1
PHẦN MỞ ĐẦU
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 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.
1 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) 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
macnơ 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 thực
vật học Hy Lạp cổ đại Feofrast (khoảng năm 372-287 trước công nguyên) đã tách riêng các
đất mặn với các đất sét và đất cát. 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
giảm xuống 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
vẫn còn được giữ đến ngày nay. Khoảng mười năm sau L. Vokelen đã chiết rút một hợp chất
tương tự từ thân cây du già bằng cách tác động dung dịch kiềm vào nhựa của cây này. Vào
năm 1807, T. Tomson gọi chất này là ulmin (từ ulmus nghĩa là cây du).
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. Vallerius 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. Bussengo 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. Bertselius (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.
Bertselius, người đã nghiên cứu chi tiết các đặc tính của các axit mùn.
Ienx Iakov Bertselius (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,
. Các kết quả thí nghiệm đã được công bố năm 1850.
Đồng thời Tompson cũng thông báo thí nghiệm của mình cho nhà hoá học của hội nông nghiệp
hoàng gia Dz. T. Uei. Không chậm chễ, nhà hoá học này đã tiến hành các nghiên cứu thực
nghiệm vào năm 1850 và năm 1852 đã công bố các kết quả nhận được. Uei đã đưa ra 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.
năm 1813 đã xuất bản cuốn sách của nhà hoá học người Anh Gemfr Devi (1778-1829), sau
này là chủ tịch hội Hoàng gia Luân Đôn “Các cơ sở của hoá học nông nghiệp”. Trong cuốn
sách này Gemfr Devi đã nhấn mạnh vai trò đặc biệt của vôi. Theo ông vôi hoà tan nguyên liệu
thực vật, hơn nữa còn có tác dụng cải thiện các điều kiện dinh dưỡng của thực vật và thúc đẩy
việc tạo thành cấu trúc tốt cho đất. Ông đã đề nghị phương pháp xác định cacbonat canxi trong
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 Bertselius 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 rằng
cây 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
5
thực vật, mức độ di động của chúng trong đất cũng như kết luận các vấn đề cân bằng hoá học
gian hiện nay vẫn được phổ biến rộng rãi nhất.
Vấn đề độ chua đất được nghiên cứu không chỉ về mặt lý thuyết mà còn về mặt thực
hành. Đóng góp lớn nhất trong thực tế điều chỉnh độ chua của các đất nông nghiệp thuộc về D.
L. Axkinazi - một trong những người khởi xướng việc bón vôi cho đất và là tác giả đầu tiên
của quy phạm bón vôi ở Liên Xô. Ông là người đầu tiên xác định ảnh hưởng của pH đến dung
tích hấp thụ và chỉ ra rằng bón vối ảnh hưởng đến chế độ phốt phát của đất. Sự phát triển 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 vực khoa học
Xabinin quan tâm 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.
6
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
chuyên khảo “Keo đất và khả năng hấp thụ của đất” (năm 1957). Các nghiên cứu quá trình oxi
hoá khử của đất trong những thập kỉ sau này của Remezov với quy mô đặc biệt rộng gắn liền
với sự phát triển của các biện pháp tưới, tiêu, các nghiên cứu đất lúa ngập nước và đất của các
cánh đồng có tưới. Hai khía cạnh chính của vấn đề này được nghiên cứu.
Khía cạnh thứ nhất là phân loại chế độ oxi hoá khử, ảnh hưởng của chúng đến các đặc
tính của đất và vai trò của các điều kiện khử đến sự phát triển của quá trình tích tụ-glây. Giáo
sư học viện nông nghiệp mang tên Timiriazev I. X. Kauritrev và các học trò của ông đã đưa ra
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
7
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. Troitski, A. N. Xabanin, F.
quan tâm của các nhà khoa học: Địa chất học, đại dương học, hoá học, nông học, y học và
nhiều chuyên gia trong các lĩnh vực khác.
