KHẢ NĂNG đệm và cố ĐỊNH lân TRÊN một số LOẠI đất TRỒNG màu CHỦ yếu ở ĐỒNG BẰNG SÔNG cửu LONG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT    Xác nhận của Cán bộ hướng dẫn về đề tài: “KHẢ NĂNG HẤP PHỤ LÂN TRONG ĐẤT TRÊN MỘT SỐ LOẠI ĐẤT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

NGUYỄN ĐÀO DUNG

KHẢ NĂNG ĐỆM VÀ CỐ ĐỊNH LÂN TRÊN

MỘT SỐ LOẠI ĐẤT TRỒNG MÀU CHỦ YẾU Ở

ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

Luận văn tốt nghiệp Ngành: KHOA HỌC ĐẤT

Cần Thơ, 2010

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

Luận văn tốt nghiệp Ngành: KHOA HỌC ĐẤT

Tên đề tài:

KHẢ NĂNG ĐỆM VÀ CỐ ĐỊNH LÂN TRÊN

MỘT SỐ LOẠI ĐẤT TRỒNG MÀU CHỦ YẾU

Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện:

PGS TS Nguyễn Mỹ Hoa Nguyễn Đào Dung

MSSV: 3073472

Cần Thơ, 2010

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT

  

Xác nhận của Cán bộ hướng dẫn về đề tài:

“KHẢ NĂNG HẤP PHỤ LÂN TRONG ĐẤT TRÊN MỘT SỐ LOẠI ĐẤT TRỒNG RAU MÀU CHỦ YẾU Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG”

Do sinh viên Nguyễn Đào Dung MSSV 3073472 lớp Khoa Học Đất 33 thuộc

Bộ Môn Khoa Học Đất - Khoa Nông Nghiệp & Sinh học Ứng Dụng-Trường Đại Học Cần Thơ

Ý kiến của Cán bộ hướng dẫn:

Cần Thơ, ngày…tháng…năm…2010

Cán bộ hướng dẫn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT

  

Xác nhận của Bộ môn Khoa Học Đất về đề tài:

“KHẢ NĂNG HẤP PHỤ LÂN TRONG ĐẤT TRÊN MỘT SỐ LOẠI ĐẤT TRỒNG RAU MÀU CHỦ YẾU Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG”

Do sinh viên Nguyễn Đào Dung lớp Khoa Học Đất 33 thuộc Bộ Môn Khoa

Học Đất - Khoa Nông Nghiệp và Sinh học Ứng Dụng-Trường Đại Học Cần Thơ

Xác nhận của Bộ môn:

Đánh giá:

Cần Thơ, ngày…tháng…năm…2010

Bộ Môn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT

  

Hội đồng báo cáo luận văn tốt nghiệp chứng nhận báo cáo tốt nghiệp với đề tài:

“KHẢ NĂNG HẤP PHỤ LÂN TRONG ĐẤT TRÊN MỘT SỐ LOẠI ĐẤT TRỒNG RAU MÀU CHỦ YẾU Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG”

Do sinh viên Nguyễn Đào Dung lớp Khoa Học Đất 33 thuộc Bộ Môn Khoa Học Đất - Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng - Trường Đại Học Cần Thơ

Bài báo cáo đã được hội đồng đánh giá mức

Ý kiến hội đồng:

Cần Thơ, ngày…tháng…năm…2010

Hội Đồng

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của bản thân Các số liệu, kết quả trình bày trong luận văn này là trung thực và chưa từng được công bố trước đây

Tác giả luận văn

Nguyễn Đào Dung

LỜI CẢM TẠ

Qua thời gian 4 năm học tập, rèn luyện Luận văn tốt nghiệp của tôi đến nay đã hoàn thành Để đạt được kết quả như hôm nay, tất cả là nhờ vào công ơn của quý thầy cô trường Đại Học Cần Thơ, đặc biệt là quý thầy cô Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Bộ Môn Khoa Học Đất, đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu trong suốt thời gian học tại trường Đại Học Đây sẽ là những vốn sống vô cùng quan trọng, là hành trang tri thức giúp tôi vững bước trong quá trình công tác

về sau

Tôi xin chân thành gởi lời cảm ơn đến:

Cô Nguyễn Mỹ Hoa đã tận tình hướng dẫn, đóng góp những ý kiến quý giá

và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài và hoàn thành bài luận văn

Qúi thầy cô và các anh, chị trong Phòng thí nghiệm Bộ môn Khoa Học Đất

đã nhiệt tình giúp đỡ tôi rất nhiều để hoàn thành luận văn

Cô Châu Thị Anh Thy, thầy Trần Bá Linh cố vấn học tập đã quan tâm, động viên và giúp đỡ chúng tôi trong suốt thời gian học tập

Toàn thể quý thầy cô trường Đại Học Cần Thơ đã tận tình dìu dắt, truyền đạt kiến thức quý báu cho chúng tôi trong suốt thời gian theo học tại trường

Cảm ơn Cha, Mẹ luôn quan tâm, động viên, hỗ trợ rất nhiều trong suốt thời gian học tập

Các bạn lớp Khoa Học Đất 33 đã động viên giúp đỡ tôi trong quá trình học tập

và thực hiện luận văn

Xin chúc tất cả quý Thầy, Cô, Anh, Chị trong Bộ môn Khoa Học Đất và các bạn luôn thành công trong cuộc sống

Nguyễn Đào Dung

MỤC LỤC

Trang

Phụ bìa i

Xác nhận của cán bộ hướng dẫn ii

Xác nhận của bộ môn iii

Xác nhận của hội đồng iv

Tiểu sử v

Lời cảm tạ vii

Lời cam đoan vi

Mục lục viii

Danh sách hình x

Danh sách bảng xi

Tóm lược 1

MỞ ĐẦU 2

Chương 1: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3

1.1 VAI TRÒ CỦA LÂN ĐỐI VỚI CÂY TRỒNG: 3

1 2 KHẢ NĂNG HẤP PHỤ LÂN CỦA MỘT SỐ CÂY TRỒNG: 5

1 3 LÂN TRONG ĐẤT: 6

1.3.1 Chu trình chất lân trong đất: 6

1.3.2 Các hợp chất lân trong đất: 6

1.3.2.1 Lân hữu cơ trong đất (lân tổng số) : 6

1.3.2.2 Lân vô cơ trong đất (lân khoáng): 8

1.4 SỰ DU NHẬP VÀ MẤT LÂN TRONG ĐẤT: 10

1.4.1 Sự du nhập chất lân: 10

1.4.2 Sự mất lân trong đất: 11

1.5 CÁC PHẢN ỨNG CỦA LÂN TRONG ĐẤT: 11

1.5.1 Phản ứng của lân trong đất chua: 11

1.5.2 Sự kết tủa bởi các ion Fe, Al, Mn hòa tan 11

1.5.3 Phản ứng với các hydroxyt Fe, Al 11

1.5.4 Sự cố định lân của các khoáng sét silicate: 11

1.5.5 Phản ứng của lân trong đất kềm: 12

1.6 KHẢ NĂNG CỐ ĐỊNH LÂN CỦA ĐẤT: 13

1.7 KHẢ NĂNG ĐỆM CỦA LÂN: 16

1.8 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ HỮU DỤNG CỦA LÂN: 16

1.8.1 Loại khoáng sét: 16

1.8.2 Thời gian phản ứng: 17

1.8.3 Ảnh hưởng của pH đất: 17

1.8.4 Chất hữu cơ: 17

1.8.5 Nhiệt độ: 18

1.9.1 Thành phần lân trong một số nhóm đất ở ĐBSCL: 18

1.9.2 Tình hình sử dụng phân lân cho đất ở ĐBSCL: 19

1.10 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ NGHIÊN CỨU TRƯỚC ĐÂY VỀ KHẢ NĂNG ĐỆM VÀ CỐ ĐỊNH LÂN: 20

Chương 2: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP 22

2.1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM: 22

2.2 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM: 22

Chương 3: KẾT QUẢ THẢO LUẬN 25

3.1 MỘT SỐ ĐẶC TÍNH LÍ HÓA HỌC CỦA ĐẤT THÍ NGHIỆM: 25

3.2 KHẢ NĂNG HẤP PHỤ LÂN TRONG ĐẤT: 26

3.2.1Phần trăm hấp phụ lân: 26

3.2.2Khả năng hấp phụ lân theo phương trình Langmuir: 30

3.3.KHẢ NĂNG ĐỆM LÂN CỦA ĐẤT: 36

Chương 4: LẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43

DANH SÁCH HÌNH

Trang

Hình 1: Sự hấp phụ lân đẳng nhiệt 15

Hình 2: Dạng đồ thị khả năng hấp phụ của lân 16

Hình 3: Sự hấp phụ lân theo phương trình Langmuir trên đất Bình Tân - Vĩnh Long 31

