SỰ CHUYỂN hóa các CHẤT DINH DƯỠNG TRONG đất

Sự tương tác của các tính chất vật lý, hóa học và vi sinh vật của đất sẽ quyết định khả năng hữu dụng của các chất dinh dưỡng trong đất đối với cây trồng. Nghiên cứu các tiến trình vật lý, hóa học và sinh học trong đất giúp chúng ta có khả năng quản lý đất một cách thích hợp để tăng cường sự hữu dụng của các chất dinh dưỡng trong đất và khả năng sản xuất của cây trồng. Mục đích của bài này là tóm tắt các phản ứng trao đổi ion trong đất, sự di chuyển của ion trong dung dịch đất và sự hấp thu ion của cây trồng.

CHƯƠNG CÁC QUAN HỆ CƠ BẢN GIỮA ĐẤT VÀ CÂY TRỒNG BÀI 1: SỰ CHUYỂN HÓA CÁC CHẤT DINH DƯỠNG TRONG ĐẤT Tổng quát tiến trình mơi trường đất Sự tương tác tính chất vật lý, hóa học vi sinh vật đất định khả hữu dụng chất dinh dưỡng đất trồng Nghiên cứu tiến trình vật lý, hóa học sinh học đất giúp có khả quản lý đất cách thích hợp để tăng cường hữu dụng chất dinh dưỡng đất khả sản xuất trồng Mục đích tóm tắt phản ứng trao đổi ion đất, di chuyển ion dung dịch đất hấp thu ion trồng Sự cung cấp chất dinh dưỡng đến rễ trồng tiến trình động Cây hấp thu chất dinh dưỡng (cation anion) từ dung dịch đất giải phóng lượng tương ứng ion H+, OH-, HCO3- Khi có thay đổi nồng độ ion dung dịch đất, dung dịch đất đệm (cung cấp) ion bị hấp thụ bề mặt khống sét đất Khi có ion dung dịch đất dẫn đến giải phóng phần tương ứng ion từ bề mặt khống sét Đất ln có chứa khống chất tái bổ sung vào dung dịch đất với nhiều loại ion khác Ngược lại nồng độ ion dung dịch đất tăng lên bón phân hay nguyên nhân khác nhờ tính đệm dẫn đến hấp thụ hay kết tủa ion Các tiến trình vi sinh vật đất biến động vi sinh vật hấp thu ion dung dịch đất thành chất dinh dưỡng cho chúng từ chúng tổng hợp thành mô riêng chúng, vi sinh vật chết ion giải phóng trả lại cho dung dịch đất Chính hoạt động vi sinh vật hình thành phân giải chất hữu thành mùn đất Các tiến trình động phụ thuộc nhiều vào cung cấp lượng (carbon) chất hữu cơ, chất khoáng, nhiều yếu tố khác Rễ trồng vi sinh vật sử dụng O2 từ đất thải CO cho hoạt động trao đổi chất chúng Kết nồng độ CO môi trường đất thường cao mơi trường khơng khí bên Sự khuếch tán chất khí đất chịu ảnh hưởng lớn ẩm độ đất yếu tố khác, yếu tố làm thay đổi pH dung dịch đất, hữu dụng chất dinh dưỡng đất, khả hấp thụ chất dinh dưỡng Nhiều yếu tố môi trường hoạt động người ảnh hưởng đến nồng độ ion dung dịch đất, nồng độ tương tác với tiến trình hóa học sinh học đất Tất tiến trình quan trọng, định đến khả hữu dụng chất dinh dưỡng trồng, nhiên tùy thuộc vào chất dinh dưỡng riêng biệt, tiến trình quan trọng tiến trình khác ngược lại Ví dụ, tiến trình vi sinh vật quan trọng hữu dụng N S phản ứng trao đổi bề mặt khoáng, ngược lại K, Ca Mg phản ứng trao đổi bề mặt quan trọng Dĩ nhiên, tiến trình diễn phức tạp nên phần mơ tả cách tổng quát hữu dụng chất dinh dưỡng trồng Dinh dưỡng hấp thu trồng Khơng khí đất 1 10 Chất hữu vi sinh vật Dung dịch đất 11 12 Các ion trao đổi hấp thụ bề mặt Các phần rắn khoáng đất Nước đất Hình 3.1 Các tiến trình dung dịch đất Sự trao đổi ion đất Sự trao đổi ion đất xảy bề mặt khống sét, hợp chất vơ cơ, chất hữu cơ, rễ Sự kết hợp ion với bề mặt phụ thuộc vào loại khoáng diện thành phần dung dịch đất có tính chun biệt cho loại ion tiến trình thuận nghịch cation hay anion thành phần rắn trao đổi với cation hay anion khác thành phần dung dịch Nhưng thành phần rắn tiếp xúc với nhau, trao đổi ion xảy bề mặt chúng Sự trao đổi cation thường xem quan trọng hơn, khả trao đổi anion phần lớn đất nông nghiệp thấp so với khả trao đổi cation Các phản ứng trao đổi ion đất có ý nghĩa quan trọng đến hữu dụng chất dinh dưỡng trồng Vì vậy, phải tìm hiểu chất trao đổi ion đất 2.1 Sự trao đổi cation 2.1.1 Các loại khoáng sét Thành phần rắn chiếm khoảng 50 % thể tích đất, phần thể tích lại chiếm giữ nước khơng khí Phần rắn gồm chất vô chất hữu với mức độ mùn hóa khác Thành phần vơ bao gồm hạt cát, thịt sét Trong số loại đất diện số mảnh vụn thô với hàm lượng khác Thành phần sét bao gồm chủ yếu khống silicate hình thành từ kết hợp tứ diện silica bát diện aluminum Cấu trúc tứ diện silica cation Si 4+ nối với anion OH- Một chuỗi dài tầng tứ diện bát diện nối kết với để hình thành tầng silicate Các khống sét silicate đất có cấu trúc dạng lớp (tầng) có nhóm là: 2:1, 2:1:1 1:1 Sét 1:1 bao gồm nhiều tầng tầng chứa silica aluminum Kaolinite khống sét quan trọng nhóm Sét 2:1 gồm nhiều tầng, tầng chứa silica aluminum, ví dụ sét 2:1 smectite (montmorillonite, mica illite) vermiculite Mica muscovite biotite khoáng nguyên sinh 2: thường có nhiều thành phần thịt cát đất Chlorite sét silicates