3. HÓA HỌC ĐẤT
3.3.2.1. Tính chua hay phản ứng chua của đất
Đất chua là đất có chứa một lượng H + và Al 3+ chúng có thể tồn tại ở ngồi dung dịch hay trên bề mặt keo đất. Khi tồn tại ở ngồi dung dịch, chúng có ảnh hướng trực tiếp tới cây và vi sinh vật gây nên độ chua hoạt tính. Khi H+ và Al3+ hấp phụ trên bề mặt keo đất (độ chua tiềm tàng) không ảnh hướng trực tiếp tới cây trồng và vi sinh vật. Chỉ khi các ion này được đẩy ra ngồi dung dịch đất mới có ảnh hướng tới cây trồng và sinh vật.
Nguyên nhân gây chua đất
- Khí hậu nước ta là khí hậu nhiệt đới ẩm, nóng và mưa nhiều, mà các cation
bị rửa trôi, dẫn đến đất nghèo kiềm càng nhanh. Đây là nguyên nhân chính làm cho đất chua.
- Bản thân đất được hình thành từ những đá mẹ nghèo chất kiềm như: đất được hình thành từ đá macma acid, đá cát ... (thành phần của các loại đá này chủ yếu là silic). Do đó, trong đất bị thiếu hụt chất kiềm và trở nên chua.
- Trong quá trình hoạt động của mình, vi sinh vật đất, rễ cây và các lồi sinh vật khác khơng ngừng giải phóng CO2. Khí này hịa tan trong nước thành H2CO3 có độ phân ly khơng lớn, nhưng nó là nguồn gốc sinh ra ion H+ chủ yếu trong đất.
+ Vi sinh vật phân giải chất hữu cơ cũng tạo ra nhiều loại axit hữu cơ (đặc biệt trong điều kiện yếm khí có sự tham gia của nấm). Đây là nguyên nhân chủ yếu gây chua ở các vùng trũng thuộc Nam Định, Hà Nam, Đồng Tháp...
+ Một số vi sinh vật đặc chủng như vi khuẩn lưu huỳnh và vi khuẩn nitrat hóa có thể chuyển S thành H2SO4 và N thành HNO3 làm cho đất chua.
- Các loại thảm thực vật khác nhau ảnh hướng đến tính chua của đất ở mức độ khác nhau. Chẳng hạn đất rừng lá kim thường chua hơn cây lá rộng. Trong đất rừng rậm, nếu có nhiều nấm hoạt động sẽ tạo ra nhiều axit fulvic làm đất chua thêm.
- Do con người trong quá trình canh tác, con người đã bón phân vào đất: Phân hữu cơ: tạo ra acid hữu cơ gây chua đất; phân vô cơ: gây chua mạnh hơn
Ví dụ: Nếu bón liên tục các loại phân chua sinh lý như (NH4)2SO4 hoặc KCl thì sau khi cây hút sẽ để lại các gốc SO4-2 và Cl - tạo thành các axit mạnh gây chua đất.
+ Chất hữu cơ ở trong đất bị phân giải tạo ra các axit hữu cơ làm cho đất chua. Do đó bón phân chuồng nhiều sẽ gây chua đất. Do đó phải bón phân chuồng kết hợp với bón vơi.
+ Các cation kiềm và kiềm thổ là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng hàng năm cây hút đi nhiều trong các sản phẩm, vì vậy chúng bị thiếu hụt dần trong đất. Do đó, trồng cây lâu ngày làm cho đất bị chua nếu không bổ sung.
Ảnh hưởng của độ chua đến các tính chất của đất và sinh vật đất:
- Độ chua ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống của cây và vi sinh vật đất: Phần lớn các loại cây và vi sinh vật đất đều ưa pH đất trong phạm vi trung tính. Chỉ có một số ít cây ưa môi trường chua (pH = 4:4,5) như dứa, chè.....
của cây vì pH sẽ tạo ra mơi trường sống mà phần lớn các loại cây trồng đều không thích mơi trường chua nên khi đất chua thì ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển, năng suất và thậm chí quá chua cây khơng sống được.
Do đó, mục đích của việc xác định độ chua là để bố trí cây trồng thích hợp khi quy hoạch sử dụng đất vì mỗi loại cây chỉ thích hợp sống ở một mơi trường pH nhất định.
- Độ chua ảnh hưởng đến tính di động của Al3+ và Mn3+ trong đất: Al3+ và Mn3+ là 2 ion gây độc cho cây và vi sinh vật đất. pH càng thấp thì Al3+ và Mn2+ di động càng nhiều.
Ví dụ: pH = 6,8 thì hàm lượng Al3+ là 2ppm, Mn2+ là 2ppm. Nhưng pH = 4 thì hàm lượng Al3+ là 23 ppm và Mn2+ là 27 ppm (Longnecker và Merkle, 1952).
- Độ chua của đất ảnh hưởng tới mức độ hòa tan của các dạng lân trong đất: Mơi trường trung tính thì lân dễ tiêu được giải phóng với lượng cao nhất. Nếu pH thấp thì Al3+ + PO43- AlPO4 gây ra hiện tượng giữ chặt lân trong đất, làm cho cây trồng thiếu lân mặc dù lân tổng số trong đất có thể nhiều.
- Đất chua ảnh hưởng đến sự hoà tan của các nguyên tố vi lượng trong đất. Phần lớn các nguyên tố vi lượng đất chua lại dễ tan (trừ Mo tan trong mơi trường kiềm). Khi dễ tan thì nó lại dễ rửa trôi, cây không sử dụng kịp thời hết được. Chính vì vậy làm cho đất chống nghèo nguyên tốt vi lượng (do đó, ở những vùng đất lầy thụt, đất chiêm trũng, đất chua thì bón phân vi lượng hiệu quả rất cao, năng suất cây trồng tăng rõ rệt vì ở những nơi này các nguyên tố vi lượng bị rửa trôi nhiều).
- Độ chua của đất ảnh hưởng tới sự ngưng tụ của keo đất. Đất chua sẽ làm cho keo đất bị phân tán, kết cấu của đất bị phá vỡ và đất bị dí chặt khi ngặp nước, dẻo qnh khi khơ do đó làm cây sinh trưởng phát triển khó khăn.
Do đó, bón vơi là cách nhanh nhất để khử chua cho đất, đồng thời có thể điều chỉnh pH đất theo ý muốn. Mặt khác, bón vơi có thể huy động thức ăn bị dính chặt trong đất bằng 2 cách:
+ Làm cho các nguyên tố từ dạng kết tủa thành dạng dễ hoà tan, cây hút dễ dàng.
+ Trao đổi: Trao đổi các ion bị giữ chặt trên keo đất. Ví dụ: NH4+ bị đất giữ chặt, khi cây muốn hút được thì lực hút của cây phải lớn hơn lực hút của keo đất.