Hình 4: Sự hấp phụ lân theo phương trình Langmuir trên đất Thốt Nốt - Cần Thơ 32

Hình 5: Sự hấp phụ lân theo phương trình Langmuir trên đất Chợ Mới – An Giang 33

Hình 6: Sự hấp phụ lân theo phương trình Langmuir trên đất Châu Thành – Trà Vinh 35

Hình 7: khả năng đệm lân trên đất Bình Tân – Vĩnh Long 37

Hình 8 : khả năng đệm lân trên đất Chợ Mới – An Giang 38

Hình 9: khả năng đệm lân trên đất Thốt Nốt – Cần Thơ 40

Hình 10: khả năng đệm lân trên đất Châu Thành – Trà Vinh 42

DANH SÁCH BẢNG

Trang

Bảng 1: chất dinh dưỡng được cây lúa hấp thu trên cở sở hệ thống canh tác ở Ấn Độ: 5

Bảng 2: Đánh giá lân trong đất Đồng Bằng Sông Cửu Long (Kuyma, 1976) 7

Bảng 3: Hàm lượng lân tổng số trên tầng mặt của các nhóm đất chính ở vùng Tây Nam Sông Hậu (Ngô Ngọc Hưng và ctv., 1990) 8

Bảng 4: Đánh giá theo hàm lượng lân tổng số, % P2O5 ( Lê Văn Căn, 1978) 8

Bảng 5: Đánh giá hàm lượng lân dễ tiêu theo Đỗ Ánh (2003) 9

Bảng 6: Đánh giá hàm lượng lân dễ tiêu theo phương pháp Bray 2 ( 0.1 M HCl + 0.03 NH4F) theo A.L Page, 1982 10

Bảng 7: Đánh giá hàm lượng lân dễ tiêu theo phương pháp Bray 1 (0.025 M HCl + 0.03 NH4F) theo A.L Page, 1982 10

Bảng 8: Đánh giá hàm lượng lân dễ tiêu theo phương pháp Olsen (theo cottenietal) 10

Bảng 9: Sự biến động hàm lượng lân dễ tiêu trên các nhóm đất 19

Bảng 10: một số đặc tính hóa hoc: 25

Bảng 11: phần trăm hấp phụ lân trên đất Bình Tân - Vĩnh Long: 26

Bảng 12: phần trăm hấp phụ lân trên đất Thốt Nốt: 27

Bảng 13: phần trăm hấp phụ lân trên đất An Giang: 28

Bảng 14:phần trăm hấp phụ lân trên đất Trà Vinh: 29

Bảng 15: tính toán sự hấp phụ lân theo phương trình Langmuir: 30

Bảng 16: tính toán sự hấp phụ lân theo phương trình Langmuir trên đất Thốt Nốt – Cần Thơ: 31

Bảng 17: tính toán sự hấp phụ lân theo phương trình Langmuir trên đất Chợ Mới – An Giang 33

Bảng 18: tính toán sự hấp phụ lân theo phương trình Langmuir trên đất Châu Thành – Trà Vinh: 34

Bảng 19: khả năng đệm lân trên đất Bình Tân – Vĩnh Long: 36

Bảng 20: khả năng đệm lân trên đất Chợ Mới – An Giang: 38

Bảng 21: khả năng đệm lân trên đất Thốt Nốt – Cần Thơ: 39

Bảng 22: khả năng đệm lấn trên đất Châu Thành - Trà Vinh:……… …….41

Nguyễn Đào Dung, 2010 khả năng hấp phụ lân trong đất trên một số loại đất trồng rau màu chủ yếu ở Đồng Bằng Sông Cửu Long

Luận văn tốt nghiệp đại học, chuyên ngành Khoa Học Đất, Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Mỹ Hoa

TÓM LƯỢC

Đề tài: “ khả năng hấp phụ lân trong đất trên một số loại đất trồng rau màu chủ yếu ở Đồng Bằng Sông Cửu Long” nhằm mục tiêu nghiên cứu đánh giá khả năng đệm và cố định lân trên một số loại đất trồng màu ở ĐBSCL, từ đó tạo cơ sở khoa học cho việc quản lý phù hợp chất lân trong đất và việc nghiên cứu liều lượng phân bón cho phù hợp với từng loại đất trồng màu ở ĐBSCL

Đất thí nghiệm gồm 24 mẫu, được lấy ngẫu nhiên ở 4 tỉnh là: Thốt Nốt – Cần Thơ, Bình Tân – Vĩnh Long, Châu Thành – Trà Vinh, Chợ Mới – An Giang Các mẫu đất được phân tích trong phòng thí nghiệm về một số đặc tính lý, hóa học và xác định sự hấp phụ và khả năng đệm lân của đất theo quy trình phân tích của Houba et al (1995) Nồng độ P thêm vào đất từ 3 – 6 ppm thì sự hấp phụ đạt cao nhất và giảm dần khi ta tăng nồng độ lên Đối với đất có hàm lượng lân dễ tiêu thấp và trung bình thì sự hấp phụ lân cao và thấp dần trên đất có hàm lượng lân dễ tiêu cao, và còn tùy thuộc vào sa cấu đất Hàm lượng lân hấp phụ tối đa trên đất có sấu sét và sét pha thịt là 400-714mgP/kg; trên đất có sa cấu thịt pha sét là 227-555mgP/kg; trên đất cát pha thịt là 200-357mgP/kg

Cần tiếp tục nghiên cứu, khảo sát khả năng phóng thích lân trong đất để làm cơ sở khoa học cho việc làm giảm liều lượng phân lân bón vào đất trên các vùng trồng rau màu chủ yếu ở Đồng Bằng Sông Cửu Long

MỞ ĐẦU

Ở các loại cây trồng, đặc biệt là các lọai cây rau màu ngắn ngày ngoài đạm là nguyên

tố quan trọng hàng đầu thi lân cũng là một trong những nguyên tố cũng không kém phần quan trọng.ngoài việc cung cấp chất lân vào đất bằng việc bón phân thì đất cũng

có khả năng kềm giữ hoặc phóng thích lân Tùy theo từng loại đất mà có khả năng cố định hay đệm khác nhau

Nhiều báo cáo trong và ngoài nước cho thấy khả năng tích lũy lân trong đất cao, ngay

cả trên đất hấp thụ lân cao, có thể dẫn đến mất cân đối dinh dưỡng và ảnh hưởng đến sinh trưởng của cây trồng Trên các vùng trồng rau chuyên canh ở Đồng Bằng Sông Cửu Long phân lân được sử dụng với liều lượng cao mà không chú ý đến tính chất đất Ngoài ra, vòng quay của rau màu ngắn nên khả năng tích lũy lân trong đất rất cao Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Mỹ Hoa và ctv (2006) cho thấy trên nhiều vùng đất trồng rau ở Tiền Giang thì hàm lượng lân dễ tiêu đạt rất cao từ 129 – 234 mg/kg.Việc người nông dân tiếp tục bón phân liên tục cho các vụ mùa tiếp theo thì tình trạng lân được tích lũy trong đất cũng tăng dần, điều này gây ra sự lãng phí về phân bón, nhất là phân lân Hiệu quả kinh tế không cao mà còn gây tác hại đến môi trường đất

