Khóa luận Khảo sát hàm lượng lân trong đất ở nông trường Phạm Văn Cội – Củ Chi

à 0,2%. Lượng lân được cây trồng hấp thu do dòng chảy khối lượng có thể tính được. Ví dụ, giả sử tỉ lệ thoát hơi nước của cây là 400 (để hình thành 1g chất khô/cây phải thoát một lượng nước là 400g). 400g H2O/g cây . 100g cây / 0,2g P . 0,05 g P/10-6 g H2O . 100 = 1% Trong trường hợp này, lân cung cấp cho cây bằng dòng chảy khối lượng chỉ cung cấp được 1% tổng lượng lân cây hấp thu. Nếu được bón phân lân và đạt nồng độ trong dung dịch đến 1 ppm, lượng lân cung cấp cho cây do dòng chảy khối lượng cũng chỉ chiếm 20% tổng nhu cầu lân của cây. Khi bón lân theo hàng, nồng độ lân trong dung dịch đất gần nơi có bón lân có thể tạm thời tăng lên rất cao và cũng có thể điều này làm tăng khả năng hấp thụ lân do dòng chảy 19 khối lượng cũng như do khuếch tán. Ví dụ, người ta tìm thấy nồng độ lân có thể đạt tới 2 – 14 ppm trong vùng rễ bón phân cao. Do lượng lân cung cấp do dòng chảy khối lượng quá thấp so với tổng nhu cầu lân của cây nên sự vận chuyển lân đến bề mặt hấp thu của rễ chủ yếu là do cơ chế khuếch tán. Trong đất có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến sự khuếch tán của lân. Những yếu tố chủ yếu đó là: ẩm độ đất, dung trọng đất, khả năng đệm lân của đất và nhiệt độ. 3.4.1. Lân hữu cơ trong đất Lân hữu cơ thường chiếm 50% tổng lượng lân trong đất, trung bình biến thiên từ 15 – 18% trong các loại đất khác nhau. Cũng như chất hữu cơ trong đất, lân hữu cơ thường giảm theo độ sâu của đất, sự phân bố lân theo độ sâu cũng khác nhau tùy theo loại đất. Hàm lượng lân hữu cơ trong đất tăng theo hàm lượng C và N trong đất, tuy nhiên tỉ lệ C/P và N/P khác nhau rất nhiều giữa các loại đất sao với tỉ lệ C/N. Thông thường tỉ số C/N/P/S trong đất là 140/10/1,3/1,3. Có rất nhiều hợp chất lân hữu cơ trong đất chưa được nhận biết công thức một cách chính xác. Nhưng phần lớn lân hữu cơ trong đất là este của octhophotphoric axit (H2PO4-) như inositol photphat, photpholipit và axit nucleic. Tỉ lệ của các hợp chất này trong hợp chất này trong tổng lân hữu cơ là:  Inositol photphat 10 – 15%  Photpholipit 1 – 5 %  Axit nucleic 0,2 – 2,5 % Như vậy trung bình chỉ có khoảng 50% hợp chất lân hữu cơ được chúng ta nhận biết. Inositol photphat là đại diện cho các photphat este, từ monophotphat đến hexaphotphat. Phytic axit (myoinosytol hexaphotphat) có những nhóm có chứa 6 octhophotphat (H2PO4-) gắn vào mỗi nguyên tử C trong vòng benzen. Sự thay thế lần lượt của H2PO4- với OH- sẽ hình thành 5 este photphat khác nhau. Ví dụ, pentaphotphat có 5 nhóm H2PO4- và một nhóm OH-. Inositol hexaphotphat là một photphat phổ biến nhất và chiếm hơn 50% tổng P hữu cơ trong đất, phần lớn các inositol photphat trong đất là sản phẩm của hoạt động vi sinh vật và sự phân hủy của tàn dư thực vật. Inositol photphat dễ dàng kết hợp với các protein để hình thành nên nhiều phức axit nucleic hiện diện trong tất cả tế bào sinh vật và được giải phóng trong quá trình phân giải tàn dư thực vật do hoạt động của vi sinh vật và được giải phóng trong quá trình phân giải tàn dư thực vật do hoạt động của vi sinh vật đất hai dạng axit nucleic là axit deoxyribonucleic và axit ribonucleic được giải phóng vào trong đất với hàm lượng lớn hơn 20 rất nhiều so với insitol photphat, vào trong đất các axit này bị phân giải rất nhanh so với inositol photphat vì vậy axit nucleic chỉ hiện diện với một lượng nhỏ so với lân tổng số trong đất, khoảng 2,5 % hay ít hơn. Photpholipit không tan trong nước nhưng được vi sinh vật sử dụng và tổng hợp dễ dàng. Một số photpholipit phổ biến có nguồn gốc từ glyxerol. Tốc độ giải phóng photpholipit từ nguồn hữu cơ trong đất khá nhanh. Vì vậy, hàm lượng photpholipit trong đất thường thấp, khoảng 5% hay thấp hơn so với lân tổng số trong đất. 3.4.2. Sự tuần hoàn của lân hữu cơ trong đất - Thông thường sự khoáng hóa và cố định lân cũng tương tự như sự khoáng hóa và cố định sinh học đạm. Cả hai tiến trình này xảy ra đồng thời trong đất và có thể trình bày như sau: Lân hữu cơ 𝑆ự 𝑘ℎ𝑜á𝑛𝑔 ℎó𝑎 �⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯� lân vô cơ (H2PO4-, HPO42-) Nguồn nguyên liệu lân hữu cơ ban đầu trong đất là các tàn dư thực vật và động vật, các tàn dư này được phân giải bởi các vi sinh vật để hình thành nên các hợp chất hữu cơ khác và giải phóng lân vô cơ. Một số lân hữu cơ bền vững với sự phân giải vi sinh vật và phần lớn các dạng này là humic axit. Inositol photphat, axit nucleic và photpholipit cũng có thể được khoáng hóa trong đất bởi các phản ứng với xúc tác của enzim photphat. R – O - P– O + H2O  H – O – P – O + ROH Enzim photphat đóng vai trò chủ yếu trong quá trình khoáng hóa lân hữu cơ trong đất. Với sự hiện diện của các vi sinh vật rất khác nhau trong đất, thông qua sự hoạt động của photphatase tất cả lân hữu cơ có nguồn gốc thực vật có thể được khoáng hóa. Hoạt độ của photphatase trong đất có liên quan đến các thực vật bậc thấp và các enzim tự do hữu hiệu. Hoạt độ của enzim photphatase trong đất tăng khi hàm lượng chất C trong đất tăng, nhưng hoạt độ của photphatase trong đất cũng bị ảnh hưởng bởi pH, nhiệt độ và các yếu tố khác. Sự khoáng hóa lân hữu cơ trong đất có thể được xác định bằng cách đo sự thay đổi của lân hữu cơ trong đất trong thời gian cây trồng sinh trưởng. Một bằng chứng khác cho thấy có quá trình khoáng hóa lân hữu cơ đó là hàm lượng lân hữu cơ giảm dần theo quá trình canh tác liên tục. Khi đất nguyên thủy được khai phá để canh tác, hàm lượng chất hữu cơ sẽ giảm dần theo thời gian. Do chất hữu cơ giảm nên ban Sự cố định sinh học định O O O O 21 đầu có sự tăng lân vô cơ, nhưng sau đó hàm lượng lân vô cơ cũng giảm dần. Trong cả vùng ôn đới, sự giảm lân hữu cơ theo quá trình canh tác có thể thấp hơn sự giảm C hữu cơ và đạm hữu cơ, do đó cơ chế làm mất lân tác động yếu hơn các cơ chế làm mất đạm và carbon. Ngược lại trong vùng nhiệt đới, sự mất lân, đạm, carbon có thể là như nhau. 3.5. MỐI LIÊN QUAN