Bài giảng Độ phì nhiêu đất đai và phân bón - Chương 4: Nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón - Lê Trọng Hiếu

Chương 4 NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG PHÂN BÓN BÀI 1: CẢI THIỆN pH ĐẤT CHUA VÀ SỬ DỤNG ĐẤT CHUA Các khái niệm tổng quát về độ chua và độ kiềm Acid-Base RH  R - + H+ ROH  R+ + OH- Khái niệm pH • pH = log 1 / [H+] = -log[H+] Đất chua • Đất chua được định nghĩa là đất có pH thấp Các tính chất hóa học: chua, pH < 5 Một số đặc điểm chính của đất chua nhiệt đới Hình thái phẫu diện Có quá trình rửa trôi sét và chất dinh dưỡng mạnh Quá trình tích lũy Fe, Al trong đất. • Các tính chất vật lý Thường tầng mặt có sa cấu nhẹ hơn tầng bên dưới do sự rửa trôi sét và chất hữu cơ, nên thường bị nghèo dinh dưỡng. Tầng mặt có cấu trúc yếu hay không có cấu trúc nên rất dễ bị xói mòn, đóng ván sau khi mưa hay tưới. Các tính chất sinh học: do đất chua nên có thể nấm là loại vi sinh vật phát triển mạnh trên đất này Đất này thường có tỉ lệ C/N rất thấp (<15). Nguồn gốc của độ chua • Chất hữu cơ -C  R-COOH  R-COO- + H+ • Sự phân ly H+ từ các “cạnh bị vỡ” của các khoáng sét • Quá trình thủy phân Al3+ sẽ giải phóng H+ và sẽ làm giảm pH dung dịch đất • Al3+ + H2O  Al(OH) 2+ + H+ • Al(OH)2+ + H2O  Al(OH)2 + + H+ • Al(OH)2 + + H2O  Al(OH)3 0 + H+ • Al(OH)3 0 + H2O  Al(OH)4 - + H+ Carbon dioxide (CO2) H2O + CO2  H2CO3 H2CO3  H + + HCO3 - Các muối hoà tan Độ chua hoạt động (hiện tại) • pH đất là 1 chỉ thị sự hiện diện của Al3+ và H+ trao đổi ( đất + nước) Độ chua trao đổi Được hình thành chủ yếu do các ion H và Al trao đổi, Các ion này có thể được giải phóng ra ngoài dung dịch do trao đổi với các cation của muối trung tính không có tính đệm, như muối KCl. Độ chua tiềm tàng • Do các ion AlOH, H+ và Al3+ bị hấp phụ chặt ở dạng không trao đổi của chất hữu cơ và các sét silicate • H và Al này chỉ được giải phóng khi pH dung dịch tăng, do đó làm tăng điện tích (- ) và làm tăng khả năng trao đổi cation của đất • Để định lượng hoá độ chua tiềm tàng của đất, ta phải chuẩn độ đất với một base, Các yếu tố ảnh hưởng đến độ chua của đất • Sử dụng các loại phân hoá học, đặc biệt là phân NH4 + là loại phân hình thành H+ trong quá trình nitrate hoá. • - Cây trồng hấp thu các cations và thải H+vào dung dịch đất theo cơ chế hấp thu trao đổi • - Sự rửa trôi của các cation này và được thay thế đầu tiên bởi H+ , sau đó là Al3+ • Độ chua tiềm tàng thường cao hơn rất nhiều so với độ chua trao đổi. Có thể lớn hơn 1.000 lần trong đất cát, 100.000 lần trong đất sét và có hàm lượng chất hữu cơ cao. Sự phân giải các dư thừa hữu cơ. Mức độ hoá chua tự nhiên của đất gia tăng theo sự gia tăng của mưa vì nước mưa thường có pH: 5,7 Đất phèn (acid sulfate soil-ASS) Đất phèn có sự hiện diện của vật liệu sinh phèn (sulfidic materials) Có sự hiện diện của khoáng pyrite, khoáng này là vật liệu trung tính chỉ hóa chua trong diều kiện có oxy Phèn tiềm