2.1. Tỷ lệ lân trong đất
Hà m lượng lân tổng số trong đất nhìn chung thấp hơn đạm và kali, đạt tương ứng 1/10 – 1/4 đạm và 1/12 K (Brady, 1990). Khác với đạ m, lượng lân trong tầng đất mặt thường bằng hoặc thấp hơn lân ở các tầng sâu. Lượng lân tổng số trong đất có thể
dao động từ 0 – 1 g/ kg đất. Tỷ lệ lân trong đất biến động trong phạm vi từ 0,03 – 0,12 %. Ở một số đất hình thà nh trên đá mẹ giàu lân, tỷ lệ lân tổng số có thể lên đến 0,6 %.
Tỷ lệ lâ n trong đất phụ thuộc vào: Thà nh phần đá mẹ
Hà m lượng lân hữu cơ trong đất
Ở Việt Nam, với sự phân hóa đa dạng về nguồn gốc phát sinh học, đất Việt Nam có
hàm lượng lân tổng số dao động khá mạnh, từ 44 – 1310 mg P/kg (tương đương
khoảng 0,01 – 0,3 % P2O5). Mẫu chất là yếu tố quan trọng nhất quyết định hà m lượng lân tổng số trong đất. Đất cát biển và các loại đất phát triển trên đá mẹ a xit có hàm
lượng lân tổng số trung bình nghèo nhất (44 – 264 mg P/kg). Đất phù sa đồng bằng sông Hồng có hà m lượng lân dao động trong khoảng 350 – 650 mg P/kg. Đất đồng bằng sông Cửu Lo ng có hà m lượng lâ n thấp hơn (110 – 540 mg P/kg). Đất đỏ bazan có
hàm lượng lâ n tổng số cao nhất (430 – 1310 mg P/kg). Nhìn chung, phần lớn đất Việt Nam
được xếp vào loại nghèo lân.
2.2. Dạng lân trong đất
Trong đất lân có ở 2 dạng: lân hữu cơ và lâ n vô cơ.
* Lân hữu cơ trong đất
Lân hữu cơ trong đất chiếm từ 20 – 80 % tổng lượng lân trong đất. Hàm lượng lân hữu cơ trong đất cao hay thấp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như điều kiện khí hậu, thảm thực vật, kết cấu đất, loại sử dụng đất, chế độ phân bón sử dụng trên đất đó. Các dạng lân hữu cơ chủ yếu trong đất bao gồm: Inositol phốtphat: 1,4 – 356 mg/kg, chiếm
0,3 – 62 %, Axít nucle ic (AND và ARN): 0,1 - 97, chiếm 0,1 – 65 % và phốtpholip it: 0,4 – 17, chiếm 0,03 – 5,4 % lượng lân hữu cơ trong đất (Harison, 1987).
* Lân vô cơ trong đất
Lân vô cơ trong đất chủ yếu có dưới dạng muối phốtphat của các cation canxi (chiế m ưu thế trê n đất có p hản ứng tr ung tính hoặc kiềm), sắt hoặc nhô m (c hiếm
ưu thế tr ê n đất c hua).
Hà m lượng lân trong dung dịch đất phổ biến ở mức xấp xỉ 0,05 g/ lít dung dịch và hiếm khi ở mức 0,3 mg/lít.
Bảng 7. Hàm lượng lân hữu cơ trong tầng đất mặt của các loại đất khác nhau trong mối quan hệ với thành phần cơ giới đất
Lân hữu cơ trong đất Thà nh phần cơ giới đất Số lượng mẫu đất nghiên cứu mg/kg đất so với P tổng số % Đất nghèo chất hữu cơ Cát 194 121 34,1 Thịt trung bình 663 250 39,9 Thịt nặng và sét 309 332 41,4
Đất giàu chất hữu cơ
Thịt trung bình 5 523 58,9
Thịt nặng và sét 85 579 65,4
Nguồn: Harison, 2007
Hình 1. Sơ đồ quá trình chuyển hóa lân trong đất Nguồn: Westerman, 1990
2.4.1. Quá trình thoái hóa lân trong đất * Khái niệm
Quá trình thoái hóa lân là quá trình tạo thành các hợp chất lân khó hòa tan từ các hợp chất lân hòa tan thông qua quá trình hấp phụ hóa học trong dung dịch đất.
* Cơ chế tiến hành
Al3+ + H2PO4 + 2H2O 2H+ + Al (OH)2. H2PO4 Hòa tan Không hòa tan
OH OH
Al OH + H2PO4 Al OH + OH-
OH PO4H2-
Bị cố định
* Ý nghĩa của quá trình thoái hóa lân đối với sự thu hút lâ n của cây và hiệu quả sử
dụng phân lân
- Giảm lượng lâ n dễ tiêu trong đất và cây trồng khó thu hút được lâ n từ đất và từ
nguồn phân lân bổ sung từ bên ngoài vào đất. - Giảm hiệu quả sử dụng phân lân Lân hữu cơ khó phân giải Cơ thể sống Chất hữu cơ dễ phân giải Lân hòa tan Lân dễ tan hấp phụ trên keo sét Lân không hòa tan Lân bị giữ chặt
2.4.2. Quá trình giữ chặt lân trong đất
* Quá trình giữ chặt lân bởi các hydroxit Fe và Al
Quá trình này thường xảy ra trên các loại đất chua, giàu sắt nhôm di động. Gốc OH- trong các hydroxit Fe và Al bị thay thế bởi PO43+
* Lân bị giữ chặt bởi các khoáng sét
Lượng lân bị giữ chặt ở dạng này thường thấp hơn so với lượng lân bị giữ chặt bởi Fe và Al hydroxit. Rìa lưới của keo kaolinit có chứa OH- và vì vậy cơ chế hấp phụ
lân bởi kaolinit cũng tương tự như khi lân bị giữ chặt bởi Fe và Al hydroxit.
