Đất là một hệ thống động trong đó dung dịch đất là môi trường của các quá trình vật
lý, hoá học và sinh học trong môi trường đất. Dung dịch đất tồn tại ở trạng thái cân bằng động
với các chất vô cơ, chất hữu cơ, vi sinh vật và không khí đất. Vì thế nó đóng vai trò quan trọng
trong sự chuyển hoá và vận chuyển các phân tử và các ion cần thiết cũng như các phân tử và
các ion có hại trong một hệ sinh thái.
Hoá học đất bao gồm các phản ứng và các quá trình hoá học của đất gắn liền với sự
sinh trưởng của thực vật, động vật và môi trường phát tiển của con người. Các quá trình hoá
học đất là nền tảng cho sự tiến hoá của địa quyển, sinh quyển và môi trường sống của con
người. Vì vậy hoá học đất đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của tài nguyên thiên
nhiên, bảo vệ môi trường và sự bền vững của hệ sinh thái. Việc nắm vững bản chất của các
phản ứng và các quá trình hoá học đất ở các mức độ nguyên tử, phân tử và vi mô là rất cần
thiết đối với các chiến lược quản lý nguồn tài nguyên mới phát triển và để hiểu được và điều
chỉnh các hoạt động của hệ sinh thái trên mặt đất trong phạm vi vùng và toàn cầu.
Sơ lược phát triển của hoá học đất
Sự phát triển của hoá học đất cũng như nhiều khoa học khác đã bắt đầu từ xa xưa. đầu
tiên đó là sự tích luỹ các kinh nghiệm và kiến thức tập thể về các đặc điểm của đất và các đặc
tính của chúng theo mức độ phát triển của sản xuát nông nghiệp. Trong thực tiễn của sản xuất
nông nghiệp người ta đã sử dụng nhiều phương pháp hoá học để cải thiện tính chất đất. Theo
nhà thổ nhưỡng hoc-nhà sử học I. A. Krupenikov (Liên Xô cũ) vào đầu những năm 2000 trước
công nguyên ở Atxyri, Babylon, Shumer người ta đã sử dụng nhiều biện pháp để chống sự tái
mặn hoá đất. Cũng trong khoảng thời gian này nhân dân ở vùng Trung Mỹ đã sử dụng mác nơ
để làm giảm độ chua cho đất. Các nhà triết học và nông dân của La Mã cổ đại biết rất rõ về
các đất mặn, chúng đã được đi vào trong các tác phẩm thi ca của thời kì này. Nhà thục vật học
Hy Lạp cổ đại Feofrast (khoảng năm 372-287 trước công nguyên) cùng với các đất sét và đất
cát cũng đã tách riêng các đất mặn. Liên quan đến khả năng hấp thụ của đất nhà triết học Hy
Lạp cổ đại Aristot (năm 384-322 trước công nguyên) đã viết về hiện tượng độ mặn của nước
biển giảm sau khi cho nó tiếp xúc với đất. Hiện tượng này được nhà triết học duy vật La Mã
Tit Lukretsii Kar (năm 99-55 trước công nguyên) mô tả rất sinh động trong tác phẩm “Về bản
chất của các vật”. Tư tưởng của Tit Lukretsii Kar biểu thị giả thuyết cơ bản về cơ chế trao đổi
cation. Thực tế người dân ở vùng Tây Bắc châu Phi đã sử dụng khả năng trao đổi cation để
làm giảm độ mặn của nước biển.

Việc tiến hành các thực nghiệm tách và phân tích các hợp chất hữu cơ có màu nâu thẫm
đặc trưng từ đất ở một mức độ nhất định gắn liền với học thuyết mùn dinh dưỡng của thực vật
do nhà bác học Thuỵ Điển Y. Valleryus đưa ra trong cuốn sách “Các cơ sở của hoá học nông
nghiệp” (1761). Ông cho rằng mùn là hợp chất dinh dưỡng chính đối với thực vật, còn các
phần cấu thành khác của đất chỉ tạo ra các điều kiện thuận lợi cho sự hấp thụ mùn của thực
vật. Giáo sư của đại học tổng hợp Beclin A. Teier cũng đi theo học thuyết này, nhưng sau các
nghiên cứu của Z. B. Buxxengo ở Pháp và Iu. Libikh ở Đức các nhà nông hoá học không còn
công nhận thực vật có khả năng đồng hoá trực tiếp các hợp chất chất hữu cơ phức tạp của đất,
mặc dù sau đó vấn đề này vẫn gây ra nhiều tranh cãi. Các nghiên cứu của những năm 60-70
của thế kỉ 20, với việc sử dụng các hợp chất mùn được đánh dấu C
14
đã khẳng định khả năng
thực vật hấp thụ các axit mùn có khối lượng phân tử cao qua hệ thống rễ.