Theo kết quả nghiên cứu của Châu Thị Nhiên và Nguyễn Hồng Phong 2009 cho thấy không có sự đáp ứng của cây bắp rau đối với phân lân Hiệu quả của phân lân có thể bị ảnh hưởng bởi sự hấp phụ lân trong đất khả năng hấp phụ lân trong đất còn tùy thuộc vào từng loại đất, sa cấu, hàm lượng lân dễ tiêu có trong đất,… Chính vì vậy mà đề tài

“ khả năng hấp phụ lân trong đất trên một số loại đất trồng rau màu chủ yếu ở Đồng Bằng Sông Cửu Long” được thực hiện nhằm khảo sát, đánh giá khả năng cố định lân trong đất ở một số tỉnh ở Đồng Bằng Sông Cửu Long để làm cơ sở để giải thích hiệu quả của phân ân đối với cây trồng từ đó đưa ra những khuyến cáo giúp người dân sử dụng phân lân hợp lý, tiết kiệm mà vẫn giữ được hiệu quả của năng suất trên các loại rau màu và đánh giá khả năng ảnh hưởng đến môi trường ở các loại đất khả sát

Chương 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

1.1 VAI TRÒ CỦA LÂN ĐỐI VỚI CÂY TRỒNG:

Lân có vai trò quan trọng trong đời sống cây trồng và động vật không thể phát triển được nếu thiếu lân Hàm lượng lân trong cây và trong đất thường thấp hơn đạm và kali Trong đất lân thường có xu hướng phản ứng với các thành phần trong đất tạo thành các 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 các thành phần khác trong đất để tạo thành các hợp chất không hòa tan, chậm hữu dụng cho cây trồng (Nguyễn Mỹ Hoa, gt phì nhiêu đất)

Lân cần thiết cho hầu hết các quá trình sinh lí, sinh hóa xảy ra trong cây Thiếu lân năng suất cây trồng giảm nghiêm trọng, phần lớn đất ở Việt Nam nghèo lân, nên việc bón lân rất có tác dụng.(Bùi Đình Dinh và ctv., 1993) Khi cây thiếu lân, có hiện tượng lân chuyển từ các lá già về các bộ phận non của cây, nên biểu hiện thiếu lân ở cây trồng thường thể hiện ở lá già trước, lá có màu đỏ tím hay xanh nhạt cây thiếu lân thường sinh trưởng chậm, yếu, đẻ nhánh kém, chín muộn, năng suất thấp, phẩm chất hạt kém vì phần lớn lân được dự trữ trong hạt Tỷ lệ lân trong cây có thể cho biết nhu cầu lân tổng số của cây So với các yếu tố dinh dưỡng đa lượng khác thì nhu cầu lân của cây không cao, do tỷ lệ lân trong cây luôn biến động từ 0.08 đến 1.4 % so với trọng lượng chất thô Tỷ lệ lân còn tùy thuộc vào từng loại cây, thời kì sinh trưởng và tùy từng bộ phận của cây trồng Tỷ lệ lân trong cây họ đậu cao hơn so với cây hòa bản, trong các bộ phận non của cây cao hơn trong các bộ phận già của cây, cơ quan sinh sản cao hơn trong các bộ phận sinh trưởng của cây ( trong hạt chứa 0.75 – 0.9 % P2O5 cao hơn so với trong rơm rạ 0.2 – 0.6 % P2O5 ) (Ts Nguyễn Như Hà, 2006)

Theo Lê Văn Căn (1978), trong quá trình trao đổi của cây, lân là chất cần thiết bậc nhất Các quá trình hình thành và tích lũy carbon hydrate, protid, chất béo,… điều có

sự tham gia trực tiếp hoặc gián tiếp của lân

Lân giúp rễ cây phấy triển mạnh, ăn sâu, lan rộng, giúp cây đứng vững, hút được nhiều dưỡng chất khác trong đất Thúc đẩy việc ra rễ bên đặc biệt là lông hút và rễ bên Riêng đối với những cây họ đậu, lân có tác dụng kích thích sự hình thành nốt sần (Ts Nguyễn Như Hà, 2006)

Bên cạnh đó, lân làm tăng cường chất lượng nông sản, sản phẩm sẽ chứa nhiều

độ của hàm lượng khoáng, tăng cường việc chuyển hóa đạm thành protid Bón lân làm tăng quá trình chuyển hóa đạm nitrat, do đó làm giảm mạnh nồng độ đạm nitrat trong cây (Trần Thị Tường Linh và ctv, 2005) Ngoài ra, lân còn có tác dụng giúp cây tăng khả năng chống chụi với các điều kiện bất lợi như: khả năng chụi rét, hạn, và khả năng chống lại các sâu bệnh hại cây trồng ( Ts Nguyễn Như Hà, 2006)

Theo Đỗ Ánh (2003) đối với đất lân là một chỉ tiêu của độ phì đất “ đất giàu lân có

độ màu mỡ cao và ngược lại, đất có độ màu mỡ cao đều giàu lân” (E.Detrunk, 1931)

Vì vậy giữa đất và lân có độ tương quan cao Vì thế, nếu đất bị thiếu lân thì năng suất cây trồng tăng tỷ lệ thuận với liều lượng phân lân bón vào đất (Nguyễn Bình Nhựt và ctv., 2004)

Trong cây lân chủ yếu tồn tại dưới dạng các hợp chất hữu cơ Chỉ có một phần nhỏ lân trong cây là tồn tại dưới dạng các hợp chất vô cơ, đây là các dạng muối vô cơ của các phosphate có hóa trị I, II với các cation Ca2+, Mg2+, K+.Các muối này rất linh động, luôn vận chuyển tới các cơ quan tổng hợp lân hữu cơ ( Ts Nguyễn Như Hà,2006) Lân có tác dụng thúc đẩy việc ra hoa và hình thành quả ở cây, giúp trái cây mau chín, tăng tỷ lệ năng suất hạt so với năng suất không thương phẩm (rơm, rạ) ở cây trồng, tăng phẩm chất nông sản Khi cây trồng được cung cấp đầy đủ lân sẽ có tỷ lệ năng suất thương phẩm cao hơn trong tổng năng suất sinh vật (Ts nguyễn Như Hà, 2006)

Đối với cây lúa cần lân nhất là trong giai đoạn đầu nên bón lót trước khi sạ Theo Đinh Văn Lữ (1978), thiếu lân là một trong những nguyên nhân làm lúa không trổ được Khi lúa trổ khoảng 37- 82 % thì chất lân được chuyển lên bông (Nguyễn Ngọc

Đệ, 1994)

Khi thiếu lân cây lúa kém phát triển, nở bụi chậm và trổ bông chậm, cây lúa chín không hoàn toàn, tỷ lệ hạt xanh cao Thiếu lân cây hút đạm vào và bị tích lũy trong lá ở dạng đạm khoáng và không thể chuyển sang dạng protit được (Lê Văn Căn, 1995) Lân giúp cho việc phân chia tế bào dễ dàng hơn (Vũ Hữu Yêm, 1995) Lân còn có khả năng giúp điều hòa khi những phản ứng của trường trong cây thay đổi đột ngột.Ví

dụ như trong dịch tế bào có ion H2PO4- , HPO42-, tùy theo dịch tế bào mà các ion này sẽ

có sự chuyển biến khác nhau theo từng phương trình sau:

HPO42- + H2O → H2PO4- + OH –H2PO4- → HPO42- + H+

Vì thế nó làm tăng khả năng điều chỉnh pH, làm tăng tính hoãn xung của nguyên sinh chất tế bào Ngoài ra, còn làm cho cây có sức chụi đựng với môi trường hơn, hay nói cách khác, lân có khả năng giải độc cho cây ( Lê Văn Căn, 1985)