có dạng tầng thường tìm thấy đất sét ngồi cấu trúc 2:1 nói có hydroxide tầng trung gian nên gọi sét 2:1:1 2.1.2 Nguồn gốc điện tích keo đất Nguồn điện tích (-) chủ yếu liên kết với silicates tầng bắt nguồn từ thay cation Si4+ hay Al3+ với cation có điện tích nhỏ Sự thay cation khoáng gọi thay đồng dạng xảy chủ yếu khống 2: 1, có thay khống 1: Sự thay đồng dạng xảy thời gian hình thành khống (hàng nghìn năm) nên không bị ảnh hưởng điều kiện môi trường Trong Mica thay Al 3+ cho cation Si4+ tầng tứ diện dẫn đến cân điện tích (-) Trong montmorillonite Mg 2+ hay Fe2+ thay cho Al3+ tầng bát diện dẫn đến cân điện tích (-) cho thay Trong khoáng vermiculite 2: thay đồng dạng xảy hai tầng tứ diện bát diện chia xẻ tính chất đặc biệt khống nên ảnh hưởng đến số lượng thật điện tích bề mặt (-) Bảng 4.1 tóm tắt tính chất này, ví dụ, thường thay đồng dạng xảy tầng tứ diện định vị điện tích (-) gần với bề mặt khống thay tầng bát diện Điện tích bề mặt (-) cao kết hợp với hình dạng đồng tầng tứ diện cho phép cation K+ trung hòa điện tích (-) hai tầng khống 2: Kết khoáng mica thể khoảng trống nhỏ để hấp dẫn cations Vì mica có khả trao đổi cation thấp montmorillonite bề mặt tầng trung gian không phơi bày ngồi 2.1.2 Các loại điện tích keo đất Điện tích âm (-) thay đồng dạng phân bố đồng bề mặt khống sét gọi điện tích thường xun, điện tích khơng bị ảnh hưởng pH dung dịch Nguồn điện tích (-) khác diện khoáng sét cạnh bị vỡ silicate tầng Số lượng điện tích (-) hay (+) cạnh bị vỡ tùy thuộc vào pH dung dịch đất Điện tích cạnh bị vỡ gọi điện tích phụ thuộc pH Trong điều kiện chua (pH thấp) cạnh bị vỡ mang điện tích dương ion H + thừa gốc Si – OH Al – OH bị phơi bày Khi pH dung dịch đất tăng, số ion H+ bị trung hòa điện tích âm cạnh bị vỡ tăng Khi pH > dẫn đến trung hòa gần toàn H+ gốc Si – OH Al – OH trường hợp điện tích âm cạnh bị vỡ tối đa Chỉ có – 10 % điện tích âm sét 2: điện tích phụ thuộc pH, ngược lại có 50 % điện tích âm khống sét 1: điện tích phụ thuộc pH Nguồn điện tích âm phụ thuộc pH khác cung cấp phân tử hữu phức tạp có liên quan đến mùn hay chất hữu đất Phần lớn điện tích âm bắt nguồn từ phân ly H+ từ gốc carboxylic acid (-COOH -COO- + H+) phenolic (C6H4OH  C6H4O- + H+) Khi pH tăng số ion H+ bị trung hòa nên điện tích âm bề mặt phân tử lớn gia tăng 2.1.3 Khả trao đổi cation đất Khả trao đổi cation đất thể tổng điện tích âm (-) hữu hiệu để thu hút ion có điện tích dương (+) dung dịch Đó tính chất hóa học quan trọng đất có ảnh hưởng mạnh mẽ đến hữu dụng chất dinh dưỡng đất CEC đất diễn tả ly đương lượng (milliequivalents) điện tích (-)/100 g đất khơ (meq/100 g đất) CEC thể tổng meq/100g cation giữ điện tích âm Đơn vị meq dùng thay cho trọng lượng CEC thể điện tích cation khác mang điện tích khác nên thường dùng đương lượng hay tổng điện tích để định lượng hóa CEC đất Các định nghĩa đương lượng trọng lượng đương lượng sau Trọng lượng nguyên tử: trọng lượng gram 6.10 23 nguyên tử chất Một mole chất có 6.1023 nguyên tử, phân tử, ions, hợp chất đơn vị trọng lượng nguyên tử grams/mole Trọng lượng đương lượng: khối lượng chất (ví dụ cation, anion, hợp chất phản ứng thay 1gram H+, tương đương với số lượng điện tích avogadro (+ hay -) Trọng lượng với trọng lượng gram 6.1023 điện tích, đơn vị trọng lượng đương lượng gram / đương lượng (g/eq) Tóm tắt định nghĩa trọng lượng nguyên tử trọng lượng đương lượng tương tự nhau: Trọng lượng nguyên tử = gram/6.1023 ion hay phân tử Trọng lượng đương lượng = gram/6.1023 điện tích Sử dụng đương lượng hóa học đất cách thuận lợi để diễn tả hàm lượng ion trao đổi đất Trong trao đổi cation vấn đề trọng lượng nguyên tử trọng lượng đương lượng có quan hệ sau: Trọng lượng đương lượng chất “A” = trọng lượng nguyên tử “A”/hóa trị A Ví dụ: Trọng lượng đương lượng K+ = 39 g/mole/(1 eq/mole) = 39 g/eq Trọng lượng đương lượng Ca = 40 g/mole/(2 eq/mole) = 20 g/eq Trọng lượng đương lượng AL = 27 g/mole/(3 eq/mole) = g/eq Vì hệ thống đơn vị SI thường sử dụng khoa học Vì meq/100 g trở thành cmol/ kg đơn vị SI; centimole điện tích / kg đất Sự chuyển đổi meq/100 g đất = cmol/ kg đất Trong phần sử dụng đơn vị meq/ 100 g phần lớn phòng phân tích sử dụng đơn vị để diễn tả CEC Nếu loại đất có chứa mole ion Ca2+(6.1023 ion) có 2.6.1023 điện tích Theo định nghĩa trọng lượng đương lượng trọng lượng 6.10 23 điện tích, có nghĩa đương lượng Ca2+ nặng 20 g/eq hay 20 g/6.1023 điện tích Cần nhớ mole Ca2+ nặng 40 g/6.1023 ion Sử dụng đương lượng để diễn tả nồng độ hay hàm lượng chất dinh dưỡng đất thuận lợi chất phản ứng trao đổi nói chung trao đổi cation nói riêng Nếu Ca 2+ thay K+ phức trao đổi cation Ca 2+ thay cation K+, đương lượng Ca 2+ thay đương lượng K + hay đương lượng cation khác Vì vậy: đương lượng chất A = đương lượng chất B, với A, B cation, hợp chất Khái niệm quan trọng để hiểu định lượng hóa nhiều phản ứng hóa học nghiên cứu độ phì phân bón Để xác định trọng lượng đương lượng hợp chất cần phải hiểu phản ứng liên quan hợp chất Ví dụ: CaCO3 +2HCl  Ca2+ +2Cl- +H2O +CO2 Như trọng lượng đương lượng CaCO phản ứng là: mole CaCO trung hòa hết mole HCl trọng lượng đương lượng = trọng lượng phân tử /2= 100/2 = 50 g/eq CEC khoáng sét phổ biến chất hữu trình bày bảng 3.1 Các loại đất có hàm lượng sét 2:1 chiếm ưu có khả trao đổi cation cao đất chủ yếu chứa sét :1 Bảng 3.1 CEC số keo đất phổ biến Khống sét Kiểu tầng Điện tích CEC Điện tích phụ tầng (cmol/kg) thuộc pH Kaolinitc 1:1 – 10 Cao Mica (illinite) 2:1 1,0 20 – 40 Thấp Vermiculite 2:1 0,8 120 – 150 Thấp Montmorillonitec 2:1 0,4 80 – 120 Thấp Chlorite 2:1:1 1,0 20 – 40 Cao Chất hữu 100 – 300 Cao CEC chịu ảnh hưởng lớn chất hàm lượng khoáng sét keo hữu diện đất Các loại đất có hàm lượng sét chất hữu cao có khả trao đổi CEC cao đất cát đất có hàm lượng chất hữu thấp Các ví dụ giá trị CEC loại đất có sa cấu khác sau: Cát (màu sáng) 3-5 meq/100 g Cát (màu tối) 10- 20 meq/100 g Thịt 10 – 15 meq/100 g Thịt nặng 15 – 25 meq/100 g Sét thịt pha sét 20 -50 meq/100 g Đất hữu 50 -100 meq/100 g 2.1.4 Các cation hấp thụ - trao đổi đất Các cation chủ yếu có liên quan với CEC thành phần rắn khác Ngoại 3+ trừ Al , hầu hết cation trao đổi chất dinh dưỡng trồng Trong đất chua cation chủ yếu Al3+, H+, Ca2+, Mg2+, K+, lượng nhỏ Na+ Trong đất trung tính kiềm cation chủ yếu Ca2+, Mg2+, K+, Na+ lượng nhỏ Al3+ Cation giữ vị trí trao đổi có lực hấp phụ khác nhau, cation bị giữ yếu dễ dàng bị thay hay trao đổi với cation khác Với hầu hết khoáng đất lực hấp phụ cation (hay lyotropic series) theo thứ tự sau: Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ = NH4+ > Na+ Các tính chất cation định lực hấp phụ hay giải phóng cation Đầu tiên lực hấp phụ tỉ lệ thuận với điện tích cation Ion H + kích thước nhỏ mật độ điện tích cao nên có áp lực hấp phụ mạnh, lực hấp phụ nằm Al3+ Ca2+ Kế đến lực hấp phụ cation có điện tích tương tự định kích thước hay bán kính cation ngậm nước (bảng 3.2) Khi kích thước cation ngậm nước tăng khoảng cách cation bề mặt sét tăng Các cation ngậm nước có kích thước lớn khơng thể nằm gần vị trí trao đổi ion có kích thước nhỏ hơn, kết cation bị giảm lực hấp phụ Bảng 3.2 Bán kính số nguyên tố Nguyên tố Trọng lượng Trọng lượng nguyên tử đương lượng (g/mol) (g/eq) 3+ Al 27 + H 1 2+ Ca 40 20 Mg2+ 24 12 + K 39 39 + NH4 18 18 + Na 23 23 H2PO497 97 2SO4 96 48 NO3 62 62 Cl 35 35 OH17 17 Bán kính ion (nm) Khơng ngậm Ngậm nước nước 0,051 0,099 0,066 0,133 0,143 0,097 0,96 1,08 0,53 0,56 0,79 Sự trao đổi cation với cation khác chủ yếu thực hàm lượng (nồng độ) cation cho vào Nguyên lý sử dụng để xác định CEC loại đất phòng thí nghiệm Tuy nhiên, có lượng nhỏ cation thêm vào, giải phóng hay trao đổi chịu ảnh hưởng cation bổ sung có liên quan Ảnh hưởng cation bổ sung xảy trao đổi cation với cation khác trở nên dễ dàng áp lực cation thứ ba hay cation bổ sung gia tăng Ví dụ, trao đổi NH4+ với Ca2+ xảy hoàn toàn Al3+ chiếm ưu hệ thống, so với hệ thống có cation bổ sung Na+ Bởi Na+ trao đổi với NH4+ dễ hơn, có NH4+ trao đổi với Ca2+ Vì NH4+ khơng dễ trao đổi với Al 3+ có nhiều NH4+ tồn dung dịch để trao đổi với Ca2+ 2.1.5 Xác định CEC Một phương pháp cổ điển để đo CEC trích mẫu đất với dung dịch 1N Amonium acetate trung tính Tất cation trao đổi keo đất thay ion NH 4+ CEC trở nên bão hòa với NH 4+ Nếu đất bảo hòa NH 4+ trích tiếp tục với dung dịch muối muối KCl 1N Các ion K + thay ion NH4+ đuợc hấp phụ trước đó, huyền phù đất-KCl lọc dịch lọc chứa ion NH 4+ bị đất hấp phụ trước Hàm lượng NH4+ số đo CEC Đất H+ Ca2+ Mg2+ + 9NH4Oac 9NH4+ Đất + + H+ Ca2+ Mg2+ K+ Al3+ K Al3+ Dung dịch đất Đất 9NH4+ + 9KCl Đất 9K+ Đất+ 9NH4+ + 9Cl Dung dịch Đất Ví dụ, giả sử nồng độ NH4+ dung dịch lọc 270 ppm (20 g đất trích với 200 ml dung dịch KCl) CEC tính sau: 270 ppm NH4+ = 270 mgNH4+/L 270 mg NH4+/L x (0,2 L/20 gram đất) = 2,7 mg NH4+/g đất (2,7 mg NH4+/g đất)/(18 mg NH4+ /meq) = 0,15 meq CEC/g đất 0,15 meq CEC/g đất x 100 = 15 meq /100g đất CEC = 15 meq/100 g đất 2.1.6 Độ bảo hòa base Một đặc tính quan trọng đất độ bão hòa base, định nghĩa % tổng CEC chiếm giữ cation kiềm ( Ca 2+, Mg2+, K+, Na+) để diễn tả độ bão hòa base, giả sử cation sau đo dịch trích 200 ml NH4Oac thu 20 g đất Ca2+ = 100 ppm Mg2+ = 30 ppm K+ = 78 ppm Na+=23 ppm Trọng lượng đương lượng cation tra bảng 3.2 Các tính