Thành phần nguyên tố hóa học của đất là gì năm 2024

Đất là yếu tố quan trọng trong sản xuất nông nghiệp. Mọi loại cây đều có rễ và cắm sâu vào đất lấy dinh dưỡng và nuôi dưỡng cây.

Canh tác theo phương pháp hóa học thường coi đất như một vật liệu hỗ trợ cây trồng. Và cung cấp nước với chất dinh dưỡng hóa học. Nhưng vấn đề không đơn giản như vậy. Vì thiếu sự hiểu biết về đất, tiềm năng của đất (không chỉ về độ phì) nên chúng ta có cách tiếp cận sai lầm trong canh tác.

Đất là gì – Hướng dẫn cải tạo đất

Mặc dù chúng ta có thể thấy lớp đất bao phủ ở khắp mọi nơi trên hành tinh chúng ta. Trước khi sự sống xuất hiện thì không có đất, chỉ có đá (khoáng) và nước. Sau khi sinh vật (thực vật) xuất hiện, đất mặt bắt đầu được hình thành.

Đất là hỗn hợp của chất vô cơ, mùn, nước và không khí.

Đất được hình thành như thế nào?

• Khi chất hữu cơ từ cây và động vật trộn với bột đá (khoáng), hoạt động của sinh vật. Và của hóa chất đã tác động vào chất hỗn hợp (vô cơ, hữu cơ, nước, không khí v.v…). Cộng với mùn được tạo thành qua hoạt động của vi sinh vật. Từ đó tạo nên đất.
• Đất được hình thành qua quá trình dinh dưỡng. Và tích tụ lại trên bề mặt hành tinh từ hàng triệu năm được gọi là đất mặt. Đất mặt giàu về chất hữu cơ (mùn). Và là lớp đất có năng suất cao nhất. Trồng trọt phụ thuộc hoàn toàn vào lớp đất mặt. Nơi nào không có đất mặt thì không có canh tác.
• Các loại đất được hình thành thông qua: quá trình phong hóa của các loại đá và sự phân hủy của các chất hữu cơ. Phong hóa là tác động của gió, mưa, nắng, và các tiến trình sinh học. Các tác động này làm đá vỡ vụn ra thành các hạt nhỏ. Các thành phần khoáng chất, các chất hữu cơ xác định cấu trúc và các thuộc tính khác của các loại đất.
  Quá trình phong hóa đất

Các lớp đất. Đất gồm hai lớp:

• Tầng đất bề mặt, là lớp trên cùng nhất. Ở đó phần lớn các loại rễ cây, vi sinh vật và các loại hình sự sống động vật khác cư trú..
• Tầng đất cái, tầng này nằm sâu hơn và thông thường dày đặc và chặt hơn cũng như ít các chất hữu cơ hơn.

Nước, không khí cũng là thành phần của phần lớn các loại đất. Không khí, nằm trong các khoảng không gian giữa các hạt đất. Và nước, nằm trong các khoảng không gian cũng như bề mặt các hạt đất. Chiếm khoảng một nửa thể tích của đất.

Phân loại đất:

Căn cứ vào tỉ lệ các loại hạt (thành phần đá và khoáng chất) trong đất. Người ta chia đất thành: đất cát, đất thịt và đất sét. Chúng có các tỉ lệ các hạt cát, limon và sét:

• Đất cát: 85% cát, 10% limon và 5% sét.
• Đất thịt:45% cát, 40% limon và 15% sét.
• Đất sét:25% cát, 30% limon và 45% sét
• Giữa các loại đất này còn có các loại đất trung gian. Ví dụ: Đất cát pha, đất thịt nhẹ…

Độ phì nhiêu của đất là gì?

Máy đo độ phì nhiêu của đất

• Độ phì nhiêu là khả năng của đất cung cấp đủ các điều kiện tổng hợp đảm bảo cho sự sinh trưởng, phát triển ổn định của cây trồng. Bên cạnh đó còn tạo điều kiện cho hệ vi sinh có lợi trong đất phát triển mạnh mẽ. Độ phì nhiêu được xem là tiêu chí để đánh giá chất lượng đất trồng.
• Các yếu tố của đất đảm bảo bao gồm: cung cấp đủ các chất dinh dưỡng cần thiết cho cây ở dạng dễ dàng hấp thụ được, nhiệt độ, độ ẩm phải thích hợp cho cây thực hiện quá trình quang hợp, hô hấp tốt, hệ vi sinh phát triển mạnh. Đặc biệt là không chứa các chất độc, kim loại nặng, mầm mống sâu bệnh. Đất phải được thông thoáng, tơi xốp cho bộ rễ phát triển, dễ dàng hút các chất khoáng, chất dinh dưỡng.
• Độ phì nhiêu của đất là một trong những yếu tố quyết định năng suất cây trồng. Muốn cây trồng có năng suất cao. Ngoài độ phì nhiêu của đất cần phải có thêm các điều kiện: giống tốt, chăm sóc tốt và thời tiết thuận lợi.
• Nhờ các hạt cát, limon, sét và chất mùn mà đất có khả năng giữ được nước và các chất dinh dưỡng. Đất chứa nhiều hạt có kích thước bé, đất càng chứa nhiều mùn, khả năng giữ nước và chất dinh dưỡng càng tốt.

