Độ chua là một trong những yếu tố quan trọng quyết định đồ phì nhiêu đất, nó ảnh hưởng lên các q trình lí hóa, sinh học trong đất và có tác động đến cây trồng. Đa số các cây trồng đều thích phản ứng đất ở trung tính đến ít chua (pH = 6-7) chỉ trừ một số loại cây trồng có thể chịu được đất chua như ch (pH từ 4,5-5,5), khoai tây (pH từ 4,8-5 4). Độ chua đất là do sự có mặt của các ion H+, Al3+ trong dung dịch đất cũng như trong các phức hệ hấp phụ của đất có khả n ng trao đổi gây nên. Đô chua được chia làm 2 loại:
- Độ chua hiện tại hay (độ chua hoạt tính): gây ra bởi các ion H+ tự do có trong dung dịch đất được xác định bằng cách tác động đất với nước cất và được biểu thị bằng pHH2O.
- Độ chua tiềm tàng: gây ra bởi các ion H+, Al3+ trong dung dịch đất cũng như trong các phức hệ hấp phụ của đất. Độ chua tiềm tàng được xác định bằng cách chiết r t đất bằng dung dịch muối. Theo chất chiết r t độ chua tiềm tàng được chia ra 2 loại:
+ Độ chua trao đổi: chiết rút bằng muối trung tính như KCl NaCl BaCl2. Độ chua trao đổi được biểu thị bằng pHKCl hoặc lđl/100g đất. Nó là chỉ số để xác định nhu cầu ón vơi cho đất
+ Độ chua thuỷ phân: chiết rút bằng một muối thuỷ phân (gốc axit yếu, azơ mạnh ví dụ CH3COONa). Độ chua thuỷ phân thường được biểu thị bằng lđl/100 g đất và giá trị này thường lớn hơn độ chua trao đổi bởi vì lúc này gần như toàn bộ H+ Al3+ trong keo đất đã được trao đổi ra ngoài dung dịch đất. Độ chua thuỷ phân cũng được dùng để tính tốn lượng vơi bón cải tạo đất chua.
Bảng 11: Thang đánh giá độ chua trao đổi (pHKCL) pH Đánh giá <4,5 Rất chua 4,5 – 5 Chua vừa 5 – 5,5 Chua nhẹ 5,5 – 6 Gần trung tính >6 Trung tính
II.2.2. Đánh giá hàm lượng Nitơ tổng số trong đất
Nitơ là nguyên tố dinh dưỡng quan trọng nhất đối với cây trồng. Trong đất phần lớn Nitơ (>95%) ở dạng hữu cơ chứa trong mùn là dạng khó tiêu đối với thực vật, chỉ có một phần nhỏ là ở dạng dễ tiêu bao gồm NH4+, NO3–, một số axit amin mà cây có thể hút thu trực tiếp. Nhìn chung hàm lượng nitơ trong đất có một mối tương quan chặt với hàm lượng mùn. Dưới đây là một số đánh giá về các dạng nitơ của các tác giả khác nhau:
Hàm lượng Nitơ tổng số phân tích theo phương pháp KENDAN (KJELDAHL) (TCVN 6498:1999). Phương pháp dựa trên nguyên tắc: dưới tác dụng của H2SO4 đặc ở nhiệt dộ cao, các hợp chất nito bị phân hủy và oxy hóa thành CO2, H2O; nitơ chuyển hóa thành NH3và sau đó kết hợp với dung dịch H2SO4 để tạp thành muối amoni sunfat. Chuẩn độ lượng H2SO4 dư ằng NaOH thơng qua đó xác định hàm lượng nitơ tổng số.
