Xác định một số chỉ tiêu về thổ nhưỡng, hàm lượng một số nguyên tố vi lượng mn, cu, zn, mo và các nguyên tố đất hiếm trong đất ngập mặn ở xã hộ độ và xã thạch hạ tỉnh hà tĩnh, đề xuất phương án sử dụng

Vì vậy, nghiên cứu về thổ nhưỡng vùng đất này, đặc biệt nghiên cứu về thổ nhưỡng, các nguyên tố vi lượng dinh dưỡng và đất hiếm trong đất ngập mặn ở Thạch Hạ và Hộ Độ, đề xuất phương án

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN QUỐC THẮNG

Học viên thực hiện: PHAN THỊ HƯƠNG

NGHỆ AN, 2014

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:

-Thầy giáo PGS.TS Nguyễn Quốc Thắng – đã giao đề tài, tận tình

hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

- Cô giáo PGS.TS Phan Thị Hồng Tuyết và thầy giáo PGS.TS Nguyễn Khắc Nghĩa đã dành nhiều thời gian đọc và viết nhận xét cho luận

văn

- Phòng Đào tạo Sau đại học, Ban chủ nhiệm khoa Hoá học cùng các thầy giáo, cô giáo thuộc Bộ môn Hóa vô cơ khoa Hoá học trường ĐH Vinh

đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi hoàn thành luận văn này

Tôi cũng xin cảm ơn tất cả những người thân trong gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn này

Tp Vinh, tháng 11 năm 2014

Phan Thị Hương

MỤC LỤC

MỤC LỤC 4

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN 3

1.1 Sơ lược về đất ngập mặn và nhiễm mặn 3

1.1.1 Xâm nhập mặn ở Việt Nam 3

1.1.2 Đất mặn và đất chua mặn 5

1.1.3 Nhóm đất mặn 5

1.1.3.1 Diện tích và phân bố 5

1.1.3.2 Phân loại và mô tả đặc tính và tính chất chính của đất 6

1.1.4 Nhóm đất phèn (đất chua mặn) 8

1.2 Rừng ngập mặn 10

1.3 Vài nét về vùng nghiên 13

1.3.1 Đất ngập mặn ở Hà Tĩnh 13

1.3.2 Thổ nhưỡng xã Hộ Độ và xã Thạch Hạ 14

1.3.2.1 Hộ Độ 14

1.3.2.2 Thạch Hạ 15

1.4 Tầm quan trọng của đất và một số chỉ tiêu dinh dưỡng trong đất trồng trọt 17

1.4.1 Tầm quan trọng của đất 17

1.4.2 Dạng tồn tại của Mo, Mn, Zn, Cu trong đất và chức năng sinh lý của chúng đối với cây trồng 17

1.4.2.1 Nguyên tố Cu 18

1.4.2.2 Nguyên tố kẽm 21

1.4.2.3 Nguyên tố Mangan 24

1.4.2.4 Nguyên tố molipden 26

1.4.3 Dạng tồn tại của nguyên tố đất hiếm trong đất và chức năng sinh lý của chúng đối với cây trồng 28

1.4.3.1 Dạng tồn tại 28

1.4.3.2 Chức năng sinh lý 29

1.5 Các phương pháp nghiên cứu 31

1.5.1 Các phương pháp chung 31

1.5.2 Phương pháp phân tích kích hoạt nơtron 31

1.5.3 Phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa theo TCVN 6496-1999 33

1.5.4 Phương pháp UV-ViS 34

1.5.4.1 Định luật Lambert – Beer 34

1.5.4.2 Kỹ thuật định lượng bằng phổ UV- ViS 36

Chương 2: THỰC NGHIỆM 38

2.1 Phương pháp thu và xử lý mẫu 38

2.1.1 Thu mẫu 38

2.1.2 Xử lý mẫu 39

2.2 Hoá chất , dụng cụ , máy móc 39

2.2.1 Hoá chất 39

2.2.2 Dụng cụ, máy móc 39

2.3 Pha chế dung dịch phân tích 39

2.3.1 Dung dịch muối Morh 0,2N 39

2.3.2 Dung dịch K 2 Cr 2 O 7 0,4N 40

2.3.3 Thuốc thử điphenylamin 40

2.3.4 Một số hoá chất khác 40

2.3.5 Điều chế dung dịch gốc và dung dịch tiêu chuẩn của Cu 40

2.4 Xác định một số chỉ tiêu chung của đất 41

2.4.1 Xác định thành phần cấp hạt của đất 41

2.4.1.1 Thiết bị thí nghiệm 41

2.4.1.2 Tiến hành thí nghiệm 41

2.4.2 Xác định độ ẩm trong đất 41

2.4.2.1 Nguyên tắc 41

2.4.2.2 Thiết bị 42

2.4.2.3 Quy trình phân tích 42

2.4.3 Xác định tổng khoáng trong đất 42

2.4.4 Xác định tổng lượng mùn của đất bằng phương pháp Chiurin 43

2.4.4.1 Nguyên tắc 43

2.4.4.2 Quy trình phân tích 44

2.4.5 Phương pháp xác định tỉ trọng của đất theo TCVN 4195-199 45

2.4.6 Phương pháp xác định độ xốp (khối lượng thể tích) bằng phương pháp dao vòng theo TCVN 4202-1995 46

2.5 Xác định tổng số vi lượng Cu theo TCVN 6496-1999, Mo theo TCN-STPT 1999 47

2.5.1 Xác định hàm lượng đồng theo TCVN 6496:1999 47

2.5.2 Xác định Mo theo TCN – STPT 1999 47

2.6 Xác định tổng số vi lượng Zn, Mn và các nguyên tố đất hiếm trong đất bằng phương pháp kích hoạt nơtron 48

2.6.1 Nguyên tắc chung 48

2.6.2 Thiết bị thí nghiệm, hóa chất 48

2.6.3 Quá trình thí nghiệm 49

Chương 3 THẢO LUẬN KẾT QUẢ 51

3.1 Về thành phần cấp hạt 51

3.2 Độ ẩm 53

3.3 Tổng khoáng 53

3.4 Tổng mùn 54

3.5 Tỷ trọng, độ xốp 54

3.6 Về các nguyên tố vi lượng 55

3.7 Về hàm lượng các nguyên tố đất hiếm 55

3.8.Nhận xét về sử dụng vùng đất nghiên cứu 58

KẾT LUẬN 59

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

Bảng 1.3: Khoảng tối thích và ngưỡng giới hạn (mg/kg) của Zn

trong cây lúa

Bảng 1.4: Khoảng tối thích và ngưỡng giới hạn của Mn (mg/kg)

trong cây lúa

Bảng 3.1: Thành phần cấp hạt của mẫu đất 1

Bảng 3.2: Thành phần cấp hạt của mẫu đất 2

Bảng 3.3: Thành phần cấp hạt của mẫu đất 3

Bảng 3.4: Độ ẩm trong các mẫu đất

Bảng 3.5: Tổng khoáng trong các mẫu đất

Bảng 3.6: Tổng lượng mùn trong các mẫu đất

Bảng 3.7: Một số chỉ tiêu cơ bản của đất

Bảng 3.8: Hàm lượng một số nguyên tố vi lượng Cu và Mo

Bảng 3.9: Hàm lượng một số nguyên tố vi lượng và đất hiếm

Bảng 3.10: hàm lượng nguyên tố vi lượng và nguyên tố đất hiếm ở

đất nhiễm mặn trồng lúa MỘT BỤI ĐỎ ở huyện Hồng Dân, tỉnh Bạc

Liêu

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Sơ đồ vùng nghiên cứu của đề tài