CỦA LÂN VỚI THÀNH PHẦN CƠ GIỚI ĐẤT [3] Phần lớn các hợp chất phản ứng với lân nằm trong các thành phần mịn hơn của đất. Sự cố định lân ở đất sét thường lớn hơn ở những đất có thành phần cơ giới thô hơn. Do vậy, tỷ lệ sét càng cao thì khả năng cung cấp lân cho cây càng giảm. Có thể đánh giá khả năng cung cấp lân cho cây của đất dựa vào các yếu tố: pH, thành phần cơ giới và tỷ lệ mùn trong đất. 3.6. VẤN ĐỀ HẤP THỤ VÀ GIỮ CHẶT LÂN CỦA ĐẤT [1] 3.6.1. Khả năng hấp thụ lân của đất - Keo đất có tính chất lưỡng tính nên đất hấp thụ được cả hai dạng ion đó là cation và anion. - Quá trình hấp phụ anion phụ thuộc vào các yếu tố sau: + Tính chất của anion: khả năng tham gia vào quá trình hấp phụ của các loại anion rất khác nhau, và có thể diễn tả theo mức độ từ thấp lên cao như sau: Cl- = NO3- < SO42- < PO43- < OH- + Thành phần keo: keo đất càng chứa nhiều bazơit (setkioxit sắt nhôm) thì khả năng hấp thụ anion càng cao. + Sự thay đổi phản ứng của môi trường làm thay đổi điện thế hạt keo: phản ứng càng kiềm thì làm tăng điện thế âm, phản ứng càng chua làm tăng điện thế dương. Do đó đất chua có khả năng hấp thụ anion mạnh hơn đất kiềm. - Tuy nhiên, vấn đề hấp thụ anion của đất được nghiên cứu chủ yếu đối với lân vì sức hấp phụ lân của đất khá cao, đồng thời lân cũng là một trong những yếu tố dinh dưỡng quan trọng bậc nhất của cây. - Qua thí nghiệm Axkinazi DL (1949) thấy rằng: ở các loại đất của Liên Xô, khả năng hấp phụ lân cũng khá và lớn nhất là ở đất đỏ, và được thể hiện trong bảng: 22 Bảng 3.5. Khả năng hấp phụ lân của đất của Liên Xô cũ Lượng P2O5 bón cho đất (mg/100g đất) Lượng P2O5 tìm thấy trong dung dịch đất rút nước (mg/100g đất) Đất đen Đất potzon Đất đỏ 20 1,1 2,6 Vết 100 12,9 12,2 0,27 250 21,3 19,4 1,41 - Những nghiên cứu về khả năng hấp phụ lân cũng được thực hiện trong điều kiện cụ thể của Việt Nam đối với các loại đất khác nhau theo phương pháp Axikinazi (dùng dung dịch lân chứa 546mg P2O5/100g đất) và cho kết quả như sau: Bảng 3.6. Khả năng hấp phụ lân của các loại đất khác nhau ở Việt Nam theo phương pháp Axikinazi STT Loại đất pHKCl Lượng P2O5 bị hấp phụ (đlg/100g đất) 1 Đất đỏ bazan Phủ Quỳ 4,3 17,6 2 Đất đỏ đá vôi Đồng Giao 4,5 15,5 3 Đất đá vôi nông trường Sơn Hà 4,1 10,5 4 Đất đỏ trên diệp thạch Phú Hộ 4,3 12,0 5 Đất Macgalit hòn Én 6,1 10,5 6 Đất feralit mùn trên núi (Tam Đảo) 4,3 13,8 7 Đất phù sa mới được bồi hàng năm (Phúc Xá) 7,3 4,8 8 Đất phù sa cổ trên đồi (Vĩnh Phúc) 4,2 1,9 9 Đất phù sa mới không được bồi hàng năm (Gia Lâm) 7,5 3,7 10 Đất phù sa cổ bạc màu ở ruộng lúa (Vĩnh Phúc) 4,5 0,7 - Qua đó ta thấy được đất địa thành có khả năng hấp phụ lân mạnh hơn đất thủy thành rất nhiều, và trong các đất thủy thành thì đất phù sa cổ ở ruộng lúa bạc màu Vĩnh Phúc có khả 23 năng hấp phụ lân thấp nhất. Những nghiên cứu dùng đồng vị phóng xạ P32 cũng cho kết quả tương tự phương pháp Axikinazi. - Cơ chế hấp phụ lân trong đất rất phức tạp, đã có nhiều công trình nghiên cứu về vấn đề này nhưng đến nay vẫn còn nhiều điểm chưa rõ ràng và thống nhất. Dưới đây là một số ý kiến cơ bản nhất. - Trong đất lân ít có mặt ở thể ion hóa trị 3 vì chỉ ở pH ≥10 trong dung dịch mới có ion này đáng kể. - Về sự tồn tại và biến đổi của các ion photphat, người ta nhận thấy chúng phụ thuộc rõ rệt vào phản ứng của môi trường. Căn cứ vào khả năng phân ly của axit photphoric, một axit yếu, nên sự phân ly của nó phụ thuộc vào phản ứng của môi trường. Chỉ trong môi trường kiềm, H3PO4 mới phân ly hoàn toàn, còn trong môi trường trung tính và chua nhẹ thì những ion được phân ly ở thể HPO4 2- và H2PO4-. Theo tài liệu của Axikinza (1949) hàm lượng % các loại ion nói trên trong nước phụ thuộc vào pH như sau: Bảng 3.7. Hàm lượng % các loại ion trong nước phụ thuộc vào pH Loại anion pH 5 6 7 8 9 10 H2PO4- 98,09 83,68 33,9 4,88 0,51 0,05 HPO42- 1,91 66,1 66,1 95,12 99,45 99,59 PO43- - - - - 0,04 0,36 - Như vậy, trong thực tế sản xuất, ion PO43- không có ý nghĩa đối với việc dinh dưỡng của cây trồng bởi vì nó chỉ có mặt một cách đáng kể trong môi trường có phản ứng mà cây không thể sống được (pH ≥ 10). - Trong vấn đề hấp phụ lân thì phản ứng hóa học đóng vai trò chủ yếu. Trong đất thường có một số lượng lớn cation hóa trị 2 và 3 có khả năng hình thành những hợp chất không tan hoặc ít tan đối với lân, do đó đã hạn chế sự di chuyển của ion này. - Ví dụ: đối với đất có phản ứng gần như trung tính, khi ta bón supe lân vào thì canxi của đất sẽ kết tủa lân theo phương trình: Ca(H2PO4)2 + Ca(HCO3)2 → 2CaHPO4 + 2H2CO3 Ca(H2PO4)2 + 2Ca(HCO3)2 → Ca3(PO4)2 + 4H2CO3 - Cũng chính ở đất này nhưng nếu đất không có CaCO3 thì lân vẫn bị kết tủa do phản ứng trao đổi với cation canxi trong tầng khuếch tán của keo đất: 24 [KĐ]Ca2+ + Ca(H2PO4)2 → [KĐ]2H+ + 2CaHPO4 - Đối với đất có phản ứng chua thì sắt, nhôm, mangan trở thành di động và tác động lên photphat hòa tan theo những phản ứng: Al2(SO4)3 + 2Na2PO4 → 2AlPO4 + 3Na2SO4 [KĐ]2Al3+ + 2 Ca(H2PO4)2 → [KĐ] + 2AlPO4 - Như vậy, nếu trong quá trình trao đổi, ở keo đất có chứa nhiều nhôm thì toàn bộ canxi và lân sẽ bị hấp phụ hết và không có trong dung dịch đất. - Sự kết tủa lân bằng sắt, nhôm và canxi không phải là hiện tượng duy nhất vì ngay cả khi ion canxi trao đổi bị thay thế hoàn toàn bằng natri mà lân vẫn bị hấp phụ. Rất nhiều công trình nghiên cứu đã chứng minh trong quá trình hấp phụ lý hóa còn có sự tham gia của các hydroxit kết tinh và các khoáng sét. - Các nghiên cứu cho thấy ion photphat có thể trao đổi với ion ở tầng bùn và bản thân có thể được thay thế bằng những ion hoạt tính như axetat, tactrat, silicat, OH- Ngoài ra, những phần tử muối photphat còn có thể được hấp phụ không trao đổi. - Các loại axit bùn trong đất có tính chất axidoit, không tham gia hấp phụ lân. Do đó, các khoáng sét bị bọc bởi một màn axit mùn thì khả năng hấp phụ nhôm và các loại axit mùn, dấu điện tích dương của các loại keo đó bị axit mùn trung hòa, cho nên khả năng hấp phụ nhôm cũng bị hạ thấp. - Khả năng hấp phụ lân của keo đất phụ thuộc rất nhiều pH của môi trường, pH trong dung dịch đất càng nhỏ (càng chua) thì lân bị hấp phụ càng lớn (do có nhiều sắt, nhôm di động). - Nói tóm lại trong hầu hết các loại đất đều xảy ra hiện tượng hấp phụ lý hóa lân, nhất là ở đất chua giàu sắt nhôm và sắt nhôm ở thể vi định hình, đồng thời nghèo chất hữu cơ. Trái lại, đất trung tính chứa ít setkioxit sắt nhôm trong keo và tỷ lệ mùn thấp thì hấp phụ lân ít hơn nhiều. 