ĐẤT và DINH DƯỠNG cây TRỒNG

dinh dưỡng cây trồng dinh dưỡng cây trồng dinh dưỡng cây trồng dinh dưỡng cây trồng dinh dưỡng cây trồngdinh dưỡng cây trồngdinh dưỡng cây trồngdinh dưỡng cây trồngdinh dưỡng cây trồngdinh dưỡng cây trồngdinh dưỡng cây trồngdinh dưỡng cây trồngdinh dưỡng cây trồngdinh dưỡng cây trồngdinh dưỡng cây trồng

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM GS.TS NGUYỄN THẾ ĐẶNG (Chủ biên) GIÁO TRÌNH ĐẤT VÀ DINH DƯỠNG CÂY TRỒNG NHÀ XUẤT BẢN NÔNG NGHIỆP Hà Nội - 2011 Ban biên soạn: GS.TS NGUYỄN THẾ ĐẶNG (Chủ biên) PGS.TS NGUYỄN NGỌC NÔNG PGS.TS ĐẶNG VĂN MINH PGS.TS NGUYỄN THẾ HÙNG THS DƢƠNG THỊ THANH HÀ, TS PHAN THỊ THU HẰNG TS HÀ XUÂN LINH MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỞ ĐẦU KHÁI NIỆM VỀ ĐẤT VÀ DINH DƢỠNG CÂY TRỒNG NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG CỦA MÔN ĐẤT VÀ DINH DƢỠNG CÂY TRỒNG Chƣơng NGUỒN GỐC VÀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH ĐẤT 1.1 Khống vật đá hình thành đất 1.2 Q trình phong hóa khống vật đá 22 1.3 Quá trình hình thành đất 25 Chƣơng CHẤT VÔ CƠ, HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT 35 2.1 Thành phần hoá học đất 35 2.2 Thành phần vô chất độc 37 2.3 Chất hữu 45 2.4 Hợp chất mùn 49 2.5 Vai trò biện pháp bảo vệ nâng cao chất hữu mùn đất 56 Chƣơng KEO ĐẤT, KHẢ NĂNG HẤP PHỤ VÀ DUNG DỊCH ĐẤT 58 3.1 Keo đất 58 3.2 Khả hấp phụ đất 67 3.3 Vai trò keo đất biện pháp tăng cƣờng keo đất 72 3.4 Dung dịch đất 73 Chƣơng VẬT LÝ ĐẤT 88 4.1 Thành phần giới đất 88 4.2 Kết cấu đất 96 4.3 Tính chất vật lý 103 4.4 Tính chất lý đất 108 4.5 Nƣớc đất 112 4.6 Khơng khí đất 123 4.7 Nhiệt đất Chƣơng SỬ DỤNG ĐẤT 130 5.1 Độ phì đất 130 5.2 Phân loại đất 136 5.3 Đất lúa nƣớc việt nam 144 5.4 Đất đồi núi việt nam 153 5.5 Xói mịn thối hố đất 161 Chƣơng PHÂN BĨN VÀ XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN BĨN CHO CÂY TRỒNG 175 6.1 Vai trị phân bón sản xuất nông nghiệp 175 6.2 Xu hƣớng nghiên cứu, sản xuất sử dụng phân bón dinh dƣỡng trồng việt nam 177 6.3 Cơ sở lý luận để xây dựng quy trình phân bón hợp lý 178 6.4 Các định luật chi phối việc xây dựng chế độ bón phân 189 6.5 Tính tốn hiệu kinh tế sử dụng phân bón 195 Chƣơng PHÂN BĨN VƠ CƠ 198 7.1 Đạm phân đạm 198 7.2 Lân phân lân 208 7.3 Kali phân kali 219 7.4 Phân bón hỗn hợp, phức hợp 224 Chƣơng PHÂN HỮU CƠ, PHÂN VI SINH 227 8.1 Phân hữu 227 8.2 Phân vi sinh 246 TÀI LIỆU THAM KHẢO 124 249 LỜI NÓI ĐẦU Giáo trình Đất Dinh dưỡng trồng biên soạn sở kế hoạch đào tạo hệ đại học theo tín ngành: Trồng trọt, Hoa viên cảnh, Lâm nghiệp, Nông lâm kết hợp, Quản lý tài nguyên rừng Sư phạm kỹ thuật nông nghiệp Trường Đại học Nơng Lâm Thái Ngun Giáo trình cung cấp cho sinh viên kiến thức nguồn gốc, thành phần, tính chất đất, tính chất phân bón, hướng sử dụng đất phân