Tiểu luận Tiêu chuẩn đất sạch và ứng dụng đất sạch trồng rau

Lân hữu cơ. Hiện còn biết rất ít về tính dễ tiêu của hợp chất lân hữu cơ đối với cây trồng. Dạng chất hữu cơ bao gồm phytin, axit nucleic và photpholipit. Tính dễ tiêu của lân hữu cơ được quyết định bởi lượng chất hữu cơ trong đất và tốc độ phân giải của nó và hoạt động của vi khuẩn. Sẽ có nhiều lân dễ tiêu hơn nếu bón chất hữu cơ tươi.

Kiểm soát lân. Tốt nhất là duy trì độ pH đất (6-7) và lượng chất hữu cơ. Sử dụng phân bón được phủ hoặc bọc bằng nhiều nguyên liệu khác nhau cũng rất tốt. Mặc dù quản lý cẩn thận, vẫn có một lượng lớn lân được bón trở thành khó tiêu với cây trồng. Tuy nhiên, những lân này không bị mất do rửa trôi và vẫn được giữ trong đất. Qua nhiều năm, nó có thể dần chuyển thành chất dễ tiêu cho cây trồng.

 

docx42 trang | Chia sẻ: netpro | Ngày: 18/04/2013 | Lượt xem: 718 | Lượt tải: 11download
Tóm tắt tài liệu Tiểu luận Tiêu chuẩn đất sạch và ứng dụng đất sạch trồng rau, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
86 86 80 30 19 8 4 Xà lách 100 82 86 62 62 6 0 0 0 Đất tro núi lửa Khoai lang 100 100 100 82 83 82 10 0 0 Lạc 100 100 96 96 94 48 0 0 0 a: Độ cứng được đo bằng máy đo độ thấm nước hình chóp của Nakasone. Độ chặt của đất không chỉ ảnh hưởng đến tính thẩm thấu không khí và tính thấm nước mà còn ảnh hưởng đến cả sinh trưởng của rễ trong đất. Các loại rau, đặc biệt là rau lấy rễ, có thể trồng ở đất có độ rắn nhỏ hơn 18. Khi lượng nước trong đất thấp hơn giá trị này, việc đảo đất cái lên và che phủ đất sẽ nâng cao hiệu quả thấm nước vào trong đất và chống bốc hơi nước mưa khỏi bề mặt đất. Bảng 2.3. Sự tiêu thụ nước của các giống rau (mm/ngày)a Độ sâu nước tưới (cm) Không có Có 0-10 10-20 20-30 30-40 Tổng số 0-10 10-20 20-30 30-40 Tổng số Cà chua 1.7 1.8 1.3 1.1 5.9 3.4 2.4 2.9 1.7 10.4 Dưa chuột 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 3.4 1.5 0.4 0.2 5.5 Súp lơ 0.0 0.1 1.4 0.5 2.0 0.3 1.1 1.7 0.5 3.6 Mitsubaa 1.2 0.6 1.0 0.4 3.2 0.8 1.5 1.0 1.3 4.6 Khoai sọ 0.5 1.7 1.0 0.5 3.7 3.4 0.6 0.4 0.2 4.5 Gừng 2.5 0.0 0.0 0.0 2.5 0.7 2.1 0.1 0.0 2.9 a NB: nước dễ tiêu trong đất. Như nước vẫn còn trong đất sau khi loại bỏ sức hút nước và có thể dễ dàng chuyển qua lỗ chân không mao quản. Nếu thiếu nước dễ tiêu ở đất mặt, nhưng lại có nhiều ở lớp đất dưới lớp này, thì cây có thể hút nó qua rễ khí sinh của chúng. Các nhân tố hóa học pH – Khoảng pH tối ưu cho phát triển cực đại của cây trồng thay đổi (pH 5.5-7.5) đối với các loại rau chính vì sự khác nhau về giống cây trồng và ảnh hưởng của điều kiện đất và khí hậu. Bảng 2.4: khoảng pH của các loại rau khác nhau Cây trồng trên đất rất chua có thể bị thiếu các nguyên tố đa lượng, như Ca và Mg. Chúng cũng có thể thiếu lân dễ tiêu vì các phản ứng