Khóa luận Khảo sát hàm lượng các ion natri, kali, canxi, magie di động và độ bão hòa bazơ trong đất ở nông trường Phạm Văn Cội – Củ Chi

p đất mặt. Thực vật còn có tác dụng giữ ẩm cho đất, hạn chế sự xói mòn, rửa trôi các chất trong đất. Thảm thực vật khác nhau đã hình thành nên các loại đất có tính chất khác nhau. 1.5.1.3. ĐộNG VậT Có thể chia động vật làm 2 nhóm chính: động vật sống trên mặt đất và động vật sống trong đất. Động vật cung cấp chất hữu cơ cho đất bằng các chất thải của chúng và bằng xác cơ thể chúng khi chết đi. Mặt khác, động vật đào bới đất hoặc phân giun thải ra đã góp phần cải thiện tính chất vật lý của đất, tăng tính thoáng khí, tạo kết cấu tốt,.... 1.5.2. KHÍ HậU Các yếu tố khí hậu có ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp tới quá trình hình thành đất. - Ảnh hưởng trực tiếp: mưa, nhiệt độ, gió,... đẩy mạnh quá trình phong hóa đá tạo ra mẫu chất. Mưa tạo ra độ ẩm cho đất, tạo ra sự xói mòn và rửa trôi các chất của đất. Nắng kéo dài, đất mất nước trở nên khô hạn. Nước còn ảnh hưởng tới màu sắc của đất. - Ảnh hưởng gián tiếp: các điều kiện của khí hậu có tác dụng đẩy mạnh hay kìm hãm sự phát triển của sinh vật. Vì vậy, ở mỗi đới khí hậu khác nhau sẽ có những loại đất đặc thù ở đó. 1.5.3. ĐịA HÌNH Địa hình bằng phẳng, dốc hay thấp trũng,... sẽ có tác dụng xói mòn hay tích lũy mẫu chất và chất hữu cơ, làm cho sự hình thành và các quá trình biến đổi của đất sẽ theo các chiều hướng khác nhau. Độ cao tuyệt đối khác nhau thì sự phân phối chế độ mưa, ẩm, nhiệt độ,... cũng khác nhau, từ đó sẽ ảnh hưởng tới quá trình phong hóa đá, sự phát triển, phân bố chủng loại sinh vật và tích lũy các chất trong đất. Vì thế độ cao khác nhau đã tạo ra các vành đai đất hoàn toàn khác nhau. 1.5.4. ĐÁ Mẹ Đá mẹ bị phong hóa cho ra mẫu chất, mẫu chất là nguyên liệu chính của đất. Vì thế có thể nói đá giàu nguyên tố nào thì cho ra đất giàu nguyên tố đó. Ví dụ: đất đỏ phát triển từ đá bazan - một loại đá kiềm cho ra đất có tầng dày, có tổng hàm lượng dinh dưỡng cao, ngược lại đất được hình thành từ đá granit thì có tầng đất mỏng, nghèo dinh dưỡng, dễ bị khô hạn. 1.5.5. TUổI ĐấT Sự hình thành đất phải trải qua một thời gian dài. Người ta có các khái niệm sau: - Tuổi tuyệt đối của đất đồi núi được tính từ khi mẫu chất bắt đầu có tích lũy chất hữu cơ cho đến hiện tại (người ta thường dùng phương pháp cacbon phóng xạ để định tuổi của mùn rồi suy ra tuổi tuyệt đối của đất). Tuổi tuyệt đối của đất đồng bằng được tính từ khi vùng đất đó thoát khỏi ảnh hưởng của thủy triều sông hoặc biển. Tuổi tuyệt đối được tính bằng năm. - Tuổi tương đối của đất là sự chênh lệch về giai đoạn phát triển của các loại đất trên cùng một lãnh thổ có tuổi tuyệt đối như nhau. Nó được đánh gía bằng mức độ phát triển của đất trong những điều kiện ngoại cảnh nào đó. 1.5.6. CON NGƯờI Trong quá trình sử dụng đất để trồng trọt con người đã có tác động đến đất rất sâu sắc, làm cho đất thay đổi rất nhanh chóng, có thể làm cho đất ngày càng màu mỡ hoặc thoái hóa đi. Con người có thể xúc tiến sự hình thành đất trồng trọt sớm hơn và làm cho đất ngày càng màu mỡ (tác động tích cực), nhưng nếu du canh du cư, phát rừng làm rẫy, thì sau vài vụ gieo trồng đất sẽ bị kiệt quệ, mất sức sản xuất (tác động tiêu cực). Sử dụng đất hợp lý là cách tác động tích cực vào đất để đất cung cấp nhiều sản phẩm nhất, khai thác đất lâu dài và độ phì đất ngày càng được nâng cao. 1.6. PHÂN LOẠI ĐẤT VIỆT NAM [11] 1.6.1. ĐấT CÁT BIểN Đất cồn cát trắng, vàng. Đất cồn cát đỏ Đất cát biển 1.6.2. ĐấT MặN Đất mặn sú, vẹt, đước. Đất mặn. Đất mặn kiềm. 1.6.3. ĐấT PHÈN Đất phèn nhiều. Đất phèn trung bình và ít. 1.6.4. ĐấT LầY VÀ THAN BÙN Đất lầy. Đất than bùn. 1.6.5. ĐấT PHÙ SA Đất phù sa hệ thống sông Hồng. Đất phù sa hệ thống sông Cửu Long. Đất phù sa hệ thống sông khác. 1.6.6. ĐấT XÁM BạC MÀU Đất xám bạc màu trên phù sa cũ. Đất xám bạc màu gley trên phù sa cũ. Đất xám bạc màu trên sản phẩm phân hủy của đá macsma axit và đá cát. 1.6.7. ĐấT XÁM NÂU 1.6.8. ĐấT ĐEN 1.6.9. ĐấT Đỏ VÀNG Đất nâu tím trên đá macsma bazơ và trung tính. Đất nâu đỏ trên đá macsma bazo và trung tính. Đất nâu vàng trên đá macsma bazo và trung tính. Đất nâu đỏ trên đá vôi. Đất đỏ vàng trên đá sét và đá biến chất. Đất vàng đỏ trên đá macsma axit. Đất vàng nhạt trên đá cát. Đất vàng nâu trên phù sa cổ. 1.6.10. ĐấT MÙN VÀNG Đỏ 1.6.11. ĐấT MÙN TRÊN NÚI CAO 1.6.12. ĐấT POTZON 1.6.13. ĐấT XÓI MÒN TRƠ ĐÁ CHƯƠNG 2: VAI TRÒ CỦA CÁC ION NATRI, KALI, CANXI, MAGIE DI ĐỘNG ĐỐI VỚI ĐẤT VÀ CÂY TRỒNG 2.1. VAI TRÒ CỦA NATRI [10] Natri có nhiều trong các loại đất mặn dưới dạng NaCl hoặc Na2CO3 thường tạo thành những loại đất màu trắng hoặc khi có nhiều chất hữu cơ tạo thành màu đen của “đất kiềm”. Ion Na+ có bán kính nguyên tử nhỏ hơn K+ và có tầng hydrat lớn hơn nên khả năng trao đổi ion kém K+ và thường gây những nhược điểm cho kết cấu đất. Mặc dù chỉ cần một lượng nhỏ nhưng natri cũng không kém phần quan trọng cho sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Bón natri giúp lá xanh tươi hơn, giúp sự đồng hóa nitơ dễ dàng. Tuy nhiên khi độ bão hòa Na+ được tính bằng % mđl Na+ trao đổi trong dung dịch hấp phụ cation của đất trên 15% được xem là ngưỡng độc hại. Độ bão hòa Na+ cũng là cơ sở để phân hạng độ mặn của đất mặn kiềm. 2.2. VAI TRÒ CỦA KALI [9] Kali trong đất tồn tại ở bốn dạng thường được quan tâm đến là: kali của khoáng vật, kali không trao đổi, kali hòa tan và kali trao đổi. Kali của khoáng vật: các khoáng vật chứa kali như fenspat kali (7,5 – 12,5%), mica trắng (6,5 – 9%) sau lúc phong hóa mới giải phóng được kali. Kali không trao đổi, tức kali ở dạng bị giữ chặt: do một số lực nào đó làm ion kali chui vào khe hở của khoáng sét do mất khả năng trao đổi cation gọi là kali bị giữ chặt. Tuy nhiên, ở một số điều kiện nào đó, kali dạng này có thể được giải phóng để cung cấp cho cây. Kali hòa tan: tồn tại ở dạng ion trong dung dịch đất, nồng độ chỉ đạt mấy phần ngàn đến mấy phần vạn đương lượng, dạng này cây dễ hấp thụ. Kali trao đổi có từ 1-2% trong vị trí các cation trao đổi, được hấp thụ trên bề mặt keo đất. sau khi trao đổi