BÀI GIẢNG PHÂN TÍCH CHẤT LƯỢNG ĐẤT

XÁC ĐỊNH LƯỢNG NƯỚC TRONG ĐẤT VÀ HỆ SỐ KHÔ KIỆT XÁC ĐỊNH LƯỢNG NƯỚC TRONG ĐẤT VÀ HỆ SỐ KHÔ KIỆT Thông thường mẫu đem phân tích ở 2 dạng: - Mẫu đất hong khô trong không khí - Mẫu đất

Phần II:

PHÂN TÍCH CHẤT LƯỢNG ĐẤT

Phần II:

PHÂN TÍCH CHẤT LƯỢNG ĐẤT

- Các chất hòa tan trong nước của đất

- Các kim loại nặng trong đất

PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU ĐẤT VÀ

CHUẨN BỊ MẪU ĐẤT

PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU ĐẤT VÀ

CHUẨN BỊ MẪU ĐẤT

LẤY MẪU ĐẤT

Một số cách lấy mẫu phổ biến:

LẤY MẪU THEO TẦNG PHÁT SINH

Mục đích: Khi nghiên cứu đất về phát sinh học hoặc

nghiên cứu tính chất vật lý đất, tính chất nước của đất

Nguyên tắc:

- Mật độ phẫu diện trên một vùng đất

- Vị trí phẫu diện

LẤY MẪU THEO TẦNG PHÁT SINH

- Chiều dày lớp đất được lấy là 10cm, khối lượng mẫu đất được lấy là 1kg.

- Mỗi mẫu đất đều được ghi phiếu.

LẤY MẪU THEO TẦNG PHÁT SINH

Phương pháp:

­ Đào phẫu diện đất

­ Lấy mẫu đất

LẤY MẪU HỖN HỢP

Mục đích: nghiên cứu về hóa học, nghiên cứu động thái

các chất dinh dưỡng của đất hoặc nghiên cứu tác động của khí quyển đối với môi trường đất khô và ướt.

Nguyên tắc:

1 Nguyên tắc của lấy mẫu hỗn hợp là lấy các mẫu riêng biệt ở nhiều điểm khác nhau rồi hỗn hợp lại, lấy mẫu trung bình

LẤY MẪU HỖN HỢP

Nguyên tắc:

2 Lấy mẫu đất nông hoá vào mùa khô

3 Độ sâu của lấy mẫu đất nông hoá ở tầng canh tác

LẤY MẪU HỖN HỢP

Nguyên tắc:

4 Số lượng mẫu:15 - 20, khối lượng khoảng 0,5 kg

5 Các mẫu đất được lấy theo quy tắc "đường thẳng góc" hoặc quy tắc "đường dích dắc"

LẤY MẪU HỖN HỢP

Nguyên tắc:

6 Một số vị trí đặc biệt không được tiến hành lấy mẫu.

7 Yếu tố xác định mật độ của mẫu hỗn hợp.

8 Công cụ lấy mẫu và độ chính xác khi lấy mẫu.

CÁCH LẤY MẪU RIÊNG BIỆT

Phương pháp:

­ Với địa hình vuông gọn

­ Với địa hình dài

CÁCH LẤY MẪU RIÊNG BIỆT

Hình 1: Lấy mẫu theo đường thẳng góc và đường chéo

CÁCH LẤY MẪU RIÊNG BIỆT

Hình 2: Lấy mẫu theo đường dích dắc và nhiều đường chéo

Hình 2: Lấy mẫu theo đường dích dắc và nhiều đường chéo

Bảng: kích thước khu đất lấy mẫu và số lượng mẫu theo mục đích

nghiên cứu

Bảng: kích thước khu đất lấy mẫu và số lượng mẫu theo mục đích

nghiên cứu

PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ, ĐÓNG GÓI MẪU TẠI CHỖ

 Mẫu đất được gói bằng giấy (nếu khô), bằng túi vải hoặc túi nilong bóng kính sạch Mỗi mẫu đất đều phải

có nhãn

XỬ LÝ MẪU

Có một số chỉ tiêu bắt buộc phải phân tích ngay sau khi lấy mẫu đất ở trạng thái tươi, đó

là các chỉ tiêu liên quan đến các nguyên tố dễ

bị chuyển hóa khi tiếp xúc với không khí Còn thông thường, với các chỉ tiêu hóa học khác, người ta phân tích đất ở trạng thái khô.