với nhôm (Al) và sắt (Fe) trong đất. Hơn nữa, Al và Mn dễ hòa tan gây tổn thương rễ. Mặt khác, đất kiềm và đất pH cao lại càng thiếu nguyên tố vi lượng như Mn, B và Zn. Những chất dinh dưỡng này có trong đất nhưng ở dạng khó tiêu. Trong trường hợp chua nặng, bón vôi và bón phân hữu cơ, như phân ủ, phân chuồng hoặc phân xanh là cần thiết. Cũng có thể bón phân phốt phát. Độ phì tự nhiên – Vì độ phì đất được hình thành dưới sự ảnh hưởng kết hợp của cả phát sinh đất tự nhiên và độ phì nhân tạo. tuy nhiên, những đặc tính này coi như được hình thành phần lớn là bởi các nhân tố tự nhiên và được gọi là độ phì tự nhiên. Tất nhiên không thể không làm thay đổi độ phì tự nhiên bơi hoạt động con người. Các loại đất với các nhân tố hạn chế do độ phì tự nhiên thấp như sau: Những đất có khả năng giữ dinh dưỡng kém Những đất có khả năng cố định phốt phát mạnh và dễ bị chuyển đổi thành dạng khó tiêu đối với cây trồng khi bón phốt phát. Những đất có độ no bazơ thấp (Bảng 2.4). Bảng 2.5. Dung tích trao đổi Cation (CEC) và hàm lượng bazơ Đất tro núi lửa Đất tro không có nguồn gốc núi lửa CEC (meq/100g) CaO (mg/100g) CEC (meq/100g) CaO (mg/100g) 10 130-210 5 65-95 20 220-380 15 190-280 30 330-570 25 320-470 40 510-760 35 450-660 CEC (meq/100g) MgO (mg/100g) CEC (meq/100g) MgO (mg/100g) 10 30-50 5 5-25 20 50-90 15 40-70 30 90-140 25 70-110 40 95-180 35 100-160 CEC (meq/100g) K2O (mg/100g) CEC (meq/100g) K2O (mg/100g) 10 15-45 5 15-21 20 15-85 15 15-65 30 20-130 25 16-105 40 26-170 35 23-150 Tỷ lệ bazơ Ca Mg K 65-75 20-25 2-10 Ghi chú: meq/100g = Ltd/100g Để cải thiện đất có khả năng giữ dinh dưỡng thấp, có thể bón phân ủ, phân chuồng và làm đất. Đất đồi núi là đất canh tác có chất hữu cơ và hàm lượng dinh dưỡng thấp, do đó phải bón phân ủ phân chuồng, phân kiềm và phốt phát kết hợp với làm đất. Để cải thiện đất có khả năng giữ dinh dưỡng thấp, có thể bón phân ủ, phân chuồng và làm đất. Đất đồi núi là đất canh tác có chất hữu cơ và hàm lượng dinh dưỡng thấp, do đó phải bón phân ủ hoặc phân chuồng, phân kiềm và phốt phát kết hợp với làm đất. Để cải thiện đất có khả năng cố định phốt phát cao, bón thúc phốt phát là cần thiết. Tương tự bón phân ủ, phân chuồng, vôi và silicat canxin có thể có hiệu quả. Để cải thiện độ kiềm, cày sâu và bón phân ủ, phân chuồng hoặc rơm rak bên cạnh việc bón phân kiềm cũng rất tốt. Sự phong phú các chất dinh dưỡng – Mặc dù hàm lượng dinh dưỡng trong lớp đất mặt cũng liên quan đến độ phì tự nhiên, nhưng lượng này thường hay biến động và bị ảnh hưởng bởi sự chăm sóc trong đó có bón phân. Do đó, sự phong phú các chất dinh dưỡng được quyết định riêng rẽ từ độ phì tự nhiên. Những ruộng đất dốc, các nguyên tố đa lượng, như N, P, K, Ca, Mg, các nguyên tố vi lượng và độ chua đất là chỉ thị sự