NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ MẶN LÊN KHẢ NĂNG HẤP PHỤ P DỄ TIÊU TRONG ĐẤT TRỒNG LÚA

Đất thí nghiệm được chọn gồm 24 mẫu đất có hàm lượng lân dễ tiêu từ thấp đến cao được lấy từ 10 mẫu đất ở độ sâu 01 15 cm mỗi huyện đã có tiến hành thí nghiệm trong nhà lưới về khả năng đáp ứng của cây trồng đối với phân lân trên đất phù sa ở Xã Thanh Bình . Khi tăng NaCl thì khả năng hấp phụ P giảm phù hợp với kết quả nghiên cứu của (X.J. Wang, Z.QWang S.G. Li, 1995), điều này giúp cho thực vật hấp phụ P dễ dàng hơn ngay khi bón theo (Hussein Khaled and Hassan A. Fawy, 2011)

TRƯỜNG

Mục lục

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN 3

LỜI CẢM ƠN 3

MỤC LỤC 3

DANH SÁCH BẢNG BIỂU 3

DANH SÁCH HÌNH VẼ 3

DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT 3

Chương 1: Tổng quan 3

1.1 Các nghiên cứu ngoài nước 3

1.2 Các nghiên cứu trong nước 4

1.3 Tính cấp thiết của đề tài 4

1.4 Nội dung nghiên cứu 5

1.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 5

1.6 Ý nghĩa nghiên cứu 5

Chương 2: Cơ sở lý thuyết/Vật liệu và phương pháp 6

2.1 Cơ sở lý thuyết 6

2.1 Phương pháp thu thập tài liệu 10

2.2 Phương pháp thu mẫu 10

2.3 Phương pháp thực nghiệm 12

Chương 3: Kết quả thực nghiệm 13

Chương 4: Kết luận và kiến nghị 13

Tài liệu tham khảo 13

Bibliography 13

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN

LỜI CẢM ƠN

Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với sự hỗ trợ, giúp

đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác Trong suốt thời gian từkhi học tập ở giảng đường đại học đến nay chúng em đã nhận được rất nhiều sự quantâm, giúp đỡ của quý Thầy Cô, gia đình và bạn bè Với lòng biết ơn sâu sắc nhất emxin gửi tới quý Thầy Cô ở Viện Khoa học công nghệ và Quản lý môi trường đã cùngvới tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng emtrong suốt quá trình học tập tại trường Và đặc biệt, trong học kỳ này, Viện đã tổ chứccho chúng em được tiếp cận với môn Đồ án cơ sở ngành giúp chúng em rèn luyện kỹnăng làm việc nhóm và cách làm một báo cáo hoàn chỉnh Chúng em xin chân thànhcảm ơn Th.s Nguyễn Văn Phương đã tận tâm hướng dẫn chúng em qua từng buổi nóichuyện, thảo luận về sự ảnh hưởng của độ mặn lên khả năng hấp phụ P dễ tiêu của đấttrồng lúa Nếu không có những lời hướng dẫn, dạy bảo của Thầy thì chúng em nghĩ bàithu hoạch này của chúng em rất khó có thể hoàn thiện được Một lần nữa em xin chânthành cảm ơn Thầy Do lần đầu thực hiện nên không tránh khỏi những thiếu sót là điềuchắc chắn, chúng em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của quýThầy Cô và các bạn học cùng lớp để kiến thức của chúng em trong lĩnh vực này đượchoàn thiện hơn

MỤC LỤC

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

DANH SÁCH HÌNH VẼ

DANH SÁCH CHỮ

VIẾT TẮT

Chương 1: Tổng quan

1.1 Các nghiên cứu ngoài nước

Abd EL-Azim W.M and Ahmed, S.Th (2009) Effect of Salinity and Cutting Date onGrowth and Chemical Constituents of Achillea fragratissima Forssk, under Ras Sudr

Conditions Agriculture and Biological Sciences , 5(6): 1121-1129.