ion, chúng chuyển ra ngoài dung dịch. [KĐ]nK+ + nHOH [KĐ]nH+ + nKOH Khi nồng độ kali trong dung dịch đất giảm sẽ có nhiều kali trên keo chuyển ra dung dịch. Ngược lại, khi nồng độ kali trong dung dịch đất tăng (lúc bón phân), thì kali sẽ hút bám trên keo đất nhiều hơn. Hầu hết các loại đất đỏ vàng, vàng đỏ phát triển trên đá bazan gọi chung là đất ferrasols đều có lượng kali tổng số nghèo, trừ đất ferrasols phát triển trên đá vôi (K2O = 1,75%). Hàm lượng kali dễ tiêu trong đất ferrasols (bao gồm trao đổi và hòa tan trong nước) cũng đều thấp (2,07 – 5,76 mg/100g đất) và đất ferrasols phát triển trên đá vôi (14,56mg/100g đất). Đất xám miền Đông Nam bộ có tỷ lệ sét thấp chỉ 14 – 15%, khoáng chủ yếu là kaolinit nên kali tổng số nghèo (0,03 – 0,09%) kali trao đổi cũng thấp. Đất phèn chủ yếu khoáng illit và kaolinit nên có kali trao đổi thấp, khả năng cố định kali cao. Điều đó có thể do sự phong hóa khoáng sét trong điều kiện pH thấp đã làm tăng cường sự phóng thích kali và sau đó kali bị rửa trôi. Nhìn chung trong đất, hàm lượng kali tổng số thường cao (0,2 – 2%) gấp hàng chục lần so với N và P tổng số. Đất đồng bằng bồi tụ có hàm lượng kali cao, trong khi đất đồi núi bị rửa trôi nghèo kali, kể cả đất bazan. Kali trong đất tự nhiên có nhiều hơn nitơ và photpho. Trong đất, kali được cây sử dụng nhiều hay ít, phần lớn phụ thuộc vào thành phần cơ giới của đất. Đất càng có nhiều hạt nhỏ, kali dễ tiêu càng nhiều. Người ta nhận thấy rằng: đất gồm những loại hạt lớn hơn 0,01mm thì trong thành phần thường nhiều kali fenspat (K2Al2Si6O16). Đó là dạng kali rất khó tan. Những loại đất có hạt nhỏ hơn 0,01mm thường có nhiều mica (trắng và đen). So với kali fenspat, mica dễ tan nhiều hơn. Điều đó cho thấy hiệu lực của phân kali thường thể hiện rõ ở các loại đất có thành phần cơ giới có cấp hạt lớn hơn 0,01mm. Thông thường, đất ít thiếu kali (trừ đất cát), song vì sự chuyển hóa từ kali khó tan sang dạng kali dễ tan thường không kịp thời để cung cấp cho cây. Kali là một nguyên tố rất linh động và tồn tại trong cây dưới dạng ion. Đặc biệt kali không có trong thành phần các chất hữu cơ trong cây. Kali tồn tại chủ yếu ở huyết tương tế bào và không bào và hoàn toàn không có mặt trong nhân tế bào. Hầu hết kali trong tế bào thực vật (80%) tồn tại trong dịch tế bào, chỉ khoảng 20% là tồn tại ở dạng hấp phụ trao đổi với thể keo trong huyết tương và không bào. Mặc dù không trực tiếp tham gia vào cấu trúc vật chất cấu tạo nên tế bào nhưng kali lại có vai trò quan trọng trong việc ổn định các cấu trúc này và hỗ trợ cho việc hình thành các cấu trúc giàu năng lượng như ATP trong quá trình quang hợp và phosphoril hóa. Kali ảnh hưởng trước tiên đến việc tăng cường hydrat hóa các cấu trúc keo của huyết tương, nâng cao khả năng phân tán của chúng mà nhờ đó giúp cây giữ nước tốt, tăng khả năng chống hạn, tăng cường tính chống rét và tăng cường khả năng kháng các bệnh nấm và vi khuẩn. Ngoài ra, kali giúp cây tăng cường khả năng tổng hợp các hợp chất cacbonhydrat cao phân tử như cellulo, hemicellulo, các hợp chất peptit v.v.. nhờ đó làm cho các loại cây hoa thảo cứng cáp, chống đổ tốt. Kali giúp cho cây tăng cường tổng hợp và tích lũy hàng loạt các vitamin, có vai trò quan trọng trong đời sống thực vật. Thiếu kali gây ảnh hưởng xấu đến sự trao đổi chất trong cây. Thiếu vắng kali sẽ làm suy yếu hoạt động của hàng loạt các men, làm phá hủy quá trình trao đổi các hợp chất các bon và protein trong cây, làm tăng chi phí đường cho quá trình hô hấp, gây lép hạt, làm giảm tỷ lệ nảy mầm và sức sống hạt giống dẫn đến ảnh hưởng xấu đến số lượng và chất lượng mùa màng. Biểu hiện thiếu kali có thể thấy là: các lá già trở nên vàng sớm và bắt đầu từ bìa lá sau đó bìa lá và đầu lá có thể trở nên đốm vàng hoặc bạc, bìa lá chết và bị hủy hoại và lá có biểu hiện như bị rách. 2.3. VAI TRÒ CỦA CANXI [14] Trong đất, canxi phổ biến ở dạng cacbonat, photphat, silicat, clorua và sunfat. Nguồn gốc quan trọng nhất là cacbonat, sau đó là photphat và sunfat. Trong đất chua, canxi nghèo do bị rửa trôi. Đất vùng nhiệt đới ẩm có hàm lượng canxi tổng số và trao đổi đều thấp (tương quan với độ pH). CaO tổng số không quá 1% (khoảng 0,7 – 0,9% với đất phù sa sông Hồng trung tính và khoảng 0,03 – 0,05% với đất bạc màu). Trong ôn đới thường xuyên trên 1%, có thể tới 4%. Trong đất mặn kiềm, canxi cũng bị thiếu do CaCO3 kết tủa và một phần Ca2+ bị rửa trôi. CaO tổng số và Ca2+ trao đổi đóng vai trò quyết định độ bão hòa bazơ, là thước đo độ bazơ và độ axit của đất. Cùng với magie, tổng Ca2+ + Mg2+ trao đổi quyết định chất lượng của cation trao đổi trong dung lượng hấp phụ cation (T). Canxi là nguyên tố dinh dưỡng trung lượng, rất cần thiết cho cây trồng. Thiếu canxi thể hiện ở mô bị biến dạng và hình thù vặn vẹo và các vùng sẽ chết rất sớm; lá mọc không bình thường, bị gợn sóng, có nhiều đốm và rìa lá bị mất màu. Mô của lá và các điểm tăng trưởng của cây trồng thường bị chết và làm cho cây bị chết đọt. Rễ cây kém phát triển và thể hiện triệu chứng nhầy nhựa. Canxi kết hợp với pectin tạo thành calcium pectate trong lớp chung, cần thiết cho sự vững chắc tế bào và mô thực vật, mà hoạt động của enzyme này bị ức chế bởi nồng độ canxi cao. Do đó trong các mô thiếu canxi tiêu biểu là sự phân rã của vách tế bào và sự mềm nhũng của mô. Tỷ lệ calcium pectate trong vách tế bào cũng quan trọng cho sự mẫn cảm của mô thực vật đối với sự xâm nhiễm của nấm và vi khuẩn cũng như sự chín của trái. Canxi còn có vai trò trong quá trình biến dưỡng thực vật, trường hợp thiếu canxi, cây không thể đồng hoá nitrate được. Triệu chứng thiếu canxi: lá không bằng phẳng, hẹp, nhỏ, bìa của lá bị uốn cong vào trong. Với cây cao su làm cành dễ bị gãy khi gặp mưa gió lớn, sản lượng mủ giảm, bệnh xuất hiện nhiều. Thừa canxi sẽ làm cho pH của đất tăng lên gây trở ngại cho việc hấp thu Mg, Mn, Zn, Fe, Bo. 2.4. VAI TRÒ CỦA MAGIE [10], [13] Trong đất, magie có trong các khoáng sét thường gặp như mica, vecmiculit, clorit và đôi khi tìm thấy ở dạng cacbonat. Cùng với canxi, magie có ý nghĩa về lý hóa tính chất của đất và dinh dưỡng của cây trồng. Đối