CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
1.2. Các thành phần của đất
1.2.2. Thành phần thể lỏng của đất
1.2.2.1. Khái niệm
Nước mưa xâm nhập vào đất có mang theo một số chất hoà tan: O2; CO2; N2; NH3…, cũng như một số muối ở dạng bụi, như vậy nước mưa là một dung dịch, khi xâm nhập vào đất nó hồ tan thêm một số chất từ thể rắn và thể khí. Vì vậy, “nước ở trong đất gọi là dung dịch đất”. Dung dịch đất được xem là thể lỏng của đất, trong đó chứa các muối hồ tan, hợp chất hữu cơ khống và hữu cơ hồ tan vào.
Dung dịch đất tác dụng trực tiếp với thể rắn, khơng khí đất, hệ thống rễ thực vật với các sinh vật lớn và nhỏ sống trong đất, cho nên, dung dịch đất được xem là phần linh động nhất ở trong đất. Nó thay đổi liên tục dưới tác động của các yếu tố địa lý, thuỷ văn và các mùa trong năm.
Dung dịch đất có tác dụng chính sau:
- Hồ tan các chất hữu cơ khống và chất khí, cung cấp thêm chất dinh dưỡng cho cây trồng.
- Thành phần và nồng độ chất hồ tan trong dung dịch đất nói lên khả năng cung cấp thức ăn dễ đồng hoá nhất của đất đối với cây.
- Nồng độ dung dịch đất ảnh hưởng tới sự hấp thụ chất dinh dưỡng của cây trồng. Trong trường hợp tăng nồng độ chất hồ tan (bón phân hố học; đất bị mặn) thì áp suất thẩm thấu của dung dịch đất tăng và cản trở sự hút nước của cây, làm cho cây héo.
- Phản ứng của dung dịch đất ảnh hưởng tới sự hoạt động của VSV, đến các tính chất lý - hoá học của đất.
- Trong dung dịch đất chứa một số loại muối, các chất hoà tan khác, các cation và anion có khả năng đệm.
- Dung dịch đất chứa một số chất hoà tan làm tăng cường sự phong hố đá: CO2 hồ tan trong dung dịch đất sẽ làm tăng sự hoà tan của CaCO3. Độ hoà tan của CaCO3 trong nước bão hoà CO2 lớn hơn trong nước tinh khiết 70 lần.
1.2.2.2. Nguồn gốc, thành phần và nhân tố ảnh hưởng đến dung dịch đất 1.2.2.2.1. Nguồn gốc
Dung dịch đất được tạo thành từ 3 nguồn gốc: hơi ngưng tụ, mưa khí quyển, nước ngầm. Trong điều kiện đất được tưới nước thì bản chất của dung dịch đất cịn liên quan đến bản chất của nước tưới.
Ngoài ra, các chất hồ tan trong dung dịch đất ln được bổ sung do:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT
- Bón phân vơ cơ và hữu cơ.
- Q trình trao đổi ion trên keo đất chuyển vào dung dịch đất. - Q trình phong hố đá, phân giải chất hữu cơ.
1.2.2.2.2. Thành phần
Thành phần và nồng độ của dung dịch đất là kết quả của hàng loạt quá trình sinh học, lý - hố học, hoá học, lý học. Giữa dung dịch đất và phần rắn của đất luôn xảy ra sự trao đổi.
Trong dung dịch đất chứa các chất hữu cơ, vô cơ, và các sol keo. Thành phần vô cơ trong dung dịch đất tồn tại ở trạng thái cation và anion. Các anion quan trọng nhất của dung dịch đất là HCO3-, NO2-, NO3-, Cl-, SO42-, H3PO4-, HPO42-.
Trong các cation ở trong dung dịch đất có: Ca2+; Mg2+; Na+; K+; NH4+; H+; Al3+; Fe3+. Ngồi ra, trong dung dịch đất cịn có lượng nhỏ các cation của các nguyên tố vi tố vi lượng: Mn2+: Zn2+; Cu2+; Co2+,...
Các anion của dung dịch đất:
- HCO3- và NO3- chiếm phần chủ yếu trong đất không mặn (90% hoặc lớn hơn). HCO3- thay đổi phụ thuộc vào cường độ của q trình oxy hố chất hữu cơ, cịn NO3- xuất hiện chủ yếu do kết quả q trình nitrat hố.
- NO2- là sản phẩm trung gian trong q trình nitrat hố có chứa trong dung dịch đất với số lượng rất nhỏ, bởi vì nó bị oxy hố nhanh đến NO3-.
