K2 K4 Kd
Hỡnh 1.2. Sơđồ hệ cõn bằng K trong đất:
Trong đú: K1: hệ số tốc độ phong hoỏ và phõn huỷ, K2: hệ số tốc độ tinh thể hoỏ; K3: hệ số
tốc độ cốđịnh, K4: hệ số tốc độ giải phúng; Ka: hệ số tốc độ hấp phụ, Kd: hệ số tốc độ phản hấp phụ.
1.3.2. Cơ chế cung cấp kali cho cõy
1.3.2.1. Trao đổi trực tiếp
Chỉ một phần nhỏ K cõy hỳt thụng qua cơ chế trao đổi ion trực tiếp giữa rễ cõy và đất, tỷ lệ này chiếm khoảng 6-10% tổng lượng K trong cõy.
Vỡ thế, vận chuyển K từ những vị trớ trong đất đến rễđúng vai trũ rất quan trọng trong dinh dưỡng K của cõy. Sự vận chuyển này thụng qua quỏ trỡnh dũng chảy tự do và khuyếch tỏn xảy ra trong dung dịch đất (P.B. Tinker, 1978).
1.3.2.2. Dũng chảy tự do
Dũng chẩy tự do là sự vận chuyển dinh dưỡng qua cỏc khe hở của đất bằng dũng nước đối lưu đến rễ cõy. Mức độ vận chuyển dinh dưỡng phụ
thuộc vào mức độ tiờu thụ nước của cõy và nồng độ ion K+ trong dung dịch. Lượng dinh dưỡng vận chuyển thụng qua dũng chảy tự do đến với cõy tương
Học viện Nụng nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nụng nghiệp Page 14
đối thấp, được tớnh toỏn dựa trờn lượng nước cõy sử dụng và hàm lượng K trung bỡnh (S. A. Barber et al, 1963, S. A. Barber, 1984).
1.3.2. 3. Khuyếch tỏn
Khuyếch tỏn là sự vận chuyển K do sự chờnh lệch nồng độ từ vựng cú nồng độ K cao đến vựng cú nồng độ thấp, là cơ chế cung cấp K chủ yếu cho rễ cõy. Tốc độ của quỏ trỡnh này chậm hơn so với quỏ trỡnh dũng chảy tự do và chỉ xẩy ra trong khoảng cỏch rất ngắn, khoảng 3- 4 mm xung quanh rễ. Quỏ trỡnh này xảy ra trong cỏc lớp màng ẩm mỏng bao quanh hạt đất và khuyếch tỏn K cú thể cung cấp khoảng 88- 96% K cú mặt trong rễ (S.A. Barber, 1961, S. A. Barber et al, 1963) .
Vỡ khuyếch tỏn đúng vai trũ quan trọng trong việc cung cấp K cho cõy trồng, nờn cỏc yếu tố ảnh hưởng đến khuyếch tỏn cũng ảnh hưởng đến khả
năng cung cấp K cho cõy. Lượng K khuyếch tỏn đến bộ rễ phụ thuộc vào chờnh lệch nồng độ K, tốc độ khuyếch tỏn và diện tớch bề mặt của rễ. Sự
chờnh lệch nồng độ phụ thuộc vào hàm lượng K cú trong dung dịch đất và sự
hạ thấp nồng độ K ở vựng bao quanh rễ do sự hấp thu chủđộng của rễ cõy.
1.3.2.4. Cỏc chỉ tiờu đỏnh giỏ khả năng cung cấp K của đất.
Theo R.W. Pearson (1952) thỡ khả năng cung cấp K của đất là “Khả
năng của đất cung cấp kali cho sinh trưởng của cõy ở cả hai dạng trao đổi và tương đối dễ tiờu ”. Tuy nhiờn, giữa cỏc dạng K trong đất luụn tồn tại trạng thỏi cõn bằng động, bị chi phối bởi một loạt cỏc quỏ trỡnh vật lý, hoỏ học và sinh học. Vỡ thế, việc đỏnh giỏ khả năng cung cấp K của đất phải dựa trờn nhiều chỉ tiờu và yếu tố liờn quan.
- K tổng số
Kali tổng số là toàn bộ lượng K cú chứa trong đất. Hàm lượng K.t.s bị
chi phối bởi cỏc yếu tố tự nhiờn (vật lý, hoỏ học, sinh học) và xó hội (con người), nhưng yếu tố quan trọng hàng đầu cú tớnh quyết định đến hàm lượng K.t.s trong đất là đỏ mẹ (Nguyễn Vy và Trần Khải, 1978).
