CHƯƠNG 2 TÍNH CHẤT VÀ ĐỘ PHÌ NHIÊU ĐẤT

CHƯƠNG II
TÍNH CHẤT VÀ ĐỘ PHÌ NHIÊU ĐẤT
2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
2.1 TÍNH CHẤT VẬT LÝ ĐẤT
- Tại sao các sản phẩm phong hóa chưa gọi là đất ?
Vì thiếu 1 thành phần quan trọng là chất hữu cơ. Mặc dù chất hữu cơ đó chỉ chiếm 1 thành phần nhỏ nhưng lại làm cho đất có thuộc tính khác với đá và mẫu chất.Đặc biệt là thuộc tính sinh học và khả năng sản xuất.
2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
Dấu hiệu khác biệt cơ bản giữa đất khác với đá mẹ đó là đất có chứa hợp chất hữu cơ
TÁC ĐỘNG
MẠNH MẼ
2.1.1.1 KHÁI NiỆM, NGUỒN GỐC CHẤT HỮU CƠ
2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT

Đất khác nhau có hàm lượng chất hữu cơ khác nhau.

Đất đen, đất mùn núi cao : >=10%

Đất bạc màu, đất cát : < =1%
2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
a. Thành phần chất hữu cơ:

Hợp chất mùn
Có cấu tạo
phức tạp

2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
- Chất hữu cơ là một bộ phận cấu thành đất, đó là các tàn tích hữu cơ đơn giản chứa C, N và hợp chất hữu cơ phức tạp – chất mùn.
b. Định nghĩa:

2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
Đá chỉ có thể thành đất khi trong sản phẩm phong hóa đã xuất hiện chất hữu cơ do hoạt động sống của các vi sinh vật.
2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
c. Nguồn gốc chất hữu cơ đất:

