- Sự hình thành đất phèn là kết quả của sự tích tụ pyrite trong điều kiện đất ngập nước,ở đất chứa nhiều chất hữu cơ, sunphat, các cation,… -Xác sinh vật bị phân hủy trong điều kiện yếm
Trang 1NÔNG HÓA
GVGD: Châu Minh Khôi
Các thành viên trong nhóm:
1 Trần Thị Kim Khoa 3103405
2 Nguyễn Thị Kim Tuyến 3103445 3.Nguyễn Thanh Danh 3103326
4 Nguyễn Thành Duy Tân 3103429
5 Lê Văn Quãng 3103423
6 Nguyễn Văn Tám 3103362
7 Huỳnh Bá Lãm 3103343
8 Phạm Thị Mỹ Xuyên 3108322
Bài tập: So sánh cơ chế cải tạo đất chua phèn khi bón vôi hoặc bón lân cho đất?
I Đất chua phèn
1 Điều kiện và nguyên nhân gây chua phèn cho đất
- Đất chua phèn là do các phản ứng trong đất có chứa nhiều ion: Al3+, Fe3+,Fe2+,
H+,… Mức độ chua của đất tùy thuộc vào nồng độ của các ion Al3+, Fe3+,Fe2+, H+ Nồng độ của các ion này càng cao thì đất sẽ càng chua
(pH đất thấp)
- Sự hình thành đất phèn là kết quả của sự tích tụ pyrite trong điều kiện đất ngập nước,ở đất chứa nhiều chất hữu cơ, sunphat, các cation,…
-Xác sinh vật bị phân hủy trong điều kiện yếm khí sẽ kết hợp với Fe trong phù sa tạo
ra hợp chất Pyrit (FeS2),… Trong điều kiện thoáng khí FeS2 bị oxi hóa thành H2SO4, làm cho đất chua
- Ngoài đất phèn còn do một số nguyên nhân khác gây ra Chẳng hạng như:
+ Yếu tố khí hậu: nhiệt độ, độ ẩm,… đặc biệt là do lượng mưa ảnh hưởng rất lớn đến quá trình phong hóa đất
+ Yếu tố sinh vật: do trong quá trình hoạt động các sinh vật này không ngừng thải
ra CO2 , CO2 này sẽ phản ứng với nước tạo acid H2CO3 làm cho đất chua
+ Các sinh vật chứa nhiều lưu huỳnh(S):
2H2S + O2 2S + H2O
2S + 3O2 + 2H2O 2H2SO4 + 251Kcal
+ Do thành phần hóa học của một số loại phân có công thức hóa học như: (NH4)2SO4, NH4Cl, KCl,….vào đất các cation NH4+, K+ sẽ được keo đất và cây trồng hấp thu để lại gốc SO42-, Cl- Các gốc acid này sẽ tạo thành acid làm cho đất chua phèn
2 Tính chất của đất phèn.
- Có thành phần cơ giới nặng
- Tầng mặt khi khô sẽ cứng và có nhiều vết nứt nẻ
- Đất rất chua, thường có pH < 4
- Có nhiều chất độc như: Al3+ , Fe3+,…
- Độ phì nhiêu thấp
- Hoạt động của vi sinh vật rất kém
3 Ảnh hưởng của đất chua phèn đối với cây trồng:
Trang 2+ pH đất thấp ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật và sự hoạt động của chúng dẫn đến sự phân giải chất hữu cơ và sự chuyễn hóa chất dinh dưỡng: đạm, lưu huỳnh trong đất
+ pH đất ảnh hưởng đến sự hòa tan lân và hiệu lực phân lân
+ Làm cho cây trồng giảm sự hấp thụ đạm, sinh trưởng và phát triển kém giảm hiệu suất kinh tế
