M Ở ĐẦU
1.8.4 Magie (Mg)
Trong đất phần lớn Magie tồn tại dưới dạng vô cơ, độ hữu dụng của Mg cao hơn K, nhưng vẫn thấp hơn Ca rất nhiều. Số lượng Mg trao đổi chiếm
khoảng 6,5 – 7% lượng Mg toàn phần (Thái Công Tụng, 1971).
Các hợp chất của Mg thường bền hơn của Ca và ở trong đất Mg thường ở dạng MgSO4, trong đất phèn Mg còn có dạng MgCl2. Mg có nhiều trong môi
trường nước biển, nước lợ, Mg thường đi kèm với Ca. Vì Mg có nhiều trong nước lợ, nước biển nên những vùng đất phèn có ảnh hưởng của thủy triều đều
có nhiều Mg2+, khi lượng Mg2+ tăng lên, độ phèn có thể giảm xuống một ít nhưng vai trò của nó thấp hơn Ca2+ (Lê Huy Bá, 1982).
pH đất ảnh hưởng đến độ hữu dụng của Mg. Đất rất acid thường đi đôi
với sự thiếu Mg hữu dụng trong đất. pH thấp Mg2+ không có nhiều trong đất,
pH cao thì Mg hiện diện nhiều (Thái Công Tụng, 1971).
Cũng như Ca, Mg có ít ở đất có độ phèn cao, nhưng phèn tiềm tàng ven biển thì giàu hơn (Lê Huy Bá, 1982). Ở đất phèn mặn Mg tương đối giàu chỉ
thấp hơn đất mặn chút ít. Còn đất mặn nhiều Mg2+ trao đổi đặc biệt rất cao nên loại đất này là giàu Mg2+ nhất ĐBSCL. Tỷ số Ca/Mg ở đất mặn nhiều rất thấp
trung bình khoảng 0,3 – 0,5.
1.9 LÂN (P) TRONG ĐẤT
Lân là một chỉ tiêu đánh giá độ phì nhiêu đất “Đất giàu lân mới có độ
màu mỡ cao và ngược lại đất có độ mỡ cao điều giàu lân” (E.detrunk, 1931). Lân dễ tiêu cao thì đất có khả năng cung cấp P rất nhanh và việc hút thu lân của
bộ rễ cây trồng được thuận lợi (Lê Văn Căn, 1985).
Lân (P) có vai trò quan trọng trong đời sống, cây trồng và động vật
không thể thiếu được nếu thiếu lân. Hàm lượng P trong cây và trong đất thường
thấp hơn N và K. Trong đất P có khuynh hướng phản ứng với các thành phần trong đất để tạo thành hợp chất không hòa tan, chậm hữu dụng cho cây trồng.
Nguyên tố lân không ở dạng tự do trong tự nhiên, nó kết hợp tự phát với oxy để
tạo ra P2O5, kết hợp với nước tạo thành acid Orthophosphoric ( Đỗ Thị Thanh
So với các chất dinh dưỡng đa lượng khác thì nồng độ chất P trong dung
dịch đất rất thấp thường trong khoảng 0,001 mg/l trong đất có độ phì kém và khoảng 1 mg/l trong đất có độ phì cao (Brady và ctv., 1999).
Lân trong đất tồn tại ở 2 dạng là hữu cơ và vô cơ. P hữu cơ thường
chiếm từ 20 - 80% P tổng số. Hàm lượng P vô cơ gia tăng theo chiều sâu phẩu
diện đất (Đỗ Thị Thanh Ren, 2004). Tuy nhiên, người ta thường phân biệt lân trong đất dựa vào lân dễ tiêu và lân tổng số.
Lân tổng số cho ta biết được tổng lượng lân trong đất mà không cho biết
khả năng cung cấp lân cho cây trồng. Lân trong đất có thể không hữu dụng cho
cây trồng khi nó tồn tại dưới dạng hợp chất khó tan như phosphate sắt, nhôm. Hàm lượng lân tổng số trong đất biến thiên trung bình từ 0,02 - 0,15 % P2O5.
