XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN LẤY MẪU, BẢO QUẢN, VẬN CHUYỂN VÀ PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU SULFAT, CANXI, MAGIE, ĐỘ KIỀM TRONG ĐẤT TRỒNG CÂY NÔNG NGHIỆP Ở THỊ XÃ CAI LẬY, TỈNH TIỀN GIANG

Đất là một tài nguyên vô cùng quan trọng đối với con người và cây trồng. Vì vậy,qua quá trình thực hiện đồ án với đề tài: ꞌꞌXây dựng phương án lấy mẫu, vận chuyển, bảo quản và phân tích các chỉ tiêu Ca, Mg, SO42, độ kiềm trong đất trồng cây ở thị xã Cai Lậy, tỉnh Tiền GiangĐất là gì, các loại đất, ô nhiểm đất. Chỉ tiêu của các ion có trong đất, nhân biết được vai trò và tác hại của chúng đối với đất mà nhất là đất trồng.Tìm hiểu, thực hành về cách lấy mẫu, vận chuyển, bảo quản và phân tích các chỉ tiêu Ca, Mg, SO42, độ kiềm trong đất

ĐỒ ÁN CƠ SỞ NGÀNH

XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN LẤY MẪU, BẢO QUẢN, VẬN CHUYỂN VÀ PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU SULFAT, CANXI, MAGIE, ĐỘ KIỀM TRONG ĐẤT TRỒNG CÂY NÔNG NGHIỆP Ở THỊ XÃ CAI LẬY, TỈNH TIỀN GIANG

GVHD: ThS NGUYỄN XUÂN TÒNGSINH VIÊN THỰC HIỆN:

BÙI THANH THÚYNGUYỄN THỊ YẾN NHIPHAN ĐOÀN THỊ PHƯỚC NGUYÊN

HÀ THỊ THÚY LINHTRƯƠNG NGUYÊN THẠCH

TP Hồ Chí Minh, ngày 4 tháng 4 năm 2016

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ & QUẢN LÝ

MÔI TRƯỜNG

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Phần đánh giá: Ý thức thực hiện:

Nội dung thực hiện:

Hình thức trình bày:

Tổng hợp kết quả:

Điểm bằng sô: Điểm bằng chữ:

Tp Hồ Chí Minh, ngày… tháng…… năm 2016

Giáo viên hướng dẫn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Phần đánh giá: Ý thức thực hiện:

Nội dung thực hiện:

Hình thức trình bày:

Tổng hợp kết quả:

Điểm bằng số: Điểm bằng chữ:

Tp Hồ Chí Minh, ngày… tháng…… năm 2016

Giáo viên hướng dẫn

LỜI CẢM ƠN

Trên thực tế, không có sự thành công nào mà không có sự hỗ trợ hay giúp đỡ dù ít haynhiều Trong suốt quá trình học tập ở môi trường đại học đến nay, chúng em đã nhậnđược rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của mọi người Với lòng biết ơn của mình, chúng emxin chân thành cảm ơn trường Đại học Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện tốt

để chúng em có được một môi trường học tập tốt Xin cảm ơn quý Thầy Cô đã giúp đỡ,

hỗ trợ cho chúng em Đặc biệt, chúng em xin cảm ơn thầy Nguyễn Xuân Tòng đã tận tìnhgiảng dạy, giúp đỡ cũng như sự hướng dẫn của Thầy trong quá trình triển khai và nghiêncứu đề tài “Xây dựng phương án lấy mẫu, bảo quản, vận chuyển và phân tích các chỉ tiêuCanxi, Magie, Sulfat và độ kiềm trong đất trồng cây nông nghiệp ở Thị xã Cai Lậy, tỉnhTiền Giang”, giúp chúng em có thể hoàn thành tốt bài đồ án của mình Mặc dù đã cố gắngthực hiện bài đồ án một cách hoàn chỉnh nhưng khó có thể tránh khỏi sai sót, vì vậy nhómchúng em rất mong có được sự góp ý của Thầy và mọi người để bài tiểu luận được hoànchỉnh hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH SÁCH HÌNH ẢNH iv