sau sử dụng để diễn tả nồng độ cation đơn vị CEC xác định độ bão hòa base Ca2+ =100 ppm = 100 mg/L x(0,2L/20 g đất)/(20 mg/meq)x100/100 = meq Ca2+ Mg2+ =30 ppm =100 mg/Lx(0,2 L/20 g đất)/(12 mg/meq)x100/100 =2,5 meq Mg2+ K+ =78 ppm = 100 mg/L x(0,2 L/20 g đất)/(39 mg/meq)x100/100 = meq K+ Na+ =23 ppm = 100 mg/L x(0,2 L/20 g đất)/(23 mg/meq)x100/100 = meq Na+ Tổng số = 10,5 meq base / 100g Độ bão hòa base % =(tổng base/ CEC) x100 = |(10,5 meq/100 g)/(15 meq/100 g)| x100 = 70% % độ bão hòa cation tích tương tự Ví dụ, từ số liệu trước, % độ bảo hòa Mg2+ = (2,5 meq Mg/10,5 meq CEC) x100 = 23,8 %Mg Theo qui luật chung, độ bão hòa base (% BS) loại đất bình thường không canh tác, đất vùng khô hạn cao loại đất vùng khí hậu ẩm, canh tác lâu năm Mặc dù điều đúng, vùng khí hậu ẩm, BS % loại đất hình thành từ đá vơi hay loại đá phún xuất kiềm lại cao đất hình thành sa thạch hay loại đá phún xuất chua Sự hữu dụng cation dinh dưỡng Ca 2+, Mg2+, K+ trồng gia tăng theo gia tăng BS % Ví dụ, loại đất có BS 80 % cung cấp cation cho trồng sinh trưởng dễ dàng nhiều so với đất có BS 40 % Sự quan hệ BS % hữu dụng cation bị thay đổi chất keo đất Theo qui luật đất có hàm lượng keo hữu hay keo 1: cao cung cấp cation cho trồng với lượng lớn BS % thấp nhiều so với đất có hàm lượng keo 2: cao BS % ln có quan hệ với pH đất Khi % Ca 2+, Mg2+ K+ vị trí trao đổi tăng, pH tăng Trong ví dụ này, pH5,5 tương đương với khoảng 50 % BS pH: 7,0, tương đương với 90 % BS Sự tương quan pH BS có khác loại đất khác Tuy nhiên, việc xác lập mối tương quan hữu ích cho việc đánh giá nhu cầu bón vơi cho loại đất chua 2.2 Sự trao đổi anion 2.2.1 Nguồn điện tích dương (+) Các anion dung dịch đất chịu hấp phụ vị trí mang điện tích (+) bề mặt khống sét chất hữu Các điện tích dương (+) có tác dụng hấp phụ tĩnh điện trao đổi anion có nguồn gốc nối khoáng sét bị phá vỡ, chủ yếu bát diện aluminum, phơi bày gốc OH - ngồi cạnh khống sét Sự trao đổi anion xảy gốc OH - bề mặt hydroxyl sét kaolinite Sự thay ion OH- từ oxide Fe, Al ngâm nước xem chế quan trọng trao đổi anion, đặc biệt loại đất phong hóa mạnh vùng nhiệt đới nhiệt đới loại đất có khả trao đổi anion lớn 2.2.2 Khả trao đổi anion Khả trao đổi anion (AEC) tăng pH giảm Ngồi loại đất có chứa sét 1: cao loại đất có chứa oxide Fe, Al ngậm nước cao trao đổi anion lớn loại đất chứa sét 2: cao Các khống sét montmorillonite thường có AEC < meq/100 g Ngược lại kaolinite có AEC > 43 meq/100 g pH: 4,7 Các loại đất sản xuất nông nghiệp có giá trị pH cao giá trị nên AEC loại đất khơng có ý nghĩa nhiều trao đổi anion 2.2.3 Các anion hấp thụ - trao đổi đất Các anion Cl-, NO3- bị hấp phụ, khơng phổ biến H 2PO4- SO42- Thứ tự hấp phụ anion H2PO4- > SO42- >NO3- = Cl- Trong phần lớn loại đất H2PO4- anion bị hấp phụ, số loại đất chua hàm lượng SO 42- bị hấp phụ đáng kể Các chế có tác dụng làm cho anion giữ lại đất phức tạp nhiều, ngồi lực hấp phụ tĩnh điện đơn giản có liên quan đến phần lớn phản ứng trao đổi cation anion giữ lại hạt đất thông qua hấp phụ đặc biệt hay phản ứng hấp phụ hóa học, hấp phụ hấp phụ tĩnh điện 2.3 Khả đệm đất 2.3.1 Định nghĩa khả đệm đất Sự hữu dụng chất dinh dưỡng trồng tùy thuộc vào nồng độ chất dinh dưỡng dung dịch đất, quan trọng tùy thuộc vào khả trì nồng độ chất dinh dưỡng đất Khả đệm thể khả đất tái cung cấp ion vào dung dịch đất Khả đệm có liên quan đến tất phần rắn hay vị trí trao đổi hay hấp phụ cation/ anion Do pH dung dịch đất đệm H+ trao đổi không tăng có lượng lớn acid trao đổi trung hòa Tương tự thế, rễ trồng hấp thu hay lấy chất dinh dưỡng K+, K+ trao đổi giải phóng để tái cung cấp K + cho dung dịch đất Với số chất dinh dưỡng H2PO4- khống lân dạng rắn hòa tan để tái cung cấp hay đệm H2PO4- cho dung dịch đất Khả đệm (BC) diễn tả tỉ lệ nồng độ bị hấp phụ (∆Q) nồng độ ion dung dịch (∆I): BC = (∆Q/∆I) 2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả đệm đất BC đất tăng CEC tăng, chất hữu tăng Ví dụ, BC đất chứa sét montmorillonite có hàm lượng chất hữu cao lớn đất chứa sét kaolinite có hàm lượng chất hữu thấp Vì CEC tăng theo hàm lượng sét nên đất có sa cấu mịn có BC cao đất có sa cấu thơ Ví dụ, K + trao đổi giảm trồng hấp thu, khả đệm K+ bị giảm nồng độ dung dịch giảm Chất dinh dưỡng bị thiếu cần phải bón phân K+ để tăng K+ trao đổi Bón phân P làm tăng H 2PO4- trao đổi, quan trọng số H2PO4- bị kết tủa dạng hợp chất rắn góp phần làm tăng khả đệm P đất BC tính chất quan trọng đất, có ảnh hưởng lớn đến hữu dụng chất dinh dưỡng quản lý phân bón 2.4 Khả trao đổi cation rễ Rễ trồng có CEC biến thiên từ 10 – 30 meq/100g mầm họ hòa thảo từ 40 – 100 meq/100g hai mầm Các tính chất trao đổi rễ chủ yếu gốc carboxyl (- COOH), tương tự vị trí trao đổi mùn chiếm 70 – 90 % khả trao đổi cation rễ Các họ đậu khác có CEC cao thường có xu hướng hấp thu nhiều cation có hóa trị Ca 2+ cation có hóa trị 1, họ hòa thảo có xu hướng ngược lại Các tính chất trao đổi cation rễ giúp ta giải thích đồng cỏ gồm hỗn hợp họ hòa thảo họ đậu trồng loại đất có K + thấp họ hòa thảo tồn họ đậu lại chết Các họ hòa thảo xem loại hấp thu K+ hiệu họ đậu Bảng 3.3 Khả trao đổi CEC rễ trồng Stt Giống CEC (meq/100 g rễ khơ) Lúa mì 23 Bắp 29 Đậu 54 Cà chua 62 Khả chế cung cấp chất dinh dưỡng đất Trong nông nghiệp lớp đất mặt (là lớp đất chủ yếu cung cấp chất dinh dưỡng cho trồng) từ – 20 cm quan tâm nhiều tầng khác, khối lượng đất trồng trọt/ha có chứa trung bình số lượng chất dinh dưỡng thể bảng 3.4 Bảng 3.4 Khả cung cấp số chất dinh dưỡng đất Nguyên tố dinh dưỡng Tỉ lệ (%) Số lượng (kg/ha) Đạm (N) 0,04 – 0,2 1200 – 6000 Lân (P2O5) 0,02 – 0,2 600 – 6000 Kali (K2O) 0,5 – 3,0 15000 – 90000 Bảng 3.4 số lượng chất dinh dưỡng đạm, lân, kali đất có khả hình thành khối lượng nơng sản khổng lồ suất trung bình thu hoạch liên tục hàng trăm năm thực tế sản xuất nông nghiệp trồng thường bị thiếu chất dinh dưỡng, cần thiết phải bón phân Bên cạnh nhiều chất dinh dưỡng đất dạng khó tiêu phải phụ thuộc vào trình thối hóa vi sinh vật chuyển thành chất dinh dưỡng dễ tiêu có khả hấp thu Hầu hết đạm đất dạng đạm hữu thành phần mùn, mùn bị khống hóa giải phóng đạm NH 4+, NO3- sử dụng Q trình chuyển hóa chất dinh dưỡng đất không đáp ứng kịp thời đòi hỏi trồng tỉ lệ chất dinh dưỡng đất không cân đối, ba chất dinh dưỡng đạm, lân, kali đất thường khơng cân nhau, cần phải bổ sung chất dinh dưỡng giúp trồng sinh trưởng phát triển Sự hấp thụ chất dinh dưỡng đất Chất dinh dưỡng đất bị hấp thụ chủ yếu dạng sau: 4.1 Hấp thu sinh học Sự hấp thu sinh học trình chuyển hóa hợp chất vơ hòa tan thành hợp chất hữu khơng hòa tan thể sinh vật đất Quá trình hấp thu sinh học có ý nghĩa lớn đến việc hình thành đất bón phân cho trồng Sự hấp thụ sinh học điều kiện dung dịch đất có chứa nhiều chất dinh dưỡng, không sử dụng hết, q trình có lợi Ngược lại điều kiện đất nghèo chất dinh dưỡng vi sinh vật phát triển nhiều, tượng hấp thu sinh học xảy làm cho thiếu chất dinh dưỡng Ví dụ, bón nhiều chất hữu chưa hoai vào đất (tỉ lệ C/N cao) vi sinh vật phân hủy cellulose phát triển nhanh cạnh tranh N, P 2O5, K2O với trồng, dẫn đến trồng bị thiếu khống Đó q trình bất lợi thời trồng, phải qua thời gian vi sinh vật chết thể bị khống hóa cung cấp chất dinh dưỡng cho trồng Vi sinh vật sống đất nhiều hấp thu sinh học lớn 4.2 Hấp thu học Đó q trình khoáng bị hấp thu vào khe hở hay mao quản hạt, điều thể vùng đất bồi có khả giữ hạt phù sa có chứa nhiều chất dinh dưỡng Khi bón bột apatit hay phosphoric hạt giữ lại không bị nước trơi nhờ có khả hấp thụ học đất Cũng nhờ có mao quản mà đất có khả giữ lại vi sinh vật đất không bị nước trôi 4.3 Hấp thụ lý học (hấp thụ phân tử) Đây hình thái hấp thu bề mặt hạt keo, keo đất hạt vô nhỏ, hạt keo gồm nhiều phân tử, phân tử có sức hút phân tử khác dung dịch đất Nhờ có loại hấp thu đất có khả giữ lại bề mặt hạt keo phân tử nhiều loại chất Cường độ hấp thu phụ thuộc tổng điện tích hạt keo Khi tổng số hạt keo tăng lên diện tích tăng lên cỡ hạt giảm xuống Vì vậy, đất tỉ lệ hạt sét cao khả hấp thu lý học lớn Những phân tử chất hòa tan dung dịch đất bị hạt đất hấp thu mạnh phân tử nước, cho nên, dung dịch bọc xung quanh bề mặt hạt đất, nồng độ chất cao chỗ khác Trong trường hợp đó, xảy hấp thu phân tử dương, gọi hấp thu lý học dương Đây chế hấp thu nhiều loại hợp chất hữu cơ, loại rượu, acid hữu cơ, chất cao phân tử Về phương diện hấp thu lý học dương số loại hợp chất khoáng, đất hấp thu bazơ Đối với chất khống tan nước, có tượng hấp thu âm Hiện tượng hấp thu âm thường xảy đất gặp dung dịch Cl, NO 3- Ví dụ, ta rửa đất khơ dung dịch NaNO3 khơng nước rửa nồng độ nitrate không hạ thấp mà trái lại tăng lên Lý đất hấp thu phân tử nước, lượng nitrate lại lượng nước hơn, nồng độ cao Nhờ có tượng hấp thu lý học âm Cl NO3- chất dễ di chuyển đất đồng thời với nước Khi độ ẩm đất cao lên rửa trơi Cl NO 3- trơi nhanh xuống lớp sâu Vì vậy, ta bón NH4Cl cho đất Cl- bị rửa trơi khơng có khả tích lũy đất nhiều làm ảnh hưởng xấu đến trồng, trái lại nitrate bị rửa trơi nhiều hiệu lực phân đạm kém, nitrate chủ yếu dùng để bón thúc mà Cl nên bón sớm trước gieo trồng 10 4.4 Hấp thu hóa học Sự hấp thu hóa học q trình chuyển hóa số chất đất từ thể hòa tan sang thể rắn, tan lẫn vào thành phần rắn đất Sự hấp thu hóa học xảy với chất có khả tạo thành hợp chất khó