Khoáng sét và sự liên quan của chúng với một vài chỉ tiêu lý hóa học trong một số Đất ở Việt Nam - Chương 6

Trong khoa học nghiên cứu đất trồng, để đạt được những kết quả xác định chắc chắn về phát sinh học đất

Chương 6 Thành phần khoáng sét ảnh hưởng đến

một số tính chất của đất

I Khoáng sét liên quan mật thiết đến dung tích hấp thu đất

Hiện nay nhiều nhà thổ nhưỡng và nông hoá học trên thế giới cũng như của nước ta khi xét đến các yếu tố độ phì nhiêu thực tế của đất đều công nhận rằng dung tích hấp thu đất (DTHT

= T ldl/100g đất) tức khả năng hấp thu cation của keo đất là một trong các yếu tố độ phì quan trọng nhất Đất có DTHT cao, đặc biệt là tổng cation kiềm và kiềm thổ cao (S) sẽ làm tăng khả năng hấp phụ trao đổi Các cation dinh dưỡng cho cây K+, Ca++, NH4+ Mg++ sẽ cung cấp dễ dàng dinh dưỡng cho cây khi trong dung dịch đất thiếu thức ăn hoặc sẽ giữ lại thức ăn thừa cây không dùng hết (do mới bón phân hoặc khi trong đất có quá trình khoáng hoá chất hữu cơ mạnh) (Rusler 1967; Mehlich 1960; Pagel 1967) Do đó thông qua DTHT đất, người ta đánh giá được khả năng cung cấp dinh dưỡng của các loại đất cho cây trồng cũng như nhu cầu và hiệu lực của phân bón cho cây đối với từng loại đất (Pagel 1981) Trong chuyên đề dinh dưỡng giống lúa, Nguyễn Vy (1986) cũng nhận định rằng đối với một giống lúa cụ thể thì việc xác định một yếu tố

độ phì chủ đạo của đất có tính chất quyết định và theo tác giả thì yếu tố chủ đạo đó là DTHT Đã

từ lâu các nhà hoá học và thổ nhưỡng khám phá ra khả năng hấp phụ và trao đổi cation của đất là

do các keo đất (keo vô cơ hoặc hữu cơ) cũng như phức hệ keo quyết định (Matson 1938; Merozob 1939; Gedreiz 1955; Tidin 1958; Goocbunop 1959), trong đó keo âm, phần lớn là keo sét và keo mùn hấp phụ chủ yếu là các cation Gedreiz gọi sự hấp phụ ion của đất là sự hấp phụ lý hoá học và tổng các cation hấp phụ trao đổi trong đất gọi là dung tích hấp thu của đất, phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng và thành phần khoáng sét, hàm lượng và chất lượng chất hữu cơ Các keo hữu cơ của đất có DTHT lớn hơn là các keo vô cơ, ví dụ như T của axit humic là 350 ldl/100g keo còn T của Montmorillonit chỉ 80-12- ldl/100g (Goocbunop 1974), song trong thực tế cho thấy rằng keo hữu cơ thường không bền, chúng bị phá huỷ (khoáng hoá) nhanh trong quá trình khai phá, trồng trọt; theo thời gian và hàm lượng mùn trong đất so với hàm lượng keo vô cơ cũng thấp hơn rất nhiều (Tất nhiên chúng ta phải công nhận rằng ở các đất tự nhiên còn giàu mùn, thảm thực vật phát triển mạnh cũng như ở các đất trồng trọt có trình độ thâm canh phân hữu cơ cao thì mung đóng một vai trò tích cực đáng kể đối với DTHT đất; do keo mùn dễ được hình thành tổng hợp hơn nên tăng DTHT đất bằng biện pháp tăng mùn cho đất cũng dễ dàng hơn, xong chắc chắn rằng nếu không có biện pháp bổ sung duy trì liên tục lượng chất hữu cơ đó thì TDHT đất cũng sẽ lại giảm nhanh chóng) Các nhà thổ nhưỡng với những kết quả thí nghiệm trên các loại đất khác nhau đều cho thấy rằng phần lớn các đất có DTHT do khoáng sét tác động nhiều hơn Tính chất đặc thù của khoáng sét là mang điện và khả năng giãn co hoặc liên kết của các phiến tinh thể làm cho chúng có DTHT khác nhau, đóng vai trò vô cùng quan trọng tạo nên DTHT cho đất (Mehlcih 1960; Goobunop 1974; Elsayed 1975; Pagel 1981) Để chứng minh cho nhận định đó Pagel đã tổng hợp kết quả phân tích của mình ở các loại đất nhiệt đới và á nhiệt đới

về thành phần khoáng sét và keo sét, keo hữu cơ (mùn) và % DTHT của keo sét hoặc keo mùn (bảng 16)

Bảng 16:

Loại đất Sét Chất

hữu cơ

phần khoáng sét

ldl/100g đất Keo sét Keo hữu

cơ

Đất phù sa

Ai Cập

Bán khô hạn

Sudan

Đất đen

Vertisol Sudan

Đất đen

Việt Nam

Đất Fersialit

Việt Nam

Đất Ferralit

Việt Nam

Đất Ferzalit

Việt Nam

Đất Ferralit

Gana

Đất Ferralit

Cuba

Đất phù sa

Việt Nam

Đất Glây

Việt Nam

Đất trồng lúa

Trung Quốc

Đất sú vẹt

Grinea

Từ kết quả trên tác giả đã rút ra những nhận định có ý nghĩa sau;

- Trong tất cả các đất giàu keo sét Kaolint và oxyt tự do Fe, Al (điển hình là các đất Ferralit) mặc dù hàm l−ợng sét rất cao, mùn rất thấp thì %DTHT của mùn vẫn cao (>50% T của

đất), có ý nghĩa rằng DTHT của các đất này phụ thuộc chính vào hàm l−ợng chất hữu cơ bởi keo

sét Kaolinit và oxyt tự do có T rất thấp (Ollat và Combeau 1960; Pagel 1962) Riêng đất cát bán khô hạn Sudan do hàm lượng sét quá thấp (4,2%) nên dù thành phần khoáng sét là Illit, DTHT của đất vẫn thấp và %DTHT của chất hữu cơ cao hơn (El - Sayed 1975)

- ở các đất phù sa giàu sét Illit, Montmorillonit và các đất đen giàu Montmorillonit thì DTHT đất nói chung là cao và % DTHT đều phụ thuộc vào khoáng sét (65% T của đất), khẳng

định rõ DTHT đất do thành phần khoáng sét quyết định (Mehlich 1960; Pagel 1962)

Kết quả thí nghiệm của Goocbunop (1974) về DTHT của chất hữu cơ và khoáng sét trên 4 loại đất chính của Liên xô cũ cũng cho thấy rằng trừ đất đen "Trecnozen" có hàm lượng mùn quá cao (>7%) ra các đất còn lại DTHT của phần keo vô cơ trong đất đều cao hơn phần keo hữu cơ (bảng 17) Chính vì thế mà tác giả cho rằng trị số DTHT của cấp hạt sét của mỗi loại đất là chỉ tiêu chẩn đoán độ phì quan trọng

Chúng tôi cho rằng vấn đề DTHT của các loại đất và đặc biệt yếu tố ảnh hưởng đến chỉ tiêu này (thành phần khoáng sét hoặc chất hữu cơ) được các tác giả quan tâm vì đó là cơ sở quan trọng không chỉ đánh giá độ phì thực tế của đất mà còn định hướng đúng biện pháp tăng DTHT

đất, hoặc tăng hoặc cải tạo thành phần khoáng sét đất là chính nếu % DTHT đất do khoáng sét quyết định, hoặc chú trọng tăng và bảo vệ mùn trong đất nếu mùn chiếm vai trò chính trong DTHT

H.32- Quan hệ giữa hàm lượng sét và DTHT của 50 mẫu đất Irak; k

(theo Alzubaidi và Pagel 1974)

Bảng 17: Dung tích hấp thu của phần hữu cơ và phần khoáng sét trong đất (Goocbunôp 1974)

Loại đất % Phần hữu cơ Phần khoáng

sét

T tổng số

Đất Potzon yếu 0,66

5,29 5,24 2,10

0,9 11,9 8,1 0,5

5,2 14,6 15,0 18,5

6,1 26,5 23,1 19,0

Đất đen "Trecnozen" 7,20

5,96

31,2 27,9

25,6 25,0

56,8 52,9

Đất nâu hạt dẻ 2,70

1,60

7,4 6,0

8,6 11,3

16,0 17,3 Mối quan hệ chặt chẽ giữa thành phần khoáng sét của cấp hạt sét và DTHT đất cũng được Alzubaidi và Pagel (1974) chứng minh ở 50 mẫu đất của irắc qua hình 32 Hàm lượng khoáng sét của cấp hạt sét và Limon càng tăng thì DTHT đất cũng càng tăng Từ các kết quả nghiên cứu về mối liên quan giữa khoáng sét và DTHT, Pagel và cộng sự (1982) đã giới thiệu phương pháp chẩn đoán thành phần khoáng sét trong cấp hạt sét cuả đất theo thứ tự số DTHT của cấp hạt sét, kết quả chẩn đoán như sau:

Tcấp hạt sét ldl/100g sét Thành phần khoáng sét của cấp hạt sét

10 10-20 20-40 40-60 60-80

80

Oxyt tự do ; Kaolinit + oxyt tự do Kaolinit ; Kaolinit + oxyt tự do Illit ; Illit + Kaolinit