với đất nhẹ, nghèo magie, các loại đất bón phân kali và supe photphat nhiều năm, hiện tượng thiếu magie là phổ biến. Hàm lượng magie trung bình thích hợp cho sự sinh trưởng của thực vật là 0,5% trọng lượng khô của các bộ phận sinh trưởng. Magie cần trong suốt quá trình sinh trưởng của thực vật, nhưng ở giai đoạn còn non và trưởng thành thì cần nhiều hơn. Đối với cao su, magie là một phần không thể thiếu trong quá trình phát triển thân lá, tăng cường sự vận chuyển dinh dưỡng để ổn định mủ. Bởi vì magie là thành phần cấu tạo của diệp lục tố, có vai trò quan trọng trong quang hợp, là hoạt chất của hệ enzim gắn liền với sự chuyển hoá hydratcarbon và tổng hợp axit nucleic, có vai trò thúc đẩy hấp thụ và vận chuyển lân của cây, giúp đường vận chuyển dễ dàng trong cây. Magie không gây độc nhưng có liên quan đến tổng hợp các chất khô. Khi hàm lượng magie lớn thì làm giảm tổng hợp các chất khô tích luỹ trong cây, ảnh hưởng đến sản phẩm sau thu hoạch, ảnh hưởng đến năng suất cây trồng. Triệu chứng thiếu hụt magie trên cây trồng thể hiện qua: úa vàng ở phần thịt giữa các gân lá, chủ yếu ở lá già do diệp lục tố hình thành không đầy đủ, gây nên vết sọc hoặc vết không liên tục, lá nhỏ, giòn ở thời kỳ cuối và mép lá cong lên. Ở một số loại cây trồng có các đốm vàng lợt giữa các gân lá và các màu da cam, đỏ hoặc tía. Nhánh cây yếu và dễ bị nấm bệnh tấn công và thường bị rụng lá sớm. 2.5. ĐỘ BÃO HÒA BAZƠ CỦA ĐẤT [8] 2.5.1. DUNG LƯợNG HấP PHụ CATION CủA ĐấT Dung lượng hấp phụ cation của đất là tổng số cation hấp phụ có khả năng trao đổi được và được tính bằng mili đương lượng gam trong 100g đất, là đại lượng đặc trưng cho khả năng hấp phụ trao đổi của đất. Công thức tính: T = S +H S – tổng số cation kiềm hấp phụ: Ca2+, Mg2+, K+, Na+, NH4+, trong đó Ca2+, Mg2+ chiếm ưu thế có thể lên tới 80% của S. H – tổng số cation không kiềm hấp phụ, chủ yếu là H+, Al3+ sinh ra độ chua thủy phân của đất. T – dung lượng hấp phụ cation của đất (mđl/100g đất). Dung lượng hấp phụ cation của đất phụ thuộc vào thành phần cơ giới của đất, vào hàm lượng và thành phần của hạt keo, nó cũng phụ thuộc vào thành phần khoáng của hạt phân tán của đất, hàm lượng mùn trong đất và phản ứng của dung dịch đất. • Phụ thuộc vào bản chất của keo đất Bảng 2.1 – Dung tích hấp phụ của một số loại keo đất [2] Loại keo T (mđl/100g đất) Fe(OH)3 và Al(OH)3 Rất bé Kaolinit 5 - 15 Mongmorilonit 80 - 150 Illit 20 - 40 Axit humic 350 • Phụ thuộc vào thành phần cơ giới của đất Bảng 2.2 – Các cấp hạt khác nhau và T của đất [2] Cấp hạt (mm) T (mđl/100 g đất) 0,25 - 0,005 0,3 0,005 - 0,001 15,0 0,001 - 0,0025 37,2 < 0,0025 69,9 Đất có thành phần cơ giới nặng, chứa nhiều hạt phân tán cao (đất sét và á sét) nên có dung lượng hấp phụ cao hơn đất có thành phần cơ giới nhẹ ( đất cát và pha cát). • Phụ thuộc vào pH đất Bảng 2.3 – Ảnh hưởng của pH đến dung lượng hấp phụ của một số keo sét [2] Keo Kaolinit Montmorilonit pH 2,5 - 6,0 7,0 2,5 - 6,0 7,0 T (mđl/100 g đất) 4 10 95 100 pH của đất tăng thì dung lượng hấp phụ của đất cũng tăng. Bảng 2.4 – T của một số loại đất Việt Nam [11] Loại đất T (mđl/100 g đất) Ðất đỏ nâu phát triển trên đá bazan 8 - 10 Ðất đỏ vàng phát triển trên đá phiến sét 7 - 8 Ðất đỏ phát triển trên đá vôi 6 - 8 Ðất đỏ vàng phát triển trên đá liparit (riolit) 4 - 6 Ðất macgalit – feralit 30 - 40 Căn cứ vào số liệu phân tích dung lượng hấp phụ của đất Việt Nam, có thể chia làm 3 loại: - Dung lượng hấp phụ cao : T > 30mđl/100g đất - Dung lượng hấp phụ trung bình: T = 15 – 30 mđl/100g đất - Dung lượng hấp phụ thấp: T < 15g mđl/100g đất Dung lượng hấp phụ và thành phần cation hấp phụ của đất có vai trò quan trọng đối với sản xuất nông nghiệp. Về mặt này, đất tốt là đất có dung lượng hấp phụ cao và có thành phần cation phù hợp với yêu cầu sinh trưởng, phát triển của cây trồng. 2.5.2. Độ BÃO HÒA BAZƠ CủA ĐấT [8] Độ bão hòa bazơ của đất là đại lượng đặc trưng cho tỉ lệ phần trăm các cation kiềm trong tổng số các cation hấp phụ. Công thức tính: % .100% .100%S SV T S H = = + Độ bão hòa bazơ càng lớn thì tỉ lệ cation kiềm trong đất càng nhiều (đất bão hòa kiềm), pH càng cao. Độ lớn của độ bão hòa bazơ là một chỉ số quan trọng đặc trưng cho khả năng hấp phụ và độ chua của đất. Đánh giá mức độ bão hòa kiềm của đất và nhu cầu cần thiết bón vôi tạo độ bão hóa bazơ của đất: V < 50% Rất cần bón vôi V = 50 – 70% Cần bón vôi V > 70% Ít cần V > 80% Không cần bón vôi Đất Việt Nam chịu quá trình rửa trôi mạnh, các muối kiềm, kiềm thổ dễ tan, bị rửa trôi nên độ bão hòa bazơ thấp (trừ đất phù sa sông Hồng có pH trung tính hơi kiềm nên độ bão hòa bazơ cao hơn 70%) nên trong công tác cải tạo đất, việc bón vôi tăng nồng độ bão hòa bazơ cho đất là rất cần thiết. CHƯƠNG 3: ẢNH HƯỞNG CỦA ION SẮT, NHÔM ĐỐI VỚI QUÁ TRÌNH PHÂN TÍCH ION CANXI, MAGIE DI ĐỘNG TRONG ĐẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ TẠO PHỨC 3.1. ẢNH HƯởNG CủA ION SắT, NHÔM ĐốI VớI QUÁ TRÌNH PHÂN TÍCH ION CANXI, MAGIE DI ĐộNG TRONG ĐấT Phân tích canxi, magie bằng chuẩn độ complexon đối với chỉ thị eriocrom đen T và murexit tại môi trường pH khác nhau: eriocrom đen T (pH = 10), murexit (pH = 12). Ion sắt, nhôm dễ tạo hidroxit kết tủa dạng keo trong môi trường pH > 7. Do đó dễ hấp phụ ion canxi, magie trên bề mặt của chúng. Hằng số tạo phức của ion sắt và nhôm với EDTA lớn hơn so với ion canxi, magie. Vì thế, EDTA ưu tiên tạo phức với ion sắt, nhôm trước. Sự có mặt của ion sắt, nhôm có thể cản trở việc tạo phức của ion canxi và magie với EDTA. Từ đó làm sai lệch kết quả đối với quá trình chuẩn độ phân tích ion canxi, magie trong đất. 3.2. PHƯƠNG PHÁP HạN CHế ảNH HƯởNG CủA ION SắT, NHÔM ĐốI VớI QUÁ TRÌNH PHÂN TÍCH ION CANXI, MAGIE DI ĐộNG TRONG ĐấT [6] Do EDTA tạo phức với nhiều ion kim loại, để nâng cao tính chọn lọc của phép chuẩn độ khi trong dung dịch có nhiều ion kim loại khác nhau có thể sử dụng một số biện pháp sau. 3.2.1. TÁCH HÓA HọC Tách bằng phản ứng kết tủa Ví dụ trong phép phân tích silicat, ta tách riêng kết tủa M(OH)n (M: Al3+, Fe3+, TiO2+,) bằng NH3, sau đó xác định Ca2+, Mg2+ trong phần nước lọc. Tách bằng nhựa