2. Tổng quan tăi liệu nghiắn cứu
2.2.5.Kali trong khoâng
2.2.5.1.Kali bị cốựịnh
Xâc ựịnh lượng kali bị cố ựịnh giúp cho ta biết ựược khả năng kali của ựất bị giữ ở dạng khó tiắu (cố ựịnh), từ ựó có giải phâp ựúng trong việc quản lý dinh dưỡng kali.
Nghiắn cứu kali cố ựịnh của ựất rất quan trọng vă cần thiết vì nó liắn quan ựến sự hấp thu của K+ của ựất cũng như việc xâc ựịnh hiệu lực vă liều lượng bón phđn kali cho câc loại ựất khâc nhau.
Cố ựịnh kali lă hiện tượng kali hòa tan vă kali trao ựổi bị nhốt văo giữa câc lớp của khoâng sĩt nhóm 2:1. Kali bị cố ựịnh chủ yếu ở trong vùng hình nắm vă ở câc khe bị trương của khoâng sĩt. Ion K+ ựủ nhỏ ựể có thể chui văo câc phiến silica vă bị giữ chặt bởi lực tĩnh ựiện. Ion NH4+ có bân kắnh ion gần như ion K+ vă cũng bị cố ựịnh tương tự như K+. Câc cation như Ca2+, Na+ có bân kắnh quâ lớn vă không bị nhốt văo câc khe ựê bị trương của khoâng sĩt (Goulding, 1987) [42].
Trường đại học Nông nghiệp Hă Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ23
vă có ý nghĩa rất quan trọng ựối với mức ựộ sử dụng lượng kali ựược bón cho cđy. Mức ựộ cố ựịnh kali ở từng loại ựất khâc nhau thì khâc nhau. Sự cố ựịnh kali phụ thuộc văo thănh phần cơ giới, thănh phần khoâng vật của keo ựất vă pH ựất vă hăm lượng kali trong ựất (Breland, 1950)[39]. Câc khoâng sĩt nhóm hyựromica, vecmiculit, illit cố ựịnh kali mạnh hơn nhóm kaolinit, montmorillonit. (Nguyễn Vy vă Trần Khải, 1978) [31]. Cũng theo tâc giả năy lượng kali bị hấp thu nhiều nhất ở ựất phù sa sông Hồng vă chiắm trũng, ắt nhất ở ựất bạc mău.
Theo Martin et al. (1946)[54], sự cố ựịnh kali bị chi phối chắnh bởi số lượng vă bản chất khoâng sĩt. Illite, mica bị phong hóa, vecmiculit, smectit vă những khoâng trung gian tham gia tắch cực văo sự cố ựịnh kali, còn khoâng sĩt 1:1 như kalolinit không cố ựịnh kali.
Câc nhă thổ nhưỡng học ựều quan niệm rằng dạng kali cố ựịnh trong ựất thực chất lă thông qua sự hấp thu kali bởi câc khoâng sĩt 3 lớp, câc khoâng sĩt 2 vă 4 lớp không có khả năng cố ựịnh kali (Martini vă Suares, 1977; Vascoda Gamma Manuel, 1967; Goocbunop, 1969; Pagel vă Mutscher, 1982). Pagel vă Prasad (1967) thắ nghiệm thấy ựất giău illit vă vecmiculit hút kali mạnh, căng nhiều illit lượng kali bị hấp thu căng cao. Ehlers (1967, 1968) cũng quan sât thấy illit, vecmiculit hút kali mạnh hơn nhiều so với kaolinit vă keo hữu cơ. Còn Vascoda Manuel (1967) cho biết, kali bón văo ựất bị hút bâm có tới 70% do khoâng illit vă vecmiculit. Câc thắ nghiệm của Nguyễn Vy vă Trần Khải (1978)[31] cũng công nhận rằng câc keo sĩt giău hydromica vă illit hấp thu kali rất mạnh; ngược lại ngay cả khoâng sĩt nguyắn chất nếu không mang ựặc tắnh hút K+ mạnh như kaolinit, monmorilonit thì lượng kali bi hấp thu cũng không ựâng kể.
Sự cố ựịnh kali phụ thuộc văo ựộ ẩm của ựất. Theo G.E.Rechards vă E.O.Mc Lean (1963)[59], E.O.Mc Lean vă M.E.Watson (1985)[51], thấy
Trường đại học Nông nghiệp Hă Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ24
rằng: hầu hết sự cố ựịnh kali dưới ựiều kiện ẩm có liắn quan ựến khoâng illit, còn vecmiculit có liắn quan chủ yếu ựến sự cố ựịnh kali khi lăm khô. Kali bị cố ựịnh nhiều trong ựiều kiện chế ựộ khô ẩm luđn phiắn do thănh phần sĩt trong ựất có chứa khoâng sĩt hỗn hợp. D.L.Sparks vă P.M.Huang (1985) [63] thấy hyựromica cố ựịnh kali ở cả ựiều kiện ướt vă khô, còn montmorilonit chỉ cố ựịnh kali sau khi ựê ựược lăm khô.