2 PHƠI KHÔ MẪU

 Mẫu đất lấy từ đồng ruộng về phải được hong khô trong nhà

 Để tăng cường quá trình làm khô đất có thể lật đều mẫu đất

khí là tốt nhất

MẪU TRUNG BÌNH

Đất sau khi đã khô không khí được lấy mẫu trung bình theo phương pháp ô chéo góc

Hình 3: Trộn mẫu và lấy mẫu trung bình

(1)

(2)

(3)

(4)

3 NGHIỀN VÀ RÂY MẪU

Đất sau khi đã hong khô, đập nhỏ rồi nhặt hết xác thực vật và các chất lẫn khác Dùng phương pháp

ô chéo góc lấy khoảng 500 gram đem nghiền

Đất sau khi lấy, hong khô

• Nghiền trong cối sứ

• Đựng trong lọ thủy tinh hoặc túi

nilong

• Phân tích thành phần hóa học

Rây 0,25 mm

Rây 1 mm Rây 2 mm

Nghiền đất

• Cân sỏi đá > 2mm, rồi đổ đi

• Nghiền 1/2 lượng đất đã qua rây 2mm

• Nghiền nhỏ đất đã qua rây 1 mm

• Phân tích khoáng, mùn, nitơ tổng số

PHÁ MẪU

Phương pháp: tro hóa ướt

Mục đích: xác định hàm lượng các chất tổng số

Tiến hành:

- Cân 1g đất cho vào bình kenđan sạch

- Thêm 10ml H2SO4 đặc vào bình và lắc nhẹ cho hòa tan và đưa lên bếp đun đến khi hết khói trắng thì thêm 0,5ml axit peclorit HClO4 và đun tiếp đến khi dung dịch chuyển màu trắng trong suốt

- Chuyển toàn bộ mẫu vừa phá sang bình định mức

100 bằng nước cất 2 lần

XÁC ĐỊNH LƯỢNG NƯỚC TRONG ĐẤT

VÀ HỆ SỐ KHÔ KIỆT

XÁC ĐỊNH LƯỢNG NƯỚC TRONG ĐẤT

VÀ HỆ SỐ KHÔ KIỆT

Thông thường mẫu đem phân tích ở 2 dạng:

- Mẫu đất hong khô trong không khí

- Mẫu đất tươi mới lấy về.

XÁC ĐỊNH LƯỢNG NƯỚC TRONG ĐẤT VÀ

- Dựa vào khối lượng giảm sau khi sấy tính được lượng nước của đất

XÁC ĐỊNH LƯỢNG NƯỚC TRONG ĐẤT VÀ HỆ

Lượng nước hút ẩm = W2 – W3

W3 – W1 X 100

XÁC ĐỊNH LƯỢNG NƯỚC TRONG ĐẤT VÀ HỆ

100

100 – lượng nước (%)

Phân tích các tính chất vật lý của đất

Thành phần cơ giới (TPCG)

TPCG của đất là hàm lượng phần trăm của những nguyên tố cơ học có kích thước khác nhau khi đoàn lạp đất ở trong trạng thái bị phá hủy

Ý nghĩa của TPCG: phản ảnh khả năng giữ nước của đất, là một trong những yếu tố quyết định độ phì nhiêu của đất

Thành phần cơ giới (TPCG)

 Các phương pháp phân tích TPCG đất bao gồm:

