tinhchatvadophinhieudat

CHƯƠNG II

TÍNH CHẤT VÀ ĐỘ PHÌ NHIÊU ĐẤT

2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT

2.1 TÍNH CHẤT VẬT LÝ ĐẤT

- Tại sao các sản phẩm phong hóa chưa gọi là đất ?

Vì thiếu 1 thành phần quan trọng là chất hữu cơ. Mặc dù chất hữu cơ đó chỉ chiếm 1 thành phần nhỏ nhưng lại làm cho đất có thuộc tính khác với đá và mẫu chất.Đặc biệt là thuộc tính sinh học và khả năng sản xuất.


Dấu hiệu khác biệt cơ bản giữa đất khác với đá mẹ đó là đất có chứa hợp chất hữu cơ

Số lượng và đặc tính của chất hữu cơ

- Sự hình thành đất- Tính chất lý, hóa- Độ phì đất

TÁC ĐỘNG

MẠNH MẼ

2.1.1.1 KHÁI NiỆM, NGUỒN GỐC CHẤT HỮU CƠ


Đất khác nhau có hàm lượng chất hữu cơ khác nhau.

Đất đen, đất mùn núi cao : >=10% Đất bạc màu, đất cát : < =1%

-Chất hữu cơ đơn giản chứa C và N

2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤTa. Thành phần chất hữu cơ:

Thành phần chất hữu cơ

Các chất hữu cơ đã bị phân giải

Tàn tích hữu cơ chưa phân giải

Rễ cây, thân lá cây rụng. Xác ĐV và VSV … còn nguyên hình thể

Gluxit, protit, linhin, nhựa, sáp

-Hợp chất mùn Có cấu tạo phức tạp

Chiếm 85 -90% chất hữu cơ

-Chất hữu cơ ngoài mùn


- Chất hữu cơ là một bộ phận cấu thành đất, đó là các tàn tích hữu cơ đơn giản chứa C, N và hợp chất hữu cơ phức tạp – chất mùn.

b. Định nghĩa:


Đá chỉ có thể thành đất khi trong sản phẩm phong hóa đã xuất hiện chất hữu cơ do hoạt động sống của các vi sinh vật.

2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤTc. Nguồn gốc chất hữu cơ đất:

Nguồn gốc chất hữu cơ

Trong trồng trọt Trong tự nhiên

Tàn tích SV Phân hữu cơ


- Sinh vật sống trong đất, lấy chất dinh dưỡng từ đất để sinh trưởng, phát triển.

- Bao gồm: xác vi sinh vật, động vật và các sản phẩm bài tiết.

Tàn tích SV

- Khi chết để lại những tàn tích hữu cơ (xác hữu cơ).

Chất hữu cơChất tro

* Chất hữu cơ:


THỰC VẬT XÁC HỮU CƠ KẾT QUẢCây gỗ sống lâu năm

Cành, lá khô, quả rụng

Tạo thành tầng thảm mục ở đất rừng, sau đó mới bị phân giải bởi VSV đất

Cây thân cỏ Rễ Cho lượng chất HC nhiều và tốt nhưng ít. Do thân lá bị người và súc vật sử dụng

Đồng cỏ Rễ Để lại trong đất ở tầng đất mặt

Bảng : THỰC VẬT MÀU XANH CUNG CẤP CHẤT HỮU CƠ

- Trong đó, thực vật màu xanh cung cấp 4/5 tổng xác hữu cơ


- Ngoài hợp chất HC, trong tàn tích SV có chứa 1 lượng các nguyên tố tro

- Thành phần tro có các nguyên tố K, Ca, Mg, Si, P, S, Fe.. chứa nhiều ở các cây thân cỏ

- Số lượng và tỷ lệ phụ thuộc vào từng lọai SV và điều kiện sống của chúng.