Adzemi Mat Arshad, a I ( 2014) Phosphate and Sulphate Adsorptions in Bungor

Series Soil Journal of Biology, Agriculture and Healthcare , Vol.4, No.1.

Hussein Khaled and Hassan A Fawy (2011) Effect of Different Levels of HumicAcids on the Nutrient Content, Plant Growth, and Soil Properties under Conditions of

Salinity Soil & Water Res , 21–29.

Jouyban, Z (2012) The Effects of Salt stress on plant growth Technical Journal of

Engineering and Applied Sciences

M ASLAM, M S ( 2000) Application of Freundlich Adsorption Isotherm to

Determine Phosphorus Requirement of Several Rice Soils INTERNATIONAL

JOURNAL OF AGRICULTURE &BIOLOGY , Vol 2, No 4.

W H Patrick Jr, R A Khalid (1974) Phosphate Release and Sorption by Soils and

Sediments Science , 53-55.

X.J Wang, Z.QWang & S.G Li (1995) Th effect of humic acids on the availability

of phosphorus fertilizers in alkaline soils Soil Use and Managemement , 11,99-102.

Jouyban, Z (2012) The Effects of Salt stress on plant growth Technical Journal of

Engineering and Applied Sciences

1.2 Các nghiên cứu trong nước

“KHẢ NĂNG HẤP PHỤ LÂN TRÊN ĐẤT TRỒNG RAU MÀU

CHỦ YẾU Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG” của Phạm Thị Phương Thúy1,

Dương Thị Bích Huyền2 và Nguyễn Mỹ Hoa3

1.2.1 Đất thí nghiệm

Đất thí nghiệm được chọn gồm 24 mẫu đất có hàm lượng lân dễ tiêu từ thấp đến caođược lấy từ 10 mẫu đất ở độ sâu 01 - 15 cm mỗi huyện đã có tiến hành thí nghiệmtrong nhà lưới về khả năng đáp ứng của cây trồng đối với phân lân trên đất phù sa ở

Xã Thanh Bình

1.2.2 Phương pháp xác định sự hấp phụ lân trong đất

Khả năng hấp thụ lân trong đất được xác định theo qui trình phân tích của Houba et al(1995) và được đánh giá dựa vào các chỉ tiêu: (i) Phần trăm hấp thụ lân trong đất, (ii)hàm lượng lân hấp thụ lớn nhất qm xác định theo Houba (1995) và (iii) khả năng hấpthụ lân trong đất dựa vào hệ số góc của đường thẳng tiếp tuyến với đường cong biểudiễn mối tương quan giữa lượng hấp thụ lân Q và nồng độ lân cân bằng trong dungdịch C tại điểm có nồng độ lân thêm vào là 24mgP/l (Võ Thị Gương 2001)

1.2.3 Phần trăm lượng lân hấp thụ

Phần trăm lân hấp thụ so với lượng lân bón vào được định nghĩa là tỉ số % giữa lượnglân hấp phụ và lượng lân thêm vào q= hàm lượng lân thêm vào (mgP/kg) - hàm lượnglân trong dung dịch khi cân bằng (mgP/kg)

1.2.4 Lượng lân hấp thụ tối đa

Lượng lân hấp thụ tối đa được xác định theo qui trình phân tích Houba et al (1995).Dung dịch chứa nồng độ P đã biết được đưa vào đất và để cân bẳng trong 24 giờ trongđiều kiện nhiệt độ trong phòng Sau khi cân bằng nồng độ P trong dung dịch (mgP/l)được xác đinh (C) và tính toán lượng P hấp phụ mgP/kg (Q) Theo Houba et al mốiliên hệ giữa P hấp thụ và nồng độ P trong dung dịch đã cân bằng được mô tả bằng

đường cong của phương trình

C là nồng độ dung dịch sau khi cân bằng

Q là lượng P hấp phụ

Theo Houba et al (1995), lượng lân được hấp phụ Q (mgP/kg) bao gồm cả lượng P dễtiêu có sẵn trong đất trích theo phương pháp Olsen như sau: Q= P Olsen trong đất +

lượng lân hấp phụ Lượng lân hấp phụ được tính là hiệu của lượng lân thêm vào vàlượng lân còn lại trong dung dịch sau khi cân bằng.