DANH SÁCH BẢNG BIỂU v

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 3

1.1 Tổng quan về đất 3

1.1.1 Khái niệm 3

1.1.2 Quá trình và các yếu tố hình thành đất 3

1.1.2.1 Quá trình hình thành đất 3

1.1.2.2 Các yếu tố hình thành đất 4

1.1.3 Phẫu diện đất 7

1.2 Tổng quan ô nhiễm đất 8

1.3 Tổng quan về các chỉ tiêu SO 4 2- , Ca, Mg và độ kiềm 10

1.3.1 Chỉ tiêu SO42- 10

1.3.2 Chỉ tiêu canxi 11

1.3.3 Chỉ tiêu Magie 13

1.3.4 Độ kiềm 13

1.4 Phương pháp lấy mẫu, bảo quản, vận chuyển 14

1.4.1 Phương pháp lấy mẫu 16

1.4.2 Phương pháp bảo quản 19

1.4.3 Vận chuyển 20

1.5 Các phương pháp xác định chỉ tiêu 20

1.5.1 Xác định sunlfat hòa tan trong đất 20

1.5.1.1 Phương pháp dùng bicromat (CrO42-) 20

1.5.1.2 Phương pháp complexon (chuẩn độ phức chất) 21

1.5.1.3 Phương pháp khối lượng bằng bari clorua 21

1.5.1.4 Phương pháp sắc ký ion 22

1.5.1.5 Phương pháp colorua benzidin: 22

1.5.2 Phương pháp xác định canxi, magie 23

1.5.2.1 Phương pháp xác định dung lượng cation trao đổi (CEC) – phương pháp dùng amoni axetat 23

1.5.2.2 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 24

1.5.2.3 Phương pháp chuẩn độ oxy hóa khử 24

1.5.2.4 Phương pháp chuẩn độ axit bazơ 25

1.5.2.5 Phương pháp chuẩn độ tạo phức (chuẩn độ complexon) 25

1.5.2.6 Phương pháp ICP 27

1.5.3 Phương pháp xác định độ kiềm 28

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 29

2.1 Thiết bị và dụng cụ 29

2.2 Nội dung thực nghiệm 29

2.2.1 Lấy mẫu, bảo quản và vận chuyển mẫu 29

2.2.2 Tiến hành thí nghiệm 31

2.2.2.1 Phân tích chỉ tiêu Ca, Mg 31

2.2.2.2 Phân tích chỉ tiêu SO42- 34

2.2.2.3 Phân tích độ kiềm 34

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 36

3.1 Kết quả phân tích canxi, magie 36

3.2 Kết quả phân tích SO 4 2- 37

3.3 Kết quả phân tích độ kiềm 37

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39

4.1 KẾT LUẬN 39

4.2 KIẾN NGHỊ 40

TÀI LIỆU THAM KHẢO 41

PHỤ LỤC 42

PHỤ LỤC A QUY TRÌNH XỬ LÝ MẪU ĐẤT SƠ BỘ ĐƯỢC NÊU CỤ THỂ TRONG HÌNH 7 THEO TCVN 6647:2007 42 PHỤ LỤC B HÌNH ẢNH TỔNG QUAN VỊ TRÍ LẤY MẪU 43 PHỤ LỤC C CÁC THIẾT BỊ TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM 44

DANH SÁCH HÌNH ẢNH

Hình 1 Phẫu diện chung của đất 7

Hình 2 Sơ đồ lấy mẫu 17

Hình 3 Các thiết bị chuyên dụng để lấy mẫu 19

Hình 4 Vị trí lấy mẫu 31

Hình 5 Vị trí lấy mẫu cụ thể 31

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

BẢNG 1 Mô tả phẫu diện chung của các tầng đất trong phẫu diện đất 7

BẢNG 2 Các nguồn gây ô nhiễm 9

BẢNG 3 Các nguồn có thể gây nhiễm bẩn mẫu phân tích 15

BẢNG 4 Các cách lấy mẫu theo thời gian 17

BẢNG 5 Đặc điểm mẫu khi lấy 30

BẢNG 6 Bảng tóm tắt sau về logβ với β là hằng số tạo phức tổng hợp 34

BẢNG 7 Bảng kết quả chuẩn độ phân tích Canxi, Magie 37

BẢNG 8 : Bảng kết quả chuẩn độ phân tích SO42- 38

BẢNG 9 Bảng kết quả chuẩn độ phân tích độ kiềm: 38

LỜI MỞ ĐẦU

Đất là tài sản của tự nhiên, là điều kiện lao động Đất đóng vai trò quyết định cho sựtồn tại và phát triển của xã hội loài người Nếu không có đất thì rõ ràng không có bất cứmột ngành sản xuất nào, cũng như không hề có sự tồn tại của con người Đất là một trongnhững tài nguyên vô cùng quý giá của con người, là điều kiện sống cho động vật, thực vật

và con người trên Trái Đất

Môi trường đất không tồn tại độc lập với các môi trường khác, nó luôn tiếp xúc trựctiếp với môi trường nước, không khí và sinh quyển Vì thế, nếu môi trường đất bị ô nhiễm

sẽ làm ảnh hưởng đến các môi trường khác Một số nguyên nhân gây ô nhiễm môi trườngđất như hiện tượng xói mòn đất, núi lửa phun trào, chất thải nông nghiệp, công nghiệp,sinh hoạt,… gây ảnh hưởng đến sức khỏe của con người và các loài sinh vật đang sốngtrên Trái Đất

Riêng với nước ta, có diện tích đất khá lớn từ Bắc vào Nam Với sự hậu thuẫn khálớn của thiên nhiên cùng điều kiện địa lí giúp nước ta dần trở thành một quốc gia xuấtkhẩu nông nghiệp Và hiển nhiên đất là thành phần khá quan trọng đối với ngành nôngnghiệp đặc biệt là trồng trọt Trong đất có rất nhiều thành phần hóa học mà nó là điều kiện

để các loại cây trồng sinh trưởng, phát triển Và với mục tiêu các sản phẩm ra đời đạt chấtlượng tốt, năng suất cao thì không thể bỏ qua sự ảnh hưởng của các thành phần, chỉ tiêunhư Canxi, Magie, Sulfat, độ kiềm trong đất Vì vậy, cần đề ra một số phương pháp lấymẫu, vận chuyển, bảo quản và phân tích các chỉ tiêu trên, góp phần có những biện phápcải tạo và sử dụng đất hợp lý và hiệu quả nhất Chúng ta sẽ tìm hiểu và cùng thẩm địnhqua từng chương trong bài đồ án sau đây của nhóm

2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

 Ý nghĩa khoa học: xây dựng phương án lấy mẫu, vận chuyển, bảo quản và phântích các chỉ tiêu Canxi, Magie, Sulfat, độ kiềm trong đất trồng cây thích hợp vàhiệu quả nhất

 Ý nghĩa thực tiễn: kết quả nghiên cứu giúp hoàn thiện việc xây dựng phương ánlấy mẫu, vận chuyển, bảo quản quản và phân tích các chỉ tiêu Canxi, Magie, Sulfat, độkiềm trong đất trồng cây

3 Đối tượng, phạm vi và mục tiêu nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

 Các phương án lấy mẫu, vận chuyển, bảo quản và phân tích các chỉ tiêu trong đất

 Ảnh hưởng của các phương án lấy mẫu, vận chuyển, bảo quản liên quan đến cácchỉ tiêu trong đất

 Ảnh hưởng của các chỉ tiêu đến đất trồng cây

3.2 Phạm vi nghiên cứu

 Đề tài này được nghiên cứu trong thời gian học tập môn Đồ án cơ sở ngành tạitrường Đại học Công Nghiệp TP.HCM

