5. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1.4.Xác định độ chua thủy phân theo phương pháp Kappen
Dùng muối trung tính KC1 tác động với đất nhiều khi vẫn chưa đấy dược hết các ion H+ và Al3+ ra khỏi keo đất. Các nhà hoá học đất đã đưa ra phương pháp khác: dùng dung dịch chiết là muối tạo bởi một axit yếu và một bazơ mạnh như CH3COONa hoặc Ca(CH3COO)2 thì hầu hết các ion H+ và Al3+ sẽ bị đẩy ra khỏi keo vào dung dịch. Độ chua được xác định bằng phương pháp này lớn hơn độ chua trao đổi nhiều và được gọi là độ chua thuỷ phân Độ chua thuỷ phân được ký hiệu là Ht , đơn vị là mđl H+ và Al3+ trong lOOg đất
khô.
Mặc dù không phải là thành phần dinh dưỡng của đất, song nó lại là chỉ tiêu hóa lý nói lên độ chua của đất, nó là nguyên nhân làm cho đất bạc màu dẫn đến sự thoái hóa và năng suất cây trồng bị giảm sút. Độ chua thuỷ phân được sử dụng để tính lượng vôi bón khi cải tạo đất chua (cứ lmđl ion H+ cần dùng 28mg vôi bột CaO hoặc 50 mg bột đá vôi CaC03 đế trung hoà). Vì vậy cần phải chú ý đến giá trị độ chua thủy phân của đất để có kế hoạch bón vôi thích hợp [2].
a) Nguyên tắc xác định
Dùng CH3COONa để trao đổi H+ và Al3+ từ keo đất. Ngoài tác dụng trao đổi của Na+, ion CH3COO' có khả năng liên kết với H+ và Al3+ làm tăng quá trình trao đối:
[keo đất] H+ + CH3COONa ---> [keo đất] Na+ + CH3COOH
[keo đất]Al3+ + 3CH3COONa---> [keo đất] Na+ + (CH3COO)3Al (CH3COO)3Al + 3H20 ---» 3CH3COOH + Al(OH)3.
Do vậy kết quả sẽ tốt hơn muối trung tính. Quá trình thuỷ phân của (CH3COO)3Al làm tăng H+ trong dung dịch. Lọc dung dịch đất qua giấy lọc, nước lọc thu được dùng máy đo pH để xác định pH của dung dịch lọc hoặc chuân độ đê xác định tổng số ion trong dịch chiết. Như vậy độ chua thuỷ
phân là độ chua lớn nhất vì nó bao gồm cả ion H+ ( độ chua hoạt tính), ion H+ và Al3- bám hờ (độ chua trao đối) và những ion HT và Al3+ hút bám chặt trên bề mặt keo đất [2].
b) Cách tiến hành:
- Cân 20 gam đất (đã qua rây 1 mm) lắc với 50 ml dd CH3COONa IN trong lh rồi lọc.
- Lấy 20 ml dung dịch lọc + 2 giọt pp rồi chuẩn độ bằng NaOH 0.02N tới màu hồng (bền trong 1 phút). Dung dịch NaOH này đã được chuấn độ lại bằng HC1 ống chuẩn 0.1N(fixalnal) với chỉ thị pp.
-Tính kết quả
H, = V x N x l , 75x k x l 00 (mđl/lOOgđất)
p m
Trong đó: V: Thể tích NaOH tiêu thụ (ml) N: Nồng độ NaOH, N = 0,02N V „ 50 k _ CH 3 COOH _ _ 2 5 “ V ~ 2 Õ ~ ’ k: Hệ số pha loãng, m: Khối lượng đất, m = 20g 1,75: Hệ số thực nghiệm Thay số vào ta có H, = v x °’02 *0l 75 x 2’5 X100 = 0.4375 X VN,OH (mđl/lOOg đất)
2.31.5. Xác định tổng lượng mùn bằng phương pháp Chiurin
Phương pháp này cho kết quả nhanh và tương đối chính xác nên hiện nay phương pháp này được sử dụng phổ biến.
3C + 2K2Cr207 + 8H2S04 ---> 2Cr2(S04)3 + 2K2S04 +3C02 +8H20 2K2Cr207 + 6(NH4)2Fe(S04)2+ 7H2S04---> Cr2(S04)3 + K2S04 + 3Fe2(S04)3 + 6(NH4)2S04 + 7H20.