Học viện Nụng nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nụng nghiệp Page 15 Hàm lượng K.t.s trong những loại đất cú nguồn gốc phỏt sinh khỏc nhau cú sự khỏc biệt lớn. Theo X.J. Chang (1985), hàm lượng K.t.s (% K2O) trờn 13 loại đất ở miền nam Trung Quốc dao động từ 0,20 đến 2,72; thấp nhất trờn đất bazan 0,20; cao nhất là những loại đất đỏ vàng phỏt triển trờn đỏ granit và philit 2,72; đất phự sa chỉ đạt ở mức trung bỡnh 1,64-1,86. Trong 4 nhúm đất ở ấn Độ, hàm lượng K.t.s (% K2O) trờn nhúm đất phự sa rất thấp 0,52- 0,76, chỉ bằng K.t.s của nhúm đất đỏ ong 0,76. K.t.s ở nhúm đất đen khỏ hơn nhưng dao động mạnh 0,50- 1,27 và nhúm đất đỏ cú K.t.s cao nhất 2,04- 1,06 (G.S. Sekhon và A. Suba Rao, 1985). Nghiờn cứu K.t.s trờn 11 loại đất ở
Thỏi Lan cho thấy: K.t.s (%K2O) thấp nhất ở đất cỏt 0,02 và cao nhất trờn đất phự sa 1,26 (S. Phetchawee và cộng sự, 1985).
Theo Nguyễn Vy và Trần Khải (1978), trong nhúm đất thuỷ thành thỡ
đất phự sa sụng Hồng, đất mặn phốn và đất chiờm trũng cú K.t.s cao 1,76- 2,23 % K2O, đất phự sa sụng Thỏi Bỡnh, sụng Mó cú hàm lượng K.t.s thấp hơn 1,33- 1,57% K2O và thấp nhất là đất bạc mầu ở Bắc Giang, Vĩnh Phỳc 0,26- 0,28% K2O. Cũng theo cỏc tỏc giả trờn, trong nhúm đất địa thành thỡ cỏc loại đất cú K.t.s cao là feralit phỏt triển trờn đỏ liparit và granit 1,82- 1,98 % K2O. Cũn cỏc loại đất khỏc như feralit phỏt triển trờn đỏ vụi, đỏ bazan, phiến thạch mica, phiến thạch sột đều nghốo K 0,29- 0,53 % K2O.
Như đó đề cập ở trờn, đỏ mẹ là yếu tố quan trọng hàng đầu quyết định hàm lượng K.t.s trong đất. Đất feralit phỏt triển trờn đỏ granit cú K.t.s cao hơn
đất feralit phỏt triển trờn đỏ bazan vỡ granit cú hàm lượng K cao hơn bazan (Nguyễn Vy và Trần Khải, 1978, Nguyễn Vy, 1994. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tuy nhiờn, ngay trờn cựng một loại đất, hàm lượng K.t.s cũng dao động rất lớn. Phan Liờu (1981) thấy hàm lượng K.t.s trờn đất cỏt biển dao động mạnh từ
0,16-2,20 % K2O. S.Somasiri, S.Y.Lee và P.M.Huang (1971) cho biết đất cỏt phỏt triển trờn đỏ thạch anh nghốo K hơn nhiều so với đất cỏt phỏt triển trờn đỏ cỏt feldspar.
Học viện Nụng nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nụng nghiệp Page 16 X.J. Chang (1985) cũng cho biết tuy cựng phỏt triển trờn đỏ granit nhưng K.t.s trong đất cũng rất khỏc nhau. Đất phỏt triển từ granit trầm tớch biển cú hàm lượng K.t.s (% K2O) thấp nhất 0,38; đất vàng phỏt triển trờn đỏ granit cú K.t.s ở mức trung bỡnh 1,28; cũn đất đỏ phỏt triển trờn đỏ granit cú hàm lượng cao nhất 3,29.Theo Cao Liờm và Nguyễn Mười (1975), trong đất mũn trơ sỏi đỏ phỏt triển trờn đỏ granit, hàm lượng K.t.s chỉ cũn 0,24% K2O.
Điều đú chứng tỏ mặc dự phỏt sinh trờn cựng một loại đỏ mẹ, nhưng nếu bị
phong hoỏ và rửa trụi mạnh, hàm lượng K.t.s cũng bị giảm rừ rệt.