giàu dinh dưỡng. Đất nghèo đạm dễ tiêu cần bón phân hữu cơ hàng năm cùng với bón phân đạm lót và bón phân thúc nhiều lần. Đối với đất thiếu phốt pho, có thể bón những vật liệu chứa phốt phát để nâng cao hiệu quả của chúng, phân hữu cơ và kiềm cũng rất cần. Đất nghèo kali, cần bón nhiều hơn chất dinh dưỡng này. Tuy nhiên phải luôn luôn chú ý đến sự cân bằng, bởi vì bón thừa kali sẽ ức chế hấp thụ magie. Đất nghèo canxi và magie, cần bón vôi – magie, như đôlômít, nhưng luôn luôn kết hợp với phân bón hữu cơ để duy trì và tăng độ mùn của đất. Bón các chất như vôi, magie có thể làm tăng hàm lượng các nguyên tố vi lượng của đất nghèo dinh dưỡng. Sự hiện diện các nhân tố gây tổn thương – Các lớp đá, quặng sắt và sỏi có thể gây thương tổn lý học, sẽ được nghiền nát hoặc lấy đi bằng máy. Đồng thời, có thể làm đất, bón các vật liệu cải tạo đất, và chất hữu cơ. Các nhân tố gây tổn thương hóa học: Bao gồm các chất độc, như các kim loại nặng và nước thải. Để tránh sự ô nhiễm bởi các kim loại nặng, có thể sử dụng bất cứ phương pháp nào trong các phương pháp sau đây: Thay đất đã ô nhiễm Che phủ bằng vật phủ đất Cày lật đất Bón vôi phốt phát và vật liệu cải tạo hữu cơ để biến đổi tạm thời các kim loại nặng sang dạng hòa tan. Quản lý nước thích hợp để ngăn ngừa sự suy thoái nguồn nước tưới. Độ phì của đất Độ phì của đất có thể định nghĩa là chất lượng của đất cho phép nó cung cấp về loại và lượng các nguyên tố thích hợp cần thiết cho sự sinh trưởng cây trồng khi các nhân tố khác như ánh sáng, nhiệt độ và các đặc điểm khác của đất phù hợp. Đất là môi trường dinh dưỡng của cây Đất có các đặc tính vật lý, hóa học và sinh học rất quan trọng cho dinh dưỡng của cây trồng. Có thể nói đất có 3 thành phần chính (Hình 2.1). Pha chất rắn là nguồn dinh dưỡng chủ yếu. Nó gồm các khoáng nguyên sinh, các nguyên tố đa lượng và vi lượng thiết yếu và những phần hữu cơ chủ yếu được tổng hợp từ C, H, O và một lượng nhỏ hơn của các nguyên tố cần thiết khác. Pha chất rắn này cũng có những hạt keo, nơi cation trao đổi được hút bám. Thành phần thứ hai là pha lỏng, nơi các nguyên tố dinh dưỡng xuất hiện ở dạng ion dễ được rễ cây hấp thụ. Pha khí của đất là nơi xảy ra sự trao đổi khí giữa các cơ thể sống ở trong đất và khí quyển. Sự chuyển giao thực tế là sự di chuyển của các ion. Các ion mang điện tích dương gọi là cation bao gồm K+, Mg2+, Ca2+, Fe3+, Zn2+ và Cu2+. Các ion mang điện tích âm (anion) là NO3-, H2PO4- và Cl-. Pha lỏng còn được gọi là dung dịch đất. Các quá trình hóa học và sinh học xảy ra trong dung dịch đất và ở bề mặt thể rắn tạo ra ion cần thiết cho dinh dưỡng cây trồng. Do đó, đất không chỉ là kho dự trữ inh dưỡng, mà còn là một môi trường thông qua đó các nguyên tố dinh dưỡng được chuyển thành dạng dễ tiêu cho cây. Để