- Chỉ thị được dùng là điphenylamin 0,2%.
- Trong quá trình chuẩn độ, ion Fe3+ tạo thành có thể gây ảnh hưởng đến quá trình chuyển màu của chỉ thị, vì vậy trước khi chuẩn độ cho thêm một lượng nhỏ H3P04 hoặc muối chứa ion F~để tạo phức không màu với ion Fe3+.
- Kết quả phân tích được tính theo công thức: %Mùn =(V,-V).N.0 03.U24.100xK
m Trong đó:
v0: Số ml muối Mohr dùng đế chuẩn độ thí nghiêm trắng. vx: Số ml muối Mohr dùng đê chuấn độ.
m: Lượng đất lấy phân tích (g). K: Hệ số khô kiệt.
1,724: Hệ số tính ra mùn.
N: Nồng độ đương lượng của dung dịch muối Mohr.
0,003: Có nghĩa là 1 mili đương lượng của dung dịch K2Cr2ơ7 0,4N oxi hóa được 0,003 g cacbon.
- Dung dịch muối Mohr 0,2N (Fe2+) : Cân chính xác 78,428g muối Mohr hòa tan trong 200ml H20 chứa 20ml H2SO4 đặc, định mức bằng nước cất 2 lần đến vạch 11. Nồng độ làm việc của dung dịch này được chuẩn độ lại ngay trước khi dùng: lấy lOml K2Cr207 0,4N trong H2S04 (1:1) cho vào bình tam giác 250ml, thêm 2ml H3PO4 đặc, cho vào 15ml H20 thêm tiếp 2 giọt điphenylamin. Chuẩn độ dung dịch này bằng dung dịch muối Mohr đến khi dung dịch chuyến từ màu lam tím sang xanh lá cây.
c V
p _ K,Cr:07 • Y K,Cr,07 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Fcỉ+ “ Y
Fe2+
d) Cách tiến hành.
- Dùng cân phân tích cân chính xác 0,2g đất khô trong không khí đã được rây qua rây đường kính 0,1 mm. Cho vào bình tam giác có dung tích 50ml +10ml K2Cr2Oy 0,4N trong H2S04 (1:1), lắc nhẹ cho ngấm đều. Đậy bình bằng 1 phễu nhỏ. Đun trong 5 phút ở nhiệt độ 170 đến 180°c. Lấy ra để nguội, tráng và rửa đất trên thành bình bằng 15 ml nước cất 2 lần. Sau đó cho vào dd khoảng 2ml H3PO4 đặc và 2 giọt điphenylamin. Chuẩn độ lại bằng dung dịch muối Mohr ở trên đến khi dung dịch chuyển từ màu lam tím sang xanh lá cây.
- Đồng thời với TN có mẫu đất ta tiến hành TN trắng: Lấy 1 bình tam giác 50ml cho vào đó lOml K2Cr207 0,4N trong H2S04 (1:1). Đậy bình bằng 1 phễu nhỏ. Đun trong 5 phút ở nhiệt độ 170 đến 180°c. Lấy ra để nguội,thêm vào 15 ml nước cất 2 lần. Sau đó cho vào dung dịch khoảng 2ml H3PO4 đặc và 2 giọt điphenylamin. Chuẩn độ lại bằng dung dịch muối Mohr ở trên đến khi dung dịch chuyển từ màu lam tím sang xanh lá cây [23].
- T í n h k ế t q u ả . 0 / w, (V-V).N.0,03.1,724.100 _ _ %Mùn ---'C-——— ---X K m Vo: Thể tích muối Morh dùng đê chuẩn độ mẫu trắng Vx: Thê tích muối Morh dùng đê chuấn độ mẫu (ml) N: Nồng độ đương lượng của muối Morh: 0,2N m: Khối lượng mẫu dùng để phân tích (g)
% Mùn = ( V0- V ).Q,2.0,003.1,724.100.K = (V0 - V ).0,5127.K 2.3.1.6. Xác định khả năng trao đối cation của đất (CEC) (CEC: Cation Exchange Capacity)
a) Dụng cụ, thiết bị.
Cốc thủy tinh, bình nón, bình tam giác, phễu lọc, giấy lọc, buret, pipet, cân phân tích.
b) Hóa chắt.