3.6.2. Vấn đề giữ chặt lân của đất - Keo đất có khả năng hấp phụ và giữ chặt các ion photphat, nhưng vẫn có một phần ion photphat có thể trao đổi với ion khác, đó là hiện tượng hấp phụ trao đổi, nhờ hiện tượng này mà đất có thêm lân dễ tiêu cung cấp cho cây trồng. - Đối với những ion photphat này không phải đã hoàn toàn mất đi đối với cây trồng, mà chỉ là những ion khó huy động đối với những trường hợp bình thường. Qua nhiều thí nghiệm phân tích về khả năng hấp phụ và giữ chặt lân của đất, một số tác giả đã đi đến kết 22Ca 2H + + 25 luận: khả năng hấp phụ và giữ chặt lân của đất càng cao thì lượng lân bị đất giữ chặt càng lớn. - Khả năng hấp phụ lân của đất Việt Nam nói chung cao hơn gấp 10 lần so với những chân đất giữ chặt lân nhiều nhất ở Châu Âu. Hay nói khác đi, lượng lân trong dung dịch đất mà cây có thể hút được của đất Việt Nam là tương đối thấp so với các nước Châu Âu (chính vì vậy mà vấn đề bón lân cho đất của đất Việt Nam là vấn đề hết sức quan trọng mà chúng ta cần quan tâm). - Những loại đất có khả năng hấp phụ lân cao hơn hết là đất đỏ bazan, đất đá vôi và sau đó là đất lateritic nhiều mùn trên núi, đất macgalit nói chung là đất địa thành. Ngược lại, đất thủy thành có khả năng hấp phụ lân thấp, nhất là đất canh tác càng lâu năm thì khả năng ấy lại càng kém. - Các kết quả phân tích cũng cho thấy những chân đất có tỷ lệ lân cao thì lại thường có mức độ lân dễ tiêu kém, khả năng hấp phụ và giữ chặt lân cao. Do đó nhu cầu về phân lân dễ tiêu lớn. 26 Chương 4. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH LÂN TRONG ĐẤT 4.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH LÂN TỒNG SỐ TRONG ĐẤT 4.1.1. Phương pháp hidrazinsunphat [8] * Nguyên tắc - Dưới tác dụng của hỗn hợp H2SO4 và HClO4 đậm đặc và nhiệt độ, các dạng lân trong đất được hòa tan trong dung dịch. - Sau đó cho ion photphat tác dụng với muối amonimolipdat và khử bằng dung dịch hidrazinsunphat, ta thu được một hợp chất màu xanh đen (xanh molipden) tương đối ổn định (từ 8 – 12h). H3PO4 + 12MoO42- + 3NH4+ + 21H+→ (NH4)H4P(Mo2O7)6 + 10H2O (NH4)H4P(Mo2O7)6 có tính oxi hóa, nó oxi hóa hidrazinsunphat tạo thành xanh molipden có màu đặc trưng (xanh), cường độ màu phụ thuộc vào hàm lượng lân có trong dung dịch. - Đem so màu với dung dịch tiêu chuẩn hay so màu trên máy so màu quang điện ta xác định được hàm lượng lân trong đất. - Cần lưu ý là dung dịch được công phá rồi thường vẫn chứa sắt ở dạng Fe3+ làm cản trở sự hiện màu xanh của photphomolipdat. Do đó trước khi lên màu lân, phải dùng Na2SO3 để khử Fe3+ đi. Nếu không có Na2SO3 có thể dùng NaHSO3 hoặc điều chế Na2SO3 từ axit sunfurơ. 4.1.2. Phương pháp axit ascorbic [7] 4.1.2.1. Nguyên tắc - Mẫu thử được phá bằng hỗn hợp axit sunfuric và axit pecloric. Trong môi trường axit, photpho sẽ phản ứng với amonimolipdat với sự có mặt của kali antimonyl tartrat làm xúc tác để hình thành phức dị đa photphomolipdat có màu vàng: PO43- + 12MoO42- + 27 H+ → H3[P(Mo12O40)] + 12 H2O - Phức này bị khử bởi axit ascorbic tạo thành một hợp chất màu xanh: H3[P(Mo12O40)] + ne + nH+ → H3PMo12O40Hn - Đo mật độ quang tại bước sóng 880nm, dựa vào phương trình đường chuẩn xác định hàm lượng P có trong mẫu. 4.1.2.2. Giới hạn phát hiện - Nồng độ tối thiểu có thể phát hiện được: 0,04mg P2O5/l. - Khoảng giới hạn xác định P2O5 (mg/l) với chiều dày cuvet (l= 1cm) là: 0,04 – 1,8. * Tính kết quả thí nghiệm 27 - Hàm lượng P tổng trong mẫu được tính theo công thức: P(%) = dc dm 6 C x V x f x 100 m x 10 = dc dm 4 C x V x f m x 10 với f = 1 V V Trong đó: - Cdc: hàm lượng P tính từ đường chuẩn (mg/l). - Vdm: thể tích bình định mức (ml). - V: thể tích dung dịch chiết (100ml). - V1: thể tích dung dịch lấy so màu (ml). - m: khối lượng mẫu cân (g). - f: hệ số pha loãng. - 106: chuyển đổi từ (g → mg), (ml → l). * Đánh giá kết quả theo tiêu chuẩn chung [3] Bảng 4.1. Chỉ tiêu đánh giá lân tổng số trong đất Mức độ Hàm lượng P tổng số (%) Rất nghèo lân ≤0,01 Nghèo lân 0,01-0,05 Trung bình 0,05 – 0,10 Giàu lân 0,10 – 0,20 Rất giàu ≥ 0,20 4.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH LÂN DỄ TIÊU TRONG ĐẤT 4.2.1. Phương pháp Kiêcxanôp [8] * Nguyên tắc - Dùng dung dịch axit HCl 0,2N để hòa tan lân trong đất ra dưới dạng axit H3PO4, rồi tiến hành cho tác dụng với amonimolipdat có chất khử là Sn2+, sau đó định lượng hàm lượng lân dễ tiêu bằng cách so màu với thang chuẩn. * Tính kết quả thí nghiệm - Dung dịch đất có màu ứng với ống chuẩn nào mà ta lấy kết quả theo ống đó. Bảng 4.2. Chỉ tiêu đánh giá lân dễ tiêu trong đất theo Kiêcxanôp Hàm lượng P2O5 trong 100g đất Đánh giá đất < 3 mg Nghèo lân 3 – 8 mg Trung bình 28 8 – 15 mg Khá giàu lân > 15 mg Giàu lân 4.2.2. Phương pháp Oniani [8] * Nguyên tắc - Dùng dung dịch H2SO4 0,1N hòa tan lân dễ tiêu dưới dạng H3PO4, sau đó cho tác dụng với dung dịch amonimolipdat có chất khử Sn2+. - So màu với thang chuẩn tìm kết quả. * Kết quả thí nghiệm Dung dịch đất có màu ứng với ống chuẩn nào mà ta lấy kết quả theo ống đó. Bảng 4.3. Chỉ tiêu đánh giá lân dễ tiêu của đất theo Oniani Hàm lượng P2O5 trong 100g đất Đánh giá đất < 5 mg P2O5 Đất rất nghèo lân 5 – 10 mg P2O5 Đất nghèo lân 10 – 15 mg P2O5 Đất có lân trung bình > 15 mg P2O5 Đất giàu lân 4.2.3. Phương pháp axit ascorbic [7] * Nguyên tắc - Dùng dung dịch axit HCl 0,2N để hòa tan lân trong đất ra dưới dạng axit H3PO4. Trong môi trường axit, photpho sẽ phản ứng với amoni molipdat với sự có mặt của kali antimonyl tartrat làm xúc tác để hình thành phức dị đa photphomolipdat có màu vàng: PO43- + 12MoO42- + 27 H+ → H3[P(Mo12O40)] + 12 H2O - Phức này bị khử bởi axit ascorbic tạo thành một hợp chất màu xanh H3[P(Mo12O40)] + ne + nH+ → H3PMo12O40Hn - Đo mật độ quang tại bước sóng 880nm, dựa vào phương trình đường chuẩn xác định hàm lượng P2O5 rồi suy ra hàm lượng lân dễ tiêu có trong mẫu. * Tính kết quả thí nghiệm - Hàm lượng P2O5 trong mẫu được tính theo công thức: P2O5 (mg/100g đất) = 2 1 C x V x V x 100 m x V Trong đó: 29 - C: hàm lượng P2O5 tính từ đường chuẩn (mg/l). - V1: thể tích dung dịch lấy so màu (5ml). - V2: thể tích định mức (50 ml). - m: khối lượng mẫu cân (g). - V: thể tích dung dịch chiết (25 ml). 