Một trong những vấn đề nghiên cứu của hoá học đất được phát triển đáng kể trong
những năm cuối thập kỉ 40 và những năm đầu thập kỉ 50 của thế kỉ 20 là vấn đề nguyên tố vi
lượng. Các công trình nghiên cứu vấn đề vi lượng gắn liền với tên tuổi của các viện sĩ Xô Viết:
V. I. Vernadxki, A. P. Vinogradov, K. K. Gedroits và Ia. V. Peive.
Các thành công trong nghiên cứu các nguyên tố vi lượng ở một mức độ đáng kể được
tạo nên do việc áp dụng rộng trong thổ nhưỡng các phương pháp phân tích nhanh. Sự hoàn
thiện các kỹ thuật nghiên cứu được bắt đầu từ những năm 40 và tăng nhanh trong các năm
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
* Hoá học các quá trình hình thành đất:
+ Sự chuyển hoá thành phần chất trong quá trình hình thành đất: tổng hợp và phá huỷ
các khoáng vật, sự phân giải các tàn dư thực vật, sự tổng hợp các chất mùn và hoá học hình
thành mới các chất.
+ Các quá trình hoá học phân hoá phẫu diện đất.
+ Sự di động và tích luỹ các hợp chất hoá học trong đất.
+ Sự phụ thuộc của các đặc tính và thành phần của đất vào các điều kiện thuỷ nhiệt và
sinh học.
* Các cơ sở hoá học của độ phì nhiêu đất:
+ Trữ lượng các nguyên tố dinh dưỡng: trữ lượng tổng số, nguồn dự trữ các nguyên tố
dinh dưỡng.
+ Cân bằng các nguyên tố dinh dưỡng: cân bằng các nguyên tố trong đất hoang, cân
bằng các nguyên tố trong đất nông nghiệp.
+ Các cơ sở hoá học của tính di động và mức độ dễ tiêu của các nguyên tố dinh dưỡng
đối với thực vật, dạng các hợp chất và tính di động của chúng, các cơ sở động thái nhiệt của
tính di động và mức độ dễ tiêu của các nguyên tố.
+ Các biện pháp hoá học điều chỉnh độ phì nhiêu đất.
* Hoá học phân tích đất
+ Các phương pháp nhận dạng và xác định số lượng các nguyên tố và chất (các phương
pháp thông thường).
+ Các phương pháp đo các đặc tính của đất: xác định pH, đo thế năng oxy hoá, xác định
các đặc trưng hoá keo.
+ Các phương pháp xác định các chỉ tiêu đất đặc trưng: thành phần nhóm và phân đoạn
của mùn, các cation trao đổi, thành phần nhóm của các cấu tử vô cơ, các dạng độ chua và
kiềm của đất.
Câu hỏi ôn tập
1. Sơ lược phát triển của hoá học đất
2. Hoá học đất ngày nay, nội dung và nhiệm vụ của nó
10
11
kg/năm)
b,c 0,7 1,6 2,10 1,60 2,60
Photpho (10
9
kg/năm)
b,c 3,2 4,3 19,00 0,30 1,40
Chì (10
8
kg/năm)
d 3,2 4,7 7,80 <0,01 1,40
Đồng (10
7
kg/năm)
e 6,2 7,1 632,00 <0,01 1,30
Nguồn: a- R. J. Chorley, 1979.
KhÝ quyÓn
S«ng
§¹i d¬ng§Êt ®ai
LR
ALL
RO
AO
LA
OA
12
b- F. J. Stevenson, 1986.
c- B. Bolin và R. B. Cook, 1983.
d- O. Nriagu, 1978.
e- O. Nriagu, 1979.
- Vì là hệ thống mở, đất đã trải qua những biến đổi hoá học, sinh học liên tục, chính
bằng chứng là sự chênh lệch vô cùng lớn giữa (RO + AO) và OA. Chu trình chì cũng có có các
đặc điểm tương tự, nhưng có điểm đặc biệt là 90% của thành phần LA có nguồn gốc từ các
hoạt động công nghiệp và khai thác mỏ của con người. Nguyên tố độc này đặc trưng cho sự
rủi ro môi trường quan trọng nhất trên phạm vi toàn cầu. Đồng theo một viễn cảnh như chì với
khoảng 80% của thành phần LA có nguồn gốc do tác động của con người và với một lượng
khổng lồ ở dạng hạt đổ ra biển, ở đó chúng được tích luỹ trong các cặn đại dương.
