ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG hấp THU các NGUYÊN tố VI LƯỢNG (cu, fe, zn, mn) của đậu XANH TRÊN BA NHÓM đất CHÍNH (đất PHÙ SA, đất đỏ, đất xám)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT VÕ LÊ PHƯƠNG UYÊN ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP THU CÁC NGUYÊN TỐ VI LƯỢNG Cu, Fe, Zn, Mn CỦA ĐẬU XANH TRÊN BA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT

VÕ LÊ PHƯƠNG UYÊN

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP THU CÁC NGUYÊN TỐ VI LƯỢNG (Cu, Fe, Zn, Mn) CỦA ĐẬU XANH TRÊN BA NHÓM ĐẤT CHÍNH

(ĐẤT PHÙ SA, ĐẤT ĐỎ, ĐẤT XÁM)

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Ngành: Khoa học Đất

Cần Thơ - 2011

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

PGS.Ts Ngô Ngọc Hưng Sinh viên thực hiện:

Võ Lê Phương Uyên MSSV: 3084172

Lớp: Khoa học Đất K34

Cần Thơ - 2011

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài luận văn: “Đánh giá khả năng hấp thu các nguyên tố vi lượng (Cu, Fe, Zn, Mn) của đậu xanh trên ba nhóm đất chính (đất phù sa, đất đỏ, đất xám)” là công trình nghiên cứu của bản thân Các số liệu và kết quả trình bày

trong luận văn này là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kì tài liệu nào

nghiên cứu trước đây

Tác giả luận văn

Võ Lê Phương Uyên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT

XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Chứng nhận luận văn tốt nghiệp với đề tài:

“Đánh giá khả năng hấp thu các nguyên tố vi lượng (Cu, Fe, Zn, Mn) của đậu xanh trên ba nhóm đất chính (đất phù sa, đất đỏ, đất xám)”

Do sinh viên Võ Lê Phương Uyên , lớp Khoa Học Đất Khoá 34 thực hiện

Ý kiến đánh giá của Giáo viên hướng dẫn:

Cần Thơ, ngày…tháng…năm…

Giáo viên hướng dẫn

Ngô Ngọc Hưng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT

XÁC NHẬN CỦA BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT

Xác nhận đề tài: “Đánh giá khả năng hấp thu các nguyên tố vi lượng (Cu, Fe, Zn, Mn) của đậu xanh trên ba nhóm đất chính (đất phù sa, đất đỏ, đất xám)”

Do sinh viên Võ Lê Phương Uyên, lớp Khoa Học Đất Khoá 34 thực hiện

Ý kiến đánh giá của bộ môn:

Cần Thơ, ngày…tháng…năm… Bộ môn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT

XÁC NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG BÁO CÁO

Hội đồng chấm báo cáo luận văn tốt nghiệp chấp nhận đề tài: “Đánh giá khả năng hấp thu các nguyên tố vi lượng (Cu, Fe, Zn, Mn) của đậu xanh trên ba nhóm đất chính (đất phù sa, đất đỏ, đất xám)”

Do sinh viên Võ Lê Phương Uyên, lớp Khoa Học Đất K34 thực hiện

Luận văn tốt nghiệp đã được hội đồng đánh giá ở mức:

Ý kiến đánh giá của Hội đồng:

Cần Thơ, ngày…tháng…năm…

Chủ tịch hội đồng

LỜI CẢM TẠ

Lời đầu tiên Con xin kính dâng lên Ba Mẹ suốt đời đã vất vả và tạo điều kiện cho con học tập nên người

Mãi biết ơn

Sự tận tâm hướng dẫn của Thầy Ngô Ngọc Hưng vừa là cố vấn học tập và cũng là người hướng dẫn đã giúp em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp Kính chúc Thầy dồi dào sức khoẻ

và thành công

Sự tận tụy truyền đạt kiến thức từ Quý Thầy, Cô Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng, trường Đại học Cần Thơ

Sự nhiệt tình giúp đỡ của quý Thầy Cô, quý Anh Chị trong bộ môn Khoa học đất đã giúp đỡ

và tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình làm thí nghiệm để em hoàn thành tốt bài luận văn này Kính chúc thầy cô và các anh chị luôn dồi dào sức khỏe và công tác tốt

Sự động viên, cổ vũ, chia sẻ và giúp đỡ của các bạn lớp Khoa học đất khoá 34 trong suốt khóa học và quá trình thực hiện luận văn Chúc các bạn được nhiều sức khỏe và thành công trên con đường học vấn của mình

Trân trọng kính chào !!!

Tác giả luận văn

Võ Lê Phương Uyên

Họ và tên cha: Võ Hiền Đức

Họ và tên mẹ: Lê Thị Ngời

Phần II - QUÁ TRÌNH HỌC TẬP CỦA BẢN THÂN

Năm 1995 – 2000: học tại trường tiểu học Long Tuyền 1

Năm 2000 – 2004: học tại trường Trung Học Cơ Sở Long Tuyền

Năm 2004 – 2007: học tại trường Trung Học Phổ Thông Trà Nóc

Năm 2008 – 2012: học tại trường Đại học Cần Thơ

Ngành Khoa Học Đất – Khóa 34 (2008 – 2012), Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng và đã tốt nghiệp Kỹ sư ngành Khoa Học Đất vào tháng 12/2011

Phần III - ĐỊA CHỈ LIÊN HỆ

7/14 khu vực Bình Thường A – phường Long Tuyền – Quận Bình Thủy – thành phố Cần Thơ

Điện thoại : 01222169289

Hàm lượng các nguyên tố vi lượng (Cu, Fe, Zn, Mn) của thân lá đậu xanh

có xu hướng cao nhất ở đất phù sa và giảm trên đất đỏ đến đất xám Lượng

thức (0,15-0,31g/chậu) Lượng Mn hấp thu trong đậu xanh trên đất xám

Cần phân tích thêm hàm lượng các nguyên tố Cu, Fe, Zn và Mn có trong đất để thấy rõ lượng hấp thu của đậu xanh từ đất Nghiên cứu thêm khả năng hấp thu của đậu xanh trên nhiều nhóm đất khác (ví dụ: Đất mặn, đất phèn…) tạo tiền đề đánh giá sự khác biệt của các nhóm đất trên thực vật nói chung và đậu xanh nói riêng