Có nhiều kết quả nghiên cứu cho rằng lân là yếu tố tham gia cải tạo đất phèn Thông qua việc cung cấp lân cho lúa, và tham gia vào quá trình làm cho Fe, Al ở trạng thái không hòa tan, hay nói cách khác là giảm phèn Các tác giả khác điều cho rằng :” lân là yếu tố chính hạn chế năng suất lúa trên đất phèn” (Clark; 1981, Đỗ Thị Thanh Ren và ctv, 1986, 1992, 1993; Nguyễn Vy và ctv, 1997; Phạm Sỹ Tân, 1994; Nguyễn Đăng Nghĩa, 1994; Vũ Cao Thái,1994) Vì vậy bón lân cho các loại đất phèn (nặng, trung bình, nhẹ) đều có hiệu quả rất rõ

1 2 KHẢ NĂNG THU HÚT LÂN CỦA MỘT SỐ CÂY TRỒNG:

Ở các ruộng lúa cao sản thì khoảng 5 tấn / ha và có thể lấy đi từ đất khoảng 34 kg P2O5 Cho dù có trả lại rơm rạ sau khi thu hoạch thì lượng P2O5 vẫn bị mất đi một lượng đáng kể ( Hoàng Minh Châu, 1998 trong Ngô Thị Hồng Thắm và Trần Thị Mỹ Thanh, 2007) Nếu canh tác 2 vụ lúa / năm thì tổng sản lượng trung bình là 10 tấn / ha thì cây lúa đã lấy đi lượng dinh dưỡng tương đương là 430 kg supper lân ( Lê Văn Trí,

2000 trong Ngô Thị Hồng Thắm và Trần Thị Mỹ Thanh, 2007)

Bảng 1: chất dinh dưỡng được cây lúa hấp thu trên cở sở hệ thống canh tác ở Ấn Độ:

Hệ canh tác Năng suất hạt/ ha Kg P2O5 / ha / năm

Nguồn: Hoàng Minh Châu ( 1998 trong Ngô Thị Hồng Thắm và Trần Thị Mỹ Thanh, 2007)

Đối với cây đậu nành, để đạt sản lượng là 3 tấn hạt / ha thì cây đậu cần 85 kg P2O5 (Đoàn Thị Thanh Nhàn, 1996 trong Ngô Thị Hồng Thắm và Trần Thị Mỹ Thanh, 2007) Hàm lượng lân trong hạt từ 1.35 – 2 % lượng lân trung bình nên bón là 30 – 60

kg P2O5 tương đương 150 – 300 kg supper lân để làm tăng năng suất đậu 2.7 tạ đậu/ ha (thí nghiệm tại Hà Bắc) Theo kết quả nghiên cứu cây mè ở Venedulla thì để đạt năng suất là 0.5 tấn / ha thì cây mè phải lấy từ đất khoảng 3 kg P2O5 , nhưng để đạt năng suất

là 2.2 tấn / ha thì lượng lân cây phải lấy là 32 kg P2O5 (Nguyên Thế Côn,1996 trong Ngô Thị Hồng Thắm và Trần Thị Mỹ Thanh, 2007) Đối với cây ngô (bắp) thì để đạt năng suất 1 tấn hạt thì cây có khả năng lấy đi từ đất là 14 kg P2O5 Theo Nguyễn Xuân Hiếu và ctv (1972) thì hàm lượng lân chứa trong hạt bắp la 0.273% (1946) và 0.262%

Lân có trong thành phần chất hữu cơ, nên đất nào nhiều mùn, nhiều chất hữu cơ thì

tỷ kệ lân cao Lân được tích lũy trên lớp đất mặt nên thông thường tầng mặt có tỷ lệ lân cao hơn so với lớp đất bên dưới (Vũ Hữu Yêm,1995)

Về mặt dinh dưỡng cây trồng, có 3 thành phần P trong đất quan trọng là:

- Lân hữu dụng trong dung dịch đất như những muối phosphate dễ hòa tan như: Ca(H2PO4)2, KH2PO4, NH4H2PO4, Mg(H2PO4)2 có hàm lượng thấp nhất so với các thành phần P khác

- Lân dễ hòa tan là thành phần phosphate được giữ trên bề mặt các phân tử rắn như các oxide kim loại trong đất thành phần này có thể cân bằng nhanh với thành phần hòa tan trong dung dịch đất

- Lân khó hòa tan là dạng lân hòa tan rất chậm với các thành phần thứ hai, nghĩa là chuyển biến rất chậm để trở thành lân đễ hòa tan trong đất

1.3.1 Chu trình chất lân trong đất:

Trong cây lân được di chuyển lên thân lá, nơi chúng trở thành một bộ phận của mô thực vật Lá cây và các rễ cây chết hoặc chúng được con người và động vật ăn, chất lân trả lại đất qua dư thừa thực vật, chất thải từ động vật và con người Vi sinh vật phân hủy các dư thừa thực vật và tạm thời sử dụng một phần chất lân tạo nên tế bào trong cơ thể chúng dưới dạng hữu cơ Dạng hữu cơ này chậm biến đổi sang dạng hòa tan để rễ cây có thể hút và chu kì này được lập lại (Đỗ Thị Thanh Ren, 2004),

1.3.2 Các hợp chất lân trong đất:

Lân trong đất gồm có lân vô cơ và lân hữu cơ (hay còn gọi là lân tổng số và lân đễ tiêu) Trong các loại đất khoáng, các dạng lân vô cơ chiếm ưu thế, ngược lại, trong các loại đất hữu cơ thì lân hữu cơ chiếm ưu thế Hàm lượng lân tổng số trong đất biến thiên

từ 0.02- 0.15 % P2O5

1.3.2.1 Lân hữu cơ trong đất (lân tổng số) :

Lân hữu cơ:

Lân hữu cơ được tìm thấy trong đất than mùn, lá cây và các dư thừa thực vật và động vật trong đất Vì đâylà dạng liên kết với chất hữu cơ nên nó chủ yếu được tìm thấy ở lớp đất mặt Hàm lượng lân hữu cơ trong đất thay đổi tùy theo loại đất và gia tăng với hàm lượng chất hữu cơ theo thứ tự sau: đất cát < đất sét < đất than bùn (Đỗ Thị Thanh Ren, 2004)

Các hợp chất hữu cơ chứa lân gồm có: phitin, axit nucleic, phosphatit, sacarophosphat…và các vi sinh vật đất Lân được tích lũy trong đất nhờ sự tích lũy sinh học,

vì vậy trong đất mặt thường chứa nhiều lân hữu cơ hơn các tầng dưới sâu Tỷ lệ lân hữu cơ phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng mùn trong đất và dao động trong khoảng từ 10-50% của

lân tổng số (Trần Văn Chính và ctv., 2006)

Lân tổng số:

Tổng số các hợp chất lân trong đất, dù kết hợp với cation nào, ở dạng nào, hữu cơ hoặc vô cơ gộp lại thành “lân tổng số” của đất, thể hiện bằng hàm lượng tổng số P2O5 (Lê Văn Căn, 1985) Do đó lân tổng số chỉ cho chúng ta biết được tổng lượng lân trong đất mà không cho biết khả năng cung cấp lân cho cây trồng, vì lân trong đất được kiểm soát bởi nhiều yếu tố môi trường, có thể bị giữ lại bởi các hợp chất khó tan như phosphate sắt nhôm Mặc khác các loại cây trồng khác nhau thì khả năng sử dụng lân cũng khác nhau Các đất có hàm lượng lân tổng số khác nhau, đặc biệt ở Việt Nam hàm lượng lân tổng số rất thấp Nhưng xét về phì nhiêu thực tế thì lân tổng số không có

ý nghĩa gì nhiều, vì đại bộ phận lân tổng số ở dạng khó tiêu đối với thực vật (Nguyễn

Tử Siêm và ctv., 2000)

Lân tổng số trong đất biến thiên trung bình từ 0.02-0.15 % P2O5 Đất vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long nhìn chung là nghèo lân tổng số, hàm lượng lân trung bình của các nhóm đất chính là 0.06% P2O5 Đất phù sa nhiễm mặn có hàm lượng lân tổng số khá 0.088% P2O5 Đất phù sa Sông Hồng có hàm lượng lân tổng số và lân dễ tiêu nhiều hơn vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long (Đỗ Thị Thanh Ren, 1999) Phù sa sông Hồng, mặn trung tính kềm có tỷ lệ lân trung bình là 0.1% P2O5 (Nguyễn Tử Siêm và ctv, 2000), hai dạng lân chủ yếu là lân vô cơ và lân hữu cơ