Dung dịch MgCl2 IN, dung dịch Na2c204, dung dịch AgN03
10%, dung dịch NH4CI IM, dung dịch NH3 3M, chỉ thị murexit, dung dịch EDTA 0,1N.
c) Cách tiến hành
Cân 5,00 gam đất cho vào bình tam giác dung tích 250ml. Thêm vào lOOml dung dịch MgCẸ IN, lắc một giờ và đê yên 15 phút rồi gạn qua giấy lọc xếp nếp, đổ toàn bộ đất lên giấy lọc. Rửa đất cho đến khi
dùng nước cất hai lần rửa sạch MgCl2 dư (thử bằng AgN03 10%). Cho dung dịch NH4CI IM tác dụng với đất mới thu được để đấy hết Mg2+ ra khỏi đất, lấy nước lọc đất cho vào bình định mức 100 ml, hút 20 ml nước lọc đất cho vào bình tam giác 100 ml, thêm 6 ml hỗn hợp đệm
NH3 + NH4CI (pH=10), chỉ thị murexit rồi chuẩn độ bằng dung dịch EDTA 0,1N đến chuyển màu từ vàng sang tím huế.
Kết quả phân tích được tính theo công thức: CEC (mđl/lOOg) = VN100 K
m Với:
- V (ml): thể tích dung dịch EDTA đã dùng khi chuẩn độ.
- N: nồng độ đương lượng của dung dịch EDTA dùng đê phân tích. - K: hệ số khô kiệt.
- m (gam): Khối lượng đất phân tích.
2.3.2. Xác định nguyên tố vi lượng hằng phương pháp ICP-MS
2.3.2.1. Thiết bị, dụng cụ và hóa chất
- Máy khối phổ plasma cảm ứng (ICP-MS) Agilent 7500a. Khoảng khối lượng 7-250 amu. Độ phân giải 1 amu (độ rộng peak ở 5% độ cao peak).
- Khí trơ argon có độ tinh khiết cao (99,999 %-99,9995 %). - Nước siêu sạch (miliQ) 18 M£1
Số lần đo lặp cho một điểm 3-5 2.3.2.2. Quá trình phân tích b. 1. Chuẩn bị mẫu phân tích
+ Xác định hàm lượng tổng của các nguyên tố vi lượng trong đất:
Cho các mẫu đất đã sấy khô kiệt, nghiền nhỏ, rây qua rây 0,2 mm. Cân mẫu cho vào chén teflon dung tích 50 ml, cho dung dịch hỗn hợp HF, HCIO4, HNO3. Gia nhiệt hòa tan mẫu trên bếp điện có nhiệt độ không quá 300°c. Cô cạn dung dịch mẫu cho đến trạng thái muối ẩm. Cho tiếp HNO3 d=l,42(g/ml) và tiếp tục cô cạn đến trạng thái muối âm lặp lại một lần nữa. Hòa tan muối ấm bằng HNO3 loãng. Lọc trên giấy lọc băng xanh, rửa phần không tan bằng HNO3 loãng. Tro hóa cặn cùng với giấy lọc trong chén platin sau đó nung chảy với hỗn hợp nung chảy. Đế nguội, hòa tan trong HNO3 loãng. Gộp 2 dung dịch thu được và chuyển dung dịch vào bình định mức 100 ml. Thêm dung dịch nội chuẩn. Định mức tói vạch bằng HNO3 loãng.
Mau trắng được tiến hành qua tất cả các giai đoạn như mẫu phân tích. + Xác định hàm lượng kim loại di động trong đất:
Dùng cân phân tích cân lg đất vào bình tam giác 50ml. Thêm vào 25ml dung dịch CH3COOH 0,1N, cho vào máy khuấy từ, khuấy 16h ở nhiệt độ phòng. Sau đó li tâm, gạn lấy dung dịch vào bình tam giác. Rửa đất bằng 15ml dung dịch CH3COOH 0, IN, ly tâm, gạn lấy nước lọc cho vào bình tam giác, sau đó rửa đất bằng lOml nước cất đề ion, ly tâm, gạn lấy nước lọc cho vào bình tam giác. Gộp nước lọc các lần ly tâm lại 1 bình tam giác, đun dung dịch thu được ở nhiệt độ 70°c đến khi dung dịch gần cạn (còn khoảng 2ml), thêm tiếp 25ml dung dịch HNO3 0, IN, đun để cô đuổi CH3COOH. Đun đến khi dung dịch trong cốc còn lại khoảng 5ml, lấy ra khỏi bếp đun, tráng rửa nhiều lần thành bình tam giác bằng dung dịch HNO3 0,1N để lấy hết ion bám trên thành bình. Định mức dung dịch thu được bằng HNO3 0,1N đến 25ml, lọc bỏ cặn bằng giấy lọc định lượng. Đo nồng độ các nguyên tố vi lượng dạng di động trong đất bằng máy ICP - MS. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
b.2. Dung dịch đường chuẩn
Chuẩn bị dãy dung dịch chuẩn các nguyên tố phân tích B, Mn, Cu, Zn, Mo có nồng độ thích hợp trong môi trưòng HNO3. Thêm dung dịch nội chuẩn.