 Mẫu được lấy tại số 25/3 khu 3, phường 2, thị xã Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang

3.3 Mục tiêu nghiên cứu

 Phân tích các chỉ tiêu Canxi, Magie, Sulfat, độ kiềm trong đất

 Lựa chọn phương pháp thích hợp phân tích các chỉ tiêu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 Tổng quan về đất

1.1.1 Khái niệm

Đất hay thổ nhưỡng là lớp vỏ ngoài rất mỏng của thạch quyển và có thể tách thànhquyển riêng gọi là địa quyển Cũng như các quyển khác, những đặc trưng của đất đượcquy định bởi các phản ứng sinh thái và mối tương tác của sinh vật cũng như của cả hệsinh thái với các chu trình vật chất và năng lượng Đất có khả năng hỗ trợ sinh trưởng củathực vật và là môi trường sống của động vật từ các vi sinh vật tới những loài động vậtnhỏ Các thành phần chính của đất là chất khoáng, nước, không khí, mùn và các loại sinhvật từ vi sinh vật cho đến côn trùng, chân đốt,

Đất có tính chất độc đáo là độ phì nhiêu, tạo sản phẩm cây trồng Độ phì nhiêu củađất là tổng hợp các điều kiện, các yếu tố để đảm bảo cho cây trồng sinh trưởng và pháttriển tốt Độ phì là một chỉ tiêu rất tổng hợp, là sự phản ánh tất cả các tính chất của đất

Độ phì nhiêu của đất được chia làm 5 loại: độ phì thiên nhiên, độ phì nhân tạo, độ phìtiềm tàng, độ phì hiệu lực và độ phì kinh tế

Đất là cơ sở sinh sống và phát triển của thực vật vì đất cung cấp nước và thức ăncho cây trồng, ngoài ra còn là nơi cắm rễ, giúp cây không bị nghiêng ngả do mưa, gió.Đất còn là tư liệu sản xuất cơ bản cho ngành nông nghiệp, kể cả trồng trọt và chăn nuôi.Đất còn được coi là một bộ phận quan trọng của hệ sinh thái, vì vậy, việc sử dụng đất cònphải xem xét từ góc độ khoa học Vì vậy, đất có ý nghĩa quan trọng với loài người tương

tự như nước, không khí, sinh vật và khoáng sản

1.1.2 Quá trình và các yếu tố hình thành đất

1.1.2.1 Quá trình hình thành đất

Sự hình thành đất là một quá trình biến đổi vật chất rất phức tạp diễn ra ở lớp ngoàicùng của vỏ trái đất, dưới tác động của nhiều yếu tố khác nhau

Khi trái đất chưa có sự sống, bấy giờ chỉ diễn ra sự phá huỷ đá mẹ (phong hóa) tạo

ra sản phẩm là các chất vô cơ có kích thước khác nhau, gọi chung là mẫu chất Mẫu chất

bị nước cuốn trôi, trầm tích lại một nơi nào đó, dần dần hình thành nên đá trầm tích Có

thể gọi đó là vòng đại tuần hoàn địa chất Thực chất của vòng đại tuần hoàn địa chất làquá trình phong hóa đá để tạo thành mẫu chất

Khi trái đất có sinh vật, đã bổ sung thêm một phần mới đó là các hợp chất hữu cơ.Mặc dù chất hữu cơ chỉ là một phần nhỏ của trọng lượng đất, nhưng đã làm cho mẫu chấttrở thành đất, có thuộc tính sinh học của nó là độ phì và có khả năng sản xuất ra sản phẩmcây trồng, gọi đó là vòng tiểu tuần hoàn sinh vật Đây là vòng tuần hoàn không khép kín,

mà theo kiểu xoáy trôn ốc Nghĩa là sau một chu kì sống, sinh vật trả lại cho đất mộtlượng chất hữu cơ nhiều hơn, làm cho đất ngày càng phì nhiêu, màu mỡ hơn

Như vậy, quá trình hình thành đất chỉ bắt đầu từ khi có sự sống xuất hiện Bởi vậybản chất của quá trình hình thành đất là sự thống nhất mâu thuẫn giữa vòng đại tuần hoànđịa chất và vòng tiểu tuần hoàn sinh học Cơ sở của quá trình hình thành đất là vòng đạituần hoàn địa chất, còn bản chất của quá trình hình thành đất là vòng tiểu tuần hoàn sinh vật

1.1.2.2Các yếu tố hình thành đất

Theo V.V Đacutraev (1879): “Đất là vật thể tự nhiên được hình thành qua thời giandài do kết quả tác động tổng hợp của 5 yếu tố: đá mẹ, sinh vật, khí hậu, địa hình và thờigian” Ngoài ra, đối với đất trồng còn tính thêm yếu tố con người

- Tạo nên đạm cho đất: trong đá và khoáng không có đạm, mà đạm trong đất đầutiên là nhờ các sinh vật cố định đạm từ nitơ khí trời Đây là một khả năng đặc biệt chỉ có ở

một số vi sinh vật, chúng được gọi là vi sinh vật cố định đạm Nhờ vậy mà đất được bổsung đạm và ngày càng màu mỡ hơn

 Thực vậtThực vật là nguồn cung cấp chất hữu cơ chủ yếu cho đất (chiếm 4/5 tổng số chấthữu cơ của đất) Thực vật xúc tiến quá trình phong hóa đá tạo ra mẫu chất Rễ cây làmtăng độ tơi xốp và tăng độ phì nhiêu cho lớp đất mặt Thực vật còn có tác dụng giữ ẩmcho đất, hạn chế sự xói mòn, rửa trôi các chất trong đất Thảm thực vật khác nhau đã hìnhthành nên các loại đất có tính chất khác nhau