- Phương pháp ngoài đồng ruộng

- Phương pháp rây

- Phương pháp phân tích trong môi trường chất lỏng, chủ yếu

là trong nước Trong môi trường nước có 2 trường hợp:

+ Trong môi trường nước chảy

+ Trong môi trường nước yên tĩnh

- Nguyên tắc của phương pháp phân tích trong môi trường nước dựa theo tốc độ chìm lắng của các cấp hạt, tuân theo định luật stockes

Thành phần cơ giới (TPCG)

Xác định thành phần cơ giới trên đồng ruộng (không có dụng cụ), gồm 2 phương pháp:

- Phương pháp khô: xác định khi đất ở trạng khô

- Phương pháp ướt: tẩm ướt đất trước khi xác định

Thành phần cơ giới đất Hình thái mẫu đất khi vê thành sợi

Sợi không được hình thành

Sợi liền nhau, vòng tròn nguyên

vẹn sau khi uốn

Sét Thành phần cơ giới đất xác định theo phương pháp ngoài đồng ruộng

Thành phần cơ giới (TPCG)

Phương pháp rây: sử dụng các rây có kích thước khác nhau để tách phần đá, dăm, cuội và phần cát ra khỏi đất, trước khi tiến hành phân tích trong dung dịch huyền phù

Phương pháp rây còn có thể được sử dụng trong trường hợp phân tích đất có TPCG nhẹ

Phương pháp:

-Đất hong không, giã và tán bằng chày, rây qua rây

1 mm, trộn đều, lấy 3 mẫu để tiến hành phân tích

Kiểm tra cacbonat: dùng HCl 10% để kiểm

tra, cho vài giọt vào đất

- Nếu không xuất hiện bọt khí CO2 thì dừng quá trình kiểm tra

- Nếu xuất hiện bọt khí CO2 thì tiếp tục công phá bằng HCl 0,2N cho đến khi ngừng sủi bọt này

- Sau khi khi công phá bằng HCl và NaOH, tiến hành phân tích TPCG trong dung dịch huyền phù

Đun sôi thể huyền phù 1 giờ  làm nguội dung dịch  chuyển toàn bộ dung dịch vào ống đong

có dung tích 1lit qua rây cỡ 0,25mm phần còn lại trên rây gồm những cấp hạt có kích thước > 0,25mm  chén sứ đã biết khối lượng, sấy

105oC đến khối lượng không đổi

Tiến hành phân tích cấp hạt phần trong ống đong dựa vào vận tốc lắng của phương trình Stokes

Tương quan kích thước cấp hạt và độ sâu ống hút (pipet), thời hạn lấy mẫu

Trong khi phân tích cần giữ ở điều kiện nhiệt độ

cố định

Hàm lượng các cấp hạt được tính ra phần trăm theo công thức:

X% =

Khối lượng thành phần có kích thước xác định (0,05 – 0,01; 0,01 – 0,005 mm; 0,005 – 0,001 và < 0,001 mm) được tính bằng cách trừ khối lượng hoặc hàm lượng phần trăm của thành phần tiếp theo

a.1000.100.k b.m

 Ví dụ:

1 Khối lượng đất khô không khí lấy khi phân tích là 10g; thêm vào dung dịch huyền phù 2 ml NaOH 1N để phá với hoàn toàn các vi đoàn lạp đất

2 Khối lương thành phần có kích thước 1 – 0,25 mm là 0,81g

3 Lượng tiêu hao khi xử lí bằng HCl là 0,232g;

4 Khối lượng thành phần trong 25cm 3 dung dịch;

Kích thước cấp hạt (mm) Khối lượng thành phần cấp

1 Tính thành phần cấp hạt tính ra % so với khối lượng đất khô?

3 Tính lượng tiêu hao khi xử lí bằng HCl?

 Khi thêm vào dung dịch huyền phù 2 ml NaOH 1N, tương ứng với 0,08g, nếu tính với lượng đất dùng phân tích 10g thì chiếm tỷ tệ ,8% Như vậy, thực tế hàm lượng cấp hạt nhỏ hơn 0,001 mm chỉ bằng 3,64 – 0,8 = 2,84%.