b.3. Thông số máy
b.4. Chọn vạch phân tích (số khối) b.5 Thiết lập method
Tên m0 mc m2 =m0+mc m3 = mc+m’o mo’ K
TB b.7. Tiến hành đo mẫu
Gọi method và sample log table đã lập. Tiến hành đo mẫu theo chương trình đã thiết lập.
b.8. Tính toán kết quả
CHƯƠNG 3
KÉT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Xác đinh một số thông số nông hóa thố nhưỡng chung của đất trồng cam Vinh, Quỳ Hợp
Hình ảnh phẫu diện đất cho thấy rõ đất nghiên cứu thuộc loại đất ferralit đỏ vàng, giàu hàm lượng sắt và nhôm. Tầng mùn bề mặt dày khoảng 15 - 20cm. Đen độ sâu 70cm tầng đất có thành phần khá đồng đều, màu đỏ vàng, khá tơi xốp.
3.1.1. Xác định hệ so khô kiệt của đất:
Các mẫu đuợc hong khô tự nhiên trong không khí chỗ mát, sau đó xác định hệ số khô kiệt.
- Ký hiệu mẫu:
Mau nghiên cứu từ QHi đến QH5
Trong đó: nio : Khối lượng mẫu trước khi sấy m’0: Khối lượng mẫu sau khi sấy mc :Khối lượng cốc
Bảng 3. 1: Kêt quả xác định hệ sô khô kiệt của các mẫu đât
Qua bảng 3.1 ta thấy các mẫu đất có hệ số khô kiệt tương đối đồng đều, sự khác nhau về độ ẩm của đất. Hệ số khô kiệt được dùng để tính các thông số
khác quy về khối lượng đất khô kiệt
3.1.2. Kết quả xác định tông khoáng trong đất
Bảng 3.2: Kết quả xác định tống khoáng trong các mẫu đất
BIẺƯ ĐÒ TỎNG HÀM LƯỢNG KHOÁNG
10 0 80 60 40 % -1 83.1924 QH1 83.598 QH2 85.7296 85.5507 QH3 QH4 85.6222 QH5
Hình 3.1: Hàm lượng tổng khoáng trong các mẫu đất
Kết quả cho ta thấy tổng lượng khoáng trong đất trồng cam Vinh, huyện Quỳ Hợp tương đối ổn định và có mức trung bình là 84,9386%, như vậy hàm lượng khoáng của đất Quỳ Hợp ở mức trung bình đối với loại đất íerralit. Lượng khoáng càng cao thì lượng chất hữu cơ càng thấp, đất càng nghèo chất dinh dưỡng. Tuy nhiên vấn đề là thành phần các nguyên tố khoáng của đất.
bao gồm cả các nguyên tố vi lượng, là điều cần được làm rõ đế đặc trưng cho thành phần hóa học của đất trồng.
