Tài liệu Khảo sát hàm lượng lân trong đất ở nông trường cao su Nhà Nai - Bình Dương

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA HÓA ….0… KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG LÂN TRONG ĐẤT Ở NÔNG TRƯỜNG CAO SU NHÀ NAI-BÌNH DƯƠNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: Hóa nông nghiệp Người dướng dẫn: TS. Nguyễn Văn Bỉnh Tp. Hồ Chí Minh, ngày 19 tháng 5 năm 2012 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành cuốn luận văn này với đề tài “ Khảo sát hàm lượng lân trong đất ở nông trường cao su Nhà Nai – Bình Dương”, ngoài sự nổ lực của chính bản thân em còn nhận được sự giúp đỡ, động viên của nhiều thầy cô và bạn bè. Nhân đây em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: Thầy Nguyễn Văn Bỉnh là giáo viên hướng dẫn đã tận tình giúp đỡ em trong quá trình thưc hiện khóa luận. Cô Trần Thị Lộc đã nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ, chỉ bảo em trong suốt quá trình em thực hiện khóa luận. Bên cạnh đó em xin chân thành cảm ơn đến thầy Nguyễn Ngọc Hưng – tổ hóa phân tích và quý thầy cô phụ trách phòng thí nghiệm tổ hóa công nông và tổ hóa phân tích. Cảm ơn các thầy cô trong khoa Hóa đã giảng dạy em trong 4 năm qua. Cảm ơn các bạn sinh viên lớp hóa 4C cũng như các bạn sinh viên đang thực hiện khóa luận về hóa môi trường đã động viên giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiên. Cảm ơn gia đình, người thân và bạn bè đã động viên giúp đỡ tôi trong những lúc khó khăn khi thực hiện đề tài. Do lần đầu thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học nên chưa có kinh nghiệm, kiến thức chuyên ngành còn hạn chế, thời gian thực hiện tương đối ngắn nên không tránh những sai sót. Vì thế em mong nhận được sự đóng góp chân thành của thầy cô và bạn bè. Em xin chân thành cảm ơn. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 19 tháng 5 năm 2012 Sinh viên thực hiện Võ Thị Trà My Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Văn Bỉnh Danh mục các bảng Bảng 1.1. Tỷ lệ lân trong một số cây trồng ..................................................... 6 Bảng 1.2. Một số ví dụ về lượng lân cây hút từ đất ........................................ 7 Bảng 1.3. Thành phần các hợp chất trong hai loại DRN và ARN .................. 9 Bảng 1.4. Đất feralitic trên phiến thạch ở Cầu Hai, Phú Thọ ......................... 13 Bảng 1.5. Đất phù sa sông Hồng trồng lúa ở Gia Lâm ................................... 13 Bảng 1.6. Hàm lượng lân (P 2 O 5 ) tổng số trong một số loại đất ở Việt Nam . 14 Bảng 1.7. Ion photphat tồn tại trong đất ở các pH khác nhau ......................... 19 Bảng 1.8. Lượng P 2 O 5 dễ tiêu trên một số loại đất ........................................ 24 Bảng 1.9. Lượng P 2 O 5 dễ tiêu trên một số loại đất của Liên Xô cũ ............... 25 Bảng 1.10. Khả năng hấp phụ lân của đất của Liên Xô cũ ............................... 26 Bảng 1.11. Khả năng hấp phụ lân của các loại đất khác nhau ở Việt Nam theo phương pháp Axikinazi ...................................................................................... 26 Bảng 1.12. Hàm lượng % các loại ion trong nước phụ thuộc vào pH .............. 27 Bảng 3.1. Chỉ tiêu đánh giá lân tổng số trong đất ........................................... 36 Bảng 3.2. Chỉ tiêu đánh giá lân dễ tiêu trong đất theo Kieecxanop ................ 37 Bảng 3.3. Chỉ tiêu đánh giá lân dễ tiêu của đất theo Oniani ........................... 37 Bảng 3.4. Chỉ tiêu đánh giá P 2 O 5 dễ tiêu theo Machighin ............................. 38 Bảng 6.1. Số ml dung dịch tiêu chuẩn cho vào 5 bình định mức ................... 53 Bảng 6.2. Số mg P 2 O 5 /100g đất khô tuyệt đối ............................................... 54 Bảng 6.3. Đánh giá lân dễ tiêu trong các mẫu đất theo Kieecxanop ............... 55 Bảng 6.4. Số ml dung dịch tiêu chuẩn cho vào 5 bình định mức .................... 