30 PHẦN 2: THỰC NGHIỆM Chương 1. TỔNG QUAN VỀ NÔNG TRƯỜNG PHẠM VĂN CỘI – CỦ CHI 1.1. TỔNG QUAN VỀ NÔNG TRƯỜNG [8] 1.1.1. Lịch sử hình thành nông trường Pham Văn Cội Hình 1.1. Nông trường Phạm Văn Cội Hình 1.2. Văn phòng nông trường Phạm Văn Cội 31 Nông trường 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. Đất của nông trường thuộc loại đất xám bạc màu trên phù xa cổ. Lượng mưa trung bình hằng năm là 1950 mm. Nhiệt độ bình quân là 290C. Tổng diện tích quản lý của nông trường là 1765,94 ha. Đây là vùng đất trước kia bị tàn phá ác liệt (vùng đất trắng). Vùng đất bị bom B52 rải xuống rất nhiều, có hàng ngàn hố bom có hố sau đến 5 m. Vì vậy, sau chiến tranh, người ta phải thành lập đội tháo gỡ bom đạn còn sót lại. Và đến sau 1975, bà con nông dân ở khắp các quận bắt đầu đến lập nghiệp. Năm 1977, nông trường Phạm Văn Cội được thành lập theo quy định số 113/QĐUB ngày 10/03/1977 của Ủy Ban Nhân Dân Thành Phố Hồ Chí Minh. Khi mới thành lập, nông trường thuộc Sở Nông Nghiệp. Đến năm 1999, nông trường trực thuộc Tổng Công Ty Nông Nghiệp Sài Gòn. Năm 1924, 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 của công ty là trồng cây làm thức ăn cho gia súc (bắp, đậu, mì mè), cây công nghiệp ngắn ngày và chăn nuôi heo. Phương hướng này nhằm giải quyết vấn đề về lương thực. Người dân trồng cây mang tính tự phát vì họ chưa biết vùng đất này thích hợp với loại cây gì. Năm 1982, nông trường chuyển sang trồng mía đường diện tích mía đạt 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 cây 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 có hiệu quả cao. Đến năm 1985, xen lẫn với trồng mía, nông trường đã trồng thêm cao su và từ đó cây cao su trở thành cây chủ lực của nông trường. Cây cao su trồng theo hai kiểu: 3x6 và 6x6. Lực lượng lao động của nông trường: Công nhân viên chức lao động thường xuyên: 700, trong đó: Hợp đồng dài hạn: 501 người, lao động thời vụ: 109 người. Nông trường đang từng bước có sự chuyển đổi phù hợp để có hiệu quả kinh tế cao. Dự án sắp tới của nông trường: nâng cao chất lượng cao su để đạt tiêu chuẩn và xây dựng khu công nghiệp cao. 32 1.1.2. Đặc điểm của những mẫu đất trồng cao su Trên bề mặt đất có lá cao su che phủ, muốn đào đất phải gạt hết lá cao su ra. Đất có nhiều rễ cây cao su, tầng nhỏ hơn 20 cm đất tương đối mềm, dễ đào. Nếu đào sâu hơn, đất rất cứng. Mẫu đất phân tích được lấy đại diện ở giữa 2 hàng cây cao su cách nhau khoảng 3m của mỗi lô. Lấy đất trong lúc cao su được nghỉ ngơi, không bị thu hoạch hay bón phân. Vì vậy, lượng chất dinh dưỡng phân tích được phản ánh đúng tình trạng của đất. Các lô đất cao su tương đối giống nhau chỉ khác nhau ở chỗ cao su trên đất này được trồng lâu năm hay mới trồng mà ảnh hưởng tới tính chất của đất. Lược đồ vùng khảo sát và vị trí lấy mẫu LƯỢC ĐỒ VỊ TRÍ LẤY MẪU ĐẤT NGHIÊN CỨU 33 Hình 1.3. Lược đồ vị trí lấy mẫu ở nông trường Phạm Văn Cội NNCN 86 85 10.4 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 1/9 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 87 2A.9 1A.9 87 25.43 12.90 12.70 12.18 10.9 97 97 7. 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 .19.2 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 XDC Ghi chú: x :Diện tích y :Nông tường cao su Công ty Lô lấy mẫu 34 Chương 2. LẤY MẪU, XỬ LÝ MẪU Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu là khâu cơ bản quyết đinh cho sự đúng đắn của kết quả phân tích. Những yêu cầu cơ bản của công việc lấy mẫu và chuẩn bị mẫu là: - Mẫu phải đại diện được cho đối tượng cần nghiên cứu. - Mẫu phải được xử lý tốt, nghiền nhỏ, đồng nhất, xử lý và bảo quản để mẫu giữ nguyên được tính chất. - Các mẫu đất được lấy một đợt gồm 12 mẫu. 2.1. CÁCH LẤY MẪU Tùy theo mục đích nghiên cứu và khảo sát để lựa chọn các phương pháp lấy mẫu khác nhau. - Mẫu cá biệt được lấy tại một vị trí xác định, ví dụ mẫu theo dõi động thái lấy ở tầng phẫu diện Những mẫu này là mẫu độc nhất ban đầu đồng thời là mẫu chung được xử lý để phân tích. - Mẫu hỗn hợp là mẫu được hỗn hợp từ nhiều mẫu riêng biệt ban đầu thành mẫu chung đại diện cho một phạm vi đất được khảo sát. - Tùy theo hình dáng và địa hình mảnh đất cần lấy ít nhất 5 điểm phân bố đều trên toàn diện tích theo quy tắc lấy đường chéo, đường vuông góc, đường dích dắc (hình 1). Cần tránh lấy mẫu ở các vị trí đặc thù như nơi đổ phân, vôi hay những vị trí gần bờ và các vị trí quá trũng hay quá cao. - Các mẫu ban đầu được gom thành một mẫu gộp chung có khối lượng ít nhất 2 kg. - Từ mẫu gộp chung, chọn thành mẫu hỗn hợp trung bình bằng cách băm nhỏ đất trộn đều và loại bỏ bớt mẫu theo quy tắc đường chéo góc. Mẫu hỗn hợp trung bình có khối lượng khoảng 1 kg. - Những mẫu xác định dung trọng, tỷ trọng và độ xốp được lấy nguyên trạng thái bằng ống đóng và các công cụ riêng. Các mẫu đất được cho vào túi vải hoặc nhựa ghi ký hiệu mẫu và có phiếu mẫu ghi ký hiệu mẫu, độ sâu, địa điểm, ngày và người lấy mẫu... - Những mẫu phân tích các chỉ tiêu dễ biến đổi như NH +4 , NO3 -, Fe +3 , Fe +2 cần phân tích mẫu đất tươi, phải có cách bảo quản mẫu riêng (hạn chế tiếp xúc không khí, túi kín phải được loại trừ không khí, bảo quản lạnh...) và nhanh chóng phân tích ngay. - Những mẫu phân tích chỉ tiêu thông thường đều được xác định bằng đất khô. 35 2.2. XỬ LÝ MẪU 2.2.1. Hong đất