Hàm lượng nitơ tổng (WN) được tính bằng miligam trên gam được tính theo cơng thức sau: 2 1 0 100 W ( ) [ ] W 100 H O N N V V C H M m Trong đó:
V1: là thể tích của dung dịch axit sunfuric (0 01mol/l) dùng để chuẩn độ mẫu (chỉ thị: 0,1g bromocresol xanh lục và 0 02g metyl đỏ trong 100ml etanol), tính bằng mililít;
Vo: là thể tích của dung dịch axit sunfuric (0 01mol/l) dùng để chuẩn mẫu trắng (chỉ thị: 0,1g bromocresol xanh lục và 0 02g metyl đỏ trong 100ml etanol); tính bằng mililít;
C[H+]: là nồng độ H+ của axit sunfuric (nghĩa là nếu dùng axit sunfuric 0,01 mol/l thì C[H+]= 0,02mol/l), tính bằng mol trên lít;
MN: là khối lượng mol của nitơ tính ằng gam trên mol (=14);
m: là khối lượng của mẫu đất được làm khơ ngồi khơng khí, tính bằng gam; WH2O: là hàm lượng nước tính bằng phần tr m khối lượng so với mẫu đất được làm khơ trong tủ sấy tính theo TCVN 5963:1995 (ISO 11465).
Bảng 12: Thang đánh giá hàm lượng Nitơ tổng số trong đất
Hàm lƣợng N (%) Đánh giá
<0,1 Nghèo
0,1 – 0,2 Trung bình
>0,2 Giàu
Nguồn: Nguyễn Như Hà, Thổ nhưỡng nơng hóa, 2005 II.2.3. Đánh giá hàm lượng photpho tổng số trong đất
Lân là nguyên tố dinh dưỡng quan trọng chỉ đứng sau nitơ. Trong đất Việt Nam do q trình tích luỹ tương đối sắt nhôm phát triển nên hàm lượng lân dễ tiêu trong đất thấp đặc biệt đối với đất đồi chua, chúng bị cố định bởi các phôt phát sắt nhôm. Theo một số tác giả đề nghị phân cấp lân tổng số theo 4 cấp, tuy nhiên một số tác giả khác nhau lại có những phân cấp khơng giống nhau.
Hàm lượng Photpho tổng số xác định theo phương pháp so màu (TCVN 8940:2011). Nguyên lý của phương pháp này là sử dụng axit sunfuric và axit pecloric để phá mẫu và hòa tan các hợp chất phospho trong đất. Xác định hàm lượng phospho trong dung dịch bằng phương pháp đo màu.
Sau khi tiến hành phân tích thí nghiệm. Từ nồng độ P trong dung dịch của từng mẫu tính lượng % P trong đất theo Công thức:
4 ( ) 100 ( ) % 1000 1000 10 a b V k a b V k P m m Trong đó:
a: là hàm lượng P trong dung dịch xác định, tính bằng miligam trên lit
(mg/l);
b: là hàm lượng P trong dung dịch mẫu trắng, tính bằng miligam trên lit
(mg/l);
V: là thể tích dung dịch lấy để tạo màu, tính bằng mililit (ml); m: là khối lượng mẫu cân tính bằng gam (g);
k: là hệ số khô kiệt của mẫu.
Hàm lượng (%) P2O5 được chuyển đổi theo Công thức: (%) P2O5 = (% P) x 2,31
Bảng 13: Thang đánh giá hàm lượng Photpho tổng số trong đất
Hàm lƣợng P2O5 (%) Đánh giá
<0,06 Nghèo
0,06 – 0,1 Trung bình
>0,1 Giàu
Nguồn: Lê Văn Can, nơng hóa học, 1968 II.2.4. Đánh giá hàm lượng Kali tổng số trong đất
Sau đạm, lân thì kali là nguyên tố dinh dưỡng quan trọng thứ 3 đối với cây trồng. Các kết quả nghiên cứu cho thấy kali tập trung chủ yếu vào các hạt limon
mịn và vừa nếu cịn chứa khống nguyên sinh. Như vậy hàm lượng kali trong đất phụ thuộc vào nguồn đá mẹ, mức độ phong hố và q trình hình thành đất.