Hình 2.1 Quang cảnh vùng lấy mẫu

MỞ ĐẦU

Thạch Hạ thuộc thành phố Hà Tĩnh và Hộ Độ thuộc huyện Lộc Hà là hai xã của tỉnh Hà Tĩnh có vị trí gần biển Đông, có hệ thống sông ngòi bao quanh, đất ngập mặn chiếm diện tích khá lớn Nhà nước cũng đã có những chính sách đầu

tư nhất định để ổn định rừng ngập mặn, rừng phòng hộ và nghiên cứu khai thác vùng đất này nhưng hiệu quả chưa cao và sự đầu tư cũng chưa nhiều Vì vậy,

nghiên cứu về thổ nhưỡng vùng đất này, đặc biệt nghiên cứu về thổ nhưỡng, các nguyên tố vi lượng dinh dưỡng và đất hiếm trong đất ngập mặn ở Thạch Hạ và

Hộ Độ, đề xuất phương án sử dụng là hướng nghiên cứu cần thiết và có ý nghĩa

Ở Việt Nam, đã có các kết quả nghiên cứu và thử nghiệm trên đất nhiễm mặn, ngập mặn chưa nhiều, chưa được quan tâm đúng mức Hiện nay một số tỉnh như Thành phố Hồ Chí Minh, Khánh Hòa, Cà Mau, Nam Định … đang có những đề tài khoa học đi theo hướng này và áp dụng để khôi phục rừng ngập mặn của địa phương Đặc biệt tỉnh Bạc Liêu đã sử dụng đất ngập mặn trung bình

để sản xuất lúa MỘT BỤI ĐỎ thu được kết quả tốt[15]

Ở Hà Tĩnh vấn đề nghiên cứu thổ nhưỡng đất ngập mặn còn rất ít ỏi, hiện chỉ có một đề tài về hướng này đang bắt đầu triển khai ở Hà Tĩnh

Vì vậy, chúng tôi chọn đề tài: "Xác định một số chỉ tiêu về thổ nhƣỡng, hàm lƣợng một số nguyên tố vi lƣợng Mn, Cu, Zn, Mo và các nguyên tố đất

hiếm trong đất ngập mặn ở xã Hộ Độ và xã Thạch Hạ tỉnh Hà Tĩnh, đề xuất phương án sử dụng" làm nội dung khoa học cho luận văn cao học thạc sĩ

Đề tài này được đặt ra là cần thiết vì nó vừa mang ý nghĩa khoa học vừa mang tính thực tiễn, đáp ứng yêu cầu của thực tế ở Hà Tĩnh Đặc biệt là kết quả của đề tài có thể là tài liệu để cơ quan chức năng tham khảo, từ đó có thể trồng các loại cây thích hợp với từng vùng đất góp phần sử dụng một cách có hiệu quả nhất các vùng đất ngập mặn và nhiễm mặn ở các địa phương trên

Thực hiện đề tài này chúng tôi giải quyết các vấn đề sau:

1 Lấy mẫu, xử lý mẫu

2 Xác định một số chỉ tiêu cơ bản của đất ngập mặn như: Cấp hạt, tỷ trọng, độ xốp, tổng mùn, tổng khoáng, độ ẩm

3 Xác định tổng số vi lượng Cubằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử

4 Xác định Mo bằng phương pháp phổ tử ngoại – khả kiến

5 Xác định Zn, Mn và các nguyên tố đất hiếm trong đất bằng phương pháp kích hoạt nơtron

6 So sánh và lí giải kết quả phân tích giữa mẫu cần phân tích

7 So sánh với kết quả nghiên cứu ở vùng đất khác, so sánh kết quả của luận văn với kết quả trong tài liệu tham khảo

8 Rút ra kết luận, nhận xét cần thiết

Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 Sơ lược về đất ngập mặn và nhiễm mặn

1.1.1 Xâm nhập mặn ở Việt Nam[44]

Sự xâm nhập mặn do nước biển dâng được giải thích là do mùa khô, nước sông cạn kiệt khiến nước biển theo các sông, kênh dẫn tràn vào gây mặn Hiện tượng tự nhiên này xảy ra hằng năm và do đó có thể dự báo trước Nhưng bên cạnh đó, những vùng đất ven biển cũng có nguy cơ nhiễm mặn do thẩm thấu hoặc do tiềm sinh

Với vùng ven biển cấu tạo địa chất là những cồn cát lớn, bùn phù sa lấp đầy

ở dạng mềm như đồng bằng châu thổ sông Hồng, sông Cửu Long, chứa đựng nhiều thấu kính cát có khả năng mao dẫn, tạo điều kiện cho nước biển xâm nhập vào đất liền

Còn tại những nơi có nguồn gốc là vùng sình lầy ven biển, trong quá trình khai hoang lấn biển biến thành vùng ngọt hóa để trồng lúa, đất và keo sét của vùng này giữ hàm lượng muối nhất định.Khi đắp đê, vùng sình lầy sẽ bị tù hóa, chuyển từ môi trường có mặn tiềm sinh thành môi trường bị ôxy hóa Như vậy, lượng muối vẫn tồn tại đã chuyển sang bốc hơi lên bề mặt Bài học lịch sử cho trường hợp này có thể thấy là vùng chiêm trũng Hà Nam

Trong từng vùng cụ thể, xâm nhập mặn có thể do một nhóm hoặc cả ba nhóm nguyên nhân nêu trên Ở châu thổ sông Hồng và sông Cửu Long, quá trình ngọt hóa ven biển diễn ra rất nhanh, lượng nước ngọt từ sông Hồng và sông Cửu Long đổ ra biển lớn nên tương tác xảy ra theo xu hướng nghiêng về phía sông Nước biển xâm nhập vào sông Hồng sâu 15-16 km, có nơi chỉ sâu 6 km Ngược lại, những vùng bờ biển có cấu trúc cửa sông rộng, hình phễu thì sự tương tác

nghiêng về phía biển và khả năng xâm nhập mặn cao Tại cửa sông Bạch Đằng, nước biển xâm nhập vào sâu tới gần Phả Lại, cách bờ biển 56 km Trong khi đó, mặc dù là vùng rất sâu nhưng tứ giác Long Xuyên bị nhiễm mặn theo hai cơ chế thẩm thấu và tiềm sinh

Nguyên nhân khách quan là do biến đổi khí hậu, nhiệt độ và nước biển dâng cao Theo kịch bản, thấp nhất vào năm 2020 vùng đồng bằng bắc bộ nhiệt độ tăng 0,60C, lượng mưa về mùa khô giảm ở hầu hết các vùng khí hậu nước ta và lượng mưa thời kỳ từ tháng 3 đến tháng 5 sẽ giảm từ 3 – 6% Nghiên cứu về kịch bản thấp nhất nước biển dâng vào năm 2020 cho thấy mực nước biển dâng cao hơn 0,11m Ngoài ra còn do tính phức tạp của dòng chảy sông ở hạ du về mùa kiệt và nhu cầu dùng nước của các ngành kinh tế tăng cao làm cho xâm nhập mặn ngày càng lấn sâu về thượng nguồn

Xâm nhập mặn là một vấn đề lớn ở Việt Nam và nó có xu hướng trầm trọng hơn trong tương lai do mực nước biển dâng và nguồn nước từ thượng nguồn suy giảm

Nhiều nơi xâm mặn đã vào sâu tới 55 - 60km, ảnh hưởng đến hàng vạn hecta gieo trồng, tác động xấu đến đời sống nông dân vùng duyên hải

Đất mặn là đất chứa lượng muối hoà tan từ 0,3 đến hơn 1% Việc dư thừa muối NaCl, Na2SO4 trong đất đã làm tăng áp suất thẩm thấu của dung dịch đất