Illit ; Illit + Montmorillonit Montmorillonit + Illit Montmorillonit Tiếp thu những thành quả nghiên cứu và những nhận định có ý nghĩa thực tiễn về vai trò của khoáng sét đối với đại lượng DTHT đất của nhiều tác giả đi trước, chúng tôi tiến hành đề tài này ở một số loại đất chính của Việt Nam Kết quả xác định thành phần cơ giới đất để từ đó tính

được cấp hạt sét của các loại đất được trình bày ở bảng 2 và 12 trong các chương III và V Từ bảng tổng hợp (bảng 18) các kết quả phân tích các chỉ tiêu nói lên mối liên hệ giữa khoáng sét và DTHT, chúng tôi có một số nhận xét như sau:

- Các loại đất Việt Nam có nguồn gốc phát sinh khác nhau, có xu hướng phát triển khác nhau,

có DTHT rất khác nhau Lượng DTHT đất phụ thuộc khá rõ rệt vào thành phần khoáng sét

- ở đất đỏ nâu trên Bazan, mặc dù % sét khá cao (>70%), hàm l−ợng mùn ở lớp đất mặt cũng khá (3,7%) xong DTHT vẫn thấp (=12,58ldl/100g đất) Điều này chỉ có thể giải thích bởi cấp hạt sét của đất chủ yếu là Kaolintit và oxyt tự do có T rất thấp Khi xét tỷ lệ % DTHT của sét hoặc của mùn ở đất này thì thấy % DTHT của sét cũng rất thấp (23,74%), chứng tỏ keo sét Kaolinit không tạo nên yếu tố phụ thuộc chính của DTHT đất ở đất đỏ vàng trên phiến Mica thì mặc dù tỷ lệ sét thấp hơn đất trên Bazan (63-49%) nh−ng thành phần khoáng sét có cả Hydromica và Illit nên T sét khá hơn (6,8 ldl/100g sét) đã làm cho DTHT của đất cao hơn chút ít (14,35 ldl/100g đất)

Bảng 18: Sự liên quan giữa thành phần khoáng sét và DTHT trong cấp hạt sét và đất

Loại đất

Tầng

đất

Cấp hạt

Mùn

T đất ldl/

T sét ldl/ Thành

phần

% dung tích hấp thu của

đất

100g

đất

khoáng sét chính

Sét Mùn

Đất đỏ nâu

trên đá Bazan

0 - 20

20 - 40

60 - 80 100-120

75,0 76,0 76,0 77,0

3,70 3,500,9

8

-

12,58 3,97 Kaolinit

-nt- -nt-

23,74 76,26

Đất đỏ vàng

trên đá phiến

Mica

0 - 20

20 - 35

35 - 70

70 - 85

63,32 51,43 49,68

3,46 3,15 0,55

14,35 13,00 11,70

6,87 8,56 20,23

IK; H; I K; H; I H; I; K

30,67 33,86 83,31

69,33 66,14 16,69

Đất đen trên

sản phẩm

đọng

Cácbonát

0 - 20

20 - 43

43 - 75

75 - 120

55,06 61,34 67,97 66,10

6,89 45,00 43,19 I; I + M

M; K

62,84 37,16

Đất đen trên

đá siêu Bazơ

Secpentinit

54,60

65,38 66,88

4,66 1,54 0,45

43,00 39,26 39,00

51,32 52,98 56,29

M; I + M -nt- -nt-

76,72 88,23 96,53

23,28 11,77 3,47

Đất phù sa trẻ

sông Hồng

không loang

lổ không glây

0 - 17

17 - 25

25 - 75

75 - 100

54,92 52,69 61,42 73,46

2,35 1,62 0,55

-

13,32 11,70 9,54

20,50 15,35 10,76

I, V, K -nt- -nt- -nt-

84,94 69,73 80,55

15,06 30,27 19,45

Đất phù sa

sông Hồng có

tầng glây

0 - 18

18 - 22

65 - 75

69,59 56,02 74,11

1,81 1,39 0,45

13,38 12,40 8,00

12,02 14,69 9,45

K; I; V K; I; Ch; V

Khoáng hỗn hợp và K

62,52 66,37 87,54

37,48 33,63 12,46

Đất phù sa

sông Hồng

có tầng

loang lổ

0 - 19

19 - 24

55 - 65

26,70 30,48 40,65

1,65 1,36 0,65

10,92 9,45 9,81

22,36 17,62 19,34

K, I, V K;I; khoáng hỗn hợp; K;

