấp: dưới 200m Càng lên cao thì nhiệt độ càng thấp và ảnh hưởng của gió càng mạnh không thuận lợi cho cây cao su Bình độ lý tưởng được khuyến cáo để trồng cao su là: vùng xích đạo, trong đó có Việt Nam, có thể trồng cao su ở độ cao đến 500 – 600m

1.4.2 Độ dốc, độ sâu tầng đất, pH đất

Cây cao su thường được trồng trên nền đất có độ dốc nhỏ hơn 8% Với độ dốc 8 – 30% thì vẫn trồng được nhưng chú ý đến các biện pháp chống xói mòn Khi trồng cao su trên đất dốc cần phải thiết lập các hệ thống bảo vệ đất, chống xói mòn rất tốn kém như đê, mương, đường đồng mức…

Độ sâu lý tưởng cho trồng cây cao su là 2m, tuy nhiên trong thực tế nếu độ sâu

tầng đất là 0,8 – 2m thì vẫn có thể trồng được Độ pH trong đất thích hợp cho cây cao su là 4,5 – 5,5; giới hạn pH đất có thể trồng cây cao su là 3,5 – 7,0

1.4.3 Khí h ậu

Nhiệt độ: cây cao su là cây trồng nhiệt đới điển hình nên sinh trưởng bình thường trong khoảng nhiệt độ 22 – 30°C và khoảng nhiệt độ thích hợp nhất là 25 – 28°C (Nhiệt độ 25°C là nhiệt độ mà năng suất cây có thể đạt mức tối đa)

Lượng mưa và ẩm độ: Cây cao su thường được trồng trong những vùng có lượng mưa 1800 – 2500 mm/năm, số ngày mưa thích hợp là 100 – 150 ngày/năm Ẩm độ không khí bình quân thích hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của cây cao su là trên 75% Bên cạnh lượng mưa thì sự phân bố mưa và tính chất cơn mưa cũng rất quan trọng Việc khai thác mủ tập trung vào buổi sáng, vì thế số ngày mưa vào buổi sáng càng nhiều thì năng suất càng giảm

1.4.4 Kh ả năng chịu hạn, chịu úng

Khả năng chịu hạn: cây cao su có khả năng chịu hạn cao hơn một số cây công nghiệp khác như: tiêu, cà phê… Tuy nhiên, cây cao su trồng mới từ 6 tháng trở

xuống không thể chịu hạn tốt do bộ rễ chưa được phát triển đầy đủ, cao su trong vườn ươm thì không thể chịu hạn quá 1 tháng Nhưng cao su trồng mới trên 6 tháng

có thể chịu hạn trên 4 – 5 tháng

Khả năng chịu úng: cây cao su cũng thể hiện một sức chịu đựng tốt Tuy nhiên,

tuỳ thuộc vào từng giống, đối với cây đang trong giai đoạn cạo mủ, nếu bị ngập sâu khoảng 30 – 40 ngày, thì 75% số cây trên vườn sẽ chết, số còn lại tăng trưởng

chậm, cây khô và bong vỏ nên không cạo mủ được nữa

Quá trình hình thành đất là một quá trình biến đổi rất phức tạp của vật chất diễn

ra ở lớp ngoài cùng của vỏ Trái Đất dưới tác động của nhiều yếu tố tự nhiên và nhân

tạo

Theo quan điểm nguồn gốc thì quá trình này bắt đầu bằng sự phá hủy vật liệu ban đầu được gọi là đá mẹ, sản phẩm chủ yếu là các chất vô cơ có kích thước khác nhau Quá trình phá hủy đá mẹ xảy ra dưới các hình thức khác nhau ta gọi chung một cụm

từ là “quá trình phong hóa”, dựa vào tính chất người ta phân biệt được ba loại phong hóa: lý học, hóa học, sinh học Kết quả quá trình phong hóa đá là tạo sản

phẩm phong hóa, sản phẩm này tiếp tục biến đổi tạo sản phẩm trung gian giữa sản

phẩm phong hóa và đất gọi là “mẫu chất” Theo thời gian, các yếu tố tự nhiên như sinh vật, khí hậu, địa hình và con người tác động lên mẫu chất và dần dần bổ sung thêm một phần mới đó là chất hữu cơ Chính phần này mới làm cho mẫu chất trở thành đất với đầy đủ thuộc tính lý học, hóa học, sinh học và đặc tính sử dụng của

nó

Theo quan điểm lịch sử thì quá trình hình thành đất chỉ từ khi bắt đầu có sự sống

xuất hiện Nó tiến hóa cùng với sự sống từ thấp đến cao mà một phần được phản ánh qua mối quan hệ hữu cơ: đất – cây – đất, có tác dụng tuần hoàn theo kiểu xoáy trôn ốc Nghĩa là, sau một chu kì sống, sinh vật trả lại cho đất một lượng vật chất nhiều hơn so với khi nó lấy