56 Bảng 6.5. % P trong đất khô tuyệt đối của các mẫu đất................................... 58 Bảng 6.6. Đánh giá lân tổng số trong các mẫu đất.......................................... 58 Bảng 6.7. Kết quả đánh giá về hàm lượng lân tổng số và lân dễ tiêu ............. 59 SVTH: Võ Thị Trà My Trang 2 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Văn Bỉnh Danh mục các hình ảnh Hình 5.1. Lược đồ vị trí lấy mẫu ở nông trường Nhà Nai ................................ 46 Hình 5.2. Sơ đồ lấy mẫu riêng biệt và hỗn hợp ............................................... 47 Hình 5.3. Văn phòng nông trường cao su Nhà Nai ........................................... 48 Hình 5.4. Rừng cao su ở nông trường Nhà Nai ............................................... 48 Hình 5.5. Mẫu 1 – Lô I14 ................................................................................. 48 Hình 5.6. Mẫu 2 – Lô O18 ............................................................................... 48 Hình 5.7. Mẫu 3 - Lô K10 ............................................................................... 49 Hình 5.8. Mẫu 4 – Lô K15 ............................................................................... 49 Hình 5.9. Mẫu 5 – Lô C17 ............................................................................... 49 Hình 5.10. Mẫu 6 – Lô L2.................................................................................. 49 Hình 5.11. Mẫu 7 – Lô E21................................................................................ 49 Hình 6.1. Đồ thị lân tiêu chuẩn xác định lân dễ tiêu ........................................ 53 Hình 6.2. Đồ thị lân tiêu chuẩn xác định lân tổng số ....................................... 56 SVTH: Võ Thị Trà My Trang 3 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................1 Danh mục các bảng ...................................................................................................2 Danh mục các hình ảnh ............................................................................................3 MỤC LỤC ..................................................................................................................1 LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................3 Chương 1. TỔNG QUAN VỀ LÂN ........................................................................1 1.1. VAI TRÒ CỦA LÂN ĐỐI VỚI CÂY TRỒNG, ĐỐI VỚI ĐẤT TRỒNG [2] ......... 1 1.1.1. Vai trò của lân đối với cây trồng ............................................................................. 1 1.1.2. Vai trò của lân đối với sự phát triển cây trồng ........................................................ 2 1.1.3. Vai trò của lân trong độ phì nhiêu của đất .............................................................. 4 1.2. LÂN TRONG CÂY [2] ............................................................................................. 5 1.2.1. Tỷ lệ lân trong cây ............................................................................................... 5 1.2.2. Những dạng lân trong cây ................................................................................... 7 1.3. LÂN TRONG ĐẤT [2] ............................................................................................... 13 1.3.1. Tỷ lệ lân trong đất ................................................................................................ 13 1.3.2. Các dạng lân trong đất và sự chuyển hóa lân trong đất [1, 7] ............................... 16 1.3.3. Khả năng cung cấp lân cho cây của đất và phương pháp đánh giá [2] ................ 23 1.4. VẤN ĐỀ HẤP THỤ VÀ GIỮ CHẶT LÂN CỦA ĐẤT [2] ...................................... 25 1.4.1. Khả năng hấp thụ lân của đất .............................................................................. 25 1.4.2. Vấn đề giữ chặt lân của đất .................................................................................. 29 Chương 2. PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG .....................................................31 2.1. ĐỊNH NGHĨA [5] ........................................................................................................ 