2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
- Sinh vật sống trong đất, lấy chất dinh dưỡng từ đất để sinh trưởng, phát triển.
- Bao gồm: xác vi sinh vật, động vật và các sản phẩm bài tiết.
- Khi chết để lại những tàn tích hữu cơ (xác hữu cơ).
2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
Bảng : THỰC VẬT MÀU XANH CUNG CẤP CHẤT HỮU CƠ
- Trong đó, thực vật màu xanh cung cấp 4/5 tổng xác hữu cơ
2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
- Ngoài hợp chất HC, trong tàn tích SV có chứa 1 lượng các nguyên tố tro
- Thành phần tro có các nguyên tố K, Ca, Mg, Si, P, S, Fe.. chứa nhiều ở các cây thân cỏ
- Số lượng và tỷ lệ phụ thuộc vào từng lọai SV và điều kiện sống của chúng.
- Sau khi chết, xác SV đi vào đất hoặc bị phân giải hoặc được chuyển hóa thành các hợp chất mùn
2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
- Trong trồng trọt, phân hữu cơ là 1 nguồn lớn bổ sung chất hữu cơ cho đất
-Khi người dân thu họach cả hạt lẫn cây, phân hữu cơ gần như là nguồn chính để tăng lượng mùn trong đất
- Các lọai phân hữu cơ : phân chuồng, phân bắc, phân rác, phân xanh, bùn ao…
2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
d. Thành phần xác hữu cơ:
- Đường, axít hữu cơ
Chiếm khoảng 15 – 30%
tổng lượng chất hữu cơ
C6H12O12
: glucôza
C5H10O5
: pentoz
C4H6O3
: axit glucônic
C2H2O4
: axit oxalic
Dễ tan
trong nước
Nên bị VSV
phân hủy và
bị rửa trôi
2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
- Linhin: dạng phức chất tạo nên vách tế bào thực vật gỗ bao bọc bởi các sợi xenlulo
- Công thức phân tử: chưa rõ, có thể là
C55H43O18
C40H44O10
hoặc
- Hợp chất chứa đạm: bao gồm
- aminoaxit
- protit và dạng phức tạp chứa nhiều nguyên tố S, P, CHO, Fe, …
dễ bị phân giải bởi các VSV (amôn hóa, nitrát hóa)
khó bị phân hủy
2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
- Chất nhựa sáp, dầu mỡ:
Có nhiều ở thực vật hạ đẳng:
trong xác hữu cơ không nhiều, có ở trong quả và hạt.
-Vi khuẩn
- Rong rêu
- Khó và phân giải chậm do không hòa tan trong nước , mà chỉ tan trong rượu, benzen, ête…
2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
gặp nhiều ở vỏ 1 số lọai cây lá kim, cây họ đước
- Tamin:
Đặc tính:
- dễ hòa tan trong nước
- dễ bị ôxi hóa
- kết hợp với prôtít tạo thành hợp chất không tan
- khó phân giải nhưng có vai trò trong sự hình thành axít mùn
2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
bao gồm các nguyên tố khoáng và một số nguyên tố vi lượng
- Chất tro:
Ca, Mg, K, Na, Si, Fe, Al, Cl
I, Zn, B, F
Số lượng và tỷ lệ phụ thuộc vào từng lọai SV và điều kiện sống của chúng.
+ Các động vật thân gỗ:
+ Thảm mục rừng gỗ:
+ Thảm mục rừng tre:
Ca, Si
Ca, Mg, Mn, P
Fe, Al, K
2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
2.1.1.2 QUÁ TRÌNH BIẾN HÓA XÁC HỮU CƠ
XÁC HỮU CƠ
SẢN PHẨM KHÓANG HÓA
VSV PHÂN GiẢI
VSV PHÂN GiẢI VÀ TỔNG HỢP
QUÁ TRÌNH MÙN HÓA
QUÁ TRÌNH KHÓANG HÓA
SẢN PHẨM MÙN HÓA
- Muối khoáng (dễ tan)
(NH4,, NH3, CO3, SO4, PO4..)
CO2, H2O
Calo (năng lượng cho đất)
Hợp chất mùn
(cao phân tử màu đen)
KHÓANG HÓA
MÙN HÓA
2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
a. Quá trình khóang hóa:
- Là quá trình phân hủy hòan toàn xác hữu cơ dưới tác động của các VSV hảo khí tạo ra các sản phẩm như muối khoáng, CO2, H2O
- Vi khuẩn
xạ khuẩn
nấm
men xúc tác
- Quá trình phân giải chất hữu cơ trong đất không chỉ giải phóng ra muối khoáng, CO2, H2O mà còn cho 1 nguồn năng lượng lớn (caclo) cho đất
2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
Các yếu tố ảnh hưởng:
Đòi hỏi nhiệt độ từ 25-300C, ẩm độ, … thích hợp cho VSV họat động
Cần điều kiện thoáng khí
Vì vậy, các loại đất VN, quá trình khoáng hóa thường khá mạnh, tạo ra nhiều chất dinh dưỡng cho cây trồng thế hệ sau
Đây là nguyên nhân làm đất mất độ màu mỡ nhanh (bạc màu hóa) khi sử dụng.
-Khi t0 quá thấp, ẩm độ cao,.. Quá trình này bị ức chế, đất sẽ giàu chất hữu cơ, giàu mùn. Nhưng cây vẫn thiếu dinh dưỡng, năng suất thấp
Đất có thành phần cơ giới nhẹ (đất cát, bạc màu, ..)tơi xốp, thoát nước, pH trung tín là môi trường thích hợp cho VSV hảo khí phân giải chất hữu cơ.
Vì vậy quá trình khóang hóa chiếm ưu thế, phân giải ra nhiều chất dinh dưỡng cho cây trồng, nhưng đồng thời chất hữu cơ và mùn bị phá hủy nhanh. Làm cho đất nghèo mùn và đất.

Cần có phương pháp giảm tốc độ khoáng hóa đối với đất có thành phần cơ giới nhẹ
Quá trình khóang hóa các chất hữu cơ đều khác nhau.
Mạnh nhất là các lọai đường, tinh bột, protit, lipit (các lọai cây thân thảo, cây non, cây lá to) trong điều kiện hảo khí
Sau đó là Xenlulô, sáp nhựa, tanhin (các lọai cây thân gỗ lâu năm, cây lá kim, cây bụi gai)
-Như vậy, đối với tàn tích sinh vật khác nhau thì tốc độ quá trình khoáng hóa khác nhau
2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
* Sản phẩm khóang hóa xác hữu cơ:
2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
a. Quá trình mùn hóa:
- Mùn được cấu tạo từ protit, linhin, tanin và những thành phần khác nhau của VSV
- Đặc điểm cơ bản quá trình mùn hóa:
là những phản ứng sinh hóa, oxi hóa dần dần những hợp chất các phân tử có mạch vòng khác nhau, liên kết lại với nhau, rồi trùng hợp, dẫn tới hình thành hợp chất cao phân tử mùn bền vững.
2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
XÁC HỮU CƠ
HYDRATCACBON, PROTEIN
TANIN, LINHIN
Muối khoáng
CO2,
H2O

