Chương3 – Các phương pháp nông hoá cải tạo đất

Hoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học
27

CHƯƠNG 3 – CÁC PHƯƠNG PHÁP NÔNG HOÁ
CẢI TẠO ĐẤT

3.1. Phương pháp cải tạo đất chua
Ở nước ta, đất chua chiếm một diện tích khá lớn. Loại đất này thường chứa
nhiều ion H
+
, Al
3+
và chỉ có một lượng nhỏ cation Ca
2+
, Mg
2+
ở trạng thái hấp phụ.
Một lượng lớn ion H
+
, Al
3+
ở phức hệ hấp phụ sẽ làm cho tính chất sinh học, lí
học và hoá lí của đất trở nên giảm sút.
Để cải tạo đất chua, cần phải kết hợp phương pháp hoá học với các biện pháp
kỹ thuật nông nghiệp, được gọi là phương pháp nông hoá.
Qua nhiều nghiên cứu cho thấy, thành phần các cation hấp phụ có ảnh hưởng
rõ rệt đến tính chất đất và sự phát triển của thực vật. Trong số các cation hấp phụ,
canxi có vai trò đặc biệt quan trọng. Nhiều tính chất nông hóa của đất, sinh trưởng
và phát triển của cây trồng phần lớn phụ thuộc vào độ bão hòa canxi phức hệ hấp

Ca
2+
, Mg
2+
, NH
4
+
, K
+
, … cũng bị cản trở.
Phản ứng của dung dịch đất cũng ảnh hưởng đến sự trao đổi gluxit, protit trong
thực vật: ở phản ứng chua, quá trình tổng hợp protit bị yếu đi, tổng số hàm lượng
protit và nitơ trong thực vật cũng bị giảm, còn lượng nitơ phi protit lại tăng lên, quá
trình chuyển hóa các monosaccarit thành các hợp chất hữu cơ phức tạp cần thiết
cũng trở nên khó khăn.
Độ chua của đất còn gây nên những ảnh hưởng xấu đến đất: ion H
+
sau khi
tách Ca
2+
từ mùn đất làm cho độ phân tán keo mùn tăng lên và dễ bị rửa trôi. Sự
bão hòa các hạt keo khoáng bằng ion H
+
dần dần gây ra sự phá hủy keo. Do đó, độ
chua cao có ảnh hưởng xấu đến tính chất hóa học, hóa lí và cấu trúc của đất.
Các vi sinh vật đất cũng có mối liên quan với độ chua của đất. Thông thường,
vi sinh vật có ích (như vi sinh vật nitrat hóa, cố định nitơ) đòi hỏi khoảng pH thích
hợp là 6,5 – 7,8. nếu pH < 4 – 4,5, nhiều vi sinh vật có ích hoàn toàn không phát
triển được. Do đó, ở đất chua, việc cố định nitơ của không khí bị giảm sút rõ rệt, sự
khoáng hóa hợp chất hữu cơ bị chậm lại, quá trình nitrat hóa bị cản trở, nên thực

Ca(HCO
3
) + 2H
2
O = Ca(OH)
2
+ 2H
2
O + 2CO
2

Ca(OH)
2
 Ca
2+
+ 2OH
-

Trong dung dịch đất chứa Ca(HCO
3
)
2
, nồng độ ion OH
-
và Ca
2+
tăng lên. Các
ion Ca
2+
tách những ion H

Ca + H
2
O + CO
2

2HNO
3
+ CaCO
3
→ Ca(NO
3
)
2
+ H
2
O + CO
2

Khi bón đủ lượng đá vôi có thể khử được độ chua hiện tại, độ chua trao đổi và
độ chua thủy phân cũng giảm đi đáng kể, đồng thời hàm lượng Ca
2+
trong dung
dịch đất và độ bão hòa bazơ của đất cũng được tăng lên.
Ngoài đá vôi, người ta còn dùng Ca(OH)
2
để khử chua. Khi dùng đá vôi hay
đolomit cần phải nghiền nhỏ (< 0,25mm). Theo khả năng trung hòa độ chua thì 1
tấn Ca(OH)
2
bằng 1,35 tấn CaCO


Bảng 3.3. Nhu cầu bón vôi tùy thuộc vào độ bão hòa bazơ
Độ bão hòa bazơ Nhu cầu bón vôi
< 50% Rất cần bón vôi (nhu cầu cao)
50 – 70% Cần bón vôi (nhu cầu trung bình)
> 70% Ít cần (nhu cầu thấp)
> 80% Không cần bón vôi
Ở các giá trị pH bằng nhau, đất nào có độ bão hòa bazơ lớn hơn thì ít cần bón
vôi hơn. Loại đất có thành phần cơ giới nặng cần được bón vôi nhiều hơn đất cơ
giới nhẹ.
Nhu cầu bón vôi có thể được xác định khá chính xác bằng cách đồng thời tính
đến giá trị pH
KCl
, độ bão hòa bazơ và thành phần cơ giới của đất.
Bảng 3.4. Nhu cầu bón vôi dựa vào tính chất đất
Nhu cầu bón vôi
Rất cần Cần Ít cần Không cần
Đất
pH V% pH V% pH V% pH V%
<5,0