2.3 Các y ếu tố ảnh hưởng đến quá trình hình thành đất [7], [12]

Theo Docuchaev có năm yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hình thành đất: sinh vật, khí hậu, đá mẹ, địa hình và tuổi Đối với đất trồng, còn chịu tác động của con người

2.3.1 Sinh v ật

Đây là yếu tố chủ đạo vì nhờ đó mẫu chất trở thành đất đồng thời chịu tác động nhiều nhất của đất Tham gia vào quá trình hình thành đất có nhiều sinh vật nhưng

có thể phân thành ba nhóm chính: vi sinh vật, thực vật, động vật

- Trong đất có rất nhiều vi sinh vật, có thể có hàng trăm triệu con trong 100g đất

Vi sinh vật giúp phân giải và tổng hợp chất hữu cơ, cố định nitơ từ không khí (chỉ

có ở vi sinh vật cố định đạm)

- Thực vật là nguồn cung cấp chất hữu cơ chủ yếu cho đất Nhờ khả năng quang

hợp, hàng năm thực vật để lại cho đất hàng tấn, thậm chí hàng chục tấn chất xanh có

chất lượng khác nhau tùy thuộc vào loài thực vật

- Động vật cung cấp chất hữu cơ bằng chất thải và bằng cả cơ thể của chúng khi

chết đi Chúng cũng góp phần cải thiện một số tính chất vật lý của đất như tính thoáng khí, tạo kết cấu Trong số các loài động vật, phải kể đến vai trò của giun đất Trong đất có nhiều giống giun và số lượng của chúng cũng rất nhiều Theo Russell, trong 1 ha đất tốt có thể có tới 2.500.000 con giun

2.3.4 Đá mẹ

Từ đá mẹ khác nhau dưới tác động của các yếu tố hình thành đất mà các loại đất được tạo thành có thành phần cấp hạt và tính chất hóa lý khác nhau Thành phần và

tính chất chịu ảnh hưởng của đá mẹ thường được biểu hiện rõ rệt ở giai đoạn đầu

của quá trình hình thành đất, càng về sau sẽ bị biến đổi sâu sắc do quá trình hóa học

và sinh học xảy ra trong đất

Trong hệ thống phân loại đất Việt Nam cho đến nay người ta vẫn chia nhóm đất

miền núi ra chi tiết dựa vào các nhóm đá mẹ như đất feralit hình thành trên đá macma bazơ, đất feralit hình thành trên đá macma axit và đá biến chất hoặc đất feralit hình thành từ đá cacbonat…

2.3.5 Th ời gian

Chiều dài tuổi của đất được tính từ khi đất bắt đầu hình thành nghĩa là khi sản

phẩm phong hóa bắt đầu tích lũy chất hữu cơ cho đến khi đạt được một sự ổn định nào đó, ta gọi đó là tuổi hình thành tuyệt đối Đất có tuổi càng cao, thời gian hình thành đất càng dài thì sự phát triển của đất càng rõ rệt

Đất xám bạc màu trên phù sa cổ có thành phần cơ giới nhẹ, kết cấu kém, dễ bị

chặt, bí, thường bị khô hạn Hàm lượng sét rất nghèo nàn, dao động chủ yếu từ 5 – 7%

2.4.2 M ột số tính chất của đất xám bạc màu trên phù sa cổ

Đất xám bạc màu chủ yếu phát triển trên phù sa cổ, phân bố tập trung ở Đông Nam Bộ, Tây Nguyên, Trung du Bắc Bộ

Đất có thành phần cơ giới nhẹ, dung trọng 1,30 – 1,50 g/cm3, tỉ trọng 2,65 – 2,70 g/cm3, độ xốp 43 – 45%, sức chứa ẩm đồng ruộng 27,0 – 31,0%, độ ẩm cây héo 5 – 7%, nước hữu hiệu 22 – 24%, độ thấm nước lớp đất mặt 68 mm/giờ, lớp đất sâu 25 mm/giờ

Dung trọng của đất xám bạc màu trên phù sa cổ có trị số cao nhất trong các loại đất, ngay ở trên tầng mặt nhưng có trường hợp đạt tới 1,55 g/cm3 còn ở các tầng dưới trị số này thậm chí đạt đến 1,76 hoặc 1,78 g/cm3

Giải thích vấn đề này ngoài

những nguyên nhân do ảnh hưởng lâu đời của áp suất vĩnh cửu, có thể còn có hiện tượng rửa trôi theo chiều thẳng đứng làm lắng đọng những vật liệu nặng, tích đọng