  Dinh dưỡng của đất gồm các đặc tính hóa học và sinh học của đất.

Cách đo độ phì nhiêu của đất

Làm sao để biết được độ phì của đất? Chắc hẳn đây là sự thắc mắc của rất nhiều người. Độ phì của đất sẽ phụ thuộc vào nhiều tiêu chí khác nhau. Hiện nay người ta thường sử dụng máy đo độ pH để đánh giá độ phì nhiêu.

Tiêu chí để đánh giá độ phì nhiêu

• Đất phải có độ tơi xốp cao. Bên cạnh cung cấp các chất đa, trung, vi lượng cho cây. Đất phải tạo điều kiện cho bộ rễ cũng như vi sinh vật phát triển.
• Đất phải giàu chất mùn, chất hữu cơ. Đất trồng phải đảm bảo cung cấp đủ dinh dưỡng cho cây trồng và vi sinh vật. Ngoài ra còn giúp cân bằng tính chất của đất. Bao gồm việc giảm độc, giảm chua, giảm kiềm. Từ đó tăng khả năng giữ lại các chất dinh dưỡng, hạn chế bị rửa trôi, thất thoát gây lãng phí.
• Đất phải có nhiệt độ, độ ẩm thích hợp. Vào mùa mưa không được giữ nước quá nhiều, vào mùa nắng phải giữ được lượng vừa phải. Đảm bảo cây trồng có nguồn nước ổn định.
• Đất phải giàu hệ vi sinh vật. Đất có độ phì tốt là nơi mà nhóm vi sinh có lợi có thể phát triển mạnh mẽ. Bao gồm nhóm vi sinh phân giải chất hữu cơ, kích thích sinh trưởng, ức chế sự phát triển lan của sâu bệnh hại.

Sử dụng máy đo độ phì nhiêu

• Trên thị trường hiện nay có rất nhiều nơi bán máy đo độ phì của đất. Với tính chất đơn giản và dễ sử dụng, nhà nông có thể kiểm tra độ phì một cách hiệu quả.
• Cách sử dụng chỉ qua vài bước đơn giản như sau. Đầu tiên bỏ đi lớp đất trên bề mặt khoảng 2 – 3 cm, xới đều lớp đất phía dưới khoảng 5 – 10 cm. Tiếp theo tưới lượng nước vừa đủ để đất ở dạng sệt như bùn. Lau sạch máy đo và cắm xuống sâu khoảng 2 – 3 cm.
• Sau khoảng 3 phút thì tiến hành ghi nhận thông số đo được. Dựa vào kết quả sẽ đánh giá được đất đang thiếu, thừa các nguyên tố dinh dưỡng nào mà có những biện pháp cải tạo phù hợp.

Phong hóa đất:

Quá trình phong hóa đất

• Phong hóa giải phóng các ion. Như kali (K+ ) và magiê (Mg2+) vào trong các dung dịch đất. Một số bị hấp thụ bởi thực vật. Và phần còn lại có thể liên kết với các hợp phần đất (chất hữu cơ, khoáng sét). Hoặc tồn tại tự do trong dung dịch đất.
• Cân bằng về hàm lượng các ion trong các hợp phần đất khác nhau là cân bằng động. Bị chi phối bởi các quá trình trao đổi và hấp phụ cation, anion. Sự chuyển dịch cân bằng có thể xuất phát từ những thay đổi lý học, hóa học của đất.

Quá trình chua hóa đất:

• Cùng với quá trình chua hóa đất, các cation hấp thụ bởi khoáng sét có thể bị trao đổi (bởi H+) và bị rửa trôi. Ngoài ra, axit hóa đất cũng là một trong những nguyên nhân thúc đẩy quá trình phong hóa khoáng sét. Giải phóng một số ion độc hại đối với thực vật Al3+. (Al3+ là một trong những thành phần chính cấu tạo nên các silicat của đất).
• Bón vôi (vôi bột hoặc vôi tôi) được coi là một trong những biện pháp hữu hiệu để cải tạo và ngăn chặn quá trình chúa hóa đất đai.
• Mặc dù các nguyên tố như nitơ, kali và phốtpho là cần thiết nhất để thực vật sinh trưởng có rất nhiều trong đất. Nhưng chỉ có một phần nhỏ của các nguyên tố này nằm ở dạng hóa học. Dạng mà thực vật có thể hấp thụ được.