khoáng hỗn hợp

54,67 56,83 80,14

45,33 43,17 19,86

Đất phù sa

cũ bạc màu

0 - 15

15 - 19

30 - 60

11,30 18,56 38,60

1,11 0,31 0,24

5,92 5,56 7,87

22,92 21,95 18,52

K; I K; I K; I; V

43,75 73,27 80,83

57,25 26,73 19,17

Đất phù sa cổ

có tầng loang

lổ

0 - 17

17 - 21

45 - 55

26,38 32,64 37,39

0,58 0,41 0,31

6,28 6,56 8,29

16,21 17,63 19,50

K;V

K

K

68,09 84,73 87,95

31,91 15,27 12,05

Đất phù sa cổ

có tầng glây

0 - 17

17 - 22

45 - 65

53,74 58,30 62,52

0,75 0,55 0,33

9,71 9,28 8,46

14,35 12,49 11,93

K;V

K K; khoáng hỗn hợp

69,42 78,47 88,16

30,58 21,53 11,84

Tuy nhiên % DTHT của sét ở lớp đất mặt vẫn thấp hơn so với mùn, chỉ có ở lớp đất dưới 35-70cm thì Illit và Hydromica tăng (Tsét = 20 ldl/100g sét) thì % DTHT của sét mới cao

- Kết quả xác định ở các loại đất đen khác hẳn nhóm đất Ferralit Nhìn chung DTHT đất

đều rất cao trong khi tỷ lệ sét của chúng chỉ xấp xỉ 50% (tầng mặt) Hàm lượng mùn của đất trên sản phẩm đọng Cacbonat giàu có thể là nguyên nhân làm DTHT đất cao Song khi xét đến đất trên đá Secpentinit thì thấy rõ rằng DTHT đất ở các lớp dưới khi có % mùn giảm lại cao hơn 3 lớp trên (50 ldl/100g đất) có hàm lượng mùn là 3,46% Như vậy rõ ràng đất giàu sét Illit và Montmorillonit đã quyết định DTHT cao của đất (Tsét = 51-56 ldl/100g sét) Tỷ lệ % DTHT của sét đặc biệt cao (70-90%) đã khẳng định thêm vai trò của khoáng sét đối với DTHT đất này Tất nhiên cũng phải công nhận rằng ở lớp đất mặt, nhất là của đất đen trên sản phẩm đọng cacbonat DTHT cao như vậy cũng còn do mùn tác động và theo nhiều tác giả như Alexandrova và Conovova (1956); Reuter (1973); Pagel (1981) thì ở các loại đất đen giàu mùn, khoáng sét và mùn thường tạo nên phức hệ hấp phụ sét mùn bền có DTHT rất cao

- Tình hình diễn biến DTHT của các loại đất phù sa nước ta cũng đã cho chúng tôi những nhận xét ban đầu khá rõ về ảnh hưởng của khoáng sét ở đất phù sa trẻ sông Hồng với tỷ lệ sét xấp xỉ 50% (lớp mặt) và tỷ lệ mùn thấp hơn các loại đất đồi núi (2,35%) thì DTHT = 13,32 ldl/100g đất là khá và do Illit, Vecmiculit chiếm ưu thế hơn trong đất tác động (Tsét = 20 ldl/100g sét) Khi xét % DTHT cho thấy % DTHT sét chiếm tỷ lệ cao hơn hẳn (84%) chứng tỏ khoáng sét tham gia chủ yếu vào DTHT đất này Còn ở các đất phù sa đã có xu hướng diễn biến khác nhau làm thành phần và hàm lượng khoáng sét thay đổi thì DTHT cũng như các yếu tố quyết định DTHT của đất đó cũng thay đổi khá rõ Các đất phù sa trẻ cũng như phù sa cổ có tầng loang lổ hoặc tầng glây, khi Kaolinit đã chiếm ưu thế dần (sự Kaolinit hoá) hoặc tạo thành các khoáng sét hỗn hợp làm Tsét giảm thấp, hàm lượng mùn cũng giảm dần theo phẫu diện đất thì DTHT đất giảm khá rõ Đất phù sa có tầng loang lổ DTHT = 10,92ldl/100g đất phù sa cổ loang lổ 6 ldl/100g đất Đất phù sa có tầng glây dù % sét có cao hơn 50% song DTHT cũng vẫn thấp hơn (12,38 và 9,71 ldl/100g đất), đó là do T đã giảm nhiều so với đất phù sa trẻ không loang lổ,

không glây (Tsét = 10-15 ldl/100g sét) Chúng tôi thấy % DTHT của sét ở đất này nói chung cũng giảm nhiều, ví dụ như ở đất phù sa trẻ có tầng loang lổ chỉ còn 54-56%, còn tầng glây 62%, chứng tỏ vai trò của khoáng sét đối với DTHT ở các đất phù sa đã thoái hoá giảm dần Riêng đối với loại đất bạc màu, tuy thành phần khoáng sét trong cấp hạt sét (Tsét = 20 ldl/100g sét) ở lớp mặt cũng vẫn còn có một ít Illit, song vì hàm lượng sét của đất quá thấp (11,3%) nên DTHT đất rất thấp, %DTHT của mùn cao hơn (57-60%) chứng tỏ rằng vì hầu như không có sét nên khoáng sét không có ý nghĩa nhiều đối với DTHT đất Chỉ ở lớp loang lổ khi tỷ lệ sét tăng lên 38% và hầu như không còn mùn thì chúng tôi lại thấy DTHT đất ở đây lại do khoáng sét quyết định (%DTHT sét = 80%) Điều này cũng chứng minh thêm, biện pháp cày sâu dần ở đất bạc màu cùng với bón phân hữu cơ lớp đất mặt làm tăng DTHT đất là có hiệu quả

