Dat nong nghiep

Ví dụ: khi Eh chuyển từ cao xuống thấp, nghĩa là đất chuyển từ trạng thái oxy hoá sang khử oxy như lúc phơi ải xong rồi đổ ải thì Fe3+ bị khử làm cho nồng độ Fe2+ tăng lên, đất giảm tính[r]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA NÔNG LÂM NGƯ ====== ĐẤT VÀ PHÂN BÓN VINH 12/2009 Nội dung Phần I Đất (7 chương) Phần II Phân bón (7 chương) VINH 12/2009 TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS TS Trần Văn Chính, Giáo trình Thổ nhưỡng học, 2006, NXB Nông nghiệp Ngô Thị Đào, Vũ Hữu Yêm, Đất và phân bón, 2005, NXB ĐH sư phạm Vũ Hữu Yêm, Giáo trình phân bón và cách bón phân, 1995, NXB NN TS Nguyễn Như Hà, Giáo trình bón phân cho cây trồng, NXB NN, 2006 Lê Văn Khoa (CB), Phương pháp phân tích Đất, nước, phân bón, cây trồng, 2001, NXB Giáo dục Vũ Quanh Mạnh, Sinh thái học đất, 2003, NXB ĐH SP VINH 12/2009 PHẦN I ĐẤT NÔNG NGHIỆP VINH 12/2009 Chương Khái niệm đất và quá trình hình thành đất I Khái niệm đất 1.1 Định nghĩa V V Đocuchaep (1846 - 1903) là người đầu tiên đưa định nghĩa phản ánh xác thực nguồn gốc hình thành đất tự nhiên: Đất là thực thể tự nhiên hình thành kết tác động tổng hợp yếu tố: đá mẹ, động thực vật, địa hình, khí hậu và thời gian N C Brandy và Ray R Weil (2002) lại coi đất là kết tương tác quyển: thạch quyển, khí quyển, thủy và sinh quyển, đã đưa định nghĩa: Đất là vật thể tự nhiên động bao gồm thể rắn (chất khoáng và chất hữu cơ), thể khí, thể lỏng và các sinh vật sống, là môi trường để cây sinh trưởng và phát triển VINH 12/2009 K Marx: Đất là tư liệu sản xuất đặc biệt, vừa là đối tượng lao động vừa là sản phẩm lao động sản xuất người Đất là thể tự nhiên hình thành kết tác động tổng hợp yếu tố : đá mẹ, ĐTV, địa hình, khí hậu và thời gian Đất trồng là tầng trên cùng vỏ trái đất đá phong hóa thành và chịu tác động yếu tố hình thành đất, có độ phì nhiêu để trên đó cây trồng có thể phát triển Đ = f(Đa, Sv, Kh, Đh, Ng)t VINH 12/2009 1.2 Thành phần đất Không khí 20-30% Khoáng vật 45% Thể rắn đất Khe hở Nước 2030% CH C 5% VINH 12/2009 Vai trò đất sản xuất NN • Đối với sản xuất nông lâm nghiệp, đất là tư liệu sản xuất vô cùng qúy giá, và không gì thay • Đất đai là sở đầu tiên, quan trọng để tiến hành trồng trọt, chăn nuôi • Đất là phận quan trọng hệ sinh thái VINH 12/2009 Chương Khái niệm đất và quá trình hình thành đất Quá trình phong hóa đá và đá tạo thành đất 2.1 Khái niệm khoáng và đá 2.1.1 Khoáng vật Khoáng vật là hợp chất hình thành tự nhiên các quá trình hoạt động lí-hóa học vỏ trái đất, là thành phần cấu tạo nên đá hình thành đất Khoáng vật nguyên sinh Khoáng vật thứ sinh VINH 12/2009 VINH 12/2009 2.1.2 Đá tạo thành đất  Đá macma  Đá trầm tích  Đá biến chất VINH 12/2009 Nóng chảy Macma thứ sinh Phân dị và kết tinh Biến chất Đá biến chất Phá hủy Dung nham Đá mac ma Phá hủy Đá trầm tích Biến chất Sơ đồ chuyển hóa các loại đá VINH 12/2009 Xác sinh vật 2.2 Quá trình phong hóa đá 2.2.1 Khái niệm Tác động nhân tố hóa học và lí học làm biến đổi trạng thái vật lý và thành phần hóa học khoáng và đá trên bề mặt lục địa gọi là quá trình phong hóa (phá hủy) đá Kết quá trình phong hóa đá tạo mẫu chất (vật liệu tạo thành đất) 2.2.2 Độ bền phong hóa Độ bền phong hóa là tính bền vững, khả chịu đựng hay chống đỡ khoáng và đá trước các tác nhân phá hủy (phong hóa) khoáng và đá Các loại khoáng vật và đá có độ bền phong hóa khác nhau, phụ thuộc vào: Bản chất khoáng vật Điều kiện bên ngoài VINH 12/2009 2.2.3 Các quá trình phong hóa đá a Phong hóa lý học Phong hóa lý học là quá trình làm cho khoáng và đá bị vỡ vụn các tác nhân - lý đơn Tác nhân: Nhiệt độ thay đổi Nước, băng, gió bào mòn đá Thực vật và động vật Khoáng Dolomit VINH 12/2009 b Phong hóa hóa học - Quá trình hydrat hóa - Quá trình thủy phân (1) - Quá trình oxy hóa - khử c Phong hóa địa sinh học Là quá trình tích hợp các quá trình phong hóa đó phản ứng hóa học làm trung tâm, khí hậu và SV có vai trò đẩy mạnh các phản ứng hóa học quan trọng - Quá trình hòa tan cacbonat và phản ứng các axit - Quá trình tạo phức VINH 12/2009 VINH 12/2009 VINH 12/2009 2.3 Quá trình hình thành đất 2.3.1 Bản chất quá trình hình thành đất Đất trải qua quá trình: đại tuần hoàn địa chất và tiểu tuần hoàn sinh học Phong hóa Khoáng và đá Mẫu chất Bào mòn Đất Phong hóa Đá trầm tích Vòng đại tuần hoàn địa chất VINH 12/2009 Địa y sống trên mẫu chất Đất Muối, khoáng Thực vật sống và hút chất dinh dưỡng từ đất VSV phân hủy Động vật ăn thực vật Vòng tiểu tuần hoàn sinh học VINH 12/2009 2.3.2 Các yếu tố hình thành đất Yếu tố địa hình Yếu tố khí hậu Yếu tố thời gian Đất hình thành và phát triển Yếu tố sinh vật Yếu tố đá mẹ VINH 12/2009 a Yếu tố sinh vật Là yếu tố chủ đạo quá trình hình thành đất  Vi sinh vật  Thực vật  Động vật b Yếu tố khí hậu  Tác động trực tiếp thông qua chế độ nước và nhiệt  Tác động gián tiếp thông qua yếu tố sinh vật c Yếu tố địa hình  Ảnh hưởng trực tiếp thông qua độ dốc, độ cao  Ảnh hưởng gián tiếp thông qua khí hậu và sinh vật VINH 12/2009 d Yếu tố đá mẹ Đá mẹ khác hình thành các loại đất có thành phần cấp hạt và tính chất lý hóa học khác e Yếu tố thời gian (tuổi đất) Tuổi tuyệt đối Tuổi tương đối f Yếu tố người Tác động tích cực (sáng tạo đất và cải tạo đất) Tác động tiêu cực (xói mòn, rửa trôi…) VINH 12/2009 Làm ruộng bậc thang Cày đất lúa nước VINH 12/2009 VINH 12/2009 2.3.3 Hình thái đất a Phẫu diện đất Là mặt cắt thẳng đứng từ mặt đất xuống tầng sâu b Màu sắc đất Màu sắc đất khá phức tạp, tạo nên màu chính: trắng, đen, đỏ c Chất xâm nhập và chất sinh Chất xâm