3. éất là cơ sở sinh sống và phỏt triển thực vật, là tư liệu sản xuất cơ bản của nụng
3.2. Khả năng hấp phụ của đất
3.2.2. Cỏc dạng hấp phụ của đất
a. Hấp phụ sinh học
Hấp phụ sinh học là khả năng sinh vật (thực vật và vi sinh vật) hỳt được cation và anion trong đất. Những ion dễ di chuyển trong đất được rễ cõy và vi sinh vật hỳt biến thành những chất hữu cơ khụng bị nước cuốn trụi. Rễ cõy, thõn cõy sau lỳc chết đi sẽ tớch luỹ xỏc hữu cơ trong đất. Vi sinh vật phõn giải xỏc hữu cơ này, do đú cú quỏ trỡnh hấp phụ sinh học. Vi sinh vật cố định đạm cũng là mộthỡnh thức hấp phụ sinh vật.
Sự trao đổi cation giữa đất và rễ cõy đó được nghiờn cứu nhiều trong những năm gần đõy. Nhiều thớ nghiệm khẳng định rằng, ngoài hiện tượng cõy hỳt thức ăn dưới dạng ion từ dung dịch đất, cation và anion cú thể đi từ đất vào cõy theo quỏ trỡnh trao đổi ion. Do rễ cõy hụ hấp thải ra CO2. CO2 kết hợp với H2O trong đất tạo thành H2CO3. Axit này phõn
li: H2CO3 = H+ + HCO3-. H+ khuếchtỏn đến keo đất và tại đú nú trao đổi với Ca2+, Mg2+, K+
và cation khỏc hấp phụ ở keo đất, Cũn cỏc anion HCO3- trao đổi với NO3-, SO42-, và PO43-. H2CO3 cũn cú tỏc dụng hoà tan cỏc muối khoỏng khỏc (phosphat, sulfat...) cú trong đất giỳp cho cõy cú thể hỳt được cỏc ion này.
b. Hấp phụ cơ học
Hấp phụ cơ học là đặc tớnh của đất cú thể giữ lại những vật chất nhỏ ở trong khe hở của đất, vớ dụ: những hạt sột, xỏc hữu cơ, vi sinh vật... éõy là dạng hấp phụ phổ biến trong đất. Hiện tượng này thấy rừ nhất khi mưa, nước mưa đục do lẫn cỏt, sột... nhưng khi thấm sõu xuống cỏc tầng đất dưới, nước mạch chảy vào giếng, nước trở nờn trong, vỡ khi thấm qua cỏc tầng đất, cỏc chất lơ lửng trong nước đó bị hấp phụ cơ học.
Nguyờn nhõn của hấp phụ cơ học do kớch thước khe hở trong đất bộ hơn kớch thước cỏc vật chất hoặc bờ khe hở gồ ghề làm cản trở sự di chuyển cỏc hạt hoặc cỏc vật chất mang điện trỏi dấu với bờ khe hở nờn bị hỳt giữ lại.
Cú trường hợp hấp phụ cơ học khụng lợi cho quỏ trỡnh hỡnh thành đất như làm xuất hiện trong đất những lớp quỏ nhiều keo sột, đất trở lờn chặt do đú lý tớnh xấu. Nhưng mặt khỏc, nhờ tớnh hấp phụ này mà cỏc phần tử đất khụng bị rửa trụi xuống sõu.
c. Hấp phụ lý học (hấp phụ phõn tử)
Hấp phụ lý học là sự thay đổi nồng độ của cỏc phõn tử chất tan trờn bề mặt cỏc hạt đất. Nguyờn nhõn của hiện tượng hấp phụ lý học do tỏc dụng của năng lượng bề mặt phỏt sinh ở chỗ tiếp xỳc giữa cỏc hạt đất với dung dịch đất (hoặc khụng khớ). Năng lượng bề mặt phụ thuộc sức căng bề mặt và diện tớch bề mặt. Vật chất nào làm giảm sức căng mặt ngoài của dung dịch đất sẽ tập trung trờn mặt hạt keo, đõy là sự hấp phụ dương. Vớ dụ axit axetic cú tỏc dụng làm giảm sức căng mặt ngoài của dung dịch đất sẽ được tập trung trờn mặt hạt đất. Vật chất nào làm tăng sức căng mặt ngoài của dung dịch đất thỡ bị đẩy ra khỏi keo đất để đi vào dung dịch, sự hấp phụ này gọi là hấp phụ õm. Vớ dụ phõn tử đường làm tăng sức căng mặt ngoài của dung dịch đất sẽ bị đẩy ra khỏi keo đất để đi vào dung dịch đất.