Từ khóa: Đậu xanh, đất phù sa, đất đỏ, đấtt xám, nguyên tố vi lượng.

iv

v

vi vii viii

x

xi xii

1.2.1 Chức năng các nguyên tố vi lượng (Cu, Fe, Zn, Mn) trong đất

1.3.1 Hiện trạng canh tác đậu xanh trên thế giới 13

2.4 Phương pháp sử lý số liệu 20

3.1 Đánh giá hàm lượng (mg/kg) các nguyên tố Cu, Fe, Zn

và Mn của thân lá đậu xanh hấp thu được trên ba nhóm đất với nhau theo từng nguyên tố

3.2 Đánh giá hàm lượng (mg/kg) các nguyên tố Cu, Fe, Zn

và Mn của thân lá đậu xanh hấp thu được trong từng nhóm đất

24

3.2.1 Hàm lượng (mg/kg) các nguyên tố Cu, Fe, Zn và

Mn của thân lá đậu xanh trên đất phù sa

24

3.2.2 Hàm lượng (mg/kg) các nguyên tố Cu, Fe, Zn và

Mn của thân lá đậu xanh trên đất đỏ

25

3.2.3 Hàm lượng (mg/kg) các nguyên tố Cu, Fe, Zn và

Mn của thân lá đậu xanh trên đất xám

26

3.4 Đánh giá lượng hấp thu (g/chậu) các nguyên tố Cu, Fe,

DANH SÁCH HÌNH

1.2

Tương quan giữa lượng vi lượng được hút thu và sự sinh

trưởng trên cây trồng

10

1.3 Số lượng nguyên tử của các nguyên tố cần thiết trong cỏ

Alfafa vào giai đoạn trổ bông được trình bày theo thang log

10

1.4 Các mức độ thiếu, bình thường và độc trong thực vật đối

với nhiều nguyên tố vi lượng

11

1.5 Sự xuất hiện triệu chứng thiếu của các nguyên tố dinh

dưỡng trên bộ phận cây trồng

12

1.6 Vị trí và dạng triệu chứng thiếu của một số vi lượng 13

3.1 Hàm lượng (mg/kg) các nguyên tố Cu, Fe, Zn và Mn trên ba

nhóm đất được thân lá đậu xanh hấp thu

22

3.2 Hàm lượng (mg/kg) các nguyên tố Cu, Fe, Zn và Mn của

thân lá đậu xanh trên đất phù sa

24

3.3 Hàm lượng (mg/kg) các nguyên tố Cu, Fe, Zn và Mn của

thân lá đậu xanh trên đất đỏ

26

3.4 Hàm lượng (mg/kg) các nguyên tố Cu, Fe, Zn và Mn của

thân lá đậu xanh trên đất xám

27

DANH SÁCH BẢNG

1.1 Các dạng chủ yếu của 4 nguyên tố vi lượng, trong đất

và hàm lượng trong sản phẩm sau thu hoạch

3.2 Tổng lượng hấp thu (g/chậu) nguyên tố Cu, Fe, Zn và

Mn trên ba nhóm đất

29

MỞ ĐẦU

Đậu xanh (Phaseolas Ayreus Roxb) là cây họ đậu được trồng lâu đời ở nước ta, là cây

thực phẩm chủ yếu dùng lấy hạt Trong hạt đậu xanh còn chứa rất nhiều chất khoáng, vitamin, protein… Thân lá cây đậu xanh chứa nhiều nguyên tố đa, vi lượng nên được dùng làm phân hữu cơ để cải tạo cho đất, tăng độ phì nhiêu cho đất trong điều kiện xen canh, luân canh như hiện nay Ở nhiều vùng đất đậu xanh được trồng và chăm sóc ở những điều kiện khác nhau nên khả năng hấp thu dinh dưỡng từ đất của đậu xanh cũng khác nhau, nhất là các nguyên tố vi lượng Thời gian gần đây, nhiều nghiên cứu khoa học tập trung vào các nguyên tố vi lượng trong trồng trọt chủ yếu là trên thực vật cũng được quan tâm rất nhiều, tuy cây trồng cần các nguyên tố vi lượng với hàm lượng rất nhỏ nhưng nó có vai trò quan trọng gia tăng năng suất và khả năng sinh trưởng của cây trồng thậm chí với một sự khác biệt nhỏ hàm lượng cũng gây ra sự khác biệt đáng kể cho cây trồng (Claudio C Pasion, 2001) Tuy nhiên, chưa có nhiều nghiên cứu, đánh giá khả năng hấp thu của đậu xanh trên ba nhóm đất (đất phù sa, đất đỏ, đất xám) khác nhau như thế nào và hàm lượng các nguyên tố vi lượng trong ba nhóm đất có khác biệt với nhau không

Do đó, đề tài “Đánh giá khả năng hấp thu các nguyên tố vi lượng (Cu, Fe, Zn, Mn) của đậu xanh trên ba nhóm đất chính (đất phù sa, đất đỏ, đất xám)” được thực hiện nhằm

đánh giá khả năng hấp thu và hàm lượng các nguyên tố vi lượng trên ba nhóm đất và là

cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo Các mục tiêu nghiên cứu của đề tài:

(i) Đánh giá lượng hấp thu vi lượng (Cu, Fe, Zn, Mn) của đậu xanh trên đất phù sa

ở Đồng bằng sông Cửu Long, đất đỏ ở Tây nguyên và đất xám bạc màu ở Bình Phước;

(ii) Khảo sát ảnh hưởng của các nghiệm thức lô khuyết trên khả năng hấp thu các

nguyên tố vi lượng (Cu, Fe, Zn, Mn) của đậu xanh giữa các nhóm đất

(iii) Xác định sinh khối của đậu xanh để tính lượng hấp thu (g/chậu) các nguyên tố

vi lượng (Cu, Fe, Zn, Mn)

CHƯƠNG 1: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 1.1 Đặc điểm chung về cây đậu xanh