Như vậy các kết quả nghiên cứu bước đầu của chúng tôi tương đối thống nhất với các công bố kết quả của một số tác giả xác nhận vai trò khoáng sét tham gia vào phức hệ hấp phụ của keo đất Các loại đất giàu Kaolinit dù giàu sét, mùn khá hoặc nghèo sét nghèo mùn đều có DTHT thấp hơn hẳn; tỷ lệ % DTHT của sét bé hơn của mùn đáng kể Muốn cải tạo độ phì của các đất này bằng việc nâng cao DTHT cho đất thì biện pháp sinh học, bón phân hữu cơ tăng hàm lượng mùn của đất có ý nghĩa thực tế và hiệu quả hơn Nếu muốn tăng DTHT ở các đất này bằng con

đường khoáng sét thì chỉ có thể tiến hành ở các đất phù sa thoái hoá (đất giàu Kaolinit do sự chuyển hoá khoáng 3 lớp thành 2 lớp), có địa hình bằng phẳng thấp, gần sông, bằng cách tưới nước phù sa sông bổ sung thêm khoáng sét 3 lớp Illit, Vecmiculit Việc bổ sung trực tiếp (trộn) keo sét Montmorillonit hoặc đất giàu khoáng Montmorillonit cũng đã được thí nghiệm, kết quả là DTHT tăng rõ rệt (Nguyễn Vy 1978; Ban KH Thanh Hoá 1984-1985), song biện pháp này mới chỉ hạn chế trong phạm vi nghiên cứu và thăm dò Theo lý thuyết của một số tác giả Scheffer - Schachtschabel 1970; Mohr 1972; Goocbunop 1974, khi tăng pH của đất đến trung tính, kiềm và

bổ sung trở lại kali thì Kaolinit hoặc Chlorit thứ sinh cũng có thể trở lại Illit hoặc Montmorillonit Song trong thực tế chúng tôi cho rằng đó mới chỉ là những giả định bởi cũng chưa có một tài liệu thực nghiệm nào công bố và ở điều kiện đất nhiệt đới nước ta việc tạo điều kiện pH trung tính ổn

định cũng như đảm bảo nguồn kali dồi dào liên tục cho các loại đất này rất khó (đây là những đất

đã từ lâu không được bồi phù sa và đã canh tác lâu đời) ở các loại đất mà Illit, Vecmiculit hoặc Montmorillonit chiếm ưu thế thì dù tỷ lệ sắt có thấp hơn các đất Ferralit thì DTHT đất vẫn rất cao (ở đất đen) và khá (ở đất phù sa trẻ), chứng tỏ thành phần khoáng sét 3 lớp có T cao đã ảnh hưởng chủ yếu đến DTHT đất ở các đất này để duy trì DTHT tốt của đất cần phải bảo vệ sự tồn tại của khoáng sét 3 lớp, ngăn chặn các điều kiện thuận lợi cho quá trình chuyển hoá khoáng 3 lớp thành Kaolinit (do rửa trôi, pH chua dần); ở các đất đen cũng cần bảo vệ lớp mùn giàu để tạo keo phức

hệ sét mùn bền cho đất; ở các đất phù sa trẻ muốn duy trì khoáng Illit và Vecmiculit ưu thế trong

đất để đạt DTHT đất khá thì nguồn bổ sung khoáng nguyên sinh giàu Mica của phù sa sông qua nguồn nước tưới là tốt nhất vì các Muscovit, Biotit, Cotoclas sẽ chuyển hoá nhanh và liên tục thành Illit và Vecmiculit cho đất (Nguyễn Vy - Trần Khải 1978)

Hiện nay ở các nước nông nghiệp tiên tiến, vấn đề cải tạo đất có tính chất vật lý xấu , đặc biệt đất có DTHT thấp, theo hướng tác động vào thành phần khoáng sét của đất đang được tiến hành rộng rãi và đạt được những kết quả nhất định (Reuter 1973) Phương pháp bổ sung khoáng sét vào đất cùng với phân hữu cơ để tạo nên sét mùn là một phức hệ bền và tốt nhất trong đất, làm tăng DTHT đất và khả năng trao đổi cation dinh dưỡng quý cho cây trồng như Ca++, Mg++, K+,