Các nghiên cứu của Ahard và những người đồng thời với ông có ý nghĩa không chỉ có ý
nghĩa về mặt nông học mà còn có ý nghĩa về hoá học đất. Từ đầu thế kỉ 19 đã xuất hiện một
loạt các nghiên cứu thực nghiệm các hợp chất hữu cơ đặc biệt còn ít được biết trong thời gian
đó – các axit mùn mà người ta đã chiết được từ đất hoặc nước tự nhiên.
Các nghiên cứu tương tự về thành phần, độ hoà tan, tương tác của các axit mùn với các
muối và amoniac đã được nhiều nhà khoa học thực hiện: Y. Diobereiner (1822), K. Shprengel
(1826), I. I. Bertseliux (1833), G. Mulder và nhà nghiên cứu người Nga R. German (từ
1840-1860). Trong các thí nghiệm, nhiều nhà khoa học cũng đã nhận được các axit humic nhân
tạo (Bulle, Malaguti…).
Cũng cần nhấn mạnh rằng ở các thế kỉ 18 và thế kỉ 19 các vấn đề hoá học nông nghiệp
và nói riêng hoá học đất là trung tâm chú ý của nhiều nhà hoá học vĩ đại. Trong số đó có I. A.
Bertseliux, người đã nghiên cứu chi tiết các đặc tính của các axit mùn.
Ienx Iakov Bertseliux (1779-1848) là nhà bác học nổi tiếng người Thụỵ Điển, một
trong những nhà hoá học giỏi nhất thời đại của ông. Ông là viện sĩ của nhiều viện hàm lâm,
trong đó có viện hàn lâm khoa học Peterburxki (Nga). Bertseliux đã sáng lập lý thuyết điện
hoá của các hợp chất hoá học, xác định khối lượng phân tử của khoảng 50 nguyên tố với độ
chính xác cao, xác nhận quy luật tỷ lệ bội và không đổi, thành lập bảng khối lượng nguyên tử,

những kết luận quan trọng sau đây:
(1) Các cation Na
+
, K
+
, NH
4
+
bổ sung vào trong đất dưới dạng các muối của các axit
mạnh được đất hấp thụ và thay vào chỗ của chúng trong dung dịch xuất hiện số lượng tương
đương muối của canxi, có nghĩa là đã diễn ra phản ứng được mô tả bằng phương trình
Đất + 2KCl ® Đất=K
2
+ CaCl
2
.
(2) Các cation ở dạng các hydroxit hoặc cacbonat được đất hấp thụ hoàn toàn không
có có sự đẩy ra khỏi đất canxi hoặc các anion.
(3) Các muối canxi của các axit mạnh (nitrat, clorua và sunphat) không được đất hấp
thụ
(4) Sự hấp thụ các cation do các hạt sét của đất thực hiện, còn cát và chất hữu cơ
không đóng vai trò quan trọng.
(5) Đun nóng đất hoặc xử lý đất bằng axit sẽ làm mất khả năng hấp thụ cation của đất.
(6) Sự hấp thụ diễn ra rất nhanh, thực tế trong khoảng khắc.
(7) Tăng nồng độ muối bổ sung vào đất làm tăng số lượng cation được đất hấp thụ.
(8) Sự hấp thụ cation diễn ra không thuận nghịch.
(9) Đất có khả năng hấp thụ phốt phát.
