Bài giảng Khoa học đất - Chương 6: Khoáng sét (tt)

Hóa học đất • pH • EC - Độ dẫn điện • CEC - Khả năng trao đổi cation pH • pH đất là tính chất hóa học quan trọng của đất • Khi biết pH sẽ xác định được đất có thích hợp cho cây trồng phát triển và những chất dinh dưỡng nào bị giới hạn pH = - log[H+] ở pH = 6 lượng ion H+ gấp 10 lần so với ở pH = 7 và ở pH = 5 lượng ion H+ hơn 100 lần so với pH = 7 pH đất Chua - Acid Kiềm - Alkaline Vùng khí hậu ẩm Vùng khí hậu khô Đất than bùn chua Cần bón thêm vôi cho cây Đất có chứa các khoáng kiềm Rất  Mạnh  Yếu mạnh Yếu  Mạnh  Rất mạnh Một số giá trị pH thông dụng Sự hình thành mưa acid Nguồn của H+ trong đất *do cation Hydrogen (H+) ở pH  6 và Aluminum (Al) ở pH < 6 Al3+ + H2O  Al(OH) 2+ + H+ Al(OH)2+ + H2O  Al(OH)2 + + H+ Al(OH)2 + + H20  Al(OH)3 + H+ * do Nitric hóa (Nitrification): Ammonium thành Nitrite (oxy hóa NH4+) 2NH4 + + 3O2  2NO2 - + 2H2O + 4H + + Q * do sự phân hủy chất hữu cơ: R-COOH---> R-COO- + H+ * Phóng thích: CO2 + H2O ----> H2CO3 = H + HCO3 - • do hấp thụ các cation kiềm trong dung dịch đất như Ca2+, Mg2+, K+ và phóng thích ion H+ * do rửa trôi các cation kiềm Ca2+ + 2H20 ---> Ca(OH)2 + 2H+ -----> Ca2+ + 2OH- NRCS Data pH và tính hữu dụng của dinh dưỡng Soil pH of Europe pH • pH của nước = 7 và xem nước có pH trung tính, trị số pH thay đổi từ 0 đến 14, • pH 7 là kiềm. • Trong đất pH thường thay đổi từ 2.8 đến 10. Một số loại đất có pH thay đổi như sau: – Đất Sodic (pH 8.5 - 11), – đất kiềm nhiều vôi (calcareous) (pH 7 - 8.2), – đất vùng nhiệt đới ẩm (pH 5.0 - 5.5), – đất rừng (pH 3.5 - 5.5), – đất phèn (pH 2 - 3.8) Đất phèn -Acid Sulfate Soils Australia 'QASSIT, Qld Department of Natural Resources and Mines' Australia EC - Độ dẫn điện Mức độ dẫn điện của đất • Đơn vị tính là S/cm hay mS/cm (S = Siemen) Độ cản trở dòng điện - điện trở: R = ohm (r = l.R/S) Độ dẫn điện: 1/R = moh • Đơn vị tính là S/cm hay moh/cm (S = Siemen) EC - Độ dẫn điện Khả năng trao đổi cation – CEC (Cation Exchange Capacity) • Là khả năng mà đất giữ dinh dưỡng và chống lại sự rửa trôi • Các cation là các ion mang điện dương như Ca2+, Mg2+, K+, NH4 +... • Đất có CEC cao thì có độ phì cao. Hạt sét Hạt mùn Lông rễ TRAO ĐỔI TRAO ĐỔI Vùng có hoạt động sinh học CEC • Trao đổi cation trong dung dịch và các cation khác trên bề mặt âm điện của khoáng sét hay chất hữu cơ Đất Keo đất Ca2+ +2H+ H+ H+ + Ca2+ Dung dịch đất Keo đất Dung dịch đất CEC chịu ảnh hưởng bởi: 1) Độ hấp phụ mạnh hay yếu: Al3+ > H+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ = NH4 + > Na+ Giữ chặt --------------------------> dễ bị thay thế 2) Hàm lượng của các cation trong dung dịch đất CEC 1) số lượng cation hấp phụ trên khối lượng đất hay 2) tổng cation trao đổi mà đất có thể hấp phụ * đơn vị tính: mili đương lượng trên 100 g đất khô (meq) Trọng lượng đương lượng = Trọng lượng phân tử hoặc nguyên tử (g) Điện tích mili đương lượng (meq) 1 meq của CEC có 6.02 x 10 20 nguyên tố meq của một số Cation Nguyên tố Na+ K+ Ca2+ Mg2+ Điện tích 1 1 2 2 Đương lượng 23/1=23 39/1=39 40/2=20 24/2 = 12 Mili đương lượng .023 .039 .02 .012 CEC • gồm các cation trao đổi: K+, Na+, Ca2+, Mg2+, H+, Al3+ Đất ĐBSCL có CEC: - Đất sét: 16 – 25 meq - Đất cát có <15 meq CEC • Phần trăm bazơ bão hòa (%BS): %BS = x 100 %BS = x 100 Tổng cation kiềm trao đổi CEC S (K+, Na+, Ca2+, Mg2+) ở dạng trao đổi CEC CEC và EC • Phần trăm natri trao đổi (ESP): ESP = x 100 • Tỷ số natri hấp phụ (SAR) SAR = x 100 • Đất bị sodic hóa có: EC > 4 mS/cm, ESP >15%, SAR >13% Na+trao đổi CEC [Na trao đổi] ½ [Ca2+ +Mg2+] tính đệm của đất • Tính đệm của đất được định nghĩa là khả năng chống lại mọi thay đổi trong đất như là pH, các chất tan được cho vào đất. • Tính đệm này sinh ra do chủ yếu các keo mùn và thành phần sét. Trong đất có chứa một lượng đáng kể phosphate và carbonate thì tính đệm cũng phụ thuộc vào các muối này tính đệm của đất • ion H+ ngoại hấp  ion H+ trong dung dịch (Độ acid tiềm tàng) (Độ acid hoạt động) • Vì có sự thăng bằng giữa hai độ acid này, nên nếu bón vôi chỉ đủ trung hòa các ion H+ trong dung dịch thì phản ứng trên chuyển sang phía và các ion H+ ngoại hấp sẽ vào trong dung dịch đất. Vì vậy độ pH sẽ không tăng lên bao nhiêu, trừ khi phải bón thật nhiều vôi để làm giảm được các ion H+ ngoại hấp tính đệm của đất • về mặt hóa học, tính đệm là những hệ thống có khả năng duy trì sự ổn định của hệ thống khi có thêm hoặc làm loãng acid hoặc base. • Hệ thống đệm thường có chứa một hỗn hợp của các acid yếu và muối sinh ra từ các acid yếu đó và một base mạnh hoặc chứa một base yếu và muối hình thành từ base này và một acid mạnh. Nhiều loại phản ứng hóa học và hoạt động của sinh vật chỉ xảy ra ở một mức độ pH nhất định