 Động vật

Có thể chia động vật làm 2 nhóm chính: động vật sống trên mặt đất và động vật sốngtrong đất Động vật cung cấp chất hữu cơ cho đất bằng các chất thải của chúng và bằngxác cơ thể chúng khi chết đi Mặt khác, động vật đào bới đất hoặc phân giun thải ra đãgóp phần cải thiện tính chất vật lý của đất, tăng tính thoáng khí, tạo kết cấu tốt,

Các yếu tố khí hậu có ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp tới quá trình hình thànhđất

- Ảnh hưởng trực tiếp: mưa, nhiệt độ, gió, đẩy mạnh quá trình phong hóa đá tạo

ra mẫu chất Mưa tạo ra độ ẩm cho đất, tạo ra sự xói mòn và rửa trôi các chất của đất.Nắng kéo dài, đất mất nước trở nên khô hạn Nước còn ảnh hưởng tới màu sắc của đất

- Ảnh hưởng gián tiếp: các điều kiện của khí hậu có tác dụng đẩy mạnh hay kìmhãm sự phát triển của sinh vật Vì vậy, ở mỗi đới khí hậu khác nhau sẽ có những loại đấtđặc thù

Địa hình bằng phẳng, dốc hay thấp trũng sẽ có tác dụng xói mòn hay tích lũy mẫuchất và chất hữu cơ, làm cho sự hình thành và các quá trình biến đổi của đất sẽ theo cácchiều hướng khác nhau

Độ cao tuyệt đối khác nhau thì sự phân phối chế độ mưa, ẩm, nhiệt độ, cũng khácnhau, từ đó sẽ ảnh hưởng tới quá trình phong hóa đá, sự phát triển, phân bố chủng loại

sinh vật và tích lũy các chất trong đất Vì thế độ cao khác nhau đã tạo ra các vành đai đấthoàn toàn khác nhau

Đá mẹ bị phong hóa cho ra mẫu chất, mẫu chất là nguyên liệu chính của đất Vì thế

có thể nói đá giàu nguyên tố nào thì cho ra đất giàu nguyên tố đó Ví dụ: đất đỏ phát triển

từ đá bazan - một loại đá kiềm cho ra đất có tầng dày, có tổng hàm lượng dinh dưỡng cao,ngược lại đất được hình thành từ đá granit thì có tầng đất mỏng, nghèo dinh dưỡng, dễ bịkhô hạn

Sự hình thành đất phải trải qua một thời gian dài Người ta có các khái niệm sau:

- Tuổi tuyệt đối của đất đồi núi được tính từ khi mẫu chất bắt đầu có tích lũy chấthữu cơ cho đến hiện tại (người ta thường dùng phương pháp cacbon phóng xạ để địnhtuổi của mùn rồi suy ra tuổi tuyệt đối của đất) Tuổi tuyệt đối của đất đồng bằng được tính

từ khi vùng đất đó thoát khỏi ảnh hưởng của thủy triều sông hoặc biển Tuổi tuyệt đốiđược tính bằng năm

- Tuổi tương đối của đất là sự chênh lệch về giai đoạn phát triển của các loại đấttrên cùng một lãnh thổ có tuổi tuyệt đối như nhau Nó được đánh gía bằng mức độ pháttriển của đất trong những điều kiện ngoại cảnh nào đó

Trong quá trình sử dụng đất để trồng trọt con người đã có tác động đến đất rất sâusắc, làm cho đất thay đổi rất nhanh chóng, có thể làm cho đất ngày càng màu mỡ hoặcthoái hóa đi

Con người có thể xúc tiến sự hình thành đất trồng trọt sớm hơn và làm cho đấtngày càng màu mỡ (tác động tích cực), nhưng nếu du canh du cư, phát rừng làm rẫy, thìsau vài vụ gieo trồng đất sẽ bị kiệt quệ, mất sức sản xuất (tác động tiêu cực)

Sử dụng đất hợp lý là cách tác động tích cực vào đất để đất cung cấp nhiều sảnphẩm nhất, khai thác đất lâu dài và độ phì đất ngày càng được nâng cao

1.1.3 Phẫu diện đất

Các loại đất phát sinh trên cùng loại đá, trong điều kiện thời tiết và khí hậu tương tự nhau,đều cùng một kiểu cấu trúc, phẫu diện và độ dày Đất có cấu trúc phân lớp rất đặc trưng,xem xét một phẫu diện đất có thể thấy sự phân tằng cấu trúc từ trên xuống

BẢNG 1 Mô tả phẫu diện chung của các tầng đất trong phẫu diện đất

Tầng Mô tả chung Tính chất đặc trưng

Tầng A1 thường có màu nâu thẫm, tập trung các chất hữu

cơ và dinh dưỡng của đất cung cấp cho các sinh vật sốngtrong và trên đất nên tầng này có sự đa dạng sinh học caonhất Các chất khoáng có thể tan và theo nước mưa hoặcnước tưới bị rửa trôi qua các tầng đất ở dưới

B Tầng tích tụ Là tầng chứa các hợp chất như oxyt sắt, nhôm, khoáng sét

bị rửa trôi từ trên xuống

Tầng C hầu như không có vật chất hữu cơ, được xem là đá

mẹ chuẩn bị cho các phân đoạn khoáng hóa nên bị biến đổi

ít nhiều nhưng vẫn giữ được cấu tạo của đá

R = D Tầng đá gốc

Tầng R có các loại đá mẹ như granite, basalt, quartzite,limestone, sandstone,… chưa bị phong hoá hoặc biến đổinên chưa tạo thành đất

nhiễm từ các nguồn, chất ô nhiễm khác nhau và đang bị suy thoái dần, thậm chí có thểkhông hồi phục được do nhiều nguyên nhân tự nhiên và nhân tạo, trong số đó, nguyênnhân chính có thể phát hiện và can thiệp ngăn ngừa là con người Hoạt động của conngười làm thay đổi các nhân tố sinh thái ra ngoài giới hạn sinh thái của các quần xã sốngtrong đất với từng nhân tố sinh thái.