Nghiắn cứu ảnh hưởng của khoâng vật tới sự cố ựịnh kali trong ựất với 3 mức kali thắm văo ựất (0,3; 0,6 vă 0,9cmol_ckg^<-1>) của 3 giai ựoạn trộn ủ (15, 30 vă 45 ngăy) với 2 ựiều kiện ẩm (sự úng nước liắn tục vă luđn phiắn ướt vă khô) ở 3 vùng sinh thâi nông nghiệp của Bangladesh, Khaliquzzanman Mohammad vă ctv (2004)[48], thấy rằng: tỷ lệ kali cố ựịnh ở vùng sinh thâi High Ganges River cao nhất lă do vùng sinh thâi năy khoâng vật chủ yếu lă mica, smectit vă vecmiculit, tiếp ựến lă vùng sinh thâi Old Bramaputra Floodplain vă khả năng cố ựịnh kali thấp nhất lă vùng sinh thâi Old Himalayan Piedmont Plain bởi vùng sinh thâi năy trong ựất hầu như không có 3 loại khoâng vật trắn. Theo tâc giả năy thì khả năng cố ựịnh kali có liắn quan tới thănh phần khoâng vật trong ựất.
Nghiắn cứu của đăo Chđu Thu (1987) [23], cho thấy ựối với nhóm ựất phù sa, hăm lượng khoâng sĩt illit, vecmiculit trong ựất quyết ựịnh sự cố ựịnh kali của ựất ựặc biệt rõ. đất phù sa trẻ sông Hồng với illit vă vecmiculit chiếm ưu thế cao (20%), sự cố ựịnh kali lớn nhất 40,37mgK/100g ựất; trong khi ựó ở ựất phù sa mặn ven biển xuất hiện thắm montmorillonit có khả năng hút kali yếu hơn illit vă vecmiculit nắn sự cố ựịnh kali của ựất thấp hơn 31,88mgK/100g ựất. đất phỉn (chua mặn) trong thănh phần khoâng sĩt kaolinit chiếm ưu thế hơn illit nắn sự cố ựịnh kali giảm hẳn xuống chỉ còn 24,03mgK/100g ựất. đất bạc mău trị số kali cố ựịnh thấp nhất, lă trường hợp ựặc biệt do keo sĩt bị rửa trôi gần hết.
Trường đại học Nông nghiệp Hă Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ25
Khả năng cố ựịnh kali lăm giảm tâc ựộng dư thừa kali ựối với cđy trồng vă hạn chế sự rửa trôi kali khỏi ựất. Phần kali cố ựịnh có thể cung cấp dần cho cđy trồng ựặc biệt ựối với câc loại ựất nghỉo kali dễ tiắu (G.O.Adeoye, 1986)[35].
Thông qua khả năng cố ựịnh kali ta biết ựược khả năng bảo vệ nguyắn tố năy khỏi bị mất do rửa trôi ở một số loại ựất có thănh phần cơ giới nhẹ như ựất cât, ựất bạc mău hay ựất dốc. Từ ựó có những giải phâp ựúng ựắn ựể lăm giảm nguy cơ mất kali như bón phđn lăm nhiều lần, tăng cường khả năng chuyển hóa kali sang dạng kali khó tiắu hơn,ẦSuy cho cùng thì kali bị cố ựịnh sẽ trở thănh dễ tiắu trong một thời gian dăi vă cđy trồng cũng có thể sử dụng dạng kali chậm tiắu ở câc mức ựộ khâc nhau (E.O.Mc Lean vă M.E.Watson, 1985) [51].
Theo Mutscher (1977) ựất có khả năng cố ựịnh hấp thu kali lớn sẽ lăm giảm sự rửa trôi kali mạnh vă trânh sự mất mât kali khi bón phđn. Cũng theo Mutscher, ựất có lượng kali cố ựịnh cao sẽ có ựộ ựệm với cation năy khâ cao nắn khi bón phđn kali cho ựất cần phải tăng lượng bón so với câc ựất khâc mới có hiệu lực (dẫn theo đăo Chđu Thu, 1987) [23].
Theo Nguyễn Hữu Thănh vă Kazuhiko Egashina (2000) [18], Nguyễn Hữu Thănh, 2002 [19], Nguyễn Hữu Thănh vă Cao Việt Hă, 2005 [22] khả năng cố ựịnh kali của ựất phù sa sông Hồng, phù sa sông Thâi Bình, ựất phỉn (Long An, Hải Phòng) rất khâc nhau: ựất phù sa trung tắnh sông Hồng có khả năng cố ựịnh kali cao nhất (62,7 - 76,9%), ựất phù sa chua sông Thâi Bình có tỷ lệ cố ựịnh kali trung bình (28,2 - 46,4%), câc ựất phỉn có tỷ lệ cố ựịnh kali thấp nhất (20,7 - 40,9%).