Độ mặn của đất ảnh hưởng đến đến các hoạt động sinh lý của cây như sự trao đổi nước, sự tổng hợp xytokinin bị ngừng ảnh hưởng đến sinh trưởng của các cơ quan trên mặt đất, sự hút khoáng, trong đó có phốt pho của rễ cây bị ức chế, làm cho cây thiếu phốt pho nên quá trình phosphoryl hoá bị kìm hãm và cây thiếu năng lượng, sự vận chuyển và phân bố các chất đồng hoá trong mạch libe

bị kìm hãm nên các chất hữu cơ không đi vào cơ quan dự trữ mà tích luỹ ngay trong lá, sự dư thừa các ion trong đất làm rối loạn tính thấm của màng nên không

thể kiểm tra được các chất đi qua màng tế bào, rò rỉ các ion ra ngoài Quá trình trao đổi chất, đặc biệt là trao đổi protein bị rối loạn, dẫn đến tích lũy các axit amin và amit trong cây, sự ức chế sinh trưởng của cây khi bị mặn là đặc trưng rõ rệt nhất Trong đất mặn, các thực vật kém chịu mặn ngừng sinh trưởng do các chức năng sinh lý bị kìm hãm Nồng độ muối càng cao thì kìm hãm sinh trưởng càng mạnh

Tuỳ theo mức độ mặn và khả năng chống chịu mà cây có thể bị chết hoặc giảm năng suất nhiều hay ít

1.1.2 Đất mặn và đất chua mặn [41]

Đất mặn và đất chua mặn thường phân bố ở vùng ven biển từ Thanh Hóa đến Thừa Thiên Huế (Hà Tĩnh nằm trong khu vực này) Hầu hết đất mặn và đất chua mặn được sử dụng để trồng lúa và trồng cói Một số diện tích đất có thành phần cơ giới nhẹ và địa hình tương đối cao, người ta trồng khoai lang, lạc, dưa hấu Ruộng gần làng thường được đắp thành gò cao để trồng rau, trồng dâu, đất trũng có nước thường trồng lúa Một số diện tích bãi phù sa cửa sông, ven biển trồng sú, vẹt, đước

Địa hình vùng ven biển nhìn chung thấp Độ cao so với mực nước biển chừng 0,3-2 m Mực nước ngầm đất ven biển nông và có độ mặn lớn nên việc sử dụng và cải tạo đất mặn gặp nhiều khó khăn

1.1.3 Nhóm đất mặn [41, 46]

1.1.3.1 Diện tích và phân bố

Nhóm đất mặn ở Việt Nam có diện tích 971.356 ha (nguồn Đất Việt Nam, 2000), chiếm khoảng 3% diện tích tự nhiên của cả nước và được phân bố chủ

yếu ở các tỉnh vùng đồng bằng Nam Bộ như Bạc Liêu, Cà Mau, Kiên Giang, Trà Vinh, Bến Tre và ở các tỉnh ven biển vùng đồng bằng Bắc Bộ như Quảng Ninh, Hải Phòng,Thái Bình, Nam Ðịnh, Ninh Bình và Thanh Hóa Ngoài ra còn một số diện tích đất mặn nội địa phân bố ở Ninh Thuận, Bình Thuận được xếp là đất mặn kiềm

1.1.3.2 Phân loại và mô tả đặc tính và tính chất chính của đất

Ðể phân loại đất mặn có một số phương pháp phân loại khác nhau Theo phân loại phát sinh đất mặn được phân chia dựa vào tổng số muối tan chủ yếu là muối Cl-

và SO42- Theo phân loại của FAO- UNESCO người ta dựa vào độ dẫn điện của dung dịch đất và tỷ lệ muối tan (%) Ngoài ra một số tác giả còn phân loại dựa trên cơ sở các dạng ion của muối tan (Cl-

, SO42−, CO32-, Na+, Mg2+ kết hợp với thành phần cơ giới Dưới đây là cách phân loại đất mặn theo FAO- UNESCO ở Việt Nam

Nhóm đất mặn ven biển được phân chia ra các đơn vị sau:

 Ðất mặn sú vẹt đước

 Ðất mặn nhiều

 Ðất mặn trung bình và ít

 Ðất mặn kiềm

- Ðất mặn sú, vẹt, đước - Gleyi Salic Fluvisols (FLsg)

Loại đất này có diện tích khoảng 180.000 ha, phân bố tập trung chủ yếu ở ven biển đồng bằng Nam Bộ như Cà Mau, Bến Tre Ðất mặn sú, vẹt, đước còn chịu ảnh hưởng trực tiếp của nước biển khi thủy triều dâng, đất thường ở dạng bùn lỏng, lầy hoặc cát rất mặn, pH trung tính đến kiềm Quần hợp của rừng sú, vẹt, đước phát triển tùy thuộc vào độ dày, độ chặt của đất, độ mặn và chu kì ngập mặn

Hàm lượng mùn trong đất cao do tàn tích thực vật tích lũy nhiều, hàm lượng N% từ khá đến giàu P2O5% số trung bình, K2O% khá đến giàu, cation trao đổi trung bình đến khá Vấn đề hạn chế lớn nhất trong sử dụng đất ở đây là độ mặn của đất quá cao và thường bị ngập nước thủy triều nên đất này chỉ có thể sử dụng cho sản xuất lâm nghiệp phát triển diện tích rừng sú, vẹt, đước

Đất mặn sú, vẹt, đước được sử dụng nuôi trồng thủy sản, trồng rừng chắn gió, chắn sóng, cung cấp củi, gỗ Rừng ngập mặn còn góp phần cố định đất bồi

tụ Quá trình lắng đọng phù sa sẽ làm cho đất cao dần lên, chặt và ổn định, sau

đó sẽ thoát khỏi ảnh hưởng trực tiếp của thủy triều, đất sẽ giảm mặn dần và người ta có thể quai đê lấn biển, rửa mặn để sử dụng vào mục đích trồng trọt các loại cây trồng nông nghiệp

- Ðất mặn nhiều - Hapli Salic Fluvisols (FLsh)

Diện tích khoảng gần 300.000 ha Phân bố tập trung ở ven biển đồng bằng Bắc Bộ như Thái Bình, Nam Ðịnh, Ninh Bình và đồng bằng Nam Bộ như Tiền Giang, Trà Vinh, Bạc Liêu, Cà Mau Ðất mặn nhiều thường có tổng số muối tan

> 1%, trong đó lượng Cl- > 0,25% và độ dẫn điện EC thường lớn hơn 4 dS/cm ở

25oC Ðất mặn nhiều thường chứa các chất dinh dưỡng từ mức trung bình đến khá Ðất mặn ở Nam Bộ thường có thành phần cơ giới nặng từ sét đến limon hay thịt pha sét Ðất mặn ở miền Bắc thường có thành phần cơ giới trung bình, ở độ sâu 50- 80 cm thường gặp lớp cát xám xanh và có xác vỏ sò, ốc biển

- Ðất mặn trung bình và ít - Molli Salic Fluvisols (FLsm)

Diện tích đất mặn trung bình và ít có khoảng 700.000 ha trong đó có tới 75% diện tích này tập trung ở đồng bằng sông Cửu Long Phân bố tiếp giáp đất phù sa, bên trong vùng đất mặn nhiều, đại bộ phận ở địa hình trung bình và cao ít

bị ảnh hưởng của thủy triều.Kết quả phân tích nhiều mẫu đất mặn trung bình và

ít cho thấy: mức độ Cl- < 0,25% và EC < 4 mS/cm Ðất có phản ứng trung tính ít

chua pHKCl: 6- 8, càng xuống sâu pH càng có chiều hướng tăng do nồng độ muối cao hơn, tỷ lệ Ca2+/

Mg2+ < 1

Nhìn chung về tính chất nông hóa đất mặn trung bình và ít có có hàm lượng mùn, đạm trung bình (N%: 0,09- 0,18%), lân tổng số ở mức trung bình đến nghèo (P2O5%: 0,05- 0,17%) và kali trung bình đến giàu (K2O%: 1,5- 2,5%) Tuy nhiên đất có hàm lượng lân dễ tiêu nghèo đến rất nghèo; Nhìn chung các tính chất nông hóa của đất mặn có sự thay đổi khá rõ tùy theo từng khu vực, tuy nhiên về mặt sử dụng thì các tính chất nông hóa thông thường không phải là yếu

tố quyết định mà hàm lượng muối và thành phần muối mới là những yếu tố chi phối chính vì đất có giàu mùn và N, P, K cao đến mấy song cũng không có khả năng sử dụng nếu như đất ở đấy có hàm lượng muối tan cao