Các nguồn gốc gây ô nhiễm môi trường

- Nguồn gốc tự nhiên: Đó là những nguyên nhân nằm ngoài sự can thiệp của conngười như phun trào núi lửa, mưa bão gây ngập úng đất đai, đất bị nhiễm mặn

- Nguồn gốc nhân sinh: Để phục vụ cho nhu cầu cuộc sống hằng ngày con ngườiphải áp dụng những biện pháp để tăng mức sản suất và tăng cường khai thác độ phì đất,những biện pháp phổ biến là:

 Tăng cường sử dụng các chất hóa học trong nông lâm nghiệp như phân bón,thuốc trừ sâu diệt cỏ

 Sử dụng các chất điều khiển sinh trưởng để giảm bớt sự thất thoát mùa màng

và thuận lợi cho thu hoạch

 Sử dụng công cụ và kỹ thuật hiện đại

 Mở rộng mạng lưới tưới tiêu

 Tác động của các hệ thống sản xuất đến môi trường

Tất cả các biện pháp này đều gây tác động mạnh mẽ đến hệ sinh thái và môi trườngđất Đó là:

 Làm đảo lộn cân bằng sinh thái do sử dụng thuốc trừ sâu

 Làm ô nhiễm môi trường đất do sử dụng phân bón và thuốc trừ sâu

 Làm mất cân bằng dinh dưỡng

 Làm xói mòn và thoái hóa đất

 Phá hủy cấu trúc đất và các đặt tính sinh học của đất do sử dụng máy móc nặng

 Mặn hóa, tiêu hóa do tưới tiêu không hợp lý

BẢNG 2 Các nguồn gây ô nhiễm

các nhà máy xử lý nước thải

Sự dư thừa N, P tích lũy trong các bộphận của thực vật (rau, củ, quả…)

Có tác động tiềm ẩn, gây hại đếnsức khỏe con người

Các axit Sự tích tụ axit từ khí quyển, sự rò rỉ

từ các quặng như apatit, các loại phân

bón N, P, chất thải công nghiệp, nước rỉ

rác từ các bãi chôn lấp hợp vệ sinh

Axit có tác động xấu đến hệsinh thái và sức khỏe con người,đặc biệt là các khu rừng sinh thái

do axit làm giảm pH đất và giảiphóng các ion Al, Fe…

Hóa chất

hữu cơ

Nguồn nông nghiệp do sử dụng cácloại thuốc BVTV như thuốc trừ sâu, trừ

cỏ, diệt nấm lân hữu cơ Chất thải công

nghiệp, sinh hoạt, nước thải, dầu từ các

đường ống có chứa dầu mỏ,

hydrocarbon…

Ảnh hưởng nghiêm trọng đếnđời sống con người và xã hội

các cuộc thử nghiệm năng lượng hạt

nhân, thảm họa từ vụ nổ năng lượng hạt

nhân vận chuyển các hóa chất phóng

xạ

Sự ô nhiễm đất nghiêm trọngtrong thời gian dài

Chất Nguồn gây ô nhiễm điển hình Ảnh hưởng

1.3 Tổng quan về các chỉ tiêu SO 4 2- , Ca, Mg và độ kiềm

1.3.1 Chỉ tiêu SO 4

2-Ion Sulfate có công thức phân tử là SO42- có khối lượng phân tử là 96.06 g/mol, nóbao gồm một trung tâm nguyên tử lưu huỳnh được bao quanh bởi 4 nguyên tử oxy.Nguyên tử lưu huỳnh có trạng thái oxy hóa là +6, trong khi bốn nguyên tử oxy là -2 Ionsulfate là cơ sở liên hợp của acid sulfuric, sulfate hữu cơ, chẳng hạn như dimethyl sulfate

là hợp chất cộng hóa trị và este của acid sulfuric

Sulfate có mặt trong đất do việc sử dụng phân bón hóa học (phân lân) và sự oxyhóa của quặng pirit:

2FeS2 + 7O2 + 2H2O → 2Fe2+ + 4SO42- + 4H+

Sulfate tích lũy trong đất ở tầng lớp dưới đất và thích ứng với các cây có rễ ăn sâu.Một trong những nguyên nhân gây chua đất là do sự có mặt của sulfate

Ngoài ra sulfate có mặt trong đất còn do nham trầm tích có chứa thạch caoCaSO4.2H2O, các khoáng vật sulfua, dung nham núi lửa

Nhiều sunfat là một trong những nguyên nhân gây ra đất phèn Trong đất phèn khảnăng trao đổi và đệm của môi trường đất bị phá vỡ không thể tự làm sạch được nữa.Trong quá trình sản xuất nông nghiệp nói chung, cây trồng nói riêng, đất bị nhiễm phènhay còn gọi là đất phèn thường ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất trong đất, làm chocây trồng hấp thụ dinh dưỡng kém, do vậy khi bón phân vào khu vực có đất phèn, lượngphân bón sẽ mất đi nhiều tác dụng quá trình ion hóa của Al3+ và Fe2+ tăng lên, độ pH sẽ hạxuống thấp

1.3.2 Chỉ tiêu canxi

Canxi là nguyên tố hoá học ký hiệu Ca, số thứ tự 20 trong bảng tuần hoàn Nó làmột kim loại kiềm thổ có nguyên tử khối là 40.Canxi là nguyên tố thiết yếu cho sinh vậtsống, đặc biệt trong sinh lý học tế bào, ở đây có sự di chuyển ion Ca2+ vào và ra khỏi tế

bào chất có vai trò mang tính hiệu cho nhiều quá trình tế bào Là một khoáng chất chínhtrong việc tạo xương, răng và vỏ sò, canxi là kim loại phổ biến nhất về khối lượng cótrong nhiều loài động vật