- Sau khi chết, xác SV đi vào đất hoặc bị phân giải hoặc được chuyển hóa thành các hợp chất mùn

* Chất tro :


- Trong trồng trọt, phân hữu cơ là 1 nguồn lớn bổ sung chất hữu cơ cho đất

-Khi người dân thu họach cả hạt lẫn cây, phân hữu cơ gần như là nguồn chính để tăng lượng mùn trong đất

- Các lọai phân hữu cơ : phân chuồng, phân bắc, phân rác, phân xanh, bùn ao…

Phân hữu cơ:

2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤTd. Thành phần xác hữu cơ: - Đường, axít hữu cơ Chiếm khoảng 15 – 30%

tổng lượng chất hữu cơ

C6H12O12 : glucôza C5H10O5 : pentoz C4H6O3 : axit glucônic C2H2O4 : axit oxalic

Dễ tan trong nước Nên bị VSVphân hủy vàbị rửa trôi


- Linhin: dạng phức chất tạo nên vách tế bào thực vật gỗ bao bọc bởi các sợi xenlulo - Công thức phân tử: chưa rõ, có thể là

C55H43O18

C40H44O10

hoặc

- Hợp chất chứa đạm: bao gồm - aminoaxit

- protit và dạng phức tạp chứa nhiều nguyên tố S, P, CHO, Fe, …

dễ bị phân giải bởi các VSV (amôn hóa, nitrát hóa)

khó bị phân hủy


- Chất nhựa sáp, dầu mỡ:

Có nhiều ở thực vật hạ đẳng:

trong xác hữu cơ không nhiều, có ở trong quả và hạt.

-Vi khuẩn

- Rong rêu

- Khó và phân giải chậm do không hòa tan trong nước , mà chỉ tan trong rượu, benzen, ête…


gặp nhiều ở vỏ 1 số lọai cây lá kim, cây họ đước

- Tamin:

Đặc tính: - dễ hòa tan trong nước - dễ bị ôxi hóa - kết hợp với prôtít tạo thành hợp chất không tan - khó phân giải nhưng có vai trò trong sự hình thành axít mùn


bao gồm các nguyên tố khoáng và một số nguyên tố vi lượng

- Chất tro:

Ca, Mg, K, Na, Si, Fe, Al, Cl

I, Zn, B, F

Số lượng và tỷ lệ phụ thuộc vào từng lọai SV và điều kiện sống của chúng.

+ Các động vật thân gỗ: + Thảm mục rừng gỗ: + Thảm mục rừng tre:

Ca, Si Ca, Mg, Mn, P Fe, Al, K


2.1.1.2 QUÁ TRÌNH BIẾN HÓA XÁC HỮU CƠXÁC HỮU CƠ

SẢN PHẨM KHÓANG HÓA

VSV PHÂN GiẢI VSV PHÂN GiẢI VÀ TỔNG HỢP

QUÁ TRÌNH MÙN HÓAQUÁ TRÌNH KHÓANG HÓA

SẢN PHẨM MÙN HÓA

- Muối khoáng (dễ tan)(NH4,, NH3, CO3, SO4, PO4..)- CO2, H2O- Calo (năng lượng cho đất)

Hợp chất mùn (cao phân tử màu đen)

KHÓANG HÓA

MÙN HÓA

N2, Khí quyển


a. Quá trình khóang hóa: - Là quá trình phân hủy hòan toàn xác hữu cơ dưới tác động của các VSV hảo khí tạo ra các sản phẩm như muối khoáng, CO2, H2O

- Vi khuẩn- xạ khuẩn- nấm- men xúc tác

- Quá trình phân giải chất hữu cơ trong đất không chỉ giải phóng ra muối khoáng, CO2, H2O mà còn cho 1 nguồn năng lượng lớn (caclo) cho đất


Các yếu tố ảnh hưởng:

Khí hậu

Tính chất đất

Xác hữu cơ (tàn tích TV)

- Đòi hỏi nhiệt độ từ 25-300C, ẩm độ, … thích hợp cho VSV họat động-Cần điều kiện thoáng khí

- Vì vậy, các loại đất VN, quá trình khoáng hóa thường khá mạnh, tạo ra nhiều chất dinh dưỡng cho cây trồng thế hệ sau

- Đây là nguyên nhân làm đất mất độ màu mỡ nhanh (bạc màu hóa) khi sử dụng.

-Khi t0 quá thấp, ẩm độ cao,.. Quá trình này bị ức chế, đất sẽ giàu chất hữu cơ, giàu mùn. Nhưng cây vẫn thiếu dinh dưỡng, năng suất thấp

-Đất có thành phần cơ giới nhẹ (đất cát, bạc màu, ..)tơi xốp, thoát nước, pH trung tín là môi trường thích hợp cho VSV hảo khí phân giải chất hữu cơ.