Cây đậu xanh (Mungbean, Green bean) có tên khoa học là Phaseolas Ayreus Roxb thuộc

họ cây đậu đỗ quan trọng đứng hàng thứ ba sau đậu nành và đậu phộng (hai loại cây công nghiệp ngắn ngày) Có khả năng thích ứng rộng, chịu hạn khá và có thể thích nghi với các vùng điều kiện khắc nghiệt Mặc khác, giá trị sinh học của đậu xanh rất quan trọng, phân đạm mà cơ thể cây đậu xanh hấp thụ và giữ lại được là 40,66% (Bressani, 1973) có tác dụng rất tốt trong cải tạo, bồi dưỡng đất vì sau khi trồng đậu xanh đất được tơi xốp và tăng được một lượng đạm khoảng 30-70kg/ha (Hutman, 1962) Các nốt sần ở rễ cung cấp đạm cho cây (tương đương 20-40kgN/ha hay 42-85kg phân urea/ha) (Dương Minh, 1999)

Cây đậu có thời gian sinh trưởng ngắn (60-70 ngày) từ lúc mọc mầm đến chín Nhiệt độ trung bình để đậu sinh trưởng và phát triển là từ 23-25oC nhưng phát triển tốt nhất ở nhiệt

độ từ 25-32oC đậu xanh là loại cây ưa ánh sáng nên ánh sáng được cung cấp đầy đủ thì lá

sẽ dày có màu xanh đậm và ra hoa quả nhiều Theo Chuang và Hulbell (1978) nhu cầu nước của cây đậu xanh là 3,2mm/ngày và ẩm độ để cây sinh trưởng tốt là từ 70-80% Nên được sử dụng nhiều trong các mô hình xen canh, luân canh ở miền Nam

1.2 Chức năng của các nguyên tố vi lượng

Nguyên tố vi lượng có ý nghĩa rất quan trọng đối với đời sống sinh vật, sự thiếu vi lượng

có thể đưa đến ảnh hưởng nghiêm trọng trên cây trồng như: cây không tăng trưởng, năng suất thấp và ngay cả cây trồng bị chết Bổ sung vi lượng trên đất thiếu vi lượng có thể đưa đến sự gia tăng bất ngờ về phẩm chất và năng suất cây trồng

Vấn đề thiếu vi lượng trên cây trồng được quan tâm vì các lý do sau:

- Sự tăng năng suất do thâm canh kèm theo là số lượng lớn của vi lượng sẽ bị lấy đi khỏi đất từ sản phẩm thu hoạch

- Công nghệ tinh chế phân bón làm giảm các tạp khoáng mà các tạp khoáng này lại chứa một lượng vi lượng có ý nghĩa

- Kiến thức về dinh dưỡng cây trồng và phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm ngày càng được nâng cao đã giúp chẩn đoán thiếu vi lượng tốt hơn so với trước đây

- Nông sản được trồng trên đất thiếu vi lượng đưa đến thiếu khoáng vi lượng trên người, ngay cho dù cây trồng không có biểu hiện triệu chứng thiếu

Vấn đề vi lượng cũng được quan tâm về mặt độc tính khi nồng độ cao Mức độc của vi lượng đối với cây trồng hoặc động vật có thể phát sinh do điều kiện tự nhiên của đất, do ô

nhiễm, hoặc do sử dụng đất không hợp lý Hàm lượng của vi lượng cao trong đất thường đưa đến ô nhiễm nguồn nước và như thế sẽ đe doạ đến sức khoẻ con người và động vật (Ngô Ngọc Hưng, 2004)

Mặc khác, các nguyên tố vi lượng còn thực hiện những chức năng quan trọng trong hoạt động sống của cơ thể thực vật Các nguyên tố vi lượng tham gia vào các quá trình oxy hóa-khử, quang hợp, trao đổi N và cacbonhydrat của thực vật, tăng tính chống chịu của cơ thể thực vật đối với các điều kiện bất lợi của môi trường Thiếu hụt các nguyên tố vi lượng có thể gây nên nhiều bệnh tật và không hiếm trường hợp cây bị chết ở tuổi cây con (Nguyễn Như Khanh và Cao Bằng Phi, 2006)

1.2.1 Chức năng các nguyên tố vi lượng (Cu, Fe, Zn, Mn) trong đất

Lược đồ tổng quát phản ảnh các đường dẫn khác nhau đối với nguyên tố vi lượng trong

đất được trình bày trong hình 1.1 Sự chiếm ưu thế của một tiến trình nhất định sẽ phụ

thuộc vào loại nguyên tố và loại đất Hàm lượng vi lượng hoà tan có thể được tạo ra từ các nguồn như sự phong hoá, khoáng hoá chất hữu cơ, hoặc do bón vào dạng muối hoà tan Dạng vi lượng hoà tan này có thể trải qua một số phản ứng Nhiều chất vi lượng hoà tan có thể dễ dàng kết tụ trong đất Một số có thể bị hấp thu do cây trồng hoặc vi sinh vật Sản phẩm của thu hoạch hoa màu qua nhiều vụ sẽ lấy đi một lượng đáng kể của vi lượng

từ đất Chất mùn, là sản phẩm của thải thực vật, cũng là nguồn dự trử của vi lượng mà nó

sẽ được vi sinh vật phân huỷ và phóng thích chất vi lượng hữu dụng lại cho cây trồng

Sự hấp phụ các vi lượng bởi chất hữu cơ hoặc khoáng sét là cơ chế quan trọng làm giảm nguồn vi lượng hoà tan trong dung dịch đất Cuối cùng, các vi lượng có thể bị rửa trôi khỏi đất Tuy nhiên, sự mất vi lượng trong dung dịch đất qua tiến trình rửa trôi là không đáng kể

Hình 1.1 Chu kỳ các nguyên tố vi lượng trong đất (Foth et al 1996)