tàng Phèn hoạt động H2S + Fe(OH)3  FeS.nH2O S H2O FeS.H2O Fe FeS2 + 7/2 O2 + H2O  FeSO4 + H2SO4 Thibacillus thiooxidans FeSO4 + H2SO4+ ½ O2  Fe(SO4)3 + H2O Thiobacillus ferroxidans • Đất phèn thường có sa cấu sét • Cấu trúc kém đến không cấu trúc, • thường có hàm lượng chất hữu cơ tương đối cao nhưng do trong điều kiện yếm khí chất hữu cơ kém bị phân giải • Đất phèn có pH thấp (≤ 3,5 ở tầng sinh phèn) • Đẩy tầng sinh phèn xuống thấp bằng cách giữ cho đất luôn ngập nước, một số biện pháp cải tạo đất phèn đã được sử dụng như: • Chọn giống chịu phèn hay kháng phèn • Ngâm nước, cày không lật, làm đất tối thiểu • Bón vôi và các vật liệu có chứa vôi • Rửa phèn H2O Phèn tiềm tàng O2 Mặt ruộng Liếp Mương Jarosite... vôi • CaCO3 + H2O  Ca 2+ + HCO3 - + OH- • CaCO3 +2H +  Ca2+ + H2O + CO2 BÀI 2 CẢI THIỆN VÀ SỬ DỤNG ĐẤT MẶN, ĐẤT KIỀM VÀ ĐẤT MẶN KIỀM • Trong các vùng khô hạn và bán khô hạn, tốc độ bốc hơi nước cao sẽ làm tích tụ các muối hoà tan trong đất • Sự mất nước do bốc hơi nước dần dần sẽ làm cho muối tích tụ và hình thành các loại đất mặn, mặn kiềm hay đất kiềm. Đất mặn Đất mặn là đất có độ dẫn điện của dịch trích bảo hoà (ECse) > 4 mmhos/cm, pH < 8,5, và Na trao đổi (ESP) <15 %. Đất này trước đây được gọi là đất kiềm trắng do sự tích lũy một lớp muối trắng trên bề mặt sau khi nước bốc hơi và có pH kiềm Đất kiềm • Đất kiềm có ESP >15 %, ECse < 4mmohs/cm, và pH > 8,5 Đất mặn kiềm Có nồng độ muối cao như đất mặn (ECse > 4 mmohs/cm) và Na trao đổi cao như đất kiềm (ESP > 15 %); nhưng đất này có pH < 8,5. Ngược lại với đất mặn, khi muối được rửa trôi, Na trao đổi sẽ thủy phân và làm tăng pH, kết quả là hình thành nên đất kiềm. Các ảnh hưởng của muối đến sự sinh trưởng của cây trồng • Tính độc của Na+ và Cl- ức chế sự sinh trưởng đối với cây mẩn cảm với muối, • Khi nồng độ các ion này cao, dung dịch đất sẽ có áp suất thẩm thấu cao, nên khi tiếp xúc với tế bào rễ, nước và các chất hoà tan trong tế bào rễ có khuynh hướng di chuyển ra ngoài dung dịch đất, làm cho tế bào rễ bị co nguyên sinh Cải tạo đất mặn • Tưới hoặc rửa, và đất cần có tính chất tiêu nước mặt và nước trong đất tốt. • Yêu cầu rửa mặn là muối phải được rửa sâu xuống dưới vùng rễ. • Nên phủ chất hữu cơ trên mặt đất để làm giảm được sự bốc hơi nước và tăng khả năng tiêu nước của đất Cải tạo đất kiềm – đất kiềm mặn • cần phải làm giảm Na trao đổi và/hay ECse phải giảm thấp, • dùng Ca2+ trong gypsum (CaSO4.2H2O) để trao đổi với Na+ trong keo đất sau đó dùng nước rửa ion Na+ này Keo đất -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Cl- Na+ Na+ Na+ Na+ Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Bổ sung Keo đất -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ H2O Quản lý đất mặn Giảm đến mức tối thiểu sự tích lũy muối trong quá trình canh tác, trong các vùng khô hạn và bán khô hạn Duy trì ẩm độ đất xung quanh ẩm độ đồng ruộng bằng cách thường xuyên tưới nước ngọt.