Đất vùng ĐBSCL nhìn chung nghèo P tổng số, hàm lượng P trung bình của các nhóm đất chính khoảng 0,06% P2O5. Trong hầu hết các loại đất, lượng lân hữu
dụng cho cây trồng từ dung dịch đất rất thấp (theo Bùi Hữu Trí, 1959) hàm
lượng lân chủ yếu khoảng 0,1 - 0,2% P2O5.
Theo Lê Văn Can (1985) thì lân dễ tiêu trong đất là một trong những chỉ
tiêu quan trọng đánh giá độ phì của đất, nếu hàm lượng lân dễ tiêu cao thì đất
có khả năng cung cấp lân rất nhanh và việc hút thu lân của bộ rễ cây trồng được
thuận lợi. Độ hữu dụng của lân đạt tối đa trong khoảng pH từ 5,5 - 7,0. Độ hữu
dụng của lân giảm khi pH< 5,5 và pH> 7 (Đỗ Thị Thanh Ren, 2004).
Theo Đỗ Thị Thanh Ren (1999), nồng độ lân hòa tan rất thấp thường là 0,2 - 0,5 mg/l. Các loại đất giàu lân có thể chứa 1mg/l. Cây có khả năng hút được lân từ những nồng độ rất loãng trong đất.
1.10 ĐẠM TRONG ĐẤT
Mengel và Kirkby (1987), cho rằng đạm là dinh dưỡng chính, là thành phần quan trọng của nhiều hợp chất cần thiết của cây trồng. Đạm là thành phần
chính của tất cả amino acid tạo nên protein, anzyme mà các hợp chất này kiểm
soát toàn bộ tiến trình sinh học bên trong cây. Đạm giữ chức năng chính trong
thành phần cấu trúc trong suốt quá trình phát triển của thực vật. Trên hầu hết
triển thân lá. Cây được cung cấp đạm đầy đủ, thân lá và chồi phát triển tốt, bộ
rễ phát triển cân đối hơn so với cây thiếu N (Ken, 2001).
Theo Ngô Ngọc Hưng và ctv. (2004), hầu hết đạm trong đất ở dạng hữu cơ chiếm vào khoảng 95% tổng số đạm. Chất hữu cơ trong đất thường chứa
khoảng 5% đạm. Do đó hàm lượng chất hữu cơ trong đất cao thường đi đôi với giàu đạm tổng số trong đất, đất nhiều mùn thì nhiều đạm. Đạm rất cần thiết để tăng năng suất cây trồng, trong đất đạm hữu dụng chỉ có thể đến từ hai nguồn
chủ yếu là phân bón từ con người và dạng khác là do sự chuyển đổi vật chất N trong đất thành dạng hữu dụng dưới tác động của vi sinh vật.
Hàm lượng đạm trong đất còn tùy thuộc vào hàm lượng chất hữu cơ, đất
giàu mùn thì nhiều đạm. 80% đạm tổng số trong đất ở dạng hợp chất hữu cơ
nhờ khoáng hóa và tác động của vi snh vật chuyển thành NH4+ cây mới hút được (Broadbent, 1978).
Đạm hữu cơ dễ phân hủy là chỉ tiêu giúp đánh giá chất lượng chất hữu cơ chứa thành phần dễ phân hủy, từ đó có thể đánh giá khả năng cung cấp đạm
từ chất hữu cơ trong đất và là nguồn cung cấp dinh dưỡng chính cho cây trồng. Đạm hữu cơ dễ phân hủy là nguồn đạm vi sinh vật và thực vật sử dụng nhanh nhất có sự tương quan chặt chẽ giữa hàm lượng hữu cơ đã phân hủy và hàm
lượng khoáng hóa trong đất (Tất Anh Thư, 2003; Sano và ctv., 2006). Vi sinh vật có khả năng phóng thích ra N hữu dụng cho cây trồng. Sự phóng thích ra N
từ chất hữu cơ dễ phân hủy được thể hiện ở tỷ lệ C/N ở khoảng 22/1. Chất cặn
bã cao có thể làm tăng tỷ lệ C/N trong hợp chất dễ phân hủy và đưa đến bất động N làm cho cây trồng không hấp thu được.