Hoàn toàn không phải tất cả các kết luận của Uei đều được công nhận sau này. Kết
luận về vai trò của chất hữu cơ, về khả năng hấp thụ canxi của đất hiển nhiên là sai. Trong các
phản ứng trao đổi có các ion hydro tham gia có thể tạo ra một ấn tượng về sự hấp thụ hoàn

đất bằng cách xử lý đất bằng axit, sau đó xác định canxi trong dịch chiết axit (bằng phương
pháp kết tủa), hoặc theo lượng khí cacbonic thoát ra. Nhà nghiên cứu người Mỹ E. Ruffin đã
thử áp dụng phương pháp của Devi cho các đất của Mỹ và nhờ các thí nghiệm này ông đã rút
ra kết luận rằng: vai trò của bón vôi là trung hoà độ chua của đất. Mặc dù cuốn sách của
Ruffin “các nghiên cứu về phân bón có vôi” đã được xuất bản năm 1832, nhưng chỉ đến đầu
thế kỉ 20 các nghiên cứu về độ chua đất mới được tiếp tục.
Sự phát triển khuynh hướng thứ ba của hoá học đất – lý thuyết dinh dưỡng khoáng của
thực vật - gắn liền với tên tuổi của Iu. Libikh. Iuxtux. Fon Libikh (1803-1873) đóng vai trò to
lớn trong sự phát triển của hoá học đất lý thuyết và hoá học đất thực nghiệm. Các nghiên cứu
của Libikh rất đa dạng; ông thường quan hệ với các chuyên gia trong lĩnh vực hoá hữu cơ và
người ta cho rằng cống hiến của ông cho sự phát triển của hoá hữu cơ chỉ có thể so sánh với
vai trò của các công trình của Bertseliux trong hoá học vô cơ. Cùng với điều này, khó mà có
thể đánh giá dược hết vai trò của các công trình nghiên cứu của ông đối với sự phát triển của
hoá lý, sinh hoá và nông hoá. Libikh đã tiến hành nhiều phân tích thực vật và các thí nghiệm về
ảnh hưởng của các muối kali và phốt phát đến sự phát triển của cây trồng trên đất cát. Trong
cuốn sách “Hoá học hữu cơ ứng dụng cho nông nghiệp và sinh lý” (1840) ông đã chỉ ra
rằngcây trồng cần không chỉ khí cacbonic, oxi, hydro và nitơ còn cả phốt pho, kali, canxi, lưu
huỳnh, magiê, sắt và thậm chí cả silic. Khi nghiên cứu các vấn đề nông hoá, Libikh không dừng
lại chỉ giải quyết các vấn đề lý luận, mà trên cơ sở sự nấu chảy cacbonat kali và natri ông đã
tạo ra phân nhân tạo. Các loại phân bón đầu tiên do nhà máy sản xuất, thực tế, dường như
không có hiệu quả. Trong lĩnh vực nông hoá học, các công trình nghiên cứu của Libikh có ý
nghĩa không chỉ đối với vấn đề dinh dưỡng khoáng của thực vật và bón phân mà còn có ảnh
hưởng đến sự phát triển sau này các vấn đề sự huy động các nguyên tố dinh dưỡng khoáng của
thực vật, mức độ di động của chúng trong đất cũng như kết luận các vấn đề cân bằng hoá học
của các thành phần vô cơ trong hệ thống đất – dung dịch đất.
Những nghiên cứu thực nghiệm trong thế kỉ 20 gắn liền với các vấn đề độ chua đất, khả
năng hấp thụ của đất, hoá keo đất, dung dịch đất, cơ sở hoá học và sinh hoá học của quá trình
mùn hoá.
Đầu tiên các nghiên cứu hệ thống bản chất của độ chua đất gắn liền với các công trình
nghiên cứu được công bố của nhà nghiên cứu người Mĩ T. P. Veitr (1904) và nhà bác học

tiếp theo các vấn đề độ chua đất gắn liền với các vấn đề cấp bách hiện nay là độc thực vật và
vấn đề sinh thái được trình bày trong chuyên khảo của các nhà bác học người Bungari T.
Palaveev và T. Totev “Độ chua đất và các phương pháp khắc phục” (1983).
Các nghiên cứu về khả năng hấp thụ của đất gắn liền với tên tuổi của A. N. Xabinin
(1847-1920)- trưởng bộ môn nông học, đại học tổng hợp Maxcova. Lĩnh vự khoa học Xabinin
rất rộng. Ông đã nghiên cứu thành phần các hạt, chế độ nhiệt của đất, axit humic. Năm 1908
ông đã công bố bài báo về khả năng hấp thụ của đất, chia thành ba dạng hấp thụ: Hoá học, lý
học và lý hoá học. Sau đó, sự phân loại này đã được K. K. Gedroits phát triển. Xabinin cũng
đưa ra không ít các phương pháp nghiên cứu đất. Các phương pháp phân tích thành phần cơ
giới và hàm lượng mùn trong đất hiện nay là được cải biên từ các phương pháp phân tích do
Xabinin đề nghị.