ở những tầng dưới do rửa trôi từ mặt đất

Phản ứng của đất chua vừa đến rất chua (pHKCl phổ biến từ 3,0 – 4,5), nghèo cation kiềm trao đổi, độ no bazơ và dung tích hấp phụ thấp, hàm lượng mùn tầng đất mặt từ nghèo đến rất nghèo, mức phân giải chất hữu cơ mạnh (C/N < 10), các

chất tổng số và dễ tiêu đều nghèo

Đất xám bạc màu có nhược điểm là chua, nghèo dinh dưỡng, thường bị khô hạn

và xói mòn mạnh Tuy nhiên do ở địa hình bằng phẳng, thoải, thoáng khí, thoát nước và đất nhẹ, dễ canh tác nên loại đất này thích hợp với nhu cầu sinh trưởng và phát triển của nhiều loại cây trồng cạn như khoai lang, sắn, đậu đỗ, rau quả, lúa cạn, cây ăn quả, cao su, điều…

CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN VỀ MÙN

3.1 Sơ lược về chất hữu cơ [7], [8], [12]

3.1.1 Định nghĩa về chất hữu cơ

Chất hữu cơ là một bộ phận cấu thành đất, đó là các tàn tích hữu cơ đơn giản

chứa cacbon, nitơ và hợp chất hữu cơ phức tạp – chất mùn Sự tồn tại chất hữu cơ

của đất là đặc tính cơ bản để phân biệt đất với sản phẩm phong hóa và đá mẹ

3.1.2 Thành ph ần của chất hữu cơ

Gồm hai thành phần chính:

• Xác hữu cơ (tàn tích hữu cơ) chưa bị phân giải trong đất như rễ cây, thân lá cây rụng, xác động vật, vi sinh vật

• Các chất hữu cơ của đất: sản phẩm phân giải của xác hữu cơ bao gồm hợp

chất hữu cơ đơn giản chứa C và N như gluxit, protit, lignin, lipit, nhựa, sáp…

và hợp chất hữu cơ phức tạp gọi là mùn

3.1.3 Ngu ồn gốc của chất hữu cơ

Trong đất tự nhiên, nguồn tạo chất hữu cơ duy nhất là tàn tích sinh vật gồm xác

thực vật, động vật và vi sinh vật đất Trong đất trồng trọt, để trả lại nguồn tạo chất

hữu cơ cho đất và cung cấp chất dinh dưỡng cho thế hệ cây trồng tiếp theo, con người đã bổ sung vào đất các nguồn hữu cơ khác như phân chuồng, phân xanh, phân rác, bùn ao…

Thực vật màu xanh là sinh khối chính tạo tàn tích sinh vật trong đất, chiếm 4/5

tổng lượng xác hữu cơ của đất Lượng chất xanh trả lại đất hàng năm rất khác nhau tùy thuộc vào vùng sinh thái tự nhiên, loại thảm thực vật của từng vùng và tác động

của con người Thành phần và chất lượng của tàn tích thực vật phụ thuộc vào thành

phần các loại thực vật Các loại đất có độ màu mỡ khác nhau cũng tạo ra sinh khối

thực vật khác nhau

So với tàn tích thực vật thì tàn tích động vật và vi sinh vật của đất ít hơn hẳn, song thành phần và chất lượng hữu cơ lại rất cao, đặc biệt là các chất hữu cơ chứa nitơ

Vi sinh vật có vai trò quan trọng trong quá trình phân hủy và tổng hợp chất hữu

cơ của đất Điều kiện khí hậu, tính chất của đất chi phối thành phần và số lượng vi sinh vật đất cũng như khả năng và cường độ hoạt động của nó

3.2 Sơ lược về mùn [7], [8], [12]

3.2.1 Khái ni ệm về mùn

Mùn là hợp chất cao phân tử có tính axit, có kết cấu tạo vòng gồm nhân, mạch nhánh, nhóm định chức, hình thành từ quá trình phân giải và tổng hợp chất hữu cơ trong đất

3.2.2 Quá trình hình thành mùn

Theo quan điểm sinh hóa học của quá trình mùn hóa đã được nhiều nhà khoa học

chấp nhận thì hợp chất mùn được hình thành theo ba bước chính:

• Bước 1: từ các hợp chất hữu cơ như protit, lipit, lignin, tanin… của các vi sinh vật và sản phẩm tổng hợp của vi sinh vật phân giải, chúng được phân

hủy thành các sản phẩm hữu cơ trung gian

• Bước 2: dưới tác động tiếp theo của các vi sinh vật tổng hợp các hợp chất

hữu cơ trung gian tạo thành các liên kết hợp chất phức tạp: nhân vòng thơm,

Nhóm các axit humic được chiết ra từ các loại đất khác nhau có thành phần nguyên tố: C (50 – 62%), H (2,8 – 6%), O (31 – 40%), N (2 – 6%) Ngoài ra còn có các nguyên tố khác như: P, Si, Fe, S, Al chiếm 1 – 10% về khối lượng Những nguyên tố này kết hợp với axit humic thường do những phản ứng thứ cấp

Theo giả thuyết hiện tại, các axit humic là những hợp chất phức tạp có phân tử lượng cao, có bản chất thơm, liên kết với nhau bằng các cầu – NH –, – CH2 –… Trong thành phần phân tử có các nhóm chức: 3 – 6 nhóm hiđroxi phenol, 3 – 4 nhóm cacboxyl và nhóm metoxi, chúng tạo nên tính chất của axit humic và đặc tính tương tác của chúng với đất Các nhóm hiđroxi phenol và cacboxyl trong axit humic

tạo cho nó khả năng tham gia vào các quá trình trao đổi hấp phụ cation và quyết định tính axit của axit này Còn ion hiđro trong nhóm cacboxyl cho khả năng thế các cation khác nhau để tạo muối humat

Muối của axit humic với các cation hóa trị 1 (Na+

, K+, NH4+) là những humat tan được trong nước, còn những axit humic tự do và muối của chúng với các cation hóa

trị 2, 3 thì không tan và có trạng thái gel Trong đất, các axit humic liên kết với

Ca2+, Mg2+ nên không có khả năng di chuyển theo phẫu diện đất, mà được tích lũy ở

những nơi hình thành ra chúng và ở lớp đất mặt do đó có chứa nhiều các muối này Axit humic là phần mùn có giá trị nhất: có khả năng hấp phụ lớn đối với các cation và có vai trò quan trọng trong việc hình thành cấu tượng đất thích hợp cho

trồng trọt, các axit humic còn có ý nghĩa lớn là nguồn dinh dưỡng dự trữ, trước hết

là nitơ

3.2.3.2 Axit funvic

Axit funvic là những chất mùn có màu vàng hoặc đỏ nhạt trong dung dịch sau khi

đã axit hóa nước chiết đất bằng kiềm

Cũng như axit humic, theo cấu tạo, axit funvic là nhóm các hợp chất có phân tử lượng cao Thành phần nguyên tố của axit funvic khác axit humic, hàm lượng C và

N nhỏ hơn, hàm lượng O và H lớn hơn: C (44 – 49%), H (3,5 – 5%), O (44 – 49%),

N (2 – 4%) Cấu trúc phân tử axit funvic cũng tương tự như axit humic nhưng có sự khác nhau: nhân vòng thơm ít hơn, mạch nhánh nhiều nên axit funvic có tính ưa nước, khả năng ngưng tụ kém, độ phân tán cao, khả năng di động lớn, có tính chua

Axit funvic là tổ hợp mùn xấu hơn axit humic Vì vậy, đất giàu axit funvic thường bị chua, dễ bị nghèo mùn, các nguyên tố trong đất dễ bị rửa trôi dưới dạng các muối funvat hòa tan

3.2.3.3 Humin

Các humin là những phức của axit funvic và axit humic, liên kết bền với nhau và

với phần khoáng của đất Lượng nitơ trong các humin là 20 – 30% nitơ tổng số của đất và liên kết khá bền, nên các vi sinh vật đất khó phân hủy được chúng

3.3 Vai trò c ủa chất hữu cơ và mùn đối với đất và cây trồng [6], [8]

Chất hữu cơ và mùn là chỉ tiêu biểu thị đất khác đá mẹ và có khả năng sản xuất

vì chúng đưa vào đất C và N Xét hình thái phẫu diện đất, tầng đất hữu cơ và mùn

biểu thị đất màu mỡ, có nhiều tính chất lý hóa tốt Trong phân loại đất, tầng mùn là

một chỉ tiêu phân loại quan trọng

B ảng 3.1 Chỉ tiêu đánh giá hàm lượng mùn trong đất [6]

yếu ổn định và cải thiện kết cấu đất Keo mùn giúp tăng khả năng giữ nước, tính

thấm nước, hạn chế quá trình rửa trôi, xói mòn và chảy nước bề mặt Keo mùn cũng giúp cải thiện thành phần cơ giới của đất, điều hòa nhiệt độ tránh sự thay đổi đột