1.11 VAI TRÒ CỦA VI SINH VẬT TRONG ĐẤT
Vi sinh vật trong đất đóng vai trò quan trọng trong các tiến trình phân hủy chất hữu cơ, đặc biệt là tiến trình thúc đẩy sự phát triển và làm tăng độ phì nhiêu của đất (sự phát triển cấu trúc, sự khoáng hóa, sự chuyển hóa đạm, sự cố định đạm…) (Võ Thị Gương, 2004), cung cấp dưỡng chất hữu dụng cho đất
trồng, giúp đất phát triển cấu trúc, chống xói mòn và góp phần phục hồi, nâng cao độ phì tự nhiên của đất (Lê Văn Khoa, 2004).
Hệ vi sinh vật đất còn góp phần cải thiện tính chất lý, hóa và sinh học đất. Bản thân sinh vật đất chết đi cũng trở thành chất hữu cơ và được phân hủy
nó là một trong những nguồn cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng (Võ Thị Gương, 2002). Trong đất quần thể vi sinh vật rất đa dạng có rất nhiều vi sinh
vật có lợi và có khả năng cố định đạm cho cây trồng hay phân hủy xác bã thực
vật thành mùn, tăng độ hữu dụng (Nguyễn Thanh Hiền, 2003). Theo Trần Thượng Tuấn (2004), vi sinh vật có vai trò sản sinh enzyme phân hủy các hợp
chất hữu cơ: cellulose, lignase, xylase, chitinase, protease, lipase…Sản sinh các
chất kháng sinh giúp rễ cây kháng bệnh; sản sinh một số chất sinh trưởng: auxin, gibberellin, cytokitin, cytokitin; cố định đạm và giữu cấu trúc đất và chất
hữu cơ trong đất.
Vi sinh vật sống trong đất và trong nước tham gia tích cực vào quá trình phân giải các xác hữu cơ biến chúng thành CO2 và các hợp chất vô cơ khác
dùng làm thức ăn cho cây trồng. Các vi sinh vật cố định nitơ thực hiện việc
biến khí nitơ (N2) trong không khí thành hợp chất nitơ (NH3, NH4+) cung cấp
cho cây. Vi sinh vật có khả năng phân giải các hợp chất khó tan chứa P, K, S và tạo ra các vòng tuần hoàn trong tự nhiên. Vi sinh vật còn tham gia vào quá trình hình thành chất mùn.
1.12 NẤM
Theo nghiên cứu của Võ Thị Gương và ctv. (2004), mật số nấm có xu hướng giảm dần theo tuổi liếp và khác biệt có ý nghĩa thống kê. Mật số nấm
cao nhất trên vườn có tuổi liếp từ 7 đến 9 năm, kế đến là vườn có tuổi liếp là 26
năm và thấp nhất ở vườn có tuổi liếp là 33 năm. Tảo và xạ khuẩn phát triển với
mật số tương đương nhau giữa các vườn có tuổi liếp khác nhau, kết quả này cho thấy mật số vi khuẩn và nấm trong đất có thay đổi theo tuổi liếp, vườn có
tuổi liếp cao mật số nấm và vi khuẩn giảm thấp có thể do điều kiện như đất
chặt, độ nén dẽ cao, pH đất thấp, hàm lượng chất hữu cơ thấp, dinh dưỡng thấp
là yếu tố làm giảm sự phát triển của nấm và vi khuẩn.
Qua kết quả nghiên cứu của Bosuyt và ctv. (2001), cho thấy nấm trong đất có tác dụng liên kết các hạt đất lại thành những đoàn lạp. Trong khi đó, vi
sự giảm mật số nấm, vi khuẩn trong đất liếp lâu năm ngoài việc ảnh hưởng bất
lợi về mặt vật lý đất là đất càng chặt, tế khổng trong đất kém, trao đổi khí và vận chuyển trong đất kém còn gây ra bất lợi cho sự phát triển của rễ và sinh
trưởng của cây trồng.