nhập: mảnh sành, gạch vụn Chất sinh: - Kết von, muối tan - Phân giun, tổ mối VINH 12/2009 Hình thái đất xám Feralit trên phù sa cổ (Nguồn: Các loại đất chính Viêt NamViện Thổ nhưỡng - Nông hoá) Hình thái đất nâu đỏ trên đá bazan (Nguồn: Các loại đất chính Việt NamViện Thổ nhưỡng - Nông hoá) VINH 12/2009 Chương Thành phần giới và kết cấu đất Thành phần giới đất 1.1 Khái niệm TPCG 1.1.1 Định nghĩa Thành phần giới đất là tỷ lệ tương đối (%) các cấp hạt khoáng khác đất Tùy theo TPCG đặt tên đất: đất cát, đất thịt, đất sét… VINH 12/2009 Phẫu diện đất phèn và đất cát biển VINH 12/2009 1.1.2 Phân chia cấp hạt Đá tảng, cuội, sỏi > 2mm: không xếp vào TPCG TPCG bao gồm các phần tử < 2mm Trên TG có bảng phân chia cấp hạt sử dụng (Bảng A.2, trang 47) VINH 12/2009 VINH 12/2009 Đặc tính các cấp hạt giới - Các cấp hạt từ to đến nhỏ thì:Ðộ ẩm tăng dần, khả thấm nước (dinh dưỡng) giảm dần, giữ nước (dinh dưỡng) tăng dần, từ 0,25 mm xuất tính dẻo và tăng dần,… - Nhìn chung cấp hạt càng mịn, tỷ lệ các nguyên tố (trừ silic) đó có nguyên tố dinh dưỡng càng cao VINH 12/2009 VINH 12/2009 1.2 Phân loại đất theo TPCG - Nhân dân ta đã dựa vào nhận xét ngoài đồng ruộng mà chia ra: đất cát già, cát pha, đất thịt, đất sét, đất gan gà, gan trâu, … - Mỗi loại TPCG phù hợp với số cây trồng định và cần có biện pháp canh tác thích hợp 1.2.1 Phân loại theo Quốc tế: có 12 loại đất 1.2.2 Phân loại theo Liên Xô (cũ): có loại đất 1.2.3 Phân loại theo Mỹ: có 12 loại đất VINH 12/2009 VINH 12/2009 VINH 12/2009 VINH 12/2009 1.2.4 Phương pháp phân tích TPCG đất a Xác định tỷ lệ % cấp hạt khoáng b Phương pháp đơn giản: vê tay - Lấy lượng đất ngón tay cái - Nhào với nước cho dẻo (không quá ướt quá khô) - Dùng bàn tay vê lại thành thỏi dài đường kính 3mm - Sau đó khoanh thành đường tròn cm VINH 12/2009 Trạng thái đất sau vê Loại đất và kí hiệu Không vê Chỉ vê thành viên rời rạc Vê thành thỏi đứt đoạn Vê thành thỏi uốn bị đứt đoạn Vê thành thỏi uốn có vết nứt Vê thành thỏi uốn không có vết nứt Đất cát (a) Đất cát pha (b) Đất thịt nhẹ (c) Đất thịt trung bình (d) Đất thịt nặng (e) Đất sét (f) Phân cấp TPCG đất VINH 12/2009 1.3 Tính chất các loại đất có TPCG khác và biện pháp sử dụng 1.3.1 Thành phần khoáng vật và các cấp hạt khoáng (hình A.12) - Cấp hạt khoáng có kích thước càng lớn càng nghèo chất dinh dưỡng (SiO2 là thành phần chính cát) - Ở cấp hạt nhỏ (sét) có thành phần chủ yếu là silicat thứ sinh, là TP khoáng chứa nhiều nguyên tố dinh dưỡng K, Ca, Mg, P… VINH 12/2009 1.3.2 Ảnh hưởng các cấp hạt đến đặc tính đất STT Đặc tính đất Cát Limon Sét Khả giữ nước Kém TB – cao Cao Khả thoát nước Nhanh Chậm – TB Chậm Tính thoáng khí Tốt TB Kém Khả phân hủy CHC Nhanh Vừa Chậm Hàm lượng CHC Thấp TB – cao Cao Cao Thấp Cao Cao TB Thấp TB – cao Cao TB Cao 10 Mẫn cảm với xói mòn Trung bình gió (cao cát mịn) Mẫn cảm với xói mòn Thấp (trừ cát nước mịn) Khả bị rửa trôi chất Cao dinh dưỡng Khả giữ màu cho Kém cây Khả đệm với axit kém và kiềm VINH 12/2009 1.3.3 Tính chất các loại đất có TPCG khác và biện pháp sử dụng Do TP hóa học và đặc tính các cấp hạt khác nên các loại đất có TPCG khác có tính chất khác nhau, phải có BP sử dụng thích hợp VINH 12/2009 • Đất cát - Thoát nước, thấm nước nhanh, dễ bị khô hạn - Nóng, lạnh nhanh nên bất lợi cho cây trồng và vsv - Thoáng khí, vsv háo khí phát triển mạnh, chất hữu bị phân hủy nhanh nên đất cát nghèo mùn - Hàm lượng keo đất ít, kém giữ phân giữ nước - Thích hợp cho các loại cây lấy củ khoai lang, khoai tây, các loại đậu, dưa hấu, … - Bổ sung lượng keo đất cách tưới phù sa, bón bùn ao, cày lật tầng sét phía sâu lên - Khi bón phân thì bón ít, nhiều lần, là phân hữu thì cần vùi sâu để giảm tốc độ phân giải VINH 12/2009 • - Đất sét Khó thấm nước, thấm khí CHC phân giải chậm nên tích lũy nhiều Nhiệt độ thay đổi chậm so với nhiệt độ không khí Nhiều keo đất nên giữ phân, giữ nước tốt, ít bị rửa trôi nên giàu dinh dưỡng đất cát Nhưng giữ chặt quá cây trồng khó hấp thu - Cần bón nhiều phân hữu và vôi, bón các loại cây phân xanh, rơm rạ để phát huy đặc tính tốt đất sét VINH 12/2009 • Đất thịt - Là loại đất trung gian, đất thịt nhẹ thì nghiêng đất cát, đất thịt nặng thì nghiêng đất sét - Đất thịt trung bình là tốt nhất, vì chúng có thể điều hòa tốt chế độ và chất dinh dưỡng, thuận lợi cho vsv hoạt động và phát triển - Rất thích hợp để trồng lúa nước và hoa màu VINH 12/2009 Kết cấu đất 2.1 Khái niệm kết cấu Kết cấu đất là cách xếp, dính kết các phần tử vô và hữu lại với thành đoàn lạp 2.2 Các loại kết cấu đất - Kết cấu dạng cầu (thích hợp cho sản xuất) - Kết cấu dạng phiến - Kết cấu dạng khối - Kết cấu dạng lăng trụ VINH 12/2009 Kết cấu dạng phiến Kết cấu dạng lăng trụ Kết cấu dạng cục Kết cấu dạng khối VINH 12/2009 2.3 Sự hình thành kết cấu viên (cầu) a Chất mùn b Sét c Sắt và nhôm d Canxi và Magie e Sinh vật đất f Canh tác g Ngưng tụ keo đất Đất mùn vàng đỏ trên núi VINH 12/2009 •Mùn: Xác hữu → mùn → kết dính • Sinh vật: - Giun đất: viên phân (đất, CHC hòa quyện bọc chất dính có niêm mạc ruột) là loại kết cấu viên tốt - Nấm: nấm tiết glomalin (glycoprotein) xi măng có tác dụng gắn kết tốt • Biện pháp canh tác Cày bừa đúng lúc, đúng cách, kết hợp bón phân, bón vôi xúc tiến hình thành kết cấu • Yếu tố khí hậu Đất nhiều sét, trời nắng hanh, nước bốc hơi, đất nứt nẻ tạo kết cấu không bền, … VINH 12/2009 2.4 Nguyên nhân phá hủy kết cấu viên 2.4.1 Nguyên nhân giới - Mưa lớn dòng nước tưới lớn va đập làm vỡ đoàn lạp - Con người, nông cụ, trâu bò, máy móc lại trên mặt đất mưa lớn