NH4+ (Cibinova, Alexandrova 1956; Tscherkassov 1955; Reuter 1973; Stoor 1978; Pagel 1981)

ở nước ta các nghiên cứu vấn đề thành phần khoáng sét ảnh hưởng đến DTHT đất hiện nay chưa nhiều Xu hướng nói chung vẫn thiên về yếu tố mùn tác động đến DTHT cùng với các nghiên cứu

về cơ chế hấp thu trao đổi cation (K , NH ) ở các đất với chế độ bón phân kali khác nhau Chúng tôi hy vọng rằng kết quả bước đầu trên đây sẽ đóng góp tài liệu thiết thực để có các thí nghiệm thực nghiệm nâng cao DTHT ổn định cho đất

Thừa kế phương pháp chẩn đoán khoáng sét theo DTHT cấp hạt sét và đất của Pagel công

bố trong cuốn "Các phương pháp dinh dưỡng cây trong đất nhiệt đới" - 1982, chúng tôi cũng đã tiến hành chẩn đoán thành phần khoáng sét của một số loại đất Việt Nam, kết quả chẩn đoán và

so sánh với các phương pháp xác định khoáng sét trình bày ở các chương trên được giới thiệu ở bảng 19 Qua đó chúng tôi nhận thấy rằng nói chung phương pháp chẩn đoán khoáng sét theo DTHT cấp hạt sét của đất khá chính xác đối với nhiều loại đất Ví dụ như ở đất đỏ nâu trên Bazan khi DTHT là 3,9 ldl/100g sét thì thành phần khoáng sét chủ yếu là Kaolinit và oxyt tự do (Fe, Al) Đối chiếu với kết quả xác định khoáng sét bằng nhiệt sai, tia Runtgen và kính hiển vi điện tử thì kết quả chẩn đoán rất đúng ở đất đỏ vàng trên phiến Mica thì ở lớp đất mặt với DTHT sét là

10 ldl/100g sét chúng tôi chỉ nhận biết được Kaolinit, còn Illit và Vecmiculit mà bằng các phương pháp hiện đại đều nhận thấy thì ở đây không thấy song càng xuống sâu DTHT sét tăng lên, trong thang chẩn đoán có cả Kaolinit và Illit; ở cả hai mẫu đất đen chúng tôi đều thấy DTHT sét cao, bao gồm cả Illit và Montmorillonit (T = 50 ldl/100g sét) cũng trùng hợp với kết quả xác

định bằng phương pháp hiện đại

Đặc biệt khi chẩn đoán khoáng sét ở các loại đất phù sa khác nhau, chúng tôi cũng thu được kết quả diễn biến khoáng sét chính khá rõ ở đất phù sa trẻ sông Hồng không loang lổ, không glây, DTHT sét là 20 ldl/100g sét thì khoáng sét chẩn đoán là Illit, Vecmiculit và Kaolinit; trong khi đó ở các đất phù sa loang lổ hoặc glây, khoáng sét chẩn đoán có xu hướng Kaolinit hoá dần nghĩa là Kaolinit chiếm ưu thế hơn Illit và Vecmiculit Kết quả này khá phù hợp với sự xuất hiện của Kaolinit hoặc Illit, Vecmiculit trong đất theo các phương pháp hiện đại

Bảng 19: Chẩn đoán thành phần khoáng sét theo DTHT cấp hạt sét của đất

Loại đất Tầng đất

(cm)

DTHT (T=ldl/

100g đất)

Chẩn đoán khoáng sét theo DTHT sét

Thành phần khoáng sét theo 3 phương pháp hiện đại

Đất đỏ nâu

trên Bazan

0-20 20-40 60-80 80-120

3,79 Kao + Oxyt tự do Kaolinit - Gơtit

-nt- -nt- -nt-

Đất đỏ vàng

trên phiến

Mica

0-20 20-35 35-70 70-85

6,84 8,56 20,23

-

Kao.; Kao; Oxyt tự do; Kao + oxyt tự do; Illit Kao + Illit

Kaolinit, Hydromica, Illit Kaolinit;Hydromica, Illit Vecmiculit.; Illit, Vecmiculit