Bảng 2: Đánh giá lân trong đất Đồng Bằng Sông Cửu Long (Kuyma, 1976)

1.3.2.2 Lân vô cơ trong đất (lân khoáng):

Hàm lượng lân vô cơ trong đất thường cao hơn lân hữu cơ, ngoại trừ trên các loại đất hữu cơ, hàm lượng lân hữu cơ gia tăng theo phẫu diện đất (Đỗ Thị Thanh Ren, 2004)

Lân vô cơ chiếm khoảng 80% lân tổng số, bao gồm phosphate K, Na, Ca, Mg, Fe, Al,… đây là những sản phẩm do phong hóa đá mẹ, do phân giải chất hữu cơ hoặc do sự chuyển biến phân lân từ ngoài vào ( Nguyễn Vi và Trần Khải, 1978) Lân vô cơ nằm dưới dạng muối phosphate Ở đất chua giàu sắt, nhôm là các phosphate sắt, nhôm Ở đất kềm là các phosphate caxi và magie Ở đất mặn còn có thể có thêm phosphate natri (Vũ Hữu Yêm, 1995)

Theo Nguyễn Tử Siêm et al (2000) các nhóm phosphate vô cơ tự do và liên kết với

các cation hóa trị I hầu như không có trong dung dịch đất, dạng liên kết với cation hóa trị II cũng rất ít Lân tồn tại chủ yếu dưới dạng các phosphate với các cation đa hóa trị Fe-P, Al-P khó tan (chiếm tới 65–90%, thậm chí 95% lân tổng số) Phosphate sắt

chiếm trên 50% lân khoáng trong đất, có độ hòa tan thấp hơn P-Ca nhưng trong môi trường chua chúng bền vững hơn P-Ca

Lân dễ tiêu:

Lân dễ tiêu trong đất: Là thành phần hợp chất hữu cơ trong đất, có khả năng hòa tan trong nước hoặc trong các dung môi yếu như: acid vô cơ có nồng độ thấp, các muối kềm như carbonate, cây trồng có khả năng hấp thụ được dễ dàng ( Nguyễn Vi và Trần Khải, 1978)

Lân dễ tiêu trong đất là một chỉ tiêu dao động và không ổn định ngay cả trong thời gian ngắn, và ở trong cùng một loại đất.mặc dù vậy, lân dễ tiêu cũng là một chỉ tiêu để đánh giá độ phì nhiêu của đất rất quan trọng không thể thiếu được Vì nếu hàm lượng lân đễ tiêu cao thì đất có khả năng cung cấp lân nhanh và việc thu hút chất lân của bộ

rễ được thuận lợi ( Lê Văn Căn, 1985)

Lân dễ tiêu trong đất là một chỉ tiêu tương đối phức tạp, nó chụi sự tác động mạnh

mẽ của điều kiện môi trường, vi sinh vật, trong dó, pH và các kim loại như: Fe,Al, Mn,

Ca cung như các tinh khoáng silicat và các hydroxyt của các kim loại trên có vai trò hết sức quan trọng đối với sự hữu dụng của lân

Theo Lê Văn Căn (1985) thì lân dễ tiêu trong đất rất dễ bị kết tủa Ở đất kềm nó bị kết tủa dưới dạng phosphate canxi, ở đất chua bị kết tủa dưới dạng phosphate sắt , nhôm Vì thế mà lượng phosphate hòa tan khi bón thêm vào đất không bao lâu sẽ chuyển thành những dạng lân khó tan hơn, càng ít hòa tan thì càng chậm hữu dụng đối với cây trồng, khó được cấy hấp thu Canxiphophate dễ dàng biến đổi thành lân dễ tiêu hơn là Fe, Al phosphate ( Nguyễn Chí Thuộc và ctv., 1974)

Cây trồng hút lân chủ yếu dưới dạng ion H2PO4- sau đó mới đến ion HPO42- Dạng ion PO43- cây không hút được vì trong thực tế ion này chỉ có mặt trong dung dịch đất ở

pH = 10 trở lên, mà ở độ pH này thì cây trồng không thể phát triển được Những loại phosphate dễ tiêu cho cây trồng nhất là các muối phosphate một kim loại, những loại muối này ở trong đất với tỷ lệ nhỏ thường không quá 1mg/kg đất trong thực tế, người

ta thấy có nhiều loại muối phosphate khó tan trong nước nhưng cây vẫn có thể sử dụng được ( Nguyễn Chí Thuộc và ctv., 1974)

Bảng 5: Đánh giá hàm lượng lân dễ tiêu theo Đỗ Ánh (2003)

Dưới 5mg/100g đât Đất nghèo lân 5- 10mg/100g đất Đất trung bình

Trên 10mg/100g đất Đất giàu lân Bảng 6: Đánh giá hàm lượng lân dễ tiêu theo phương pháp Bray 2 ( 0.1 M HCl + 0.03 NH4F) theo A.L Page, 1982

Sự du nhập chất lân từ nhiều nguồn khác nhau như:

- Sự trả lại cho đất do các chất thải thực vật: những bộ phận lân như hạt ngũ cốc được con người sử dụng, những bộ phận còn lại như rơm rạ được trả lại cho đất

- Phân chuồng cũng là nguồn cung cấp chất lân Hàm lượng lân trong phân chuồng phụ thuộc vào khẩu phần ăn của gia súc, chất độn chuồng và phương pháp chế biến phân Chất lân trong phân chuồng phần lớn ở dưới dạng hữu cơ, chậm hữu dụng cho cây trồng phân chuồng chứa trung bình 0.2 – 0.35 % P2O5

- Phân hóa học: là nguồn cung cấp chính cho đất Phân lân thường có nồng độ nguyên lân rất cao, tác dụng nhanh với cây trồng

1.4.2 Sự mất lân trong đất:

- Do hoa màu hút

- Do rữa trôi

- Do xói mòi đất

1.5 CÁC PHẢN ỨNG CỦA LÂN TRONG ĐẤT:

1.5.1 Phản ứng của lân trong đất chua:

Sự cầm giữ lân bởi các đất chua thường là kết quả của phản ứng ion phosphate với sắt,nhôm, và có thể với các khoáng sét silicate

1.5.2 Sự kết tủa bởi các ion Fe, Al, Mn hòa tan

Trong các loại đất chua, hàm lượng các loại ion Fe,Al,Mn cao, chúng phản ứng nhanh chống với hầu hết các ion H2PO4- hòa tan tạo hợp chất không tan mà cây không hấp thu được (Vũ Hữu Yêm, 1995)

Al3+ + H2PO4- + 2H2O ↔ 2H+ + Al(OH)2 H2PO4 ↓

(Hòa tan) (không hòa tan)

1.5.3 Phản ứng với các hydroxyt Fe, Al

Lân trong đất có khả năng bị hấp phụ bởi các hydroxyt sắt , nhôm để tạo thành những hydroxyt sắt , nhôm phosphate Những dạng này trong đất rất khó bị hòa tan ( Nguyễn Chí Thuộc và ctv, 1974) Mặt khác, hầu hết sự cố định lân trong đất có thể xảy

ra khi các ion HPO4- phản ứng với bề mặt của oxyt Fe, Al, Mn không hòa tan (Đỗ Thị Thanh Ren, 2004)

Al(OH)3 + H2PO4- ↔ Al(OH)2H2PO4 + OH

Phản ứng trên điều trong điều kiện đất chua mạnh điều làm giảm độ hữu dụng của lân

1.5.4 Sự cố định lân của các khoáng sét silicate:

Sự cố định lân trong đất chua chủ yếu do tạo thành các hợp chất Fe, Al phosphate với công thức thường là: M(H2O)3(OH)2H2PO4, trong đo M chỉ Fe, Al.Có 2 loại khoáng sét là:2:1 và 1:1 Các ion phosphate có thể kết hợp trực tiếp với các khoáng sét