Hàm lượng Kali tổng số được xác định theo TCVN 8660:2011. Nguyên lý của phương pháp này là dùng hỗn hợp axit flohydric và axit pecloric để phá mẫu, chuyển các dạng kali trong đất về dạng hòa tan trong dung dịch. Xác định hàm lượng kali trong dung dịch bằng phương pháp quang phổ ngọn lửa hoặc quang phổ phát xạ
Hàm lượng kali tổng số đất, tính bằng phần tr m khối lượng K theo Công thức: K(%) = (a-b) x V x 100 x k m x 1000 x 1000 = (a-b) x V x k m x 10000 Trong đó
a: là nồng độ K trong dung dịch xác định, tính bằng miligam trên lít (mg/l);
b: là nồng độ K trong dung dịch mẫu trắng, tính bằng miligam trên lít
(mg/l);
V: là tồn bộ thể tích dung dịch phá mẫu tính ng mililit (ml); m: là khối lượng mẫu, tính bằng gam (g);
k: là hệ số chuyển thành đất khô tuyệt đối;
100 là hệ số tính phần tr m;
1000 là hệ số chuyển thể tích từ mililit sang lít; 1000 là hệ số chuyển khối lượng miligam sang gam. Hàm lượng K2O (%) được tính theo cơng thức::
Bảng 14: Thang đánh giá hàm lượng Kali tổng số trong đất
Hàm lƣợng K2O (%) Đánh giá
<1 Nghèo
1 – 2 Trung bình
>2 Giàu
II.2.5. Đánh giá hàm lượng mùn trong đất
Mùn hay chất hữu cơ trong đất là chỉ tiêu quan trọng của độ phì nhiêu đất, nó có tính chất quyết định đối với các tính chất vật lý, hóa học cũng như sinh học đất. Phân tích mùn thường sử dụng phương pháp Tiurin hoặc phương pháp Walkley- Black. Hiện nay phương pháp sau đang được dùng phổ biến. Việt Nam nằm trong điều kiện khí hậu nhiệt đới nên lượng nhiệt cao độ ẩm tương đối lớn q trình khống hóa mùn mạnh do vậy nhìn chung hàm lượng mùn trong đất ngh o đặc biệt là đối với đất canh tác lâu n m mà không sử dụng phân hữu cơ lấy đi phụ phẩm cây trồng mà không trả lại cho đồng ruộng.
Độ mùn phân tích theo phương pháp WALKLEY BLACK (TCVN 8941:2011). Phương pháp này dựa trên nguyên tắc oxy hóa chất hữu cơ của đất
bằng dung dịch K2Cr2O7 trong môi trường H2SO4 đậm đặc. Sau đó chuẩn lại lượng dư K2Cr2O7 bằng dung dịch muối Fe (II) từ đó tính được hàm lượng chất hữu cơ.
Hàm lượng các bon hữu cơ tổng số (% OC) được tính theo Cơng thức:
( ) 0, 4 %OC a b c k m Trong đó:
a: là thể tích dung dịch muối Fe++ tiêu tốn khi chuẩn độ mẫu trắng, tính bằng mililit (ml);
b: là thể tích dung dịch muối Fe++ tiêu tốn khi chuẩn độ mẫu, tính bằng
mililit (ml);
m: là lượng mẫu cân, tính bằng gam (g);
c: là nồng độ mol của dung dịch Fe++ (đã được kiểm tra nồng độ) (mol/l);
0,4 = 3 x 10-3 x 100 x 100/75
(trong đó: 3 là khối lượng mol đương lượng của cacbon, 100 là hệ số quy đổi phần tr m và 100/75 là hệ số điều chỉnh do q trình oxy hóa các bon hữu cơ khơng triệt để)
k: là hệ số khô kiệt mẫu
Hàm lượng chất hữu cơ tổng số (% OM) được chuyển đổi theo Công thức: OM (%) = 1,724 x OC (%)
Bảng 15: Thang đánh giá hàm lượng mùn trong đất
Hàm lƣợng Mùn (%) Đánh giá
<1,25 Thấp
1,26 – 2,51 Trung bình
>2,51 Giàu
II.2.6. Xác định kim loại nặng trong đất
Xác định kim loại nặng bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa và không ngọn lửa (TCVN 6496:1999). Và được so với thang đánh giá được quy định tại QCVN 03 MT:2015/BTNMT.