31 2.2. ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG [3] ..................... 31 2.3. CÁC ĐẠI LƯỢNG THƯỜNG DÙNG [3] ................................................................ 32 2.4. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ CÁC CHẤT [3] .................................... 33 Chương 3. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH LÂN TRONG ĐẤT ................35 3.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH LÂN TỒNG SỐ TRONG ĐẤT .................. 35 3.1.1. Phương pháp thể tích (theo Loren-Seppe)[8] ....................................................... 35 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Văn Bỉnh 3.1.2. Phương pháp trắc quang ....................................................................................... 36 3.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH LÂN DỄ TIÊU TRONG ĐẤT ...................... 38 3.2.1. Phương pháp Kiêcxanôp [8] ................................................................................ 38 3.2.2. Phương pháp Oniani [8] ....................................................................................... 38 3.2.3. Phương pháp Machighin [8] ................................................................................ 39 3.2.4. Phương pháp axit ascorbic [12] ........................................................................... 39 Chương 4: TỔNG QUAN VỀ CÁC ION GÂY ẢNH HƯỞNG ĐẾN XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG LÂN TRONG ĐẤT ........................................41 4.1. VAI TRÒ CỦA SẮT TRONG ĐẤT[6] ..................................................................... 41 4.2. VAI TRÒ CỦA NHÔM TRONG ĐẤT ..................................................................... 41 4.3.VAI TRÒ CỦA CANXI TRONG ĐẤT...................................................................... 42 4.4. VAI TRÒ CỦA MAGIÊ ............................................................................................. 43 Chương 5. TỔNG QUAN VỀ NÔNG TRƯỜNG CAO SU NHÀ NAI – BÌNH DƯƠNG ....................................................................................................................44 5.1. TỔNG QUAN VỀ NÔNG TRƯỜNG ....................................................................... 44 5.2. GIỚI THIỆU VỀ CAO SU NHÀ NAI VÀ LỊCH SỬ HÌNH THÀNH CAO SU PHƯỚC HÒA..................................................................................................................... 45 5.3. LẤY MẪU VÀ XỬ LÝ MẪU ĐẤT .......................................................................... 48 Chương 6. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ........................................................51 6.1. DỤNG CỤ - HÓA CHẤT ........................................................................................... 51 6.2. KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN TỐI ƯU ............................................................................ 52 6.3. XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG LÂN DỄ TIÊU ............................................................. 53 6.4. XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG LÂN TỔNG SỐ ........................................................... 56 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ....................................................................................61 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................62 SVTH: Võ Thị Trà My Trang 2 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Văn Bỉnh LỜI MỞ ĐẦU I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Nước ta hiện nay đang trên con đường phát triển công nghiệp hóa, hiện đại hóa nhằm đưa đất nước trở thành một nước công nghiệp để tăng tỉ trọng của các ngành công nghiệp, dịch vụ và thương nghiệp...Bên cạnh đó vẫn áp dụng những tiến bộ khoa học kĩ thuật mới vào