trao đổi ion Ví dụ có một hỗn hợp chứa các ion: Mn2+, Co2+, Cu2+, Fe3+, Zn2+, ta cho hấp thụ trên cột cationit axit mạnh (ionit có chứa nhóm R – SO3H). Sau đó tiến hành rửa cột lần lượt bằng dung dịch HCl có nồng độ khác nhau: HCl 12M Tách ra Ni2+ HCl 6M Tách ra Mn2+ HCl 4M Tách ra Co2+ HCl 2,5M Tách ra Cu2+ HCl 0,5M Tách ra Fe3+ HCl 0,005M Tách ra Zn2+ Cách này có thể áp dụng để phân tích các hợp kim thông thường và kết thúc xác định bằng chuẩn độ tạo phức. 3.2.2. DÙNG CHấT CHE KHI THựC HIệN CHUẩN Độ TạO PHứC Khi chuẩn độ hỗn hợp nhiều cation kim loại bằng EDTA, muốn loại trừ ảnh hưởng ion không cần chuẩn, ta thường sử dụng chất che, nó có tác dụng tạo phức bền với các ion lạ nhưng kém bền với ion cần xác định. Cũng có thể sử dụng chất che khác nhau trong cùng một phép chuẩn độ tạo phức. Những chất che thường dùng: KCN che Fe3+, Fe2+, Cd2+, Hg2+, Cu2+, Zn2+, Ag+, Ni2+. Na2S loại Fe2+. NaF che Al3+, Fe3+. Trong trường hợp phân tích ion canxi, magie trong đất, ta có bảng tóm tắt sau về lgβ, với β là hằng số tạo phức tổng hợp. Fe3+ Al3+ Ca2+ Mg2+ EDTA 25,1 16,13 10,7 8,69 CN- 42 F- 13,1 19,84 OH- 42,5 32,4 5,43 10,9 CHƯƠNG 4: PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ION NATRI, KALI, CANXI, MAGIE DI ĐỘNG TRONG ĐẤT 4.1. XÁC ĐịNH HÀM LƯợNG NATRI, KALI DI ĐộNG TRONG ĐấT BằNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHổ HấP THU NGUYÊN Tử NGọN LửA [7] 4.1.1 PHƯƠNG PHÁP QUANG PHổ HấP THụ NGUYÊN Tử NGọN LửA Trong phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử, để nhận được sự thông báo về dạng và số lượng của các nguyên tử có mặt trong mẫu, người ta dùng các phổ hấp thụ của các nguyên tử tự do. Phương pháp sử dụng năng lượng nhiệt của ngọn đèn lửa khí để hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu phân tích để tạo ra đám hơi của các nguyên tử tự do. Các loại đèn khí được sử dụng nhiều trong phép đo ASS là: ngọn lửa của C2H2/không khí, N2O/C2H2 hay C2H2/O2. Sau đó, chiếu một chùm bức xạ có bước sóng xác định vào đám hơi nguyên tử thì các nguyên tử tự do sẽ hấp thụ các bức xạ có bước sóng ứng đúng với những tia mà nó có thể phát ra được trong quá trình phát xạ. Đo độ hấp thụ và căn cứ vào đường chuẩn để xác định hàm lượng nguyên tố trong mẫu. 4.1.2. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH Nguyên lý chung: Khi xác định natri, kali dễ tiêu dùng chất chiết rút thích hợp, chiết kali, natri thành dạng hòa tan (Na+, K+) rồi định lượng bằng phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử ngọn lửa. Phương pháp Matlova Nguyên lý: dùng CH3COONH4 1N chiết rút natri, kali từ đất rồi xác định natri, kali bằng phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử ngọn lửa. Trong hầu hết các đất, CH3COONH4 có thể chiết rút được hầu hết kali dạng trao đổi 90 – 95% (xác định natri, kali tốt nhất là đất tươi mới lấy về). Phương pháp Kiecxanop Nguyên lý: Dùng HCl 0,2N chiết rút natri, kali từ đất rồi xác định natri, kali bằng phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử ngọn lửa. Axit có thể chiết rút được natri, kali hòa tan trong dung dịch đất, natri, kaili trao đổi và một phần không trao đổi do bị cố định bởi khoáng sét. Do đó, axit HCl chiết rút được nhiều kali, natri nhiều hơn CH3COONH4. Phương pháp Pâyve Nguyên lý: Dùng NaCl 1N chiết rút kali dễ tiêu từ đất rồi xác định bằng phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử ngọn lửa. Phương pháp Kiecxanop thể hiện rõ nhất lượng kali, natri tồn tại trong đất. Do đó, phương pháp Kiecxanop được chọn để phân tích hàm lượng natri, kali di động trong đất. 4.2. XÁC ĐịNH HÀM LƯợNG CANXI, MAGIÊ DI ĐộNG TRONG ĐấT BằNG PHƯƠNG PHÁP CHUẩN Độ TạO PHứC 4.2.1. PHƯƠNG PHÁP CHUẩN Độ TạO PHứC (CHUẩN Độ COMPLEXON) Complexon là tên gọi chung cho tất cả các chất hữu cơ có chứa một hay nhiều nhóm amino – dicacboxylic. Trong thực tế, nitơ của nhóm amin có ái lực mạnh với proton nên toàn bộ nhóm amino – dicacboxylic thường tồn tại ở dạng CH2COOH CH2COO - +- NH EDTA (etylen diamin tetraaxetic) là một complexon điển hình. Có thể ký hiệu EDTA là H4Y hoặc Na2H2Y. Ngày này, Na2H2Y hoặc Na2H2Y.2H2O được sản xuất ở dạng tinh khiết cao nên có thể chấp nhận làm chất chuẩn gốc. Tên tương mại của Na2H2Y: complexon III (phân biệt với H4Y là complexon II), Trilon B (phân biệt với H4Y là Trilon A). EDTA CH2 - COOH CH2 - COONa N - CH2 - CH2 - N NaOOC - CH2 HOOC - CH2 Khi hòa tan vào nước: Na2H2Y 2Na+ + H2Y2- Khi kết hợp với cation kim loại: Me2+ + H2Y2- MeY2- + 2H+ Me3+ + H2Y2- MeY- + 2H+ Me4+ + H2Y2- MeY + 2H+ Khả năng tạo phức phụ thuộc vào: Độ bền của phức lgβ càng lớn thì phức càng bền, sự phân li càng ít. lgβMgY2- = 8,69 lgβCaY2- = 10,96 Trong dung dịch có cả Ca2+ và Mg2+ thì EDTA kết hợp với Ca2+ trước. Do đó, có thể chuẩn độ riêng Ca2+ với chỉ thị murexit. Khi chưa chuẩn độ dung dịch có màu đỏ tím. Khi chuẩn độ xong, dung dịch có màu tím hoa cà. Độ pH Trong môi trường kiềm, một số cation kim loại bị kết tủa dưới dạng hidroxit (độ bền của hidroxit kim loại lớn hơn complexonat của kim loại đó). Trong môi trường axit, phức complexonat của ion kim loại hóa trị 3, 4 bền hơn ion kim loại hóa trị 2. Khi tăng pH của các ion kim loại hóa trị 3, 4 dễ bị kết tủa dạng hidorxit hơn ion kim loại hóa trị 2. Do đó, khi chuẩn độ (Ca2+ và Mg2+), dùng dung dịch đệm giữ pH ở khoảng thích hợp. Khi chuẩn độ (Ca2+ và Mg2+) bằng EDTA với chỉ thị eriocrom đen T, khi chưa chuẩn độ dung dịch có màu đỏ anh đào là màu phức giữa ion kim loại và chỉ thị, khi chuẩn dung dịch, EDTA sẽ kết hợp với (Ca2+ và Mg2+) và đẩy chỉ thị tồn tại ở dạng tự do và tại điểm tương đương, dung dịch có màu xanh da trời. Nhiệt độ làm tăng tốc độ tạo phức, đây cũng là yếu tố gây sai số trong phương pháp chuẩn độ tạo phức. 4.2.2. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH Dùng K+ đẩy ion trong keo đất ra dung dịch. [KĐ]Ca2+, Mg2+ + 4KCl [KĐ]4K+ + MgCl2 + CaCl2 Chuẩn độ bằng EDTA 0,01N với chỉ thị eriocrom đen T ở khoảng pH = 10, ta được ∑(Ca2+ + Mg2+). Chuẩn độ bằng EDTA 0,01N với chỉ thị murexit ở khoảng pH = 12, ta được Ca2+. Từ đó suy ra: Mg2+ = ∑(Ca2+ + Mg2+) - Ca2+ PHẦN B. THỰC NGHIỆM CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NÔNG TRƯỜNG CAO SU PHẠM VĂN CỘI – CỦ CHI 1.1. LịCH Sử HÌNH THÀNH NÔNG TRƯờNG CAO SU PHạM VĂN CộI – CỦ CHI [6] Nông trường cao su Phạm Văn Cội đóng tại xã Phạm Văn Cội, huyện Củ Chi cách Thành Phố Hồ Chí Minh 30 km tính theo đường chim bay về phía Đông Nam. Hướng Đông giáp sông Sài Gòn, hướng Tây và Bắc giáp xã Nhuận Đức. Hướng Nam giáp xã Phú Hòa Đông.o Đất của nông trường thuộc loại đất xám bạc màu trên phù sa cổ. Lượng mưa trung bình hằng năm là 1950 mm. Nhiệt độ bình quân là 29oC. Tổng diện tích của nông trường là: 1765, 94 ha. Đây là vùng đất trước kia bị chiến tranh tàn phá ác liệt (vùng đất trắng). Vùng đất bị bom B52 rải xuống rất nhiều, có hành ngàn hố bom, có hố sâu đến 5m. Vì vậy, sau chiến tranh, người ta đã thành lập đội tháo gỡ bom đạn còn sót lại. Và đến sau 1975, bà con nông dân ở khắp các quận nội ngoại thành bắt đầu đến lập nghiệp. Năm 1977, nông trường Phạm Văn Cội được thành lập theo qui định số 113/QĐUB ngày 10/3/1977 của Ủy Ban Nhân Dân Thành Phố Hồ Chí Minh. Khi mới thành lập, nông trường trực thuộc Sở Nông Nghiệp. Đến năm 1999, nông trường trực thuộc Tổng Công Ty Nông Nghiệp Sài Gòn. Năm 2004, thực hiện theo chủ trương đổi mới sắp xếp lại doanh nghiệp nông nghiệp, nông trường sáp nhập vào công ty Bò Sữa Thành Phố Hồ Chí Minh thành Tổng Công Ty Nông Nghiệp Sài Gòn. Khi mới thành lập phương hướng, nhiệm vụ ban đầu là trồng cây là thức ăn cho gia súc (bắp, đậu, mì, mè,...), cây nông nghiệp ngắn ngày và chăn nuôi heo. Phương hướng này nhằm giải quyết vấn đề lương thực. Người nông dân trồng cây mang tính tự phát vì họ chưa biết được vùng đất này thích hợp với cây gì. Năm 1982, nông trường chuyển sang trồng mía đường, diện tích mía đạt đến 600 – 700 ha. Cây mía có thời gian sinh trưởng và phát triển tốt đã tạo được công ăn việc làm cho nhiều người dân. Sản lượng mía cung cấp cho nhà máy đường Bình Dương. Trong quá trình xây dựng và phát triển, nông trường đã từng bước chuyển đổi cây trồng, lựa chọn loại cây trồng có hiệu quả cao. Đến năm 1985, xen lẫn với trồng mía, nông trường đã thêm cao su và từ đó cao su trở thành cây chủ lực của nông trường. Cao su được trồng theo 2 kiểu: 3 × 6 và 6 × 6. Diện tích cao su hiện nay lên tới 1567,53 ha. Trong đó: Cao su khai thác: 1527,73 ha Cao su xây dựng cơ bản: 39,80 ha Tất cả diện tích cao su được đưa vào khai thác. Với diện tích cao su này, nông trường thu được 8 triệu lít/năm. Thời gian lấy mủ cao su là đầu tháng 5 đến đầu tháng 2 năm sau (10 tháng/năm). Mỗi năm có 2 tháng ngưng lấy mủ để cao su ra lá và ổn định nguồn dinh dưỡng. Tuy nhiên, những năm gần đây chất lượng cao su thấp do chế độ dinh dưỡng chưa phù hợp. Ngoài cao su, nông trường còn một số cây trồng, vật nuôi khác gồm: Cây mía: 44,45 ha Cây mì: 37 ha Dứa cayen: 16,43 ha Cỏ voi, cỏ úc (phục vụ chăn nuôi): hơn 40 ha Phong lan: 10500 m2 Dê, bò Lực lượng lao động của nông trường: Công nhân viên chức lao động thường xuyên: 700 người, trong đó: Hợp đồng dài hạn: 501 người Lao động thời vụ: 109 người Nông trường đang từng bước chuyển đổi phù hợp để có hiệu quả kinh tế cao. Dự án sắp tới của nông trường: nâng cao chất lượng của cao su để đạt tiêu chuẩn và xây dựng khu nông nghiệp công nghệ cao. HÌNH 1.1 – SƠ ĐỒ VỊ TRÍ LẤY MẪU NGHIÊN CỨU x : dieän tích công ty y : naêm troàng cao su lô lấy mẫu z: số thứ tự mẫu NNCNC 86 85 10.49 10.47 85 85 85 85 85 85 85 85 85 85 85 85 86 86 86 88 94 86 93 88 96 94 96 94 1/95 2/95 94 86 86 86 86 87 87 87 87 87 87 88 87 88 88 88 30.48 95 06 97 95 97 97 94 2A.97 1A.97 87 25.43 12.90 12.70 12.18 10.9 97 97 7.3 85 27.76 22.94 21.05 24.71 26.29 10.86 20.02 27.30 13.45 88 31.00 21.10 20.92 .19.21 17.83 22.05 38.6 35.09 29.87 19.08 18.8 29.82 36.06 36.8 34.05 12.76 22.35 21.57 22.3 21.35 22.3 18.8 10.40 21.4 94 13.40 28.4 30.25 17.45 12 30.95 19.81 18.11 19.81 XDCB 8 9 10 3 5 4 6 2009 2 1 7 12 11 y x z 1.2. ĐặC ĐIểM NƠI LấY ĐấT NGHIÊN CứU Mẫu 1: lô 1:95, diện tích 20,92 hecta, không cỏ, có ít lớp lá ở phía trên, lấy đất giữa mương. Mẫu 2: lô 2:95, diện tích: 21,1 hecta, đất cứng, không cỏ, có một ít lớp lá ở phía trên, nhiều rễ, lấy giữa mương. Mẫu 3: lô trồng mới 2009, đất nhiều cỏ, lấy sát gốc cây, cách chừng 80 cm, vị trí cao. Mẫu 4: lô trồng mới 2009, đất cứng, lấy giữa mương cách gốc 3m, nhiều cỏ, vị trí thấp. Mẫu 5: lô trồng 2009, đất nhiều cỏ, cách gốc 80 cm, đất cứng. Mẫu 6: lô năm 2009, lấy cách gốc 80 cm, mhiều cỏ, không xịt thuốc, chỉ cày, đất cứng. Mẫu 7: cây trồng năm 1994, lấy giữa luống, nhiều rễ, đất cứng, có một ít lớp lá. Mẫu 8: giáp với mẫu 7, cây trồng năm 2007, lô 2: 10,02 hecta, có 1 ít cỏ, 1 ít lá, lấy giữa luống. Mẫu 9: diện tích 11,94 hecta, trồng năm 2007, sắp khai thác tháng 9/2012, nhiều lá, không cỏ, lấy giữa luống, đất cứng. Mẫu 10: diện tích 2,19 hecta, cây trồng 2007, sắp khai thác tháng 9/2012, giữa luống, nhiều lá, đất cứng. Mẫu 11: cây trồng năm 1995, diện tích 19,81 hecta, ít cỏ, ít lá, lấy giữa luống, đất mềm, trũng. Mẫu 12: cây trồng năm 1997, diện tích 18,11 hecta, ít lá, nhiều cỏ, lấy giữa luống, đất mềm, hơi trũng. CHƯƠNG 2: XỬ LÝ ĐẤT [4] 2.1. LẤY VÀ BẢO QUẢN MẪU ĐẤT Chuẩn bị mẫu là khâu cơ bản, quan trọng đầu tiên trong phân tích đất. Hai yêu cầu chủ yếu của công tác chuẩn bị mẫu là: • Mẫu phân tích cây trồng phải đại diện và phù hợp với mục đích phân tích, đại diện cao cho vùng nghiên cứu. • Mẫu phân tích cần được lấy trong điều kiện môi trường đồng nhất (nhiệt độ, ẩm độ...), cùng một thời điểm (thường vào buổi sáng đã hết sương, không mưa, nhiệt độ không khí và cường độ ánh sáng ở mức trung bình...). • Chú ý đến các yếu tố canh tác như thời kỳ bón phân, thời kỳ tưới nước ... để chọn thời điểm lấy mẫu thích hợp. • Các mẫu riêng biệt phải được lấy ngẫu nhiên rải đều trên toàn bộ diện tích khảo sát. Số lượng và khối lượng mẫu ban đầu tuỳ theo yêu cầu khảo sát và mức độ đồng đều để xác định. Các mẫu ban đầu được tập hợp thành một mẫu chung. • Mẫu phải được nghiền nhỏ đến độ mịn thích hợp tùy thuộc vào yêu cầu phân tích. 2.2. LấY MẫU PHÂN TÍCH Tùy thuộc vào mục đích nghiên cứu mà lựa chọn cách lẫy