4 Biện pháp cải tạo đất phèn và ý nghĩa của việc cải tạo đất phèn đối với sản xuất nông nghiệp.
Ý nghĩa:
- Với diện tích đất nông nghiệp là 6,9 triệu hecta, Việt nam là nước có diện tích đất canh tác tính theo đầu người rất nhỏ (gần 1.000m2 / người - năm 1997) Trong đó riêng đất phèn chiếm gần hai triệu hecta
- Trong đất phèn một số độc tố có hàm lượng rất cao so với mức chịu đựng của cây, làm cho quá trình sinh lý của cây trồng bị kìm hãm, nhiều chất dinh dưỡng cho cây thiếu, đặc biệt là lân và đạm, vì vậy cây trồng thường có năng suất thấp và không ổn định
- Nhu cầu sử dụng đất phèn và đất nhiễm mặn phục vụ sản xuất nông nghiệp ngày càng trở nên cấp bách hơn đối với đất nước chúng ta
- Để có năng suất ổn định và tiến tới tăng năng suất cây trồng trên đất phèn, bắt buộc chúng ta phải nghiên cứu sử dụng đất phèn hợp lý, cải tạo đất phèn, nhằm giảm bớt hàm lượng cao của cácđộc tố và tăng chất dinh dưỡng cho cây
4 Biện pháp cải tạo.
- Biện pháp thủy lợi xây dựng hệ thống tưới tiêu hợp lý
- Bón vôi khử chua làm tăng pH cho đất
Al3+ + 2 Ca(OH)2 D + Al(OH)3D
- Bón phân hữu cơ, đạm, lân và phân vi lượng để tăng độ phì cho đất
* Nhưng hiện nay biện pháp bón phân đang được áp dụng nhiều do tính đơn giản cũng như dễ thực hiện, kết quả nhanh hơn Trong đó bón vôi và bón lân là hai phương pháp được áp dụng nhiều hiện nay.
II. Cải tạo đất chua phèn
1 Biện pháp bón vôi
- Phản ứng của vôi với nhóm acid carboxylic trong chất
hữu cơ
H
+
Keo đất
Trang 3R-COO-]
2R- COOH + CaCO3 Ca2+ + H2O + CO2
R-COO-]
- Nếu đất ít chua, bicarbonate có thể được tạo thành sau khi bón
vôi:
R-COO-]
2R-COOH + CaCO3 Ca2+ + 2HCO2- + Ca2+
R-COO-]
- Phản ứng với Al3+ trên khoáng sét, làm giảm độ độc
của nhôm: Ca2+ trao đổi với Al3+ trong khoáng sét đẩy Al3+ ra ngoài dung dich đất, rồi
Al3+ bịkết tủa bởi OH
-2Al3+- Keo đất + 3CaCO3 2Al(OH)3¯ + 3Ca2+- Keo đất +
3H2O + 3CO2
2Al3+ + 3CaCO3 + 3H2O 2Al(OH)3¯ + 3CO2 + 3Ca2+
- Trung hòa độ chua của đất:
[KĐ]-2H + CaCO3 [KĐ]-Ca + H2O + CO2
H2CO3 + CaCO3 Ca(HCO3)2
2 Tác dụng của việc bón vôi đối với độ phì nhiêu của đất :
Bón vôi cải tạo tính chất vật lí của đất :
- Ca2+ ngưng tụ keo sét khiến cho đất có kết cấu viên bền vững, nhờ đó
mà toàn bộ các đặc tính vật lí của đất đều được cải thiện
Bón vôi cải tạo hóa tính đất :
- Đối với đất chua: Ca2+ trung hoà H+ trên phức hệ hấp thu
- Đối với đất phèn: bón vôi có tác dụng trung hòa các ion H+, kết tủa các ion độc dưới dạng hidroxit
Bón vôi cải tạo sinh tính của đất :
- Đại bộ phận các vi sinh vật có ích hoạt động mạnh ở pH gần trung tính Bón vôi pH
được cải thiện, chất hữu cơ được dự trữ trong đất khoáng hóa nhanh hơn, cây được cung cấp thức ăn tốt hơn
* Bón vôi cải thiện thành phần dinh dưỡng trong dung dịch đất :