làm tan rã các đoàn lạp 2.4.2 Nguyên nhân hóa học Cation Ca2+, Mg2+ trên bề mặt keo đất bị các cation hóa trị (Na+, K+ ) thay làm keo mùn phân tán – màng mùn bao bọc đoàn lạp bị rửa trôi – cầu nối Ca2+ bị bẻ gãy – đoàn lạp bị tan rã Nước mặn tràn vào hay đốt nương làm rẫy gây tượng trên VINH 12/2009 Đất bị nước làm xói mòn VINH 12/2009 2.5 Vai trò kết cấu đất Đất có kết cấu tốt có ưu điểm: - Chế độ nước và không khí điều hòa - Tiết kiệm công làm đất, thuận lợi cho cây mọc, STPT - Đất giữ nước tốt, hạn chế rửa trôi, xói mòn bề mặt - Thống khí và nước đất, VSV hoạt động thuận lợi VINH 12/2009 2.6 Biện pháp tăng cường và trì kết cấu tốt cho đất - Đảm bảo tốt chế độ canh tác, tạo đoàn lạp cỡ 110mm - Bón kết hợp hợp lý phân hữu cơ, phân hóa học và vôi - Luân canh cây trồng hợp lý - Bón các chất cao phân tử làm tác nhân gắn kết cho đất VINH 12/2009 Chương Thành phần và tính chất đất nông nghiệp Thành phần đất nông nghiệp 1.1 Nước đất 1.1.1 Vai trò nước - Nước là yếu tố độ phì + Dung môi hòa tan chất dinh dưỡng + Là thành phần thể sinh vật + Liên quan đến chế độ khí đất, hoạt động VSV + Liên quan đến quá trình chuyển hóa chất vô đất - Nước chi phối quá trình hình thành đất VINH 12/2009 1.1.2 Các dạng nước đất a.Nước liên kết hóa học -Nước cấu tạo -Nước kết tinh b Nước hấp phụ -Nước hấp phụ chặt - Nước hấp phụ hờ (nước màng) c Nước mao quản + Nước mao quản đế (nước mao quản leo): là dạng nước giữ và di chuyển đất chủ yếu nhờ lực mao dẫn Là dạng nước chủ yếu cung cấp cho cây trồng cạn + Nước mao quản treo d Nước trọng lực: Là nguồn cung cấp cho nước ngầm, có ích trực tiếp cho cây trồng mạch nước ngầm nông e Hơi nước: Có vai trò điều tiết nhiệt độ và độ ẩm đất VINH 12/2009 1.1.3 Độ trữ ẩm, độ ẩm và nước hữu hiệu a Độ trữ ẩm: là số nước •Độ trữ ẩm không khí cực đại •Độ trữ ẩm phân tử cực đại •Độ trữ ẩm đồng ruộng •Độ trữ ẩm toàn phần b Độ ẩm cây héo: là lượng nước còn lại đất cây bắt đầu héo (cây không hút lượng nước còn lại ấy) c Nước hữu hiệu đất: là hàm lượng nước đất từ độ ẩm cây héo đến độ trữ ẩm cực đại Nước hữu hiệu không vượt quá mức độ trữ ẩm cực đại VINH 12/2009 1.1.4 Biện pháp điều tiết nước đất a Các nguyên tắc - Làm cho nước thấm nhanh và nhiều vào đất - Tăng khả giữ ẩm cho đất, giảm lượng nước bốc trên mặt - Bảo đảm độ ẩm thích hợp cho cây và nhu cầu cải tạo đất - Chống muối, phèn… bốc lên bề mặt vào mùa khô - Sử dụng tối đa nguồn nước có đất VINH 12/2009 b Các biện pháp điều tiết nước - Biện pháp thủy lợi + Tưới tiêu, xây dựng kênh mương hợp lý + Giữ nước và cải tạo nguồn nước + Lên lip vùng đất phèn - Biện pháp canh tác + Làm đất tơi xốp, tăng phân HC và vôi + Che phủ đất + Trồng cây có rễ thích hợp + Nén đất sau gieo hạt giâm hom VINH 12/2009 1.2 Không khí đất 1.2.1 Vai trò không khí - Vai trò oxy - Vai trò Cacbonic 1.2.2 Thành phần và hàm lượng không khí đất Thành phần khí đất giống khí VINH 12/2009 Thành phần không khí khí và không khí đất (% thể tích) Các chất khí Không khí khí Không khí đất Nitơ (N2) 78,08% 78,08 – 80,24% Oxy (O2) 20,95% 0,0 – 20,90% Argon (Ar) 0.90% Cacbonic (CO2) 0,03% Các khí khác 0,04% VINH 12/2009 0,03 – 20,00% 1.2.3 Tính thông khí đất Tính thông khí đất là khả di chuyển không khí qua các tầng đất Là nhân tố thường xuyên định tốc độ trao đổi khí đất và khí Quyết định lượng O2 và CO2 đất •Biện pháp điều tiết không khí đất - Tăng cường cải thiện kết cấu đất, làm tăng lỗ hổng phi mao quản, cày sâu kết hợp bón phân HC - Làm tăng độ thoáng đất: lên luống, làm cỏ sục bùn, phá váng… VINH 12/2009 1.3 Nhiệt đất - Nguồn nhiệt chính cung cấp cho đất là ánh sáng mặt trời Hằng số lượng mặt trời là lượng tia sáng nặt trời chiếu thẳng góc đến 1cm² đất phút Trái đất cách Mặt trời khoảng trung bình Hằng số này là 1946calo/cm²/phút, thực tế lại thấp nhiều khúc xạ vào khí quyển, phản xạ mặt đất - Ngoài nguồn nhiệt trên, nhiệt đất còn sinh từ các phản ứng hóa học, sinh hóa học diễn đất và nguồn nhiệt khác như: nhiệt thấm ướt, nhiệt từ lòng đất, từ các nguyên tố phóng xạ… VINH 12/2009 - Chế độ nhiệt quan trọng quá trình hình thành và phát triển đất, liên quan chặt chẽ tới các quá trình lý học, hóa học, sinh hóa học đất Nhiệt độ đất còn ảnh hưởng trực tiếp tới tất các giai đoạn sinh trưởng và phát triển cây trồng Ví dụ: phát triển rễ và nốt sần cây họ đậu, phát triển thân, lá, hoa và độ chín quả… đòi hỏi nhiệt lượng cần thiết Ngoài sinh vật đất, nhiệt độ đống vai trò chủ đạo đời sống và các hoạt động chúng…nhiệt độ thích hợp cho sinh vật đất phát triển và hoạt động là từ 25 - 30ºC VINH 12/2009 1.4 Sinh vật đất - Tập đoàn vi sinh vật đất nhiều và phong phú, có thể có tới trăm triệu 1gam đất, khả sinh sản vi sinh vật là lớn Trong đất vi sinh vật có vai trò quan trọng với hai chức chính là tổng hợp và phân giải chất hữu cơ, tạo nên đạm cho đất - Các loại vi sinh vật đất: • Vi khuẩn: nhóm vi khuẩn phân giải các hợp chất hiđrôcácbon và nhóm vi khuẩn tham gia quá trình chuyển hóa các hợp chất N VINH 12/2009 Frankia_cộng sinh với rễ phi lao Rhizobium-cộng sinh với rễ họ đậu VINH 12/2009 + Xạ khuẩn: là sinh vật đơn bào, có hệ khuẩn Ty, có khả tạo kháng sinh Xạ khuẩn steptomyces NocardiaVINH 12/2009 khuẩn lạc- khuẩn ty + Tảo: chứa diệp lục, có khả quang hợp, tạo chất hữu cho đất Tảo cát có cát, đại dương và VINH 12/2009 đất - Thưc vật đất - Đông vật đât VINH 12/2009 Giun đất VINH 12/2009 Tổ mối Nam mĩ VINH 12/2009 Các tính chất vật lý khác đất 2.1 Tỷ trọng đất Tỷ trọng đất là khối lượng đơn vị thể tích hạt đất khô xiết chặt, tính g/cm3 d = P/P1 