lĩnh vực nông nghiệp với mục đích nâng cao hiệu quả sử dụng đất và năng suất sản phẩm. Lân là một trong các yếu tố quan trọng của đất ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Lân là nguyên tố dinh dưỡng đa lượng đối với cây trồng, đóng vai trò quan trọng trong trong quá trình trao đổi chất, hút chất dinh dưỡng và vận chuyển các chất trong cây. Lân đóng góp vào quá trình hình thành chất béo và tổng hợp protein trong cây. Lân có khả năng hình thành một số loại vitamin. Cây thiếu lân thì quá trình tổng hợp protein bị ngưng trệ và sự tích lũy đường saccaro xảy ra đồng thời. Cây thiếu lân lá bị nhỏ lại và bản lá bị hẹp và có xu hướng dựng đứng. Khi lá chưa biến sang mầu tía thì mầu lá bị tối lại so với cây có đủ lân. Thiếu lân cây sinh trưởng chậm lại và quá trình chín cũng bị kéo dài. Tuy nhiên thừa lân lại làm cho cây sử dụng lân tồi hơn, vì trong trường hợp này rất nhiều lân nằm ở dạng vô cơ, nhất là ở các bộ phận sinh trưởng Thừa lân làm cho cây chín quá sớm, không kịp tích lũy được một vụ mùa năng suất cao. Trong đất ngoài các chất dinh dưỡng còn có các chất và ion cản nhiễu ảnh hưởng đến hàm lượng của lân làm cho cây trồng phát triển dẫn đến năng suất không cao. Với vai trò quan trọng của lân đối với đất trồng, đến năng suất cây trồng ảnh hưởng đến đời sống của của người dân, tôi chọn đề tài :” Khảo sát hàm lượng của lân trong đất ở nông trường Nhà Nai – Bình Dương” II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU - Phân tích hàm lượng lân trong đất ở nông trường Nhà Nai. SVTH: Võ Thị Trà My Trang 3 Khóa luận tốt nghiệp - GVHD: ThS. Nguyễn Văn Bỉnh Đánh giá hàm lượng lân trong đất ở nông trường Nhà Nai. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU III. - Nghiên cứu tổng quan về lân. - Nghiên cứu loại đất khảo sát. - Nghiên cứu đặc điểm vùng khảo sát. - Nghiên cứu cơ sở lí luận các phương pháp phân tích sử dụng trong đề tài. - Nghiên cứu sự ảnh hưởng của các ion trong đất đến hàm lượng lân. - Phân tích, đánh giá hàm lượng lân dễ tiêu và lân tổng số. IV. ĐỐI TƯỢNG VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU - Phân tích hàm lượng lân tổng số và lân dễ tiêu. - Sử dụng phương pháp trắc quang để phân tích hàm lượng lân trong đất ở nông trường. V. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu tài liệu, hệ thống kiến thức. - Phương pháp thực nghiệm. - Phương pháp phân tích – tổng hợp. VI. GIẢ THIẾT KHOA HỌC Nếu việc phân tích chính xác sẽ đánh giá đúng được hàm lượng lân trong đất. Từ đó có thể xác định loại phân và hàm lượng phân thích hợp góp phần nâng cao năng suất cây trồng VII. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI - Đất ở nông trường Nhà Nai. - Dùng phương pháp trắc quang. SVTH: Võ Thị Trà My Trang 4 Chương 1. TỔNG QUAN VỀ LÂN 1.1. VAI TRÒ CỦA LÂN ĐỐI VỚI CÂY TRỒNG, ĐỐI VỚI ĐẤT TRỒNG [2] 1.1.1. Vai trò của lân đối với cây trồng - Lân là nguyên tố dinh dưỡng đa lượng đối với cây trồng. Lân đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất, hút chất dinh dưỡng và vận chuyển các chất trong cây. - Lân giữ vai trò rất quan trọng trong đời sống tế bào. - Lân là một phần nồng cốt của chất nucleoproteit và có sự liên kết chặt chẽ với đạm, khi cây tăng trưởng lên sẽ hình thành thêm tế bào mới nên có thêm nucleoproteit, do vậy mà cây phải hút thêm cả đạm và lân. - Nếu trong đất có lân nhưng không có đạm thì cây không phát triển được và ngược lại, nếu chỉ có đạm mà không có lân thì cây cũng không có nucleoproteit, nhân tế bào sẽ không được hình thành. Những chất như photpholipoit là những hợp chất béo của lân cũng tham gia tích cực vào việc hình thành ra màng tế bào. - Lân cấu tạo nên nhiều hợp chất quan trọng nên giúp tăng tính chịu lạnh của cây trồng. Thúc đẩy sự phát triển của bộ rễ bằng việc tăng cường quá trình tổng hợp nên nhiều hợp chất hữu cơ quan trọng. - Lân thúc đẩy mô phân sinh phân chia nhanh, cho nên tạo điều kiện cho cây phát dục (ra hoa) thuận lợi, ra hoa sớm. Lân giúp quá trình vận chuyển các hợp chất đồng hóa về cơ quan dự trữ được thuận lợi, vì vậy giúp lúa chín sớm, hạt mẩy, cây ăn quả mẫu mã đẹp, tăng chất lượng trái, thúc đẩy sự tổng hợp đường của mía… - Nhiều hợp chất phức tạp khác tham gia vào quá trình hô hấp và quang hợp của cây để sống và phát triển đều có chứa lân. - Nói tóm lại, trong rất nhiều quá trình sinh hóa xảy ra trong cây, luôn luôn có sự tham gia của chất lân. Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Văn Bỉnh 1.1.2. Vai trò của lân đối với sự phát triển cây trồng - Lân thúc đẩy việc ra rễ, đặc biệt là rễ bên và lông hút nên có vai trò quan trọng trong thời gian sinh trưởng đầu, trong giai đoạn hình thành hạt, giúp cây chống đỡ với điều kiện bất thuận ( hạn và rét). - Dinh dưỡng lân có liên quan mật thiết với dinh dưỡng đạm. Cây được bón cân đối đạm – lân sẽ phát triển xanh tốt, khỏe mạnh, nhiều hoa, sai quả và phẩm chất nông sản tốt. Người ta xem lân là yếu tố của sự phát triển, kích thích quá trình chín. Cây lúa được bón đủ lân bộ rễ phát triển tốt, trỗ và chín sớm. Lúa được bón đủ lân thì hạt mẩy, sáng. Lúa thiếu lân cây còi cọc, đẻ nhánh sớm, bộ lá lúa ngắn, phiến lá hẹp, lá có tư thế dựng đứng và có màu xanh tối, số lá, số bông và số hạt trên bông đều giảm. - Thiếu lân vừa các lá non có vẻ bình thường song các lá già hơn chuyển sang màu nâu rồi chết. - Thiếu lân cây trồng phát triển kém, mọc còi cọc, chậm lớn, ít phân cành, lá cứng đờ không mềm mại, màu sắc xạm hơn, phiến lá bé đi, cây ít đẻ, bộ rễ kém phát triển, đường tích lũy có khuynh hướng tạo thành những sắc tố “ anthoxyan” nên nhiều loại cây trồng khi thiếu lân lá chuyển sang màu tím đỏ (huyết dụ ở ngô) hay đỏ. Nếu thiếu lân trầm trọng lá có vết tím, thân mảnh, chín chậm, hạt và quả phát triển kém. - Lá già, thiếu lân thường rụng sớm, có màu huyết dụ, xuất phát từ đầu ngọn lá rồi lan dần vào thân, có thể lan hết khắp lá. - Thiếu lân cây ngừng tăng trưởng hay tăng trưởng yếu nhưng lá vẫn xanh nhiều hơn vàng. - Thiếu lân có ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe của phấn hoa, ảnh hưởng đến sự hình thành quả và hạt, có thể gây ra rụng hoa, không đậu quả hoặc rụng quả non trầm trọng. - Đối với cây họ đậu, thiếu lân thì việc hình thành nốt sần bị giảm sút, cây phát triển kém, năng suất thấp vì ngoài khả năng tham gia trực tiếp vào các quá trình sống của cây, chúng còn thúc đẩy khả năng cố định đạm của vi sinh vật cộng sinh. SVTH: Võ Thị Trà My Trang 2 Khóa luận tốt nghiệp - GVHD: ThS. Nguyễn Văn Bỉnh Thiếu lân, cây hút đạm vào tích lũy trong lá ở dạng đạm khoáng không chuyển sang dạng protit được, và đó cũng là một môi trường thuận lợi cho công việc phát triển của nhiều loại bệnh nấm. Đối với những cây họ lúa, thiếu lân lá mềm yếu, sự sinh trưởng của rễ và toàn cây, sự đẻ nhánh, phân chia cành kém. Lá cây có màu xanh đậm, do sự thay đổi tỉ lệ chlorophyll a và b. Ở những lá già thì đầu mút của nó màu đỏ, thân cũng có màu đỏ. Hàm lượng protein trong cây giảm. Đối với cây ăn quả, khi thiếu lân thì tỉ lệ đậu quả kém, quả chín chậm và trong quả có hàm lượng axit cao. - Cây bị ngộ độc lân bị chết khô và đen đầu lá, chuyển màu ở lá non và xuất hiện vết nứt gãy ở lá già. - Lân đóng góp vào quá trình hình thành chất béo và tổng hợp protein trong cây. Đối với những cây trồng để lấy dầu như dừa, đậu phộng, đậu nành…nếu bón lân đầy đủ mới có hàm lượng chất béo cao. Lân có khả năng hình thành một số loại vitamin. Lân cần thiết để nâng cao phẩm chất của hạt giống. - Về mặt cơ chế dinh dưỡng: trong cây lân di chuyển dễ dàng hơn rất nhiều so với sự di chuyển của lân trong đất. Trong quá trình dinh dưỡng cho cây, lân lại có khả năng chuyển biến từ dạng ion này sang dạng ion khác. Ví dụ ion H 2 PO 4 - sang dạng HPO 4 2- + H+ nên điều hòa được pH trong dung dịch cây, có vai trò của tác nhân đệm, giúp cây chịu đựng được môi trường có pH quá kiềm, hay ngược lại, từ dạng HPO 4 2- +H+ của dung dịch thành H 2 PO 4 - giúp cây chịu đựng được môi trường có pH quá chua. Do vậy, nhờ bón lân mà sức chịu