- Đất mặn kiềm

Diện tích khoảng 200 ha Phân bố ở một số vùng thuộc tỉnh Ninh Thuận, Bình Thuận với diện tích nhỏ Trong đất mặn loại này có chứa nhiều Na2CO3 và NaHCO3 đất có pH khá cao (pH >8), nhân dân địa phương gọi là đất Cà giang do trên loại đất này có loại cây cà giang có khả năng chịu mặn tốt vẫn phát triển được ở đây

1.1.4 Nhóm đất phèn (đất chua mặn) [41, 46]

Đất phèn ở Việt Nam có khoảng 2 triệu ha, chiếm trên 6,5% diện tích đất tự nhiên toàn quốc Phân bố tập trung nhiều nhất ở đồng bằng Nam Bộ, trong các tỉnh Long An, Ðồng Tháp, An Giang, Kiên Giang, Cần Thơ, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau ở đồng bằng Bắc Bộ có một số ít diện tích ở Hải Phòng, Thái Bình ngoài ra còn gặp rải rác ở một số tỉnh thuộc miền Trung

Ðất phèn thường được hình thành và phát triển ở những vùng địa mạo đầm lầy, rừng ngập mặn, cửa sông có địa hình trũng, khó thoát nước Do sản phẩm

bồi tụ phù sa kết hợp với vật liệu sinh phèn (xác sinh vật chứa nhiều lưu huỳnh)

và muối phèn Thực vật tự nhiên ở đây chủ yếu là những cây ưa nước có muối như ôrô, cỏ năn, cỏ lác, cỏ gà nước Những diện tích đang được canh tác chủ yếu trồng lúa, cói và một số loại hoa màu khác song năng suất nói chung còn thấp do đất chua mặn

Về vị trí so với đất mặn, nhìn chung đất phèn nằm sâu vào đất liền hơn Ở đồng bằng sông Cửu Long đất phèn có sự xen kẽ rất phức tạp với đất mặn và đất phù sa Trong đất xảy ra các quá trình mặn hóa, chua hóa, glây và sét hóa làm cho đất có thành phần cơ giới nặng.Tuy nhiên trong đất phèn hai quá trình mặn hóa và chua hóa diễn ra rất mạnh và chúng quyết định các đặc tính của đất phèn

Đất phèn được hình thành do trong đất có chứa một số lượng muối tan nhất định như muối NaCl, Na2SO4 Các muối này có nguồn gốc từ nước biển, trải qua thời gian lượng muối NaCl đã giảm nhờ tính hòa tan cao, còn lại muối

Na2SO4 được tích lại ở đất phèn Trong đất phèn do ion Cl- dễ bị rửa trôi trong khi ion SO42-lại thường xuyên được bổ sung, tích lũy bởi quá trình phèn hóa trong qua trình phân hủy các xác hữu cơ (sú, vẹt, đước) do đó tỷ lệ Cl-

/ SO4 2-

< 1 Hàm lượng Cl-

và SO4

có chiều hướng tăng dần theo chiều sâu phẫu diện

Trong quá trình sống các loại cây này hấp thụ và tích lũy S ở dạng hữu cơ, sau khi chết đi xác của chúng được phân giải ở điều kiện yếm khí, các hợp chất chứa lưu huỳnh bị biến đổi thành S2-

chủ yếu ở dạng pyrite (FeS2) và sunphua hydro (H2S), hợp chất FeS2 trong đất khi gặp điều kiện oxy hóa chúng sẽ biến đổi tạo ra SO42-

Các độc chất trong đất phèn hoạt động chủ yếu là hợp chất chứa sắt (Fe), nhôm (Al) và sulfat (SO4

) Tuy nhiên, không phải bất cứ lúc nào tất cả các hợp chất này đều gây độc cho thực vật và thủy sinh vật trên vùng đất phèn mà nó tùy

2-thuộc vào môi trường đất vốn thay đổi theo mùa hoặc do bởi những yếu tố tác động khác

1.2 Rừng ngập mặn[14, 43]

Rừng ngập mặn là rừng nhiệt đới ven biển, có vai trò bảo vệ bờ biển chống lại xói mòn do gió bão thường xảy ra ở vùng ven biển nhiệt đới Những nghiên cứu gần đây nhất cho thấy rằng rừng ngập mặn góp phần gia tăng sản lượng của nhiều quần thể thủy sinh vật sống gần dãy san hô ngầm (Mumby et al., 2004) Rừng ngập mặn còn cung cấp chất hữu cơ và dinh dưỡng như chất đạm và lân cho vùng ven biển từ sự phân hủy của vật rụng, từ đây hình thành chuỗi thức ăn

từ những mảnh vỡ vụn của vật rụng, và chuỗi thức ăn này là nguồn dinh dưỡng quan trọng cho các loài thủy sản ven biển (Alongi, 1990; Alongi et al.,1989) Do vậy, vai trò của rừng ngập mặn đối với hệ sinh thái ven biển chính là nơi cung cấp thức ăn cho các loài thủy sản nhất là tôm và cá, và chắc chắn rằng sản lượng khai thác thủy sản tại đây phụ thuộc vào diện tích rừng ngập mặn trong vùng Ngoài ra rừng ngập mặn còn có những vai trò quan trọng như:

Rừng ngập mặnlà ―lá phổi xanh‖ rất quan trọng trong việc làm giảm thiểu

ô nhiễm môi trường, nó giúp tiêu thụ một lượng đáng kể các khí thải độc hại và làm tăng lượng Oxi cho chúng ta Nhằm giúp giảm bớt hiện tượng nóng lên của trái đất và ngăn ngừa tình trạng dâng lên của nước biển gây ảnh hưởng đến đời sống của những người dân ven biển

Rừng ngập mặn đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa khí hậu, cung cấp chất hữu cơ để tăng năng suất nuôi trồng, phát triển kinh tế vùng ven biển Rừng ngập mặn ổn định bờ biển và thúc đẩy quá trình bồi đắp phù sa, phân tán bớt năng lượng của sóng, gió và thuỷ triều Giúp bảo vệ động vật khi nước triều lên cao và sóng lớn ví dụ nhiều loài động vật sống trong hang hoặc trên mặt

bùn khi điều kiện thời tiết bất lợi, nước triều cao, sóng lớn đã trèo lên cây để tránh sóng như cá Lác, các loại Còng, Cáy, Ốc Giúp cho tính đa dạng trong hệ sinh thái rừng ngập mặn tương đối ổn định

Nhờ bộ rễ nó còn giúp cản các loài trầm tích lắng đọng, giữ hoa lá, cành rụng trên mặt bùn và phân hủy tại chỗ giúp tăng chất dinh dưỡng cho đất

Tóm lại, rừng ngập mặn có vai trò hết sức to lớn đối với tự nhiên Vì vậy, bảo vệ rừng ngập mặn là nhiệm vụ quan trọng trong mỗi con người chúng ta Rừng ngập mặn đóng một vai trò quan trọng đối với cuộc sống của hàng triệu người dân nghèo ven biển Việt Nam Rừng ngập mặn cung cấp cho con người rất nhiều hàng hoá và dịch vụ môi trường Rừng ngập mặn được sử dụng làm củi đốt, vật liệu làm nhà ở nông thôn, và quan trọng đây chính là nơi sinh sản, nuôi dưỡng, và nó đem lại lợi nhuận kinh tế rất cao, cung cấp nguồn hải sản phong phú để sử dụng trong nước và xuất khẩu (Lee, 1995; Rasolofo, 1997; Slim

et al., 1997; Athithan & Ramadhas, 2000)