Khả năng giữ chặt lâ n của keo sét phụ thuộc vào diện tích bề mặt của loại keo
đó. Theo đó, kaolinit có khả năng hấp phụ cao hơn illit và monmollionit. Keo sét – OH + Ca (H2PO4)2 Keo sét - H2PO4- + ½ Ca(OH)2
Iliit > Kaolinit > Montmorillonit * Lân bị giữ chặt bởi muối canxi trong đất
Phản ứng giữ lâ n với các muối canxi trong đất bao gồm 2 dạng:
+ Khi hàm lượng lân trong đất ở mức thấp, lân chủ yếu bị giữ chặt bởi canxi sulphat + Khi hàm lượng lâ n trong đất cao, lân chủ yếu bị giữ chặt bởi canxi cacbonat (Grifill và Jurinak, 1993). Quá trình này xảy ra phổ biến và rất nhanh.
Thô ng thường sự giữ chặt lân bởi các muối canxi là yếu hơn bởi Fe và Al hydroxit, do vậy lân ở dạng này dễ dàng được phục hồi và trở nên dễ tiêu hơn đối với cây trồng.
Do đó, trên các loại đất giàu Fe và Al trao đổi, giữ chặt lân bởi Fe và Al
hydroxit thường chiếm ưu thế.
* Lân bị giữ chặt bởi chất hữu cơ trong đất
Mùn trong đất khi liê n kết với các cation như Ca, Fe và Al sẽ có khả năng giữ
chặt một lượng đáng kể lân.
Ở Việt Nam, theo Võ Đình Quang (1999) thì khả năng hấp thu lân của đất Việt
Nam dao động khá mạnh, trong khoảng từ 10 – 2656 mgP/kg, tùy theo từng loại đất.
Đất cát biển có khả năng hấp thu lâ n thấp nhất và đất trồng lúa đồng bằng sông Cửu
Long, đặc biệt đất phèn có khả năng hấp thu lâ n cao nhất. Các yếu tốảnh hưởng đến sự giữ chặt lân trong đất + pH đất
pH đất có ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng hòa tan của Ca, Fe và Al cũng như các
cation khác vì vậy có ảnh hưởng đến khả năng giữ chặt lân trong đất. + Sự hiện diện của các cation trong đất.
Cùng với Ca, Fe và Al, sự hiện d iện của một số cation trong đất cũng có ảnh hưởng
đến sự giữ chặt lâ n trong đất. Một số nghiên cứu cho rằng: Mg có tác dụng ngăn chặn sự giữ chặt lân bởi các muối canxi (Yadav và các cộng sự, 1984). Trên đất mặn, nơi mà
Na chiếm ưu thế so với các cation khác, lân sẽ tạo thành muối với Na và trở nên dễ tiêu
hơn đối với cây trồng.
+ Sự hiện diện của các anion trong đất
Một số anion trong đất như OH-, SO42- có khả năng cạnh tranh với anion phốtphat trong các phản ứng để tạo thành các hợp chất hòa tan trong đất. Tuy nhiên, anion phốtphat là một anion có khả năng cạnh tranh rất mạnh.
Động thái lân trong đất ngập nước
Các nghiên cứu của Võ Đình Quang và De fey (1999) đã chứng minh rằng khi
đất ngập nước, các oxyhydroxit sắt tinh thể chuyển qua dạng ferrihydrit vô định hình có diện tích bề mặt lớn, thông qua cơ chế hydrat hóa hoặc thủy phâ n vì vậy làm tăng
khả năng hấp thu lân của đất.
Trong quá trình ngập nước, hà m lượng các phốtphat nhôm có xu hướng giảm xuống,
hàm lượng phốtphat sắt tăng lên. Hiện tượng này do một phần phôtphat nhô m dạng variscit có thể chuyển qua dạng phôtphat sắt dạng vivianit.
Hà m lượng phốtphat canxi thường rất ít thay đổi do ngập nước. Nguyên nhân chủ yếu do điều kiện bình thường rất ít khi tạo ra được trạng thái khử đủ mạnh để làm
tăng các khoáng canxi. Việc gia tăng nồng độ CO2 trong dung dịch đất đôi khi được viện dẫn để gải thích sự thay đổi của hà m lượng Ca – P. Tuy nhiên, trường hợp này cũng ít khi xảy ra.
Những thay đổi về khả năng hấp thụ lâ n cũng như sự chuyển hóa lân trong quá trình ngập nước đã kéo theo sự thay đổi khá mạnh về khả năng cung cấp lâ n của đất. Hầu hết các nghiên cứu của Nguyễn Vy, Trần Khải, Võ Đình Quang (1998) đều cho một kết luận chung rằng khi đất ngập nước, hà m lượng lân dễ tiêu tăng mạnh. Nguyên nhâ n chính của việc gia tăng giải phóng lân có thể liệt kê như sau:
- Quá trình khử các hydroxit sắt
- Quá trình khử và chuyển stregit, variscit khó tan sang dạng vivianit dễ tan hơn
- Tăng pH do quá trình khử là m tăng khả năng thủy phân stregit, variscit
- Quá trình trao đổi giữa các ion hữu cơ tạo thành do quá trình phân giải hữu cơ