1 Thay thế nhóm hydroxyt từ nguyên tử nhôm

2 Tạo thành liên kết sét- Ca - P sét có tỷ số SiO2:R2O3 nhỏ sẽ cố định lân nhiều hơn các loại sét có tỷ lệ SiO2:R2O3 cao (Đỗ Thị Thanh Ren,1999)

Al + H2PO4- + H2O = 2H+ + Al(OH)2H2PO4

(Trong sét) (không hòa tan)

1.5.5 Phản ứng của lân trong đất kềm:

Độ hữu dụng của lân trong đất kiềm được xác định bởi độ hòa tan của các hợp chất phosphate calcium Theo Vũ Hữu Yêm (1995) và Đỗ Thị Thanh Ren (1999) thì môi trường kiềm giàu Ca, ion H2PO4- phản ứng nhanh với Ca để tạo thành các hợp chất ít tan hơn theo các phản ứng lần lượt:

Ca(H2PO4)2 + CaCO3 + H2O 2CaHPO4.2H2O + CO2

Phosphate (II) canxi ngậm nước 6CaHPO4.2H2O + 2CaCO3 + H2O Ca8H2(PO4)6.5 H2O + CO2 + 6H2O

Octa canxi phosphate ngậm nước Ca8H2(PO4)6.5 H2O + CaCO3 3Ca(PO4)2 + CO2 + 6H2O

Phosphate (III) canxi Khi gặp điều kiện thuận lợi và có đủ thời gian phosphate (III) canxi có thể chuyển thành các hợp chất không tan hơn nữa như hydroxyt, cacbon và ngay cả fluoro apatit (Vũ Hữu Yêm, 1995)

1.6 KHẢ NĂNG CỐ ĐỊNH LÂN CỦA ĐẤT:

Khả năng cố định lân của đất có thể được hiểu là tổng số vị trí trên bề mặt các phần

tử đất có thể phản ứng với các ion phosphate Sự cố định lân có thể do lân phản ứng với Fe, Al,Mn, Ca

Lượng lân do đất cố định không dễ dàng trả lại Tuy nhiên, nếu có một phần của lân

cố định hiện diện dưới dạng hòa tan và hầu hết vị trí cố định được chiếm giữ bởi ion phosphate, một vài sự phóng thích lân vào dung dịch xảy ra với nồng độ rất thấp khi đất tiếp xúc với nước ( Đỗ Thị Thanh Ren, 2004)

Sự phóng thích lượng lân đã cố định trước trước đây giúp đất tái cung cấp lượng lân hòa tan đã bị cây hút Giải phóng lượng lân cố định có vai trò quan trọng trong việc xác định sự mất mát lượng lân hòa tan do nước chảy tràn trên bề mặt đất Thông số EPC0 của đất rất quan trọng vì nó cho biết độ phì nhiêu của lân trong đất và nguy cơ mất lượng lân hòa tan do nước chảy tràn (Đỗ Thị Thị Thanh Ren, 2004)

Nồng độ lân trong dung dịch tại thời điểm cố định mà lân không phóng thích mà cung không cầm giữ gọi là EPC0 Sự phóng thích lượng lân đã cố định trước đây giúp đất tái cung cấp lượng lân hòa tan đã bị cây hút Giải phóng lượng lân cố định có vai trò quan trọng trong việc xác định sự mất lượng lân hòa tan do nước chảy tràn trên bề mặt đất thông số EPC0 của đất rất quan trọng vì nó cho biết độ phì nhiêu P trong đất và nguy cơ mất mát lượng lân hòa tan do nước chảy tràn (Đỗ Thị Thanh Ren, 2004) Phosphate Ca2H2(PO4)6.5H2O và dần chuyển sang dạng Hydroxyapatite Ca10(OH)2(PO4)6 Khả năng hấp phụ anion của hầu hết đất nông nghiệp thì rất ít so với khả năng hấp phụ cation Tuy nhiên một số khoáng đất và các keo đất vô định hình có khả năng hấp phụ anion rất mạnh Các oxyt sắt, nhôm gibbsite (Al2O3.3H2O) goethite (Fe2O3.3H2O), haematite là thành phần hấp phụ P rất mạnh Nhóm AlOH và FeOH cũng là bề mặt hấp phụ lân (H2PO4)- Ta có thể phân biệt hai kiểu hấp phụ như sau (Farfitt,1978)

 Kiểu thứ nhất: phóng thích nhóm OH- bề mặt

Công thức đơn giản

Trong đó: Me (Metal): kim loại

An- (Anion): H2PO4

-Me-OH + An- Me-An + OH

-Cụ thể hơn

Sự hấp phụ lân trên bề mặt FeOH

Đầu tiên bề mặt phóng thích OH- nên H2PO4- được gắn vào bề mặt (Hingston et.al,1979 ; Parfitt và Smart, 1978) Kế đó gốc được hấp phụ (H2PO4-) tách H+, cùng lúc chất hấp phụ (FeOH) giải phóng nhóm OH- và cuối cùng gốc H2PO4- được gắn chặt vào chất hấp phụ Vậy với phản ứng này pH là yếu tố quan trọng, nếu pH thấp phản ứng xảy ra mạnh và ngược lại (Nanzyo và Watanabe, 1982)

 Kiểu hấp phụ thứ hai: nhóm bề mặt tạo thành nhóm thiếu proton, phản ứng này xảy

ra trong điều kiện pH thấp Lúc này nhóm OH- tiếp nhận H+ (trong môi trường đất) vì thế

bề mặt mang điện tích dương và H2PO4- được hấp phụ vào bởi lực hút điện tích trái dấu

Ngoài ra khoáng sét có khả năng hấp phụ P Khoáng sét trong đất gồm các lớp silicate và aluminium kết hợp lại để tạo nên phiến silicate-alumin Có hai loại khoáng sét 2:1 và 1:1 Các ion phosphat có thể kết hợp trực tiếp với các khoáng sét này do (1) thay thế nhóm hydroxyl từ nguyên tử nhôm, (2) tạo thành liên kết sét-Ca-P

Phương trình biểu diễn sự hấp phụ lân trong đất:

Đường cong biểu diễn nồng độ của chất được hấp phụ và những chất trong dung dịch ở trạng thái cân bằng ở một nhiệt độ xác định được gọi là sự hấp phụ đẳng nhiệt

Ba phương trình được dùng để diển tả sự hấp phụ đẳng nhiệt là phương trình Langmuir, Freydlich và Brunauer-Emmelt-Teller (BET) Đa số các nghiên cứu về sự hấp phụ và phóng thích được diển tả bởi phương trình Langmuir mặc dù mối liên hệ tuyến tính ít được tìm thấy Phương trình Langmuir được diển tả như sau:

Trong đó:

C: nồng độ cân bằng của ion trong dung dịch x/m: lượng ion hấp phụ trên một đơn vị khối lượng đất

b: độ hấp phụ tối đa

K: hằng số liên hệ đến năng lực hấp phụ của đất

Theo Morill (1982) thì sự hấp phụ P có khác nhau về thời gian để đạt tới trạng thái

cân bằng, phản ánh sự phức tạp phân tử của lân và bề mặt chất hấp phụ (AlOH, FeOH)

Sự hấp phụ thay đổi lớn khi tỷ lệ đất với dung dịch được thay đổi Có hai dạng đồ thị

chủ yếu cho sự hấp phụ lân đẳng nhiệt

Dạng đường cong L1 là đặc tính hấp phụ trên bề mặt không thay đổi số vị trí hấp

phụ Dạng đường cong L2 được tìm thấy trong đất cấu trúc nhẹ, ở đó ion hấp phụ có thể

thường xuyên qua bề mặt hấp phụ vì thế khi nồng độ trong dung dịch gia tăng thì sự

hấp phụ càng tăng

Hình 1: Sự hấp phụ lân đẳng nhiệt

Qua kết quả phân tích thành phần khoáng của một số đất phèn hoạt động ở Đồng

Bằng Sông Cửu Long, khoáng sét Kaolinite hiện diện với tỷ lệ rất thấp (Pons và ctv,