ngột nhiệt độ của đất ảnh hưởng xấu đến cây

Mùn quyết định những tính chất hóa học quan trọng của đất Đất giàu mùn có

khả năng trao đổi hấp phụ cation cao, có tính đệm cao, chống chịu tốt với sự thay đổi đột ngột về pH đất, đảm bảo các phản ứng hóa học và oxi hóa khử xảy ra bình

thường, không gây hại cho cây trồng

Ngoài ra, mùn còn là kho dự trữ thức ăn cung cấp từ từ và thường xuyên cho cây

trồng và vi sinh vật đất Hợp chất mùn chứa nhiều nguyên tố dinh dưỡng lại có khả năng khoáng hóa chậm và thường xuyên thành các chất vô cơ đơn giản cho cây

trồng sử dụng như N, P, K, Ca, Mg, S, vi lượng, trong đó N đặc biệt cao Vì vậy, đất giàu mùn nếu không có nguồn phân vô cơ bổ sung thì vẫn cho năng suất ổn định Vì mùn có khả năng trao đổi cation nên tạo ra sự trao đổi dinh dưỡng cung cấp cho cây, trong đó phức hệ keo sét mùn là phức hệ điều tiết thức ăn quan trọng nhất của đất đối với cây trồng

Đất giàu chất hữu cơ, mùn sẽ có quần thể vi sinh vật phong phú, các quá trình phân giải, tổng hợp vi sinh vật nhanh hơn, đất càng có độ màu mỡ cao, thuận lợi cho cây trồng sinh trưởng, phát triển Axit humic là chất kích thích sinh trưởng, là

chất kháng sinh chống chịu bệnh của cây

CHƯƠNG 4 TỔNG QUAN VỀ NITƠ

4.1 Vai trò c ủa nitơ đối với dinh dưỡng của cây trồng [8], [12]

Trong tự nhiên, ta thường gặp nitơ ở hai dạng: nitơ tự do trong không khí và nitơ trong các hợp chất vô cơ và hữu cơ

Cây trồng nói chung chỉ đồng hóa được nitơ ở dạng các hợp chất vô cơ như ion

NH4+ hay NO3- Còn nitơ ở dạng hợp chất hữu cơ, cây trồng chỉ đồng hóa được sau khi các hợp chất đó đã trải qua quá trình khoáng hóa Chỉ có cây họ đậu mới đồng hóa được nitơ tự do trong không khí Dạng nitơ này sau khi phản ứng nitrat hóa, amoni hóa xảy ra trong thiên nhiên, hoặc do kết quả hoạt động của vi sinh vật sống

tự do trong đất hay vi sinh vật trong nốt sần của rễ cây họ đậu, bèo hoa dâu, tạo ra

NO3-, NH4+ Cây trồng đồng hóa được nitơ ở dạng này hay dạng khác lại phụ thuộc môi trường của phản ứng và nồng độ của ion có mặt trong dung dịch đất

Đối với cây trồng nitơ có những vai trò:

4.1.1 Nguyên t ố cơ bản cần thiết cho thực vật

Nitơ là thành phần quan trọng của tất cả các protit đơn giản và phức tạp trong nguyên sinh chất của tế bào thực vật Nguồn nitơ chủ yếu cần cho dinh dưỡng của cây trồng là muối nitrat và muối amoni Các chất vô cơ này sau khi được cây trồng

hấp thụ, phải qua quá trình biến đổi phức tạp mới tạo nên sản phẩm cuối cùng là aminoaxit và protit Phân tử protit rất phức tạp được tổng hợp từ nhiều aminoaxit Các aminoaxit tạo ra từ amoniac với nhóm xeto của axit hữu cơ Phản ứng này được

gọi là phản ứng amin hóa, thường được xúc tiến nhờ hoạt động của các enzim Các xetoaxit như α - xetoglutaric, fumaric… tạo ra trong thực vật khi phân hủy các gluxit Hướng tổng hợp các aminoaxit trong thực vật chủ yếu là phản ứng amin hóa các xetoaxit với amoniac qua hai giai đoạn: ở giai đoạn đầu, amoniac tác dụng

với xetoaxit tạo ra iminoaxit và nước; ở giai đoạn thứ hai, iminoaxit bị khử đến aminoaxit Chẳng hạn:

4.1.2 Thành ph ần của các axit nucleic, vitamin, enzim

Nitơ cũng có trong thành phần các axit nucleic (ribonucleic RNA và

deoxiribonucleic DNA), chúng có vai trò đặc biệt quan trọng trong sự trao đổi chất

của thực vật

Ngoài ra, nitơ còn là thành phần của các photphatit, alcaloit trong một số vitamin, các enzim và nhiều chất hữu cơ khác của tế bào thực vật