- Cl- chứa ít trong đất khơng mặn, nhưng chứa nhiều trong đất mặn.
- SO42- xuất hiện do sự hoà tan của sunphat (thạch cao). Ngoài ra, do kết quả của q trình oxy hố sinh học, H2S cũng tạo thành SO42-. Trong đất mặn thường Cl-, SO42- và CO32- chứa nhiều hơn và dựa vào sự ưu thế của từng anion mà người ta gọi là đất mặn sunphat, clo hay cacbonat.
Các cation của dung dịch đất:
- Giữa các cation trong dung dịch đất và cation ở trạng thái hấp phụ ln có một cân bằng động. Trong những đất khơng mặn, khơng chua thì Ca2+, Mg2+
chiếm ưu thế; trong các đất chua là H+; Al3+, Fe3+ và trong đất mặn là Na+, K+.
Chất hữu cơ của dung dịch đất:
- Trong dung dịch đất chứa một số chất hữu cơ (ở dạng dịch keo hay dung dịch thật). Chất hữu cơ là sản phẩm hoạt động sống của VSV; động vật và thực vật, và các sản phẩm phân giải của chúng như các loại đường; axit hữu cơ; rượu; axit amin; vitamin; kháng sinh và độc tố. Tuy nhiên nồng độ của chúng rất thấp.
Các chất khí trong dung dịch đất:
- Ngồi các khí thơng thường trong dung dịch đất như: N2, O2, CO2, cịn có
NO2, NH3 được hình thành khi giơng bão cũng chứa trong dung dịch đất. Trong các khí thì CO2 có khả năng hồ tan lớn nhất, tiếp đến là O2 và hồ tan ít nhất là N2. Trong 100ml nước ở điều kiện 20oC thì hồ tan được 88ml CO2, 3,1ml O2 và 1,5ml N2.
- Trong số các khí hồ tan trong dịch đất, quan trọng nhất là CO2 và O2. Sự có
mặt của chúng ảnh hưởng mạnh đến tính chất hố học và sinh học của đất.
1.2.2.2.3. Các nhân tố ảnh hưởng đến dung dịch đất
Dung dịch đất là phần linh động nhất, dễ thay đổi về thành phần và nồng độ. Các nhân tố ảnh hưởng là:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT
- Lượng nước trong đất: Lượng nước nhiều sẽ làm giảm nồng độ chất hồ tan và có thể hồ tan thêm một số chất. Ngược lại, lượng nước giảm làm tăng nồng độ của dung dịch đất và có thể thay đổi thành phần của dung dịch đất. - Sự hoạt động của sinh vật: Hệ thống rễ của thực vật hút nước và chất dinh
dưỡng từ đất và do đó làm thay đổi thành phần và nồng độ của dung dịch đất. Trong đất có nhiều VSV và do hoạt động sống của chúng làm thay đổi thành phần và nồng độ của dung dịch đất. Vi khuẩn nitrat hố (Nitrosomonas; Nitrobacter). Vì khuẩn sunphat hố (Thiobacillus, Thiooxidans) đã tạo thành các axit HNO3; H2SO4, là axit hoá dung dịch đất. Vi khuẩn amon hoá phân giải chất hữu cơ chứa N tạo thành NH4+ làm kiềm hoá dung dịch đất.
- Phản ứng của dung dịch đất: Phản ứng của dung dịch đất liên quan chặt chẽ tới sự hoà tan và mức độ dễ tiêu của nhiều nguyên tố dinh dưỡng. Ở đất chua AI3+; Fe3+; Mn2+; Cu2+; Zn2+... ở trạng thái hoà tan và dễ tiêu nhiều. Đất kiềm thì Fe3+; AI3+ kết tủa hồn tồn. Phản ứng của dung dịch đất còn ảnh hưởng tới hoạt động của VSV và do đó ảnh hưởng tới dung dịch đất.
- Nhiệt độ: Nhiệt độ càng cao thì sự hồ tan các chất càng nhiều, nồng độ của dung dịch càng tăng.
- Thành phần của đá mẹ, nước ngâm, phân bón cũng ảnh hưởng đến thành phần và nồng độ của dung dịch đất.
- Phụ thuộc vào độ hoà tan: Sự hồ tan các chất khí trong dung dịch đất giảm đi khi nhiệt độ tăng lên, ngược lại nó sẽ tăng khi nhiệt độ và áp suất khí quyển tăng lên.