Trong đất, canxi phổ biến ở dạng cacbonat, photphat, silicat, clorua và sunfat.Nguồn gốc quan trọng nhất là cacbonat, sau đó là photphat và sunfat

Trong đất chua, canxi nghèo do bị rửa trôi Đất vùng nhiệt đới ẩm có hàm lượngcanxi tổng số và trao đổi đều thấp (tương quan với độ pH) CaO tổng số không quá 1%(khoảng 0,7 – 0,9% với đất phù sa sông Hồng trung tính và khoảng 0,03 – 0,05% với đấtbạc màu) Trong ôn đới thường xuyên trên 1%, có thể tới 4%

Trong đất mặn kiềm, canxi cũng bị thiếu do CaCO3 kết tủa và một phần Ca2+ bị rửatrôi CaO tổng số và Ca2+ trao đổi đóng vai trò quyết định độ bão hòa bazơ, là thước đo độbazơ và độ axit của đất Cùng với magie, tổng Ca2+ + Mg2+ trao đổi quyết định chất lượngcủa cation trao đổi trong dung lượng hấp phụ cation

Canxi là nguyên tố dinh dưỡng trung lượng, rất cần thiết cho cây trồng Thiếucanxi thể hiện ở mô bị biến dạng và hình thù vặn vẹo và các vùng sẽ chết rất sớm; lá mọckhông bình thường, bị gợn sóng, có nhiều đốm và rìa lá bị mất màu Mô của lá và cácđiểm tăng trưởng của cây trồng thường bị chết và làm cho cây bị chết đọt Rễ cây kémphát triển và thể hiện triệu chứng nhầy nhựa

Canxi kết hợp với pectin tạo thành calcium pectate trong lớp chung, cần thiết cho

sự vững chắc tế bào và mô thực vật, mà hoạt động của enzyme này bị ức chế bởi nồng độcanxi cao Do đó trong các mô thiếu canxi tiêu biểu là sự phân rã của vách tế bào và sựmềm nhũng của mô Tỷ lệ calcium pectate trong vách tế bào cũng quan trọng cho sự mẫncảm của mô thực vật đối với sự xâm nhiễm của nấm và vi khuẩn cũng như sự chín củatrái Canxi còn có vai trò trong quá trình biến dưỡng thực vật, trường hợp thiếu canxi, câykhông thể đồng hoá nitrate được

Với cây cao su làm cành dễ bị gãy khi gặp mưa gió lớn, sản lượng mủ giảm, bệnhxuất hiện nhiều Thừa canxi sẽ làm cho pH của đất tăng lên gây trở ngại cho việc hấp thu

Mg, Mn, Zn, Fe, Bo

Canxi tăng khả năng chống chịu với điều kiện bất lợi của nắng nóng, mặn và phèn Canxi có trong vôi còn có tác dụng cải tạo đất, giảm độ chua mặn và tăng cường độphì của đất, giúp cho cây sinh trưởng tốt

Do đó canxi rất hữu ích nếu có thể xác định được lượng canxi có trong đất để ápdụng biện pháp canh tác hợp lý

1.3.3 Chỉ tiêu Magie

Magiê là tên một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Mg

và số nguyên tử bằng 12 Trong đất, magie có trong các khoáng sét thường gặp như mica,vecmiculit, clorit và đôi khi tìm thấy ở dạng cacbonat Cùng với canxi, magie có ý nghĩa

về lý hóa tính chất của đất và dinh dưỡng của cây trồng

Đối với đất nhẹ, nghèo magie, các loại đất bón phân kali và supe photphat nhiềunăm, hiện tượng thiếu magie là phổ biến

Hàm lượng magie trung bình thích hợp cho sự sinh trưởng của thực vật là 0,5%trọng lượng khô của các bộ phận sinh trưởng Magie cần trong suốt quá trình sinh trưởngcủa thực vật, nhưng ở giai đoạn còn non và trưởng thành thì cần nhiều hơn

Đối với cao su, magie là một phần không thể thiếu trong quá trình phát triển thân

lá, tăng cường sự vận chuyển dinh dưỡng để ổn định mủ Bởi vì magie là thành phần cấutạo của diệp lục tố, có vai trò quan trọng trong quang hợp, là hoạt chất của hệ enzim gắnliền với sự chuyển hoá hydratcarbon và tổng hợp axit nucleic, có vai trò thúc đẩy hấp thụ

và vận chuyển lân của cây, giúp đường vận chuyển dễ dàng trong cây

Magie không gây độc nhưng có liên quan đến tổng hợp các chất khô Khi hàmlượng magie lớn thì làm giảm tổng hợp các chất khô tích luỹ trong cây, ảnh hưởng đếnsản phẩm sau thu hoạch, ảnh hưởng đến năng suất cây trồng

Triệu chứng thiếu hụt magie trên cây trồng thể hiện qua: úa vàng ở phần thịt giữacác gân lá, chủ yếu ở lá già do diệp lục tố hình thành không đầy đủ, gây nên vết sọc hoặcvết không liên tục, lá nhỏ, giòn ở thời kỳ cuối và mép lá cong lên Ở một số loại cây trồng

có các đốm vàng lợt giữa các gân lá và các màu da cam, đỏ hoặc tía Nhánh cây yếu và dễ

bị nấm bệnh tấn công và thường bị rụng lá sớm

và bicarbonate thay đổi Bicarbonat (HCO3-), carbonat (CO32-) và hydroxit (OH-) tăng vìđất kiềm hơn.

