động trong đất, ít liên kết với khoáng sét, ít kết tủa với Ca(OH)
2
với nồng độ cao. Điện
di trên giấy nó di chuyển về phía anod. Axit humic xám có màu rất sậm, polyme hóa
mạnh, gắn chặt với khoáng sét, kết tủa nhanh trong Ca(OH)
2
với nồng độ thấp. Trong
điện di nó không di động hoặc di động rất ít.
Thành phần hóa học của axit humic nh sau: C: 50- 62%, H: 2,8- 6%, O: 31- 40%,
N: 2- 6%. Sự dao động các thành phần hóa học của axit humic chứng tỏ axit humic không
phải là một chất có tính riêng biệt. Ngoài các nguyên tố trên còn có Fe, S, Si, P, Al chúng
chiếm khoảng 10% trong axit humic. Trong phân tử axit humic có nhiều nhân thơm nh
nhân benzen, phenol, polyphenol, quinol pyridin, furan Các nhân nối với nhau bằng các
nhóm -O-, -N-, -CH
2
Các nhóm chức thờng thấy trong axit humic là nhóm COOH, OH,
OCH
3
. Nhóm COOH và OH trong axit humic không ổn định và tùy thuộc vào mức độ
mùn hóa, điều kiện mùn hóa và nguyên liệu gốc đợc mùn hóa.
Axit fulvic: Có màu vàng rơm tại pH thấp và chuyển sang màu đỏ rợu tại pH cao, có
màu da cam tại pH bằng 3. Thành phần hóa học của axit fulvic nh sau: C: 44- 49%, O:
44- 49%, H: 3,5- 5%, N: 2- 4%. Tỉ lệ C/N thấp hơn axit humic. Trong phân tử có các
mạch thẳng -CH
2
- và các nhân benzen hay pyrol. Số nhân benzen ít hơn so với axit
humic, phân tử lợng nhỏ hơn, mức độ polyme hóa thấp hơn [10].
Tuy nhiên không có sự khác nhau rõ ràng giữa hai phân đoạn chính của mùn ( axit
humic và axit fulvic). Phân đoạn humin (không tan trong kiềm) không đợc đa ra nhng nó
có thể gồm 1 hoặc nhiều những loại hợp chất sau:
- Axit humic liên kết chặt chẽ với các hợp chất khoáng đến mức mà không thể tách
chúng ra.
- Các humic có mức độ ngng tụ cao có hàm lợng cacbon lớn (>60%) nên không tan
trong kiềm.
- Fungal melanin có tính chất tơng tự nh axit humic và ít tan trong kiềm
Tất cả các loại đất đều chứa nhiều loại hợp chất mùn khác nhau nhng tỉ lệ phân bố
của chúng khác nhau ở các loại đất khác nhau và ở độ sâu khác nhau [18].
ở Việt Nam, đất đợc hình thành trong điều kiện nhiệt đới ẩm với quá trình feralit là
chủ đạo. Đây là nguyên nhân làm cho đất thờng nghèo dinh dỡng và có tính axit cao.
Những yếu tố này cũng đã tác động sâu sắc đến sự tích lũy cũng nh thành phần của chất
mùn trong đất. Theo nghiên cứu của Nguyễn Xuân Cự, đợc thực hiện trên 63 mẫu đất tầng
mặt đợc lấy từ nhiều vùng khác nhau với các loại đất khác nhau cho thấy các đất khá
5
nghèo chất hữu cơ: 52% số mẫu có hàm lợng chất hữu cơ trong khoảng 10- 20 gC/kg,
27% số mẫu có dới 10 gC/kg đất và 21% số mẫu có 20- 35 gC/kg đất. Đất phèn có hàm l-
ợng chất hữu cơ trung bình là 33,4 gC/kg, đất phù sa chua là 32,8 gC/kg đất. Các đất xám
bạc màu và đất cát có hàm lợng hữu cơ rất thấp chỉ ở mức 7,9 và 6,7 gC/kg đất. Nhìn
chung các chất mùn trong đất có tính di động cao do các axit mùn ở dạng tự do chiếm u
thế trong thành phần chất mùn đất. Hàm lợng mùn liên kết với sắt nhôm và phần khoáng
đất thờng có giá trị lớn hơn so với liên kết với canxi [2].