Sản phẩm phân giải cuối
cùng:
Sản phẩm phân giải cuối
cùng:
Muối khoáng
CO2,
H2O

Sản phẩm trung gian
Tổng hợp và trao đổi chất
HỢP CHẤT HỮU CƠ
CHUỖI -Quino
AMINOAXIT
SẢN PHẨM PHÂN HỦY
HỢP CHẤT MÙN
SƠ ĐỒ TÓM TẮT CÁC BƯỚC HÌNH THÀNH MÙN
VSV phân giải
2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
Những nhân tố ảnh hưởng đến quá trình mùn hóa:
Yếu tố hòan cảnh
Yếu tố nội tại
Điều kiện khí hậu
Đất đai
Đặc tính chất hữu cơ
cùng với thành phần
Số lượng VSV
Ảnh hưởng mạnh đến
quá trình hình thành
mùn.
- Xác hữu cơ non giàu
Ca, N, Mg, axit hữu cơ
phân giải nhanh
- Xác hữu cơ già nhiều
litnhin tỉ lệ Ca, N, Mg,
axit hữu cơ giảm làm
tốc độ mùn hóa giảm
theo và khó phân giải
2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
Những nhân tố ảnh hưởng đến quá trình mùn hóa:
Yếu tố hòan cảnh
Yếu tố nội tại
Điều kiện khí hậu
Đất đai
Đặc tính chất hữu cơ
cùng với thành phần
Số lượng VSV
Điều kiện thích hợp cho sự
họat động ủa VSV thuận lợi :
to = 25 – 300
Độ ẩm : 60 -70%
pH = 6.5 – 7.0
Đá mẹ : giàu Ca, Mg

Xác hữu cơ, thành phần VSV
và họat động của có vai trò và
ảnh hưởng lớn đến sự hình
thành mùn
2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
ĐẤT (MÙN)
TỔ HỢP MÙN VÀ ĐẶC ĐiỂM
PHẦN KHÔNG TAN
PHẦN HÒA TAN
+ H2SO4
XÁC HỮU CƠ
BÁN PHÂN GiẢI
HUMIN
CHẤT KẾT TỦA
(ĐEN)
CHẤT HÒA TAN
(VÀNG)
AXIT HUMIC
AXIT FULVIC
+ NaOH
2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
Đất (Mùn)
HỢP CHẤT HUMIN
AXIT HUMIC
AXIT FULVIC
MÀU
SẮC
Nâu sẫm hay
nâu đen
Vàng hay vàng nhạt
Đen
PHẢN
ỨNG
Nhưng dễ tan trong các dd kiềm loãng
NaOH, Na2CO3..
Dễ tan trong nước, axít, bazơ và dung môi hữu cơ khác
VD: axit kiềm loãng, cacbonat kiềm,…
Không tan trong dung dịch kiềm
- là một axít hữu cơ
cao phân tử chứa Nitơ, hình thành trong mt trung tín
Không tan trong nước và axít vô cơ
- là một axít hữu cơ
cao phân tử chứa Nitơ, hình thành trong mt chua
- là tổ hợp của các chất mùn
KHÁI NIỆM
do các hợp chất mùn đã bị khử cacboxyl
2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
AXIT HUMIC
AXIT FULVIC
HỢP CHẤT HUMIN
Thành
phần
nguyên
tố
- C,
H,
O,
N, và
các nguyên tố tro
(P, S, Al, Si, Fe)
-C,
H,
O,
N, và
các nguyên tố tro
- Thành phần C và N
(40-52%) (2,3 -4,2%)
ít hơn axit humic
(52-62%) (3,5 -4,7%)
- Có chứa C tự do ( là
những phần tử trơ
không tham gia vào quá
trình xảy ra trong đất)
- Phụ thuộc vào:
+ lọai đất
+ thành phần hóa
học của tàn tích SV
+ điều kiện mùn hóa
+ phương pháp tách axít humic khỏi đất
Nhưng O, H nhiều
hơn axit humic