Túm lại, bất kỳ một sự chờnh lệch nào về nồng độ ở chỗ tiếp xỳc giữa hạt keo với mụi trường xung quanh cũng sinh ra tỏc dụng hấp phụ lý học.
Ngoài phõn tử cỏc chất hoà tan, đất cũn hấp phụ chất khớ. éất khụ hấp phụ khụng khớ rất chặt. Khả năng hấp phụ cỏc chất khớ từ mạnh đến yếu thứ tự như sau: hơi nước, NH3, CO2, O2, N2. éất càng nhiều mựn càng hấp phụ nhiều NH3, CO2, và nước. Khả năng hỳt khớ và hơi nước của đất phụ thuộc thành phần chất rắn trong đất (bảng 3.3). Vỡ vậy đất cú khả hấp phụ khớ NH3 sinh ra trong quỏ trỡnh phõn giải chất hữu cơ chứa đạm. Ở đõy ta
càng thấy rừ lợi ớch của việc trộn đất bột khụ với phõn chuồng khi ủ phõn. éất bột hỳt NH3
được tạo ra trong quỏ trỡnh ủ phõn, làm giảm sự mất đạm.
Bảng 3.3. Khả năng hỳt khớ và hơi nước của đất (ml /100 g chất hỳt)
Thành phần đất CO2 NH3 Hơi nước
Thạch anh 12 145 197 CaCO3 14 320 278 Kaolinit 166 947 3172 Fe(OH)3 3526 5278 19236 Mựn 1264 24228 19772 d. Hấp phụ hoỏ học
Hấp phụ hoỏ học là sự tạo thành trong đất những muối khụng tan từ những muối dễ tan. Vớ dụ:
Na2SO4 + CaCl2 → CaSO4↓ + 2NaCl,
Na2SO4 + Ca(HCO3)2 → CaSO4↓ + 2NaHCO3, hoặc
NH4H2PO4 + 3Ca(HCO3)2 → Ca3(PO4)2↓ + 2NH3 + 6CO2 + 6H2O Fe3+ + PO43- → FePO4↓
Al3+ + PO43- → AlPO4↓
Sự hấp phụ hoỏ học là nguyờn nhõn tớch luỹ P và S trong đất, làm cho 2 nguyờn tố này bị "giữ chặt" trong đất.
e. Hấp phụ lý hoỏ học (hấp phụ trao đổi)
Hấp phụ lý hoỏ học là đặc tớnh của đất cú thể trao đổi ion trong phức hệ hấp phụ với ion của dung dịch đất tiếp xỳc. Trong dung dịch đất, cỏc axit vụ cơ và muối của chỳng phõn ly thành cation và anion. Khi dung dịch đất tỏc động với keo đất, keo đất khụng những chỉ hấp phụ cỏc phõn tử (hấp phụ lý học) mà cũn hấp phụ cả ion nữa. Nếu lấy một ớt đất đỏ (chua) tỏc động với dung dịch NH4Cl rồi lọc ta sẽ phỏt hiện trong dịch lọc chứa nhiều H+ cũn NH4+ thỡ giảm. Quỏ trỡnh trao đổi ion này cú thể biểu thị bằng phản ứng sau:
[ Ké]H+ + NH4Cl ⇄ [Ké]NH4+ + HCl
Từ đú ta thấy thực chất của hấp phụ lý hoỏ học là sự trao đổi ion trờn keo đất với ion trong dung dịch quanh keo. Hiện tượng này xảy ra khi thay đổi độ ẩm, khi bún phõn, khi nước ngầm dõng lờn, khi tưới nước cho đất, nghĩa là khi cú sự chờnh lệch nồng độ của phản ứng thuận nghịch. Trong đất cú keo õm và keo dương nờn đất cú khả năng hấp phụ cả cation và anion nhưng hấp phụ cation là chủ yếu vỡ phần lớn keo đất là keo õm. Hấp phụ trao
đổi ion cú ảnh hưởng rất lớn tới độ phỡ nhiờu đất, cỏc tớnh chất vật lý, hoỏ học đất cũng như dinh dưỡng cõy trồng. Vỡ vậy cần nghiờn cứu sõu hơn dạng hấp phụ này ở phần tiếp theo.