mẫu thích hợp. Thông thường có một số cách lấy mẫu như sau: − Lấy mẫu theo tầng phát sinh. Khi nghiên cứu đất về phát sinh học hoặc nghiên cứu tính chất vật lý, tính chất nước của đất thì tiến hành lẫy mẫu như sau: + Đào phẫu diện đất: chọn điểm đào phẫu diện phải đại diện cho toàn vùng cần lấy mẫu nghiên cứu. Phẫu diện thường rộng khoảng 1,2m dài 1,5m, sâu đến tầng đá mẹ hoặc sâu 1,5m – 2m ở những nơi có tầng đất dày. + Lấy mẫu đất: lần lượt lấy mẫu đất từ tầng phát sinh dưới cùng lên đến tầng mặt. Mỗi tầng, mẫu đất được đựng trong 1 túi riêng, có ghi nhãn rõ ràng. Lượng đất lấy từ 0.5 – 1kg là vừa. Mỗi mẫu đất đều được ghi phiếu chỉ rõ: số phẫu diện, tầng (độ sâu lấy mẫu – cm), địa điểm lấy mẫu, ngày lấy mẫu và người lấy mẫu. − Lấy mẫu hỗn hợp. Nguyên tắc của lấy mẫu hỗn hợp là lấy các mẫu riêng biệt ở nhiều điểm khác nhau rồi hỗn hợp lại, lấy mẫu trung bình. Thông thường lấy từ 5 – 10 điểm rồi hỗn hợp lại để lấy mẫu trung bình (mẫu hỗn hợp). Khi lấy mẫu ở các điểm riêng biệt cần tránh các vị trí cá biệt đại diện như: chỗ bón phân hoặc vôi tụ lại chỗ cây quá tốt hoặc quá xấu, chỗ cây bị sâu bệnh. Mẫu hỗn hợp thường được lấy trong những nghiên cứu về nông hóa học, nghiên cứu động thái các chất dinh dưỡng của đất hoặc lấy ở các ruộng thí nghiệm. Mẫu đất hỗn hợp được lấy như sau: − Lấy các mẫu riêng biệt: tùy hình dáng khu đất cần lấy mẫu mà bố trí các điểm lấy mẫu (5 – 10 điểm) phân bố đồng đều trên toàn diện tích. Có thể áp dụng cách lấy mẫu theo đường chéo hoặc đường thẳng góc (hình 1a và 1b) với địa hình vuông gọn, hoặc theo đường gấp khúc hoặc nhiều đường chéo (hình 1c và 1d) với địa hình dài. Mỗi điểm lấy khoảng 200g đất bỏ dồn vào 1 túi lớn. Hình 2.1 – Sơ đồ lấy mẫu riêng biệt và hỗn hợp − Trộn mẫu và lấy mẫu hỗn hợp: các mẫu riêng biệt được băm nhỏ và trộn đều trên giấy hoặc nilon (chú ý trộn càng đều càng tốt). Sau đó dàn mỏng rồi chia làm 4 phần theo đường chéo, lấy 2 phần đối diện nhau trộn lại được mẫu hỗn. − Lượng đất của mẫu hỗn hợp lấy khoảng 0,5 – 1kg, cho vào túi vải, ghi phiếu mẫu như nội dung ghi cho phiếu mẫu ở trên, ghi bằng bút chì đen để tránh nhòe, nhất là đất ướt (có thể bỏ phiếu mẫu trong một túi nilon nhỏ, gập gọn lại rồi bỏ vào túi mẫu). Do nghiên cứu về nông hóa học nên chọn cách lấy mẫu hỗn hợp là thích hợp. 2.3. PHƠI KHÔ MẫU Mẫu đất từ đồng ruộng về phải được hong khô kịp thời, nhặt sạch các xác thực vật, sỏi đá sau đó dàn mỏng trên sàn gỗ hoặc giấy sạch rồi phơi khô trong nhà. Nơi hong mẫu phải thoáng gió và không có các hóa chất bay hơi như NH3, Cl2, SO2, Để tăng cường quá trình làm khô đất có thể lật đều mẫu đất. Thời gian hong khô đất có thể kéo dài vài ngày tùy thuộc loại đất và điều kiện khí hậu. Thông thường đất cát chóng khô hơn đất sét. Cần chú ý là mẫu đất được hong khô trong không khí là tốt nhất, không nên phơi khô ngoài nắng hoặc sấy khô trong tủ sấy. 2.4. NGHIềN VÀ RÂY MẫU Đất sau khi đã hong khô, đập nhỏ rồi nhặt hết xác thực vật và các chất lẫn khác. Dùng phương pháp ô chéo góc lấy khoảng 500 gram đem nghiền, rây qua rây 0,1mm, phần còn lại cho vào túi vải cũ giữ đến khi phân tích xong. CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG ION NATRI, KALI, CANXI, MAGIE DI ĐỘNG TRONG ĐẤT 3.1. PHÂN TÍCH HÀM LƯợNG NATRI, KALI DI ĐộNG TRONG ĐấT 3.1.1. NGUYÊN TắC Dùng HCl 0,2N chiết rút natri, kali từ đất, sau đó xác định natri, kali bằng phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử ngọn lửa. [KĐ]K+ + HCl  [KĐ]H+ + KCl [KĐ]Na+ + HCl  [KĐ]H+ + NaCl HÓA CHấT Pha HCl 0,2N: lấy khoảng 200ml nước cất cho vào bình đựng mức 500ml, thêm vào 8,4ml HCl đặc (d = 1,19 g/ml; 38%), định mức thành 500ml bằng nước cất. 3.1.2. TRÌNH Tự PHÂN TÍCH Cân 10g đất lắc với 50ml dung dịch HCl 0,2N trong 1 giờ, để lắng 1 giờ rồi lọc lấy dung dịch. Xác định natri, kali trong dịch lọc bằng phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử ngọn lửa. 3.1.3. KếT QUả PHÂN TÍCH Bảng 3.1 – Hàm lượng natri, kali di động trong đất STT Na (mg/l) K (mg/l) 1 1,02 13,59 2 1,19 6,83 3 2,12 12,18 4 0,42 2,21 5 1,48 2,57 6 0,50 2,94 7 1,81 57,85 8 7,05 15,00 9 0,76 9,30 10 2,79 3,76 11 0,48 21,68 12 0,76 19,33 (Kết quả đo Phòng Phân tích – Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên TPHCM) Bảng 3.2 – Hàm lượng Na2O, K2O trong 100g đất STT Na2O (mg/100g đất) K2O (mg/100g đất) 1 0,710 8,458 2 0,822 4,218 3 1,439 7,396 4 0,286 2,284 5 1,010 2,660 6 0,342 3,047 7 1,324 37,817 8 4,817 9,163 9 0,525 5,747 10 1,903 2,294 11 0,327 13,199 12 0,517 11,751 • Natri: Hàm lượng Na2O trong đất được phân tích của nông trường cao su Phạm Văn Cội dao động từ 0,286 – 4,817 mg/100g đất. Natri là nguyên tố vi lượng nên chỉ cần một lượng nhỏ natri đã đáp ứng đủ nhu cầu cần thiết cho cây. • Kali: Bảng 3.3 – Thang đánh giá hàm lượng kali dễ tiêu trong đất [12] K2O < 4mg/100g đất Rất nghèo K2O = 4 – 8 mg/100g đất Nghèo K2O = 8 – 14 mg/100g đất Trung bình K2O > 14 mg/100g đất Khá Bảng 3.4 – Đánh giá hàm lượng kali trong đất phân tích ở nông trường cao su Phạm Văn Cội STT K2O (mg/100g đất) Đánh giá 1 8,458 Trung bình 2 4,218 Nghèo 3 7,396 Nghèo 4 2,284 Rất nghèo 5 2,660 Rất nghèo 6 3,047 Rất nghèo 7 37,817 Khá 8 9,163 Trung bình 9 5,747 Nghèo 10 2,294 Rất nghèo 11 13,199 Trung bình 12 11,751 Trung bình Hàm lượng K2O dao động từ 2,284 – 13,199 mđl/100g đất. Các mẫu phân tích có hàm lượng kali di động lớn hơn natri di động. Điều này phù hợp với địa hình vùng đồi thấp. 3.2. PHÂN TÍCH HÀM LƯợNG CANXI, MAGIE DI ĐộNG TRONG ĐấT 3.2.1. NGUYÊN TắC Dùng dung dịch muối trung tính KCl 1N đẩy Ca2+, Mg2+ trên keo đất ra dung dịch: [KĐ]Ca2+, Mg2+ + 4KCl  [KĐ]4K+ + CaCl2 + MgCl2 Chuẩn độ dịch lọc bằng EDTA rồi định lượng (Ca2+ + Mg2+), Ca2+ và suy ra hàm lượng Mg2+. 