khô Đất nhập vào phòng phân tích phải được hong khô ngay. Chuyển toàn bộ mẫu đất vào khay nhựa sạch, để khô trong không khí nơi thoáng, sạch, không có các khí như H2S, NH 3 , HCl không phơi trực tiếp ngoài nắng, tốt nhất là phơi trong phòng sáng có lắp máy hút ẩm hoặc thông gió. Những cục đất to được đập nhỏ hoặc cắt thành lát mỏng, nhặt sạch các rễ, các lá lớn rồi rải đều, mỏng ra khay. Đất được hong khô trong không khí gọi là đất khô không khí. 2.2.2. Mẫu trung bình thí nghiệm Trường hợp mẫu quá lớn, cần lấy một mẫu trung bình thí nghiệm khối lượng nhỏ hơn. Trộn đều toàn bộ mẫu đã hong khô không khí, đập nhỏ và rải đều thành lớp mỏng hình vuông trên một tờ giấy rộng. Vạch theo hai đường chéo hình vuông chia thành 4 hình tam giác bằng nhau (hình 2). Lấy đất ở 2 tam giác đối đỉnh và vứt bỏ phần đất ở 2 tam giác kia. Trộn đều phần đất lấy được và tiếp tục rải đều thành một hình vuông, vạch theo đường chéo hình vuông và lấy đát ở 2 tam giác đối đỉnh, vứt bỏ phần đất ở 2 tam giác kia, tiếp tục như vậy cho đên khi khối lượng đất lấy được bằng khối lượng cần thiết theo dự định (tối thiểu phải là 250 g). Khối lượng của mẫu được cân bằng cân kỹ thuật có sai số không quá 1 g. Hình 2.1. Sơ đồ lấy mẫu riêng biệt và hỗn hợp • Nghiền đất Đất khô không khí sau khi nhặt kỹ sỏi, đá, kết von và xác hữu cơ được đem nghiền trong cối sứ bằng chày sứ bọc cao su hoặc máy nghiền chuyên dụng. Cần thiết phải nghiền cho đến khi tất cả đất lọt qua rây, sỏi sạn còn lại trên rây và sỏi sạn nhặt ra trước phải được cân khối lượng trên cân kỹ thuật cà tính phần trăm so với tổng khối lượng mẫu đất để tính toán hàm lượng các nguyên tố xác định 36 2.3. BẢO QUẢN MẪU Đất sau khi được trộn đều và đựng trong các hộp nhựa túi ni lông có nhãn và phiếu ghi rõ: ký hiệu ngoài đồng, ký hiệu trong phòng, nơi lấy mẫu, độ sâu lấy mẫu, loại đất và các yêu cầu phân tích. Mẫu được để trên giá trong phòng để mẫu. Phòng để mẫu phải thoáng, sạch, khô ráo không có các loại khí như NH3, H2S, HCl, tốt nhất bảo quản trong các phòng lạnh. Mẫu đất còn ẩm và đặc biệt trong điều kiện không khí nóng ẩm, tốc độ biến đổi tương đối nhanh. Do đó cần chú ý bảo quản trong điều kiện thoáng, mát. Cần phân tích mẫu ngay sau khi lấy mẫu, mẫu để lâu sẽ gây sự sai khác. 2.4. SƠ LƯỢC CÁC MẪU ĐẤT Hình 2.2. Mẫu 1 Đặc điểm: lô 1:95, diện tích 20,92 hecta, không cỏ, có ít lớp lá ở phía trên, lấy đất giữa mương. Hình 2.3. Mẫu 2 37 Đặc điểm: 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. Hình 2.4. Mẫu 3 Đặc điểm: lô trồng mới 2009, đất nhiều cỏ, lấy sát gốc cây, cách chừng 80 cm, vị trí cao. Hình 2.5. Mẫu 4 Đặc điểm: lô trồng mới 2009, đất cứng, lấy giữa mương cách gốc 3m, nhiều cỏ, vị trí thấp. 38 Hình 2.6. Mẫu 5 Đặc điểm: lô trồng 2009, đất nhiều cỏ, cách gốc 80 cm, đất cứng. Hình 2.7. Mẫu 6 Đặc điểm: lô năm 2009, lấy cách gốc 80 cm, nhiều cỏ, không xịt thuốc, chỉ cày, đất cứng. 39 Hình 2.8. Mẫu 7 Đặc điểm: cây trồng năm 1994, lấy giữa luống, nhiều rễ, đất cứng, có một ít lớp lá. Hình 2.9. Mẫu 8 Đặc điểm: giáp với mẫu 7, cây trồng năm 2007, lô 2: 10,02 hecta, có 1 ít cỏ, 1 ít lá, lấy giữa luống. 40 Hình 2.10. Mẫu 9 Đặc điểm: diện tích 11,94 hecta, trồng năm 2007, sắp khai thác 09/2012, nhiều lá, không cỏ, lấy giữa luống, đất cứng. Hình 2.11. Mẫu 10 Đặc điểm: diện tích 2,19 hecta, cây trồng 2007, sắp khai thác 09/2012, giữa luống, nhiều lá, đất cứng. 41 Hình 2.12. Mẫu 11 Đặc điểm: cây trồng năm 1995, diện tích 19,81 hecta, ít cỏ, ít lá, lấy giữa luống, đất mềm, trũng. Hình 1.13. Mẫu 12 Đặc điểm: cây trồng năm 1997, diện tích 18,11 hecta, ít lá, nhiều cỏ, lấy giữa luống, đất mềm, hơi trũng. 42 Chương 3. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ Có rất nhiều phương pháp xác định hàm lượng lân dễ tiêu cũng như hàm lượng lân tổng số, trong đó em chọn phương pháp axit ascorbic vì phương pháp này tiết kiệm thời gian, dễ làm, không đòi hỏi cơ sở vật chất hiện đại và có độ chính xác cao. 3.1. DỤNG CỤ - HÓA CHẤT 3.1.1. Dụng cụ - Cân phân tích Fartorius. - Máy đo quang HACH 2400 - Bếp phá mẫu kendan. - Bình định mức 50ml, 100ml, 500ml, 1000ml. - Giấy lọc. - Pipet có chia vạch. 3.1.2. Hóa chất - H2SO4 đặc (d=1,84). - HClO4 70%. - Dung dịch H2SO4 2,5M: pha loãng 70ml H2SO4 đặc thành 500ml bằng nước cất. - NaOH 2M: hòa tan 80g NaOH lên thành 1 lít bằng nước cất. - Chỉ thị phenolphtalein 0,1% trong cồn: cân 0,1g phenolphtalein hòa tan vào 60ml etanol rồi thêm nước cất cho đến 100ml. - Dung dịch kali antimonyl tartrat: hòa tan 1,3715g K(SbO)C4H4O6.1/2H2O và pha loãng thành 500ml bằng nước cất. Chứa dung dịch trong chai thủy tinh. - Dung dịch amoni molipdat: cân 20g amomi molipdat rồi hòa tan trong 500ml nước cất. Chứa dung dịch trong chai thủy tinh. - Axit ascorbic 0,1M: hòa tan 1,76g axit ascorbic (C6H8O6) trong 100ml nước cất. Bảo quản trong tủ lạnh sử dụng trong tuần. - Hỗn hợp thuốc thử: + 100ml dung dịch H2SO4 5N. + 10ml dung dịch kali antimonyl tartrat. + 30ml dung dịch amoni molipdat. + 60ml dung dịch axit ascorbic. Nếu chuẩn bị đúng dung dịch hỗn hợp thuốc thử có màu vàng nhạt. Khi hỗn hợp có màu vàng đậm hoặc màu xanh thì hủy và pha lại dung dịch mới. 43 - Dung dịch tiêu chuẩn lân dễ tiêu: Cân chính xác 0,1917g muối KH2PO4 hòa tan trong nước cất và định mức lên 1000ml. Lấy 10ml dung dịch này pha loãng thành 100ml. Như vậy, 1ml dung dịch này chứa 0,01mg P2O5. - Dung dịch tiêu chuẩn lân tổng số: Cân chính xác 0,2195g muối KH2PO4 hòa tan trong nước cất và định mức lên 500ml. Lấy 10ml dung dịch này pha loãng thành 100ml. Như vậy, 1ml dung dịch này chứa 0,01mg P. - Cân 5g đất cho vào bình tam giác, sau đó cho vào 50ml dung dịch H2SO4 0,1N. Lọc lấy dung dịch. Hút 1 ml thêm vào NH2.HCl 10%, đệm axetat, 1,1 phenaltrolin. Pha loãng thành 25ml. 3.2. KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN TỐI ƯU 3.2.1. Khảo sát sự lên màu của phức theo thời gian đun - Hút 5ml dung dịch tiêu chuẩn 10 mg/l cho vào bình định mức 50ml, cho thêm 4ml dung dịch