Kết quả nghiắn cứu của Nguyễn Bảo Vệ (2003)[30], về sự cố ựịnh kali của ựất lúa ựồng bằng sông Cửu Long cho thấy sự cố ựịnh kali thay ựổi tuỳ theo thănh phần cơ giới. đất sĩt có hăm lượng kali bị cố ựịnh nhiều nhất, kế ựến lă ựất sĩt pha thịt vă ắt nhất lă ựất thịt pha cât. Giữa hăm lượng kali cố
Trường đại học Nông nghiệp Hă Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ26
ựịnh vă kali thắm văo có tương quan thuận vă rất chặt (r > 0,97).
Trắn một số loại ựất có khả năng cố ựịnh kali mạnh (chứa nhiều khoâng illit, vecmiculit), dù bón với lượng lớn nhưng ảnh hưởng của phđn kali ựến năng suất bị hạn chế. Trong trường hợp như vậy, bón phđn theo hăng có thể hạn chế mức ựộ cố ựịnh kali, lăm tăng hiệu quả phđn bón (Nguyễn Văn Chiến, 2003)[5]. Những ựất có khả năng cố ựịnh kali kĩm (chứa nhiều khoâng kaolinit) không nắn bón lót một lần lượng kali cần cho cđy mă vẫn phải bón thúc nhằm trânh sự rửa trôi kali khi cđy chưa dùng hết mă ựất lại cố ựịnh (giữ) kali kĩm.. Những ựất có lượng kali cố ựịnh kĩm cần phải cải tạo ựất ựể tăng K2O% cho ựất. đất có khả năng cố ựịnh hấp thu kali lớn sẽ lăm giảm sự rửa trôi kali mạnh vă trânh sự mất mât kali khi bón phđn (đăo Chđu Thu, 2003)[26].
Giữa lượng kali cố ựịnh vă kali cung cấp trong ựất, hai hiện tượng ựối ngược nhau về chế ựộ kali của ựất lại có một mối liắn quan mật thiết với nhau. Theo Pagel vă Mutscher (1982), dạng kali cố ựịnh của ựất gồm câc ion K+ có lực liắn kết với keo ựất bĩ hơn câc ion kali vốn ựê nằm sẵn giữa câc lớp phiến sĩt, nắn trong ựiều kiện tự nhiắn của ựất chúng cũng dễ ựược giải phóng thănh dạng kali cung cấp. Do ựó, khi bón phđn kali cho câc ựất có hăm lượng kali cố ựịnh cao thì sẽ tạo cho ựất một sự dự trữ nhất thời kali, ựồng thời dạng kali cung cấp cũng tăng lắn, cđy trồng sử dụng kali ổn ựịnh hơn (dẫn theo đăo Chđu Thu, 2003)[26].
2.2.5.2. Kali ựược giải phóng
Khả năng cung cấp kali của ựất không chỉ dựa văo lượng kali mă ựất cung cấp cho cđy trồng trong một thời gian nhất ựịnh mă còn ở tốc ựộ chuyển hóa kali từ dạng không trao ựổi sang dạng trao ựổi dưới tâc ựộng của quâ trình phong hóa hóa học, lý học hoặc sinh học, bao gồm cả quâ trình hút của cđy. Tốc ựộ chuyển hóa căng lớn thì khả năng cung cấp cho cđy trồng căng lớn (A.J.Mc Lean, 1961) [49].
Trường đại học Nông nghiệp Hă Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ27
Tốc ựộ giải phòng kali từ dạng không trao ựổi sang dạng trao ựổi bị chi phối bởi loại, hăm lượng khoâng sĩt vă tỷ lệ bêo hòa kali ở câc vị trắ trao ựổi cation. Trong khi illit có khả năng cung cấp kali cao thì kaolinit không có sự giải phóng kali khi kali trao ựổi bị lấy ựi (E.O.Mc Lean vă M.E.Watson, 1985) [51].
Theo Khaliquzzanman Mohammad vă ctv (2004)[48], sự giải phóng kali trong ựất có liắn quan tới thănh phần khoâng vật trong ựất. đất có nhiều khoâng mica, smectic vă vecmiculit thì khả năng giải phóng kali mạnh hơn ựất không có 3 loại khoâng vật trắn.
Theo Riho (1967) lượng K+ trao ựổi phụ thuộc lượng K+ cố ựịnh: ựộ ẩm của ựất giảm thì kali của ựất tăng lắn vì ựê ựược giải phóng từ dạng K+ cố ựịnh. Ruymbecke (1968) vă câc cộng tâc viắn nhận thấy trong quâ trình mất nước, ựất nhiều sĩt giải phóng rất nhiều kali nhất lă những ựất giău illit. Bates vă Soolt (1969) cũng thấy bất kỳ loại ựất năo lúc khô cũng có nhiều K+ trao ựổi (2-3 lần) do K+ chuyển từ dạng không trao ựổi sang dạng trao ựổi (dẫn theo Nguyễn Vy vă Trần Khải (1978) [31].