1.13 VI SINH VẬT HÒA TAN LÂN
Mỗi vi sinh vật có khoảng pH riêng cho sự tồn tại, phát triển và mức tối
hảo mà tại đó vi sinh vật phát triển thuận lợi nhất. Do pH là nhân tố chính ảnh hưởng lên hoạt động của enzyme trong cơ thể sinh vật, mỗi enzyme hoạt động
trong khoảng pH cho phép, vượt qua giới hạn cho phép thì enzyme sẽ ngừng
hoạt động và có thể gây biến tính enzyme. Trong môi trường tự nhiên pH
thường trong khoảng 5 – 9 và vi sinh vật thích hợp với pH này rất phổ biến,
nhất là trong khoảng pH từ 6 – 8. Chỉ có một số ít loài có thể phát triển ở pH
thấp hơn 2 hoặc lớn hơn 10. Một số loài vi sinh vật chỉ sống được ở điều khiện acid (nhóm ưa acid bắt buộc: obligate acidophiles) chúng không thể phát triển ở pH trung tính như các loài Thiobacillus spp.. Ngược lại, cũng có một số ít vi
sinh vật thích sống trong điều kiện pH cao có thể từ 10 – 11 (được gọi là
alkaliphilic). Trong quá trình đồng hóa của vi sinh vật thường tiết ra acid hay bazơ làm thay đổi pH của môi trường nuôi cấy ảnh hưởng bất lợi đến sự phát
triển của vi sinh vật. Do đó trong điều kiện nuôi cấy, chất đệm như K2HPO4, Na2HPO4 thường được bổ sung giúp ổn định pH của môi trường (Madigan và ctv., 1997).
Vi sinh vật hòa tan lân theo một số cơ chế khác nhau bao gồm việc tạo
ra các acid hữu cơ, giúp tăng lượng lân hữu dụng cho cây, đặc biệt trong các đất có hàm lượng lân tích tụ cao (Phan Thị Mỹ Phúc, 2008). Nhờ có các vi sinh
vật chuyển hóa lân khó tan thành lân dễ tan nên cây trồng sử dụng được tối đa lượng lân có trong đất giúp cây trồng phát triển nhanh do đó cây trồng có thể đủ dinh dưỡng để phát triển và chống lại được mầm bệnh (Vessey, 2003).
Cây chỉ có thể hút lân từ đất dưới các dạng hòa tan tan lân trong dung dịch đất. Theo Vessey (2003), các vi sinh vật hòa tan lân khó tan bằng cách
Những acid này thay thế cho acid sunphuric để cắt đứt các ion orthophosphate
để tạo ra lân dễ tan và cây trồng có thể hấp thu dễ dàng.
Một số loài vi sinh vật sống cộng sinh trên rễ cây có khả năng hút lân để
cung cấp cho cây trồng. Trong số này đáng chú ý là nhóm Mycorrhiza có thể
hòa tan phosphate sắt trong đất để cung cấp lân cho cây. Theo Cao Ngọc Điệp
(2005), có nhiều nhóm vi sinh vật có khả năng hòa tan lân khó tan như: Vi
khuẩn (Pseudomonas, Bacillus cuculans…), xạ khuẩn và nhiều nhóm nấm
trong nhiều loại đất khác nhau như đất cát, đất sét, đất phù xa và cả đất sa mạc,
riêng vi khuẩn Pseudomonas có khả năng hòa tan lân hữu hiệu và cho năng
suất cao hơn so với chủng vi khuẩn nốt rễ và bón phân hóa học trên đất trồng cây đậu nành.
1.14 ENZIM β-GLUCOSIDASE
β -glucosidase là một enzyme phổ biến và chiếm ưu thế trong đất
(Makoi và A.Ndakidemi, 2008). β -glucosidase là một trong các enzyme của
glycosidase. α và β -glucosidase, α và β -galactosidase là bốn enzyme hoạt động chính của glycosidase, được phân bố rộng rãi trong tự nhiên (Eivazi và
Tabatabai, 1990) và đóng vai trò quan trọng trong chu trình carbon của hệ sinh thái đất (Ma và ctv., 2010).