Các dạng vi lượng trong đất

Trong đất vi lượng tồn tại ở hai dạng Vi lượng dạng vô cơ xuất hiện một cách tự nhiên trong khoáng chất của đất Loại mẫu chất mà đất được phát triển và hình thành đất xác định nguyên tố vi lượng nào có trong đất Khi những khoáng chất bị phá huỹ trong quá trình hình thành đất, vi lượng dần dần được phóng thích dưới dạng hữu dụng cho cây trồng Có 2 nguồn vi lượng hữu dụng trong đất: Dạng ngoại hấp trên keo đất (là những phân tử đất rất nhỏ) và dạng muối hoà tan trong dung dịch đất

Dạng vô cơ: Dạng của nguyên tố vi lượng thay đổi đáng kể trong các loại đất Khoảng

biến động về hàm lượng của các nguyên tố này được trình bày trong bảng 1.1

Dạng khoáng của các nguyên tố vi lượng được sản sinh từ sự phân huỷ khoáng và trong tiến trình hình thành đất Trong một số trường hợp, dạng oxid và sulfide của các nguyên

tố như Fe, Mn, và Zn được hình thành (bảng 1.1) Các khoáng silicate thứ sinh, bao gồm

các khoáng sét có thể chứa số lượng đáng kể của Fe và Mn và một lượng nhỏ của Zn

Bảng 1.1 Các dạng chủ yếu của 4 nguyên tố vi lượng, trong đất và hàm lượng trong sản

phẩm sau thu hoạch (Brandy N.C và csv.2002)

Nguyên tố Dạng chủ yếu Khoảng biến

động Kg/ha/15cm

Hàm lượng tiêu biểu

Đất Kg/ha/15cm

Cây trồng

Kg trong cây/ha

Tỷ lệ Đất/cây

cơ là nguồn vi lượng quan trọng cho phì nhiêu đất

Dạng hòa tan trong dung dịch đất: Các dạng vi lượng chiếm ưu thế trong dung dịch đất

được liệt kê trong bảng 1.2 Sự hiện diện của các dạng này được quyết định do pH và

điều kiện thoáng khí của đất Các cation đơn giản có khuynh hướng chiếm ưu thế dưới điều kiện đất chua Dạng hydroxy cation càng chiếm ưu thế khi pH đất gia tăng Đối với

Mn sự di động đặc biệt bị ảnh hưởng từ pH

Bảng 1.2 Các dạng của nguyên tố vi lượng chiếm ưu thế trong dung dịch đất (Lindsay,1792)

Nguyên tố vi lượng Dạng chiếm ưu thế trong dung dịch đất

+, Fe(OH)2+, Fe3+

pH cao, đồng có thể bị kết tủa ở dạng hydroxit, oxide hoặc hydroxid-cacbonate chất hữu

cơ tạo phức với đồng chặt hơn bất cứ các nguyên tố hóa trị 2+ khác (Mc Bride, 1994).Tổng giá trị hàm lượng Cu tổng số trung bình trong đất những loại khác nhau trên tất cả thế giới thì được báo cáo dao động khoảng giữa 20 và 30 mg/kg (Alloway, 1995) Tuy nhiên, giá trị dưới 10 mg/kg thì thường được trích dẫn (cited) phổ biến và như vậy, phạm

vi toàn cầu hàm lượng đồng trung bình được nói đến (cited) là từ 8 mg/Kg trong đất cát axit đến 80 mg/Kg trong đất sét nặng (heavy loamy soils) (Kabata-Pendias và Pendias 2001) Các nguồn khác (Aaseth and Norseth 1986; ATSDR 1990) đưa ra phạm vi toàn cầu hàm lượng Cu trong đất khoảng từ 2-250 mg/Kg

Sắt trong đất: Trong đất, Fe xuất hiện phổ biến ở những dạng oxit và hyđroxit, như những hợp chất vô định hình, những phân tử nhỏ, trong keo đất và mạch bao phủ trên những khoáng chất khác hoặc các hạt Sự tích lũy Fe trong các phiến sét và nốt sần quan sát thấy phổ biến nhất Ngoài ra, Fe thường bị kiềm giữ (dạng chelate) bởi những chất hữu cơ bền vững có mùn và không mùn, đặc biệt trong những lớp đất mặt (Karczewska, 2002) Những hợp chất hữu cơ và khoáng của Fe thì dễ dàng chuyển đổi trong đất, và cả vật chất hữu cơ và những vi sinh vật xuất hiện có một tác động đáng kể trong sự hình thành của những oxit Fe, cũng như những dạng của chúng (tinh thể, bán tinh thể (semicrystalline),

vô định hình) Đặc biệt một số vi khuẩn (ví dụ: Thiobacillus, Metallogenium sps.) tham gia trong sự tích lũy và chu trình của Fe (Megonigal et al 2003) Tan (1998) đã nhấn mạnh rằng cơ chế ràng buộc khác nhau giữa những sinh vật sống, như vi khuẩn và nấm, đất sét và chất mùn tham gia vai trò cốt yếu trong sự phân bố Fe và những dạng Sự lắng

tụ của Fe do sự tích tụ của Fe(OH)3 ở bề mặt tế bào vi khuẩn quá trình tương đối phổ biến trong đất (Paul và Clark, 2000)

Phần lớn sự thiếu Fe trong đất xuất hiện trong điều kiện khí hậu khô cằn và có liên quan đến đất vôi hóa và kiềm, hay những loại đất cụ thể khác Trong vùng khí hậu ẩm ướt, với những loại đất axit chiếm ưu thế, sự thiếu hụt Fe thì phần lớn không xuất hiện Tuy nhiên, một số hoạt động của con người, như bón phân không đúng cách và ảnh hưởng đến cân bằng hóa học của đất bởi những hoạt động khắc phục, có thể ảnh hưởng đến sự hiện diện

Fe thấp trong thực vật Bocanegra et al, (2004) báo cáo rằng Fe có thể là một nguồn dễ

dàng sẵn có cho thực vật

Kẽm trong đất: nguồn gốc kẽm là trong đất, trầm tích sông, nước ngầm, không khí và sinh vật kẽm hiện diện trong môi trường chủ yếu là từ các hoạt động của con ngườitrong hoạt động nông nghiệp được biết để tăng hàm lượng Cu của lớp đất bề mặt Zn được phân bố không đều trong đất và nồng độ của nó khoảng giữa 10 đến 300mg/kg, với hàm lượng trung bình khoảng 50mg/kg (Malle 1992) Zn di động chủ yếu tùy thuộc vào sự hòa tan các hydroxid, cacbonat và sulfite kẽm, sự thay đổi của pH (Đặng Kim Chi, 1999) Mặc dù