3.2.2. HÓA CHấT KCl 1N: cân 75,923g KCl tinh khiết định mức thành 1 lít bằng nước cất. EDTA 0,01N: cân 1,8612g EDTA định mức thành 1 lít bằng nước cất. Dung dịch đệm ammoniac: cân 0,9138g NH4Cl hòa tan trong 50ml nước cất, sau đó thêm 8ml NH4OH 25% rồi thêm nước cất thành 100ml. NaOH 10%: cân 10g NaOH hòa tan vào nước cất để được 100g dung dịch. Na2S 2%: cân 6,15g Na2S.9H2O hòa tan vào nước cất để được 100g dung dịch. NH2OH.HCl 1%: cân 1g NH2OH.HCl hòa tan vào nước cất để được 100g dung dịch. KCN 2%: cân 2g KCN hòa tan vào nước cất để được 100g dung dịch. Chỉ thị eriocrom đen T: cân 0,25g eriocrom đen T trộn đều với 25g NaCl đã nghiền mịn, sấy khô. Chỉ thị murexit: cân 0,25g murexit trộn đều với 25g NaCl đã nghiền mịn, sấy khô. 3.2.3. TRÌNH Tự PHÂN TÍCH Cân 40g đất khô đã qua rây 1mm cho vào bình tam giác 250ml, thêm vào 100ml dung dịch KCl 1N lắc 1 giờ, để lắng trong rồi lọc lấy dung dịch. • Định lượng (Ca2+ + Mg2+) Hút 10ml dung dịch lọc cho vào bình tam giác 150ml, thêm 0,5ml KCN 2%, 0,5ml NH2OH.HCl 1% và 8 giọt Na2S 2%, tiếp tục thêm vào 2ml dung dịch đệm ammoniac để duy trì pH = 10, thêm ít thuốc thử eriocrom đen T, lắc đều dung dịch sẽ có màu đỏ anh đào. Chuẩn độ bằng EDTA 0,01N đến khi dung dịch chuyển sang màu xanh da trời. Công thức tính: ∑(Ca2+ + Mg2+) (mđl/100g đất) = 2 H OV.N.100.100.K 10.40 Với: V : thể tích EDTA dùng để chuẩn độ (ml) N : nồng độ EDTA dùng để chuẩn độ (N) 2H O K : hệ số khô kiệt của đất 100 : thể tích KCl 1N cho vào 40g đất 100 : qui về 100g đất 10 : thể tích dịch lọc lấy chuẩn độ (ml) 40 : khối lượng đất tiến hành thí nghiệm (g) • Định lượng riêng Ca2+ Hút 10ml dung dịch lọc cho vào bình tam giác 150ml, thêm 0,5ml KCN 2%, 0,5ml NH2OH.HCl 1% và 8 giọt Na2S 2%, tiếp tục thêm vào 2ml dung dịch NaOH 10% để tạo pH = 12, thêm ít thuốc thử murexit, lắc đều dung dịch sẽ có màu đỏ tím. Chuẩn độ bằng EDTA 0,01N đến khi dung dịch chuyển sang màu tím hoa cà. Công thức tính: Ca2+ (mđl/100g đất) = 2 H OV.N.100.100.K 10.40 Với: V : thể tích EDTA dùng để chuẩn độ (ml) N : nồng độ EDTA dùng để chuẩn độ (N) 2H O K : hệ số khô kiệt của đất 100 : thể tích KCl 1N cho vào 40g đất 100 : qui về 100g đất 10 : thể tích dịch lọc lấy chuẩn độ (ml) 40 : khối lượng đất tiến hành thí nghiệm (g) • Định lượng riêng Mg2+ Mg2+ (mđl/100g đất) = ∑(Ca2+ + Mg2+) – Ca2+ 3.2.4. KếT QUả PHÂN TÍCH Bảng 3.5 – Hàm lượng Ca2+, Mg2+ trong 100g đất STT ∑(Ca2+ + Mg2+) (mđl/100g đất) Ca2+ (mđl/100g đất) Mg2+ (mđl/100g đất) 1 2,804 2,064 0,740 2 2,664 1,844 0,820 3 0,705 0,454 0,252 4 0,607 0,480 0,126 5 2,735 1,393 1,342 6 0,913 0,634 0,279 7 3,201 2,197 1,004 8 4,106 2,535 1,571 9 3,228 2,531 0,696 10 1,721 1,291 0,430 11 3,258 2,172 1,086 12 3,455 2,295 1,160 Số liệu bảng cho thấy hàm lượng Ca2+, Mg2+ trong 100g đất nằm trong khoảng 0.607 đến 4.106 mđl/100g đất. Các mẫu có hàm lượng canxi, magie cao là các mẫu đất cây cao su đã được trồng lâu năm. Điển hình như mẫu 7 – cao su 94, số liệu phân tích năm 2006 là 1,709 mđl/100g đất, năm 2009 là 2,578 mđl/100g đất thì tới năm 2013 là 3,201 mđl/100g đất. Bảng 3.6 – Hàm lượng Fe3+, Al3+ trong đất STT Hàm lượng Fe3+ (mg/100g đất) Hàm lượng Al3+ (mg/100 đất) 1 34,19 0,0927 2 26,49 0,3681 3 18,32 1,1790 4 20,02 4,4667 5 21,21 0,0450 6 25,79 11,8656 7 16,60 3,7827 8 22,02 0,1593 9 16,00 0,9684 10 15,91 1,2069 11 33,02 0,1134 12 27,53 0,0315 (Kết quả phân tích của SV Phạm Thị Xuân Hằng – Khóa luận tốt nghiệp 2013) Dựa vào kết quả phân tích ảnh hưởng của ion sắt, nhôm với quá trình phân tích ion canxi, magie trong đất bằng phương pháp chuẩn độ tạo phức của SV Nguyễn Huỳnh Thanh Trúc – Khóa luận tốt nghiệp 2012, ta có: hàm lượng ảnh hưởng lớn hơn hàm lượng thực trong mẫu đất nên ion sắt, nhôm ảnh hưởng không đáng kể đến kết quả phân tích mẫu đất ở nông trường Phạm Văn Cội. Kết hợp bảng 4.5 với 2H O pH , pHKCl, H+tp ta có bảng. Bảng 3.7 – Số liệu pHH2O, pHKCl, H+tp, ∑(Ca2+ + Mg2+) STT 2H OpH pHKCl H+tp (mđl/100g đất) ∑(Ca2+ + Mg2+) (mđl/100g đất) 1 5,74 4,70 0,877 2,804 2 5,55 4,58 1,228 2,664 3 5,58 4,21 0,944 0,705 4 4,93 3,41 1,593 0,607 5 5,75 4,18 1,188 2,735 6 4,66 3,40 2,574 0,913 7 5,46 4,20 3,541 3,201 8 6,48 5,66 0,603 4,106 9 6,14 5,37 1,458 3,228 10 5,42 4,14 0,948 1,721 11 5,97 4,64 0,208 3,258 12 7,04 6,91 0,207 3,455 (Theo kết quả phân tích 2H O pH , pHKCl, H+tp của SV Phạm Thị Xuân Hằng – Khóa luận tốt nghiệp 2013) Dựa vào số liệu trên ta thấy: Hầu hết 2H O pH nằm trong khoảng từ 4,66 đến 7,04, pHKCl nằm trong khoảng từ 3,40 đến 6,91. Các mẫu đều có tổng hàm lượng canxi và magiê trong đất lớn hơn độ chua thủy phân. Tuy nhiên mẫu 3, 4, 6, 7 thì có độ chua thủy phân lớn hơn tổng hàm lượng canxi và magiê. Do đó, khi bón vôi cần lưu ý:  Độ chua của đất Tùy thuộc vào độ chua trao đổi của đất có hàm lượng mùn trung bình (2-3%), người ta chia theo mức độ nhu cầu bón vôi: pHKCl ≤ 4,5 Rất cần bón vôi pHKCl = 4,6 – 5 Cần bón vôi pHKCl = 5,1 – 5,5 Ít cần bón vôi pHKCl > 5,5 Không cần bón vôi Khi bón vôi đủ có thể khử được độ chua hiện tại, độ chua trao đổi và độ chua thủy phân, đồng thời lượng Ca2+ trong dung dịch đất và độ bão hòa bazơ của đất cũng được tăng lên. Phản ứng của dung dịch đất không chỉ phụ thuộc vào độ chua mà còn phụ thuộc vào độ bão hòa bazơ của đất.  Độ bão hòa bazơ của đất Bảng 3.8 – Độ bão hòa bazơ của các mẫu đất tại nông trường Phạm Văn Cội STT K+ Na+ ∑(Ca2+ + Mg2+) H+tp S T V% 1 0,023 0,180 2,804 0,877 3,007 3,884 77,42 2 0,027 0,090 2,664 1,228 2,780 4,008 69,36 3 0,046 0,157 0,705 0,944 0,909 1,853 49,05 4 0,009 0,049 0,607 1,593 0,665 2,258 29,45 5 0,033 0,057 2,735 1,188 2,824 4,012 70,39 6 0,011 0,065 0,913 2,574 0,989 3,563 27,75 7 0,043 0,805 3,201 3,541 4,048 7,589 53,34 8 0,155 0,195 4,106 0,603 4,456 5,059 88,08 9 0,017 0,122 3,228 1,458 3,367 4,825 69,78 10 0,061 0,049 1,721 0,948 1,831 2,779 65,89 11 0,011 0,281 3,258 0,208 3,549 3,757 94,46 12 0,017 0,250 3,455 0,207 3,722 3,929 94,73 (Na+, K+, ∑(Ca2+ + Mg2+), H+tp, S, T tính theo mđl/100g đất) (Kết quả phân tích H+tp dựa vào kết quả của SV Phạm Thị Xuân Hằng – Khóa luận tốt nghiệp 2013) Thang đánh giá độ bão hòa bazơ [8] V < 50% Rất cần bón vôi V = 50 – 70% Cần bón vôi V > 70% Ít cần V > 80% Không cần bón vôi Dựa vào thang đánh giá độ bão hòa bazơ: Các mẫu có độ bão hòa bazơ tương đối cao do hàm lượng các cation kim loại tuy nhỏ nhưng lại lớn hơn nhiều so với độ chua thủy phân. Hầu hết các mẫu đều cần bón vôi cải tạo độ chua của đất nhưng không cần nhiều do dung lượng hấp phụ thấp nên dù với