 5 Thành phần cấp hạt tính ra % so với khối lượng đất khô

10.25 0,075.100.1000.k

10.25 0,015.100.1000.k

10.25 0,009.100.1000.k

10.25

7 Lượng tiêu hao khi xử lí bằng HCl:

100 – (8,91 + 18,04 + 26, 4 + 2,64 + 3,16 + 2,552) = 38,3%

PHÂN LOẠI ĐẤT THEO TPCG

Phân loại đất theo tpcg theo phương pháp của

Limon 0,05 – 0,001 mm

Cát 2 – 0,05mm Đất cát Cát 0 - 20 0 - 20 80 - 100

Đất thịt

Thịt pha cát Thịt

100% limon 10

20 30 40 50 60 70 80 90

đất phân loại theo hình

tam giác đều của Mỹ

Dung trọng của đất

Định nghĩa: Dung trọng (khối lượng của một đơn

vị thể tích) của đất là tỉ số giữa khối lượng đất khô tuyệt đối ở trạng thái tự nhiên (kể cả những

lỗ hổng) của một thể tích xác định với khối lượng của nước có cùng thể tích ở 4oC

Phương pháp: Phương pháp xác định hiện đại và chính xác nhất là phương pháp tia gamma, dựa trên khả năng hấp phụ tia gamma trong mẫu đất Năng lượng của chùm tia gamma đi qua tỉ lệ nghịch với tổng khối lượng đất và thể tích trên một đơn vị thể tích.

- Tuy nhiên, phương pháp thuận tiện và phổ biến nhất là dùng ống đóng

- P: trọng lượng đất ở trạng thái tự nhiên

- V (cm 3 ): thể tích của đất tương ứng với trọng lượng P

- dv (g/cm 3 ) : dung trọng của đất

Theo thang đánh giá của Katrinski

Dung trọng nhỏ hơn 1 g/cm3: đất giàu chất hữu cơ

Dung trọng được coi là thích hợp khi chúng có những trị số sau đây:

- Đất sét và đất thịt 1,00 – 1,3

- Đất thịt nhẹ 1,10 – 1,40

- Đất cát pha 1,20 – 1,45

Tỉ TRỌNG THỂ RẮN

Tỉ trọng thể rắn (d) là tỉ số giữa khối lượng thể rắn của đất với khối lượng nước cùng một thể tích ở 40C

P: khối lượng thể rắn của đất trong một thể tích

cố định (không có những khoảng hổng không khí)

P1: khối lượng nước cùng thể tích ở 40C

P

1

P1

TỈ TRỌNG THỂ RẮN CỦA ĐẤT

Nguyên tắc xác định: Bản chất của phương pháp

là xác định thể tích của nước bị đẩy ra khỏi bình

tỉ trọng

Sử dụng bình picnomet có thể tích bằng 50 và

100 cm3 Trước khi xác định tỉ trọng, phải kiểm tra bình picnomet không ít hơn 3 lần  lấy kết quả trung bình

TRÌNH TỰ XÁC ĐỊNH TỈ TRỌNG

1 Xác định khối lượng picnomet

2 Khối lượng picnomet + nước ở nhiệt độ thời

7 Khối lượng của picnomet + đất khô không khí.

8 Khối lượng picnomet + đất khô tuyệt đối

9 Khối lượng đất khô tuyệt đối trong bình

BÀI TẬP

BÀI TẬP

1 Chiều dày của tầng đất cày là 22cm Dung trọng dv =

1,25 g/cm 3 Độ ẩm đất tính theo đất khô tuyệt đối là 25% Tính:

a Lượng đất tươi theo tấn/ha

b Khối lượng nước chứa trong tầng đất cày m 3 /ha

2 Chiều dày của tầng đất cày là 20cm Dung trọng của đất

dv = 1,25 Hàm lượng Na + có 0,2% trong phức hệ hấp phụ so với trọng lượng đất Như vậy cần bao nhiêu thạch cao (CaSO4.2H2O) để cho Ca 2++ của thạch cao có thể thay thế được ½ hoặc thay thế hoàn toàn Na+ trong phức hệ hấp phụ trong 1 ha đất tươi.