Lượng P hấp phụ lớn nhất mgP/kg qm (giá trị b trong phương trinh Langmuir) đượcước lượng qua phương trình đồ thị biểu diễn mối quan hệ C/Q và C

1.2.5 xác định khả năng hấp phụ lân trong đất

Mối quan hệ giữa P hấp phụ Q và sự thay đổi nồng độ P trong dung dịch được biểudiễn là một đường cong dạng y = aln(x) + b ( x là nồng độ P trong dung dịch, y làlượng P được hấp hụ) Để xác định khả năng hấp thụ P khi khi bón lân vào từng loạiđất cần vẽ tiếp tuyến của đường cong tại một điểm Để xác định được phương trìnhtiếp tuyến này, trước hết cần xác định một điểm M (xo, yo) thuộc đường cong y=aln(C)+ b Trong đó xo là nồng độ P cân bằng tại các nồng độ lân thêm vào 3,6,18,24,30,60mgP/l Theo Võ Thị Gương et al, (2001) điểm được chọn có nồng độ 24 mgP/kg, do

đó để có thể so sánh Từ điểm M, vẽ một đường thẳng đi qua điểm M và tiếp xúc vớiđường cong y= aln(x) + b theo phương trình : (yM - yo)= [f(xo)][xM -xo

Trong đó f(xo)= ( a

1

xo ) là đạo hàm của đường cong y = aln(x) + b tại giá trị xo.

Phương trình tiếp tuyến của đường cong là phương trình bậc nhất yM=axM +b với a là

hệ số góc của tiếp tuyến và là khả năng hấp thụ P của đất

P dễ tiêu(mgP/kg)(Olsen)

Thành phần cơ giới

Sét Thịt Cát (%) (%) (%)

1.3 Tính cấp thiết của đề tài

Natri Clorua là thành phần chính trong nước muối mặn đóng vai trò quan trọng thôngqua ion Na được hấp thụ bởi các nhà máy ở hình thức này Sự giảm thiểu xảy ra từ từtrong bài kiểm tra của Achillea fragrantissima do tưới bằng nước mặn dao động từ 700

- 4000 ppm có thể do nhiều nguyên nhân khác Do đó, độ mặn là điều kiện của lượngmuối dư thừa trong dung dịch đất, nó ảnh hưởng đến các nhà máy bởi sự gia tăng của

áp suất khí quyển của dung dịch đất Bernstein và Hayward [5] và Subbaro và Chris[6], giảm lượng nước Bower [7], gây ra hạn hán Bernstein [8], gây trở ngại với cácchất dinh dưỡng hấp thu thông thường Subbaro và Chris [6], ảnh hưởng đến đường hôhấp ở rễ Abel và Mackenzie [9] và gây độc tính ion do sự tích tụ của Cl trong tế bàochất hoặc một poplast mà cản trở chức năng trao đổi chất thực vật Bower [7] Taleisnik

et al [10] Subbaro và Chris [6] và Abd El-Razek [11] Bên cạnh những lý do nói trên,

nó cũng hợp lý để nói rằng có thể không có các triệu chứng thiếu hụt nước và chuyểnhóa bình thường dưới độ mặn áp dụng, thêm vào các năng lượng yêu cầu để duy trìnhu cầu chất hấp thụ

Nhiễm mặn của đất và nước là một trong những vấn đề môi trường nghiêm trọng nhấttrên thế giới trong nông nghiệp Nó là cần thiết để xác định các yếu tố môi trường,theo đó cây thuốc và thơm cho năng suất cao hơn và chất lượng tốt hơn Các vấn đề về