Trong đó: - d: tỷ trọng thể rắn đất - P: khối lượng thể rắn đất khô kiệt và xít chặt thể tích cố định - P1: khối lượng nước cùng thể tích 40C VINH 12/2009 2.2 Dung trọng đất Dung trọng đất là khối lượng đơn vị thể tích đất trạng thái tự nhiên sấy khô kiệt và tính g/cm3 D = P/V Trong đó: - D: dung trọng - P: Khối lượng đất tự nhiên khô tuyệt đối - V: thể tích hộp đóng VINH 12/2009 2.3 Độ xốp (độ hổng) đất Độ xốp là tỷ lệ phần trăm các khe hở đất so với thể tích chung đất P% = (1 – D/d) x 100 Trong đó: - P: độ xốp đất (độ xốp chung) - D: dung trọng đất - d: tỷ trọng đất VINH 12/2009 2.4 Tính liên kết đất Tính liên kết biểu lực dính kết các phần tử đất với 2.5 Tính dính đất Là khả liên kết đất với vật tiếp xúc cày, bừa… 2.6 Tính dẻo đất Tính dẻo (độ dẻo) xuất có độ ẩm định 2.7 Tính trương và tính co đất Là đặc tính ẩm thì thể tích gia tăng, khô thì rút lại 2.8 Sức cản đất Sức cản riêng đất là lực cần để cắt mảnh đất có tiết diện ngang là 1cm Sức cản đất: P = K.a.b Trong đó: P: sức cản đất (kg) - K: Sức cản riêng đất (kg/cm2) - a: độ sâu cày (cm) - b: Chiều rộng hoạt động lưỡi cày VINH 12/2009 Những vấn đề thực tế • Tại đất cát lại giữ chất dinh dưỡng kém đất thịt và đất sét ? • Tại có loại phân nên bón thúc mà không nên bón lót ? • Tại đất giàu chất hữu và mùn thì giàu nguyên tố dinh dưỡng khoáng khác ? • … VINH 12/2009 Keo đất và khả hấp phụ keo đất Khái niệm Những phần tử sét và mùn đất có kích thước nhỏ bé, mang tính chất giống keo, không hòa tan mà lơ lửng dung dịch, có thể chui qua giấy lọc định tính và quan sát cấu tạo chúng qua kính hiển vi điện tử gọi là hạt keo Trong đất có: Keo vô cơ: kết phong hóa đá ngưng tụ các phân tử dung dịch Keo hữu cơ: kết quá trình phân giải và tổng hợp CHC đất Keo phức hợp HC-VC: keo hữu + keo vô VINH 12/2009  Keo đất là hạt đất có kích thước nhỏ, Không hòa tan nước mà trạng thái huyền phù  Kích thước keo đất, các tài liệu quy định khác nhau: 0,001-0,1mm (theo Ghedroi, Nga) 0,001-0,5mm (theo Toth, Mỹ) < 0,002mm (2 m) (theo Wiklander, Thụy Điển) VINH 12/2009 - Hình dạng keo đất: dạng mỏng, dạng đĩa, dạng đũa dạng kim… - Cấu tạo: nhân keo đất cùng lớp ion định hiệu Nhân lớp ion bù Ion định hiệu + ++ + ++ + + + + + + Ion bù Lớp ion kép Mixen keo Ion không di chuyển Ion khuếch tán Vi lạp Hạt keo Sơ đồ cấu tạo mixen keo (âm) (theo Coocbunôp) VINH 12/2009 Keo đất có thể là dạng tinh thể vô định hình Mixen keo Sơ đồ cấu tạo mixen keo : Lớp ion bù Tầng ion khuếch tán Lớp điện kép Tầng ion cố định Mixen keo Hạt keo Lớp ion tạo điện Vi lạp Nhân mixen Hình Sơ đồ cấu tạo mixen keo (N.I Grorbanov) VINH 12/2009 Đặc tính keo đất 2.1 Keo đất có tỉ diện lớn Tỉ diện là tổng diện tích bề mặt đơn vị thể tích Keo đất có kích thước bé nên tỉ diện lớn 2.2 Keo đất có lượng bề mặt Các phân tử trên bề mặt hạt keo chịu các lực tác động xung quanh khác vì nó tiếp xúc với thể lỏng thể khí bên ngoài Do các lực này không thể cân lẫn nhau, lực hút bên ngoài thường yếu nên sinh lượng bề mặt nơi tiếp xúc các hạt keo với môi trường xung quanh, gây nên khả hấp phụ phân tử keo Năng lượng bề mặt keo tính đơn vị erg/cm2 và gọi là sức căng bề mặt, kí hiệu là  (sigma) VINH 12/2009 2.3 Keo đất mang điện tích Trong đất có keo âm, keo dương, keo lưỡng tính chủ yếu là keo âm 2.4 Keo đất có tác dụng ngưng tụ Keo đất có thể tồn trạng thái khác nhau: - Trạng thái keo tán (sol): điện động làm các keo đẩy và màng nước bao bọc ngoài keo cản trở không cho chúng xích lại gần - Trạng thái keo tụ (gel): keo bị trung hòa điện bị nước làm cho sức hút chúng lớn lực đẩy tĩnh điện, keo chuyển từ sol sang gel VINH 12/2009 Tụ keo Tán keo Trạng thái gel Trạng thái Sol Sự tụ keo Do có mặt các ion hóa trị cao Do nước Do trung hòa điện VINH 12/2009 Phân loại keo đất 3.1 Keo vô Keo vô bao gồm chủ yếu các loại keo sét và keo oxit sắt, nhôm, silic Các keo sét cấu tạo từ các phiến oxit silic và phiến gipxit, đó có thể có tượng “thay đồng hình khác chất” Nhóm kaolinit Nhóm montmorillonit Nhóm Illit (hydromica) Nhóm keo Sesquioxit VINH 12/2009 3.2 Keo hữu Keo hữu bao gồm các loại keo hình thành từ các CHC đất, chủ yếu là keo mùn như: axit humic, axit fulvic… Các nhóm định chức: -COOH, -OH có khả phân li ion H+ làm cho keo hữu (keo mùn) mang điện tích âm Xung quanh keo mùn có các cation hấp phụ và trao đổi Ca2+, Mg2+, K+,… giống keo sét 3.3 Keo phức hợp vô - hữu Keo vô và keo hữu liên kết trực tiếp với nhờ các liên kết cation thông qua hydroxit sắt nhôm VINH 12/2009 OH Si HOOC + O Al OH Keo đất R HOOC Axit humic OO C R + 2H O Si O Al OO C Phức hệ sét - mùn VINH 12/2009 Phân loại keo đất theo điện tích • Keo âm • Keo dương • Keo lưỡng tính (khi có thay đổi pH) • Trong môi trường axit: Fe(OH)3 + H+  [Fe(OH)2]+ + H2O Al(OH)3 + H+  [Al(OH)2]+ + H2O • Trong môi trường bazơ Fe(OH)3 + OH-  [Fe(OH)2O]- + H2O Al(OH)3 + OH-  [Al(OH)2O]- + H2O VINH 12/2009 pH < 8,1: keo dương Al2O3 Al(OH) OH nH2O + pH = 8,1: điểm đẳng điện Al2O3 Al(OH) nH2O Tăng nồng độ OHTăng nồng độ H+ VINH 12/2009 pH > 8,1: keo âm Al2O3 nH2O AlO(OH)2 - H+ Các dạng hấp phụ đất Hấp phụ là đặc tính quan trọng đất Có dạng hấp phụ chính 4.1 Hấp phụ sinh học Là khả sinh vật hút các ion đất 4.2 Hấp phụ học Là đặc tính đất có thể giữ lại vật chất nhỏ khe hở đất, giữ lại hạt sét, xác hữu cơ, VSV… Đó là dạng hấp phụ phổ biến đất VINH 12/2009 4.3 Hấp phụ phân tử Là khả keo đất có thể giữ lại các phân tử trên bề mặt hạt keo nhờ lượng bề mặt Năng lượng bề mặt hệ thống (F) phụ thuộc vào sức căng bề mặt () và TDTBM (S) F = .S Trong