<45 5,0–5,5

45–60 5,5–6,0

60–70 >6,0

>70
<4,5



40–60 5,0–5,5

60–70 >5,5

>70
Đất á sét nhẹ
<4,0

<45 4,0–4,5

45–55 4,5–5,0

65–75 >5,0

>75
<5,0

<30 5,0–5,5

30–45 5,5–6,0

45–55 >6,0

>55
<4,5

<35 4,5–5,0

35–50 5,0–5,5

hóa phải được tiến hành lại để lập lại sơ đồ độ chua cho chính xác hơn.
3.1.4. Lượng vôi cần bón.
Lượng vôi cần thiết để làm giảm độ chua cao của lớp đất trồng trọt cho đến
phản ứng ít chua (pH nước chiết bằng nước: 6,2 – 6,5; pH nước chiết bằng muối:
5,6 – 5,8), thuận lợi cho đa số cây trồng và vi sinh vật có ích, được gọi là lượng vôi
đầy đủ hoặc tiêu chuẩn. Lượng vôi này phụ thuộc vào các độ chua của đất. Có thể
xác định lượng vôi đầy đủ một cách chính xác hơn bằng cách dựa vào độ chua thủy
phân. Có thể tính lượng vôi (ra tấn CaCO
3
đối với 1ha) như sau:
Lượng CaCO
3
= H . 1,5
Trong đó, H là giá trị độ chua thủy phân (mđlg/100g đất).
Qua nghiên cứu cho thấy,để đạt được phản ứng của đất đến phản ứng ít chua
chỉ cần khử 2/3 giá trị độ chua thủy phân. Do đó, trong nhiều trường hợp chỉ cần
bón 2/3 lượng vôi tính theo độ chua thủy phân tiêu chuẩn.
Nếu sử dụng phân vôi không phải là CaCO
3
mà là MgCO
3
hoặc CaO, Ca(OH)
2

thì khi tính lượng vôi phải nhân với hệ số sau: 0,84 đối với MgCO
3
; 0,74 đối với
Ca(OH)
2
; 0,56 đối với CaO.

3
(tấn/1ha)
Cát pha và á sét nhẹ 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 2,0
Á sét trung bình và nhẹ

6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5
Chương3 – Các phương pháp nông hoá cải tạo đất

Hoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học
32

(Lượng vôi trong bảng trên xấp xỉ bằng 75% độ chua thủy phân của đất.)
3.2. Phương pháp cải tạo đất kiềm (đất solonet và đất thuộc loại solonet)
Đối với loại đất kiềm, thông thường người ta thường bón thạch cao.
Phản ứng giữa đất kiềm với thạch cao:
Na
+

Na
+
Ca
2+

KĐ Na
+
+ 2CaSO
4
→ KĐ Ca
2+
+ 2Na

3

Để tránh sự hóa mặn đất do các sản phẩm phản ứng (Na
2
SO
4
), việc bón thạch
cao hợp lý thường kết hợp với biện pháp rửa mặn.
* Lượng thạch cao cần bón:
Để trung hòa lượng kiềm, người ta phải bón vào đất một lượng thạch cao đủ
để thay thế lượng dư Na
+
hấp phụ bằng Ca
2+
.
Có thể xác định lượng thạch cao cần bón tùy thuộc vào hàm lượng Na
+
hấp thụ
theo công thức sau: Trong đó: 0,086 là 1mđlg CaSO
4
.2H
2
O (gam).
H là độ sâu của lớp đất cải tạo (cm).
d là khối lượng riêng của lớp đất cải tạo.
Na là tổng lượng Na
+

.2H
2
O trong nguyên liệu thạch cao sử dụng
3.3. Phương pháp cải tạo đất mặn
3.3.1. Nguồn gốc sự hình thành đất mặn
Đất mặn là loại đất chứa nhiều muối tan (1 – 1,5% hoặc cao hơn), nhất là ở lớp
đất mặt. Những loại muối tan trong đất mặn thường là: NaCl, Na
2
SO
4
, NaHCO
3
,
CaCl
2
, CaSO
4
, MgCl
2
… Nguồn gốc của các muối này có thể khác nhau: từ lục địa,
từ biển hoặc từ sinh vật … Nói chung, nguồn gốc ban đầu của chúng xuất phát từ
thành phần khoáng của nham thạch núi lửa. Nhờ quá trình phong hoá, các khoáng
đó bị phân huỷ thành muối tan, di chuyển, tập trung ở những vùng có địa hình
trũng, không thoát nước.
Ở các miền nhiệt đới mưa nhiều như nước ta, do sự phong hoá thổ nhưỡng xảy
ra mãnh liệt, nên các loại muối, kể cả những loại muối khó tan như CaCO
3
, CaSO
4