4.1.3 Thành ph ần chủ yếu của clorofin

Nitơ là một trong những thành phần chủ yếu của clorofin Đối với cây trồng có

chứa clorofin, cơ thể của chúng có khả năng tự dưỡng (khả năng tổng hợp chất hữu

cơ cần thiết từ chất vô cơ) Những cây trồng không có clorofin thì không có khả năng đó mà phải sống ở những nơi có sẵn chất hữu cơ

4.1.4 Ảnh hưởng đến sự phát triển của cây trồng

Khi cây trồng được cung cấp đầy đủ nitơ và những điều kiện khác thì tốc độ phát triển, hiệu suất quang hợp tăng lên, tạo điều kiện cho quá trình tổng hợp các chất

hữu cơ có nitơ trong cây

Tuy vậy, khi thừa nitơ, thời kì sinh trưởng phát triển sẽ kéo dài, cây hô hấp mạnh hơn quang hợp Kết quả là gluxit tiêu hao nhiều hơn gluxit tích lũy Lượng tinh bột trong cây giảm xuống Cây sinh trưởng quá mạnh, thân lá tăng nhanh mà mô cơ giới kém hình thành nên rễ cây rất yếu, dễ bị lốp đổ, giảm năng suất nghiêm trọng

4.2 Lượng nitơ trong đất và sự biến đổi hóa học các hợp chất của nó

4.2.1 Nitơ trong đất [7], [8]

Nitơ là nguyên tố cần tương đối nhiều cho các loại cây nhưng trong đất thường

chứa ít nitơ Hàm lượng nitơ tổng số trong các loại đất Việt Nam khoảng 0,1 – 0,2%, có loại dưới 0,1% như đất xám bạc màu Hàm lượng nitơ trong đất nhiều hay

ít chủ yếu phụ thuộc hàm lượng mùn (thường nitơ chiếm 5 – 10% mùn) Yếu tố ảnh hưởng đến mùn, nitơ trong đất gồm thực bì, khí hậu, thành phần cơ giới, địa hình,

chế độ canh tác

Nitơ trong đất tồn tại ở hai dạng chính: vô cơ và hữu cơ

NH4+ được sinh ra do tác dụng amoni hóa của vi sinh vật với hợp chất chứa nitơ Trong điều kiện háo khí, dễ bị nitrat hóa chuyển thành NO3- nên chỉ trong đất lúa nước NH4+ mới được ổn định và tích lũy

4.2.1.2 H ữu cơ

Đây là dạng tồn tại chủ yếu của nitơ trong đất, có thể chiếm trên 95% lượng nitơ

tổng số Dựa vào độ hòa tan và khả năng thủy phân mà chia ra ba dạng: nitơ hữu cơ tan trong nước (chiếm dưới 5% nitơ tổng số), nitơ hữu cơ thủy phân (chiếm trên 50% nitơ tổng số), nitơ hữu cơ không thủy phân (chiếm 30 – 50% nitơ hữu cơ)

4.2.2 Ch ỉ tiêu đánh giá nitơ trong đất [6], [11], [12]

4.2.2.1 Nitơ tổng số

Nitơ tổng số bao gồm toàn bộ ba dạng nitơ: nitơ hữu cơ, nitơ trong các hợp chất

hữu cơ đơn giản và nitơ vô cơ Mức độ đánh giá hàm lượng nitơ tổng số trong đất như sau:

B ảng 4.1 Chỉ tiêu đánh giá hàm lượng nitơ tổng số trong đất [6]

4.2.2.2 Nitơ thủy phân

Cây hút nitơ dạng vô cơ nên khi định lượng NH4+ và NO3- trong đất là xác định lượng nitơ trực tiếp cung cấp cho cây Song lượng NH4+ và NO3- thay đổi theo mùa

và thời kì sinh trưởng của thực vậy Bởi vậy Tiurin và Kônônôva nêu lên phương pháp xác định lượng đạm thủy phân trong đất Phương pháp này không những xác định được lượng NH4+ và NO3- mà còn xác định được một phần đạm hữu cơ trong điều kiện nhất định có khả năng thủy phân thành đạm vô cơ cung cấp cho cây

Khi đạm thủy phân dưới 4 mg/100g đất là rất thiếu, từ 4 – 8 mg/100g đất là thiếu

vừa, trên 8 mg/100g đất là thiếu ít hoặc không thiếu

kiện môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, chế độ không khí trong đất và các nhân tố khác),

do đó ít coi trọng chỉ tiêu này

Ở nước ta, do đất có pH thấp, lượng Al3+

lớn, độ no kiềm thấp nên quá trình nitrat hóa trong đất tiến triển chậm Mặt khác, anion này có khả năng được hấp phụ kém, dễ bị rửa trôi nên hàm lượng NO3- trong đất hầu như không đáng kể

