Phần 2 Tổng quan các vấn đề nghiên cứu
2.3. Khái quát chung về môi trường đất nông nghiệp
2.3.2. Thành phần dinh dưỡng trong đất và ảnh hưởng đến chất lượng rau
2.3.2.1. Đặc điểm đất trồng rau
Cây rau có yêu cầu nghiêm ngặt đối với đất trồng, chọn đất trồng là khâu quan trọng quyết định đến năng suất, chất lượng sản phẩm và hiệu quả của sản xuất rau. Đất thích hợp cho sản xuất rau là đất thịt pha cát, đất thịt nhẹ, đất thịt trung bình, đất phù sa ven sông. Đất trồng canh tác dầy từ 20 – 40 cm; thành phần cấp hạt gồm: cát khoảng 50 – 60%, sét khoảng 25 – 40%. Đất phải có tính chất vật lý, hóa học tốt: tơi xốp, giàu mùn, có khả năng giữa nước, giữ phân tốt, có pH từ ít chua đến trung tính. Tuy nhiên, mỗi loại rau có yêu cầu khác nhau đối với đất trồng, ví dụ rau ăn rễ củ yêu cầu đất pha cát, đất phù sa cen sông, trên những loại đất này loại rễ củ sẽ cho năng suất cao, chất lượng sản phẩm tốt, còn các loại rau ăn quả còn lại thích hợp trên đất có thành phần cơ giới nặng hơn (Nguyễn Như Hà, 2006).
2.3.2.2. Thành phần cơ bản của môi trường đất
Môi trường đất bao gồm: thành phần thể rắn, thành phần thể lỏng, thành phần sinh học, thành phần không khí (Lê Văn Khoa và cs., 2010).
- Thành phần thể rắn của môi trường đất bao gồm các chất vô cơ, hữu cơ và phức hợp hữu cơ – vô cơ:
+ Thành phần vô cơ: là những nguyên tố chủ yếu trong các khoáng, chất hữu cơ của đất. Nguồn gốc của chúng là các đá, khoáng và các sinh vật tạo thành đất. Bao gồm các nguyên tố đa lượng, các nguyên tố vi lượng và các chất phóng xạ.
Các nguyên tố đa lượng: các nguyên tố đa lượng cần thiết cho đời sống cây trồng là H, C, O , N , K, Ca, Mg, P, S, Na. Cây trồng có nhu cầu lớn đối với các nguyên tố này, hàm lượng của chúng trong cây trồng có thể từ 0,1 đến vài chục phần trăm khối lượng chất khô. Cacbon, hydro, oxy chiếm 96% khối lượng
chất hữu cơ, được cây trồng hấp thụ từ CO2, H2O. Còn các nguyên tố đa lượng khác được cây trồng hấp thụ từ đất do quá trình dinh dưỡng rễ.
Bảng 2.5. Các nguyên tố cần thiết cho cây trồng
Nguyên tố hóa học Dạng dễ tiêu
cho cây trồng (% khối lượng chất khô) Hàm lượng trong cây
Các nguyên tố đa lượng H C O N K Ca Mg P S H2O CO2 O2, CO2, H2O NO3 - , NH4+ K+ Ca2+ Mg2+ H2PO4-, HPO4- SO42- 6 45 45 1,5 1,0 0,5 0,2 0,2 0,1 Các nguyên tố vi lượng Cl Fe B Mn Zn Cu Mo Cl- Fe2+, Fe3+ BO33-, B4Cl72- Mn2+ Zn2+ Cu2+ Mo22- 0,01 0,01 0,002 0,005 0,002 0,006 0,00001
Nguồn: Lê Văn Khoa và cs. (2010)
Các nguyên tố vi lượng: nhu cầu của cây trồng đối với các nguyên tố Mn, Zn, Cu, B, Mo,... rất nhỏ và hàm lượng của các nguyên tố trong tự nhiên cũng rất nhỏ. Nhưng các nguyên tố này lại có vai trò quan trọng trong đời sống của cây trồng. Các nguyên tố vi lượng đa phần là các kim loại nặng. Các nghiên cứu đã chỉ ra có 1/3 trong tổng số các enzim có chứa kim loại cũng có sự tham gia của các kim loại nặng Cu, Zn, Pb, Hg, As, Cr (Lê Huy Bá, 2008).
Các nguyên tố phóng xạ: trong đất tồn tại các nguyên tố phóng xạ (U238, Ra226,...), các đồng vị của các nguyên tố hóa học thông thường (K40, Zn96,...).
+ Thành phần hữu cơ của đất: chất hữu cơ trong đất được xem là thành phần không sống của phân thức hữu cơ đất. Mặc dù chất hữu cơ trong đất, trong hầu hết các trường hợp chỉ chiếm một phần nhỏ trong tổng thành phần chất rắn nhưng nó là chỉ tiêu về độ phì và ảnh hưởng đến nhiều tính chất đất, khả năng cung cấp chất dinh dương cho cây trồng. Chất hữu cơ là nguồn cung cấp chất dinh dưỡng và năng lượng chủ yếu trong hệ sinh thái đất.