1985) Theo Bajwa (1980) nghiên cứu khả năng hấp phụ lân ở một số đất ở philipine

thấy rằng sét Kaolinite có khả năng hấp phụ 96% lượng phân bón vào đất Cơ chế này

theo Wild (1980) là do sự trao đổi ion phosphate với các nhóm hydroxyl liên kết với

phiến gibbsite Tuy nhiên, đất chứa sét monmorrillonite và pH = 6.8 - 8.1 thì có sự hấp

phụ lân trên bề mặt và dưới tầng mặt cao hơn đất acid Kaolinite (Nychas et al.,1984)

Theo Đỗ Thị Thanh Ren (1993) nghiên cứu về sự hấp phụ P trong đất phèn, nhiều lân

bị hấp phụ ở điều kiện đất oxy hoá hơn đất khử Nếu gia tăng liều lượng phân bón vào

đất ở điều kiện oxy hoá thì khả năng hấp phụ lân của đất gia tăng hơn so với đất ngập

L 1

L 2

1.7 KHẢ NĂNG ĐỆM CỦA LÂN:

Khả năng đệm lân có liên quan đến sự khuếch tán lân trong đất Khả năng đệm được xem là sự cung cấp lân trong đất từ thành phần P hấp phụ khi nồng độ P trong dung dịch đất giảm Hay nói cách khác là tỷ lệ giữa sự thay đổi lượng lân hấp phụ và và sự thay đổi nồng độ P trong dung dịch Điều này cho thấy khả năng của đất làm giảm sự thay đổi của đất về nồng độ P trong dung dịch khi lân được thêm vào hay giảm đi do cây trồng Nếu thực vật lầy đi một lượng phosphate trong dung dịch đất thì P hấp phụ

sẽ được phóng thích để duy trì nồng độ lân trong dung dịch Trị số đệm P là biểu thị sự biến đổi của I và Q Khả năng năng đệm của phosphate được diễn đạt bằng tỷ số
Q/

I Tỷ số
Q/
I thay đổi tùy theo loại đất, nếu tỷ số này cao thì khả năng đệm của đất cao.Ví dụ có hai loại đất A và B Đất A giàu AlOH, FeOH Đất B là đất xám bạc màu và bị rữa trôi Khả năng hấp phụ của đất A sẽ cao hơn so với đất B (Mengel and Kirby, 1987)

Hình 2: Dạng đồ thị khả năng hấp phụ của lân

Ta thấy cùng thay đổi một lượng phosphat (hình 2.a) là nhưng nồng độ dung dịch đất A giảm ít hơn so với đất B, như vậy khả năng đệm đất A cao hơn đất B Và ngược lại dù thay đổi nồng độ đất A ít hơn đất B nhưng lượng hấp phụ phosphat vào đất là ngang nhau Hay nồng độ trong dung đất là ngang nhau nhưng đất A hấp phụ lượng phosphat nhiều hơn đất B.Thông thường các loại đất có nhóm oxide, hydroxide Fe, Al thì có khả năng đệm lân cao Tỷ số
Q/
I càng lớn thì khả năng đệm của đất càng cao

1.8 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ HỮU DỤNG CỦA LÂN:

Một số loại khoáng sét có khả năng cố định lân cao hơn các loại khác Khoáng sét allophone có khả năng cố định lân rất cao Các loại oxyt sắt, nhôm như: gibbsite và goethite cũng có khả năng cố định lân cao Trong các loại khoáng sét silicat, kaolinit có khả năng cố định cố định lân cao nhất khoáng sét 1:1 có khả năng cố định lân cao hơn khoáng sét 2:1

Al + H2PO4.H2O = 2H+ + Al(OH)2H2PO4

Không tan Theo Bajwa (1980) khoáng sét kalinite có thể cố định khoảng 96% lượng P bón vào đất, trong khi amorphous allophonic cố định 88 %, halloysitric 86-88 %, beidellitric 84

%, vermicurlite 77 % Mức độ cố định lân của các loại khoáng sét gia tăng theo thứ tự sau:

Sét 2:1 << sét 1:1 <tinh thể cacbonate < tinh thể oxyt Al,Fe,Mn < oxyt Fe, Al, Mn

vô định hình, allphane

1.8.2 Thời gian phản ứng:

Thời gian phân lân tiếp xúc với đất càng lâu, lượng lân cố định càng lớn Ngay sau khi bón lân, cây có khả năng hút tốt lượng phân lân bón vào Tùy vào từng loại đất có khả năng cố định lân nhanh hay chậm mà có lượng phân bón lân bón vào cho phù hợp

1.8.4 Chất hữu cơ:

Chất hữu cơ thường rất ít có khả năng cố định các ion phosphate Sự phân hủy chất hữu cơ đi kèm với sự giải phóng CO2 CO2 sẽ hòa tan trong nước tạo thành H2CO3 có khả năng phá hủy khoáng sét nguyên sinh Trong đất kềm và đất trung tính, đất chua CO2 có vai trò quan trọng trong việc làm gia tang độ hữu dụng của chất lân Khoảng

pH mà H2CO3 có ảnh hưởng quan trọng đến độ hòa tan của chất lân trong đất là trong

Chất mùn trong đất làm gia tăng độ hữu dụng của lân là do:

− Tạo thành phức phosphohumic giúp cây hút dễ dàng hơn

− Sự thay thế anion phosphate bởi các humate

− Chất mùn tạo vỏ bọc xung quanh các phần tử sesquioxide

1.8.5 Nhiệt độ:

Theo Nguyễn Chí Thuộc và ctv., (1974) trong điều kiện bình thường ở các nước ôn đới sự khoáng hóa lân hữu cơ tiến hành rất chậm chạp và lượng lân cung cấp cho cây không đáng kể trái lại ở các nước nhiệt đới, nhiệt độ tương đối cao ( 35-500C) nên quá trình khoáng hóa tăng lên và lân được cung cấp cho cay nhiều Theo Đỗ Anh 920030

sự hấp phụ lân phụ thuộc vào nhiệt độ, khi nhiệt độ giảm từ 300C xuống 150C thì sự hấp thu giảm 15%

1.9 CHẤT LÂN Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG:

1.9.1 Thành phần lân trong một số nhóm đất ở ĐBSCL:

Đất phù sa ở ĐBSCL được tạo ra từ các khoáng nghèo lân nên hàm lượng lân tổng

số và dễ tiêu nhìn chung được đánh giá là thấp

Các đất nghèo lân dễ tiêu nhất ở ĐBSCL là đất phèn, đất xám và đất cát Đất giàu lân dễ tiêu nhất là đất phù sa bồi hàng năm Đối với lân tổng số thì đất phù sa bồi hàng năm, đất mặn có lân tổng số cao nhất và thấp nhất là trên các loại đất phèn (TRần Thành Lập, 1990 Trích từ Ngô Thị Hồng Thắm và Trần Thị Mỹ Thanh, 2007)

Theo Đỗ Thị Thanh Ren (1999, Trích từ Ngô Thị Hồng Thắm và Trần Thị Mỹ Thanh, 2007) đất ở ĐBSCL có lân tổng số trung bình trên các nhóm đất chính là 0.06% Và hầu như không có sự biến động lớn trên các nhóm đất chính phù sa, phèn nhẹ, phèn nặng Trên nhóm đất phù sa nhiễm mặn có hàm lượng P tổng số khá cao là 0.0988%

Trên đất phèn, hàm lượng lân tổng số ở tầng mặt trong khoảng 0.07 P2O5 và giảm dần ở các tầng sâu 0.015 – 003 % (Nguyễn Thị Thanh Hồng, 2002) Trên một số loại đất ở ĐBSCL thì hàm lượng lân hữu cơ chiếm tỷ lệ 31 – 64 % lân tổng số, trên đất phèn là 34.43 %P tổng số Lân khoáng nằm chủ yếu ở dạng hợp chất lân với Al và Fe Đặc biệt, trên đất phèn nặng tỷ lệ này đạt đến 77.1 % (Đỗ Thị Thanh Ren, 1990 Trích

từ Ngô Thị Hồng Thắm và Trần Thị MỸ Thanh, 2007)