Bảng 16: Giới hạn tối đa hàm lượng tổng số của một số kim loại nặng trong đất Thông số Mức Đánh giá Thông số Mức Đánh giá Pb ≤ 70 Đạt TC > 70 Vượt TC Zn ≤ 200 Đạt TC > 200 Vượt TC Cu ≤ 100 Đạt TC > 100 Vượt TC As ≤ 15 Đạt TC > 15 Vượt TC Nguồn: QCVN 03 MT:2015/BTNMT
II.2.7. Đánh giá tỷ trọng trong đất
Xác định tỉ trọng dựa vào Sổ tay phân tích đất nước, phân bón, cây trồng – Viện Nơng hóa Thổ nhưỡng, 1998.
Để xác đinh tỷ trọng đất người ta thờng dùng phương pháp Picromet (Bình tỷ trọng). Bản chất của phương pháp này là cân đất trong nước để xác định một đơn vị thể tích đất nằm ở trạng thái xếp sít vào nhau. Sau đó chia trọng lượng đất khơ kiệt (cũng đã được cân trong bình Picromet) cho thể tích đất nằm ở trạng thái xếp xít vào nhau. Tỷ trọng được tính bằng cơng thức:
P P D V P B C Trong đó : D: Tỷ trọng của đất (g/cm3 ) P: Trọng lượng đất khơ kiệt.
C: Trọng lượng ình Picromet + nước + đất.
II.2.8. Đánh giá hàm lượng độ xốp trong đất
Độ xốp là tỉ lệ % các khe hở trong đất so với thể tích đất. Nó là thơng số vật lý đất thường được áp dụng để đánh giá sự n n đ của đất, khả n ng giữ nước và điều kiện phát triển của rễ cây trồng (Lê V n Khoa 2003). Đất có độ xốp thấp thì tạo ra sự cản trở lớn cho sự phát triển của bộ rễ khi đó sẽ làm giảm tiên trình hấp thu dưỡng chất của bộ rễ cây trồng. Đất lý tưởng trong sản xuất nơng nghiệp cần có độ xốp 50% trong đó khoảng 25% tỷ lệ là nước (Miller, 1990).
Phân tích độ xốp dựa vào Sổ tay phân tích đất nước, phân bón, cây trồng – Viện Nơng hóa Thổ nhưỡng, 1998.
Độ xốp đất được tính theo cơng thức:
(%) 1- d 100 P D Trong đó: P: Độ xốp (%) d: Dung trọng đất (g/cm3) D: Tỷ trọng đất (g/cm3)
Bảng 17: Thang đánh giá độ xốp trong đất
Độ xốp (%) Đánh giá >70 Đất quá xốp, khô 65 - 55 Đất xốp (lớp đất cày xới tầng mặt) 55 - 50 Trung bình cho lớp đất mặt <50 Đất chặt 40 - 25 Đất quá chặt
II.2.9. Đánh giá TPCG trong đất
Tỉ lệ các cấp hạt giữa các phần tử cơ giới có kích thước khác nhau trong đất được biểu thị theo phần tr m trọng lượng (%) được gọi là thành phần cơ giới đất hoặc còn được gọi là thành phần cấp hạt.
TPCG được xác định dựa trên TCVN 8567:2010. Tiêu chuẩn này sử dụng phương pháp tách các cấp hạt của mẫu đất bằng hỗn hợp natri hexametaphotphat (NaPO3)6 và natri cacbonat Na2CO3 hoặc có thể dùng natri pyro photphat Na4P2O7. Xác định thành phần limon và sét bằng pip t xác định thành phần cát bằng rây. Phân cấp thành phần cấp hạt theo hệ thống quốc tế như được nêu trong bảng.