-Vì vậy quá trình khóang hóa chiếm ưu thế, phân giải ra nhiều chất dinh dưỡng cho cây trồng, nhưng đồng thời chất hữu cơ và mùn bị phá hủy nhanh. Làm cho đất nghèo mùn và đất.

-Cần có phương pháp giảm tốc độ khoáng hóa đối với đất có thành phần cơ giới nhẹ

-Quá trình khóang hóa các chất hữu cơ đều khác nhau.- Mạnh nhất là các lọai đường, tinh bột, protit, lipit (các lọai cây thân thảo, cây non, cây lá to) trong điều kiện hảo khí- Sau đó là Xenlulô, sáp nhựa, tanhin (các lọai cây thân gỗ lâu năm, cây lá kim, cây bụi gai)

-Như vậy, đối với tàn tích sinh vật khác nhau thì tốc độ quá trình khoáng hóa khác nhau


* Sản phẩm khóang hóa xác hữu cơ:

Xác hữu cơ

Quá trình khoáng hóa

Sản phẩm khóang hóa

Yếm khí Hảo khí

Đường, tinh bột, xenlulô

Phân giải diễn ra nhanh

Muối khóang

CO2, H2, hay CH4

CO2,H2O

Linhin, Nhựa sáp,.

Phân giải diễn ra chậm

Axít hữu cơ, axít béo,…

H2, CH4 CO2,H2O


a. Quá trình mùn hóa:

- Mùn được cấu tạo từ protit, linhin, tanin và những thành phần khác nhau của VSV

- Đặc điểm cơ bản quá trình mùn hóa: là những phản ứng sinh hóa, oxi hóa dần dần những hợp chất các phân tử có mạch vòng khác nhau, liên kết lại với nhau, rồi trùng hợp, dẫn tới hình thành hợp chất cao phân tử mùn bền vững.


XÁC HỮU CƠ

HYDRATCACBON, PROTEIN TANIN, LINHIN

-Muối khoáng- CO2, - H2O

Sản phẩm phân giải cuối cùng:

Sản phẩm phân giải cuối cùng:

-Muối khoáng- CO2, - H2O

Sản phẩm trung gianTổng hợp và trao đổi chất

HỢP CHẤT HỮU CƠCHUỖI -Quino

AMINOAXIT SẢN PHẨM PHÂN HỦY

HỢP CHẤT MÙNSƠ ĐỒ TÓM TẮT CÁC BƯỚC HÌNH THÀNH MÙN

VSV phân giải


Những nhân tố ảnh hưởng đến quá trình mùn hóa:

Yếu tố hòan cảnh Yếu tố nội tại

Điều kiện khí hậu Đất đai Đặc tính chất hữu cơcùng với thành phần

Số lượng VSV

Chế độ nhiệt ẩm quyếtđịnh tốc hình thành mùnvà lọai hình mùn.- ĐK khô xác hữu cơ phângiải chậm tầng thảmmùn dày dạng mùn thô (vùng núi cao nhiệt đới)- ĐK ẩm, khô xen kẻ quá trình khóang hóa chiếmưu thế, mùn được hình thành bền chặt hơn do gắn với sét.- ĐK yếm khí thường xuyên tạo thành than bùn

Đá mẹ với tínhchất vật, hóa lýảnh hưởng tới hình thành mùn- Đá mẹ giàu Ca mùn nhuyễn, gặptrên đất đen, giúpVSV dễ phân giải,Tạo mt trung tín- Đá mẹ giàu SiO2 mùn thô, doVSV họat độngkém, tạo nên môi trường chua

Ảnh hưởng mạnh đếnquá trình hình thành mùn.- Xác hữu cơ non giàuCa, N, Mg, axit hữu cơphân giải nhanh- Xác hữu cơ già nhiều litnhin tỉ lệ Ca, N, Mg, axit hữu cơ giảm làm tốc độ mùn hóa giảm theo và khó phân giải

Số lượng VSVvà cường độ họat-VSV càng nhiềumùn hình thành càng nhiều.-Chất lượng mùnthể hiện qua chỉ số axit humic axit fulvic


Những nhân tố ảnh hưởng đến quá trình mùn hóa:

Yếu tố hòan cảnh Yếu tố nội tại

Điều kiện khí hậu Đất đai Đặc tính chất hữu cơcùng với thành phần

Số lượng VSV

Điều kiện thích hợp cho sự họat động ủa VSV thuận lợi :

to = 25 – 300

Độ ẩm : 60 -70% pH = 6.5 – 7.0

Đá mẹ : giàu Ca, Mg

Xác hữu cơ, thành phần VSV và họat động của có vai trò và ảnh hưởng lớn đến sự hình thành mùn


ĐẤT (MÙN)

TỔ HỢP MÙN VÀ ĐẶC ĐiỂM

PHẦN KHÔNG TAN PHẦN HÒA TAN

+ H2SO4

XÁC HỮU CƠBÁN PHÂN GiẢI

HUMIN CHẤT KẾT TỦA (ĐEN)

CHẤT HÒA TAN(VÀNG)

AXIT HUMIC AXIT FULVIC

+ NaOH


Đất (Mùn)

HỢP CHẤT HUMINAXIT HUMIC AXIT FULVIC

MÀU SẮC

Nâu sẫm hay nâu đen

Vàng hay vàng nhạt Đen

PHẢN ỨNG

Nhưng dễ tan trong các dd kiềm loãngNaOH, Na2CO3..

Dễ tan trong nước, axít, bazơ và dung môi hữu cơ khác

VD: axit kiềm loãng, cacbonat kiềm,…

Không tan trong dung dịch kiềm

- là một axít hữu cơcao phân tử chứa Nitơ, hình thành trong mt trung tín

Không tan trong nước và axít vô cơ

- là một axít hữu cơcao phân tử chứa Nitơ, hình thành trong mt chua

- là tổ hợp của các chất mùnKHÁI

NIỆM

do các hợp chất mùn đã bị khử cacboxyl


AXIT HUMIC AXIT FULVIC HỢP CHẤT HUMINThànhphần nguyên tố

- C, H, O, N, vàcác nguyên tố tro

(P, S, Al, Si, Fe)

-C, H, O, N, vàcác nguyên tố tro

- Thành phần C và N(40-52%) (2,3 -4,2%)ít hơn axit humic (52-62%) (3,5 -4,7%)

- Có chứa C tự do ( lànhững phần tử trơ không tham gia vào quátrình xảy ra trong đất)

- Phụ thuộc vào:

+ lọai đất+ thành phần hóa học của tàn tích SV + điều kiện mùn hóa + phương pháp tách axít humic khỏi đất

-Nhưng O, H nhiều hơn axit humic

- giống như axít humic và axít fulvic


AXIT HUMIC AXIT FULVIC HỢP CHẤT HUMIN-Nhân thơm

-Nitơ của axit humic

-Nhóm định chức:

-Nguyên tắc và cấu trúcgiống với axit humic

-Điều khác nhau: nhân vòng thơm ít hơn mạch nhánh

- Được cấu tạo bởi các liên kết giữa axit humic, axit fulvic và các khoáng sét

OH

OH

COOH

OH

OCH3

C =-

O

H

+ Cacboxyl (COOH)+ Rượu (OH)+ cacbonyl (=C=)+ phenol (OH)

Cấu tạo– Cấu trúc


AXIT HUMIC AXIT FULVIC HỢP CHẤT HUMIN

Cấu tạo – Cấu trúc

Nguyên tắc cấu tạo:

- là loại hợp chất cao phân tử (polyme), gồm từ những monome (là nhiều mạng lưới cấu trúc) - Mỗi mạng lưới cấu trúc được tạo thành từ những đơn vị cấu trúc cơ bản-Đơn vị cấu trúc là phần phân tử axit humic hình thành khi phân hủy chúng và có cấu tạo đơn giản .

-Một đơn vị cấu trúc :+ Nhân+ Cầu nối+ Những nhóm định chức

Được hình thành bằng 2 phần:

+ Một phần từ kết quả của quá trình mùn hóa xác hữu cơ

+ Một phần từ sự biến đổi axít humicthành axít fulvic

có nhiều mạng lưới cấu trúc và đơn vị cấu trúc



Tính chất

-Tính axít thấp do nhân vòng < mạch nhánh-Ít di động, mức độ ngưng tụ cao, ít bị rửatrôi khỏi đất-Khả năng hấp phụ keomùn cao

-Nhóm COOH và OH phenol đóng vai trò quyết định trong việc hấp phụ

-Tính đệm rất cao do chứa nhiều mạch nhánh axít amin và nhân thơm chứa N, nên đất giàu humic pH đất ổn định