Độ kiềm trong đất có ảnh hưởng quan trọng tới các quá trình trong đất với các ảnhhưởng không mong muốn lên thực vật Một vài ví dụ được đưa ra:

 Úa lá đối với các thực vậy nhạy cảm Nồng độ bicarbonate cao cản trở việclấy Fe và Mn để sinh trưởng cho thực vật và gây cản trở cho quá trình hìnhthành chlorophyll

 Giảm năng suất của cây ăn trái Bicarbonat gây cản trở tới chuyển hóa Fe và

Mn Độ hòa tan thấp của Fe và Mn trong đất kiềm và liên kết mạnh với cáckim loại này trong mùn cũng góp phần tạo vấn đề này

 Thiếu photphat Bicarbonat làm giảm việc lấy photpho Khả năng hòa tanthấp của photphat trong đất kiềm cũng gây nên vấn đề này

Độ kiềm trong đất cũng tăng từ mức độ bicarbonate cao trong nước tưới tiêu Nếunước tưới tiêu có nồng độ Canxi, ion bicarbonate, ion carbonat cao, CaCO3 có thể tích tụngăn cản các lỗ xốp rong đất và giảm khả năng thẩm thấu của nước Nó có thể ảnh hưởngđến các chu trình hóa lý khác trong đất dẫn đến các ảnh hưởng xấu (Ví dụ tăng độc chấtNatri, làm thái hóa cấu trúc đất) Đất kiềm được xác định trong nước huyền phù đượcchuẩn bị theo cùng một cách như với pH và độ dẫn điện

1.4 Phương pháp lấy mẫu, bảo quản, vận chuyển

Trong tất cả các loại phương pháp phân tích, dù phân tích hóa học đơn giản haycác phương pháp phân tích công cụ hiện đại,… hầu như không có phương pháp phân tích

có thể đạt được kết quả chính xác khi nó đang tồn tại trong mẫu ban đầu nguyên khai ởhiện trường thực tế Vì vậy, ta cần phải có phương pháp và kế hoạch lấy mẫu nhất định đểđảm bảo mẫu lấy được thỏa lượng để phân tích và lưu lại, đồng thời phải đảm bảo về mặtthống kê là ngẫu nhiên và phản ánh đúng bản chất của đối tượng lấy mẫu

Sau khi lấy mẫu, chúng ta vẫn đang ở trạng thái thô và gặp nhiều trở ngại trongviệc phân tích, do đó, ta cần phải bảo quản và xử lý mẫu để đảm bảo mẫu không bị nhiễmbẩn thêm nữa và đưa các chất cần phân tích sang dạng mà ta có thể định lượng được bằngphương pháp phân tích đã chọn

BẢNG 3 Các nguồn có thể gây nhiễm bẩn mẫu phân tích

Quy trình phân tích Các nguồn chính gây nhiễm bẫn mẫu

Lấy mẫu Thiết bị, dụng cụ, quá trình lấy, xử lý sơ bộ sau khi lấy

Vận chuyển và bảo

quản mẫu

Dụng cụ chứa mẫu, hóa chất bảo quản mẫu,

Sự nhiễm bẩn chéo giữa các mẫu…

Chuẩn bị mẫu Xử lý mẫu (thao tác, dụng cụ ), pha loãng, giảm kích thước,

đồng nhất mẫu, vùng làm việc xung quanh…

Phân tích mẫu Thiết bị phân tích, thuốc thử, hóa chất sử dụng…

Yêu cầu chủ yếu của công tác chuẩn bị mẫu là:

• Mẫu phân tích cây trồng phải đại diện và phù hợp với mục đích phân tích, đạidiện cao cho vùng nghiên cứu

• Mẫu phân tích cần được lấy trong điều kiện môi trường đồng nhất (nhiệt độ, ẩmđộ ), cùng một thời điểm (thường vào buổi sáng đã hết sương, không mưa, nhiệt độkhông khí và cường độ ánh sáng ở mức trung bình )

• Chú ý đến các yếu tố canh tác như thời kỳ bón phân, thời kỳ tưới nước để chọnthời điểm lấy mẫu thích hợp

• Các mẫu riêng biệt phải được lấy ngẫu nhiên rải đều trên toàn bộ diện tích khảosát Số lượng và khối lượng mẫu ban đầu tuỳ theo yêu cầu khảo sát và mức độ đồngđều để xác định Các mẫu ban đầu được tập hợp thành một mẫu chung

• Mẫu phải được nghiền nhỏ đến độ mịn thích hợp tùy thuộc vào yêu cầu phân tích.

1.4.1 Phương pháp lấy mẫu

Tùy thuộc vào mục đích nghiên cứu mà lựa chọn cách lẫy mẫu thích hợp Thôngthường có một số cách lấy mẫu như sau:

 Lấy mẫu theo tầng phát sinh Khi nghiên cứu đất về phát sinh học hoặc nghiên cứutính chất vật lý, tính chất nước của đất thì tiến hành lẫy mẫu như sau:

Đào phẫu diện đất: chọn điểm đào phải đại diện cho toàn vùng nghiên cứu Phẫu

diện thường rộng khoảng 1,2m dài 1,5m, sâu đến tầng đá mẹ hoặc sâu 1,5m – 2m ở nhữngnơi có tầng đất dày

Lấy mẫu đất: lần lượt lấy mẫu đất từ tầng phát sinh dưới cùng lên đến tầng mặt.