đựng của cây càng cao đối với phản ứng của môi trường hay nói khác đi, lân cũng có tác dụng giải độc cho cây. - Cây hút chất lân hòa tan trong dung dịch đất chủ yếu trong giai đoạn đầu nên phân lân thường dùng để bón lót. Ví dụ: đối với cây lúa thì cần phải có một lượng lân hòa tan cung cấp cho cây lúa trong giai đoạn sinh trưởng đầu: khi cây mạ bắt đầu sử dụng hết dữ trữ lân trong hạt, bộ rễ phải hút chất lân hòa tan trong dung dịch đất. Tuy chỉ cần đến một lượng lân rất nhỏ và nồng độ rất loãng nhưng nếu đất chua, giàu sắt, nhôm thì vẫn không đủ cho cây hút. Vì vậy mà phải bón lót lân thế nào để ngay sau khi mạ mũ chông, trong đất đã có sẵn lân hòa tan dễ tiêu cho nó. SVTH: Võ Thị Trà My Trang 3 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Văn Bỉnh Vài ba tuần sau, khả năng hút lân của bộ rễ đã tăng lên nhiều, đồng thời khối lượng phân bón cũng đã phân giải nhiều, cung cấp được nhiều lân dễ tiêu, giúp cho cây lúa tiếp tục phát triển mạnh mẽ. Như vậy, lân sau khi xâm nhập vào thực vật dưới dạng các hợp chất vô cơ - theo con đường đồng hóa sơ cấp lân bởi hệ rễ, đã tham gia vào nhiều hợp chất hữu cơ quan trọng và tham gia vào hầu hết quá trình trao đổi chất của cây. Do vậy, có thể nói rằng lân đóng vai trò quan trọng quyết định chiều hướng, cường độ các quá trình sinh trưởng phát triển của cơ thể thực vật và cuối cùng là năng suất của chúng. 1.1.3. Vai trò của lân trong độ phì nhiêu của đất - Khi nói đến vai trò của lân đối với độ phì nhiêu của đất tức nói đến hàm lượng lân trong đất mà hàm lượng này được quy ước bằng lượng “lân tổng số” trong đất, tức là tổng số hết tất cả các hợp chất lân có trong đất mặc dù kết hợp với cation nào, ở dạng hữu cơ hoặc vô cơ. - DeTurk (1931) đã nhận định rằng : “ Những chân đất phải làm giàu lân mới có độ phì nhiêu cao, và ngược lại, những chân đất có độ phì nhiêu cao đều là những chân đất giàu lân”. - Vohlt Manm (1940) đã căn cứ vào hàm lượng lân của đất để phân loại đất tốt, đất xấu như sau: + Đất rất tốt: > 0,2% P 2 O 5 . + Đất tốt: 0,1 – 0,2% P 2 O 5 . + Đất xấu:< 0,06% P 2 O 5 . - Những vùng đất có độ phì nhiêu cao như vùng đất đen ôn đới của Liên Xô cũ ( gọi là đất “tchernozen”), đất đen nhiệt đới, “margallit” của Indonesia, đất đỏ “bazan” của Việt Nam, đất hoàng thổ của Trung Quốc, đất phù sa sông Nin trồng bông của Ai Cập… cũng chính là những vùng đất có lượng lân cao nhất hoặc rất cao. - Trong đất có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến sự dinh dưỡng của cây nên ảnh hưởng đến năng suất của sản xuất nông nghiệp. Như ta đã biết, ba yếu tố dinh SVTH: Võ Thị Trà My Trang 4 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Văn Bỉnh dưỡng nòng cốt của cây là: đạm, lân, kali nhưng nhiều trường hợp thì đất thiếu kali, còn đạm thì có thể bổ sung từ sự phân giải chất hữu cơ trong đất, từ nước mưa… Nhưng đặc biệt, trong thiên nhiên, không có nguồn nào bổ sung lân cho đất thì đất thiếu lân trầm trọng, có nơi lại tích lũy thành từng mỏ lớn hay gọi là “ mỏ photphat thiên nhiên”. Chính vì vậy mà cần phải đào lấy lân từ các mỏ đó để cung cấp lân cho những vùng còn thiếu lân để nâng cao độ phì nhiêu của đất. - Nếu như trên đất nông nghiệp mà ta chỉ trồng độc canh một loại cây mà lại chăm bón quá ít thì chất dinh dưỡng trong đất sẽ bị cây lấy đi… và do đó, hàm lượng lân trong đất bị tiêu hao dần và qua nhiều thế hệ canh tác đất ngày càng nghèo lân. Nếu phân bón không đầy đủ cộng với sự hao phí lân do xói mòn, do rửa trôi … thì đất càng ngày càng kém độ phì nhiêu. - Bên cạnh đó, ta còn thấy được vai trò của lân càng được đẩy lên khi có một số đạm thích đáng được bón cùng. Ví dụ: thí nghiệm ở trạm An Lạc (Tp. Hồ Chí Minh) (Xuân 1975), trên đất phèn này bón đơn thuần photphat Lào Cai hiệu quả rất lớn nhưng thể hiện chậm chạp, trong khi đó bón đơn thuần đạm và kali thì ngay vụ đầu, bón 6000kg photphat Lào Cai đã làm tăng 13,4 tạ thóc/ha và qua vụ thứ hai còn tăng thêm 8,3 tạ thóc nữa. Từ đó, có thể nói rằng, lân đã phát huy được hiệu