tan Ion NO 3- Cl- đất không bị hấp thu loại có khả tạo với cation đất thành hợp chất dễ hòa tan Trái lại, lân dễ bị hấp thu hóa học dễ hình thành hợp chất tan Sự hấp thu hóa học khác hấp thu lý học chỗ trình loại muối biến đổi hẳn tính chất trở lại tình trạng cũ điều kiện định đồng thời thành phần muối dung dịch thay đổi hẳn, nồng độ muối giảm Sự hấp thu hóa học có có lợi có có hại Sự chuyển biến lân từ dạng dễ tiêu sang dạng khó tiêu khiến cho hiệu suất sử dụng phân lân giảm đi, gọi lân bị giữ chặt Sự cố định số chất vi lượng điều kiện đất chua kiềm, dẫn đến tượng bị thiếu vi lượng vài loại đất Nhưng kết tủa phần nhơm, măngan đất chua biện pháp bón vơi hồn tồn có lợi, nồng độ nhơm, măngan q cao gây độc hại cho Kết tủa phần Al làm tăng hiệu lực phân lân 4.5 Hấp thu lý hóa học Là trao đổi ion nằm dung dịch đất ion nằm bề mặt keo Các hạt keo đất, keo hữu keo vơ hấp thu số chất hòa tan bề mặt hạt keo Người ta gọi hấp thu lý hóa học Keo đất thường mang điện âm, số trường hợp mang điện dương đa số trường hợp hút ion dương Trong điều kiện định ion khỏi keo đất trở lại vào dung dịch đất Thông thường việc hấp thu ion chất đẩy khỏi keo đất số ion khác Tổng lượng cation hấp thu tương ứng với lượng cation bị đẩy ra, số cation thay số cation khác keo đất nồng độ ion dung dịch khơng thay đổi Vì q trình hấp thu gọi hấp thu trao đổi Tính chất đất tiếp xúc với dung dịch muối trao đổi cation với dung dịch, gọi tính hấp thu trao đổi, hay tính hấp thu lý hóa học Tùy theo tính điện keo mà có khả hấp thu anion hay cation Phần lớn keo đất có điện âm cation hấp thu chủ yếu 11 BÀI 2: HẤP THU DINH DƯỠNG CỦA RỄ CÂY TRỒNG Bộ rễ có khả thu nhận chất vô hữu từ dạng ion dạng liên kết, dạng ion nitơ: N-NO 3- N-NH4+, HPO42-, H2PO4- Giữa rễ keo đất ln xảy q trình trao đổi ion Các ion liên kết chặt keo đất dạng khó tan nhờ rễ chuyển hóa vào đất nhiều loại acid hữu ( a malic, a xitric…) acid cacbonic biến chất khó tan thành chất dễ tan cho rễ hấp thụ Hoặc nhờ rễ có khả tiết số enzym amilase, protease, phosphatase, urease… phân giải chất hữu phức tạp thành chất đơn giản dễ hấp thụ Sự di chuyển ion từ đất đến rễ trồng Để hấp thu rễ trồng ion phải tiếp xúc với rễ trồng thông thường ion di chuyển đến bề mặt rễ ba cách Ion tiếp xúc trực tiếp với rễ Dòng chảy khối lượng nước có chứa ion dung dịch Sự khuếch tán ion dung dịch đất Hàm lượng chất dinh dưỡng cung cấp khuếch tán thường xác định chênh lệch tổng dinh dưỡng hấp thu số lượng cung cấp tiếp xúc trực tiếp dòng chảy khối lượng 1.1 Sự tiếp xúc trực tiếp rễ Sự tiếp xúc trực tiếp rễ chế hấp thu tăng cường sinh trưởng rễ xuyên suốt khối lượng đất lan truyền loại nấm vùng rễ Khi hệ thống rễ phát triển ăn sâu vào đất nhiều hơn, dung dịch đất bề mặt đất có giữ ion hấp thụ tiếp xúc với khối lượng rễ, hấp thu ion xảy chế trao đổi tiếp xúc Các ion bề mặt lông hút rễ (như H +) trao đổi với ion bị giữ bề mặt sét chất hữu đất tiếp xúc trực tiếp rễ hạt đất Các ion bị giữ lực tĩnh điện vị trí có xu hướng dao động thể tích định Khi thể tích giao động ion trùng lấp ion trao đổi vị trí Bằng cách này, Ca 2+ bề mặt sét hấp thu sử dụng trồng Hàm lượng chất dinh dưỡng rễ trồng hấp thu tiếp xúc trực tiếp hàm lượng có thể tích đất với thể tích rễ Rễ chiếm < % thể tích đất, nhiên rễ phát triển xuyên qua tế khổng đất với hàm lượng dinh dưỡng trung bình cao tiếp xúc tối đa % chất dinh dưỡng hữu dụng có đất Sự tiếp xúc trực tiếp rễ chất dinh dưỡng gia tăng nấm vùng rễ (mycorrhiza), loại cộng sinh nấm rễ Ảnh hưởng đạt cao trồng đất có độ phì nhiêu mức độ lan truyền nấm tăng cường điều kiện đất có pH chua hàm lượng P thấp, đủ N nhiệt độ thấp Các sợi nấm có tác dụng tương tự phát triển rễ cây, dẫn đến tiếp xúc lớn Có hai nhóm nấm vùng rễ chính, ectomycorrhizas endomycorrhizas Nhóm ectomycorrhizas chủ yếu lồi ơn đới tìm thấy vùng bán khơ hạn Nhóm endomycorrhizas phổ biến Trong vùng rễ phần lớn trồng nơng nghiệp có nấm Vesicula arbuscular Nấm phát triển phần vỏ rễ, bên tế bào rễ cấu trúc nhỏ gọi arbuscules hình thành Các cấu trúc arbuscules xem vị trí vận chuyển chất dinh dưỡng từ nấm đến chủ Sự hấp thu dinh dưỡng rễ gia tăng bề mặt hấp thu rễ lớn có diện loại nấm Điều xác định lớn đến 10 lần so với rễ 12 khơng có diện nấm Các sợi nấm vươn rộng đến cm vào đất xung quanh rễ làm gia tăng hấp thu dinh dưỡng, đặc biệt chất dinh dưỡng có độ khuếch tán P Sự hấp thu lân tăng cường chủ yếu sinh trưởng rễ cải thiện nhờ nấm mycorrhiza Sự cải thiện sinh trưởng dẫn đến hấp thu nguyên tố khác nhanh 1.2 Dòng chảy khối lượng Sự di chuyển ion dung dịch đất đến bề mặt rễ dòng chảy khối lượng yếu tố quan trọng cung cấp chất dinh