thuốc thử, lắc đều. Sau đó thêm nước cất định mức đến vạch, đun sôi lần lượt 5 phút, 10 phút, 15 phút, 20 phút, 25 phút, 30 phút. Rót dung dịch vào cuvet sau mỗi thời gian và đặt vào máy đo quang HACH 2400 đo tại bước sóng cực đại 880nm. Sau thời gian đun 10 phút thì ta thu được mật độ quang cực đại và ổn định. 3.2.2. Các yếu tố cản trở khi xác định photpho dễ tiêu - Hàm lượng ion Fe3+ trong dung dịch phân tích vượt quá 1,8mg trong 50 ml dung dịch so màu sẽ cản trở sự tạo thành “màu xanh molypden”. Trong trường hợp đó phải khử Fe3+ bằng phương pháp khử thông thường như dùng axit ascorbic hay natri bisunfit. - Nồng độ H+ ảnh hưởng đến mức độ tạo màu (pH thích hợp khoảng 4). Do đó cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về nồng độ, lượng sử dụng các dung dịch axit. 3.3. XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG LÂN DỄ TIÊU [9] 3.3.1. Xây dựng đường chuẩn mẫu 4,6,9 Lấy 5 bình định mức có dung tích 50ml lần lượt cho vào đó số ml dung dịch tiêu chuẩn theo bảng: Bảng 3.1. Số ml dung dịch tiêu chuẩn cho vào 5 bình định mức STT Số ml dung dịch tiêu chuẩn 10mg/l Số ml hỗn hợp thuốc thử Nồng độ lân C mg P2O5/l TC1 2 4 0,4 TC2 3 4 0,6 44 TC3 4 4 0,8 TC4 5 4 1,0 TC5 6 4 1,2 Ở các bình định mức trên pha loãng bằng nước cất đến vạch. Đun sôi 10 phút, để nguội rồi đem so màu tại bước sóng 880nm trên máy đo quang HACH 2400. Kết quả Từ mật độ quang đo được và nồng độ P2O5 có sẵn ứng với mỗi bình tiêu chuẩn, ta dựng đồ thị lân tiêu chuẩn. Số đo mật độ quang nằm ở trục tung, nồng độ P2O5 nằm ở trục hoành của đồ thị: Hình 3.2. Đồ thị lân tiêu chuẩn xác định lân dễ tiêu của mẫu 4,6,9 3.3.2. Xây dựng đường chuẩn mẫu còn lại Lấy 7 bình định mức có dung tích 50ml lần lượt cho vào đó số ml dung dịch tiêu chuẩn theo bảng: Bảng 3.2. Số ml dung dịch tiêu chuẩn cho vào 5 bình định mức y = 0.3085x + 0.0258 R² = 0.9988 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 A Hình 3.1. Dãy mẫu đựng đường chuẩn 45 STT Số ml dung dịch tiêu chuẩn 10mg/l Số ml hỗn hợp thuốc thử Nồng độ lân C mg P2O5/l TC1 8 4 1,6 TC2 9 4 1,8 TC3 10 4 2,0 TC4 11 4 2,2 TC5 12 4 2,4 TC6 13 4 2,6 TC7 14 4 2,8 TC8 15 4 3,0 Ở các bình định mức trên pha loãng bằng nước cất đến vạch. Đun sôi 10 phút, để nguội rồi đem so màu tại bước sóng 880nm trên máy đo quang HACH 2400. Kết quả: Từ mật độ quang đo được và nồng độ P2O5 có sẵn ứng với mỗi bình tiêu chuẩn, ta dựng đồ thị lân tiêu chuẩn. Số đo mật độ quang nằm ở trục tung, nồng độ P2O5 nằm ở trục hoành của đồ thị: Hình 3.3. Đồ thị lân tiêu chuẩn xác định lân dễ tiêu của mẫu còn lại 3.3.3. Nguyên tắc - Dùng dung dịch axit HCl 0,2N để hòa tan lân trong đất ra dưới dạng H3PO4 rồi tiến hành cho tác dụng với amonimolipdat và axit ascorbic làm chất khử. Sau đó xác định hàm lượng lân dễ tiêu. 3.3.4. Tiến hành phân tích y = 0.3078x + 0.0102 R² = 0.9974 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 A 46 - Cân 5g đất khô trong không khí cho vào bình tam giác 100ml, cho vào đó 25ml dung dịch axit HCl 0,2N, lắc đều 1 phút để yên 15 phút, lọc bằng giấy lọc. - Cho 5ml mẫu vào bình định mức 50ml, sau đó thêm 4ml dung dịch thuốc thử, định mức bằng nước cất đến 50ml. Trộn đều hỗn hợp đun sôi 10 phút để màu được lên hoàn toàn, để nguội rồi đem đo trên máy tại bước sóng 880nm. 3.3.5. Kết quả - Dựa vào mật độ quang của các dung dịch mẫu đất và phương trình đường chuẩn hấp thu lân, ta tính ra nồng độ P2O5 trong các dung dịch đã lên màu của các mẫu đất. Từ đó ta tính được: + Số mg P2O5 trong 100g đất khô tương đối + Số mg P2O5 trong 100g đất khô tuyệt đối + Khoảng bất ổn của kết quả phân tích mẫu thực tế (công thức tính xem phụ lục). Bảng 3.3: Số mg P2O5/100g đất khô tuyệt đối của các mẫu 4,6,9 Kí hiệu dung dịch Nồng độ lân C mg P2O5/l Số mg P2O5 /100 g đất khô tương đối Số mg P2O5 /100 g đất khô tuyệt đối 4 0,516 ± 0,035 2,58 ± 0,18 2,61± 0,18 6 1,307 ± 0,044 6,54 ± 0,22 6,63 ± 0,22 9 1,044 ± 0,033 5,22 ± 0,16 5,35 ± 0,16 Bảng 3.4. Đánh giá lân dễ tiêu trong các mẫu đất theo Kiêcxanop Kí hiệu dung dịch Tên mẫu đất Số mg P2O5/100g đất Đánh giá đất 1 4 2,61± 0,18 Nghèo lân 2 6 6,63 ± 0,22 Trung bình 3 9 5,35 ± 0,16 Trung bình Bảng 3.5: Số mg P2O5/100g đất khô tuyệt đối của các mẫu còn lại Kí hiệu dung dịch Nồng độ lân C mg P2O5/l Số mg P2O5 /100 g đất khô tương đối Số mg P2O5 /100 g đất khô tuyệt đối 1 2,813 ± 0,046 14,07 ± 0,23 14,53 ± 0,24 2 2,670 ± 0,043 13,35 ± 0,22 13,68 ± 0,23 3 1,721 ± 0,048 8,61 ± 0,24 8,68 ± 0,24 47 Bảng 3.6. Đánh giá lân dễ tiêu trong các mẫu đất theo Kiêcxanop Kí hiệu dung dịch Tên mẫu đất Số mg P2O5/100g đất Đánh giá đất 1 1 14,53 ± 0,24 Khá giàu lân 2 2 13,68 ± 0,23 Khá giàu lân 3 3 8,68 ± 0,24 Khá giàu lân 4 5 8,48 ± 0,25 Khá giàu lân 5 7 14,29 ± 0,23 Khá giàu lân 6 8 11,56 ± 0,20 Khá giàu lân 7 10 9,48 ± 0,22 Khá giàu lân 8 11 10,55 ± 0,21 Khá giàu lân 9 12 14,51 ± 0,24 Khá giàu lân Nhận xét • Hàm lượng lân dễ tiêu trong đất ở nông trường Phạm Văn Cội – Củ Chi từ nghèo đến khá giàu lân. • Trong đó có 3 mẫu hàm lượng nghèo và trung bình là mẫu 4,6 và 9. Cây hấp thụ lân ít. Các mẫu còn lại đều khá giàu lân. 3.4. XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG LÂN TỔNG SỐ [10] 3.4.1. Xây dựng đường chuẩn Lấy 5 bình định mức có dung tích 50ml lần lượt cho vào đó số ml dung dịch tiêu chuẩn theo bảng: Bảng 3.7. Số ml dung dịch tiêu chuẩn cho vào 5 bình định mức 5 1,673 ± 0,049 8,37 ± 0,25 8,48 ± 0,25 7 2,634 ± 0,042 13,17 ± 0,21 14,29 ± 0,23 8 2,280 ± 0,040 11,40± 0,20 11,56 ± 0,20 10 1,871 ± 0,044 9,36 ± 0,22 9,48 ± 0,22 11 2,088 ± 0,041 10,44 ± 0,21 10,55 ± 0,21 12 2,875 ± 0,047 14,38 ± 0,24 14,51 ± 0,24 48 y = 0.5612x + 0.0774 R² = 0.9983 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 0.5 1 1.5 2 STT Số ml dung dịch tiêu chuẩn 10mg/l Số ml hỗn hợp thuốc thử Nồng độ lân C mg P/l TC1 1 4 0,2 TC2 2 4 0,4 TC3 4 4 0,8 TC4 6 4 1,2 TC5 8 4 1,6 Ở các bình định mức trên pha loãng bằng nước cất đến vạch. Đun sôi 10 phút, để nguội rồi đem so màu tại