Quá trình cố định đạm:

Chu trình chuyển hoa nitơ

Trong các quá trình như cố định đạm và hóa khoáng.

• Cố định đạm (thường được gọi là cố định nitơ) là quá trình là quá trình biến đổi nitơ tự do (N2) trong khí quyển thành các hợp chất có nitơ
• Các loại vi sinh vật chuyển hóa các dạng vô ích (như NH4+) thành các dạng có ích (như NO3–). Dạng khoáng cây cối có khả năng sử dụng được..
• Các quá trình trao đổi, chuyển hóa, tương tác giữa thổ quyển (đất), thủy quyển (nước), khí quyển (không khí) và sinh quyển (quyển sống) thông qua các chu trình sinh địa hóa như chu trình nito, chu trình cacbon. Giúp cho vòng tuần hoàn của các nguyên tố này được khép kín..

Có bao nhiêu loại vi khuẩn cố định đạm:

• Vi khuẩn nốt sần
• Vi khuẩn cố định đạm sống tự do
• Vi khuẩn cố định đạm Azocotobacter
• Vi khuẩn cố định đạm bằng sinh vật dị dưỡng sống tự do

Quá trình phân hủy hữu cơ trong đất:

• Các chất hữu cơ trong đất có quá trình biến đổi phức tạp với sự tham gia trực tiếp của các sinh vật đất. Và chịu ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đất. Một phần trong chúng bị khoáng hoá hoàn toàn tạo thành các chất khoáng đơn giản. Một phần được các sinh vật đất sử dụng để tổng hợp protein, lipit, đường và các hợp chất khác xây dựng cơ thể chúng. Một phần sẽ trải qua quá trình biến đổi phức tạp và tái tổng hợp thành các hợp chất cao phân tử được gọi là chất mùn.
  Quá trình khoáng hóa
• Nói một cách khác, các chất hữu cơ khi đi vào đất sẽ chịu tác động của 2 quá trình xảy ra đồng thời. Là quá trình khoáng hoá và quá trình mùn hoá. Tuỳ theo điều kiện đất đai và hoạt động của sinh vật đất mà một trong hai quá trình trên có thể chiếm ưu thế ở trong đất.
• Các thành phần hữu cơ của đất có nguồn gốc từ các mảnh vụn thực vật (xác lá cây). Các chất thải động vật (phân, nước tiểu, xác chết v.v) và các chất hữu cơ chưa phân hủy khác. Các chất này khi bị phân hủy. Và tái tổ hợp tạo ra chất mùn.
• Chất mùn là một loại chất màu sẫm và giàu các chất dinh dưỡng. Về mặt hóa học, chất mùn bao gồm các phân tử rất lớn, bao gồm các este của các axít cacboxylic, các hợp chất của phenol, và các dẫn xuất của benzen. Thông qua quá trình khoáng hóa, các chất hữu cơ trong đất bị phân giải và cung cấp các chất dinh dưỡng cần thiết để thực vật phát triển. Các chất hữu cơ cũng đảm bảo độ xốp cần thiết cho việc giữ nước, khả năng tưới tiêu và quá trình ôxi hóa của đất.
  qúa trình vô cơ hóa

Chức năng và đặc tính của đất

Chức năng của đất trong nông nghiệp là: đỡ cây; giữ gìn và cung cấp chất dinh dưỡng, nước và không khí cho cây. Tạo điều kiện thuận lợi cho cây sinh trưởng. Đất tốt thực hiện tốt cả ba chức năng trên.

Vậy loại đất nào là đất tốt? Đất nào là đất sạch?

• Người nông dân thường quan niệm đất tốt là đất màu hơi đen, mềm và giàu vi sinh vật, nhiều giun đất v.v…Theo thuật ngữ kỹ thuật, đất tốt là đất có kết cấu tốt, độ ẩm tối ưu, giàu chất dinh dưỡng và có hoạt động sinh học cao.
• Có thể chia phẩm chất của đất tốt thành tính chất vật lý, tính chất hóa học và tính chất sinh học. Đất thực sự tốt có sự cân bằng tốt và chất lượng cao ở cả ba tính chất này.

