3. éất là cơ sở sinh sống và phỏt triển thực vật, là tư liệu sản xuất cơ bản của nụng
4.6 Phản ứng đệm của đất
4.6.1. Khỏi niệm
Khi ta cho một lượng nhỏ axit hoặc bazơ vào nước cất rồi xỏc định pH ta thấy pH nước thay đổi nhiều nhưng khi ta cho một lượng như vậy axit hoặc bazơ vào đất rồi xỏc định pH của đất thỡ pH của đất vẫn ổn định hoặc thay đổi khụng đỏng kể. éiều này chứng tỏ đất cú khả năng chốnglại sự thay đổi pH.
Vậy: "tớnh đệm của đất là khả năng của đất cú thể chống lại sự thay đổi pH khi
4.6.2. Nguyờn nhõn tạo nờn tớnh đệm của đất
Cú nhiều nguyờn nhõn khỏc nhau:
+ Trong đất cú chứa một số chất như muối cacbonat, muối phosphat Fe, Al, Ca, cỏc hydroxyt Fe, Al, Mn... cú khả năng trung hoà axit làm cho pH đất ổn định (đệm một chiều)
Vớ dụ: CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + H2O
+ Do trong đất cú cỏc cỏc axit hữu cơ (axit mựn và cỏc axit amin). Cỏc axit này cú cả gốc axit và bazơ (- OH, - COOH, - NH2) nờn cú thể đệm đuợc cả axit và bazơ (đệm hai chiều)
- éệm do axit humic:
R CH - COOH + HCl → R - CH COOH + H2O
OH Cl
R CH - COOH + NaOH → R -CH COONa + H2O
OH OH
- éệm do axit amin:
R CH - COOH + HCl → R -CH COOH NH2 NH3Cl
R CH - COOH + NaOH → R - CH COONa + H2O NH2 NH2
éất chứa nhiều mựn và cỏc chất hữu cơ cú khả năng đệm cao + Do hoạt động trao đổi cation trong đất
Trờn bề mặt keo đất, đặc biệt là keo õm thường hấp phụ cỏc cation kiềm và khụng kiềm. Cỏc cation này cú thể trao đổi với H+ hoặc Na+ làm cho pH dung dịch đất khụng đổi.
Vớ dụ: [Ké]Ca2+ + HCl → [Ké]2H+ + CaCl2
[Ké]H+ + NaOH → [Ké]Na+ + H2O
Như vậy, số lượng keo õm trong đất càng nhiều thỡ tỏc dụng trao đổi cation càng mạnh, hay núi cỏch khỏc: hàm lượng mựn càng cao và thành phần cơ giới càng nặng thỡ tớnh đệm của đất càng lớn.
+ Tỏc dụng của Al3+ di động trong đất:
Theo R. K. Schofield lỳc pH <5,5, cation Al3+ ở trạng thỏi xung quanh cú 6 phõn tử H2O bao bọc [Al(H2O)6]3+. Nếu cú kiềm xõm nhập thỡ một số phõn tử nước của ion
[Al(H2O)6]3+ phõn ly tạo H+ và OH-, H+ sẽ trung hoà chất kiềm cũn OH- được giữ trờn bề mặt cation Al3+ làm cho pH của đất ổn định. Al3+ di động chỉ cú khả năng đệm khi pH<5,5 và chỉ đệm một chiều với chất kiềm.
H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O OH- OH- Al- Al- 4+
Nếu chất kiềm tiếp tục xõm nhập vào đất thỡ cỏc phõn tử nước trờn đú lại tiếp tục phõn ly ra ion H+ để trung hoà làm ion nhụm kộp trở nờn phức tạp hơn.
H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O OH- OH- Al- Al- 6+ H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O OH- OH- Al- Al- OH- OH-
Lỳc pH >5,5 thỡ ion nhụm kết tủa dưới dạng Al(OH)3 và mất khả năng đệm. Như vậy
nhụm chỉ cú khả năng đệm khi pH của đất dưới 5,5 và chỉ đệm với bazơ (đệm một chiều.).
Qua cỏc nguyờn nhõn núi trờn ta cú thể rỳt ra một nhận xột rằng: Tớnh đệm của đất
phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng mựn và thành phần cơ giới đất
éất giàu mựn > đất sột > đất thịt > đất cỏt
Thớ nghiệm đơn giản sau đõy cú thể khẳng định thờm kết luận trờn: Với 3 loại đất (đất cỏt, đất sột và đất giàu mựn); mỗi loại đất ta dựng 6 ống nghiệm, trong mỗi ống nghiệm chứa 5 g đất bột. éổ lần lượt vào cỏc ống nghiệm lượng vụi bột CaO tương ứng 5, 10, 15, 20, 25, 30mg, thờm 25ml nước cất, lắc đều trong 10 phỳt rồi xỏc định pH và biểu diễn kết quả trờn đồ thị. Qua đồ thị ta thấy muốn đưa pH từ 5 lờn 7 cho 1 ha thỡ phải dựng 9.000 kg vụi đối với đất đen giàu mựn, 4.500kg vụi đối với đất sột và chỉ 1.500kg đối với đất cỏt.
Hỡnh 4.1: Quan hệ giữa hàm lượng mựn, thành phần cơ giới với tớnh đệm của đất Tớnh đệm cú ý nghĩa quan trọng trong thực tiễn. Nhờ cú tớnh đệm mà pH của đất khỏ ổn định, tạo điều kiện tốt cho cõy trồng và vi sinh vật phỏt triển. Ngoài ra khi tớnh lượng vụi bún cho đất phải tớnh tới khả năng đệm của đất để cú mức bún phự hợp. éối với đất cú thành phần cơ giới nhẹ, nghốo mựn ta cú thể giảm bớt lượng vụi bún, đối với đất giàu mựn, cú thành phần cơ giới nặng phải tăng lượng vụi bún lờn 1,2-1,5 lần theo con số tớnh lý thuyết.