- Ca 2+ trao đổi với các cation dinh dưỡng được hấp thu trên bề mặt keo đất, các cation kim loại (NH4+, K+, Mg2+,…) đi vào dung dịch đất Cây được cung cấp thẻ̉m thức ăn, xanh tốt lên nhanh chóng
- Bón vôi làm thay đổi độ chua, tạo pH thích hợp cho việc hút thức ăn của cây
- Bón vôi để tạo pH phù hợp với yêu cầu của từng loại cây trồng
- Bón vôi để bù lại lượng vôi đã bị rửa trôi và cây trồng đã hút để ổn định độ bão hòa bazơ cho đất khỏi bị thoái hóa
́•
* Vôi ngăn chận sự suy thoái của đất : Ở đất có phèn, đất thâm canh, đất canh tác bón
nhiều phân đạm (urê) và kali lâu năm, và nhất là điều kiện nóng, ẩm mưa nhiều như ở ĐBSCL thì sự suy thoái của đất diễn ra khá nhanh chóng Khi đất bị suy thoái, năng suất cây trồng giảm dần theo thời gian canh tác, khoáng sét trong đất bị phá hủy, đất mất dần cấu trúc, trở nên rời rạc, mềm nhão khi gặp nước và kết dính đóng váng khi khô, đất trở nên bí chặt kém thông thoáng Nếu để tình trạng suy thoái kéo dài, đất trở nên già cổi, bạc màu, sức sản xuất kém, năng suất và chất lượng của cây trồng giảm, lúc đó không thể khôi phục lại sức sống của đất được Bón vôi (bột đá vôi) vào đấu mùa mưa là một trong những biện pháp hữu hiệu ngăn chận tiến trình suy thoái nầy, giảm ngộ độc sắt (Fe), nhôm (Al) và măngan (Mn) cho cây trồng, phục hồi cấu trúc đất làm đất thông thoáng, thấm nước tốt
Trang 4* Vôi phát huy hiệu lực của chất hữu cơ, phân vô cơ và thuốc diệt cỏ : Bón vôi giúp
chất hữu cơ phân hủy nhanh hơn, làm giảm ngộ độc hữu cơ ở đất lúa Ở đất phèn, phân lân bón vào đất chỉ hữu dụng khoảng 30%, bón vôi trước khi bón phân lân, nhất
là lân supe sẽ làm gia tăng sự hữu dụng của phân lân Bón vôi còn làm gia tăng hữu dụng dưỡng chất Môlipđen (Mo) và gia tăng sự hấp thu Kali (K) của cây trồng Các loại thuốc diệt cỏ thuộc nhóm hoá học Triazine (Ametryn, Atrazine, …) và nhóm Sulfonylurea (Bensulfuron Methyl, Cinosulfuron, Ethoxysulfuron, …) phát huy tác dụng diệt cỏ hữu hiệu hơn ở đất có bón vôi
3 Bón lân
*Sự kết tủa các ion Fe, Al và Mn hoà tan
Trong các loại đất chua, hàm lượng các ion Fe, Al và Mn cao, chúng phản ứng nhanh chóng với hầu hết các ion H2PO4- hoà tan tạo thành hợp chất hydroxy phosphate kết tủa Ví dụ như phản ứng hoá học giữa Al hoà tan với lân xảy ra như sau:
Al3+ + [ H2PO4]- + 2H2O 2H+ + Al(OH)2H2PO4 ¯ (1)
(Hòa tan) (không hòa tan)
Hydroxy phosphate vừa mới kết tủa hoà tan nhẹ với chúng có diện tích bề mặt lớn phơi bày trong dung dịch đất Vì vậy, hàm lượng lân trong chúng ở giai đoạn đầu hữu dụng một ít đối với cây Tuy nhiên, theo thời gian tuổi của hydroxy phosphate kết tủa, chúng trở nên ít hữu dụng và chất lân trong chúng trở nên không hữu dụng đối với hầu hết cây trồng
Trong hầu hết các loại đất chua mạnh, nồng độ ion Fe và Al cao hơn nồng độ[ H2PO4]