bước sóng 880nm trên máy đo quang HACH 2400 . Kết quả Từ mật độ quang đo được và nồng độ P2O5 có sẵn ứng với mỗi bình tiêu chuẩn, ta dựng đồ thị lân tiêu chuẩn. Số đo mật độ quang nằm ở trục tung, nồng độ P nằm ở trục hoành của đồ thị. Hình 3.4. Đồ thị lân tiêu chuẩn xác định lân tổng số 3.4.2. Nguyên tắc - Sử dụng axit sunfuric và axit pecloric để phá mẫu và hòa tan các hợp chất photpho trong đất. Sử dụng dung dịch amoni molipdat với chất khử là axit ascorbic tác dụng với lân tạo thành một hợp chất màu xanh photpho molipdat, cường độ màu xanh phụ thuộc vào hàm lượng lân có trong dung dịch. Đo mật độ quang tại bước sóng 880nm, dựa vào phương trình đường chuẩn xác định hàm lượng P có trong mẫu. 49 3.4.3. Yếu tố cản trở Trường hợp mẫu đất chứa hàm lượng sắt di động cao có thể gây ảnh hưởng đến kết quả xác định photpho tổng số. Để khắc phục ảnh hưởng của sắt, nên dùng natri thiosunfat để khử sắt, sau đó điều chỉnh môi trường dung dịch về khoảng pH 4,8 (dùng giấy công gô đỏ làm chỉ thị), trước khi tiến hành tạo màu. 3.4.4.1. Công phá mẫu - Cân 1g đất khô trong không khí đã được rây nhỏ, cho vào bình Kenđan phá mẫu dung tích 100ml, thêm vào đó 10ml H2SO4 đặc, để yên 15 phút cho mẫu thấm hóa chất. - Đun khoảng 15-20 phút (đun nhẹ, không sôi) thấy xuất hiện khói trắng (SO2), nhấc ra khỏi bếp để hơi nguội rồi nhỏ vào đó 2-3 giọt HClO4 70% (chú ý thực hiện trong tủ hút). Đun tiếp dung dịch cho đến khi đất chuyển màu trắng hoàn toàn. - Thời gian đun đến đất trắng khá lâu (khoảng 10 giờ). - Khi đất trắng thì ngừng đun, nhấc bình xuống. Để nguội, pha loãng, rồi dùng nước cất chuyển toàn bộ dung dịch và cặn công phá đất vào bình định mức có dung tích 100ml, thêm nước cất đến vạch 100ml, lắc trộn đều, để lắng hoặc lọc. 3.4.4.2. Lên màu lân để so màu - Hút 5ml mẫu vào bình định mức 50ml cho thêm 2-3 giọt phenolphtalein điều chỉnh pH bằng cách dùng NaOH 2N cho vào bình định mức, hỗn hợp có màu hồng nhạt. Tiếp tục cho H2SO4 0,1N vào chuẩn cho dung dịch mất màu hồng nhạt. - Thêm 4ml dung dịch thuốc thử, định mức bằng nước cất đến 50ml. Trộn đều hỗn hợp đun sôi 10 phút để màu được lên hoàn toàn. Sau đó để nguội rồi đem đi đo mật độ quang ở bước sóng 880 nm. 3.4.5. Kết quả - Dựa vào mật độ quang của các dung dịch mẫu đất và phương trình đường chuẩn hấp thụ lân, ta tính ra % P trong đất khô tương đối rồi quy về đất khô tuyệt đối: %P trong đất khô tuyệt đối = OHK 2 x % P trong đất khô tương đối - Dựa vào kết quả thu được ta tính kết quả bất ổn của kết quả phân tích mẫu thực tế. 50 Bảng 3.8. % P trong đất khô tuyệt đối của các mẫu đất Bảng 3.9. Đánh giá lân tổng số trong các mẫu đất Kí hiệu dung dịch % P trong đất khô tuyệt đối Đánh giá đất 1 0,1085 ± 0,0050 Giàu lân 2 0,0676 ± 0,0056 Trung bình 3 0,0376 ± 0,0073 Nghèo lân 4 0,0262 ± 0,0080 Nghèo lân 5 0,0460 ± 0,0069 Nghèo lân 6 0,0359 ± 0,0074 Nghèo lân 7 0,1108 ± 0,0052 Giàu lân 8 0,0799 ± 0,0054 Trung bình 9 0,1268 ± 0,0050 Giàu lân 10 0,0930 ± 0,0050 Trung bình 11 0,1012 ± 0,0048 Giàu lân 12 0,1001 ± 0,0048 Giàu lân Nhận xét Kí hiệu dung dịch Nồng độ lân C mg % P trong đất khô tương đối 𝑲𝑯𝟐𝑶 % P trong đất khô tuyệt đối 1 1,051 ± 0,048 0,1051 ± 0,0048 1,0328 0,1085 ± 0,0050 2 0,660 ± 0,055 0,0660 ± 0,0055 1,0247 0,0676 ± 0,0056 3 0,373 ± 0,072 0,0373 ± 0,0072 1,0078 0,0376 ± 0,0073 4 0,259 ± 0,079 0,0259 ± 0,0079 1,0113 0,0262 ± 0,0080 5 0,454 ± 0,068 0,0454 ± 0,0068 1,0129 0,0460 ± 0,0069 6 0,354 ± 0.073 0,0354 ± 0,0073 1,0142 0,0359 ± 0,0074 7 1,022 ± 0,048 0,1022 ± 0,0048 1,0849 0,1108 ± 0,0052 8 0,789 ± 0,053 0,0789 ± 0,0053 1,0138 0,0799 ± 0,0054 9 1,236 ± 0,049 0,1236 ± 0,0049 1,0256 0,1268 ± 0,0050 10 0,919 ± 0,049 0,0919 ± 0,0049 1,0123 0,0930 ± 0,0050 11 1,002 ± 0,048 0,1002 ± 0,0048 1,0103 0,1012 ± 0,0048 12 0,992 ± 0,048 0,0992 ± 0,0048 1,0088 0,1001 ± 0,0048 51  Hàm lượng lân tổng số trong đất ở nông trường Phạm Văn Cội – Củ Chi từ nghèo đến giàu lân. Qua kết quả thực nghiệm cho thấy có 4 mẫu nghèo lân là 4 mẫu trồng mới năm 2009. Bảng 3.10. Kết quả đánh giá hàm lượng lân dễ tiêu và lân tổng số Tên mẫu đất Lân tổng số Lân dễ tiêu 1 Giàu lân Khá giàu lân 2 Trung bình Khá giàu lân 3 Nghèo lân Khá giàu lân 4 Nghèo lân Nghèo lân 5 Nghèo lân Khá giàu lân 6 Nghèo lân Trung bình 7 Giàu lân Khá giàu lân 8 Trung bình Khá giàu lân 9 Giàu lân Trung bình 10 Trung bình Khá giàu lân 11 Giàu lân Khá giàu lân 12 Giàu lân Khá giàu lân 52 KẾT LUẬN CHUNG Sau khi khảo sát hàm lượng lân trong đất ở nông trường Phạm Văn Cội – Củ Chi em thấy đất ở nông trường có những đặc điểm sau: + Có 3/12 mẫu là nghèo và trung bình, các mẫu còn lại khá giàu lân. Như vậy đất ở nông trường có lượng lân dễ tiêu khá lớn. Hàm lượng lân dễ tiêu trong đất của nông trường Phạm Văn Cội từ năm 2009 đến 2013 có phần giảm. Năm 2013 lân dễ tiêu từ 2,61 mg P2O5/100g đất đến 14,53 mgP2O5/100g đất thấp hơn so với năm 2009 (cụ thể năm 2009 biến động từ 3,9143 mgP2O5/100g đất đến 36,7296 mgP2O5/100g đất) + Theo kết quả thực nghiệm thì hàm lượng lân tổng số trong đất ở nông trường Phạm Văn Cội từ nghèo đến giàu lân. Sự chênh lệch giữa các mẫu khá lớn. Có 4/10 mẫu nghèo lân - 4 mẫu trồng mới từ năm 2009 và các mẫu còn lại thì trung bình đến giàu lân. Hàm lượng lân tổng số ở các mẫu trồng mới thấp hơn so với mẫu cây cao su lâu năm. Trong đó, mẫu 7 là mẫu có hàm lượng chất dinh dưỡng, độ phì nhiêu trong đất cao. Ngược lại, mẫu 4 - mẫu trồng mới 2009 là mẫu đặc biệt nghèo chất dinh dưỡng cả về đạm, lân và kali. Nhìn chung lân dễ tiêu ở nông trường Phạm Văn Cội – Củ Chi không phụ thuộc nhiều vào lân tổng số. Không phải mẫu nào hàm lượng lân dễ tiêu cao thì hàm lượng lân tổng số cũng cao và ngược lại. Lượng lân dễ tiêu cao, cho thấy nông trường đã áp dụng các biện pháp cải tạo nhằm nâng cao lân dễ tiêu trong đất, do đó năng suất cây trồng được nâng cao. Đề xuất: Cần bón thêm phân lân đối với những mẫu nghèo lân (đặc biệt là mẫu 4) để tăng hàm lượng lân trong đất. Đồng thời có những biện pháp cải tạo đất thích hợp để giúp cây trồng phát triển tốt hơn, nâng cao năng suất sản phẩm. 