Zn rất di động trong hầu hết các loại đất, trong những lớp đất sét và SOM thì có khả năng giữ Zn rất mạnh, đặc biệt ở chế độ pH kiềm và trung tính (Kabata-Pendias và Pendias

2001; Peganova và Edler 2004; Shtangeeva et al, 2005b)

Mangan trong đất: Hàm lượng của Mn hòa tan trong đất bị ô nhiễm kim loại thay đổi rất cao phụ thuộc vào pH của đất Những sự thay đổi này bởi một nhân tố từ 7,8 đến 270 của

tỉ lệ đất axit (pH = 2,5) đến đất kiềm (pH = 9-10), phụ thuộc vào tính chất của đất (Karczewska, 2002) Tất cả những hợp chất Mn là những thành phần cấu thành rất quan trong của đất Sự di động của Mn trong đất thì phụ thuộc rất cao vào pH và tiềm năng oxy hóa khử những thay đổi rất nhỏ của Eh-pH cũng có thể ảnh hưởng đến Mn được chứa trong dung dịch đất Hàm lượng của Mn trong các dung dịch đất biến đổi rất cao từ 25-2000µg/L, phụ thuộc vào những loại đất và những phương pháp kỹ thuật đạt được trạng thái hòa tan (Kabata-Pendias và Pendias 2001)

1.2.2 Chức năng của các nguyên tố vi lượng (Cu, Fe, Zn, Mn) trong cây

Các nguyên tố vi lượng đóng vai trò phức tạp trong dinh dưỡng cây trồng Một số vi

lượng tham gia trong một số hệ thống phân hoá tố (bảng 1.3) Có sự khác biệt đáng kể về

chức năng đặc biệt của các nguyên tố vi lượng trong cây trồng và trong tiến trình sinh trưởng của vi sinh vật Thí dụ, Cu, Fe, và Mo có khả năng hoạt động như là chất mang điện tử trong hệ thống phân hoá tố mà nó đua đến các phản ứng oxy hoá-khử trong cây trồng Cấc phản ứng này là các bước cần thiết trong quang tổng hợp và nhiều tiến trình biến dưỡng khác Zn và Mn hoạt động trong nhiều hệ thống phân hoá tố như là cầu nối giữa các phân hoá tố với cơ chất để từ đó nó có thể hoạt động

Bảng 1.3 Chức năng của các nguyên tố vi lượng trong thực vật bậc cao

Kẽm Hiện diện trong nhiều phân hoá tố: dehydrogenase, proteinase,

peptidase; xúc tiến kích thích tố sinh trưởng và hình thành tinh bột; xúc tiến sự chín và hình thành hạt

Sắt Hiện diện trong nhiều phân hoá tố: peroxodase, catalase, và cytochrome

oxidase; được tìm thấy trong ferodoxin mà chất này tham gia trong phản ứng oxy hoá-khử (thí dụ sự khử NO3-, SO42- và sự cố định N); quan trọng trong sự hình thành diệp lục tố

Đồng Hiện diện trong phân hoá tố laccase và nhiều oxidase khác; quan trọng

trong quang tổng hợp, biến dưỡng carbohydrate và protein, và có lẽ trong cố định đạm

Mangan Hoạt hoá các phân hoá tố decarboxylase, dehydrogenase, và oxidase;

quan trọng trong quang tổng hợp, biến dưỡng đạm, và đồng hoá đạm

Cu khoảng 3-8 mg/kg Trung bình hàm lượng Cu trong cây trồng dùng để ăn (food plant) khác biệt cho thấy sự biến đổi khá nhỏ giữa các quốc gia Hàm lượng cao Cu trong cỏ, khoảng từ 2-10mg/Kg và trong cỏ 3 lá, từ 7-15mg/kg (Alina Kabata-Pendias và Arun B.Mukherjee, 2007)

Sắt trong cây: Cơ chế của sự hấp thụ Fe bởi thực vật và vận chuyển trong thực vật, cũng như chức năng trao đổi chất của nó đã được ghi nhận từ nhiều nghiên cứu bởi vì Fe là một kim loại chìa khóa (key metal) trong sự vận chuyển năng lượng cần thiết cho sự tổng hợp

và những quá trình sống khác của tế bào Hiện tại những kiến thức về vấn đề này đã được xem xét bởi một số nhà khoa học và được biên soạn bởi Kabata-Pendias và Pendias (2001)

Kẽm trong cây: Zn tham gia vai trò chuyển hóa thiết yếu trong thực vật, là một thành phần hoạt động của những trạng thái khác nhau của enzym, như là dehydrogenase, proteinases, peptidases, và phosphohyrolases Như vậy, chức năng cơ bản Zn thì có liên

quan đến sự chuyển hóa của carbonhydrate, protein và phosphate và cả những auxin, RNA, và sự hình thành ribomsome Sự thiếu Zn trong thực vật được theo dõi chung khi thực vật chứa ít hơn 20 mg/kg và những ảnh hưởng độc tính có thể xảy ra và khi hàm

lượng vượt 300–400 mg/kg (Boawn và Rasmussen 1971; Vitosh et al, 1994) Những giá

trị này có lẽ (These values may), tuy nhiên, khác biệt đáng kể bởi vì: “Sự thiếu Zn phản ánh cả những yêu cầu của mỗi kiểu di truyền và tác động của sự tương tác của Zn với yếu

tố khác trong mô thực vật” (Kabata-Pendias và Pendias 2001)

Mangan trong cây: Mn là nguyên tố cần thiết cho sự chuyển hoá N trong một số vi sinh vật và cây trồng Nồng độ của Mn khá dao động trong các loại thực vật, từng bộ phận và trong suốt giai đọan sinh trưởng Thông thường hàm lượng tăng cao ở những bộ của cây lâu năm Giữa những thực vật làm thức ăn, hàm lượng Mn cao hơn trong hạt ngũ cốc, trung bình 27–50 mg/kg (Kabata-Pendias và Pendias, 2001)