B ảng 4.2 Chỉ tiêu đánh giá hàm lượng nitơ dễ tiêu trong đất [11]

2,5 – 7,5 mg NH 4 + /100g đất Trung bình

4.2.3 Quá trình chuy ển hóa các hợp chất nitơ trong đất [7], [8]

Tùy thuộc vào điều kiện môi trường và khí quyển, nitơ hữu cơ và vô cơ có thể

biến đổi theo các quá trình sau đây:

4.2.3.1 Quá trình amoni hóa

Đây là quá trình phân giải các chất hữu cơ chứa nitơ đến dạng amoniac Sơ đồ

của sự chuyển hóa ấy như sau:

Protit, ch ất mùn → Aminoaxit, amit → Amoniac

Dưới tác dụng của các enzim phân giải do các vi sinh vật tiết ra (xạ khuẩn, actinomyces, nấm mốc) protit bị thủy phân biến thành aminoaxit Các aminoaxit dễ

bị vi sinh vật hấp thụ và dưới tác dụng của các enzim, aminoaxit bị khử amin biến thành amoniac và axit hữu cơ Ví dụ quá trình amoni hóa từ một aminoaxit đơn giản

nhất:

NH2CH2COOH + O2 → HCOOH + CO2 + NH3

NH2CH2COOH + H2O → CH3OH + CO2 + NH3

NH2CH2COOH + H2 → CH3COOH + NH3Sau quá trình amoni hóa, bốn loại hợp chất được tạo thành là axit hữu cơ, rượu, khí CO2, amoniac Quá trình xảy ra trong môi trường hiếu khí cũng như trong môi trường yếm khí Các axit hữu cơ và rượu tiếp tục phân giải và cuối cùng biến thành

những hợp chất đơn giản nhất là CO2, H2O, CH4 và H2 Còn amoniac cùng với các axit vô cơ và hữu cơ trong đất tạo thành những muối amoni tương ứng Các muối amoni ở trong đất tiếp tục bị phân ly thành các ion amoni và các ion gốc axit tương ứng với muối của nó Một phần ion amoni bị cây hấp phụ, một phần do keo đất hấp

phụ:

KĐ]Ca2+

+ (NH4)2CO3 KĐ]2NH4+ + CaCO3Quá trình amoni hóa xảy ra được là do sự hoạt động của các vi sinh vật hiếu khí

hoặc yếm khí Amoniac được tạo ra trong các loại đất có độ chua và độ thoáng khác nhau Tốc độ của quá trình amoni hóa phụ thuộc nhiều vào độ ẩm, nhiệt độ môi trường

Trong điều kiện yếm khí, chất hữu cơ chứa nitơ chỉ bị phân giải đến amoniac mà thôi Còn trong điều kiện hiếu khí, các muối amoni bị oxi hóa biến thành nitrat Sự oxi hóa amoniac đến nitrat được gọi là quá trình nitrat hóa

4.2.3.2 Quá trình nitrat hóa

Phản ứng này được thực hiện trong đất nhờ nhóm vi khuẩn đặc biệt ưa khí và giải phóng ra năng lượng khá lớn Các vi khuẩn Nitrosomonas, Nitrosocystis và Nitrosospira tham gia vào giai đoạn đầu của quá trình oxi hóa các muối amoni đến axit nitrơ Giai đoan thứ hai (oxi hóa tiếp đến axit nitric) xảy ra do sự hoạt động của

vi khuẩn thuộc giống Azotobacter

Quá trình nitrat hóa có thể xảy ra theo các phản ứng sau đây:

2NH3 + 3O2 → 2HNO2 + 2H2O + 158000 cal 2HNO2 + O2 → 2HNO3 + 43200 cal

Axit nitric được tạo thành trong quá trình này được trung hòa nhờ canxi bicacbonat hay magie bicacbonat hoặc bởi các bazơ hấp phụ trong đất:

2HNO3 + Ca(HCO3)2 → Ca(NO3)2 + 2H2CO32HNO3 + KĐ]Ca2+ Ca(NO3)2 + KĐ]2H+

Để quá trình nitrat hóa xảy ra tốt, cần có các điều kiện sau: độ ẩm đất từ 60 – 70% độ ẩm mao quản, nhiệt độ từ 25 – 32°C, pH 6,2 – 9,2, đất giàu NH4+ và Ca2+,

có đủ không khí Trong những điều kiện này, phần lớn đạm amoni trong đất chuyển hóa thành đạm nitrat Quá trình nitrat hóa xảy ra mạnh hay yếu là biểu hiện độ phì nhiêu của đất cao hay thấp