3.1.3. Kết quả xác định pHH O và pHm của đẩt
Số liệu thực nghiệm xác định pH của dịch chiết rút đất bằng nước được nêu trong bảng 3.3 và hình 3.2.Bảng 3.3: pHn „ o của mẫu đất
BIỂU ĐỎ pH H20 6 5 4 3 2 1 14444 Hình (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.2: Giá trị pHHcủa các mẫu đất
Loại đất P^H2o P^KCl Htp(mđl/100g)
Đất Lai Vung - Đồng Tháp 4,47 3,66 8,63
STT Chỉ Đơn vi
pH BIẺƯ DỒ pH KC1
Hình 3.3: Biếu đồ giá trị pHicci của các mẫu đất
Các kết quả trên cho ta thấy các mẫu đất trồng cam Vinh, huyện Quỳ Hợp có môi trường hơi axit, các giá trị pHH 0đều nằm trong khoảng từ 5 đến
6, pHH Otrung bình là 5,52. Các giá trị pHKC1 biến thiên từ 4,2 đến 4,5, trung bình là 4,36. Chênh lệch pHH 0 - pHKcl đối với các mẫu nghiên cứu trung bình là 5,52 - 4,36 = 1,16. Điều này cho thấy độ chua hoạt tính của đất thấp hơn độ chua trao đối khá nhiều, vì thông thường độ chênh lệch này trên cùng một loại đất vào khoảng 0,5. Kết quả này cho thấy khả năng trao đổi ion H+ và Al3+ của keo đất là khá tốt nên làm giảm mạnh pH khi chiết bằng KC1 so với chiết bằng H20.
3.1.4. Độ chua thủy phân theo phương pháp Kappen
Khi cho đất tác dụng với dung dịch muối natri axetat, ngoài tác dụng trao đổi của ion Na+, ion CH3COO ' có tính bazơ do thủy phân mạnh nên làm
Bảng 3.5: Độ chua thủy phân của Htp của các mẫu đất
Htp BIÊU ĐÒ Độ CHƯA THỦY PHÂN Htp
Hình 3.4. Biều đồ so sánh độ chua thủy phân Htp của các mẫu đất
Qua các kết quả được nêu trong bảng 3.5 và hình 3.4 cho thấy đất trồng cam Vinh có độ chua thủy phân trung bình là 5,1633, biến thiên từ 5,2894 đến 5,4224. Điều này càng khắng định đất Quỳ Hợp thuộc loại đất hoi chua, có môi trường hơi axit. Tuy nhiên khả năng giữ các ion H+ và Al3- của các mẫu đất là không giống nhau nên sự chênh lệch giá trị Htp không tuyến tính với sự chênh lệch pHH và pHKC,
Đe củng cố thêm cho nhận xét của trên, chúng tôi so sánh các giá trị pHH O, pHKC1, độ chua thủy phân Ht của đất Quỳ Hợp với một số loại đất
khác ở Việt Nam như sau:
Bảng 3.6. Bảng so sánh các chỉ tiêu pHH , pHKcl, Htcủa đất Quỳ Hợp với một số loại đất khác ở Việt Nam
Qua bảng 3.6 ta thấy, các giá trị pHHO, pHKC1, Ht của đất trồng cam
Quỳ Hợp đều ở mức trung bình và mang đặc trung của loại đất íerralit. Đất Thanh Hà - Hải Dương có độ chua thủy phân thấp, các giá trị pH cao, thuộc loại đất trung tính và hơi kiềm, đây là đặc trimg của đất đồng bằng Bắc bộ, trong khi đó đất Lai Vung — Đồng Tháp lại mang đặc điểm của loại đất phù sa, có độ phèn cao nên nên có các giá trị pHHO, pHKcl thấp, giá trị Ht cao,
thuộc loại đất chua.
Như vậy, so với hai loại đất trên, đất Quỳ Hợp — Nghệ An vẫn là loại đất hơi chua, có thể hạn chế cây trồng hút Mo, nhưng lại gia tăng dạng di động của nhiều nguyên tố khác.
3.1.5. Kết quả xác định tong lượng mùn theo phương pháp Chiurin
Kết quả xác định thể tích chất chuẩn chuẩn độ mẫu trắng v0 = 10,5 ml. Nồng độ đương lượng của muối Morh: 0,20125N.
Sử dụng công thức tính đã nêu trên, chúng tôi thu được kết quả xác định hàm lượng mùn của các mẫu đất như nên trong bảng 3.7 và biểu diễn trên hình 3.5.
Qua bảng 3.7 chúng ta thấy tổng lượng mùn trung bình trong đất trồng cam Vinh, huyện Quỳ Hợp có hàm lượng mùn khá cao, trung bình là 2,2026%, thuộc loại đất giàu dinh dưỡng. Qua các kết quả thu được ở trên ta thấy có sự liên quan giữa hàm lượng mùn và độ chua của đất, giá trị pH càng