dưỡng cho trồng Dòng chảy khối lượng xảy ion dinh dưỡng chất hòa tan khác vận chuyển dòng chảy nước đến rễ, kết q trình trồng Dòng chảy khối lượng xảy bốc thấm lậu nước đất Hàm lượng chất dinh dưỡng di chuyển đến rễ dòng chảy khối lượng định lưu lượng nước hay tiêu thụ nước trồng, nồng độ trung bình chất dinh dưỡng dòng nước Dòng chảy khối lượng cung cấp lượng lớn Ca2+, Mg2+ nhiều loại đất, phần lớn chất dinh dưỡng di động khác NO3- SO42- Khi ẩm độ đất giảm (lực giữ nước đất tăng), di chuyển nước bị giảm dần Vì di chuyển nước đến bề mặt rễ bị chậm lại Sự di chuyển dòng chảy khối lượng giảm nhiệt độ thấp nhu cầu thoát nước trồng thấp so với nhiệt độ cao Ngoài ra, vận chuyển ion dòng chảy nước bị bốc mặt đất giảm nhiệt độ thấp 1.3 Cơ chế khuếch tán Sự khuếch tán xảy ion chuyển từ nơi có nồng độ cao sang nơi có nồng độ thấp Phần lớn chất dinh dưỡng P K đất di chuyển đến rễ khuếch tán Khi rễ hấp thụ chất dinh dưỡng từ dung dịch đất bề mặt rễ, nồng độ chất dinh dưỡng bề mặt rễ bị giảm thấp nhiều so với nồng độ dung dịch tồn khối đất Vì vậy, chênh lệch nồng độ hình thành làm cho ion di chuyển đến rễ Một loại có nhu cầu cao chất dinh dưỡng dẫn đến chênh lệch nồng độ lớn, làm tăng tốc độ khuếch tán ion từ dung dịch đất đến bề mặt rễ Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khuếch tán chất dinh dưỡng đất, yếu tố quan trọng mức độ chênh lệch nồng độ Phương trình sau diễn tả mối quan hệ (định luật Fick) dC/dt = De A dC/dX với: dC/dt tốc độ khuếch tán ( thay đổi nồng độ theo thời gian) dC/dX chênh lệch nồng độ theo khoảng cách De hệ số khuếch tán hữu hiệu A diện tích ion khuếch tán Phương trình khuếch tán cho thấy tốc độ khuếch tán chất dinh dưỡng (dC/dt) tỉ lệ thuận với độ chênh lệch nồng độ (dC/dX) Khi khác nồng độ chất dinh dưỡng bề mặt rễ dung dịch khối đất tăng tốc độ khuếch tán tăng Tương tự, diện tích mà ion khuếch tán qua tăng dC/dt tăng Tốc độ khuếch tán tỉ tệ với hệ số khuếch tán D e, hệ số khống chế khoảng cách mà chất dinh dưỡng khuếch tán đến rễ Với khoảng cách cố định rễ, D e định thành phần chất dinh dưỡng đất đến rễ thời kỳ sinh trưởng định trồng De diễn tả sau: De = Dwθ(b/T) 13 Với Dw hệ số khuếch tán nước, θ ẩm độ theo thể tích đất, T yếu tố khúc khuỷu, uốn khúc (tortuosity), b khả đệm đất Tương quan cho thấy ẩm độ tăng D e tăng, điều làm tăng tốc độ khuếch tán, dC/dt Khi ẩm độ đất giảm, màng nước bao quanh hạt đất trở nên mỏng khuếch tán ion thông qua màng trở nên quanh co Sự vận chuyển chất dinh dưỡng đến bề mặt rễ hữu hiệu độ ẩm đồng ruộng Vì thế, tăng θ làm giảm quanh co chiều dài đường ion khuếch tán nên làm tăng dC/dt Sự uốn khúc T có tương quan với sa cấu đất, khuếch tán chất dinh dưỡng đất có sa cấu mịn đường ion đến rễ quanh co Vì T tăng theo hàm lượng sét nên 1/T giảm nên hệ số khuếch tán giảm dC/dt giảm Vì ion khuếch tán thơng qua ẩm độ đất loại đất sét tương tự ion bị hút vào vị trí hấp thu sét đất cát Hệ số khuếch tán đất De có tương quan thuận với hệ số khuếch tán chất dinh dưỡng nước Dw Gắn liền với Dw yếu tố nhiệt, nên nhiệt độ tăng Dw, De dC/dt tăng Hệ số khuếch tán có tương quan nghịch với BS đất BC đất tăng làm giảm De làm giảm tốc độ khuếch tan chất dinh dưỡng Vì vậy, BC giảm tăng nồng độ dinh dưỡng dung dịch làm tăng chênh lệch nồng độ, dC/dt, nên góp phần làm tăng tốc độ khuếch tán Sự hấp thụ ion bề mặt rễ tác động đến trình hình thành trì chênh lệch nồng độ, chịu tác động mạnh mẽ nhiệt độ Trong khoảng nhiệt độ từ 20 – 30 oC nhiệt độ tăng 10oC tốc độ hấp thu tăng lần hay cao Sự khuếch tán ion dinh dưỡng thường chậm hầu hết trường hợp xảy khoảng cách gần xung quanh bề mặt rễ Khoảng cách trung bình cho khuếch tán cm đạm, 0,02 cm lân, 0,2 cm kali Khoảng cách trung bình rễ bắp khoảng 15 cm đất mặt 0,7 cm, cho thấy số chất dinh dưỡng cần phải khuếch tán đến ½ khoảng cách 0,35 cm trước chúng hấp thu rễ trồng Rễ không hấp thu tất chất dinh dưỡng tốc độ Vì vậy, số ion tích lũy bề mặt rễ, đặc biệt giai đoạn trồng hấp thu nước nhanh, điều dẫn đến số tượng gọi khuếch tán ngược, có chênh lệch nồng độ số ion di chuyển xa dần bề mặt rễ ngược trở lại dung dịch đất Sự khuếch tán ngược thường thấp nhiều so với khuếch tán đến bề mặt rễ, nhiên nồng độ chất dinh dưỡng cao vùng rễ ảnh hưởng đến hấp thu chất dinh dưỡng khác Sự khuếch tán dòng chảy khối lượng cung cấp ion đến bề mặt rễ phụ thuộc vào khả cung cấp ion thành phần rắn đất cho dung dịch đất Nồng độ ion dung dịch chịu ảnh hưởng lớn chất thành phần keo đất mức độ bảo hòa cation keo Ví dụ, mức độ giải phóng Ca từ keo đất hấp thu trồng biến động theo thứ tự: tan bùn > kaolinite > illinite > montmorillonite > Sét 2: bảo