4.2.3.3 Quá trình ph ản nitrat hóa

Đó là quá trình khử nitơ trong nitrat thành nitơ phân tử (N2) do tác dụng của vi sinh vật Quá trình này khác với sự khử nitrat đến amoniac trong cơ thể thực vật Quá trình phản nitrat hóa làm mất nitơ và năng lượng của đất do đó nó là hiện tượng bất lợi cho sản xuất nông nghiệp Phản ứng có thể xảy ra như sau:

C6H12O6 + 4HNO3 → 6CO2 + 6H2O + 2N2 + 2H2Quá trình xảy ra trong điều kiện yếm khí, đất kiềm giàu chất hữu cơ chưa phân

giải phần lớn là gluxit, xenlulozơ

4.2.3.4 Quá trình c ố định nitơ sinh vật

Khi có một lượng lớn chất hữu cơ trong đất, loại vi sinh vật phân giải chất hữu cơ

phải lấy nitơ trong đất để sinh trưởng, phát triển Trong trường hợp này, xảy ra sự cạnh tranh tạm thời về đạm giữa vi sinh vật và cây trồng Xét về mặt đạm thì đó là quá trình

cố định đạm, chứ không phải là quá trình

phản nitrat hóa Sau khi vi sinh vật chết, chất

hữu cơ được phân giải, lượng đạm sẽ tăng lên

Trong đất, còn có một số loại vi sinh vật

có khả năng hút nitơ không khí Các vi khuẩn này gồm: Clostridium pasteurianum,

Hình 4.1 N ốt sần ở rễ cây họ Đậu

Azotobacter chroococcum, vi khuẩn nốt sần họ đậu, thanh tảo sống tự do và cộng sinh trong bèo hoa dâu…

4.2.3.5 S ự cung cấp đạm của nước mưa

Ở các nước nhiệt đới có mưa nhiều như nước ta, một số nitơ oxit và amoniac theo nước mưa rơi xuống đất tạo nên muối amoni, muối nitrat làm cho cây cối xanh tươi hơn Nguồn gốc của loại đạm nitrat này được tạo ra từ khí nitơ và oxi của không khí, dưới tác dụng của năng lượng khổng lồ do sấm chớp tỏa ra, được tổng

hợp lại thành nitơ oxit và sau khi rơi xuống đất biến thành nitrat Còn nguồn gốc

của đạm amoniac theo nước mưa xuống đất là từ amoniac khá lớn bốc hơi từ đất, dưới tác động của ánh sáng mặt trời Khi có mưa, amoniac lơ lửng trong không khí

bị hòa tan và kéo xuống đất theo nước mưa Vì vậy, trong nước mưa có cả hai loại đạm nitrat và amoni là hai loại đạm dễ tiêu, cây hút trực tiếp được

Theo tài liệu nghiên cứu trước đây của Pháp, ở miền Bắc, hằng năm lượng đạm

do nước mưa đem lại khoảng 20kg N/ha (tương ứng với 100kg amoni sunfat) trong

đó có 8kg ở vào dạng nitrat, và 12kg ở dạng amoni So với các nước ôn đới, đó là con số khá lớn, nhưng so với lượng đạm mà thu hoạch hàng năm đã lấy đi của đất thì khá thấp, nhất là trồng cây 2, 3 vụ liên tiếp trong một năm

4.3 Chu trình bi ến đổi nitơ trong thiên nhiên và cân bằng đạm trong sản

xu ất [7], [8]

Trong hoạt động sống, thực vật và vi sinh vật hút ion nitrat và amoni của đất để

tạo nên đạm hữu cơ trong cơ thể của chúng Khi những vi sinh vật chết, đạm hữu cơ phân giải thành amoniac Ở điều kiện thích hợp, đạm amoniac bị oxi hóa thành đạm nitrat Trong điều kiện yếm khí, do tác dụng của vi khuẩn, đạm nitrat biến thành nitơ phân tử bay vào khí quyển Nitơ phân tử trong điều kiện thuận lợi lại biến thành đạm vô cơ Thực vật tiêu thụ dạng đạm này và biến nó thành đạm hữu cơ (protit) Gặp điều kiện thuận lợi, dạng đạm hữu cơ lại phân giải thành đạm amoni

Cứ như thế, trong thiên nhiên biến đổi thành một chu trình kín

Trong thiên nhiên, nitơ biến đổi qua nhiều dạng, theo chu trình có tính tuần hoàn

phức tạp, nhưng tổng số nitơ là một đại lượng không đổi Song, về mặt sản xuất nông nghiệp, ta thấy có lúc nitơ ở môi trường này nhiều, ở môi trường kia ít, trong