Mn và Fe là thành phần của nitrogenase, là chất cần thiết cho tiến trình cố định N cộng

sinh và không cộng sinh Zn đóng vai trò trong tổng hợp protein, trong sự hình thành một

số kích thích tố sinh trưởng thực vật và trong tiến trình sinh sản của một số cây trồng Cu

có liên quan đến quang tổng hợp và hô hấp và trong sử dụng Fe Nó cũng kích thích sự gỗ

hoá của vách tế bào

Mọi thứ đều trở thành độc nếu sử dụng với lượng lớn Khi hàm lượng dinh dưỡng trong

đất thấp, sinh trưởng cây trồng sẽ giảm (khoảng thiếu) (hình 1.2) Khi hàm lượng dinh

dưỡng gia tăng, cây trồng hút nhiều hơn và gia tăng sinh trưởng (khoảng đủ), nếu hàm lượng dinh dưỡng trong đất cao hơn nữa, cây trồng sẽ hút quá nhiều đưa đến các phản ứng sinh lý trái nghịch (khoảng thừa)

Hình 1.2 Tương quan giữa lượng vi

lượng được hút thu và sự sinh trưởng trên cây trồng Khi bổ sung dinh dưỡng trong khoảng thiếu, sinh trưởng của cây trồng thuận lợi hơn Trong khoảng đủ, cây trồng hút thu tất cả dinh dưỡng cho nhu cầu Khi hàm lượng dinh dưỡng ở khoảng thừa, sự thừa dinh dưỡng gây ra phản ứng sinh lý bất lợi đưa đến cây trồng

bị giảm tăng trưởng hoặc chết

rất khác nhau (hình 1.3)

Hình 1.3 Số lượng nguyên

tử của các nguyên tố cần thiết trong cỏ Alfafa vào giai đoạn trổ bông được trình bày theo thang log Lưu ý là lượng nguyên tử H nhiều hơn 10.000 lần so với nguyên tử Mo Tuy nhiên cây trồng không thể phát triển bình thường mà không

có Mo [Viets, 1965]

Khoảng giới hạn hàm lượng nhiều loại vi lượng trong mô thực vật được xem là thiếu, đủ

và độc được trình bày trong hình 1.4

Hình 1.4 Các mức độ thiếu, bình

thường và độc trong thực vật đối với nhiều nguyên tố vi lượng Lưu ý là khoảng giới hạn được trình bày theo thang log và giới hạn trên của Mn là khoảng 10.000 lần giới hạn dưới của Mo

và Ni Khi sử dụng hình này ta nên lưu ý

là các loài thực vật có khả năng rất khác nhau về tích luỹ và chịu đựng các mức

độ của vi lượng

[Brady N.C và csv 2002]

Sự xuất hiện triệu chứng thiếu thì hơi khác nhau đối với mỗi loại cây trồng và loại dinh dưỡng Tuy nhiên, có sự xác định về một số đặc tính di truyền về triệu chứng thiếu cho mỗi loại dưỡng chất Mỗi triệu chứng thiếu dưỡng chất đều có sự khác nhau về: màu sắc,

vị trí thiếu trên cây, lá úa và, sự chết hoại rìa lá

Triệu chứng thiếu thường được biểu hiện khi cung cấp không đủ dinh dưỡng và điều này được sử dụng trong chẩn đoán Hầu hết các vi lượng là tương đối bất động trong cây là vì cây không thể vận chuyển hiệu quả chất dinh dưỡng từ lá già sang lá non Do đó, triệu

chứng thiếu thường thể hiện rõ nét nhất trong lá non (hình 1.5 và 1.6)

Sự thiếu hụt Mn thường phổ biến trong một vài loại cây trồng trồng trên đất trung tính và vôi Trong đất, sự tương tác giữa rễ cây với vi khuẩn (ở vùng rễ) có thể tạo điều kiện thuận lợi cho sự oxy hóa hòa tan Mn2+ không có sự hiện diện của cation Mn3+ hay Mn4+(Rengel, 2004) Phần lớn những nhóm cây trồng không bị ảnh hưởng từ sự thiếu Mn ở nồng độ trên khoảng 15–25 mg/kg Theo Rengel (2004) cho rằng nồng độ Mn trong trong

vỏ cây nhựa dao động khoảng từ 2 đến 910 µM/l, do đó nồng độ yêu cầu, để giữ giới hạn thấp nhất của Mn trong hạt ngũ cốc (10–20 mg/kg), khoảng giữa 25 và 100 µM/l Độc tính của Mn trên thực vật cũng xuất hiện cao trên đất kiềm, ở pH = 8, nơi mà phức hợp anion Mn có thể được hình thành Có sự khác biệt giữa những loài thực vật và kiểu di truyền trong sự nhảy cảm đến Mn Trong số những nhóm thực vật, ngũ cốc, những cây họ đậu và khoai tây thì bị ảnh hưởng nhất khi hàm lượng Mn vượt giới hạn trong quá trình

phát triển Chức năng sinh lý từ đặc tính độc của Mn thì liên kết phần lớn với những tác động làm suy yếu trong họat động của một số enzym và một số hóc-môn, cũng như một

số a-mi-no axit tổng hợp Sức chịu đựng của thực vật khi hàm lượng Mn vượt giới hạn có một khả năng tích tụ Mn ở rể/hay lắng tụ MnO2 trong các biểu bì Nhìn chung, phần lớn thực vật bị tác động bởi hàm lượng Mn chứa trong chúng khoảng 500mg/kg Tuy nhiên,

sự tích tụ hàm lượng trên 1000mg/kg trong một số loài thực vật có sức chống chịu cao hay những kiểu di truyền, và trên 10000mg/kg trong sự tích lũy cao đã được báo cáo (Greger, 1999) Foy (trích trong Kabata-Pendias và Pendias, 2001) cho rằng Mn có liên quan đến những đặc tính của thực vật và những quá trình trao đổi chất