β -glucosidase là enzyme hoạt động mạnh nhất trong bốn enzyme
glycosidase (Ma và ctv., 2010). β -glucosidase enzyme xúc tác phản ứng trong đất:
Glucoside-R + H2O Glucoside + R-OH
β -glucosidase trong đất là một chỉ số về chất lượng đất. β -glucosidase
tham gia vào bước cuối cùng của phân hủy sinh học cellulose. Nó có ý nghĩa
quan trọng trong chu trình C trong đất và được sử dụng như chỉ số về khả năng
sinh sản sinh học của đất (Yulan Zhang và ctv., 2011). Xúc tác thủy phân các
enzyme của polysaccharides khác nhau và β -glucosides (Jimenez và ctv.,
2007), xúc tác thủy phân và phân hủy sinh học các glucoside khác nhau trong các tàn dư thực vật trong hệ sinh thái đất (Martinez và Tabatabai, 1997). β -
đất, các sản phẩm thủy phân (glucose) là nguồn năng lượng quan trọng cho các
vi sinh vật sống trong đất (Eivazi và Tabatabai, 1988).
Các hoạt động β-glucosidase có mối quan hệ chặt chẽ với độ pH của đất
(Eivazi và Tabatabai, 1990). Các nghiên cứu của Deng và Tabatabai (1996), khi quan sát khả năng tổng hợp và sản sinh enzyme trên các loại đất khác nhau đã nhận thấy pH đất có ảnh hưởng rất lớn đến tỷ lệ tổng hợp và giải phóng các
enzyme. Các nghiên cứu của Wang và Lu (2006) cũng cho kết luận tương tự là
pH đất không chỉ ảnh hưởng rất lớn đến cộng đồng vi sinh vật đất mà còn ảnh hưởng đến sự tổng hợp và bài tiết enzyme trong đất.
Theo Eivazi và Tabatabai (1990), enzyme β-glucosidase nhạy cảm với
những thay đổi của các loại hình sử dụng đất. Trong lớp đất mặt, enzyme β- glucosidase luôn luôn có các hoạt động cao hơn so với chiều sâu đất khác nhau, do có hàm lượng của chất hữu cơ cao hơn và sinh khối vi khuẩn C sẽ kích thích
sự hoạt động của vi sinh vật và đẩy nhanh tốc độ tổng hợp enzyme (Ekenler và Tabatabai, 2003). Loại hình sử dụng đất khác nhau không chỉ ảnh hưởng trực
tiếp đến hàm lượng và phân bố của carbon trong đất, còn có tác dụng trên một
số điều kiện của vi sinh vật, trong đó có mối quan hệ chặt chẽ với sự hình thành và biến đổi carbon, sau đó ảnh hưởng đến phân bố chất dinh dưỡng một cách
CHƯƠNG 2
PHƯƠNG TIỆN – PHƯƠNG PHÁP
2.1 PHƯƠNG TIỆN
Ø Thời gian thực hiện đề tài từ tháng 3/2012 đến 1/2013.
Ø Địa điểm thu mẫu: Mẫu đất được thu từ vườn trồng dừa tại xã Sơn Phú,
huyện Giồng Trôm, tỉnh Bến Tre.
Ø Mẫu đất phân tích: Đất dùng trong thí nghiệm là đất trồng dừa có xen
cây Cacao. Mẫu đất phân tích các chỉ tiêu hóa, sinh học tại Phòng thí nghiệm bộ môn Khoa Học Đất, Khoa Nông Nghiệp & SHƯD, Trường Đại Học Cần Thơ.
Ø Các trang thiết bị, dụng cụ lấy mẫu đất và dụng cụ phân tích của phòng thí nghiệm thuộc Bộ môn Khoa Học Đất, Khoa Nông Nghiệp và Sinh
Học Ứng Dụng Trường Đại Học Cần Thơ.
2.2 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN:
Thí nghiệm nhằm đánh giá mức độ ảnh hưởng của các cấp độ tuổi dừa lên
độ phì của đất. Mẫu đất phân tích được tiếp nối dựa trên bố trí thí nghiệm của