1.1.2 Đặc điểm của thành phần nguyên tố của đất
+ Khác với sinh vật và đá, khoáng vật. Sinh vật được tạo thành từ các nguyên tố chủ
yếu: C, N, H, P, S. Đá và khoáng vật chứa ít nhất 2 nguyên tố. Đất chứa tất cả các nguyên tố
tự nhiên theo bảng hệ thống tuần hoàn của Mendeleev..
13
+ Hàm lượng cao của C và Si trong đất phản ánh tác động đồng thời của cả 2 nhân tố
sinh vật và đá mẹ.
+ Khoảng dao động của hàm lượng các nguyên tố trong đất khá rộng. Ví dụ: hàm
lượng của các nguyên tố Si: 22- 44 % (trừ đất than bùn), Al: 1- 8 % (trừ đất đỏ), Fe: 0,5- 6 %
(trừ đất đỏ), Ca: 0,3 - 5 %...
+ Thành phần nguyên tố của đất phụ thuộc vào loại đất, thành phần cấp hạt, độ sâu
tầng đất, các đặc tính đặc biệt của các nguyên tố hoá học (ví dụ: đất có thành phần cơ giới nhẹ
có hàm lượng Si cao, hàm lượng các nguyên tố khác giảm thấp, trừ oxy; CaCO
3
có nhiều
trong đất không bị rửa trôi và đất phát triển trên đá vôi; ở đất đỏ và đất đỏ vàng hàm lượng Fe
và Al tăng cao...
1.1.3 Vai trò của thành phần nguyên tố
+ Dùng để đánh giá chiều hướng và kết quả của quá trình hình thành đất, dựa vào
thành phần nguyên tố người ta có thể chia đất thành các tầng phát sinh khác nhau (ví dụ, tầng
mùn thường có hàm lượng C, N, P...cao hơn các tầng khác). Thành phần nguyên tố là dấu hiệu
chẩn đoán, nhận dạng các tầng phát sinh.
+ Dùng để đánh giá độ phì tiềm tàng của đất. Đất có hàm lượng N cao là đất có độ phì
cao, đất tích luỹ nhiều Cl
+ Nhóm 4: bao gồm các nguyên tố có hàm lượng trong đất dao động từ n x 10
-10
đến
n x 10
-3
% như: Ba, Sr, B, Rb, Cu, Co, Ni...
14
Các nguyên tố của 2 nhóm đầu được gọi là các nguyên tố đa lượng. Các nguyên tố
thuộc nhóm 4 được gọi là các nguyên tố vi lượng và siêu vi lượng. Các nguyên tố của nhóm 3
là các nguyên tố chuyển tiếp. Việc phân loại trên trong một số trường hợp chỉ có tính chất ước
lệ, phụ thuộc vào hàm lượng của nguyên tố đó trong đất và trong thực vật. Thông thường
những nguyên tố vi lượng là những nguyên tố có trong cơ thể sinh vật ở một lượng nhỏ nhưng
chúng lại thực hiện những chức năng sinh lý rất quan trọng. Một số nguyên tố trong trường
hợp này là nguyên tố đa lượng, trong trường hợp khác lại là nguyên tố vi lượng. Ví dụ: Ca
trong đất là nguyên tố đa lượng (0,3 – 5,0 %) nhưng trong cơ thể sinh vật nó thể hiện chức
năng của nguyên tố đa lượng khi tham gia vào cấu tạo của thành vách tế bào, còn khi tham gia
vào thành phần của men amilaza nó thể hiện vai trò của nguyên tố vi lượng. Đối với Fe và Mg
ở trong đất chúng là nguyên tố đa lượng (Fe = 0,5 – 6,0 %, Mg = 0,1 – 2,0 %) nhưng đối với
sinh vật chúng là các nguyên tố vi lượng điển hình tham gia vào thành phần của hemoglobin và
chlorophyl.
Bảng 1.2.a Hàm lượng trung bình của một số nguyên tố trong đất
Nguyên tố % Nguyên tố %
Si 26,0 - 44,0 Ti 0,20 - 0,50
Al 1,0 - 8,0 Mn 0,01 - 0,30
Fe 0,5 - 6,0 C
hc
0,50 - 4,00
Ca 0,3 - 5,0 N 0,05 - 0,20
K 0,2 - 3,0 P 0,02 - 0,10
Na 0,2 - 2,0 S 0,02 - 0,20
Copyright: Tài liệu đại học ©