độ mặn được đặc trưng bởi một sự dư thừa của các muối vô cơ và thường gặp ở cácvùng đất khô hạn và bán khô hạn, nơi mà nó đã được hình thành một cách tự nhiêntheo các điều kiện khí hậu hiện hành và do tỷ lệ cao hơn của quá trình bốc hơi và thiếuthẩm thấu nước Mặc dù thường xuyên hơn ở những vùng đất khô cằn, đất làm muối bịảnh hưởng cũng có mặt ở những nơi có độ mặn được gây ra bởi chất lượng kém củanước tưới đất mặn gây ra rối loạn sinh lý và trao đổi chất ở thực vật, phát triển ảnhhưởng đến tăng trưởng, năng suất, chất lượng cây trồng Cây cảnh ảnh hưởng xấu đếnnhư một kết quả của độ mặn, hạt giống nảy mầm, tỷ lệ sống còn, đặc điểm hình thái,phát triển và năng suất và thành phần của nó Nói chung, độ mặn làm giảm tốc độquang hợp và hô hấp của thực vật Tổng carbohydrate, axit béo và hàm lượng protein

bị ảnh hưởng bất lợi do ảnh hưởng của độ mặn nhưng tăng mức độ của các axit amin,đặc biệt là proline Nội dung của một số sản phẩm thực vật thường là cao hơn đáng kểtrong cây trồng dưới mặn hơn trong những canh tác trong điều kiện bình thường Cáckhả năng chịu mặn phụ thuộc vào sự tương tác giữa độ mặn và các yếu tố môi trườngkhác (Jouyban, 2012)

 Xác định P dễ tiêu trong đất: 3 mẫu

 Xác định loại đường cong ảnh hưởng lượng NaCl lên quá trình hấp phụ P dễtiêu có trong đất

 Đề xuất giải pháp bón phân họp lý: duy trì độ phì đất, không gây ô nhiễm môitrường

1.6 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Mẫu đất trồng lúa được lấy ở xã Thái Bình

Thực hành phân tích hàm lượng photpho trong mẫu đất được thực hiện tại phòng thínghiệm trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM

1.7 Ý nghĩa nghiên cứu

Căn cứ vào nghiên cứu để có giải pháp bón phân hợp lý nhằm duy trì độ phí của đất vàtránh gây ô nhiễm do bón dư hay do quá trình rửa trôi khi bón phân hóa học chưa hợplý

Chương 2: Cơ sở lý thuyết/Vật liệu và phương pháp

2.1 Cơ sở lý thuyết

2.1.1 Khả năng hấp phụ của đất

Hấp phụ là quá trình tụ tập ( chất chứa, thu hút, ) các phân tử khí, có thể là lỏng - rắn,khí - rắn, khí - lỏng Chất mà trên bề mặt của nó có sự hấp phụ xảy ra gọi là chất hấpphụ, còn chất mà được tụ tập trên bề mặt phân chia pha được gọi là chất bị hấp phụ

2.1.2 Hấp phụ hóa học

Là khả năng giữ lại trong đất các chất hòa tan ở dạng kết tủa, ít tan do những phản ứnghóa học xảy ra trong dung dịch Hay có thể hiểu là sự tạo thành trong đất những muốikhông tan từ những muối dễ tan

Tương tác giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ lớn làm biến đổi cấu trúc điện tử củacác nguyên tử dẫn tới sự hình thành liên kết hóa học, nhiệt tỏa ra lớn ngang với cácphản ứng hóa học Hấp phụ hóa học hầu như không thuận nghịch, do đó muốn giải hấpphải nâng nhiệt độ rất cao để phá vỡ liên kết hóa học

2.1.3 Hấp phụ vật lý

Là khả năng giữ lại những hạt có kích thước nhỏ, những phân tử, nguyên tử chất lỏnghoặc khí trên bề mặt keo đất

- Hấp phụ lý học phụ thuộc nhiều vào thành phần cơ giới

- Nếu đất nào có thành phần cơ giới nặng thì có khả năng lượng bề mặt lớn do đó khảnăng hấp phụ lý học cũng càng lớn