Kaolinit

Đất đen trên

sản phẩm

cácbonát

0-20 20-43 43-75

44,19

-

-

Ill.;Illit+ Mont

-

Illit + Montmorilonit Montmorillonit ít Kaolinit

Đất đen trên

đá Secpentinit

51,32 52,98 56,29

Mont + Ill

-nt- -nt-

Montmorillonit Illit

rất ít Kaolinit

Đất phù sa trẻ

sông Hồng

không loang

lổ và glây

0-17 17-25 25-75 75-100

20,50 15,35 10,76

-

Ill.; Ill + Kao

oxy tự do Kao-oxyt tự do

Illit, Vecmiculit; Kaolinit Haluzit Chlorit.Illit-Vecmiculit

Kaolinit-Chlorit

Khoáng hỗn hợp sét Kao-khoáng sét hỗn hợp

Đất phù sa có

tầng loang lổ

0-19 19-24 55-65

22,36 17,62 10,34

Ill-Kao + Ill Kao

oxyt tự do Kao-oxyt tự do

Kaolinit Illit, Vecmiculit Kaolinit khoámg sét hỗn hợp

Đất phù sa có

tầng glây

0-18 18-22 65-75

12,42 14,69 11,05

Kao-oxyt tự do -nt- -nt-

Kaolinit Illit, Vecmiculit Khoáng sét hỗn hợp

Các khoáng sét bị phá huỷ

Đất phù sa cũ

bạc màu

0-15 15-19 30-60

22,92 21,95 18,52

Ill + Kao

-nt- Kao.Ill; Ill

Rất ít Kaolinit Illit

-nt-

ít Kaollinit, Illit ; Vecmiculit

Đất phù sa cổ

có tầng loang

lổ

0-17 17-21 45-55

7,28 6,56 9,69

Kao.-oxyt tự do -nt- -nt-

Kaolinit trội hẳn ít

Vecmiculit -nt-

Tất nhiên bằng phương pháp chẩn đoán này chúng ta không thể phát hiện được các khoáng sét khác có khoảng Tsét tương tự của các khoáng sét chính Kaolinit, Illit và Montmorillonit mà bằng các phương pháp hiện đại chúng ta dễ dàng phát hiện ra như: Haluzit, Vecmiculit, Chlorit và các khoáng sét hỗ hợp Song phương pháp chẩn đoán này cho phép chúng

ta nhận biết được những khoáng sét và oxyt tự do chính ảnh hưởng đến các tính chất cơ bản của

đất, đồng thời chứng minh rằng trong phạm vi có hạn với điều kiện của một phòng phân tích lý hoá học bình thường vẫn có thể đề cập đến vấn đề khoáng sét Kết quả này có thể phục vụ nhanh chóng cho công tác điều tra cơ bản, phục vụ sản xuất, đồng thời thời gian và chi phí nghiên cứu lại ít hơn nhiều so với các phương pháp hiện đại

II Khoáng sét giữ vai trò quan trọng đối với tình hình kali trong đất

Kali là một trong ba nguyên tố dinh dưỡng đa lượng chủ yếu của cây trồng Hiện nay với quan điểm xây dựng một cơ cấu cây trồng hợp lý, toàn diện và thâm canh tăng năng suất, chúng

ta không thể chỉ chú trọng vấn đề nghiên cứu sử dụng đạm và lân mà còn phải lưu ý đúng mức

đến kali Cây trồng chỉ có thể cho năng suất cao ổn định và phẩm chất tốt khi trên các loại đất khác nhau ta đảm bảo được một chế độ dinh dưỡng NPK cân đối Vấn đề cơ bản để xây dựng, tính toán đúng nhu cầu dinh dưỡng kali cũng như đạm, lân hoặc các nguyên tố vi lượng khác cho từng loại cây trồng khác nhau là việc tìm hiểu đúng các nguyên tố dinh dưỡng cũng như kali của

đất Nhìn chung cho đến nay, các đề tài nguyên cứu kali của đất ở nước ta so với các nghiên cứu

về đạm, lân còn bị hạn chế Các nhà thổ nhưỡng và nông hoá đều cho rằng kali là nguyên tố khó xác định trong đất và nhất là các phương pháp xác định kali liên quan đến dinh dưỡng cây trồng còn nhiều vấn đề cần phải xem xét bàn luận Theo chúng tôi những kết quả nghiên cứu kali trong

đất miền Bắc Việt Nam của Nguyễn Vy - Trần Khải đã công bố trong "Nghiên cứu đất phân tập 4" mà sau này các tác giả đã tổng hợp hoàn chỉnh trong "Hoá học đất vùng Bắc Việt Nam" là các

tài liệu khoa học ban đầu có giá trị nhất về đề tài kali của nước ta Chính những nhận định của các tác giả cùng với các kết luận tương đối thống nhất của các chuyên gia nghiên cứu kali của thế giới đã giúp chúng tôi đặt xuất phát điểm nghiên cứu tiếp nguyên tố "khó xác định này" trong các loại đất nước ta Muốn nghiên cứu kali trong đất có hiệu quả thì phải nắm vững tình hình khoáng sét của đất vì kali nằm chủ yếu trong đất ở dạng giữa tinh thể khoáng nguyên sinh hoặc giữa các lớp phiến tinh thể khoáng thứ sinh là khoáng sét (Goocbunop 1953; Vagienhin và Karacova 1959; Matson 1938; Mutscher 1977; Pagel và Mutscher 1982; Nguyễn Vy - Trần Khải 1978) Thực tế thì hàm lượng kali nằm sâu trong tinh thể khoáng nguyên sinh chưa bị phong hoá không