+
ở keo đất bị thay thế bởi H
+
. Do đó, đất solot thường
có phản ứng chua.
3.3.3. Đặc điểm của đất mặn và ảnh hưởng của hàm lượng cao của muối tan
đến sinh trưởng, phát triển của cây trồng.
Do có chứa một lượng muối tan cao, đất mặn thường có những tính chất lý
học, hoá học, sinh học không thích hợp với sinh trưởng, phát triển của cây trồng.
Khi khô, đất nứt nẻ, khi ướt, đất bị dính bết, hạt đất trương mạnh bịt kín các khe hở
làm cho đất trở nên không thấm nước.
Ở nước ta, đất mặn có phản ứng trung tính, kiềm yếu, có khi hơi chua. Ở vùng
khô hạn, đa số đất mặn có phản ứng kiềm hoặc rất kiềm, có khi pH đất tới 11 – 12.
Ở độ pH này, không loại cây trồng nào có thể sinh trưởng được.
Ảnh hưởgn xấu của đất mặn đối với cây trồng, tước hết là do áp suất thẩm
thấu cao của dung dịch đất. Áp suất này thay đổi tỉ lệ thuận với nồng độ muối tan.
Khi áp suất của dung dịch đất từ 10 – 12at, cây bị chết. Ngoài ra, cây còn bị tác
dụng độc do nồng độ cao của các ion. Các ion thường thấy trong đất mặn và kiềm
mặn là Cl
-
, SO
4
2-
, HCO
3
-
, Na
+
, Mg
2+

+
bằng Ca
2+
:
Để cải tạo đất kiềm mặn, người ta thường bón các hợp chất của canxi, có phản
ứng kiềm như thạch cao, phôtpho thạch cao. Phản ứng ở đất kiềm mặn khi bón
thạch cao cũng diễn ra tương tự như ở đất kiềm.
Chương3 – Các phương pháp nông hoá cải tạo đất

Hoá kỹ thuật – Phần hai: Hoá nông học
35

Nếu đất kiềm mặn giàu CaCO
3
cần phải bón vào đất những chất tạo ra H
+
, để
chuyển Ca
2+
ở dạng không tan thành dạng tan có thể trao đổi với Na
+
. Ví dụ, có thể
bón lưu huỳnh, pirit, nhôm sunfat, sắt sunfat.
Phản ứng giữa lưu huỳnh hoặc pirit với đất có vi sinh vật như sau:
2S + 3O
2
 2SO
3

SO

:
H
2
SO
4
+ CaCO
3
= CaSO
4
+ CO
2
 + H
2
O
Na
+

KĐ + CaSO
4
 KĐ ]Ca
2+
+ Na
2
SO
4

Na
+

Nhôm sunfat, sắt sunfat cũng là nguyên liệu cải tạo đất mặn kiềm:

+

KĐ + CaCO
3
 KĐ ]Ca
2+
+ NaHCO
3

H
+

H
+

KĐ + CaCO
3
 KĐ ]Ca
2+
+ H
2
O + CO
2

H
+

Biện pháp hoá học cải tạo đất mặn không chỉ làm thay đổi tính chất hoá học
mà còn làm thay đổi cả tính chất lí học của đất và tạo điều kiện cho việc áp dụng
các biện pháp khác một cách có hiệu quả hơn.

Theo J. Bandenxpejơ, đất phèn được hình thành do sự khử muối sunfat nguồn
gốc nước biển trong điều kiện yếm khí. Sự khử này xảy ra nhờ vi sinh vật khử
sunfat:
Na
2
SO
4
+ CH
4
Na
2
S + CO
2
+ 2H
2
O
Na
2
SO
4
+ 4H
2
Na
2
S + 4H
2
O
Na
2
S + H

và H
2
SO
4
.
Ở điều kiện nhiệt đới, H
2
SO
4
sẽ tác dụng với các khoáng sét trong đất, giải phóng
Al khỏi mạng lưới tinh thể của chúng và tạo thành Al
2
(SO
4
)
3
.
3.4.2. Biện pháp nông hoá cải tạo đất phèn (đất chua mặn)
Đất chua mặn có chứa nhiều muối sắt sunfat, nhôm sunfat, H
2
SO
4
, do đó đất
rất chua (pH < 4, có khi pH < 2), nhôm nằm trong khoảng 8 – 10mđlg/100g. Vì
vậy, biện pháp nông hoá chủ yếu để cải tạo đất phèn là sử dụng vôi để khử chua và
kết tủa nhôm.
Al
2
(SO
4

2
+ Ca(OH)
2
= Ca(AlO
2
)
2
 + 2NaOH
Vì đất phèn rất chua, để cải tạo nó cần phải bón nhiều vôi, làm triệt để và kết
hợp với các biện pháp khác như rửa mặn, tiêu nước ngầm … Ngoài việc bón vôi,
cần phải bón phân hoá học cho đất phèn, đặc biệt là phân lân (dạng thích hợp là
phôtphorit). Dạng phân đạm thích hợp với đất phèn là urê, không cần bón phân kali
vì đất này giàu kali.
VSVkh
ử sunfat

VSVkh
ử sunfat