- Thành phần thể lỏng của đất: Nước ở trong đất gọi là dung dịch đất. Dung dịch đất được xem là thể lỏng của đất, trong đó chứa các muối hòa tan, hợp chất hữu cơ khoáng và chất hữu cơ hòa tan vào.
- Thành phần sinh học:
+ Vi sinh vật: các vi sinh vật trong đất có khối lượng nhỏ nhưng số lượng lớn, đa dạng và phân chia thành vi sinh vật dưỡng quang, vi sinh vật hóa dưỡng, bao gồm vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm.
+ Động vật đất: trong đất có nhiều nhóm động vật sinh sống, từ các động vật nguyên sinh nhỏ bé mà cơ thể đơn bào như trùng roi Euglena đến các động vật bậc cao như nhím, chuột. Hầu hết các loài động vật đều đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển hóa vật chất làm giàu chất hữu cơ cho đất. Điển hình trong nhóm các loài động vật đất là giun đất (Lê Văn Khoa và cs., 2010).
- Thành phần khí của môi trường đất: Không khí đất chiếm lỗ hổng không có nước. Bởi vậy, hàm lượng không khí phụ thuộc vào tổng độ hổng và độ ẩm. Sự phụ thuộc đó trước hết gây nên do kiểu đất, trạng thái, cấu trúc và mức độ thuần thục của đất.
2.3.2.3. Ảnh hưởng của các thành phần đến sinh trưởng và chất lượng cây rau
- Thành phần chất thể rắn:
+ Nguyên tố đa lượng: các nguyên tố đa lượng rất cần cho sự phát triển của cây trồng nhưng khi các chất tồn tại ở nồng độ không thích hợp sẽ gây cản trở quá trình sinh trưởng.
Kali là yếu tố cần thiết trong quá trình quang hóa, tổng hợp các chất gluxit, đẩy mạnh việc tích lũy các hợp chất này vào các bộ phận của cây rau (củ, quả,...). Cây rau thiếu kali sinh trưởng và phát triển kém, giảm sức chống chịu với các điều kiện bất lợi và sâu bệnh hại (Nguyễn Như Hà, 2006).
+ Nguyên tố vi lượng: trong đất, các nguyên tố vi lượng tồn tại ở dạng vô cơ và hữu cơ, có ý nghĩa dinh dưỡng khác nhau đối với cây trồng. Ở dạng vô cơ, các nguyên tố vi lượng có thể tồn tại trong thành phần khoáng vật, hấp thu trên bề mặt keo đất hay hòa tan trong dung dịch đất. Trong các dạng vô cơ, các dạng vi lượng hấp thu trên bề mặt keo đất và hòa tan trong dung dịch là các dạng cây dễ sử dụng nhưng rất ít (Lê Bích Đào và cs., 2010). Ở dạng hữu cơ, nguyên tố vi lượng có thể nằm trong các phức chất hữu cơ đơn giản cây có thể hút trực tiếp còn trong các chất hữu cơ phức tạp cây không sử dụng được. Dạng hợp chất phức chelat của nhiều nguyên tố vi lượng với chất hữu cơ (đặc
biệt là mùn) được sử dụng như phân bón. Phân bón vi lượng ở múc độ vừa phải làm tăng năng suất chất lượng cây trồng. Tuy nhiên, rau có nhu cầu sử dụng các phân vi lượng thường cao do các loại rau thường mẫn cảm cao đối với các nguyên tố vi lượng.
Rau thiếu Bo có hiện tượng: hoa tận cùng bị chết, lá dày bị mỏng đi, đôi khi là bị nhạt màu. Thiếu Bo thường thấy ở các loại rau ăn rễ, củ.
Rau thiếu mangan (Mn) bị bệnh vàng lá, tỉ lệ đậu hoa quả thấp. Rau thiếu đồng (Cu) mầm rau bị chết sau khi mọc.
- Thành phần chất lỏng (dung dịch đất): Có tác dụng hòa tan các chất hữu
cơ khoáng và chất khí, cung cấp thêm dinh dưỡng cho cây trồng; nồng độ dung dịch đất có ảnh hưởng đến sự hút dinh dưỡng của cây trồng, phản ứng của dung dịch đất ảnh hưởng đến hoạt động của các vi sinh vật đất, các đặc tính lý – hóa của đất,...
- Thành phần sinh học: trong đất có chứa nhiều nhóm sinh vật khác nhau
bao gồm các động vật, thực vật và vi sinh vật. Các nhóm sinh vật này sống trong đất, tương tác lẫn nhau trong mối quan hệ phức tạp mà điển hình là 4 hình thức: cộng sinh, hỗ sinh, ký sinh - vật chủ, đối kháng (Lê Văn Khoa, 2010).
- Thành phần không khí: các khí O2, CO2,... có trong đất tham gia vào
các quá trình quang hợp, hô hấp, các phản ứng trong đất và nhất là các phản ứng hòa tan.