Nguyên nhân của hiện tượng hấp phụ lý học do tác dụng của năng lượng bề mặt phátsinh ở chỗ tiếp xúc giữa các hạt đất với dung dịch đất (hoặc không khí) Năng lượng

bề mặt phụ thuộc sức căng bề mặt và diện tích bề mặt Vật chất nào làm giảm sức căngmặt ngoài của dung dịch đất sẽ tập trung trên mặt hạt keo, đây là sự hấp phụ dương Tóm lại, bất kỳ một sự chênh lệch nào về nồng độ ở chỗ tiếp xúc giữa hạt keo với môitrường xung quanh cũng sinh ra tác dụng hấp phụ lý học

Ngoài phân tử các chất hoà tan, đất còn hấp phụ chất khí Ðất khô hấp phụ không khírất chặt Khả năng hấp phụ các chất khí từ mạnh đến yếu thứ tự như sau: hơi nước,

NH3, CO2, O2, N2 Ðất càng nhiều mùn càng hấp phụ nhiều NH3, CO2, và nước Khảnăng hút khí và hơi nước của đất phụ thuộc thành phần chất rắn trong đất (bảng 1) Vì

vậy đất có khả hấp phụ khí NH3 sinh ra trong quá trình phân giải chất hữu cơ chứađạm Ở đây ta càng thấy rõ lợi ích của việc trộn đất bột khô với phân chuồng khi ủphân Ðất bột hút NH3 được tạo ra trong quá trình ủ phân, làm giảm sự mất đạm.

Tương tác giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ không lớn, cấu trúc điện tử của chấthấp phụ ít thay đổi, nhiệt hấp phụ tỏa ra nhỏ Hấp thụ vật lý thuận nghịch hoàn toàntức là có thể giải hấp để phục hồi vật liệu hấp phụ

Vi sinh vật cố định đạm cũng là một hình thức hấp phụ sinh vật

Sự trao đổi cation giữa đất và rễ cây đã được nghiên cứu nhiều trong những năm gầnđây Nhiều thí nghiệm khẳng định rằng, ngoài hiện tượng cây hút thức ăn dưới dạngion từ dung dịch đất, cation và anion có thể đi từ đất vào cây theo quá trình trao đổiion Do rễ cây hô hấp thải ra CO2 CO2 kết hợp với H2O trong đất tạo thành H2CO3.Axit này phân li: H2CO3 = H+ + HCO3- H+ khuếch tán đến keo đất và tại đó nó trao đổivới Ca2+, Mg2+, K+ và cation khác hấp phụ ở keo đất, Còn các anion HCO3- trao đổi với

NO3-, SO42-, và PO43- H2CO3 còn có tác dụng hoà tan các muối khoáng khác (phosphat,sulfat ) có trong đất giúp cho cây có thể hút được các ion này

 Đất là một vật thể xốp, chứa nhiều lỗ hổng có kích thước khác nhaunên có khả năng giữ lại một cách cơ học những hạt có kích thước lớnhơn kích thước của lỗ hổng, hoặc những chỗ uốn cong của các maoquản

 Do vậy, nước đục chảy qua lớp đẩ sẽ trở nên trong và nước ngầm thì

có chất lượng ổn định

Nguyên nhân của hấp phụ cơ học do kích thước khe hở trong đất bé hơn kích thướccác vật chất hoặc bờ khe hở gồ ghề làm cản trở sự di chuyển các hạt hoặc các vật chấtmang điện trái dấu với bờ khe hở nên bị hút giữ lại

Có trường hợp hấp phụ cơ học không lợi cho quá trình hình thành đất như làm xuấthiện trong đất những lớp quá nhiều keo sét, đất trở lên chặt do đó lý tính xấu Nhưngmặt khác, nhờ tính hấp phụ này mà các phần tử đất không bị rửa trôi xuống sâu