Ngoài ra, có thểthu nhập từ các nguồn khác như: nuôi ong lấy mật, bán cây giống, khai thác măng tre, khai thác gỗ cốp pha từ cây phi lao và số lượng lớn than củi… Trong số 51 loại cây rừng có 30 loài cung cấp gỗ, củi, than, 14 loại cung cấp tannin, 24 loài có thể sử dụng làm phân xanh nông nghiệp, 15 loài có thể làm thuốc nam, 21 loài có thể dùng nuôi ong và 1 loài có thể dùng làm đường, sáp (Phan Nguyên Hồng, 1999)

Mặt khác, rừng ngập mặn là nguồn tài nguyên du lịch sinh thái hết sức quý giá Tại Việt Nam, những năm gần đây khách du lịch ngày càng có xu hướng tìm đến tham quan, nghiên cứu các khu rừng ngập mặn, theo đó, nguồn lợi ngành Du lịch thu được từ hệ sinh thái này cũng tăng lên Rừng ngập mặn thực sự trở thành đối tượng tiềm năng đối với hoạt động khai thác phát triển du lịch nói riêng, kinh

tế - xã hội nói chung

Theo báo cáo của Ủy ban Liên quốc gia (IPCC) thuộc Liên hợp quốc sự nóng lên toàn cầu cho biết nhờ vai trò quan trọng của rừng ngập mặn như việc lọc sinh học trong việc xử lý chất thải Ngoài ra nó còn có tác dụng xử lý chất dinh dưỡng từ đất liền và giữ vai trò vùng đệm chống lại các dòng chảy ô nhiễm,

vì thế cho đến nay các hiện tuợng biến đổi khí hậu như hiệu ứng nhà kính, băng tan đã giảm đi một phần đáng kể

Theo nhóm khảo sát của GS.TSKH Phan Nguyên Hồng (Trung tâm Nghiên cứu hệ sinh thái rừng ngập mặn, ĐH Sư Phạm Hà Nội) cho thấy độ cao sóng biển giảm mạnh khi đi qua dải rừng ngập mặn với mực biến đổi từ 75% đến 85%

từ 1,3m xuống 0,2m - 0,3m

Tương tự, đợt sóng thần khủng khiếp ngày 26-12-2004 hơn 2 triệu người ở

13 quốc gia Châu Á và Châu Phi bị thiệt mạng, mất tích và bị thương, môi trường bị tàn phá nặng nề, nhưng kết quả khảo sát của IUCN (Hiệp hội Bảo tồn thiên nhiên thế giới) và UNEP (Chương trình Môi trường thế giới) cùng các nhà khoa học cho thấy, những làng xóm ở phía sau ―bức tường xanh‖ rừng ngập mặn với băng rừng rộng gần như còn nguyên vẹn vì năng lượng sóng đã được giảm từ 50% đến 90%, nên thiệt hại về người rất thấp hoặc không bị tổn thất… Cụ thể như rừng ngập mặn ở Ấn Độ, khoảng từ làng xóm ra bờ biển 1km so với nơi không có rừng ngập mặn thiệt hại giảm 50%-80% Theo số liệu của Chi cục bảo

vệ đê điều và phòng chống lụt bão thành phố Hải Phòng, trước đây chi phí tu bổ

đê điều trung bình hằng năm là 5 triệu đồng/ mét dài nhưng kể từ khi có rừng ngập mặn bảo vệ phía ngoài đê chi phí này đã giảm xuống còn 1,2 triệu đồng/mét dài

Tóm lại, qua những nguyên cứu trên ta thấy được vai trò quan trọng của hệ sinh thái rừng ngập mặn Vì vậy bảo vệ được hệ sinh thái này là bảo vệ được độ

ổn định, cân bằng của cả hệ thống kinh tế và hệ thống môi trường trong quá trình phát triển khu vực

1.3 Vài nét về vùng nghiên cứu

1.3.1 Đất ngập mặn ở Hà Tĩnh[34]

Theo Báo cáo tổng hợp số liệu đất nhiễm mặn của Hà Tĩnh do sở KH&CN

Hà Tĩnh cung cấp được chỉ ra ở bảng 1.1 Đất mặn Hà Tĩnh được phân bố ở các huyện ven biển như Nghi Xuân, Can Lộc, Lộc Hà, Cẩm Xuyên, Kì Anh và một phần nhỏ thuộc thành phố Hà Tĩnh

DiÖn tÝch (ha)

Tû lÖ (%)

II M §Êt mÆn FLs Salic Fluvisols 5593 0.92

Hộ Độ có 54,73 ha rừng, chiếm 8,4% diện tích tự nhiên của xã, đây là rừng phòng hộ (ngập mặn) góp phần trong việc phòng chống bão lụt, giảm nhẹ thiên tai, là tiềm năng, lợi thế to lớn cần được phát huy, khai thác có hiệu quả Trong những năm qua mặc dù trong điều kiện còn nhiều khó khăn, nguồn lực đầu tư của Nhà nước còn hạn chế, cơ chế chính sách chưa đồng bộ, nhưng UBND xã

vẫn đạt được những thành tựu đáng ghi nhận Rừng đã và đang giữ vai trò to lớn cho phòng hộ, chóng xói mòn và bảo vệ môi trường sinh thái trên địa bàn xã Tuy vậy công tác quản lý, bảo vệ và phát triển rừng vẫn bộc lộ nhiều vấn đề hạn chế, chưa được đầu tư đúng mức, yếu kém về hạ tầng kỹ thuật, kinh phí, nguồn lực, ý thức bảo vệ rừng của nhân dân còn hạn chế, sự phối hợp giữa các

cơ quan chức năng vơi chính quyền địa phương thiếu đồng bộ, chặt chẽ cho nên rừng vẫn còn bị khai thác trái phép

Hình 1.1: Sơ đồ vùng nghiên cứu của đề tài

1.3.2.2 Thạch Hạ [33, 40]

Thạch Hạ nằm ở cửa ngõ phía Bắc Thành phố Hà Tĩnh, đây là vị trí chiến lược quan trọng trong vành đai"Cụm tuyến an toàn làm chủ sẵn sàng chiến đấu"

Có các trục giao thông huyết mạch như đường Quang Trung xuyên suốt từ trung tâm Thành phố Hà Tĩnh theo hướng Đông Bắc đi qua địa bàn xã nối với vùng biển thuộc huyện Lộc Hà và tuyến đường Ngô Quyền nối với vùng bãi ngang của huyện Thạch Hà Phía tây bắc giáp huyện Can Lộc, phía bắc giáp huyện Lộc

Hà, phía nam giáp huyện Cẩm Xuyên và thành phố Hà Tĩnh, phía đông giáp biển Đông

Toàn xã có diện tích tự nhiên rộng 769,16 ha, trong đó đất nông nghiệp 502.91 ha Thu nhập bình quân đầu người năm 2012 là 18.2 triệu/người/năm; năm 2013 là: 22.28 triệu đồng/người; tỷ lệ hộ nghèo hiện còn 69 hộ chiếm 4.24%, không có hộ đói

Thổ nhưỡng xã Thạch Hạ chủ yếu là phèn chua nhiễm mặn chiếm 1/5 diện tích vì vùng đất này được các nhánh sông bồi đắp lấn biển từ hàng trăm năm trước Địa hình có độ dốc thoải về phía Đông Bắc, chịu ảnh hưởng của vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa Hạn hán, lũ lụt thường xuyên Song Thạch Hạ là một địa phương luôn giữ vững ổn định các mặt nhờ truyền thống đoàn kết vượt khó của Đảng bộ và nhân dân Mấy năm trở lại đây, đã có những bước tiến vững chắc về phát triển kinh tế, văn hóa xã hội, quốc phòng an ninh Hạ tầng cơ sở xây dựng tương đối hoàn chỉnh, tạo đà phát triển kinh tế dân sinh