có ý nghĩa nhiều đối với cây trồng vì chúng rất khó được giải phóng vào dung dịch đất; chỉ có kali nằm trong khoáng nguyên sinh Mica (Muscovit, Biotit) hoặc giữa các lớp phiến sét Mica (Hydromica, Illit, Vecmiculit) là nguồn cung cấp kali chủ yếu của đất cho cây bởi quá trình dễ phá huỷ khoáng này làm cho kali dễ giải phóng ra hơn (Rusler 1967; Pgel 1969; Goocbunop 1974; Mutscher 1977) Chính vì vậy để phân tích xác định kali tổng số trong đất, xưa nay người

ta vẫn phải dùng những chất công pháp mạnh như axit Fluor hoặc hỗn hợp cường toan (NHO3 +

H2SO4 + HCl) để pháp vỡ lưới tinh thể khoáng rút kali ra Còn để xác định lượng kali "dễ tiêu" hoặc "trao đổi" cho cây trồng sử dụng thì trước đây người ta vẫn quen với các phương pháp phân tích kali trao đổi rút tinh thể bằng oxalat amôn và kali dễ tiêu rút bằng HCl theo đề nghị của Jenny và Overstrect (1938) Trong một thời gian dài và cả đến nay, ở nước ta vẫn còn nhiều nhà thổ nhưỡng và nông hoá chỉ dùng chỉ tiêu này để đánh giá lượng kali trong đất cung cấp cho cây trồng; song ngày nay nhiều tác giả của các công trình nghiên cứu kali trong đất đều phê phán rằng dạng kali dễ tiêu và trao đổi này không phản ánh hoàn toàn đúng khả năng cung cấp kali từ

đất cho cây vì các chỉ tiêu này chỉ có thể biểu thị một lượng ion K+ rất biến động trong một thời

điểm của dung dịch đất, các ion K+ này lại rất dễ bị rửa trôi theo dòng chảy của đất mà cây không

sử dụng được (Pagel và cộng sự 1968; Tanatia 1972; Mutscher 1977; Nguyễn Vy - Trần Khải 1978) Kết quả thực nghiệm của Pagel và cộng sự (1978), của Mutscher (1977) không tìm thấy một mối liên hệ trao đổi trực tiếp giữa dạng kali trao đổi vơí quá trình hút kali của cây và còn có

sự mâu thuẫn về lượng kali trao đổi trong đất so với hàm lượng kali hút được của cây

Đồng thời các tác giả trên đều nhận thấy rằng cây trồng hút kali của đất ở nhiều dạng khác nhau, nhưng chủ yếu là dạng kali liên kết với keo sét tích điện âm, nghĩa là kali nằm trên bề mặt hay giữa các lớp phiến tinh thể khoáng sét 3 lớp có khe hở phiến từ 10-14λ, đó là Illit và Vecmiculit, hoặc khoáng hỗn hợp (Illit + Montmorillonit, Illit + Vecmiculit) Pagel và Mutscher (1982) đã đưa ra sơ đồ mô tả cá dạng kali trong một tinh thể phiến sét và khả năng cố định và trao đổi của các ion kali này (hình 33) Qua sơ đồ chúng ta thấy rõ rằng ngay các ion kali trong các lớp phiến tinh thể khoáng sét không phải ở vị trí nào cũng có mức độ trao đổi (được giải phóng ra) như nhau Các ion K+ (vị trí P) nằm ở bề mặt ngoài các phiến tinh thể, các ion K+ ở rìa

vị trí Bruch (vị trí e) và một số ion K+ nằm giữa lớp phiến (vị trí I) của tinh tầng Illit giãn nở thì mới có khả năng trao đổi dễ dàng; còn lại các ion khác (vị trí I), nhất là khi chúng nằm giữa sâu các phiến tinh tầng Illit không giãn nở thì hầu như không trao đổi Từ đó các tác giả cho rằng để

đánh giá đúng khả năng cung cấp kali của đất cho cây phải xét đến các ion kali trao đổi của các tinh thể khoáng sét, chúng được biểu thị là "lượng kali cung cấp" của đất cho cây Như vậy trong

đất tự nhiên vai trò của thành phần khoáng sét đối với hàm lượng "kali cung cấp" này thật to lớn (Mutscher 1977) Vấn đề nghiên cứu kali cung cấp theo quan điểm gắn với khoáng sét đã được chú ý đến từ những năm 30 của thế kỷ 20 này, song suốt cả một nửa đầu thế kỷ các phương pháp xác định chỉ tiêu này chưa được giải đáp thoả mãn vì rút được các ion kali trao đổi này không đơn giản (Perdo 1973; Mutscher 1977) Ngay cả hiện nay với các phương pháp xác định kali cung cấp