ĐỘ XỐP (ĐỘ RỖNG) CỦA ĐẤT

 Tổng số những khoảng hổng trong đất quy ra phần trăm so với thể tích của chúng gọi là độ hổng chung hoặc độ xốp của đất

v0

v .100

P% =Trong đó:

P: độ xốp của đất tính bằng %

v0: tổng thể tích các khoảng hổng trong đất, cm3

v: thể tích đất, cm3

XÁC ĐỊNH CÁC DẠNG ĐỘ CHUA VÀ

GIÁ TRỊ pH CỦA ĐẤT

XÁC ĐỊNH CÁC DẠNG ĐỘ CHUA VÀ

GIÁ TRỊ pH CỦA ĐẤT

1.Xác định pH KCl của đất (theo TCVN 4401 - 87)

1.1 Nguyên lý: tác động đất với dung dịch kali

clorua 1N đo pH của dịch rút được bằng pH mét

1.2 Tiến hành xác định:

Trước khi xác định, tiến hành kiểm tra và điều

chỉnh pH mét bằng 3 dung dịch đệm có pH: 4,01;

6,86; 9,18

•khuấy 1 phút hoặc lắc 5 phút

•18 - 20 giờ cho lắng trong

•Đọc trị số pH trên pH mét sau khi kim điện kế

ổn định từ 30 giây đến 1 phút

Chú ý: Trong quá trình đo liên tục nhiều dịch rút cần

thường xuyên kiểm tra và điều chỉnh pH mét bằng dung dịch đệm có pH = 6,86

•khuấy 1 phút hoặc lắc 5 phút

•18 - 20 giờ cho lắng trong

•Đọc trị số pH trên pH mét sau khi kim điện kế

ổn định từ 30 giây đến 1 phút

3 Xác định độ chua trao đổi

Xác định độ chua trao đổi của các loại đất được thực hiện theo phương pháp chuẩn độ

3.1 Nguyên tắc

Tác động đất với dung dịch kali clorua 1N, chuẩn

độ axit trong dịch rút được bằng dung dịch bazơ tiêu chuẩn, kết quả được tính bằng số  mili đương lượng gam axit trong 100g đất

• Khuấy 10 phút hoặc lắc 1 giờ, lọc ngay

• Hoặc khuấy 1 phút hoặc lắc 5 phút, sau

đó để yên 18 - 20 giờ mới lọc

Bromotresol đỏ tía từ vàng sang đỏ tía.

- Bromo phenol đỏ từ vàng sang đỏ.

- O - nitro timol xanh từ vàng sang xanh lá cây.

• cho vào bình tam giác cỡ 200 hoặc 250ml

• thêm 3 giọt chỉ thị

• chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn natri hydroxit

0,02N đến chuyển  màu chất chỉ thị

3.3 Tính kết qủa

 Độ chua trao đổi được tính bằng số miligam đương lượng cation H + (mg dlH + ) có trong 100g đất, theo công thức:

       X = V N 5

 Trong đó:

- V = số mililit natri hydroxit 0,02N đã tiêu thụ.

- N = nồng độ đương lượng của natri hydroxit.