Vỡ K cũn nằm ở trong thành phần của khoỏng thứ sinh, nờn cỏc loại khoỏng này cũng cú chi phối lớn đến hàm lượng K.t.s trong đất. Theo Đào Chõu Thu và Cao Liờm (1986) thỡ đất phự sa Sụng Hồng chứa nhiều khoỏng thứ sinh illite và vermiculite là nguyờn nhõn làm cho đất cú khả năng trao đổi cation cao và giầu K. Ngược lại, đất bazan cú khoỏng sột chủ yếu là kaolinite và khoỏng sột trong đất phự sa cổ cú xu hướng thoỏi hoỏ chuyển illite thành kaolinite…, là nguyờn nhõn chủ yếu làm cho những loại đất này nghốo K. Phương thức canh tỏc cú ảnh hưởng rừ rệt đến hàm lượng K trong đất. Theo Nguyễn Vy (1994) hàm lượng K.t.s (K2O) trong đất đỏ vàng phỏt triển trờn đỏ granit dưới tỏn rừng là 1,70%, nhưng sau 5 năm trồng sắn hàm lượng này chỉ cũn 0,87%; diễn biến K.t.s ởđất đỏ vàng phỏt triển trờn đỏ phiến mica cũng tương tự như vậy, dưới rừng là 1,33%, sau 20 năm trồng chố chỉ cũn 0,67%. Tỏc giả cũng thấy rằng hàm lượng khoỏng sột (% tổng số khoỏng sột trong đất) nhúm hydromica của hai loại đất núi trờn bị giảm mạnh từ 48% và 36 % trong đất rừng xuống cũn 5% và 4 % trờn đất trồng trọt, ngược lại khoỏng sột nhúm kaolinite lại tăng từ 41% và 58 % lờn 91 % và 95%. Đú là nguyờn nhõn chớnh làm cho hàm lượng K trong đất giảm.
Theo Vũ Hữu Yờm (1995) và Vừ Minh Kha (1996) do cú sự chuyển hoỏ nhanh giữa cỏc dạng K và mức độ phong hoỏ mạnh ở điều kiện nhiệt đới, nờn K.t.s. cú khả năng phản ỏnh khả năng cung cấp K của đất. Nhiều nghiờn cứu
Học viện Nụng nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nụng nghiệp Page 17 cho thấy cú tương quan giữa K.t.s của nhúm cỏc loại đất cú nguồn gốc phỏt sinh, mức độ rửa trụi và phong hoỏ khỏc nhau với lượng K cõy hỳt . Trong chừng mực nào đú, K.t.s cũng phản ỏnh khả năng cung cấp K của đất, nhưng cú nhiều yếu tố tỏc động đó làm thay đổi vai trũ này của nú. Nguyờn nhõn chớnh là do tỷ lệ K cú khả năng cung cấp cho cõy trồng từ K.t.s thấp, đặc biệt khi sự chờnh lệch về K.t.s giữa cỏc loại đất khụng lớn. Tuy vậy K.t.s vẫn cú giỏ trị trong việc đỏnh giỏ phõn loại đất hoặc làm tư liệu tham khảo đối với thớ nghiệm về dinh dưỡng (E.O. Mc. Lean, 1978).
- Kali trao đổi
Kali trao đổi là K hấp phụở cỏc vị trớ trao đổi và được trao đổi bởi cỏc cation khỏc trong dung dịch muối như NH4OAc, MgCl2, NaCl hay CaCl2. Người ta thường sử dụng NH4+ làm cation thay thế bởi vỡ nú là cation cú khả năng thay thế K+ lớn nhất, với đặc tớnh trao đổi tương tự như K+, NH4+
và K+ cú điểm dừng của quỏ trỡnh trao đổi ngắn, rừ hơn so với Na+ và Ca2+. Nhưng điều này chỉ đỳng với đất cú chứa khoỏng sột ba lớp, đối với cỏc loại
đất mà khoỏng sột chủ yếu là kaolinite và sesquioxide, khụng cú sự khỏc biệt vềđặc tớnh trao đổi giữa ba cation núi trờn, vỡ ở loại đất này khụng cú K+ nằm
ở vị trớ rỡa mộp (e) và vị trớ bờn trong (i) (F. Horner, 1986).
Trong thực tế, dạng K t.đ được xem như là dạng K.d.t hay K hữu hiệu trực tiếp (K.h.h.t.t), vỡ cỏc dịch chiết để xỏc định chỳng là một và hàm lượng K dung dịch đất là khụng đỏng kể (E.O. Mc Lean et al (1985).
- Kali khú trao đổi (K.k.t.đ) hay K hữu hiệu chậm (K.h.h.c)
Xỏc định hàm lượng K.k.t.đ trong đất giỳp ta biết được khả năng cung cấp K của đất trong thời gian dài hơn K.t.đ vỡ trong đất luụn tồn tại cõn bằng
động giữa K.k.t.đ và K.t.đ.
K.k.t.đ là dạng K bị hấp phụ bởi lực liờn kết lớn và ở những vị trớ sõu đến nỗi nú khụng thể trao đổi được trong thời gian ngắn và khụng thể lấy ra được bằng cỏc dung dịch muối nhưđó đề cập ở trờn. Nhưng K.k.t.đ cú thểđược chiết
Học viện Nụng nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nụng nghiệp Page 18 ra bởi HNO3 núng, dung dịch sodium tertraphenylborat (NaTPB) hoặc bằng cỏc dung dịch muối núi trờn nhưng được chiết triệt để (E.O. MC Lean và M.E. Watson, 1985).