Triệu chứng thiếu kẽm trên bắp là trường hợp điển hình cho sự chẩn đoán Các sọc trắng rộng phân bố hai bên gân lá của cây bắp non Tuy nhiên triệu chứng thiếu có thể biến mất khi nhiệt độ đất ấm hơn và

hệ thống rễ của cây trưởng thành phát triển nhiều hơn trong khối đất

Hình 1.5 Sự xuất hiện triệu chứng thiếu của

các nguyên tố dinh dưỡng trên bộ phận cây

trồng (Dierolf T.S và csv 2001)

1.3 Hiện trạng canh tác đậu xanh trên thế giới và trong nước

1.3.1 Hiện trạng canh tác đậu xanh trên thế giới

Trên thế giới đậu xanh được phân bố chủ yếu ở các vùng nhiệt đới và á nhiệt đới, là cây trồng khá quen thuộc ở Châu Á Có khả năng thích ứng rộng, chịu hạn khá và có thể thích nghi với các vùng có điều kiện khắc nghiệt Khu vực Đông và Nam Châu Á, cây đậu xanh được trồng nhiều ở các quốc gia như: Ấn Độ, Pakistan, Bangladesh, Thái Lan, Philippin, Indonexia; hiện nay đã được phát triển tại một số quốc gia ở vùng ôn đới, ở Châu Úc, lục địa Châu Mỹ

1.3.2 Hiện trạng canh tác đậu xanh trong nước

Ở Việt Nam, đậu xanh đã được trồng lâu đời, khắp nơi trong cả nước, nhưng bị xem là cây trồng phụ tận dụng đất đai, lao động nên năng suất khiêm tốn Từ năm 1983, năng suất và sản lượng tăng nhưng chậm và không liên tục Năng suất đậu xanh thời kỳ 1981-

1985 là 5,5 tạ/ha, 1986-1991 là 5,9 tạ/ha Năm 1999 là năm có năng suất cao nhất: 8,2 tạ/ha nhờ sự chuyển đổi giống mới Năng suất đậu xanh ở các tỉnh phía Nam thường cao hơn ở các tỉnh phía Bắc, một số vùng ở An Giang, Đồng Tháp, Hậu Giang đã đạt gần 20 tạ/ha trong vụ Đông Xuân vì có nhiều điều kiện thích hợp cho canh tác đậu xanh (Phạm Văn Thiều, 2002)

Hình 1.6 Vị trí và dạng triệu chứng thiếu của một số vi lượng

(Dierolf T.S và csv 2001)

1.4 Sơ lược về ba nhóm đất của ba vùng

1.4.1 Nhóm đất phù sa đồng bằng sông Cửu Long

Nhóm đất phù sa bao gồm những loại đất được bồi tụ từ những sản phẩm phù sa của sông không chịu ảnh hưởng của các quá trình mặn hóa hay phèn hóa Về mặt hình thái nhóm đất phù sa mang đặc tính xếp lớp (Fluvic properties) (theo FAO-UNESCO)

Đất phù sa đồng bằng sông Cửu Long có diện tích khoảng 850.000 ha ( lớn thứ hai sau diện tích đất phèn đồng bằng Nam Bộ) Phân bố dọc hai bên bờ sông Tiền Giang và Hậu Giang Đây là lớp đất phù sa trẻ nhất của nước ta (Trần Văn Chính, 2006)

Khí hậu của vùng đồng bằng sông Cửu Long mang tính chất khí hậu nhiệt đới với hai mùa mưa và mùa khô phân chia rõ rệt trong năm Đặc biệt, mùa khô kéo dài ở đây đã chi phối tới hình thái đất khá rõ, phần lớn các phẩu diện đất phù sa sông Cửu Long có tầng loang lỗ đỏ vàng đặc trưng

1.4.2 Nhóm đất đỏ Tây Nguyên

Đất đỏ được hình thành trên nhiều loại đá mẹ khác nhau như bazan, điabaz, gabro, đá vôi… Đất đỏ gặp nhiều ở dạng địa hình khác nhau: cao nguyên lượn sóng, dốc thoải, dốc

và chia cắt mạnh (Trần Văn Chính, 2006)

Đất đỏ Tây Nguyên chủ yếu là đất nâu đỏ (Fd)–Rhodic Ferralsols ( FRr) được hình thành

từ đá mẹ bazan và đất nâu đỏ phát triển trên đá vôi Ngoài ra, còn có một diện tích nhỏ đất nâu vàng (FX)–Xanthic Ferralsols (FRx) là sản phẩm phong hóa của đá macma bazo, macma trung tính và đá vôi trong điều kiện nhiệt đới ẩm (theo FAO-UNESCO)

Đất đỏ có thành phần cơ giới nặng, kết cấu hạt và viên, độ xốp cao Có hàm lượng P2O5tổng số cao nhưng hàm lượng P2O5 dể tiêu nghèo Hàm lượng K2O tổng số và trao đổi trung bình và nghèo

1.4.3 Nhóm đất xám Bình Phước

Nhóm đất xám được hình thành do sự tác động của một số quá trình: rửa trôi, tích lũy Fe, Al; tích lũy chất hữu cơ và mùn Theo phân loai của FAO-UNESCO (1996) đất xám có nguồn gốc từ các nhóm: đất xám bạc màu, đất đỏ vàng (Feralit), đất mùn vàng đỏ trên núi Đất xám được hình thành từ đất phù sa cổ bao phủ 33% diện tích Đông Nam Bộ Độ sâu của lớp vật chất này thay đổi từ 2-7m và chủ yếu là màu xám (PW Moody và Phan Thị Công, 2008)

Nhìn chung đất xám bạc màu chua (pHH2O:4,92; pHKCl:3,66), nghèo chất dinh dưỡng, thường xuyên khô hạn Theo Phan Thị Công (2008) hạn chế phổ biến của đất xám là hàm lượng chất hữu cơ trung bình-thấp, kali dự trữ thấp đặc biệt là các tầng bên dưới bề mặt