2.1.6 Hấp thụ lý - hóa

 Hấp phụ lý hoá học là đặc tính của đất có thể trao đổi ion trong phức hệ hấp phụvới ion của dung dịch đất tiếp xúc Trong dung dịch đất, các axit vô cơ và muốicủa chúng phân ly thành cation và anion Khi dung dịch đất tác động với keođất, keo đất không những chỉ hấp phụ các phân tử (hấp phụ lý học) mà còn hấpphụ cả ion nữa Nếu lấy một ít đất đỏ (chua) tác động với dung dịch NH4Cl rồilọc ta sẽ phát hiện trong dịch lọc chứa nhiều H+ còn NH4+ thì giảm Quá trìnhtrao đổi ion này có thể biểu thị bằng phản ứng sau:

[ KÐ]H+ + NH4Cl [KÐ]⇄ [KÐ] NH4+ + HCl

 Từ đó ta thấy thực chất của hấp phụ lý hoá học là sự trao đổi ion trên keo đấtvới ion trong dung dịch quanh keo Hiện tượng này xảy ra khi thay đổi độ ẩm,khi bón phân, khi nước ngầm dâng lên, khi tưới nước cho đất, nghĩa là khi có sựchênh lệch nồng độ của phản ứng thuận nghịch Trong đất có keo âm và keodương nên đất có khả năng hấp phụ cả cation và anion nhưng hấp phụ cation làchủ yếu vì phần lớn keo đất là keo âm Hấp phụ trao đổi ion có ảnh hưởng rấtlớn tới độ phì nhiêu đất, các tính chất vật lý, hoá học đất cũng như dinh dưỡngcây trồng Vì vậy cần nghiên cứu sâu hơn dạng hấp phụ này ở phần tiếp theo

2.1.7 Cân bằng hấp phụ

 Trong hoạt đọng thực tế, dung lượng tối đa của vật liệu hấp phụ không thể sửdụng hoàn toàn vì tác dụng chuyển khối liên quan đến quá trình tiếp xúc chấtlỏng – rắn trong thực tế Do vậy, để ước tính khả năng hấp phụ thực tế hoặc khảnăng hấp phụ động là điều cần thiết, trước hết, để có thông tin về trạng thái cânbằng hấp phụ

 Trạng thái cân bằng hấp phụ là thuộc tính cơ bản nhất, mà một số nghiên cứu đãđược thực hiện là xác định:

1) Số lượng loại hấp phụ dưới một tập hợp các điều kiện (nồng độ và nhiệtđộ)

2) Làm thế nào hấp phụ chọn lọc diễn ra khi hai hay nhiều thành phần chất

bị hấp phụ cùng tồn tại

2.1.7.1 Phương trình đẳng nhiệt Langmuir

Mối quan hệ hấp phụ đẳng nhiệt (q) và (C) có thể được mô tả bằngtoán học Điều này đã được thực hiện từ đấu những năm 1900 củalangmuir và Freundlic dựa trên nghiên cứu hoạt động tính hấp thụcarbon Năm 1932, Langmuir đã được trao giải Nobel về hóa học chokhám phá và nghiên cứu của mình trong lĩnh vực hóa học bề mặt.Phương trình đẳng nhiệt langmuir như sau:

Hạn chế của phương trình đẳng nhiệt Langmuir :

 Khí hấp phụ có lý tưởng trong giai đoạn hơi

 Langmuir phương trình giả định rằng hấp phụ là đơn lớp Nhưng, sựhình thành đơn lớp chỉ có thể có trong điều kiện áp suất thấp Trongđiều kiện áp suất cao các giả định bị phá vỡ do các phân tử khí hútnhau ngày càng nhiều

 Phương trình Langmuir cho rằng các phân tử không tương tác vớinhau Điều này là không thể như có các lực yếu hút nhau tồn tại ngay

cả giữa các phân tử cùng loại

 Mặt dù mô hình Langmuir không giải thích rõ các khía cạnh cơ chếcủa hấp phụ, nhưng nó cung cấp thông tin về khả năng hấp phụ và