một lượng vôi ít cũng có thể làm giảm độ chua của đất rõ rệt. Mẫu 4, mẫu 6 do có độ bão hòa bazơ thấp nhất và thêm nữa là độ chua hiện tại thấp (pH là 4,93 và 4,66) nên thuộc loại đất chua, rất cần bón vôi để cải tạo đất. Đất tại nơi lấy mẫu 12 thì không cần bón vôi do có độ chua trao đổi lớn (pHKCl = 6,91) và độ bão hòa bazơ cao (94,73%). Nhận xét: Dung lượng hấp phụ của đất tại nông trường tương đối thấp, dao động từ 1,853 đến 7,589 mđl/100g đất, phù hợp với bản chất đất xám bạc màu phù sa cổ. Dung lượng hấp phụ của các lô đã trồng cao su lâu năm (từ 1997 về trước) cao hơn những lô mới bắt đầu trồng cây. Điều này được giải thích rằng ban đầu chưa trồng cây, bản chất đất xám bạc màu là nghèo dinh dưỡng, nên khi mới bắt đầu trồng, dung lượng hấp thụ thấp. Tuy nhiên, sau nhiều năm trồng trọt, lượng mùn do lá cây phân hủy tăng lên tạo ra keo mùn. Lượng keo mùn tăng lên làm tăng khả năng hấp phụ các cation của đất. Dựa vào hàm lượng mùn có thể nhận thấy dung lượng hấp phụ lớn thì thường hàm lượng mùn cũng lớn và ngược lại. Rễ cây trong quá trình sinh trưởng cũng tiết ra axit phá hủy các khoáng trong đất làm tăng hàm lượng các cation kim loại di động trong đất. Dung lượng hấp phụ (mđl/100g đất) Hàm lượng mùn (%) Hình 3.1 – Sơ đồ biểu diễn quan hệ giữa dung lượng hấp phụ và hàm lượng mùn trong đất của 12 mẫu đất tại nông trường Phạm Văn Cội 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (Kết quả phân tích hàm lượng mùn của SV Nguyễn Thị Hoài – Khóa luận tốt nghiệp 2013) PHẦN C. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Khóa luận “Khảo sát hàm lượng các ion natri, kali, canxi, magie di động và độ bão hòa bazơ của đất ở nông trường Phạm Văn Cội – Củ Chi” đã làm được một số công việc như sau: • Phân tích hàm lượng ion Na+, K+, Ca2+, Mg2+ trong đất ở nông trường cao su Phạm Văn Cội – Củ Chi. • Đánh giá được hàm lượng các ion Na+, K+, Ca2+, Mg2+ trong đất và đánh giá tổng quát độ bão hòa bazơ trong đất ở nông trường cao su Phạm Văn Cội – Củ Chi. Qua quá trình khảo sát hàm lượng các ion Na+, K+, Ca2+, Mg2+ di động và độ bão hòa bazơ trong đất ở nông trường cao su Phạm Văn Cội – Củ Chi, ta thấy: • Hàm lượng kali trong các mẫu đất nhìn chung còn nghèo nên cần bổ sung thêm kali bằng cách bón phân. Do đất hầu hết là chua nên chọn những phân có sinh lí kiềm để không làm ảnh hưởng tới sự phát triển của cây cao su. • Việc bổ sung Ca2+, Mg2+ cũng rất cần thiết. Bón vôi cải tạo độ chua của đất đồng thời cũng có thể cung cấp cho cây trồng canxi. Đề xuất: Áp dụng các biện pháp nông hóa nhằm cải tạo đất: bón vôi cải tạo độ chua, bón phân tăng độ màu mỡ, tăng mùn, các nguyên tố dinh dưỡng quan trọng cho cây cao su của đất trồng. Có thể khảo sát hàm lượng canxi, magie bằng phương pháp hấp thu nguyên tử và khảo sát ảnh hưởng của một số ion khác đến cách xác định canxi, magie bằng phương pháp chuẩn độ tạo phức. PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1 Hệ số khô kiệt của 12 mẫu đất tại nông trường Phạm Văn Cội – Củ Chi MẪU ĐẤT HỆ SỐ KHÔ KIỆT 1 1,0328 2 1,0247 3 1,0078 4 1,0113 5 1,0129 6 1,0142 7 1,0849 8 1,0138 9 1,0256 10 1,0123 11 1,0103 12 1,0088 Kết quả phân tích của SV Phạm Thị Xuân Hằng – Khóa luận tốt nghiệp 2013 PHỤ LỤC 2 Kết quả thành phần cơ giới của 12 mẫu đất ở nông trường cao su Phạm Văn Cội MẪU ĐẤT LOẠI ĐẤT 1 Đất thịt nhẹ pha sét và cát 2 Đất thịt nhẹ pha sét và cát 3 Đất thịt nhẹ pha sét và cát 4 Đất thịt nhẹ pha sét và cát 5 Đất thịt nhẹ pha sét và cát 6 Đất sét pha cát 7 Đất thịt nhẹ pha sét 8 Đất thịt nhẹ pha sét và cát 9 Đất thịt nhẹ pha sét và cát 10 Đất thịt nhẹ pha sét và cát 11 Đất thịt nhẹ pha sét và cát 12 Đất thịt nhẹ pha sét và cát Kết quả phân tích của SV Phạm Thị Xuân Hằng – Khóa luận tốt nghiệp 2013 PHỤ LỤC 3 Hàm lượng mùn và nitơ dễ tiêu trong 12 mẫu đất tại nông trường Phạm Văn Cội Mẫu Mùn Mùn % Đánh giá 1 1,8482 Nghèo 2 2,0139 TB 3 1,6367 Nghèo 4 1,0147 Nghèo 5 1,5716 Nghèo 6 2,0667 TB 7 5,3867 Giàu 8 1,4681 Nghèo 9 1,8353 Nghèo 10 1,4974 Nghèo 11 2,5813 TB 12 1,4609 Nghèo Kết quả phân tích của SV Nguyễn Thị Hoài – Khóa luận tốt nghiệp 2013 PHỤ LỤC 4 Thể tích EDTA chuẩn ∑(Ca2+ + Mg2+) và riêng Ca2+ STT V chuẩn ∑(Ca2+ + Mg2+) (ml) V chuẩn riêng Ca2+ (ml) 1 10.9 8.0 2 10.4 7.2 3 2.8 1.8 4 2.4 1.9 5 10.8 5.5 6 3.6 2.5 7 11.8 8.1 8 16.2 10.0 9 12.6 9.9 10 6.8 4.0 11 12.9 8.6 12 13.7 9.1 HÌNH ẢNH Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4 Mẫu 5 Mẫu 6 Mẫu 7 Mẫu 8 Mẫu 9 Mẫu 10 Mẫu 11 Mẫu 12 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Trần Thị Bính, Phùng Tiến Đạt, Nguyễn Kim Vinh, Thực hành hóa kĩ thuật và Hóa nông học, NXB Giáo dục, 1990. 2. Lê Thanh Bồn, Bài giảng Khoa học Đất, Trường Đại học Nông lâm Huế, 2009. 3. Nguyễn Tinh Dung, Hóa học phân tích II – Các phản ứng ion trong dung dịch nước, NXB Giáo dục, 2009. 4. Lê Văn Khoa (chủ biên), Nguyễn Xuân Cự, Bùi Thị Ngọc Dung, Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Phương pháp phân tích đất, nước, phân bón, cây trồng, NXB Giáo Dục, 1996. 5. Lê Văn Khoa (chủ biên), Nguyễn Xuân Cự, Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Trần Cẩm Vân, Đất và môi trường, NXB Giáo dục, 2000. 6. Cù Thành Long, Giáo trình hóa học phân tích 2: Cơ sở lí thuyết phân tích định lượng, Khoa Hóa, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học quốc gia TPHCM, 2006. 7. Trần Thị Lộc, Khóa luận tốt nghiệp “Khảo sát hàm lượng canxi, magie và sắt trong đất ở nông trường cao su Phạm Văn Cội – Củ Chi”, Đại học Sư phạm TPHCM, 2006. 8. Hồ Viết Quý, Các phương pháp phân tích quang học trong hóa học, trường Đại học Sư phạm, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, 1999. 9. Lê Viết Phùng, Hóa kĩ thuật đại cương tập hai, NXB Giáo dục, 1987. 10. Nguyễn Huỳnh Thanh Trúc, “Khóa luận tốt nghiệp 2012 “Khảo sát hàm lượng các ion natri, kali, canxi, magie di động và độ bão hòa bazơ trong đất ở nông trường Nhà Nai – Bình Dương”, Đại học Sư phạm TPHCM, 2012. 11. Hội Khoa học Đất Việt Nam, Đất Việt Nam, NXB Nông nghiệp, 2000. 12. Viện Thổ nhưỡng Nông Hóa, Sổ tay phân tích đất, nước, phân bón và cây trồng, NXB Nông nghiệp, 1998. 13. 14.