- 5 = hệ số quy ra 100g đất

4 Xác định độ chua thủy phân của đất

4.1 Nguyên tắc

Tác động đất với dung dịch natri axetat 1N có pH

8,3 + 8,4 chuẩn độ dịch rút được bằng dung dịch

bazơ tiêu chuẩn và kết quả được biểu thị bằng số

miligam đương lượng H+ (mgdlH+) trong 100g đất

• Thêm 100ml dung dịch CH3COONa 1N

• Khuấy 10 phút hoặc lắc 1 giờ, lọc ngay

• Hoặc khuấy 1 phút hoặc lắc 5 phút, sau

đó để yên 18 - 20 giờ mới lọc

Chỉ thị chuyển thành màu hồng bền trong

1 phút

• cho vào bình tam giác cỡ 200 hoặc 250ml

• thêm 3 giọt chỉ thị phenolphtalein

• chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn natri hydroxit

0,02N đến chuyển  màu chất chỉ thị

Các chất hữu cơ của đất được chia thành 2 nhóm lớn: Chất mùn và chất không phải là chất mùn

Chất hữu cơ là phần quý nhất của đất: là kho dinh dưỡng cho cây trồng mà còn có ảnh hưởng rất lớn đến nhiều tính chất lý, hoá học của đất cũng như sức sản xuất của đất.

CHẤT HỮU CƠ TRONG ĐẤT

Chất hữu cơ của đất

Chất mùn Chất không phải chất mùn

Axít fulvic Axít Humic Vi sinh vật Tàn tích hữu cơ

Protein, lipit, đường Humin, Ulmin

VAI TRÒ CỦA CHẤT HỮU CƠ TRONG ĐẤT

• Chất hữu cơ tham gia tích cực vào quá trình phong hoá

VAI TRÒ CỦA CHC TRONG ĐẤT

• Chất hữu cơ có ảnh hưởng đến nhiều tính chất hoá học và hoá lý của đất.

XÁC ĐỊNH CHẤT HỮU CƠ THEO

3C + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4  3CO2 + 2K2SO4 + 2Cr2(SO4)3 + 8H2O

- Lượng K2Cr2O7 còn dư được dùng dung dịch muối có tính khử là FeSO 4 hay muối Morh (FeSO 4 (NH 4 ) 2 SO 4 6H 2 O ) để chuẩn:

K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4 Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+K2SO4+ 7H2O

- Chất chỉ thị cho quá trình chuẩn độ này thường dùng là axit phenylanthranilic (C 13 H 11 O 2 N), màu chuyển từ đỏ mận sang xanh lá cây.

K2Cr2O7 0,4N vào bình, lắc nhẹ bình Đậy bình bằng một chiếc phễu nhỏ Đun trên bếp, để dung dịch sôi ở

180 0 C đúng 5’

Lấy ra để nguội, dùng nước thêm

10 – 20ml vào xung quanh

thành bình

để rửa đicromat bám vào

Cho vào 4 giọt chỉ thị a phenylanthranilic 0,2% và chuẩn

độ bằng muối Morh 0,2N đến khi dung dịch chuyển từ tím mận sang xanh

lá cây.

Trình tự phân tích

Đồng thời làm một thí nghiệm trắng: cân 0,2g đất đã nung

hết chất hữu cơ cho vào bình tam giác, cho vào đúng 10ml

K2Cr2O7 0,4N và tiến hành các thủ tục như phân tích mẫu.

Tính kết quả

V: số ml muối Morh dùng chuẩn độ thí nghiệm mẫu

N: nồng độ đương lượng của dung dịch muối Morh

a: lượng mẫu đất lấy phân tích (g)

K: hệ số cuyển đổi từ mẫu khô không khí sang mẫu khô tuyệt đối

V0: số ml muối Morh dùng chuẩn độ thí nghiệm trắng

V: số ml muối Morh dùng chuẩn độ thí nghiệm mẫu

N: nồng độ đương lượng của dung dịch muối Morh

a: lượng mẫu đất lấy phân tích (g)

K: hệ số cuyển đổi từ mẫu khô không khí sang mẫu khô tuyệt đối