Lân trên nhóm đất phù sa là lân khoáng (chiến 72.5% so với lân tổng số) Trong đó

do hàm lượng chất hữu cơ trong nhóm đất này tương đối thấp ( Trần Thành Lập,1990 Trích từ Ngô Thị Hồng Thắm và Trần Thị MỸ Thanh, 2007)

Đất ở ĐBSCL có chỉ số lân dễ tiêu trung bình rất thấp 1.2mg (Bray 1)/100g đất so với đất trồng láu ở Châu Á có hàm lượng lân dễ tiêu trung bình là 3.8mg (Bray 1)/100g đất Đất nghèo lân là do pH thấp và chỉ có ở vùng ven sông thì hàm lượng lân dễ tiêu đạt mức cao nhất là 2.2 mg (Bray 1)/100g đất (Nguồn Kyuma, 1976 Trích từ Ngô Thị Hồng Thắm và Trần Thị MỸ Thanh, 2007)

Bảng 9: Sự biến động hàm lượng lân dễ tiêu trên các nhóm đất

Loại đất Hàm lượng P (dễ tiêu)(mg/100g đất)

1.9.2 Tình hình sử dụng phân lân cho đất ở ĐBSCL:

Theo ước tính trung bình hằng năm thì ở ĐBSCL có nhu cầu tiêu thụ hết 180000 tấn P2O5 (Chu Văn Hách, Phạm Sỹ Tân và ctv., 2005) Dạng phân nông dân sử dụng nhiều nhất là dạng NPK, super lân, DAP Một số chỉ sử dụng DAP trong suốt cả vụ hay dùng

để bón thúc cây con và đẻ nhánh, và khi bón đồng mới sử dụng phân NPK (thường là NPK 20-20-15, NPK 16-16-8) Nông dân thường sử dụng lân để bón lót trên đất phèn nhưng lượng phân bón lót không nhiều chỉ từ 100 đến 150 kg super lân, lân nung chảy hoặc lân đầu trâu Với lượng bón này thì chưa đủ cho nhu cầu dinh dưỡng cho cây và cải thiện môi trường đất (Phạm Anh Cường, 2005 trích từ Ngô Thị Hồng Thắm và Trần Thị Mỹ Thanh, 2007)

Thí nghiệm cuả Vũ Cao Thái và ctv, 1994 về bón phân lân cho đất lúa ở ĐBSCL cho rằng: đối với đất phù sa không chua bón lân không làm tăng năng suất lúa so với không bón lân, điều này cho thấy rằng cung cấp lân cho cây lúa từ đất này là rất lớn Nghiên cứu của Viện Lúa ĐBSCL (từ năm 1985 – 1994) thì trong vụ hè thu tùy theo chân đất và phương pháp làm đất, lân được khuyến cáo bón từ 40 – 60 kg P2O5 / ha Đối với đất phèn có diện tích khá lớn như ở Đồng Tháp Mười, trong những năm

1993 – 1994, nông dân sử dụng phân bón cho vụ Đông Xuân là 72 kg P2O5 /ha/vụ và

vụ Hè thu là 64 kg P2O5 /ha/vụ (Mai Thành Phụng, Nguyễn Văn Thạc, Nguyễn Đức

lân của nông dân trong vùng đã có nhiều cải thiện, lượng phân lân của nông dân bón trung bình trong vụ Đông Xuân là 64 kg P2O5 /ha/vụ Hè Thu là 65 kg P2O5/ha/vụ Như vậy, sau 10 năm sử dụng phân lân giảm có thể do mức độ phèn trong đất đã được cải thiện

Một kết quả điều tra ở Mộc Hóa, Long An (Ngô Thị Hồng Thắm và Trần Thị Mỹ Thanh, 2007) cho thấy đa số nông dân bón thừa lân trên đất xám và đất phù sa nhưng lại bón thiếu lân trên đất phèn Trên đất phèn nặng ở xã Tân Lập, lượng lân cần bón cho đất để ém phèn là 200 – 120 kg P2O5/ha/vụ nhưng trên thực tế người dân chỉ bón khoảng 84 – 89 kg P2O5/ha/vụ

Đối với đất phù sa và đất thịt ở Sóc Trăng, người dân sử dụng khoảng 66 kg P2O5/ha/vụ cho đa số các giống lúa phổ biến tại địa phương và năng suất đạt ở mức khá Trong vụ Hè Thu với các giống lúa có thời gian sinh trưởng từ 85 – 105 ngày, thì nông dân ở huyện Mỹ Xuyên đã sử dụng phân bón trên nhóm đất pha cát ít hơn trong

vụ Đông Xuân với lượng phân bón khoảng 57 kg P2O5/ha.vụ, năng suất đạt thấp hơn Theo kết quả điều tra của Phạm Anh Cường, 2005 thì tình hình sử dụng phân bón của một số hộ nông dân ở ĐBSCL cho thấy hàm lượng phân P người dân sử dụng trong vụ Đông Xuân cao hơn trong vụ Hè Thu 1.73% như vậy, trong vụ Đông Xuân nông dân vẫn đầu tư phân bón cao hơn để khai thác tiền năng năng suất

1.10 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ NGHIÊN CỨU TRƯỚC ĐÂY VỀ KHẢ

NĂNG ĐỆM VÀ CỐ ĐỊNH LÂN:

Một nghiên cứu của Võ Thị Gương, Tất Anh Thư, Nguyễn Khương Nhất Trung (bộ môn Khoa Học Đất, Khoa nông nghiệp & SHUD – Đại Học Cần Thơ) về khả năng đệm lân trong đất đáy ao nuôi Artermia tại Vĩnh Châu Sóc Trăng cho rằng: ở đất ao có lượng hữu cơ thấp, có nhiều đốm rỉ sắt, sự hấp phụ lân cao hơn so với các ao giàu hữu

cơ, ít đốm rỉ sắt đất giàu hữu cơ, giàu Ca trao đổi và Ca hòa tan có khả năng đệm P đạt trị số cao nhất

Trong nghiên cứu lượng lân hấp phụ và đạt giá trị cao nhất là ở nồng độ từ 9 – 12 ppm trong dung dịch với 88 – 95 % P thêm vào hệ thống bị hấp phụ

Đối với ao nuôi Artermia, đất đáy ao giàu dinh dưỡng, giàu chất hữu cơ, giàu Ca,

Mg, ít Fe thì có khả năng hấp phụ lân thấp, đồng thời khả ngăng đệm lân cao, trong điều kiện đất khử, lân được phóng thích ở dạng lân hữu dụng cao để góp phần tạo nên tình trạng tảo phát triển mạnh (algal bloom) gây hại cho Artermia

Ao nuôi Artermia tại trại Vĩnh Châu được bón phân lân cho 1 ha với mực nước sâu

trong dung dịch là 2.6 – 14.2 ppm Khoảng nồng độ này là khoảng hấp phụ lân cao từ 74% - 95% lân thêm vào Hiện nay chưa có kết quả nghiên cứu nồng độ lân trong nước nào thích hợp cho sự phát triển của tảo nếu có số liệu này thì dựa trên cở sở hấp phụ lân của đất và khả năng đệm lân có thể tính toán lượng phân phù hợp cần được bón vào

để đạt được nồng độ lân thích hợp cho tảo

Một cách khái quát, khả năng hấp phụ lân và khả năng đệm lân của đất đáy ao nuôi Artermia là thấp so với đất nông nghiệp điều này phù hợp với kết quả nghiên cứu của Udo et al., (1984) trên đất mặn tại Nigeria sự hấp phụ lân thấp chỉ đạt 130 mgP/kg đất Thông qua quá trình tính toán xác định sự hấp phụ lân và khả năng đệm lân có thể

là bước đầu cơ bản cho nghiên cứu tiếp theo về nồng độ lân và tỉ lệ N/P trong ao thích hợp cho sự phát triển của các loài tảo có lợi đồng thời điều chỉnh lượng phân vô cơ cho phù hợp