Các tính chất vật lý tối ưu

• Đất phải có khả năng giữ nước cao và hút nước tốt. Đất được coi là có tính chất vật lý tốt. Hoặc có kết cấu tốt thì sẽ đảm bảo cả hai chức năng này.
• Đất chủ yếu cấu thành từ chất rắn (khoáng chất và chất mùn), nước và không khí. Đất có kết cấu tốt hay không đều tùy thuộc ở sự phân bổ của từng thành phần nói trên. Nếu như quá rắn thì đất lại trở nên cứng. Để rễ cây có thể mọc xuyên qua thì đất phải mềm. Quá nhiều nước trong đất sẽ làm giảm tỷ lệ không khí và gây ra sự thiếu oxi cho rễ cây. Quá nhiều không khí trong đất sẽ gây ra khô hạn.

  Như vậy, sự phân bổ tối ưu giữa nước, không khí và chất rắn là điều rất quan trọng để xác định đất tốt. Đất có kết cấu tốt thường có cấu tạo là 40% chất rắn (trong đó chất mùn chiếm 5%), 30% nước và 30% không khí.

Mùn trong đất

Do đặc tính của mùn, đất giàu mùn (trên 5%) là đất có kết cấu rất tốt.

• Thứ nhất, mùn như bột hồ trộn với những phân tử đất nhỏ thành một kết cấu vụn (kích thước tối ưu của các phân tử và các lỗ trống).
• Thứ hai, mùn có khả năng giữ nước rất cao. Do những đặc tính này, nếu lượng mùn được cung cấp đủ, đất sét sẽ lại hút nước tốt và đất cát cũng có khả năng giữ nước tốt. Điều này vô cùng quan trọng giúp cải tiến kết cấu đất một cách hiệu quả nhờ lớp mùn.
• Chu kỳ dinh dưỡng cho thấy mùn gồm các chất hữu cơ do vi sinh vật phân hủy tạo thành, và mùn biến mất khi bị khoáng hóa. Mùn không thể còn mãi trong đất. Bởi vậy, nếu ta ngừng cung cấp chất hữu cơ thì kết cấu đất bị xuống cấp, thoái hóa. Phân hóa học không bao giờ làm cho kết cấu đất phát triển. Hơn nữa, nó còn phá hoại kết cấu đất vì giết chết vi sinh vật và thúc đẩy sự khoáng hóa.

Các tính hóa học tối ưu

Các tính chất hóa học của đất là những chức năng được tác động hóa học hỗ trợ. Đất có tính chất hóa học tốt thường có khả năng bảo tồn chất dinh dưỡng cao và có độ pH tối ưu.

Khả năng bảo tồn chất dinh dưỡng (CEC)

• Khi hòa tan trong nước, các chất khoáng phân thành cation và anion thông qua tác động hóa học. Phần lớn các chất dinh dưỡng (chất khoáng) cần thiết cho cây đều được giữ lại trong đất. Dưới hình thức các cation mang theo collid (chất keo), trừ một số ít thì mang theo photpho (lân).
• Rễ cây hút chất khoáng bằng cách trao đổi cation và collid. Do đó, độ CEC (Cation Exchange Capacity- khả năng trao đổi cation ) của đất được các nhà thổ nhưỡng coi là chỉ số về khả năng bảo tồn chất dinh dưỡng của đất.
• Đất có khả năng bảo tồn chất dinh dưỡng cao hay thấp là tùy ở chất lượng và số lượng colliod trong đất. Colloid phẩm chất tốt có thể giữ được nhiều cation còn colliod kém phẩm chất thì không. Đất xói mòn tạo ra colliod, cát thì không. Bởi vậy, khả năng bảo tồn chất dinh dưỡng của đất cát thấp, còn đất sét lại cao hơn.
• Colliod từ mùn là chất tốt nhất. Xét về khả năng bảo tồn chất dinh dưỡng, Colliod từ mùn là yếu tố quyết định đất có trở thành đất tốt hay không.

  Thiếu chất hữu cơ trong đất là nguyên nhân khiến đất kém khả năng bảo tồn chất dinh dưỡng.

Khả năng bảo tồn chất dinh dưỡng – CEC Thành phần Me/100g

Hầu như những người nông dân sử dụng phân hóa học đều phàn nàn rằng hàng năm họ phải tăng số lượng phân bón hóa học. Tuy nhiên họ không thể giữ được sản lượng thu hoạch tương tự.

Nguyên nhân là khả năng bảo tồn chất dinh dưỡng bị xuống cấp. Sự ỷ lại vào phân hóa học cùng việc sử dụng ít chất hữu cơ cho đất khiến cho lượng mùn và keo mùn trong đất bị giảm sút.