Mỗi tầng, mẫu đất được đựng trong 1 túi riêng, có ghi nhãn rõ ràng Lượng đất lấy từ 0.5– 1kg là vừa Mỗi mẫu đất đều được ghi phiếu chỉ rõ: số phẫu diện, tầng (độ sâu lấy mẫu– cm), địa điểm lấy mẫu, ngày lấy mẫu và người lấy mẫu

 Lấy mẫu hỗn hợp: Nguyên tắc của lấy mẫu hỗn hợp là lấy các mẫu riêng biệt ởnhiều điểm khác nhau rồi hỗn hợp lại, lấy mẫu trung bình Thông thường lấy từ 5 – 10điểm rồi hỗn hợp lại để lấy mẫu trung bình (mẫu hỗn hợp) Khi lấy mẫu cần tránh các vịtrí cá biệt đại diện như: chỗ bón phân hoặc vôi tụ lại chỗ cây quá tốt hoặc quá xấu, chỗcây bị sâu bệnh Mẫu đất hỗn hợp được lấy như sau:

Lấy các mẫu riêng biệt: có thể áp dụng cách lấy mẫu theo đường chéo hoặc đường

thẳng góc (hình 1a và 1b) với địa hình vuông gọn, hoặc theo đường gấp khúc hoặc nhiềuđường chéo (hình 1c và 1d) với địa hình dài Lấy từ 5 – 10 mẫu riêng biệt, mỗi điểm lấykhoảng 200g đất bỏ dồn vào 1 túi lớn

Hình 2 Sơ đồ lấy mẫu Trộn mẫu và lấy mẫu hỗn hợp: các mẫu riêng biệt được băm nhỏ và trộn đều trên

giấy hoặc nilon (chú ý trộn càng đều càng tốt) Sau đó chia làm 4 phần theo đường chéo,lấy 2 phần đối diện nhau trộn lại được mẫu hỗn

Lượng đất của mẫu hỗn hợp lấy khoảng 0,5 – 1kg, cho vào túi vải, ghi phiếu mẫu,ghi bằng bút chì đen để tránh nhòe, nhất là đất ướt

Mẫu đất là dạng mẫu rắn và tùy vào mục đích phân tích mà ta có các cách lấy mẫu

là lấy mẫu theo thời gian và lấy mẫu theo tầng lớp cụ thể như sau

BẢNG 4 Các cách lấy mẫu theo thời gian

Lấy mẫu từng giờ/ ngày/

tuần/ thángLấy mẫu theo vùng, tầngkhông gian khác nhau

Theo dõi, kiểm traquá trình của chấtcần nghiên cứ biếnthiên như thế nào

Lấy mẫu Lấy bất kỳ không theo thời gian định sẵn Kiểm tra đột xuất

 Lấy mẫu theo tầng hay lớp

- Mục đích: xác định hàm lượng tại mỗi độ sâu khác nhau

- Cách lấy: theo cách lấy mỗi tầng sâu khác nhau riêng

 Lấy mẫu theo dòng chảy – thủy triều

- Mục đích: xác định hàm lượng tại mỗi vùng, khu dòng chảy khác nhau

- Cách lấy: theo cách lấy ở mỗi vùng có dòng chảy riêng biệt

 Lấy mẫu theo hướng gió:

- Mục đích: xác định hàm lượng theo hướng gió khác nhau

- Cách lấy: theo cách lấy theo hướng gió thuận hay ngược

Các dụng cụ phục vụ cho lấy mẫu, chứa mẫu và bảo quản mẫu phân tích phải thỏamãn các yêu cầu:

 Đủ độ sạch yêu cầu của đối tượng phân tích theo mức độ phân tích yêu cầu

 Không làm sai lệch các thành phần các chất của mẫu phân tích

 Phù hợp với mỗi loại mẫu cần lấy về trạng thái, độ sâu, lượng mẫu

 Dụng cụ đo phải được xử lý và kiểm tra lại trước khi dùng bằng cách phù hợpcho nguyên tố, hay đối tượng của các chất cần phân tích

Dụng cụ lấy mẫu đất:

- Khoan lấy mẫu nông hoá 0,5m hoặc cuốc, xẻng đào đất lấy mẫu nông hoá

- Túi nilon đựng mẫu đất, sổ sách, biểu mẫu, nhãn…

Để lấy mẫu đất ta có thể dùng cuốc hoặc xẻng thay thế Cách làm phủi sạch cỏ rác,dùng xẻng hoặc cuốc xắn đất ở độ sâu từ 0 – 30 cm Lấy mẫu đất ở mặt lát cắt phẳng, ở 2

độ sâu từ 0 – 15cm và từ 15 – 30 cm Lấy mẫu ở độ sâu từ dưới lên sau đó bỏ chung vàomột túi nilon Ghi nhãn cho mẫu đất.

Hình 3 Các thiết bị chuyên dụng để lấy mẫu

1.4.2 Phương pháp bảo quản

Mẫu sau khi lấy ngoài hiện trường, có thể chưa được phân tích ngay, mẫu có thể bịnhiễm bẩn, làm ảnh hưởng tới kết quả phân tích Vì vậy, cần phải lưu ý đến vấn đề bảoquản mẫu nhằm giảm thiểu sự biến đổi vật lí, hóa học, sinh học có thể diễn ra từ thời điểmlấy mẫu đến lúc phân tích

Mẫu đất nếu có kích thước lớn thì phải đập vỡ và nghiền lại sau khi làm khô bằngnhiều cách như làm khô trong không khí, làm khô trong tủ sấy, làm khô trong thiết bịlạnh Mẫu đất đựng trong các lọ thủy tinh, hộp nhựa có nắp hoặc túi polyêtilen có nhãn vàphiếu ghi rõ: ký hiệu ngoài đồng, ký hiệu trong phòng nơi lấy mẫu, độ sâu lấy mẫu, loạiđất và các yêu cầu phân tích

Mẫu được để trên giá trong phòng để mẫu Phòng để mẫu phải thoáng, sạch, khôráo, không có các loại khí như NH3, H2S, HCl tốt nhất bảo quản trong phòng lạnh Tùyvào mẫu mà có cách bảo quản cụ thể, hiện nay có ba cách bảo quản thường được sử dụng

là bảo quản lạnh và tránh tiếp xúc trực tiếp với nhiệt hoặc ánh sáng mặt trời (ướp đá,trong tủ lạnh ở nhiệt độ thích hợp, để tối), sử dụng bình chứa mẫu thích hợp, và bổ sungcác hóa chất bảo quản