hòa 80 % Ca cung cấp % Ca giải phóng với kaolinite bảo hòa 35 % Ca hay than bùn bảo hòa 25 % Ca Nghiên cứu chế dòng chảy khối lượng khuếch tán quan trọng việc quản lý phân bón Các loại đất có tốc độ khuếch tán thấp BC cao, độ ẩm thấp, hay hàm lượng sét cao cần bón chất dinh dưỡng không di động gần rễ để tối đa hữu dụng chất dinh dưỡng hấp thu trồng Sự hấp thu ion rễ trồng Sự hấp thu ion rễ trồng từ dung dịch đất gồm hai tiến trình: hấp thu chủ động hấp thu thụ động Hấp thu thụ động tiến trình ion di chuyển cách thụ động đến 14 “ranh giới” từ ion vận chuyển cách chủ động đến phận tế bào trồng Thành phần dung dịch hay nồng độ ion bên ảnh hưởng lớn đến tiến trình tiến trình có tầm quan trọng định dinh dưỡng khoáng sinh trưởng trồng 2.1 Sự hấp thu thụ động Một phần lớn tổng diện tích rễ có khả tiến hành hấp thu thụ động ion Gian bào ( outer space) nơi khuếch tán trao đổi ion xảy ra, định vị màng tế bào biểu bì (epidermis) vỏ ( cortex) rễ, màng nước khoảng trống tế bào Các màng tế bào nơi định vị chủ yếu gian bào Các khoảng trống này, bên màng (casparian) rào cản khuếch tán trao đổi Các ion dung dịch đất vào mơ rễ qua tiến trình khuếch tán trao đổi ion Nồng độ ion gian bào thường thấp nồng độ ion dung dịch đất, khuếch tán xảy chênh lệch nồng độ Bên phía tế bào vỏ mang điện tích âm (-) nên tạo lực hấp dẫn cation Sự trao đổi cation dễ dàng xảy dài theo bề mặt tế bào rễ điều giải thích trồng hấp thu lượng cation thường vượt cao hấp thu anion Nhưng để trì trung hòa điện tích tế bào rễ phải giải phóng ion H+ nên làm giảm pH dung dịch đất gần rễ Sự khuếch tán trao đổi tiến trình thụ động hấp thu vào gian bào kiểm soát nồng độ ion (khuếch tán) khác điện tích (trao đổi ion) Các tiến trình khơng có chọn lọc không cần lượng Hấp thụ động xảy bên dãy caspirian nguyên sinh chất (plasmalemma) ranh giới màng hay rào cản khuếch tán trao đổi ion Các gian bào tế bào phần thịt nơi ion có khả khuếch tán trao đổi Nhưng phần lớn ion dinh dưỡng đến gian bào qua mạch mộc (xylem) từ rễ Các ion khoáng nước mưa, nước tưới phân bón thấm vào thơng qua khí khổng biểu bì (cuticle) để vào bên lá, nơi chúng sẵn sàng cho hấp thu tế bào Sự di chuyển ion từ rễ đến thân định tốc độ hấp thu nước thoát nước điều cho thấy dòng chảy khối lượng có vai trò quan trọng di chuyển ion 2.2 Sự hấp thụ ion chủ động Một lớp màng có tác dụng ranh giới gian bào nguyên sinh chất, ion hấp thu thụ động chiếm giữ khoảng không tế bào Tuy nhiên nguyên sinh chất ngăn chặn vận chuyển thụ động chất dinh dưỡng vào bên tế bào Bởi nồng độ ion bên tế bào cao bên tế bào nên vận chuyển ion qua màng nguyên sinh chất phải chênh lệch hóa điện Vì vận chuyển ion qua màng nguyên sinh chất vào tế bào chất (cytoplasm) cần có lượng tạo từ trao đổi chất tế bào Các phận khác tế bào bao quanh màng khơng thấm Ví dụ, tonoplast màng chắn không bào, không bào điều chỉnh hàm lượng nước tế bào có tác dụng nơi dự trữ ion vô cơ, đường, amino acid Cơ chế chất mang ion (ion carrier) chất hình thành trao đổi chất, kết hợp với ion tự Phức chất mang ion sau xuyên qua màng vật cản không thấm Sau vận chuyển hoàn tất, phức chất mang ion bị đứt nối hóa học, ion giải phóng vào không bào số trường hợp chất mang cho giữ lại không bào 15 Sự vận chuyển ion chủ động tiến trình chọn lọc, nên ion chuyên biệt vận chuyển hay “mang” xuyên qua màng nguyên sinh chất chất mang chuyên biệt Ví dụ, kali (K), rubidium (Rb), cesium (Cs) có cạnh tranh chất mang chúng không cạnh tranh với nguyên tố khác Ca, strontium (Sr), barium (Ba) Tuy nhiên ba nguyên tố sau lại có cạnh tranh với chất mang Selenium (Se) cạnh tranh với SO42-, không cạnh với phosphate hay anion có hóa trị Có điều đặc biệt H 2PO4- HPO42- có chất mang riêng không cạnh tranh với chất khác để vào khơng bào Các tính chất hấp thu vận chuyển sử dụng chất dinh dưỡng khoáng trồng phần lớn di truyền định Các kiểu di truyền giống khác tốc độ hấp thu vận chuyển chất dinh dưỡng, hiệu sử dụng chất trao đổi chất, thích ứng với điều kiện nồng độ chất dinh dưỡng cao nhiều yếu tố khác 16 ... mùn bị khống hóa giải phóng đạm NH 4+, NO3- sử dụng Quá trình chuyển hóa chất dinh dưỡng đất khơng đáp ứng kịp thời đòi hỏi trồng tỉ lệ chất dinh dưỡng đất không cân đối, ba chất dinh dưỡng đạm,... dinh dưỡng đạm, lân, kali đất thường khơng cân nhau, cần phải bổ sung chất dinh dưỡng giúp trồng sinh trưởng phát triển Sự hấp thụ chất dinh dưỡng đất Chất dinh dưỡng đất bị hấp thụ chủ yếu dạng.. .Dinh dưỡng hấp thu trồng Khơng khí đất 1 10 Chất hữu vi sinh vật Dung dịch đất 11 12 Các ion trao đổi hấp thụ bề mặt Các phần rắn khống đất Nước đất Hình 3.1 Các tiến trình dung dịch đất Sự