-Tính axít > tính axít của axit humic

-Khả năng hấp phụ và tính đệm thấp

-Phân tử lượng nhỏ nênhoạt tính hơn, dễ di chuyển và dễ bị rửa trôikhỏi đất

-Số nhóm định chức,đặc biệt là nhóm COOH và OH phenol nhiều hơn axit humic

-Bao gồm các axít mùnliên kết chặt chẽ với:

+ các hợp chất mùn đã bị khử cacboxyl nên mất đi khả năng trong dd kiềm.+ phần vô cơ của đất



-Ở trạng thái tự do, thường tồn tại dạng keo tụ (gel), nhưng rất dễ phân tán bởi các dd kiềm để tạo thành dd phân tử hoặc dd keo.

-Ở dạng keo có khảnăng trao đổi hấp phụ ion cao

-Có thể liên kết với các khóang sét tạo những keo sắt mùn bền vững và hệ hấp phụ tốt nhất của đất

Tính chất

-Ở trạng thái tự do,không nhiều như axít humic



Là tổ hợp mùn tốt nhấtcủa hợp chất mùn. Vì có những đặc tính quý :-Ít chua

Tóm lại Là tổ hợp mùn xấu hơn axít humic

-Bền vững-Hàm lượng N cao-Khả năng hấp phụ trao đổi ion lớn-Các hợp chất kết hợpvới cation và khóang sét bền

Đất giàu axít humic cóđộ phì cao

Đất giàu axít fulvic thường bị chua, nghèo mùn, các nguyên tố dễ bị rửa trôi dưới dạng muối fulvat dễ hòa tan

-Rất bền vững trong đất, cây trồng khôngsử dụng được

Các loại mùn:

Stt Loại mùn Hình thành TP lý hóa

1 Mùn Canxi Trên đất giàu Cabonát Ca

Kết cấu hạt, viên rõ ràng, xác HC phân giải nhanh

2 Mùn dưới rừng (mùn nhuyễn

Dưới rừng cây lá rộng, ít Ca, Al

Nhiều xác hữu cơ, VSV phát triển nhanh,

3 Mor Dưới rừng cây lá kim , giàu Si, nghèo Ca

Phân giải chậm. Khó thấm nước dễ làm khô đất, kết cấu kém

Stt Loại mùn Hình thành TP lý hóa

4 Than bùn Điều kiện nhập nước và giàu xác hữu cơ

-Than bùn ít chua : nhiều N, C/N<30-Than bùn chua: N ít, C/N # 40


1. Đối với quá trình hình thành đất- Chất hữu cơ và mùn là chỉ tiêu biểu thị đất khác đá mẹ và khả năng sản suất vì chúng đưa vào đất C và N

- Nếu trong đất axit fulvic > axit humic : đất thừa ẩm, nghèo các cation, nghèo khóang sét trên lớp mặt và tầng rửa trôi tạo ra đất bạc màu

- Có vai trò vô cùng quan trọng tới quá trình hìnhthành đất và ảnh hưởng đến tính chất đất

2.1.1.3 VAI TRÒ CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT

Vai trò chất hữu cơ và mùn trong đất

1. Với lý tính đất: - Cải thiện - TPCG

- Kết cấu đất

- Điều hòa

- Nhiệt

- Nước

- Không khí

- Giảm trương co

- Làm đất tươi xốp

- Hạn chế rửa trôi dinh dưỡng

- Tăng tính thấm và giữ nước

- Tạo điều kiện thuận lợi cho canh tác

Vai trò chất hữu cơ và mùn trong đất 2. Với hoá tính đất:

- Cung cấp thức ăn cho cây trồng và VSV

- Nguyên tố N, P, K, S, Ca, Mg

- Nguyên tố vi lượng

- Cung cấp CO2 trong đất

- Giảm các tác hại do chất độc gây ra, giảm độc tố Al+3 tan trong đất

- Chứa 1 số chất kích thích sinh trưởng và kháng sinh

- Chứa Vitamin B1, B2 tăng khả năng hấp thu của thực vật

- Nguồn dinh dưỡng dự trữ của cây do liên kết với axít mùn và giải phóng dần qua trao đổi ion

tinhchatvadophinhieudat

Documents