bón Trong biên soạn, tập thể tác giả bám sát phương châm giáo dục Nhà nước Việt Nam gắn liền lý luận với thực tiễn Đồng thời với việc kế thừa kiến thức khoa học đại giới, tác giả mạnh dạn đưa kết nghiên cứu Việt Nam vào tài liệu, đặc biệt kết nghiên cứu vùng núi phía Bắc Việt Nam Tham gia biên soạn giáo trình gồm: GS.TS Nguyễn Thế Đặng: Chủ biên, trực tiếp biên soạn Bài mở đầu, chương TS Hà Xuân Linh: Chương PGS.TS Đặng Văn Minh: Chương PGS.TS Nguyễn Thế Hùng: Chương ThS Dương Thị Thanh Hà: Chương PGS.TS Nguyễn Ngọc Nông: Chương 6, TS Phan Thị Thu Hằng: Chương Tập thể tác giả cảm ơn đóng góp ý kiến cho việc biên soạn giáo trình thầy giáo Khoa Tài nguyên Môi trường, Khoa Nông học, Khoa Lâm nghiệp, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên Đây giáo trình biên soạn cơng phu, chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Vì chúng tơi mong nhận đóng góp ý kiến đồng nghiệp độc giả Xin chân thành cảm ơn! Tập thể tác giả MỞ ĐẦU KHÁI NIỆM VỀ ĐẤT VÀ DINH DƢỠNG CÂY TRỒNG Đất: Đất phần vỏ Trái đất, lớp phủ lục địa mà bên dƣới đá khống sinh nó, bên thảm thực bì khí Đất lớp mặt tơi xốp lục địa có khả sản xuất sản phẩm trồng Nhƣ khả sản xuất sản phẩm trồng (độ phì đất) thuộc tính khơng thể thiếu đƣợc đất (William) Theo nguồn gốc phát sinh, Đôkutraiep định nghĩa: Đất vật thể tự nhiên đƣợc hình thành tác động tổng hợp năm yếu tố là: khí hậu, đá mẹ, địa hình, sinh vật thời gian Đất đƣợc xem nhƣ thể sống, luôn vận động, biến đổi phát triển Đất đƣợc cấu tạo nên chất khoáng (chủ yếu từ đá mẹ) hợp chất hữu hoạt động sống sinh vật cung cấp Vì vậy, khác đất sản phẩm vỡ vụn đá là: Đất có độ phì nhiêu đá khống lại khơng có Đối với sản xuất nông lâm nghiệp, đất tƣ liệu sản xuất vô quý giá, không thay đƣợc Đất phận quan trọng hệ sinh thái Đất đƣợc coi nhƣ “hệ đệm”, nhƣ “phễu lọc” luôn làm môi trƣờng với tất chất thải hoạt động sống sinh vật nói chung ngƣời nói riêng Trái đất Dinh dưỡng trồng: Dinh dƣỡng trồng nguyên tố hóa học cần thiết cho sinh trƣởng phát triển cây, bao gồm nguyên tố dinh dƣỡng đa lƣợng, trung lƣợng vi lƣợng Nguồn dinh dƣỡng trồng đƣợc cung cấp chủ yếu từ đất tàn tích thực vật Ngồi cịn đƣợc cung cấp từ phân bón nƣớc tƣới NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG CỦA MÔN ĐẤT VÀ DINH DƢỠNG CÂY TRỒNG Đất dinh dƣỡng trồng môn học sở phục vụ mơn học chun mơn khác, quan hệ chặt chẽ với mơn hóa học, vật lý, sinh vật khí tƣợng Vì nhiệm vụ nội dung môn học là: - Nghiên cứu nguồn gốc đất quy luật phát sinh, phát triển nhƣ quy luật phân bố đất đai lục địa - Nghiên cứu thành phần, cấu tạo, tính chất độ phì nhiêu đất - Nghiên cứu sở cho hoàn thiện quy trình sử dụng cải tạo loại đất với phƣơng châm nâng cao độ phì đất đảm bảo ổn định nâng cao suất trồng - Nghiên cứu hấp thu dinh dƣỡng yếu tố ảnh hƣởng - Nghiên cứu vai trị, tính chất cách sử dụng loại phân bón cho Chƣơng NGUỒN GỐC VÀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH ĐẤT 1.1 KHỐNG VẬT VÀ ĐÁ HÌNH THÀNH ĐẤT Khoáng vật hợp chất tự nhiên, đƣợc hình thành q trình lý hóa học xảy vỏ hay bề mặt Trái đất Khoáng vật đƣợc cấu tạo nên từ hợp chất hóa học nguyên tố hóa học tự nhiên, chúng chủ yếu tồn đá số đất Đá vật thể tự nhiên đƣợc hình thành tập hợp hay nhiều khoáng vật lại với Đá thành phần tạo nên vỏ Trái đất Dƣới tác động yếu tố ngoại cảnh, đá khoáng bị phá hủy tạo thành mẫu chất từ hình thành nên đất Vì vậy, nguồn gốc đất từ đá khoáng Đa số đá vỏ Trái đất đƣợc hình thành tập hợp kết hợp từ hai khống vật trở lên, nhìn chung đá có cấu tạo phức tạp Cũng mà vỏ Trái đất đƣợc tạo thành bao gồm nhiều loại khoáng đá khác với tỷ lệ khác (Bảng 1.1) Bảng 1.1: Thành phần đá khoáng vỏ Trái đất (Trọng lƣợng vỏ Trái đất: 2,85 1019 tấn) Đá % thể tích Khống % thể tích Granit 10,4 Thạch anh 12,0 Granodiorit Diorit 11,6 Phenpat kali 12,0 Bazan, Gabro macma siêu bazơ 42,6 Plazokla 39,0 Cát đá cát 1,7 Mica 5,0 Sét phiến sét 4,2 Amphibolit 5,0 Đá Cacbonat 2,0 Pirit 11,0 Gnai 21,4 Olivin 3,0 Phiến kết tinh 5,1 Khoáng sét 4,6 Đá cẩm thạch 0,9 Canxit Dolomit 2,0 Magnetit 1,5 Khoáng khác 4,9 (Scheffer und Schachtschabel, 1998) Về thành phần hóa học, vỏ Trái đất bao gồm nhiều nguyên tố hợp chất hóa học (Bảng 1.2) Về bản, vỏ Trái đất có cấu tạo đa số từ silicat Silicat hợp chất phức tạp chứa chủ yếu Si chứa thêm nguyên tố khác nhƣ Al, Fe, Ca, Mg, K Na Xét thành phần nguyên tố hóa học, oxy đứng vị trí số một, chiếm tới 47,0% so với trọng lƣợng 88,2% so với thể tích vỏ Trái đất 1.1.1 Khống vật Nhờ tiến khoa học kỹ thuật vật lý, ngƣời ta biết đƣợc cấu tạo loại khống Đó bố trí đơn vị cấu tạo khơng gian, kích thƣớc tƣơng đối chúng, tính chất cách nối chúng với tính chất thân ngun tử chiếm vị trí định Bảng 1.2: Thành phần hóa học vỏ Trái đất Hợp chất Nguyên tố Tên % trọng lượng Tên % trọng lượng % thể tích SiO2 57,6 O 47,0 88,2 Al2O3 15,3 Si 26,9 0,32 Fe2O3 2,5 Al 8,1 0,56 FeO 4,3 Fe 3+ 1,8 0,32 2+ MgO 3,9 Fe 3,3 1,08 CaO 7,0 Mg 2,3 0,60 Na2O 2,9 Ca 5,0 3,42 K2O 2,3 Na 2,1 1,55 TiO2 0,8 K 1,9 3,49 CO2 1,4 H2O 1,4 MnO 0,16 P2O5 0,22 (Scheffer und Schachtschabel, 1998) Các khoáng vật thành phần, cấu tạo tính chất phức tạp, nhƣng ngồi thực địa ngƣời ta phân biệt chúng với nhờ số tính chất nhƣ: độ phản quang, độ cứng, màu sắc, vết rạn, cấu trúc, tỷ trọng Có nhiều loại khống khác tự nhiên, nhƣng ta chia khống vật làm hai nhóm là: Khoáng vật nguyên sinh khoáng vật thứ sinh Khống vật ngun sinh khống đƣợc hình thành nên đồng thời với đá hầu nhƣ chƣa biến đổi thành phần cấu tạo Nhƣ khoáng nguyên sinh thƣờng có đá chƣa bị phá hủy, loại khoáng bền vững đất nhƣ thạch anh Khoáng vật thứ sinh khoáng nguyên sinh bị biến đổi thành phần, cấu tạo tính chất Nhƣ khống vật thứ sinh thƣờng gặp mẫu chất đất 1.1.1.1 Khoáng vật nguyên sinh Căn vào thành phần hóa học cấu trúc, khoáng vật nguyên sinh đƣợc chia thành lớp sau:  Lớp silicat: Silicat chiếm xấp xỉ 75% trọng lƣợng vỏ Trái đất Silicat hợp chất phức tạp bao gồm nhiều nguyên tố hóa học, nhƣng cấu trúc tinh thể thành phần sở khối SiO4 bốn mặt, Si nằm đỉnh khối tứ diện oxy Sự liên kết oxy Si chặt chẽ chặt chẽ với kim loại khác kiến trúc tinh thể silicat Trong tự nhiên ta hay gặp số khoáng vật lớp silicat sau: - Olivin - (MgFe)2SiO4: gọi peridot hay crysalit Olivin thƣờng kết tinh thành khối hạt nhỏ Màu sắc biến đổi từ màu phớt lục (xanh cây) vàng sang màu lục, không màu suốt Olivin thƣờng có đá bazan - Mica: Khống mica thƣờng đƣợc tạo thành chậm, nên có đá macma axit xâm nhập Có hai loại mica trắng mica đen + Mica trắng (muscovit) có cơng thức hóa học: K.Al2(Si3.AlO10).(OH.F)2 Mica trắng có cấu trúc dẹt hay tấm, tập hợp thấy khối hạt vảy đặc sịt Màu sắc hầu hết có màu trắng, có màu vàng đục, ánh thủy tinh Mica trắng gặp nhiều đá granit, diệp thạch mica gnai + Mica đen (biotit) có cơng thức hóa học: K(Mg.Fe)3.(Si3AlO10).(OH.F)2 Cấu trúc giống nhƣ mica trắng, nhƣng màu đen Mica đen gặp nhiều đá granit, diệp thạch mica, gnai nhiều gặp cát, sỏi số sơng suối - Ogit - (Ca.Na).(Mg.Fe.Al).(Si.Al)2O6: Ogit có thành phần hóa học phức tạp pyroxen khác Hầu nhƣ thừa MgO.FeO Cấu trúc thành khối đặc sịt có màu xanh đen, đen phớt lục, ánh thủy tinh Ogit có nhiều đá gabro - Hoocblen - (Ca.Na)2.(Mg.Fe.Al.Ti)5.(Si4.O11).(OH)2: có màu xanh đen, nhƣng nhạt ogit, ánh thủy tinh tinh thể dài - Phenpat - Na(AlSi3O8), K(AlSi3O8), Ca(Al2Si2O8), aluminsilicat Na-K Ca: Trong tất silicat phenpat khống phổ biến nhất, chiếm khoảng 50% trọng lƣợng vỏ Trái đất Khoảng 60% phenpat đá macma, 30% đá biến chất (nhất tinh thể phiến thạch) cịn khoảng 10% trầm tích sa thạch cuội kết Theo thành phần hóa học ngƣời ta chia phenpat thành loại: + Phenpat Ca - Na: Hay plazokla + Phenpat K - Na: Hay octoklaz + Phenpat K - Ba: Hay hialophan (ít gặp) 10 ... ĐẦU KHÁI NIỆM VỀ ĐẤT VÀ DINH DƢỠNG CÂY TRỒNG NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG CỦA MÔN ĐẤT VÀ DINH DƢỠNG CÂY TRỒNG Chƣơng NGUỒN GỐC VÀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH ĐẤT 1.1 Khống vật đá hình thành đất 1.2 Q trình phong... mùn đất 56 Chƣơng KEO ĐẤT, KHẢ NĂNG HẤP PHỤ VÀ DUNG DỊCH ĐẤT 58 3.1 Keo đất 58 3.2 Khả hấp phụ đất 67 3.3 Vai trò keo đất biện pháp tăng cƣờng keo đất 72 3.4 Dung dịch đất 73 Chƣơng VẬT LÝ ĐẤT... NIỆM VỀ ĐẤT VÀ DINH DƢỠNG CÂY TRỒNG Đất: Đất phần vỏ Trái đất, lớp phủ lục địa mà bên dƣới đá khống sinh nó, bên thảm thực bì khí Đất lớp mặt tơi xốp lục địa có khả sản xuất sản phẩm trồng Nhƣ