Sự phát triển tiếp theo của các nghiên cứu trong lĩnh vực nghiên cứu keo đất và khả
năng hấp thụ của đất gắn liền chặt chẽ với tên tuổi của viện sĩ K. K. Gedroits. Konxtantin
Kaetanovitr Gedroits (1872-1932) là nhà bác học, nhà nông hoá học, nhà lý hoá học, nhà thổ
nhưỡng học xô viết nổi tiếng đã tạo ra các cơ sở hoá học và phân tích hoá học đất. Các nghiên
cứu đất của ông đều hướng tới nắm vững đất để điều khiển các đặc tính của nó, nâng cao độ
phì nhiêu đất và năng suất cây trồng.
Năm 1922 ông đã xuất bản cuốn sách “Học thuyết về khả năng hấp thụ của đất” quyết
định phương hướng phát triển của lý hoá học đất và có ảnh hưởng to lớn đến sự phát triển của
khoa học thế giới. Gedroits cũng đóng vai trò to lớn trong việc đánh giá nhu cầu của đất về
phân bón, mức độ dễ tiêu của các nguyên tố khác nhau đối với thực vật và biện pháp cải tạo
hoá học đất.
Năm 1925 ông đã đưa ra các nguyên tắc phân loại đất trên cơ sở thành phần cation hấp
thụ, đã soạn thảo giả thuyết lý hoá học phát sinh các đất solonet. Các kết quả nghiên cứu của
Gedroits về ảnh hưởng của các cation trao đổi trong đó có các nguyên tố vi lượng đến thực vật
là cơ sở phương pháp luận cho nghiên cứu sau này về các nguyên tố vi lượng và định mức kim
loại nặng trong đất.
Gedroits đã đóng góp rất nhiều cho sự phát triển phân tích hoá học đất. Năm 1923 ông
đã cho xuất bản sách “Phân tích hoá học đất” – cuốn sách dược sử dụng rộng rãi trong các
phòng thí nghiệm đất và nông hoá. Năm 1929 ông được bầu là viện sĩ viện hàm lâm khoa học

cách giải quyết về lý thuyết đầu tiên trong hướng này dựa trên cơ sở các thực nghiệm đồng
ruộng và thí nghiệm được thự hiện từ năm 1947.
Khía cạnh thứ hai của vấn đề oxi hoá khử của đất gắn liền với ảnh hưởng của các chế
độ oxi hoá khử đến trạng thái và sự biến đổi các hợp chất của các nguyên tố hoá học có hoá trị
thay đổi trong đất được nghiên cứu bởi các nhà bác học xô viết và nước ngoài khác như G.
Briumer, S. V. Zon, F. Ponnamperuma, U. Patric, D. Makleod, I. P. Xerdobolxki, U.
Lindsei…
Cùng với các vấn đề lý hoá học đất, các vấn đề hoá học, sinh hoá học chất hữu cơ đất
cũng được nghiên cứu nhiều vào nửa đầu của thế kỉ 20. Các nghiên cứu này được tiến hành
theo nhiều xu hướng khác nhau. Hai nhà bác học người Mỹ O. Shreiner và E. Shori vào năm
1908 đã nhận dạng được trong thành phần một tập hợp các hợp chất hữu cơ riêng biệt, trong
số đó có các gluxit, axit hữu cơ, andehit, lipit và nhiều chất khác. Tổng số họ đã tìm được hơn
40 hợp chất khác nhau. Đại diện cho một hướng nghiên cứu khác là S. Oden gắn liền với
nghiên cứu các đặc tính hoá keo của hợp chất mùn trong khoảng thờI gian từ 1912-1914. Sau
đó ít lâu, giáo sư trường đại học tổng hợp Maxcơva V. V. Gemmerling đưa ra giả thuyết gốc
về tính đa phân tán được chứng minh bằng các dạng keo khác nhau và giải thích màu sắc
không giống nhau của các axit mùn được tách từ các đất khác nhau bằng mức độ phân tán của
chúng. Tư tưởng của V. V. Gemmerling được khẳng định bằng thực nghiệm trong những năm
1950-1960, ví dụ như đã xác được sự phụ thuộc của màu sắc của các axit mùn vào khối lượng
phân tử của chúng. Các quan điểm lý thuyết và nghiên cứu thực nghiệm về nguồn gốc các hợp
chất mùn đã được trình bày và thực hiện trong phần tư đầu của thế kỉ 20 gắn liền với tên tuổi
của các nhà bác học: L. Maiard, A. G. Truxov, A. A. Shmuk, E. P. Troitskii, A. N. Xabanin, F.