đất và thường xuyên có hiện tượng đóng váng và dính dẽ Các loại cây được trồng thường

là điều, cao su, khoai, sắn… là những cây chịu hạn tốt

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Phương tiện nghiên cứu

2.1.1 Vật liệu nghiên cứu

 Đất thí nghiệm: Đất được lấy trên tầng mặt (độ sâu 0-20cm) trọng lượng đất cho mỗi chậu nhựa thí nghiệm: 5kg đất/chậu nhựa

Đất phù sa: Đất nông trại (lấy tại khoa Nông Nghiệp và SHƯD–Trường Đại Học Cần Thơ)

Đất đỏ: Lấy tại khu Nông Lâm Nghiệp Tây Nguyên–tỉnh Đăklăk

Đất xám: Lấy tại vườn cao su tỉnh Bình Phước

% C

H2O (1:2,5)

KCl (1:2,5)

Tỉ lệ 1:2,5

trích bão hòa

Phân bón: Phân urea, supper lân và KCl được sử dụng và bón theo công thức: 90-300-90

Và bón khuyết theo lô NT

2.1.3 Dụng cụ phân tích

Bếp vô cơ

Máy nghiền mẫu thực vật

Máy so màu: máy hấp thu nguyên tử

Chậu nhựa dùng trong thí nghiệm : Đường kính 28cm, chiều cao 25cm

2.1.4 Thời gian và địa điểm thí nghiệm

Thí nghiệm trồng đậu: Thực hiện từ ngày 7 tháng 6 đến ngày 9 tháng 8 năm 2011

Địa điểm: Nhà lưới khoa Nông Nghiệp và SHƯD

Thời gian thực hiện khoảng 60 ngày (kể từ ngày gieo hạt đến khi thu hoạch cuối cùng)

+ thu hoạch đợt 1: 2-8-2011

+ thu hoach đợt cuối: 9-8-2011

Phân tích mẫu: Từ ngày 20 tháng 9 đến 13 tháng 11 năm 2011 (tại phòng phân tích bộ môn Khoa học đất khoa Nông Nghiệp và SHƯD)

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Giai đoạn chuẩn bị

Đậu xanh giống (CS-208) có thể gieo trực tiếp vào chậu Do đậu xanh là loại hạt vỏ mõng nên không cần ủ nảy mầm trước Mỗi chậu được gieo 5 hạt

Đất thí nghiệm mang về được xáo trộn kỹ và cân trọng lượng chia đều vào mỗi chậu Trước khi gieo hạt 1 ngày, đất được xới đảo và tưới ẩm

Chậu trồng đậu được bố trí trên sàn nhà lưới, các chậu được bố trí ngẫu nhiên và đồng đều về khoảng cách giữa các chậu trong mỗi nhóm đất, ánh sáng, nhiệt độ và ẩm độ Các nghiệm thức được tưới nước mỗi ngày 2 lần: Sáng và chiều

2.2.2 Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí theo thể thức khuyết hoàn toàn ngẫu nhiên với 4 nghiệm thức và 3 lần lập lại

(iii) NT 3: Thiếu lân (NK)

(iv) NT 4: Thiếu kali (NP)

Mỗi chậu được gieo 5 hạt Đến giai đoạn ra 3 lá thật loại bỏ những cây yếu sinh trưởng kém, trung bình 3cây/chậu

Tổng số chậu cho thí nghiệm: 4 nghiệm thức x 3 lần lập lại x 3 nhóm đất = 36 chậu

2.2.3 Phương pháp bón phân

Công thức bón phân: 90-300-90/ha

Thời gian bón phân:

- Đợt 1: 10 ngày sau khi gieo hạt (16-6-2011), bón toàn bộ lân (P), 1/3 đạm (N), 1/3 kali (K)

- Đợt 2: 25 ngày sau khi gieo hạt (30-6-2011), bón 1/3 đạm (N), 1/3 kali (K)

- Đợt 3: 35 ngày sau khi gieo hạt (11-7-2011), bón 1/3 đạm (N), 1/3 kali (K) còn lại

2.2.4 Phương pháp thu và bảo quản mẫu

Mẫu được thu 2 đợt:

- Đợt 1: Thu mẫu trái đậu đã khô (ngày 2-8-2011)

- Đợt 2: Thu mẫu trái, thân và lá (ngày 9-8-2011)

Mẫu cây và lá sau khi xác định trọng lượng tươi, rửa sạch và phơi nắng cho khô chuyển mẫu vào tủ sấy ở nhiệt độ 65oC, sấy đến khi trọng lượng không đổi Sau đó cân để xác định trọng lượng khô của mẫu

Mẫu sau khi được sấy khô ở nhiệt độ 65oC đến khi trọng lượng không đổi, nghiền nhỏ bằng máy nghiền mẫu thực vật và bảo quản trong túi kính để xác định các hàm lượng Cu,

Fe, Zn, Mn trong thân lá

2.2.5 Phương pháp phân tích

Mẫu thực vật được phân tích tại phòng phân tích bộ môn Khoa Học Đất

Xác định hàm lượng các nguyên tố vi lượng (Cu, Fe, Zn, Mn) trong thân lá: Mẫu nghiền mịn, vô cơ hóa bằng hỗn hợp acid HNO3-HClO4 (tỷ lệ 2:1)

Hàm lượng Cu, Fe, Zn, Mn được đo trên máy hấp thu nguyên tử (AAS) ở các bước sóng

2.3.2 Công thức tính tổng lượng hấp thu của thân lá đậu trong mỗi chậu nghiệm thức

000 1

c

C

x M

Trong đó: Cc là nồng độ nguyên tố vi lượng trong thân lá đậu xanh (mg/kg),

Ct: Tổng lượng nguyên tố vi lượng cây đậu xanh hấp thu trong chậu (g/chậu),

M: Trọng lượng khô cây đậu (g/chậu)

2.4 Phương pháp xử lý số liệu

Sử dụng phần mềm Microsoft Office Excel để tính toán và vẽ đồ thị

Phần mềm SPSS 13 được sử dụng để xử lý số liệu Phép thử Duncan được dùng để kiểm tra mức độ khác biệt giữa các nghiệm thức ở độ ý nghĩa 5%