Phần 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
2.3. Cơ sở khoa học của nghiên cứu về phân bón kali
2.3.2. Kali trong đất
- Sự tồn tại của kali ở trong đất
Kali ở trong đất tồn tại dưới các dạng như dạng khơng trao đổi, dạng trao đổi và dạng hịa tan. Trong đó, dạng trao đổi có ý nghĩa rất quan trọng đối với cây trồng.
Dạng không trao đổi bao gồm kali tham gia cấu trúc tinh thể của các khoáng chất fenspat và mica hoặc bị giữ chặt bởi các lớp của khoáng vật nguyên sinh và khoáng vật thứ sinh. Hàm lượng kali trong fenspat chiếm 13 - 14%, còn trong mica là 10%. Dạng kali này khơng thích hợp đối với cây trồng. Cây trồng chỉ lấy được kali từ các khống chất này nếu nó bị phong hóa, chuyển sang dạng trao đổi (Goulding, 1987).
Đối với kali bị giữ bởi các khống sét mà có liên kết trong cấu trúc tinh thể, mà thay vào đó bị giữ giữa các lớp tứ diện liền nhau của các loại khoáng sét như mica, illite, vermiculite (Mutscher H, 1996). Dạng này tương đối khơng thích hợp với cây trồng, nhưng nó giúp duy trì lượng kali trao đổi và kali hoà tan ở trong đất (Spark, 1985).
Kali trao đổi là dạng thích hợp với cây trồng nhất, được cây hút vào để sử dụng cho các q trình sinh hóa của mình. Lượng kali trao đổi trong đất
chỉ đủ để cung cấp cho cây trong thời gian ngắn và số lượng khơng lớn. Ngồi việc bị mất đi do cây trồng, dạng kali này còn bị các vi sinh vật trong đất hấp thu cho hoạt động của chúng. Kali trao đổi trong đất cũng bị mất do bị rửa trôi bởi mưa to, việc tưới nước khơng đúng cách,… Lúc đó thế cân bằng giữa các dạng kali, giữa kali và các chất khác trong đất bị phá vỡ.
Các dạng kali trong đất ln có sự chuyển hóa qua lại. Sự chuyển hóa này liên quan chặt chẽ đến sự giải phóng hay cố định kali. Với điều kiện thuận lợi, một phần kali dạng không trao đổi được chuyển dần dần thành dạng kali trao đổi. Ngược lại, với những loại đất quá nghèo kali, khi bổ sung kali, một phần kali dạng trao đổi sẽ chuyển thành kali dạng không trao đổi, tồn tại trong các muối khoáng silicat, aluminosilicat.
- Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng cung cấp kali cho cây trồng của đất
Giữa các dạng kali trong đất luôn tồn tại một trạng thái cân bằng động. Khả năng cung cấp kali từ đất cho cây trồng được ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như: điều kiện ngoại cảnh, chủng loại và hàm lượng khoáng sét, hàm lượng chất hữu cơ, đô pH của đất, cấu trúc đất, nhiệt độ đất và thâm canh.
- Điều kiện ngoại cảnh: Các yếu tố như nhiệt độ, lượng mưa, phong hóa, phân hủy, xói mịn, rửa trơi…tác động và có ảnh hưởng lớn đến hàm lượng kali và khả năng cung cấp kali của đất. Hàm lượng kali bị mất do q trình rửa trơi là mối lo ngại chung đối với các vùng đất nhiệt đới ẩm có lượng mưa lớn thường xun và thốt nước tốt. Q trình hấp thu của cây cũng là cơ chế làm giảm tối thiểu hiện tượng mất kali do sự rửa trôi. Cây trồng khỏe mạnh, được chăm sóc tốt với hệ thống rễ phân bố rộng và mạnh cũng góp phần giữ lại kali trong vùng rễ.
- Khoáng sét: Hàm lượng và loại khống sét trong đất có ảnh hưởng mạnh đến khả năng cung cấp kali của đất. Do q trình phong hóa xảy ra
mạnh, các khoáng nguyên sinh gồm silicat chứa kali thường bị rửa trôi, để lại trong đất các phần tử sét hoạt tính thấp có điện tích thay đổi, do đó trong các hạt sét mịn của đất nhiệt đới ẩm chủ yếu là kaolinit. Thông thường, đối với những khoáng sét chứa hàm lượng kali cao có tiềm năng cung cấp kali lớn.
- Hàm lượng chất hữu cơ: Hàm lượng các chất hữu cơ tăng hay giảm đều có sự ảnh hưởng nhất định tới một số dạng kali và khả năng cung cấp kali của đất.
- pH đất và bón vơi: Độ pH đất và bón vơi có ảnh hưởng đến lượng kali trao đổi trong đất. Ở đất có độ no bazơ cao, kali trao đổi bị mất do rửa trơi ít hơn là đất có độ no bazơ thấp. Bón vơi là biện pháp hay dùng để làm tăng độ no bazơ nên đồng thời cũng làm giảm sự mất kali trao đổi.
Việc bón vơi để điều chỉnh pH và làm giảm độc tính của nhơm (Al) và mangan (Mn) có ảnh hưởng đến khả năng cung cấp K của đất, nhất là đối với đất nhiệt đới. Khi làm giảm độc tính của Al và Mn sẽ giảm tác động không tốt tới sự hấp thụ kali của cây trồng và làm cho hệ thống rễ khỏe hơn, cây hấp thu được nhiều kai hơn. Nâng cao độ pH đất bằng cách bón vơi, làm tăng khả năng trao đổi cation của đất và khả năng giữ kali trên bề mặt keo đất, làm giảm sự rửa trôi kali. Sau một vài vụ thu hoạch, khả năng cung cấp kali cho cây trồng sẽ giảm đi trừ khi có nguồn kali được bón bù vào hàm lượng kali trong dung dịch đất bị suy giảm. Việc bổ sung lượng kali trao đổi bằng cách bón phân sẽ có lợi cho cây trồng vì đó là dạng kali dễ tiêu.
- Cấu trúc đất và chế độ nước: Nước trong đất là môi trường để cây hấp thu các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng, nước vận chuyển kali và các chất dinh dưỡng khác tới vùng rễ.
- Nhiệt độ đất: Nhiệt độ đất có ảnh hưởng lớn đến khả năng cung cấp và di chuyển của kali trong đất. Khi nâng nhiệt độ đất lên từ 15 đến 290C, mức độ khuyếch tán của kali tăng. Đối với hầu hết các loại cây trồng, nhiệt độ
tối thích cho sự hấp thu kali từ 25 - 320C. Khi nhiệt độ cao hơn hoặc thấp hơn, sự hấp thu kali đều bị giảm.
- Ảnh hưởng của mức độ thâm canh: Mức độ thâm canh có ảnh hưởng lớn đến khả năng cung cấp kali của đất thông qua hàm lượng các dạng kali trong đất, đặc biệt là kali trao đổi và kali hịa tan. Khơng bón hoặc bón ít kali dẫn đến kali hịa tan trong đất bị giảm mạnh. Đặc biệt, nếu quá trình quảng canh kéo dài, đất bị thối hóa thì kali dễ tiêu và K tổng số đều giảm. Ngược lại, bón nhiều phân kali, có thể duy trì hoặc làm tăng hàm lượng kali trao đổi và kali hòa tan trong đất.