Do vậy, đất ít khả năng bảo tồn chất dinh dưỡng, nông dân buộc phải dùng phân hóa học nhiều hơn để bù vào. Phân hóa học làm tăng tính hữu ích của những khoáng chất chính, chứ không bao giờ phát triển khả năng bảo tồn chất dinh dưỡng.

Độ pH của đất

Độ pH của đất chỉ rõ từng loại đất: đất chua, đất trung tính hay đất kiềm.

Xét mức từ 1-14, 7 là độ trung tính, dưới 7 độ là đất chua. Trên 7 độ là đất kiềm. Cây không thể sinh trưởng hoặc hấp thụ một số chất khoáng trong đất quá chua hoặc quá kiềm. Độ pH tối ưu cho cây là 5,5 – 7,5. Bảo tồn và điều chỉnh đất gần với độ pH 7 là hết sức quan trọng trong việc canh tác nông nghiệp.

Mùn có chức năng quan trọng trong việc điều chỉnh độ pH của đất. Mùn bản thân không trung tính và có thể hấp thụ axit và chất kiềm (alkali) từ bên ngoài.

Sử dụng phân hóa học sẽ khiến cho đất chua tự nhiên và không có chức năng điều chỉnh pH. Các nhà khoa học khuyên nên dùng canxi để trung hòa độ chua của đất. Nhưng đây chỉ là biện pháp tạm thời và lại làm nảy sinh những vấn đề khác.

Những tính chất sinh học tối ưu

• Tính chất sinh học của đất là những chức năng được hỗ trợ bởi hoạt động của vi sinh vật như vi khuẩn, nấm, giun v.v…
• Có rất nhiều vi sinh vật trong đất (trên 100.000.000 trong 1 gam đất màu mỡ). Những hoạt động của chúng và sự cân bằng là điều quyết định đất có tính chất sinh học tối ưu hay không.

Sự phân hủy và khoáng hóa

• Theo chu kỳ dinh dưỡng, vi sinh vật có vai trò quan trọng trong việc bồi dưỡng đất. Và cung cấp các chất dinh dưỡng cho cây bằng cách tạo ra chất mùn trong quá trình phân hủy. Và thải ra khoáng chất trong quá trình khoáng hóa.
• Sự phân hủy và sự khoáng hóa là điều cần thiết cho đất và cho cây. Vi sinh vật càng hoạt động tích cực thì mùn. Và chất khoáng càng hữu ích cho đất và cây.

  Do đó, việc cung cấp chất hữu cơ làm thức ăn cho vi sinh vật là điều bắt buộc khi cải tạo đất. Cải tiến vật lý và cải tiến hóa học. Tiếc thay, ngày nay nhà nông lại không coi trọng việc cung cấp chất hữu cơ cho đất mà lại trông chờ vào phân bón hóa học.

Sức khỏe của đất

Một vai trò quan trọng khác của vi sinh vật là làm tăng sức khỏe cho đất. Một số vi sinh vật (như tuyến trùng, nấm, vi khuẩn v.v…) gây bệnh cho cây. Song con số này ít hơn rất nhiều so với những vi sinh vật vô hại và hữu ích khác.

Nếu như sự cân bằng vi sinh vật không bị phá vỡ thì những vi sinh vật gây bệnh được hạn chế ở mức không gây hại cho cây.

Chẳng hạn, có trên 200.000 loại tuyến trùng. Trong đó chỉ có 2% được biết là có hại cho cây còn 98% còn lại là vô hại. Hơn nữa, trong 98% này có một số vi sinh vật thực sự hạn chế đến mức tối thiểu những tuyến trùng có hại. Một số loài tảo biển cũng ăn những tuyến trùng có hại.

Vấn đề tuyến trùng không bao giờ nảy sinh trong điều kiện có sự cần bằng vi sinh vật. Gần 90% bệnh của cây là do nấm gây ra. Thế nhưng lại có một số nấm dùng chế được thuốc chữa bệnh (penixlin lấy từ nấm xanh v.v..). Trong đất có cân bằng vi sinh vật. Thì số lượng nấm thấp hơn vi khuẩn. Đó là do tỷ lệ vi khuẩn/ nấm cao.

Trên đây, là các thông tin chia sẻ cơ bản về đất. Các thông tin này mang tính chất tham khảo. Anh chị/bà con có thể tìm hiểu thông tin chi tiết hơn trên website, google hoặc liên hệ với các bên Viện nghiên cứu. EcocharVIETNAM là đơn vị tư vấn, cung cấp các sản phẩm và giải pháp cho việc phát triển nông nghiệp sạch bền vững.