Mấy năm gần đây Thạch Hạ luôn có những bước tiến vững chắc và trở thành một đơn vị vững mạnh toàn diện Đến nay xã đã hoàn thành về đích nông thôn mới 19/19 tiêu chí theo đánh giá của Tỉnh

Ở lưu vực sông Hộ Độ, nhân dân Thạch Hạ đã khai thác triệt để, đặc biệt là việc nuôi trồng thủy hải sản, với những số liệu như sau: Tổng diện tích Nuôi trồng thuỷ hải sản 110 ha, giá trị sản xuất đạt 16.292 tỷ đồng, tổng thu hoạch các loại thuỷ sản: 173.3 tấn/110tấn so với kế hoạch đạt 157.5%

1.4 Tầm quan trọng của đất và một số chỉ tiêu dinh dƣỡng trong đất trồng trọt

1.4.1 Tầm quan trọng của đất[9, 13, 19, 35, 36]

Đất như là cơ thể sống có khả năng sử dụng các chất thải, thúc đẩy sự sinh trưởng, dự trữ và làm sạch nước.Đất là nơi sinh sống và phát triển thực vật, là tư liệu sản xuất cơ bản của nông nghiệp.Đất là một bộ phận quan trọng của hệ sinh thái.Đất có khả năng chứa, trao đổi, di chuyển và điều hoà chất dinh dưỡng Một loại đất được gọi là đất tốt phải đảm bảo cho thực vật ―ăn no‖ (cung cấp kịp thời

và đầy đủ thức ăn), ―uống đủ‖ (chế độ nước tốt) ―ở tốt‖ (chế độ không khí, nhiệt

độ thích hợp, tơi xốp) và ―đứng vững‖ (rễ cây có thể mọc sâu và rộng) Tuỳ theo loại đất và loại hình canh tác, lượng chất dinh dưỡng trong đất là khác nhau Các nguyên tố dinh dưỡng thực vật nhận được từ đất dưới ba dạng: Thể rắn (dạng vô cơ hoặc hữu cơ), thể lỏng (dạng dung dịch đất), thể khí (khí trong đất) Các chỉ tiêu dinh dưỡng của đất thường được quan tâm như: mùn, độ chua, lân, đạm, các cation kim loại, đặc biệt là các nguyên tố vi lượng đóng một vai trò quan trọng đối với cây trồng vì vậy nó thường xuyên được các nhà nông hoá quan tâm

1.4.2 Dạng tồn tại của Mo, Mn, Zn, Cu trong đất và chức năng sinh lý của chúng đối với cây trồng [7, 8, 9, 21, 22, 23, 24, 37, 38]

Các nguyên tố vi lượng trong đất tồn tại nhiều dạng khác nhau Các nguyên

tố vi lượng nằm trong chất hữu cơ có dạng như trong thực vật Lúc phân giải chất hữu cơ chúng dễ được giải phóng vì vậy tính dễ tiêu cao Còn các vi lượng dạng vô cơ trong đất bao gồm dạng khoáng vật, dạng hấp phụ và dạng hoà tan

- Dạng trong khoáng vật: Vi lượng dạng này không có anion nào trao đổi

được Khoáng vật thường rất khó tan, phần lớn khi ở môi trường chua thì độ hoà

tan tăng, còn một số ít tan trong môi trường kiềm Bởi vậy độ pH ảnh hưởng lớn đến tính dễ tiêu của nguyên tố vi lượng

- Dạng hấp phụ trên keo đất: Có thể bị ion khác trao đổi ra nên gọi là dạng

trao đổi, dạng này không nhiều chỉ cỡ 1 – 10 ppm, ví dụ: Dạng hấp phụ của Mo

là HMoO4-, MoO42-

- Dạng nguyên tố vi lượng hoà tan trong dung dịch phần lớn ở dạng ion,

nồng độ dạng này rất thấp thường biểu diễn bằng ppb

- Dạng hợp chất của nguyên tố vi lượng dễ dàng chuyển vào trong các

dung dịch chiết rút khác nhau được gọi là dạng di động của nguyên tố vi lượng Tuy nhiên chỉ sử dụng hai khái niệm cơ bản:

 Hàm lượng tổng số không biểu hiện trực tiếp khả năng cung cấp dinh dưỡng của đất cho cây trồng, nhưng biểu hiện độ phì tiềm tàng của đất nếu

1.4.2.1 Nguyên tố Cu [7, 8, 9, 37, 38, 45]

- Dạng tồn tại của Cu trong đất

Trong vỏ trái đất hàm lượng đồng là 0,01%, tồn tại dưới dạng hợp chất hoá học và đồng kim loại tự sinh Ion đồng có thể tạo kết tủa với các anion cacbonat, hiđroxit…Đồng hấp thụ các chất hữu cơ, polysilicat, các oxit ngậm nước của nhôm, sắt, mangan Các quặng đồng có ý nghĩa quan trọng trong công nghiệp là:

chancopirit CuFeS2, chancozit Cu2S, covelin CuS, malakhit CuCO3 Cu(OH)2, azurit 2Cu(OH)2… Tỷ lệ đồng trong quặng dao động từ 0,5 đến 2% Quặng đồng

là nguyên liệu phức hợp của nhiều nguyên tố.Đồng được tách ra khỏi quặng bằng phương pháp hoả luyện hoặc thuỷ luyện

Đồng là kim loại nặng tương đối ít di động trong đất, trong quặng Rất khó chiết đồng ra khỏi đất quặng vì trong quặng, trong đất đồng bị các tác nhân vô cơ

và hữu cơ giữ rất chắc

Nồng độ đồng trong dung dịch đất khoảng 0,01g 9 Cây trồng thường hấp thụ đồng dưới 2 dạng Cu2+ và Cu(OH)+, khả năng hấp thụ bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố nhưng chủ yếu là pH của môi trường, trong đất ít chua, trung tính hoặc kiềm yếu thì độ tan và khả năng dễ tiêu của đồng bị giảm

-Chức năng sinh lý của đồng

Ý nghĩa của đồng đối với cây trồng được phát hiện ra cách đây trên 30 năm Một số loài cây cần đồng một cách mạnh mẽ là các loại ngũ cốc như ngô, kê…, các loai đậu, các loại rau, lanh, củ cải đường và các loại cây ăn quả Đồng có vai trò đặc biệt trong đời sống thực vật, nó không thể thay thế bằng một tập hợp các nguyên tố khác Trong cây, lượng đồng chiếm từ 1,3 đến 8,1mg/kg chất khô Vai trò sinh lý của đồng chủ yếu là tham gia vào quá trình oxi hoá-khử trong cơ thể Đồng là thành phần bắt buộc của nhiều hệ men oxi hoá-khử quan trọng như polyphenoloxydaza, ascoocbinoxydaza, laccza, uriccooxydaza, xytôcromoxydaza,… và có thể biến đổi từ Cu2+

đên Cu+ khi trao đổi điện tử Ngoài ra, đồng cũng đóng góp tích cực trong quá trình hình thành và bảo đảm độ bền vững của diệp lục Trong lục lạp cũng như ti thể hàm lượng đồng thường rất cao so với các thành phần khác của tế bào sống (khoảng 70% tổng lượng đồng ở trong lá tập trung trong lục lạp) và hầu như một nửa số luợng đó ở

trong thành phần của plaxtioxianin là chất mang điện tử trong quang hệ thống II,

và hệ thống I

Đồng có ảnh hưởng mạnh mẽ với quá trình tổng hợp và chuyển hoá gluxit, photphatit, nuclêoprotit, quá trình trao đổi protit, sinh tố, kích thích yếu tố sinh trưởng

Đồng kiểm soát sự sản xuất AND, ARN và sự thiếu hụt nó làm kìm hãm sự sinh sản ở thực vật như sản xuất giống, tính bất thụ phấn