giống như axít humic
và axít fulvic
2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
AXIT HUMIC
AXIT FULVIC
HỢP CHẤT HUMIN
-Nhân thơm
-Nitơ của axit humic
-Nhóm định chức:
-Nguyên tắc và cấu trúc
giống với axit humic
-Điều khác nhau: nhân vòng thơm ít hơn mạch nhánh
- Được cấu tạo bởi
các liên kết giữa
axit humic, axit fulvic
và các khoáng sét
+ Cacboxyl (COOH)
+ Rượu (OH)
+ cacbonyl (=C=)
+ phenol (OH)
Cấu tạo
– Cấu
trúc
2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
AXIT HUMIC
AXIT FULVIC
HỢP CHẤT HUMIN
Cấu tạo –
Cấu
trúc
Nguyên tắc cấu tạo:
- là loại hợp chất cao phân tử (polyme), gồm từ những monome (là nhiều mạng lưới cấu trúc)
- Mỗi mạng lưới cấu trúc được tạo thành từ những đơn vị cấu trúc cơ bản
-Đơn vị cấu trúc là phần phân tử axit humic hình thành khi phân hủy chúng
và có cấu tạo đơn giản .
-Một đơn vị cấu trúc :
+ Nhân
+ Cầu nối
+ Những nhóm định chức
Được hình thành bằng 2 phần:
+ Một phần từ kết quả của quá trình mùn
hóa xác hữu cơ
+ Một phần từ sự
biến đổi axít humic
thành axít fulvic
2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
AXIT HUMIC
AXIT FULVIC
HỢP CHẤT HUMIN
Tính
chất
-Tính axít thấp do nhân
vòng < mạch nhánh
-Ít di động, mức độ
ngưng tụ cao, ít bị rửa
trôi khỏi đất
-Khả năng hấp phụ keo
mùn cao
-Nhóm COOH và OH phenol đóng vai trò quyết định trong việc hấp phụ
-Tính đệm rất cao do chứa nhiều mạch nhánh axít amin và nhân thơm chứa N, nên đất giàu humic pH đất ổn định
-Tính axít > tính axít
của axit humic
-Khả năng hấp phụ và
tính đệm thấp
-Phân tử lượng nhỏ nên
hoạt tính hơn, dễ di
chuyển và dễ bị rửa trôi
khỏi đất
-Số nhóm định chức,
đặc biệt là nhóm COOH
và OH phenol nhiều hơn
axit humic
-Bao gồm các axít mùn
liên kết chặt chẽ với:
+ các hợp chất mùn đã bị khử cacboxyl nên mất đi khả năng trong dd kiềm.
+ phần vô cơ của đất
2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
AXIT HUMIC
AXIT FULVIC
HỢP CHẤT HUMIN
-Ở trạng thái tự do, thường tồn tại dạng
keo tụ (gel), nhưng rất dễ phân tán bởi các dd kiềm để tạo thành dd phân tử hoặc dd keo.
-Ở dạng keo có khả
năng trao đổi hấp phụ
ion cao
-Có thể liên kết với các khóang sét tạo những keo sắt mùn bền vững và hệ hấp phụ tốt nhất của đất
Tính
chất
-Ở trạng thái tự do,
không nhiều như axít humic
2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
AXIT HUMIC
AXIT FULVIC
HỢP CHẤT HUMIN
Là tổ hợp mùn tốt nhất
của hợp chất mùn. Vì có những đặc tính quý :
-Ít chua
Tóm lại
Là tổ hợp mùn xấu hơn axít humic
-Bền vững
-Hàm lượng N cao
-Khả năng hấp phụ
trao đổi ion lớn
-Các hợp chất kết hợp
với cation và khóang
sét bền
Đất giàu axít humic có
độ phì cao
Đất giàu axít fulvic thường bị chua, nghèo mùn, các nguyên tố dễ bị rửa trôi dưới dạng muối fulvat dễ hòa tan
-Rất bền vững trong đất, cây trồng không
sử dụng được
Các loại mùn:
2.1.1 CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
1. Đối với quá trình hình thành đất
Chất hữu cơ và mùn là chỉ tiêu biểu thị đất khác đá mẹ và khả năng sản suất vì chúng đưa vào đất C và N

Nếu trong đất axit fulvic > axit humic : đất thừa ẩm, nghèo các cation, nghèo khóang sét trên lớp mặt và tầng rửa trôi tạo ra đất bạc màu

- Có vai trò vô cùng quan trọng tới quá trình hình
thành đất và ảnh hưởng đến tính chất đất
2.1.1.3 VAI TRÒ CHẤT HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT
Vai trò chất hữu cơ và mùn trong đất
1. Với lý tính đất:
- Cải thiện
- TPCG
- Kết cấu đất
- Điều hòa
- Nhiệt
- Nước
- Không khí
- Giảm trương co
- Làm đất tươi xốp
- Hạn chế rửa trôi dinh dưỡng
- Tăng tính thấm và giữ nước
- Tạo điều kiện thuận lợi cho canh tác
Vai trò chất hữu cơ và mùn trong đất
2. Với hoá tính đất:
- Cung cấp thức ăn cho cây trồng và VSV
- Nguyên tố N, P, K, S, Ca, Mg
- Nguyên tố vi lượng
- Cung cấp CO2 trong đất
- Giảm các tác hại do chất độc gây ra, giảm độc tố Al+3 tan trong đất
- Chứa 1 số chất kích thích sinh trưởng và kháng sinh
- Chứa Vitamin B1, B2 tăng khả năng hấp thu của thực vật
- Nguồn dinh dưỡng dự trữ của cây do liên kết với axít mùn và giải phóng dần qua trao đổi ion