Nong hoc

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP
TP.HỒ CHÍ MINH
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM
***************


Nhóm thực hiện:08
GVHD:Th.S.Trần Đức Việt
Năm học 2010-2011
1.Khái quát về đất phèn
1.1.Nguồn gốc
Sự hình thành đất phèn là kết quả của sự tích tụ pyrit trong điều kiện đất ngập nước,ở đất chứa nhiều chất hữu cơ, sunphat, sắt và nhôm.
Đất phèn được hình thành ở vùng nước lợ hoặc vùng biển cũ
Sự phát triển củađất phèn là kết quả của việc tiêu nước ở đất chứa nhiều phèn (pyrit).
1.1.Nguồn gốc

Pyrit được tích tụ trong điều kiện đất ngập nước ở đất chứa nhiều chất hữu cơ và nhiều sunphat, pyrit bị ôxy hoá trở thành axit sunphuaric.
Axit sunphuaric phát triểnở những nơi mà hàm lượng Ca và Mg thấp và kết quả của quá trình này làm cho pH trongđất <4.
1.2.Đặc điểm tính chất của đất phèn

Có thành phần cơ giới nặng.
Đất rất chua,trị số pH thường <4.
Có độ phì nhiêu thấp.
Hoạt động của vi sinh vật đất yếu.


1.3.Một số tên gọi của đất phèn
Năm 1886 Van Bernmelen gọi là “Catclays“ muốn chỉ đất chua có tầng sunphát sắt hay sunphát nhôm.Đặc biệt có tầng chứa nhiều sét với mầu xanhđen như mắt mèo.
Năm 1956 Edelman và Van Staveren gọi là “Mudclays” muốn chỉ tầng đất này chứa nhiều sét bùn, chua, có chất nhờn.
Ngoài ra còn có các tên khác như : +“Daroxit“ muốn chỉ tầngđất chứa phèn màu “ vàng trấu hay vàng rơm của phức hợp KFe3(SO4)2(OH)6 và các tên “Thiosol“ acid peat soils” “ strong acid sulphat soil of salty padly filds.”
+Đến nay đã có ba cuộc hội thảo Quốc tế lớn về đất phèn đã được tổ chức và đều lấy tên chung là “acid sulphate soils “.
1.4. Ý nghĩa của việc cải tạo đất phèn đối với sản xuất nông nghiệp và cải tạo môi trường
Với diện tích đất nông nghiệp là 6,9 triệu hecta, Việt nam là nước có diện tích đất canh tác tính theo đầu người rất nhỏ (gần 1.000m2 / người - năm 1997). Trong đó riêng
Đất phèn chiếm gần hai triệu hecta, đất nhiễm mặn gần một triệu hecta. Tổng số đất phèn và đất phèn mặn > 40% diện tích canh tác.
Trongđất phèn một số độc tố có hàm lượng rất cao so với mức chịu đựng của cây, làm cho quá trình sinh lý của cây trồng bị kìm hãm, nhiều chất dinh dưỡng cho cây thiếu,đặc biệt là lân và đạm, vì vậy cây trồng thường có năng suất thấp và không ổnđịnh
Diện tích đất phèn trên thế giới có khoảng 12,6 triệu hecta, chiếm 8% diện tích canh tác trên toàn thế giới, riêng diện tích đất phèn ở Việt Nam chiếm gần 16% tổng diện tích phèn trên thế giới.
Nhu cầu sử dụng đất phèn và đất nhiễm mặn phục vụ sản xuất nông nghiệp ngày càng trở nên cấp bách hơnđối với đất nước chúng ta.
Để có năng suất ổn định và tiến tới tăng năng suất cây trồng trên đất phèn, bắt buộc chúng ta phải nghiên cứu sử dụngđất phèn hợp lý, cải tạođất phèn, nhằm giảm bớt hàm lượng cao của cácđộc tố và tăng chất dinh dưỡng cho cây.
1.5.Hậu quả của đất bị nhiễm phèn
+Đối với những vùng phèn nặng và phèn trung bình
vào mùa khô trên mặt ruộng thường suất hiện lớp muối
Al2(SO4)3màu trắng khi khô thì dòn, nhẹ, xốp, khi
ướt thì lầy nhầy,vào trận mưađầu mùa, lượng muối này
hoà tan có thể gây chết tôm,cá, cây cỏ,gia súc uống nước
nàycó thể bị chết hoặc bị bệnh.
+Nhân dân sốngở vùng đất phèn nặng và trung bình
thường
bị nhiễm nhiều loại bệnh như bệnh sán máng,
bệnh thương hàn, bệnh tả và nhiều,loại bệnh kinh niên
khác do lan truyềnqua nước từ cácvật ký sinh trùng.
+Các loại sinh vật sống trong vùngđất phènđều
rất hiếm và hầu như không phát triển.
1.6.Cải tạo đất phèn
Biện pháp thủy lợi
-Bón vôi khử chua và làm giảm độc hại của nhôm tự do(Al3+ )
-Bón phân hữu cơ, đạm lân va phân vi lượng.
-Cày sâu,phơi ải.
-Lên liếp(luống)
Phản ứng khi bón vôi vào đất
Oxy hóa pyrit trong đất phèn

*Oxy hóa pyrit trong đất phèn

Khởi đầu, ôxy hòa tan sẽ phản ứng chậm với pyrit, mang lại ion Fe (II), và sulfat hoặc lưu huỳnh nguyên tố:
FeS2 + ½ O2 + 2H+ → Fe2+ + 2S + H2O
Sau đó, sự ôxi hóa của lưu huỳnh do ôxy thì rất chậm, nhưng có thể được xúc tác bởi vi sinh vật tự dưỡng ở những giá trị pH gần trung tính:
S + 3/2O2 + H2O → SO42- + 2H+
Sự axít hóa đầu tiên cũng có thể gây ra do sự ôxi hóa hóa học của sulfua Fe vô định hình, mặc dù chỉ một lượng nhỏ của FeS hiện diện, ngay cả trong một tầng màu đen.
2FeS2 + 9/2O2 + (n+2) H2O → Fe2O3.nH2O + 2SO42- + 4H+
* Oxy hóa pyrit trong đất phèn

Một khi pH của hệ thống ôxi hóa gây ra pH nhỏ hơn 4 thì Fe3+ trở nên hòa tan một cách đáng kể và dẫn đến sự ôxi hóa nhanh chóng.
Phản ứng của Fe (III) với lưu huỳnh thì xảy ra nhanh chóng và phản ứng tổng quát của pyrit do Fe (III) có thể đại diện như sau:
FeS2 + 14Fe3+ + 8 H2O → 15Fe2+ + 2SO42- + 16H+
Với sự hiện diện của ôxy, Fe (II) được sản sinh từ những phản ứng này sẽ bị ôxi hóa để hình thành Fe (III). Ở những giá trị pH thấp hơn 3,5 sự ôxi hóa hóa học là một tiến trình chậm. Nhưng ở pH thấp, vi khuẩn Thiobacillus ferrooxidans ôxi hóa các dạng lưu huỳnh khử, cũng như Fe (II), do đó, để quay lại dạng Fe (III) trong hệ thống đất (Arkesteyn, 1980).
Fe2+ + ¼ O2 + H+ → Fe3+ + 1/2 H2O
Mô hình oxy hóa pyrit trong đất phèn
Mặt cắt phẫu diện đất phèn
Pyrite nằm trong tầng
khử (màu xám đen)
bị oxid hóa do
Oxy xâm nhập xuống,
Jarosite (màu vàng) và
oxid Fe (màu nâu)
được hình thành
Phản ứng khi bón vôi vào đất
2.Khái quát về đất mặn
2.1Nguyên nhân hình thành:
Do nước biển tràn vào.
Do ảnh hưởng của nước ngầm.Về mùa khô,muối hoà tan theo các mao quản dẫn lên làm đất nhiễm mặn
2.2.Đặc điểm tính chất của đất mặn:
Có thành phần cơ giới nặng,tỉ lệ sét từ 50% đến 60% ,thấm nước kém .Khi ướt thì dẻo,dính.Khi khô thì co lại, nứt nẻ,rắn chắc,khó làm đất.
Đất chứa nhiều muối tan dưới dạng NaCl,Na2SO4 nên áp suất thẩm thấu của dung dịch đất lớn, ảnh hưởng đến quá trình hút nước va chất dinh dưỡng .
Đất có phản ứng trung tính hoặc kiềm yếu.
Hoạt động của vi sinh vật đất yếu.

Mặt cắt phẫu diện đất mặn

2.3.Hậu quả đất bị nhiễm mặn

Giảm thiểu diện tích đất nông nghiệp
Gây khó khăn cho trồng trọt
Ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng của cây trồng

2.4.Cải tạo đất mặn


Biện pháp thuỷ lợi.
Biện pháp bón vôi.
Trồng cây chịu mặn.
Phương trình trao đổi cation
2.4.Phương pháp cải tạo đất bị nhiễm mặn
Bước 1: Dùng 1 máy bơm công suất 1.200m2/h, bơm nước từ sông
Bước 2: Sau khi bơm cấp nước, ngâm từ 4-5 ngày; tiêu nước từ 1-2 ngày (hoàn thành rửa 1 lần mất 7 ngày). Rửa 4 lần liên tục hết khoảng 1 tháng. (Trước đây thau chua, rửa mặn phải sau 3 đến 5 năm mới có thể canh tác bình thường, chi phí lại cao hơn hàng chục lần)
*Hiệu quả
- Độ dẫn điện M1 = 1,71; M2 = 4,15; M3 = 1,52 (so với tiêu chuẩn độ dẫn điện từ 0-4 là không mặn; từ 4-8 mặn nhẹ, từ 8-15 mặn bình thường; mặn nặng là trên 15).
- Hàm lượng muối (%): M1 = 0,2; M2 = 0,36; M3 = 0,12 (so với tiêu chuẩn % nếu < 0,2% không mặn; 0,2-0,5% mặn bình thường; > 0,5% mặn nhiều).
3.Các hướng ứng dụng khi đất đã được khử phèn và mặn
Sử dụng đất phèn:
Sử dụng trồng lúa phối hợp với :cày nông,bừa sục,giữ nước liên tục ,thay nước thường xuyên.
Trồng cây chịu phèn.
Sử dụng đất mặn:
Trồng lúa đặc biệt là các giống lúa đặc sản.
Trồng cói.
Mở rộng diện tích nuôi trồng thuỷ sản.
Trồng rừng để giữ đất và bảo vệ môi trường
4.Một số mô hình trong tực tế
3.Kết luận
Bằng các kĩ thuật sinh hóa mà người ta đã tận dụng được lượng đất phèn mặn với một diện tích đáng kể ở Việt Nam
Trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa diện tích đất trồng ngày càng bị giảm thiểu thì phương pháp cải thiện môi trường đất phèn mặn là phương pháp khả thi giúp phát triển hệ sinh thái nông nghiệp nước ta bền vững.
Thank You