Đồng tham gia tích cực trong nhiều quá trình trao đổi nitơ như khử nitrat, đồng hoá nitơ tự do, tổng hợp protein Bởi vậy lúc bón phân đạm nhất là ở dạng

NH4+đòi hỏi lượng đồng cũng tăng lên, nếu không cây dễ phát sinh bệnh thiếu đồng

-Sự thiếu đồng đối với đất và cây lúa nước

* Ngưỡng giới hạn

 Đối với cây:

Bảng1.2: Khoảng tối thích và ngưỡng giới hạn của Cu (mg/kg) trong cây lúa

Giai đoạn sinh

1.4.2.2 Nguyên tố kẽm [7, 8, 9, 37, 38, 45]

- Dạng tồn tại của kẽm trong đất

Trong đất kẽm ở dạng liên kết, hàm lượng thấp và phụ thuộc vào độ pH Zn thường ở dạng Zn2+

, ZnOH+, ZnCl+ và một số ion khác Zn là nguyên tố khá phổ biến trong tự nhiên, chiếm khoảng 1,5.103% thành phần vỏ trái đất Zn tồn tại trong một số khoáng vật chứa kẽm như xphalerit (ZnS), zinkit(ZnO), xmixônit (ZnCO3)…kẽm được tách ra khỏi quặng sunfua bằng phương pháp thuỷ luyện hay hoả luyện

Trong đất, Zn ở dạng liên kết, hàm lượng thấp và phụ thuộc vào nồng độ ion H+.Đất càng thiếu Zn khi giá trị pH càng cao Hàm lượng photphat trong đất cao ức chế hấp thụ Zn

Sự hấp thụ Zn2+ có thể bị giảm bởi pH thấp (<7) nên các loại axit nhẹ thì dễ chiết kẽm hơn, theo giá trị pH cao làm tăng rõ rệt lượng hợp chất hữu cơ trong dung dịch đất nên phức kẽm với phối tử hữu cơ có thể là một nguyên nhân của

sự hoà tan kim loại này

Tóm lại khoáng sét, oxit ngậm nước và pH là các yếu tố quan trọng quyết định sự hoà tan của kẽm trong đất, còn các phức hữu cơ của kẽm và sự kết tủa kẽm hiđrôxit, cacbonat, sunfit thì góp phần rất it

- Chức năng sinh lý của kẽm

Kẽm thể hiện vai trò sinh lý ở nhiều mặt Kẽm có vai trò quan trọng trong quá trình oxi hoá khử, nó tham gia vào thành phần nhiều men, tham gia quá trình trao đổi protein, hiđratcacbon, trao đổi photpho, vào quá trình tổng hợp vitamin

và các chất sinh trưởng – các ausin, hoạt hoá mọt số enzim đặc biệt là enzim fructo 1,6 diphosphatase Thiếu kẽm sẽ phá vỡ kẽm chứa nhiều trong lá, các cơ

quan sinh sản, đỉnh sinh trưởng và nhiều nhất ở trong hạt.Kẽm xâm nhập vào cây

ở dạng cation Zn2+

, nó gây ra các loạt enzim hexokinaza, enolazatriozophotphatđêhyđrogenaza, isomeraza, transphotphorilaze và ARN, AND-polimeraza

Vì vậy, thiếu Zn làm giảm cường độ đồng hoá CO2 và sinh tổng hợp protein Zn hoạt hoá cacbonathiđraza xúc tác phản ứng loại nước của hiđratoxytcacbon, điều đó giúp cho cây sử dụng CO2 trong quá trình quang hợp

Zn cũng có vai trò quan trọng trong sự hình thành axitamintriptôphan, kẽm ảnh hưởng đến sự tổng hợp prôtêin, cuờng độ tổng hợp prôtêin ở cây thiếu Zn giảm một cách mãnh liệt, sự tổng hợp axitindolixetic.Khi thiếu kẽm sự trao đổi phôtpho bị hư hại

Những loại cây thân gỗ, đăc biệt thực vật họ chanh, bưởi rất nhạy cảm đối với kẽm.Kẽm ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp gluxit, thiếu kẽm hàm lượng đường giảm.Trong điều kiện thiếu kẽm trầm trọng có thể dẫn đến sự bài tiết đường qua bề mặt của lá

Thiếu kẽm quá trình quang hợp giảm rất mạnh, đặc biệt trong phản ứng Hill

Sự thiếu kẽm đã làm thay đổi quá trình trao đổi hiđrocacbon, có liên quan đến quá trình sinh trưởng của cây Cây sinh trưởng chậm do thiếu kẽm

Tóm lại, kẽm rất cần cho các loại cây đặc biệt là cây ăn quả, cây lấy hạt Kẽm cần cho quá trình phát triển của tế bào trứng, phôi, hạt phấn.Thiếu kẽm ảnh hưởng đến sự ra hoa và tạo quả

-Sự thiếu kẽm đối với đất cây lúa nước

* Ngưỡng giới hạn

Đối với cây, khoảng dao động của sự thiếu kẽm ở toàn bộ ngọn (shoot) như sau:

Nguồn: Achim Dobermann và Thomas Fairhurst, 2000

Các tỷ lệ P : Zn và Fe : Zn ở ngọn thời kì đẻ nhánh đến bắt đầu ra hoa là chỉ thị tốt cho sự thiếu Zn Các tỷ lệ này không nên vượt quá các giới hạn sau:

 P:Zn = 20-60:1 trong ngọn sau khi trồng 6 tuần

 Fe:Zn = 5-7:1 trong ngọn sau khi trồng 7 tuần

Nồng độ kẽm của lá là chị thị về sự thiếu kẽm ít tin cậy hơn trừ khi hàm lượng Zn trong lá rất thấp (<15 mg/kg)

Đối với đất, ngưỡng giới hạn xuất hiện sự thiếu Zn như sau:

 0,6 mg Zn kg-1khi xác định Zn bằng phương pháp CH3COONH41N,

 Các đất tích vôi (pH >7) có hàm lượng chất hữu cơ trung bình đến giàu (OC >1,5%) có khả năng thiếu Zn do hàm lượng HCO3

cao trong dung dịch đất

- Tỷ số MgTĐ:CaTĐtrong đất cũng là một chỉ thị đất thiếu Zn

1.4.2.3 Nguyên tố Mangan [7, 8, 9, 37, 38, 45]

- Dạng tồn tại của Mn trong đất

Tổng lượng mangan có thể khác giữa các loại đất và nằm trong 20 

3000g đất (theo Gambrell, 1996) Dạng tồn tại của mangan trong đất là: Mn2+

,

Mn3+, Mn4+ Nhưng Mn2+

là nhiều nhất, nó có thể thay thế vị trí một vài cation hoá trị 2 (Fe2+, Mg2+) trong silicat và oxit Mangan trong đất có thể tồn tại dạng liên kết hoặc dạng ion tự do trong dung dịch, mangan va oxit thường xuất hiện với nhau, Mn khó tiêu thường ở dạng MnO2, MnO2.2H2O, MnO.Mn2O3,

Mn2O3.nH2O

Trong vỏ trái đất hàm lượng Mn là 0,09%, cao hơn các kim loại nặng trừ

Fe Khoáng vật Mn rất phong phú nhưng trong số 150 khoáng vật chỉ có một số không nhiều có ý nghĩa trong công nghiệp, chủ yếu Mn chứa trong các quặng manganoxit có nguồn gốc trầm tích, thông thường để sản xuất phân bón thì người ta dùng quặng mangancacbonat hoặc các chất thải chứa mangan dưới dạng hoà tan được trong axit như MnO

Cây trồng hấp thụ mangan chủ yếu dưới dạng Mn2+, do nó dễ hoà tan trong dung dịch đất Trong điều kiện pH thấp, ngập nước và thoát khí thì lượng mangan lớn, thực vật dễ hấp thụ hơn