Fisher và G. Shrader.
Nghiên cứu mùn đất diễn ra rất mạnh trong những năm 1940-1950 đến nay dưới ảnh
hưởng viện sĩ I. V. Tiurin và các học trò của ông. Ivan Vladimirovitr Tiurin (1892-1962) –
Nhà thổ nhưõng-di truyền học và nhà thổ nhưỡng-hoá học Xô viết vĩ đại. Ông đã tạo ra hệ
thống hoàn chỉnh các quan điểm về chất hữu cơ đất, nghiên cứu các phương pháp xác định các
hợp chất hữu cơ của cacbon và nitơ trong đất, xác định mùn theo Tiurin là một trong những
phương pháp chủ yếu hiện nay và được sử dụng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm. Nghiên
cứu mùn đất của Tiurin gắn liền chặt chẽ với các nhiệm vụ thực tiễn của sản xuất nông nghiệp.

50-60 của thế kỷ 20. Trong nghiên cứu thổ những đã ứng dụng các phương pháp phân tích cực
phổ, quang phổ, phổ phát xạ, phổ hấo thụ nguyên tử, phân tích rơn gen-huỳnh quang…
Sự phát triển như vũ bão của công nghiệp, giao thông vận tải, việc sử dụng rộng rãi
phân bón, các chất độc hoá học đã đặt cho hoá học đất một nhiệm vụ mới. Nhiệm vụ này trở
nên đặc biệt nghiêm trọng vào những năm từ 1960-1970 (ở các nước phát triển) và hiện nay ở
những nước đang phát triển như nước ta. Đó là vấn đề ô nhiễm có nguồn gốc từ công nghệ hoá
học xung quanh môi trường, trong đó có đất. Trong số các chất gây ô nhiễm đất có các sản
phẩm cháy của các nhiên liệu khác nhau, các khí thải của các xí nghiệp, nhà máy sản xuất công
nghiệp, nước thải công nghiệp và nước thải sinh hoạt, sự rửa trôi các thành phần của phân bón
và nhiều nguyên nhân khác. Hiện nay các nhà khoa học đang tập trung tìm tòi các cách ngăn
ngừa tác động độc hại của các chất ô nhiễm đến năng suất, chất lượng của sản phẩm, nghiên
cứu các biện pháp cải tạo đất bị ô nhiễm.
Nhìn chung, sự phát triển của hoá học đất từ 1900 đến 1980 có thể nhận thấy như sau:
Thời kì này đã hình thành các luận điểm cơ bản của hoá học đất, nghiên cứu chi tiết thành phần
hoá học của các loại đất chính, thành phần của nhóm hạt bùn của chúng, xác định cấu trúc tinh
thể của các khoáng vật của nhóm hạt mịn phân tán và xác định thành phần khoáng vật của đất.
Đã làm sáng tỏ các quy luật quan trọng của sự trao đổi cation, sự hấp thụ phốt phát của đất,
khám phá bản chất và các dạng độ chua đất, nghiên cứu thành phần dung dịch đất. Đã nêu rõ
quy luật mùn hoá, làm rõ tính không đồng nhất về chất lượng của mùn ở các loại đất khác
nhau, đã phát hiện các nguyên tố quan trọng nhất của cấu trúc axit mùn. Cuối cùng, đã hình
thành hệ thống các phương pháp phân tích hoá học và định rõ đặc tính hoá học của đất. Những
vấn đề hoá học đất này không chỉ do các nhà hoá học mà còn do nhiều chuyên gia trong các
lĩnh vực phát sinh học đất, địa lý, nông hoá và nông học thực hiên.