nâng cao độ phì của đất, cần duy trì cung cấp đủ dinh dưỡng cho đất. Các chất dinh dưỡng này phải ở dạng dễ tiêu với tỷ lệ thích hợp với sự sinh trưởng bình thường của cây. Nó gồm có sự chuyển giao phức tạp vào dung dịch đất và đến cây trồng. Hơn nữa, một tỷ lệ dinh dưỡng đầy đủ là rất cần thiết và tổng nồng độ cũng quan trọng như vậy. Sự cân bằng như vậy có xu hướng bảo đảm các điều kiện sinh lý cần thiết cho sự sản xuất thành công các cây trồng. Hình 2.1: Mối quan hệ giữa pha khí và lỏng trong 3 pha của đất Đạm và các chất hữu cơ trong đất Những dạng đạm trong đấ là đạm hữu cơ, đạm amoni, các hợp chất nitrat vô cơ hòa tan và đạm amoni cố định bởi một số khoáng sét nhất định. Đạm trong đất luôn luôn ở trạng thái biến đổi. Sự thay đổi đạm trong đất. Nitơ có thể biến dạng qua sự giữ chặt khoáng hóa, nitrat hóa và phản nitrat hóa. Sự cố định (không di chuyển được) là quá trình mà ở đó các vi khuẩn phân giải các tàn dư thực vật và động vật. Thông qua quá trình này, nitơ được lien kết vào tế bào vi khuẩn. Sự khoáng hóa (sự amôn hóa) là sự chuyển đổi của mmootj nguyên tố (hợp chất vô cơ) sang dạng dễ tiêu do kết quả của sự phân giải bởi vi khuẩn phá hủy nitơ hữu cơ thành nitơ khoáng. Sự nitrat hóa là phản ứng vi khuẩn biến đổi đạm dạng amôni dang dạng nitrat (sự hình thành nitrat từ amôni trong đất bởi sinh vật đất). Không khí, nhiệt độ (tối ưu khoảng 30oC), độ ẩm, canxi và magie dễ tiêu và phân bón xúc tiến sự nitrat hóa do vi khuẩn. Sự khử nitrat là quá trình mà ở đó sinh vật đất, đặc biệt là những sinh vật yếm khí (sống hoặc hoạt động trong điều kiện thiếu không khí hoặc oxi tự do), biến đổi đạm dạng nitrat sang dạng nitơ khí mà sau đó chúng mất khỏi đất (sự khử nitrat sang nitrit amôni, đạm tự do). Hình 2.2 đến 2.4 minh họa những biến đổi này. Hình 2.2: Chu trình nitơ trong đất Hình 2.3: Chu trình nitơ trong tự nhiên Hình 2.4: Sự khoáng hóa và cố định nitơ Khi các tàn dư hữu cơ với một tỷ lệ cacbon – đạm (C/N) lớn được bổ sung cho đất chứa đạm nitrat, sinh vật phân hủy chiếm ưu thế và vi khuẩn nitrat hóa ít nhiều trở nên không hoạt động. Trong thời lỳ khủng hoảng nitrat, cây trồng hấp thụ ít đạm từ đất. Độ dài của thời kỳ này được quyết định bởi nhiều yếu tố mà quan trọng nhất là tỷ lệ C/N của các chấ hữu cơ được bón. Nhìn chung, đạm ở trạng thái cân bằng động giữa đầu vào và đầu ra trong hệ sinh thái nông nghiệp trong khuôn khổ của môi trường tự nhiên. Trong dầu vào của đất, phân bón, phân chuồng và tàn dư cây trồng trả lại cho đất là quan trọng hơn và là nguồn đạm chủ yếu, hơn những nguồn khác. Tuy nhiên trong điều kiện đồng ruộng, phần lớn nhất của đạm đất là hiện diện ở dạng hữu cơ và phân giải chậm cho cây trồng, sau khi chuyển thành dạng khoáng bởi quá trình khoáng hóa hoặc nitrat