-Chức năng sinh lý của Mangan

Cũng giống như Mg, Mn tham gia xúc tác nhiều hệ enzim.Chức năng và vai trò của Mn đối với thực vật rất quan trọng.Hàm lượng mangan trong cây 30 – 80mg/ kg chất khô.Dạng Mn tốt nhất cho thực vật là MnSO4

Mn cần cho tất cả mọi loại cây Trong các loại cây có nhu cầu Mn cao phải

kể đến là củ cải đường, các loại ngũ cốc, bông, khoai tây, các loại cây ăn quả nhất là trên các chân đất bạc màu nhiều vôi, đất cácbonat, đất than bùn

Mn tham gia tích cực trong quá trình tổng hợp aminoaxit cũng như trong quá trình tổng hợp protein.Mn tham gia cấu trúc hoặc tác nhân hoạt hoá của nhiều hệ enzim chuyển hoá và tổng hợp protein nên có ảnh hưởng nhiều đến quá trình sinh lý của thực vật như trao đổi gluxit, auxin, vitamin… từ đó ảnh hưởng đến hàm lượng chất hữu cơ cũng như tăng năng suất cây trồng

Mn tham gia cấu trúc nhiều hệ enzim như enzim oxi hoá- khử, trao đổi phospho… cũng giống như Fe, Mn có vai trò quan trọng trong hệ thống oxi hoá- khử, xúc tác cho quá trình thuỷ phân adenozintriphotphat

Mn tham gia vào quá trình phản ứng quang phân huỷ nước giải phóng oxi

và khử CO2 trong quang hợp

Tóm lại, chức năng và vai trò của Mn đối với thực vật rất quan trọng, tuy nhu cầu của thực vật đối với Mn không cao nhưng rất cần thiết Tuy nhiên nếu đất chứa nhiều mangan hoặc bón quá nhiều mangan thì cũng ảnh hưởng đến thực vật, tính độc của mangan chủ yếu quan sát thấy trên đất chua hoặc ngược lại trên đất bón vôi nhiều gây phản ứng kiềm cho đất, ví dụ độ độc quan sát thấy ở cây

họ đậu, khoai tây…thì lá úa vàng và lá già bị chết hoại, vết hoại màu đen nâu hoặc đỏ, MnO2 tích luỹ trong tế bào biểu bì, đầu lá khô, rễ gầy còm Còn đối với cây thiếu Mn như cam, quýt, bưởi thì có vết vàng trên lá chết hoại lá non

- Sự thiếu mangan đối với đất và cây lúa nước

* Ngưỡng giới hạn

 Đối với cây:

Bảng 1.4: Khoảng tối thích và ngưỡng giới hạn của Mn (mg/kg) trong cây lúa

Giai đoạn sinh

Nguồn: Achim Dobermann và Thomas Fairhurst, 2000

Tỷ lệ Fe:Mn>2,5:1 ở lá non trong thời kì đầu sinh trưởng (đẻ nhánh) chứng

tỏ sự thiếu Mn

Đối với đất

Ngưỡng giới hạn của đất xuất hiện sựthiếu Mn như sau:

 1 mg Mn kg-1(chiết rút bằng TPA + CaCl2, pH 7,3)

 12 mg Mn kg-1(chiết rút bằng NH4CH3COO 1N + hydroquinon 0,2%, pH= 7)

Đất có nguồn gốc từ đá granitic, đá phiến, đất chứa nhiều vỏ sò hoặc đất đá sét thường thì chứa đựng Mo cao.Trong khi đó loại đất bị chua hoá có chiều hướng thiếu molipden

Molipden là nguyên tố phân tán, kém phổ biến trong tự nhiên.Hàm lượng trung bình của Mo trong vỏ trái đất là 3.10-4% Mo tồn tại chủ yêú trong khoáng vật molipdenit MoCS2, ngoài ra nó còn có mặt trong một số khoáng vật khác như povetit, CaMoO4, molipdit Fe2(MoO4)3.nH2O và vufhenit.PbMoO4 Quặng molipden tự nhiên chỉ chứa 0,1% đến 1% molipden Để làm giàu molipden người ta dùng phương pháp tuyển nổi và tinh quặng thu đuợc có hàm lượng molipden là 47% đến 50% còn lại là các nguyên tố nhẹ khác như silic, asen,… Hàm lượng molipden thường gặp trong đất nông nghiệp khoảng 0,8-3,3 mg/kg (Kubota, 1977) Trong đất, molipden thường ở dạng anion MoO42-

, molipden được cây hấp thụ dạng molipdat giống như photphat hay sunfat trong các hỗn hợp Sự hấp thụ molipden càng mạnh khi pH của dung dịch càng thấp Ngoài Mo tự do dạng liên kết dễ hấp thụ, Mo còn ở dạng molipđat-canxi trong đất, Mo trong đất còn ở trong các hợp chất hữu cơ khi các hợp chất này bị phân giải cây có thể hấp thụ được Ở đất chua nhờ phân giải chất hữu cơ mạnh mà cây không bị thiếu molipden Molipdat là axit yếu, giảm độ pH từ 6,5 đến 4,5 và thấp hơn nữa thì molipden giảm và chuyển theo chiều MoO2-4 HMoO-4

H2MoO4 vào tạo thành polianion 9

- Chức năng sinh lý của molipden

Mo là nguyên tố vi lượng tham gia vào quá trình oxi hoá- khử ở trong cơ thể thực vật Mo rất cần cho quá trình chuyển hoá từ dạng NO3

thành axit amin

-và cần cho sự cố định nitơ phân tử bằng con đường sinh học Mo có vai trò rất quan trọng trong vận chuyển điện tử, Mo rất cần thiết cho sự hình thành nốt sần

ở cây họ đậu và cả cây không phải là họ đậu.Các kết quả nghiên cứu cũng đã cho thấy ảnh hưởng của molípđen đến quá trình tổng hợp và vận chuyển gluxit, tổng hợp các sắc tố (đặc biệt là sinh tố C), quá trình đồng hoá photpho và canxi cùng một số nguyên tố khoáng khác.Đáng chú ý là giữa canxi và molipden có quan hệ

hỗ trợ khá rõ Trên đất chua (pH<5,2) nhất là lúc giàu nhôm, molipden thường ở dạng khó tiêu, hàm lượng molipden di động giảm 4 lần khi pH từ 6,5 hạ xuống 5,0 Do đó khi bón vôi cho các chân đất chua thường làm tăng khả năng sử dụng molipden dự trữ trong các chân đất này

1.4.3 Dạng tồn tại của nguyên tố đất hiếm trong đất và chức năng sinh

lý của chúng đối với cây trồng

1.4.3.1 Dạng tồn tại [3]

Nhóm nguyên tố đất hiếm gồm 15 nguyên tố đã tìm thấy trong các loại đá Qua khảo sát ta thấy có một quan hệ đặc biệt: Hàm lượng giảm với sự tăng của khối lượng nguyên tử và theo quy luật của Oddon – Harkins, các nguyên tố kế tiếp nhau nguyên tố nào có số hiệu nguyên tử chẵn thường hay xuất hiện hơn nguyên tố có số hiệu lẻ

Hàm lượng tổng số đất hiếm trong đất khoảng 0,01 – 0,02%, hàm lượng đất hiếm trong đất phụ thuộc vào mẫu đất, khí hậu, sinh mô Hình thái đất hiếm trong đất có 6 dạng:

- Hoà tan trong nước: Thường 0,05%, cao nhất là 0,07 – 0,25%

- Trao đổi: Đại bộ phận rất thấp chỉ 0 – 6,5%

- Hấp thụ với muối cacbonat < 4%

- Dạng kết hợp với sắt và mangan, lượng này rất thấp

- Dạng kết hợp với hữu cơ

- Dạng kết hợp trong các khe hở khoáng chất chiếm 63 – 89%