Bảng 18: Phân loại thành phần cấp hạt Tên gọi Cỡ hạt (mm) Tên gọi Cỡ hạt (mm) Cát thô 2,0 – 0,2 Cát mịn 0,2 – 0,02 Limon 0,02 – 0,002 Sét <0,002
Bảng 19: Phân loại đất theo thành phần cơ giới của Quốc tế
Loại đất Cấp hạt Tên đất % Trọng lƣợng Cát 2-0,02 mm Limon 0,02-0,002 mm Sét 0,002-0,0002 mm Cát 1. Đất cát 85 - 100 0 - 5 0 – 15 Thịt 2. Đất cát pha 3. Đất thịt pha cát 4. Đất thịt nhẹ 55 - 85 40 - 54 0 – 55 0 - 45 30 – 45 45 – 100 0 – 15 0 – 15 0 – 15
Thịt nặng 5. Đất thịt trung bình 6. Đất thịt nặng 7. Đất sét nhẹ 55 – 85 30 – 55 0 – 40 0 – 30 20 – 45 45 – 75 15 – 25 15 – 25 15 – 25 (Sét) 8. Đất sét pha cát 9. Đất sét pha thịt 10. Đất sét trung bình 11. Đất sét 12. Đất sét nặng 55 – 75 0 – 30 10 – 55 0 – 55 0 - 35 0 – 20 45 – 75 0 - 45 0 - 55 0 - 35 25 – 45 25 – 45 25 – 45 45 – 65 65 - 100
II.2.10. Xác định một số chỉ tiêu vi sinh trong đất
- Kiểm tra mật độ vi sinh vật tổng số trên môi trường thạch thịt MPA (g/l) - Kiểm tra mật độ vi sinh vât cố định đạm trên môi trường Ashby (g/l) - Kiểm tra mật độ vi sinh vật phân giải lân trên môi trường Pikoskaya (g/l) - Kiểm tra mật độ E.coli trên môi trường Endo agar (g/l)
Xác định các chỉ tiêu vi sinh dựa trên TCVN 4884:2001 và xác định E.coli dựa trên TCVN 6187-1:2009.
Cơng thức tính mật độ VSV:
10
X a b (CFU/g)
Trong đó:
a: Số lượng khuẩn lạc trên đĩa b: Nghịch đảo nồng độ pha loãng - Kiểm ta mật độ sinh vật trong đất (giun đất)
Giun đất được thử nghiệm trong 9 hộp xốp (6 hộp với SumaGrow và 3 hộp khơng có SumaGrow), trong 15 ngày và số lượng được đếm hai lần mỗi 7 ngày.
Hình 8: Mơ hình thử nghiệm
Các hộp được đục ở phía dưới để cho các lỗ thốt nước sau đó cắt 6 lỗ trên tường để thơng gió. Sau đó thêm các tấm lưới nhỏ xíu và đặt hình nền đen để đảm bảo môi trường tối.
Môi trường đệm (theo quy trình ni giun đất trong hộp xốp - AAC Group / Đại học Nông nghiệp Việt Nam VNUA) được làm từ: 7 kg đất, 1,5kg giấy vụn, 0,5 kg hộp vụn carton
Đối với mỗi 3 hộp xốp các vật liệu được trộn với nhau rất tốt trong công thức: G0: không SumaGrow chỉ có 2 5 L nước;
G100: 7,5 mL SumaGrow trong nước 2 5L (0 3%); G150: 11 25 mL SumaGrow trong 2 5L nước (0 45%); Và để lại trong 24 giờ
- Thiết lập và cho giun n Các hộp được sắp xếp như sau:
Hình 9: Sơ đồ sắp xếp mơ hình thử nghiệm
Giun n rau, ở 5 điểm, không phải trên bề mặt, mỗi 2-3 ngày. Hộp được tưới mỗi ngày một lần (khoảng 600-700 mL), thay vì hai lần như thường lệ do độ ẩm trong những ngày thực nghiệm cao (> 95%).
Số lượng Giun được đếm mỗi 7 ngày để quan sát những thay đổi về số lượng. Chúng tôi lấy tất cả đất ra, trải lên một chiếc áo mưa lớn và để lại trong 10 ph t dưới ánh sáng mặt trời để cho những con giun rơi xuống lớp đất dưới cùng. Kiểm tra đáy hộp để xem có sâu nào bị kẹt trong tấm lưới tản nhiệt khơng. Sau đó ch ng tôi lấy ra giun trong mỗi muỗng đất và đặt chúng vào một cái hộp có kh n ướt ên dưới.
III. Phƣơng pháp xử lý số liệu:
- Nghiên cứu đã sử dụng một số phần mềm như Word Excel .. để xử lý và xây