lực của phân đạm và làm tăng tốc độ phì nhiêu của đất. 1.2. LÂN TRONG CÂY [2] 1.2.1. Tỷ lệ lân trong cây - Trong cây trồng, lân chiếm trung bình vào khoảng 0,3 – 0,4% của chất khô. - Trong hạt, tỷ lệ lân thường cao hơn trong rơm rạ rất nhiều. Khi cây đã bắt đầu trổ hoa thì một phần lân di chuyển vào trong hạt. - Trong cây, tính theo chất khô, tỷ lệ lân trong thân lá biến động từ 0,2% P 2 O 5 (rơm rạ lúa) đến 0,7% P 2 O 5 (thân lá đậu tương); trong hạt biến động từ 0,48% P 2 O 5 (hạt thóc) đến 1,2% P 2 O 5 (hạt đậu tương). Như vậy là cây họ đậu chứa nhiều lân hơn cây ngũ cốc và lân có nhiều ở hạt hơn các bộ phận khác, các cơ quan non đang phát triển tỷ lệ lân cao hơn các bộ phận già và lân cũng có thể được vận chuyển từ SVTH: Võ Thị Trà My Trang 5 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Văn Bỉnh các bộ phận già về các cơ quan non đang phát triển để tái sử dụng trong điều kiện nhu cầu lân của cây bị thiếu. Do vậy, triệu chứng thiếu lân có thể được phát hiện từ các lá già. - Tỷ lệ lân trong một số loại cây trồng. Bảng 1.1: Tỷ lệ lân trong một số cây trồng STT 1 2 3 4 5 Cây trồng Lúa Ngô Chè Đỗ tương Bông Bộ phận (khô) Tỷ lệ P 2 O 5 Hạt thóc 0,60 – 0,80 Hạt gạo 0,75 – 0,90 Rơm rạ 0,20 – 0,60 Hạt 0,50 – 0,60 Thân cây 0,25 – 0,30 Lá non 1,00 – 1,20 Lá già 0,40 – 0,50 Lá và thân 0,30 – 0,40 Hạt 1,00 – 1,20 Lá và thân 0,30 – 0,40 Hạt 0,80 – 1,20 6 Rau diếp Lá và thân 1,40 – 1,55 7 Cải xông Lá và thân 1,50 – 1,70 8 Lạc Hạt 0,60 – 0,80 SVTH: Võ Thị Trà My Trang 6 Khóa luận tốt nghiệp - GVHD: ThS. Nguyễn Văn Bỉnh Một số ví dụ về lượng lân cây hút từ đất: Bảng 1.2: Một số ví dụ về lượng lân cây hút từ đất Thu hoạch thương phẩm Lượng P 2 O 5 bị lấy đi (tạ/ha) (kg) 10 – 15 15 - 20 25 – 30 30 – 40 30 – 40 50 – 70 50 – 60 80 – 90 90 – 100 120 - 130 200 – 250 40 – 50 300 – 350 60 - 70 Ngô 60 – 70 50 - 60 Lúa 40 – 50 40 - 50 Đay 100 45 Thuốc lá 15 (lá khô) 25 Chè 20 (lá tươi) Cây trồng Ngũ cốc Bông Khoai tây 15 – 25 1.2.2. Những dạng lân trong cây - Lân trong cây đại bộ phận nằm dưới dạng hữu cơ, chỉ một phần nhỏ nằm dưới dạng vô cơ. Dạng lân vô cơ chủ yếu là các octhophotphat đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành hệ thống đệm trong tế bào nhờ vào sự chuyển hóa giữa các ion photphat. Sự chuyển hóa này cũng cung cấp thêm H+ cho quá trình khử NO 3 - thành NH 4 +, có lợi cho việc tổng hợp protein. Cho nên dinh dưỡng lân có liên SVTH: Võ Thị Trà My Trang 7 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Văn Bỉnh quan đến dinh dưỡng đạm của cây (lân vô cơ cũng là nguồn dự trữ cần thiết cho việc tổng hợp lân hữu cơ). Một phần photphat mà cây hút được từ đất lên vẫn tồn tại trong cây dưới thể - octhophotphat, một phần khác bị este hóa và trở thành lân hữu cơ. Trong cây, đa số là bộ phận sinh sản chứa nhiều lân hơn bộ phận sinh trưởng. - Lá và rễ thường chứa nhiều lân vô cơ hơn thân. Những thể lân hữu cơ trong đất, nói chung là cây không thể trực tiếp sử dụng - được (trừ một số ít glyxerophotphat và phitin)… Những dạng lân hữu cơ trong cây đều do quá trình este hóa axit - octhophotphoric. Những dạng lân hữu cơ là: - 1.2.2.1 Nucleoproteit - Trong tế bào thực vật có chứa nucleoproteit là những muối phức tạp của axit proteic. - Axit proteic là những chất hữu cơ có chứa lân, đạm, oxi, hidro và cacbon. - Khi ta phân hủy axit proteit sẽ cho ra 3 chất:  Axit photphoric  Gluxit  Những loại bazo thuộc nhóm purin và nhóm pyrimidin và có công thức: NH N Purin - N N N N Pyrimidin Một trong những axit proteic rất quan trọng trong việc sinh sản của tế bào là Dezoxyribonucleic (DRN), bên cạnh đó còn có axit Ribonucleic (ARN). Hai axit này khác nhau chủ yếu ở hai thành phần bazo. Thành phần các chất trong hai loại axit đó: SVTH: Võ Thị Trà My Trang 8 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Văn Bỉnh Bảng 1.3: Thành phần các hợp chất trong hai loại DRN và ARN Axit Ribonucleic - Axit Dezoxyribonucleic - Các bazo: Các bazo: + Adenin + Adenin + Guanin + Gluanin + Xytozin + Xytozin + Urazin + Tinin + 5 – metylxytozin - Ribozo (gluxit) - Deroxy – ribozo - Axit photphoric - Axit photphoric - Axit proteic thường là một tổng hợp của nhiều axit proteic đơn giản gọi là nucleotit. Ví dụ: NH2 N N N N H OH H 2C O H O P OH O H OH 1.2.2.2 Photphoproteit SVTH: Võ Thị Trà My Trang 9 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Văn Bỉnh - Photphoproteit là hợp chất lân hữu cơ rất quan trọng hình thành do sự tổng hợp của nhiều men của protit và lân. Trong loại này có rất nhiều men của protit chi phối nhiều quá trình sinh hóa trong cây và nó cũng thể hiện được sự tương quan chặt chẽ giữa đạm và lân. Photphoproteit thường không tan trong nước nhưng tan trong các bazo mạnh. Ví dụ chất casein của sữa đậu nành là một photphoproteit, khi tan trong xút thì biến thành natri cazeinat. - Photphoproteit khi thủy phân sinh ra nhiều loại aminoaxit. Nhưng khi thủy phân với trypxin lại cho ra những nhóm polypeptide có chứa nhiều axit photphoric. 1.2.2.3 Lexithin - Lexithin là một phức hệ gồm 3 chất: glyxerol, axit photphoric và colin. - Trong công thức của nó, một chức axit của H 3 PO 4 este hóa chất glyxerol, một chất nữa este hóa nhóm ancol của chất colin và chức thứ 3 thì tự do. Công thức điển hình như sau: H2C HO HC OH H2C P OH H2C OH H2C O Glyxerol - OH OH OH Axit photphoric N(CH 3) 3 OH Colin Lexithin là một hợp chất lân béo, thường có trong hạt cây có dầu và chiếm tỷ lệ khoảng 0,25 – 1,7% chất khô, khi thủy phân sẽ cung cấp lân vô cơ, là thức ăn dự trữ cần thiết cho quá trình nảy mầm của hạt. - Trong dầu lạc có lexithin oleic là một lexithin mà axit béo đã xà phòng hóa glyxerol là axit oleic: O H2C HC H2C OC R1 OC R2 CH2 O P OH O O CH2 CH2 N(CH3)3 OH 1.2.2.4. Lexithin Phitin SVTH: Võ Thị Trà My Trang 10 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Văn Bỉnh - Phitin và photphat canxi magie của rượu inositol (CHOH) 6 . Thành phần phitin gồm: 22% P 2 O 5 , 12% CaO, 15% MgO. Công thức hóa học như sau: OH OH HO OH HO OH - Phitin có công thức cấu tạo: O MgO3P O MgO3P O PO3Ca O PO3Ca O O PO3Ca PO3Ca - Phitin là một hợp chất lân hữu cơ không chứa đạm, dưới tác động của các loại men thì bị phân hủy thành rượu inositol và octhophotphat. - Phitin có nhiều trong bộ phận non của cây, nhất là trong hạt. Ví dụ: trong các hạt cây họ đậu và cậy có dầu, phitin vào khoảng 1 – 2% trọng lượng chất khô. - Phitin là một hợp chất lân dự trữ trong hạt, khi nảy mầm, cây non sẽ tiêu thụ dần nguồn lân dự trữ đó. Hay nói cách khác đi, phitin là một kho dự trữ chất lân cho cây non ở thế hệ sau. 1.2.2.5. Saccarophotphat SVTH: Võ Thị Trà My Trang 11 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Văn Bỉnh - Saccarophotphat là chất lân hữu cơ có vai trò quan trọng trong việc trao đổi chất, chủ yếu là trong quá trình quang hợp, hô hấp và quá trình tổng hợp ra các loại hydratcacbon phức tạp. - Có nhiều loại saccarophotphat, nhưng những loại thường gặp là: OH HC O HC OH HC HO OH H2C O O H2C O HC OH C O HC P HO CH OH OH HC HC OH HC OH O H2C O OH P O OH CH OH HC OH P OH OH HC OH O H2C O OH OH P O OH - Trong cây, hàm lượng saccarophotphat chiếm khoảng 0,1 – 1% trọng lượng chất khô. 1.2.2.6. Photphatit - Photphatit là hợp chất béo của lân hữu cơ. Gồm octhophotphoric hóa hợp với một bazơ hữu cơ phức tạp (không phải colin) và nhiều loại gluxit. Do đó phần nào photphatit giống như lexithin. - Photphatit có nhiều trong phôi. Những hạt giàu protit thường có tỷ lệ photphatit cao. Ví dụ: Trong ngô, hạt ngô có 0,25% photphatit. Hạt đỗ tương có 1,82% photphatit. Cây non thường chứa nhiều photphatit hơn cây già. - Trong hạt những cây dầu, photphatit là nguồn gốc những quá trình lên men làm cho dầu chóng bị chua và hỏng. - Vậy, trong thành phần của cây cũng như trong quá trình trao đổi chất của thực vật, chất lân đóng một vai trò rất quan trọng, tập trung vào những chất lân hữu cơ trên. Ngoài ra, trong quá trình tổng hợp protit, đường, bột…. Cần cung cấp rất nhiều năng lượng. SVTH: Võ Thị Trà My Trang 12