hóa. Trong khi đó đạm mất đi qua thu hoạch là quan trọng nhất. mất do rửa trôi với lượng lớn là nguyên nhân chủ yếu khác của sự mất đạm. Cần bón phân hợp lý để đảm bảo hiệu suất đất và tránh sự tổn thất không cần thiết các nguyên tố trong đất (Hình 2.6). Sự cố định đạm do vi khuẩn. Cây đậu đỗ có các loài vi khuẩn Rhizobium cố định đạm, số lượng đạm và vi khuẩn cố định được phụ thuộc vào một số yếu tố quan trọng như sự thoát hơi nước, độ ẩm, pH và canxi dễ tiêu. Ở các cây rau trồng sau vụ lúa nước, sự cố định đạm của tảo xanh lục và bèo hoa dâu có thể rất có ý nghĩa (Bảng 2.5) Hình 2.5: Mối quan hệ tuần hoàn giữa giai đoạn tồn dư hữu cơ và sự có mặt nitơ nitrat trong đất. Hình 2.6: Bảng cân bằng tổng quát về nitơ trong đất canh tác Bảng 2.6: Đạm thu được từ cố định N2 sinh học Hệ sinh thái Khoảng giá trị được báo cáo (kgN/ha/năm) Đất trồng trọt được 7 – 28 Đồng cỏ (không có cây họ đậu) 7 – 114 Đồng cỏ (có cây họ đậu) 73 – 865 Rừng 58 – 594 Ruộng lúa nước 13 – 99 Nước 70 - 250 Đạm Amoni (NH4+). Đạm dạng này có thể được cây trồng hấp thu, đặc biệt khi cây còn non. Nó có thể được sát nhập vào các tế bào của vi khuẩn. Thông qua sự nitrat hóa do vi khuẩn, NH4+ có thể chuyển thành NO3-. Tuy nhiên NH4+ có thể bị khoáng sét giữ chặt và trở nên không thích hợp với cây trồng. Đạm nitrat (NO3-). Dạng này tan trong nước và có thể dễ dàng mất do rửa trôi như nitrat canxi [Ca(NO3)2]. Nó có thể được cây hút dễ hơn so với NH4+ ngoại trừ trong điều kiện đất lúa nước. Trong điều kiện không khí và độ tiêu nước kém, NO3- có thể biến sang dạng khí và bay khỏi đất, kể cả ở điều kiện đất dốc. Quản lý đạm trong đất. Mục tiêu của việc quản lý đạm là để duy trì lượng đạm đầy đủ trong đất bằng cách nắm vững các quá trình chuyển hóa, bảo đảm cung cấp đầy đủ đạm đáp ứng yêu cầu cực đỉnh của cây trồng. Có thể duy trì cung cấp đầy đủ đạm bằng cách bổ sung phân ủ, kể cả việc luân canh các cây họ đậu và bón phân đạm. Để bảo đảm việc cung cấp đạm kịp thời cho cây trồng, người ta cần biết khi nào cây trồng đòi hỏi đạm nhiều nhất, để có thể bón vào thời gian thích hợp. Mỗi loại đất có một mức đạm bình thường hoặc cân đối, cho dù đất được thâm canh nhất cũng có thể ở dưới mức tối đa. Tuy nhiên, đất chỉ có thể giữ một lượng đạm, mà quá mức đó tăng hàm lượng đạm sẽ dẫn đến sự mất đạm không cần thiết do rửa trôi, bay hơi và xói mòn. Lân trong đất Lân có trong đất với hàm lượng nhỏ nhưng là dạng tương đối khó tiêu. Ngoài ra, lân được cung cấp từ bón phân, có thể bị cố định theo nhiều cách (Hình 2.7) Hình 2.7: Cố định photphat bổ sung vô cơ ở các giá trị pH đất khác nhau. Lân vô cơ (chiếm khoảng 50% lân tổng số) như các hợp chất lân chứa canxi được hợp chất sắt và nhôm được tạo thành ở pH thấp. Mức độ dễ tiêu của các hợp chất này bị