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Văn Căn (chủ biên), Đỗ Ánh, Võ Minh Kha, Hà Huy Khê, Hoàng Đăng Ký, Phạm Đình Quắc (1978), Giáo trình nông hóa, NXBKT– Hà Nội. [2] Lê Trọng Hiếu (2011), Bài giảng độ phì nhiêu và phân bón, Trường Đại Học Nông Lâm Tp. HCM. [3] Lê Viết Phùng, Hà Ngọc Tiến (1987), Hóa kỹ thuật đại cương, tập 2 – Hóa nông học, NXb Giáo Dục. [4] Trần Đức Viên, Phát triển bền vững ngành cao su Việt Nam trong hội nhập kinh tế quốc tế, Đại học nông nghiệp Hà Nội. [5] Viện thổ nhưỡng nông hóa, Sổ tay phân tích đất, nước, phân bón, cây trồng, NXB Nông Nghiệp,1996. [6]. Đỗ Xuân Hưng (2006), Luận văn “ Khảo sát một số chỉ tiêu về lân trong đất ở nông trường Phạm Văn Cội bằng phương pháp trắc quang” (khóa luận tốt nghiệp, khoa Hóa, trường Đại học Sư phạm Tp. Hồ Chí Minh). [7] Võ Thị Trà My (2012), Luận văn “ Khảo sát hàm lượng lân trong đất ở nông trường cao su Nhà Nai – Bình Dương” [8] Phạm Thị Bích Thuận (2009), Luận văn “ Khảo sát một số chỉ tiêu về lân trong đất ở nông trường Phạm Văn Cội bằng phương pháp trắc quang” (khóa luận tốt nghiệp, khoa Hóa, trường Đại học Sư phạm Tp. Hồ Chí Minh). [9] TCVN 5256 :2009 Chất lượng đất – Phương pháp xác định hàm lượng photpho dễ tiêu. [10] TCVN 8940 : 2011 Chất lượng đất – Xác định photpho tổng số - Phương pháp so màu. [11] Bức tranh toàn cảnh về cao su tự nhiên [12] Giới thiệu chung về các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình hình thành đất <ULR: huong-den-quan-trinh-hinh-thanh.html> [13] Những ứng dụng thú vị từ cây, hạt cao su <ULR: d%E1%BB%A5ng-th%C3%BA-v%E1%BB%8B-t%E1%BB%AB-c%C3%A2y,- h%E1%BA%A1t-cao-su.html> 54 [14] Tập đoàn công nghiệp cao su Việt Nam [15] Thông tin thị trường cao su <URL: 2011/> Phụ lục 1. Bảng hệ số khô kiệt của các mẫu đất Tên 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 Số liệu do bạn Phạm Thị Xuân Hằng khóa 2009-2013 cung cấp Phụ lục 2. Thành phần cơ giới đất Mẫu đất Cát Sét Bụi Loại đất 1 64,00% 28,34% 7,66% Đất thịt nhẹ pha sét và cát 2 55,00% 29,47% 15,53% Đất thịt nhẹ pha sét và cát 3 70,00% 28,34% 1,66% Đất thịt nhẹ pha sét và cát 4 66,00% 27,17% 6,83% Đất thịt nhẹ pha sét và cát 5 62,00% 34,00% 4,00% Đất thịt nhẹ pha sét và cát 6 55,00% 38,95% 6,05% Đất sét pha cát 55 7 26,00% 32,19% 41,81% Đất thịt nhẹ pha sét 8 63,00% 28,27% 8,37% Đất thịt nhẹ pha sét và cát 9 59,5% 35,83% 4,67% Đất sét pha cát 10 67,00% 27,89% 5,11% Đất thịt nhẹ pha sét và cát 11 59,50% 31,74% 8,76% Đất thịt nhẹ pha sét và cát 12 68,50% 28,13% 3,37% Đất thịt nhẹ pha sét và cát Số liệu do bạn Phạm Thị Xuân Hằng khóa 2009-2013 cung cấp Phụ lục 3. Kết quả khảo sát hàm lượng của ion Fe3+ Mật độ quang của mẫu không Fe3+: 0,278 Phụ lục 4 Mật độ quang của các dung dịch tiêu chuẩn xác định lân dễ tiêu (mẫu 4,6,9) STT Số ml dung dịch tiêu chuẩn 10mg/l Số ml hỗn hợp thuốc thử Nồng độ lân C mg P2O5/l Mật độ quang TC1 2 4 0,4 0,146 Mẫu đất Mật độ quang Nồng độ mg/l Nồng độ mg/25ml Lần 1 Lần 2 Trung bình 1 0,276 0,278 0,277 1,324 0,033 2 0,215 0,218 0,217 1,036 0,026 3 0,151 0,154 0,153 0,730 0,018 4 0,165 0,167 0,166 0,792 0,020 5 0,176 0,175 0,176 0,840 0,021 6 0,214 0,212 0,213 1,017 0,025 7 0,128 0,129 0,129 0,615 0,015 8 0,183 0,181 0,182 0,869 0,022 9 0,131 0,131 0,131 0,624 0,016 10 0,132 0,132 0,132 0,629 0,016 11 0,273 0,274 0,274 1,310 0,033 12 0,227 0,230 0,229 1,094 0,048 56 TC2 3 4 0,6 0,212 TC3 4 4 0,8 0,276 TC4 5 4 1,0 0,337 TC5 6 4 1,2 0,392 Phụ lục 5 Mật độ quang của các dung dịch tiêu chuẩn xác định lân dễ tiêu các mẫu còn lại STT Số ml dung dịch tiêu chuẩn 10mg/l Số ml hỗn hợp thuốc thử Nồng độ lân C mg P2O5/l Mật độ quang TC1 8 4 1,6 0,502 TC2 9 4 1,8 0,556 TC3 10 4 2,0 0,621 TC4 11 4 2,2 0,698 TC5 12 4 2,4 0,758 TC6 13 4 2,6 0,814 TC7 14 4 2,8 0,873 TC8 15 4 3,0 0,923 Phụ lục 6 Mật độ quang của dung dịch tiêu chuẩn - xác định lân tổng số STT Số ml dung dịch tiêu chuẩn 10mg/l Số ml hỗn hợp thuốc thử Nồng độ lân C mg P2O5/l Mật độ quang TC1 1 4 0,2 0,186 TC2 2 4 0,4 0,336 TC3 4 4 0,8 0,655 TC4 6 4 1,2 0,987 TC5 8 4 1,6 1,265 Phụ Lục 7 Mật độ quang của các mẫu trong đất – xác định lân dễ tiêu STT Mật độ quang Lần 1 Lần 2 Lần 3 Trung bình 1 0,877 0,875 0,876 0,876 2 0,832 0,830 0,834 0,832 57 3 0,542 0,541 0,538 0,540 4 0,185 0,185 0,185 0,185 5 0,527 0,524 0,524 0,525 6 0,427 0,430 0,431 0,429 7 0,821 0,822 0,820 0,821 8 0,710 0,712 0,714 0,712 9 0,348 0,348 0,348 0,348 10 0,590 0,584 0,584 0,586 11 0,650 0,651 0,657 0,653 12 0,897 0,894 0,894 0,895 Phụ Lục 8 Mật độ quang của các mẫu trong đất – xác định lân tổng số STT Mật độ quang Lần 1 Lần 2 Lần 3 Trung bình 1 0,667 0,667 0,668 0,667 2 0,488 0,486 0,489 0,488 3 0,287 0,287 0,287 0,287 4 0,223 0,224 0,223 0,223 5 0,331 0,331 0,333 0,332 6 0,276 0,276 0,276 0,276 7 0,650 0,649 0,653 0,651 8 0,519 0,520 0,520 0,520 9 0,771 0,771 0,772 0,771 10 0,593 0,593 0,594 0,593 11 0,640 0,640 0,640 0,640 12 0,633 0,634 0,635 0,634 Phụ lục 9 Tính toán các thông số thống kê 1. Phương trình hồi quy tuyến tính: y = a + bx Với x, y là nồng độ và mật độ quang của các dung dịch chuẩn  Tính các hệ số hồi quy 58 ∑ ∑ ∑ ∑ ∑∑ − − = 22 2 )( xxN xyxyx a N: số điểm trên đường chuẩn ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ − − = 22 )( xxN yxxyN b  Hệ số tương quan ( )( )[ ] ( ) ( )[ ]∑ ∑ −− −− = 22 yyxx yyxx r 2. Tính khoảng bất ổn ( )*xu và ( )*xU và biểu diễn kết quả  Phương sai dư 2 2 2 , − −− = ∑ ∑ ∑ N xybyay s Yresidue  Phương sai của a ( )∑ ∑ ∑ − = 22 2 2 , 2 xxN x xss Yresiduea  Phương sai của b ( )∑ ∑− = 22 2 , 2 xxN Nxss Yresidueb  Độ lệch chuẩn dư theo X b s s YresidueXresidue , , =  Tính khoảng bất ổn của kết quả phân tích mẫu thực tế dựa vào phương trình hồi quy ( ) ( ) ( ){ }        − − ++≈ ∑ ∑ 222 2 * , * 11 xxNb yyN mN sxu Xresidue m: số lần đo lặp lại. ( ) ( )*,95,0* xutxU residuef= ; 2−= Nfresidue Biểu diễn kết quả: Với *x là nồng độ của mẫu.