-= rất nhiều, vì vậy phản ứng đi về bên phải tạo ra nhiều dạng P không hoà tan
* Phản ứng với các hydroxyt Fe, Al:
Hầu hết sự cố định lân trong đất chua có thể xảy ra khi ion [H2PO4]- phản ứng với bề mặt của các oxid Fe, Al và Mn không hoà tan như gibbsite (Al2O3.3H2O) và goethite (Fe2O3.3H2O) Số lượng chất lân bị giữ bởi các tinh khoáng trên trong đất chua lớn hơn số lượng bị kết tủa hoá học bởi các ion Fe, Al và Mn hoà tan
Al(OH)3 + [ H2PO4]- Al(OH)2H2PO4 + OH- (2) (hòa tan) (không hòa tan)
Phản ứng (1) và (2) trong điều kiện chua mạnh đều làm giảm độ hữu dụng của chất lân
* Ion phosphate bị cầm giữ bởi Fe, Al và các khoáng silicate
- Cố định P của các khoáng sét silicate
[Al] + [ H2PO4]- + H2O 2H+ + Al(OH)2H2PO4 (trong sét) (không hòa tan)
- Các phản ứng trên cho thấy sự cố định lân trong đất chua chủ yếu do tạo thành các hợp chất Fe, Al phosphate với công thức thông thường là M(H2O)3(OH)2H2PO4, trong đó kí hiệu M chỉ Al và Fe
* Ngoài vai trò là một trong 3 yếu tố dinh dưỡng không thể thiếu của cây trồng, với
lúa vụ hè thu, phân lân còn có vai trò lớn trong việc hạ phèn, hạn chế ngộ độc hữu cơ
và tăng khả năng chống chịu hạn, mặn Khác với vụ ĐX, khi trồng lúa hè thu, đất dễ
bị khô, nứt, không khí sẽ theo các khe nứt và các mao quản thâm nhập sâu hơn vào đất khiến cho phèn tiềm tàng biến thành phèn hoạt động xì lên mặt ruộng làm cho lúa không phát triển được Phân lân tuy không trực tiếp giảm độ chua nhưng cố định được các ion Fe và Al trong phèn, qua đó pH sẽ được nâng lên và không còn gây độc cho cây
Trang 5- P2O5 không trực tiếp làm giảm độ chua mà chỉ gián tiếp thông qua việc cố định ion
Feê+ và Al3+ Tuy nhiên trong lân nung chảy và lân supe đều có hàm lượng can xi (vôi) cao nên nó còn có tác dụng trung hòa pH Nếu ruộng quá chua (độ pH dưới 4) thì cần phối hợp với vôi Việc phối hợp với vôi có ưu điểm là nâng độ pH nước mặt và đất mặt lên rất nhanh nhờ tác dụng của vôi Thực nghiệm thấy rằng ngưỡng kinh tế nhất của vôi ở mức 300 – 500 kg vôi/ha Cần lưu ý là khác với lân, vôi không lưu tồn trong đất được nên mỗi vụ phải mỗi bón
Vậy tuỳ vào từng thời điểm, từng loại cây trồng, độ chua nhất định của đất phèn
mà chúng ta nên chon biện pháp bón vôi hoặc bón lân là hợp lý hơn, cho hiệu quả tốt hơn, tiết kiệm
Điểm giống nhau cơ bản giữa bón vôi và bón lân cải tạo đất chua phèn là:
- Cải thiện tình trạng chua phèn cho đất
- Giúp cây trồng cho năng suất cao đem lại hiệu quả kinh tế
Bảng so sánh sự khác nhau cơ bản khi cải tạo đất chua phèn bằng việc bón vôi và
- Tăng cường hoạt động của VSV trong đât
thu chất dinh dưỡng của đất(N,P,K )
chất dinh dưỡng cho đất
- thời gian hữu dụng kéo dài
bởi các ion Fe, Al
- giới hạn hoạt động bởi pH(trong khoảng 5,5-7,0)