ảnh hưởng bởi pH, sự hòa tan, nhôm, mangan, sự có mặt các khoáng chứa sắt và mangan, các khoáng chứa canxi và canxi dễ tiêu và nhiệt độ đất phụ thuộc phần lớn tới sự hình thành các hợp chất không tan do cố định hoặc/ và kết tủa. Các phản ứng của lân trong đất có độ pH thấp. Phương trình kết tủa của lân với ion Fe, Al và Mn như sau: Al3+ + H2PO4 + 2H2O ↔ 2H+ + Al(OH)2H2PO4 (hòa tan) (kết tủa) Sự cố định của lân bởi oxithydro được minh họa bằng ví dụ với nhôm như sau: Cùng với sự tăng pH trong đất, các dạng không hòa tan biến đổi thành dạng hòa tan Ca(H2PO4)2 + 2Ca2+ ↔ Ca3(PO4)2 + 4H+ 2CO2 + 2H2O (kết tủa) Ca(H2PO4)2 + 2CaCO2 ↔ Ca3(PO4)2 + 2CO2 + 2H2O (hòa tan) (kết tủa) Lân hữu cơ. Hiện còn biết rất ít về tính dễ tiêu của hợp chất lân hữu cơ đối với cây trồng. Dạng chất hữu cơ bao gồm phytin, axit nucleic và photpholipit. Tính dễ tiêu của lân hữu cơ được quyết định bởi lượng chất hữu cơ trong đất và tốc độ phân giải của nó và hoạt động của vi khuẩn. Sẽ có nhiều lân dễ tiêu hơn nếu bón chất hữu cơ tươi. Kiểm soát lân. Tốt nhất là duy trì độ pH đất (6-7) và lượng chất hữu cơ. Sử dụng phân bón được phủ hoặc bọc bằng nhiều nguyên liệu khác nhau cũng rất tốt. Mặc dù quản lý cẩn thận, vẫn có một lượng lớn lân được bón trở thành khó tiêu với cây trồng. Tuy nhiên, những lân này không bị mất do rửa trôi và vẫn được giữ trong đất. Qua nhiều năm, nó có thể dần chuyển thành chất dễ tiêu cho cây trồng. Kali trong đất Hầu hết các loại đất, trừ đất cát đều có kali tổng số cao. Tuy vậy, lượng kali trao đổi trong sét là rất thấp. Không giống như lân và đạm hữu cơ, hầu hết kali bị mất do rửa trôi. Kali và đạm do cây trồng lấy đi là cao thường gấp 3-4 lần so với lân. Rất nhiều giống rau có yêu cầu kali cao. Cây sẽ hấp thu nhiều kali hòa tan hơn lượng chúng cần một khi lượng kali có trong đất lớn. Tuy nhiên, hấp thụ thừa thãi kali sẽ không làm tăng năng suất. Điều này được gọi là sự hấp thụ lãng phí (Hình 2.9) Hình 2.9: Mối quan hệ giữa hàm lượng kali trong cây và kali dễ tiêu Khoảng 90-98% kali trong đất ở dạng khoáng mica và khoáng felspat cây không sử dụng được. Chỉ có khoảng 2% là cây thực sự hấp thụ được. Trong khi đó, kali trong dung dịch khoáng chỉ chiếm 10% và dễ bị rửa trôi. Lượng kali trao đổi còn lại được giữ trong các khoáng sét của đất. Những dạng không trao đổi được và chậm dễ tiêu bao gồm các ion kali cố định bởi các hạt sét và chất hữu cơ, và chúng không thể bị thay thế bởi phương pháp trao đổi thông thường. Hình 2.10 giới thiệu chu trình kali. Các nhân tố ảnh hưởng đến sự cố định kali trong đất phụ thuộc vào loại sét. Vermiculit cố định kali với lượng lớn, ngược lại như caolimit cố định ít sét. Sự ướt và khô đều ảnh hưởng đến quá trình cố định này. Ví dụ, Montmorillinit có thể cố định nhiều kali