đó:: tính erg/cm2 S: tính cm2 F: tính erg 4.4 Hấp phụ hóa học Là khả đất làm chuyển hóa các chất hòa tan sang dạng kết tủa không tan hay ít tan qua phản ứng hóa học xảy dung dịch đất VINH 12/2009 4.5 Hấp phụ trao đổi Là đặc tính keo đất có thể trao đổi ion lớp ion trao đổi với ion dung dịch đất Thực chất là phản ứng lí hóa keo đất với ion dung dịch đât 4.5.1 Hấp phụ cation Là quá trình cation bị hấp phụ vào lớp ion bù keo âm - quá trình hấp phụ, ion này lại có thể bị ion khác đến thay mà phải dung dịch - quá trình trao đổi - đặc điểm hấp phụ trao đổi cation a.phản ứng hấp phụ trao đổi cation là phản ứng thuận nghịch, tiến hành theo đương lượng và đạt nhanh tới cân động [KĐ]2NH4 + Ca2+  [KĐ]Ca + 2NH4+ VINH 12/2009 Ca2+ Mg2+ NH4+ Mg2+ Ca2+ Na+ Al K NH4+ + K+ Hạt keo K+ H+ Ca2+ H + Na+ 3+ Al3+ NH4+ H+ Dung dịch đất NH4+ Na+ b phản ứng hấp phụ trao đổi phụ thuộc vào chất cation và nồng độ chúng Cụ thể là: Hoá trị cation: lượng hấp phụ M+ < M2+ < M3+ Cụ thể: Na+ < K+ < NH4+ < Mg2+ < Ca2+ < H+ < Al3+ < Fe3+ Bán kính hydrat hoá cation: Bán kính hydrat hoá ion càng lớn thì khoảng cách chúng với bề mặt keo đất lớn, đó lực hút tĩnh điện giảm Mg2+ 13,30 > Ca2+ 10,0 VINH 12/2009 c phản ứng hấp phụ trao đổi cation phụ thuộc vào thân các phức hệ hấp phụ Cụ thể là keo có DTHP càng lớn thì khả hấp phụ cation càng lớn Dung tích hấp phụ: Là tổng số các cation keo đất hấp phụ (kể cation kiềm và không kiềm), tính me/100g đất Công thức tính: CEC = S + H Trong đó: CEC – dung tích hấp phụ (me/100g đất) S – tổng số các cation kiềm hấp phụ, phần lớn là các cation kiềm trao đổi: Ca2+, Mg2+, K+, Na+, NH4+ đó Ca2+, Mg2+ chiếm ưu có thể tới 80% S H – tổng số các cation không kiềm hấp phụ, chủ yếu là H+ và Al3+ sinh độ chua thuỷ phân đất VINH 12/2009 CEC phụ thuộc vào chất keo đất axit mùn > monthmorillonit > illit > kaolinit Loại keo CEC (me/100g keo) Fe(OH)3 và Al(OH)3 Rất bé Kaolinit 5-15 Illit 30-40 Monthmorillonit 80-150 axit mùn 350-500 CEC phụ thuộc vào tỷ lệ SiO2/R2O3 keo đất, tỷ lệ này càng cao thì CEC càng lớn SiO2/R2O3 3,18 2,68 1,98 1,4 0,42 CEC (me/100g Đất) 70,9 42,6 21,5 7,7 2,1 CEC phụ thuộc vào thành phần giới đất (phụ thuộc vào tỷ lệ keo sét) • Theo kết nghiên cứu Ghedroi: Cấp hạt (mm) 0,250,005 0,0050,001 0,0010,00025 <0,000 25 CEC (me/100 g) 0,3 15,0 37,2 69,9 CEC phụ thuộc vào pH môi trường, pH đất tăng thì CEC tăng pH = 2,5-6 pH > Kaolinit CEC = CEC = 10 Monthmorillonit CEC = 95 CEC = 100 • Liên hệ với đất Việt Nam CEC đất Việt Nam Trị số bình quân (me/100g đất) Đất đỏ nâu trên bazan 8-10 Đất đỏ vàng trên phiến sét 7-8 Đất đỏ trên đá vôi 6-9 Đất đỏ vàng trên Liparit (Ryolit) 4-5 Đất phù sa sông Hồng Đất bạc màu 10-15 6-8 Độ no kiềm (no bazơ) • Độ no kiềm (độ no bazơ) đất là tỷ lệ phần trăm các cation kiềm chiếm tổng số cation hấp phụ CEC, ký hiệu là V, đơn vị %, tính theo công thức: S S V%  x100  x100 CEC HS Trong đó: S – tổng lượng cation kiềm hấp phụ trao đổi (gồm Ca2+, Mg2+, K+, Na+, NH4+) H - độ chua thuỷ phân V < 50% Nhất thiết phải bón vôi 50-70% Cần bón vôi 70-80% Có thể không bón vôi > 80% Không cần bón vôi d phản ứng hấp phụ trao đổi cation phụ thuộc vào điều kiện phản ứng môi trường: nói chung, pH dung dịch đất càng tăng thì lượng điện tích keo âm càng tăng nên khả hấp phụ cation đất càng tăng 4.5.2 Sự hấp phụ trao đổi anion Quá trình hấp phụ trao đổi anion đất có thể xảy các khả sau đây: •Do sức hút tĩnh điện lớp ion tạo điện keo dương [KĐ+] + A-  [KĐ+]A [KĐ+]A + H2PO4-  [KĐ+]H2PO4 + A- VINH 12/2009 • Thông qua trao đổi trực tiếp với các nhóm –OH vốn có hay hình thành trên bề mặt đứt gãy phức hệ trao đổi: [phức hệ trao đổi]OH + H2PO4-  [phức hệ trao đổi]H2PO4 + OH• Hay các nhóm –OH các setquioxyt ngậm nước [Al(OH)2]OH + H2PO4-  [Al(OH)2]H2PO4 + OH[Al(OH)2]H2PO4 + A-  [Al(OH)2]A + H2PO4- VINH 12/2009 Quá trình hấp phụ và trao đổi anion đất theo các đặc điểm tương tự cation • Hấp phụ trao đổi anion là quá trình thuận nghịch, tiến hành theo đương lượng và nhanh chóng đạt tới cân động • Cường độ hấp phụ trao đổi anion phụ thuộc vào nồng độ, hoá trị, bán kính hydrat hoá anion • PO43- > SO42- > Cl-  NO3• pH môi trường càng thấp thì cường độ hấp phụ anion càng tăng VINH 12/2009 Ý nghĩa keo đất và khả hấp phụ keo đất • Keo đất và khả hấp phụ đất là yếu tố quan trọng có ảnh hưởng định đến hình thành và tích lũy độ phì đất, tích lũy, cung cấp và điều hòa các chất dinh dưỡng cho cây trồng • Qua phân tích khả hấp phụ đất người có thể định lượng phân bón vào đất phù hợp để điều chỉnh dinh dưỡng cho cây VINH 12/2009 • Hãy giải thích câu nói Vôi không phân làm bần nhà nông Vôi làm giàu đời cha phá sản đời (Bón vôi đời cha phá sản đời con) VINH 12/2009 PHẢN ỨNG CỦA ĐẤT • • • • Phản ứng chua Phản ứng kiềm Phản ứng đệm Phản ứng oxi hóa – khử VINH 12/2009 Phản ứng chua đất a Nguyên nhân gây chua đất Sinh vật (tạo axit) Phân bón chua sinh lý; chứa axit dư Tăng thêm ion H+ đất Khí hậu (mưa nhiều) Rửa trôi các ion kim loại kiềm và kiềm thổ [H+] > [OH-] pH<7 VINH 12/2009 • Sinh vật: H2O Giải phóng khí CO2 H2CO3 HCO3- + H+ vi sinh vật phân giải chất hữu tạo nhiều loại axit hữu số vi sinh vật đặc chủng vi khuẩn lưu huỳnh và vi khuẩn nitrat hoá, chuyển S thành H2SO4 và N thành HNO3 làm cho đất bị chua Các loại thực bì khác có ảnh hưởng khác đến tính chua đất • Phân bón: - Bón liên tục và lâu dài các loại phân chua sinh lý (NH4)+ K+ H+2 SO42H+ Cl- - Một số loại phân supe lân còn axit dư làm cho đất chua b) Các loại độ chua đất • Độ chua hoạt tính • Độ chua tiềm tàng - Độ chua trao đổi - Độ chua thuỷ phân Độ chua hoạt tính • Biểu thị pHH2O • pH = -lg[H+] • [H+] = [OH-] = 10-7 iongam/lít, pH = -lg.10-7 = phản ứng trung tính pH < là chua, pH > là kiềm • Ví dụ: Nồng độ [H+] = 0,0001 iongam/lít thì • pH = -lg.10-4 = (chua) • Thường pH đất biến động từ 3-9 Độ pH < 4,5 Cấp đất Đất chua 4,6 – 5,5 5,6 – 6,5 Đất chua vừa Đất chua ít 6,6 – 7,5 7,6 – 8,5 Đất trung tính Đất kiềm > 8,5 Đất kiềm nhiều Độ pHH2O số đất Việt Nam Độ pHH2O số đất Việt Nam Đất nâu đỏ trên đá vôi (Đồng Giao, Ninh Bình) Đất nâu đỏ trên đá bazan (Phủ Quỳ, Nghệ An) Đất đen trên đá bọt bazan (Phủ Quỳ, Nghệ An) Đất đỏ vàng trên phiến thạch mica (Phú Hộ, Phú Thọ) Đất vàng nâu trên phù sa cổ (Vĩnh Phú) Đất phù sa ngoài đê sông Hồng (Phúc Xá, Hà Nội) Đất phù sa đê sông Thái Bình (Hải Dương) Đất xám bạc màu (Hà Bắc) Đất phèn (chua mặn) (An Hải, Hải Phòng) Đất mặn (Rạng Đông, Nam Hà) pHH2O 4,6 4,5 6,3 4,5 5,0 7,7 4,8 5,0 4,2 8,0 Độ chua trao đổi H H   K§ H  4KCl   K§  HCl  AlCl 3  Al 4K AlCl3 + 3H2O  Al(OH)3 + 3HCl Dùng NaOH 0,01N chuẩn độ lượng HCl dung dịch, tính độ chua trao đổi đất (lđl/100g đất khô kiệt ) Độ chua trao đổi còn biểu thị pHKCl tiến hành đo pH dung dịch đất đã trao đổi với dung dịch KCl 1N Cùng loại đất thì pHKCl luôn nhỏ pHH2O Vì ĐCTĐ = [H+] + [H+ + Al3+], nên pHKCl < pHH2O Tự trao đổi Loại đất (0-15cm) pHH2O pHKCl Đất phù sa đê sông Thái Bình (Hải Dương) 4,6 4,8 4,2 4,4 Đất phèn (chua mặn, Hải Phòng) 4,2 3,8 Đất nâu đỏ trên đá vôi (Ninh Bình) Độ chua thuỷ phân  K§ H Al 3 2O  4NaCH COO  3H    K§ 4Na   Al(OH)  4HCH COO Dùng dung dịch tiêu chuẩn NaOH 0,1N chuẩn độ độ chua thuỷ phân và tính theo đơn vị ly đương lượng/ 100g đất khô Độ chua này thường biểu thị chữ H Độ chua trao đổi và độ chua thuỷ phân số đất Việt Nam Độ chua (lđl/100g) Loại đất (0-15cm) Trao đổi Thủy phân Đất nâu đỏ trên đá bazan (Phủ Quỳ) 0,51 6,3 Đất đỏ nâu trên đá vôi (Ninh Bình) 2,61 10,4 Đất phù sa sông Thái Bỡnh (Hải Dương) 3,5 8,0 Đất chua mặn (phèn) (Hải Phòng) 0,65 4,3 Đất trũng (Nam Hà) 0,30 4,8 c) Ảnh hưởng phản ứng chua • Phản ứng chua đất ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển cây trồng và sinh vật đất • Vi sinh vật cố định đạm thích nghi pH 6,8; vi khuẩn nitrat hoá pH 6-8; nấm có thể hoạt động môi trường chua và kiềm Khoảng pH thích hợp số loại cây trồng Cây trồng pH Cây trồng pH Cây trồng pH Cây trồng pH Bí ngô 5,5-7,5 Chuối 6,0-6,5 Đay 6,5-7,5 Lúa 5,0-6,5 Bông 5,0-7,2 Dứa 4,5-6,5 đậu tương 6,0-7,0 Mía 6,5-7,5 Cà chua 6,3-6,7 Dưa hấu 5,5-6,5 Khoai lang 5,5-6,7 Ngô 5,5-7,5 Cà rốt 5,5-7,0 Thuốc lá 6,0-7,5 Khoai tây 5,2-5,5 Sắn 5,0-6,5 Chè 4,5-5,5 Lạc 5,5-7,2 • pH ảnh hưởng đến trạng thái tồn các chất dinh dưỡng và ảnh hưởng đến khả đồng hóa thức ăn cây • Ví dụ: Đất có phản ứng chua lân dễ bị kết tủa dạng phosphat Fe, Al nên cây trồng không sử dụng • H2PO4- + Al(OH)2+  Al(OH)2.H2PO4 Khoảng pH thích hợp cho hút thu chất dinh dưỡng cây trồng Phản ứng kiềm đất Đá mẹ giàu các ion Ca, Mg, K, Na (Đá macma bazơ và siêu bazơ) Đất mặn tích lũy nhiều muối Na Đất giàu các ion Ca, Mg, K, Na Khí hậu khô hạn [OH-] > [H+] pH>7 Muối các ion Ca, Mg, K, Na sau lúc thuỷ phân sinh OH- làm cho đất bị kiềm hoá Ví dụ: 2CaCO3 + H2O + CO2  Ca(HCO3)2 Ca(HCO3)2 + H2O  Ca(OH)2 + H2CO3 (pH 8) Ảnh hưởng phản ứng kiềm • Đất có phản ứng kiềm thì không phù hợp với sinh trưởng phát triển cây trồng Đặc biệt tích luỹ nhiều Na2CO3 không độc cho cây (nồng độ trên 0,01% là độc cho lúa) mà còn làm xấu lý tính đất (dẻo, dính quánh ẩm, rắn cứng khô) làm cho mùn dễ bị và làm cho chế độ nước, khí đất không điều hoà • Ở nước ta, diện tích đất kiềm không đáng kể, có ít đất kiềm tỉnh Ninh Thuận mà nhân dân địa phương còn gọi là đất “cà giang” Phản ứng đệm đất Một lượng nhỏ axit Một lượng nhỏ bazơ Tính đệm Nước cất pH thay đổi nhiều Đất Đất pH không pH không thay thay đổi đổi thay thay đổi ít đổi ít Nước cất pH thay đổi nhiều Tính đệm hay phản ứng đệm là khả đất có thể chống lại thay đổi pH có lượng nhỏ axit hay bazơ tác động vào đất Nguyên nhân tạo nên tính đệm đất • Do đất có chứa số chất có khả trung hoà Ví dụ CaCO3; phốt phát Fe, Al, Ca; oxit và hydroxit Fe, Al, Mn có thể trung hoà có axit xuất , đó pH không thay đổi ít thay đổi : • CaCO3 + 2HNO3  Ca(NO3)2 + CO2 + H2O •Do đất tồn số axit hữu (như axit humic, axit amin) có gốc axit và bazơ nên có thể đệm axit và bazơ (đệm chiều), với axit amin: R - CH NH2 COOH NH2 R - CH COO H + HCl + NaOH R - CH R - CH NH3Cl (Chống lại axit hoá) COOH NH2 + H2O (Chống lại kiềm hoá) COONa Hay víi axit humic: R R • OH COOH OH COOH + HCl + NaOH R R Cl COOH OH COONa Như hàm lượng chất hữu đất càng nhiều thì tính đệm càng cao + H2O + H2O • Do tác dụng trao đổi cation đất  K§ Ca 2   2HCl   K§ 2H    CaCl H H 2 2 Ca Ca  K§ H   NaOH   K§ Na   H O Khả đệm keo đất xếp sau: Keo hữu > monthmorillonit > illit > kaolinit Như số lượng keo càng nhiều, hàm lượng mùn càng cao, cấp hạt đất càng nhỏ thì tính đệm càng lớn Ý nghĩa thực tiễn tính đệm • Nhờ có tính đệm mà pH các loại đất thường phạm vi 3-10 • Ổn định môi trường pH, có lợi cho sinh trưởng phát triển cây trồng và vi sinh vật đất • Mặt khác xét liều lượng vôi cần bón để cải tạo đất chua ta phải tham khảo tính đệm Lượng vôi cần bón để nâng cao đơn vị pH đất có thành phần giới nặng và nhiều mùn nhiều đất nhẹ và ít mùn Phản ứng oxy hoá khử đất • a) Khái niệm • ox + ne  Red • Trong đó: ox: chất oxy hoá • Red: chất khử • n: số electron mà ox nhận để hình thành Red (ox và Red là ký hiệu đặc trưng) • Ví dụ: • Fe3+ + e  Fe2+ • Mn4+ + 2e  Mn2+ • Hệ thống oxy hoá - khử ký hiệu là Redox • Tác nhân ox là O2, NO3-, Fe3+, Mn4+, Cu2+, số VSV hiếu khí và các sản phẩm phân giải chất hữu điều kiện hảo khí • Tác nhân Red là H2, Fe2+, Cu+, vi sinh vật kỵ khí và các sản phẩm phân giải chất hữu điều kiện yếm khí • Quá trình oxy hoá - khử đất luôn có thực vật và vi sinh vật tham gia cho nên đây là quá trình sinh học Sản phẩm phân giải chất hữu Thành phần chất Sản phẩm oxy hoá hữu (ox) Sản phẩm khử (Red) C CO2 CH4, CO N NO2-, NO3- N2, NH3 S SO42- H2S P PO43- PH3 Fe Fe3+ Fe2+ Mn Mn4+, Mn3+ Mn2+ Cu Cu2+ Cu+ Cường độ oxy hoá khử Eh = Eo [ox] + 59 lg (mV) [Red] • Trong đó: • Eo là điện tiêu chuẩn, tức điện nồng độ chất oxy hóa và chất khử hệ Redox (nồng độ 1N) • Eo tra từ bảng điện tiêu chuẩn, ví dụ: • Fe3+ + e  Fe2+ Eo = 770mV • Mn4+ + 2e  Mn2+ Eo = 344mV • Mn3+ + e  Mn2+ Eo = 1510mV • MnO2 + 4H+ + 2e  Mn2+ + 2H2O Eo = 1244mV • [ox] và [Red] là nồng độ đương lượng gam chất oxy hóa và chất khử • Ví dụ: Một dung dịch sắt, đó nồng độ Fe2+ là 0,1N và Fe3+ là 0,001N thì: Eh = 770 + 59 [0,001] = 652mV lg [0,1] Eo cặp (Fe3+/Fe2+) = 770mV, tra từ bảng điện tiêu chuẩn b) Các yếu tố ảnh hưởng quá trình oxy hoá - khử • Trị số Eh toàn dung dịch tương đương với Eh hệ thống Redox nào có nồng độ cao • Nồng độ oxy không khí đất và oxy hoà tan dung dịch đất càng tăng thì Eh càng tăng • Độ ẩm thay đổi làm thay đổi Eh đất • Eh vùng gần rễ cây khác vùng xa rễ cây • Ví dụ: Càng gần rễ cây lúa mì Eh càng giảm vì rễ cây tiết chất khử; Càng gần rễ cây lúa nước Eh càng tăng vì rễ lúa nước tiết oxy • Ion H+ có ảnh hưởng đến Eh nên có mối tương quan pH và Eh Trung bình thay đổi đơn vị pH làm cho Eh thay đổi từ 57-59mV • Các biện pháp canh tác có ảnh hưởng đến Eh • Bón nhiều phân hữu thì Eh giảm vì quá trình phân giải sinh các chất khử và tiêu hao oxy • Làm tăng tính thấm nước, thông khí cho đất thì Eh tăng c) Ý nghĩa thực tiễn tính oxy hoá khử • Khi thay đổi Eh dẫn đến thay đổi loạt trạng thái dinh dưỡng đất Ví dụ: Eh chuyển từ cao xuống thấp, nghĩa là đất chuyển từ trạng thái oxy hoá sang khử oxy (như lúc phơi ải xong đổ ải) thì Fe3+ bị khử làm cho nồng độ Fe2+ tăng lên, đất giảm tính chua thời gian khoảng tháng (do sinh số chất khử có tính kiềm Fe(OH)2 và NH4OH, hàm lượng NH4+ tăng (vì phân giải chất hữu điều kiện yếm khí tạo NH4+), hàm lượng lân dễ tiêu tăng lên (vì các photphat sắt hoá trị bị khử thành photphat sắt hoá trị tan nước) đó là quá trình có lợi, cung cấp nhiều chất dinh dưỡng cho cây • Eh đất cây trồng cạn tốt là từ 200700mV, đất lúa nước từ 200-300mV Nếu cao 700mV thì số chất chuyển sang trạng thái oxy hoá không hoà tan cây không hút Nếu thấp 200mV thì sinh số chất khử có tính độc H2S, PH3, CH4, d) Điều tiết oxy hoá khử • Rút nước phơi ruộng, cày ải (đặc biệt là đất trũng), xới đất phá váng sau lúc trời mưa sau lúc tưới nước, làm cỏ sục bùn để oxy hoá chất khử có tính độc, chuyển chúng dạng không độc và tạo bước nhảy vọt Eh để sau đó Eh giảm xuống có tác dụng giải phóng dinh dưỡng giảm chua, tăng NH4+, tăng lân dễ tiêu, • Cải thiện kết cấu đất cách bón phân hữu và bón vôi đất tơi xốp thích hợp với cây trồng cạn Chương Phân loại đất Phân loại đất 1.1 Sơ lược phân loại đất trên TG 1.1.1 Phân loại đất theo phát sinh 1.1.2 Phân loại đất Mỹ (Soil taxonomy) 1.1.3 Phân loại đất FAO – UNESCO 1.2 Phân loại đất Việt Nam 1.2.1 Sơ lược quá trình 1.2.2 Cơ sở phân loại đất Việt Nam 1.2.3 Một số bảng phân loại đất VINH 12/2009 Phân loại đất nhằm mục đích gì? • Mỗi loại đất hình thành điều kiện tự nhiên định, có tính chất khác • Tính chất đất liên quan mật thiết với tồn tại, phát triển cây trồng và các loài SV nói chung Mục đích chính phân loại đất là để sử dụng hợp lý và có hiệu sản xuất nông – lâm – ngư nghiệp; là sở để áp dụng các biện pháp cải tạo; đánh giá và quy hoạch đất Hệ thống phân loại đất Liên xô (phân loại theo phát sinh) • Cơ sở phương pháp Học thuyết phát sinh đất “Đất là vật thể có lịch sử tự nhiên hoàn toàn độc lập; nó là sản phẩm hoạt động tổng hợp của: (1) mẫu chất và đá mẹ, (2) khí hậu, (3) thực vật và động vật, (4) địa hình, (5) tuổi khu vực (Docuchaev, 1883) • • • Vasily Vasilievich Dokuchaev (tiếng Nga: Василий Васильевич Докучаев; 1846–1903) là nhà địa chất người Nga mà tên tuổi gắn liền với các tảng sở khoa học đất Ông làm việc lĩnh vực khoa học đất và đã phát triển sơ đồ phân loại đất đó miêu tả yếu tố hình thành đất Ông đã đưa học thuyết mình sau nghiên cứu liên tục và tích cực đất đai Nga vào năm 1883 Công trình tiếng ông là Đất đen Nga (чернозём 1883), đã làm cho từ này biết đến phương Tây Một miệng núi lửa trên Sao Hỏa đặt tên ông để tỏ lòng kính trọng ông Vasily Vasilievich Dokuchaev, 1888 • Nội dung phương pháp - Nghiên cứu các yếu tố hình thành đất - Nghiên cứu xác định các quá trình hình thành đất Các yếu tố hình thành đất Nghiên cứu phẫu diện ngoài thực địa Phân tích phòng thí nghiệm - Nghiên cứu xây dựng bảng phân loại đất • Hệ thống phân vị Gồm cấp 1.Lớp (Clas) 2.Lớp phụ (Podclas) 3.Loại (Tip) 4.Loại phụ (Podtip) 5.Thuộc (Rod) 6.Chủng (Vid) 7.Biến chủng (Raznovid) 8.Bậc (Razriad) Loại (Tip) • Loại: các đất tách từ lớp phụ, bao gồm nhóm các loại phụ đất hình thành và tiến hóa cùng điều kiện sinh vật, khí hậu, thủy văn và đặc trưng biểu quá trình hình thành đất rõ ràng Đặc điểm chung đất loại: • Cùng phương thức thu nhận CHC và nhiệt, cùng đặc điểm phân giải CHC • Cùng quá trình phong hóa đá, khoáng vật nguyên sinh, cùng kiểu hình thành khoáng vật thứ sinh và phức chất VC – HC • Cùng chế độ nước đất • Cùng cách di chuyển vật chất đất • Cùng hướng sử dụng, cùng áp dụng biện pháp để trì và nâng cao độ màu mỡ Hệ thống phân loại đất Mỹ (Soil Taxonomy) • Cơ sở phương pháp Soil Taxonomy dựa trên sở tính chất đất có (vật lý, hóa học và sinh học) • Cách đặt tên đất Việc đặt tên đất gắn liền với yếu tố và quá trình hình thành đất • Nội dung phương pháp - Nghiên cứu các yếu tố hình thành đất - Xác định tầng chẩn đoán Tầng chẩn đoán bề mặt Tầng chẩn đoán phía Chế độ ẩm và chế độ nhiệt sử dụng phân loại • Hệ thống phân vị và danh pháp sử dụng Hệ thống phân loại đất giống phân loại TV - Bộ - alfisol - Bộ phụ - udalf - Nhóm lớn – hapludlf - Nhóm phụ - oydaquic hapludalf - Họ - thịt mịn, hỗn hợp, sét loại hình trung gian 2:1 - Biểu loại – Miami - Phase – thịt pha limon Miami • Danh pháp sử dụng: Dùng danh pháp có nguồn gốc Latin, Hy lạp Danh pháp đo đếm không thông thường Danh pháp chặt chẽ và cung cấp lượng lớn thông tin chất đất (Đọc thêm tài liệu) Hệ thống phân loại đất FAO-UNESCO • Cơ sở phương pháp Dựa vào tính chất đất có liên quan tới nguồn gốc, điều kiện và quá trình hình thành để tiến hành phân loại • Nội dung phương pháp - Nghiên cứu các yếu tố hình thành đất - Xác định tầng chẩn đoán và tính chất chăn đoán - Vật liệu chẩn đoán Vật liệu chẩn đoán có ý phản ánh mẫu chất nguyên thủy không còn biểu quá trình phát sinh đất để lại dấu hiệu đáng kể VD Phân bón, chất thải, cacbonat, hữu cơ, lưu huỳnh, phù sa, vật liệu núi lửa… - Nghiên cứu danh pháp và hệ thống phân vị Danh pháp: sử dụng danh pháp có nguồn gốc Latin, Hy lạp, Đức và số danh pháp có nguồn gốc các thứ tiếng khác Hệ thống phân vị: gồm cấp - Nhóm chính – major group - Đơn vị - Units - Đơn vị phụ - sub units - Pha - phase Phân loại đất Việt Nam • Bắt đầu sau miền Bắc hoàn toàn giải phóng (1954) với giúp đỡ Liên Xô • 1959, sơ đồ thổ nhưỡng miền Bắc tỉ lệ 1/1.000.000 với chú giải kèm theo công bố (5 nhóm, 18 loại phát sinh) • Sau 1964, hàng loạt công trình nghiên cứu phân loại đất cho các vùng • 1960 – 1961, phân loại đất miền Nam (25 đơn vị đất) • 1976, Bộ NN thành lập ban biên tập đồ đất , xây dựng đồ đất VN tỉ lệ 1/1.000.000 (13 nhóm, 30 loại phát sinh) Cơ sở phân loại đất Việt Nam a Các yếu tố hình thành đất • Địa chất, địa hình • Khí hậu • Thảm thực vật rừng Việt Nam • Sự tác động người b Các quá trình hình thành và biến đổi chính diễn đất VN • Quá trình hình thành đất mặn • Quá trình hình thành đất phèn • Quá trình hình thành phù sa • Quá trình Glây • Quá trình rửa trôi và bào mòn đất • Quá trình Feralit và kết von đá ong Một số bảng phân loại đất Việt Nam • Bảng phân loại đất VN năm 1976 (tỉ lệ 1/1.000.000) • Bảng phân loại đất VN theo FAOUNESCO (1996) Vốn đất và các nhóm đất 2.1 Chia theo trạng sử dụng đất 2.2 Chia theo kết phân loại đất Một số nhóm đất chính Việt Nam – sử dụng và cải tạo 3.1 Nhóm đất cát biển (533 434ha) Hình thành dọc ven biển và nội đồng, phân bố miền phần lớn là ven biển miền Trung bồi lắng dãy Trường Sơn với hoạt động các hệ thống sông và biển Chia thành loại: Đất cồn cát trắng, vàng (Luvic Arenosols) 222 043ha Đất cồn cát đỏ (Rhodic Arenosols) 76 886ha Đất cát biển (Haplic Arenosols) 234 505ha Đất cát biến đổi Đất cát Glây VINH 12/2009 Phẫu diện đất cát biển VINH 12/2009 3.2 Nhóm đất mặn (971 356ha) Là nhóm đất mặn ven biển đồng Nam Bộ, Bắc Bộ và miền Trung, đó ĐB SCL chiếm gần 70% Đất mặn muối NaCl, thường có tổng số muối tan > 0,25% Chia thành loại: Đất mặn sú, vẹt, đước (Gleyic Salic Fluvisols) 105 318 Đất mặn nhiều (Hapli Salic Fluvisols) 133 288ha Đất mặn trung bình và ít (Molli Salic Fluvisols) 732 584ha VINH 12/2009 Phẫu diện đất mặn ven biển VINH 12/2009 3.3 Nhóm đất phèn Có diện tích vào hàng thứ 4, xác định qua có mặt phẫu diện đất hai loại tầng chẩn đoán chính là tầng sinh phèn và tầng phèn Căn vào tầng này chia thành: Đất phèn tiềm tàng (Proto Thionic Gleysols) 652 244ha Đất phèn hoạt động (Orthi Thionic Fluvisols) 210 884ha VINH 12/2009 Phẫu diện đất phèn Đất phèn vùng Đồng Tháp Mười VINH 12/2009 3.4 Nhóm đất phù sa (3 400 059 ha) Là nhóm đất có diện tích lớn vào hàng thứ Nhóm đất bồi tụ là điển hình cấu tạo địa chất và địa hình nước ta Đất phù sa hình thành phía biển, bồi tụ từ sản phẩm phong hóa các khối núi đồi và hoạt động sông và biển Chia thành loại: Đất phù sa trung tính ít chua (Eutric Fluvisols) 225 987 Đất phù sa chua (Dystric Fluvisols) 665 892 Đất phù sa Glây (Gleyic Fluvisols) 011 180 Đất phù sa có tầng đốm gỉ (Cambic Fluvisols) 500 000 VINH 12/2009 3.5 Nhóm đất xám (19 970 642 ha) Là nhóm đất chiếm 2/3 diện tích nước, phân bố rộng khắp trung du miền núi và phần đồng Thuộc nhóm này gồm đất xám bạc màu, đất đỏ vàng phát triển trên các đá mẹ khác nhau, đất phù sa cổ Chia thành loại: Đất xám bạc màu (Haplic Acrisols) 791 021ha Đất xám có tầng loang lổ (Plinthic Acrisols) 221 369ha Đất xám Glây (Gleyic Acrisols) 101 471ha Đất xám feralit (ferralic Acrisols) 14 789 500ha Đất xám mùn trên núi (Humic Acrisols) 139 285ha VINH 12/2009 Phẫu diện đất xám VINH 12/2009 3.6 Nhóm đất đỏ (3 014 549 ha) Có diện tích vào hàng thứ nước, phân bố rộng khắp vùng đồi núi nước ta Thường có màu đỏ vàng, nằm địa hình cao, dốc nhiều, chia cắt mạnh, phong hóa nhanh chịu tác động rửa trôi, xói mòn mạnh sử dụng không hợp lý Chia thành loại: Đất nâu đỏ (Rhodic Ferralsols) 425 288 Đất nâu vàng (Xanthic Ferralsols) 429 059 Đất mùn vàng đỏ trên núi (Humic Ferralsols) 118 247ha VINH 12/2009 Đất mùn vàng-đỏ trên núi Đất nâu-đỏ trên ba zan VINH 12/2009