1.1.1.3. Vai trò và chức năng của chất hữu cơ trong đất
Chất hữu cơ có một ảnh hởng đáng kể tới năng suất mùa màng và các tính chất của
đất. Sự có mặt của chất hữu cơ tạo nên sự khác biệt giữa đất trơ hoặc cát với đất có sự
sống. Nó là nơi c trú của vi sinh vật và hệ động vật lớn và là nguồn cung cấp năng lợng
cho vi sinh vật. Khi các nhân tố khác đợc cố định (khí hậu, chế độ tới tiêu, ) thì đất giàu
mùn màu mỡ hơn đất nghèo mùn.
Mùn phản ánh độ phì nhiêu của đất thông qua các ảnh hởng rõ ràng của nó lên tính
chất hóa học, lý học và sinh học của đất. Nó có chức năng cung cấp dinh dỡng cho sự phát
triển của cây trồng (cung cấp nitơ, photpho, lu huỳnh), cải thiện tính chất vật lý và cấu
trúc của đất và cung cấp C và năng lợng cho vi sinh vật đất Các chức năng của mùn
trong đất thể hiện thông qua các điểm sau:
1. Cung cấp dinh dỡng trực tiếp cho sự phát triển của cây trồng: Mùn cung cấp các
chất dinh dỡng N, P, S một cách từ cho sự phát triển của cây trồng.
2. ảnh hởng gián tiếp tới việc cung cấp dinh dỡng: Ngoài việc cung cấp dinh dỡng trực
tiếp hợp chất hữu cơ còn ảnh hởng tới nguồn dinh dỡng. Ví dụ, quá trình denitrat hóa
bị ảnh hởng bởi nguồn chất hữu cơ phân hủy. Một vài nhà nghiên cứu đã chứng minh
mối quan hệ trực tiếp giữa tốc độ denitrat hóa và hàm lợng cacbon hòa tan trong dung
dịch đất.
Hàm lợng photphat dễ tiêu trong đất thờng bị hạn chế bởi các phản ứng cố định
(các phản ứng chuyển ion H
2
PO
4
-
về các dạng không tan). Tuy nhiên việc bổ sung xác hữu
cơ vào đất thờng làm tăng hàm lợng P dễ tiêu trong đất tự nhiên cho thực vật bậc cao.
Ngộ độc nhôm là một trong những vấn đề lớn trong đất axit. Tuy nhiên, các axit đất
có nhiều trong mùn tự nhiên hoặc trong cặn hữu cơ làm giảm nồng độ ion Al
3+
trong dung
dịch đất và giúp cây phát triển tốt ngay cả dới điều kiện các chất độc có thể xuất hiện
6
3. Chất hữu cơ là nguồn cung cấp năng lợng cho sinh vật đất: Mùn là nguồn năng l-
ơng cho cả vi sinh vật và các sinh vật lớn. Số lợng vi khuẩn, xạ khuẩn và nấm trong đất
liên quan tới hàm lợng mùn. Các hệ động vật lớn cũng bị ảnh hởng tơng tự vì chúng đ-
ợc nuôi dỡng bằng vi sinh vật và phần đã phân hủy của thực vật.
Vai trò của hệ động vật trong đất cha đợc chứng minh rõ ràng hoàn toàn nhng chức
năng của chúng thì rất đa dạng. Ví dụ, các loài giun là tác nhân quan trọng trong việc
nâng cao cấu trúc đất. Chúng tạo ra các đờng dẫn trong đất không những chỉ có vai trò
làm lỏng cấu trúc đất mà còn làm đất thoáng khí và thấm nớc. Giun chí có thể sinh sôi
mạnh mẽ trong đất với tính chất vật lý tốt và đợc cung cấp nhiều hợp chất hữu cơ.
4. Chất hữu cơ ảnh hởng tới sự phát triển của các thực vật bậc cao: Các hợp chất hữu
cơ có ảnh hởng trực tiếp tới sinh lý trong quá trình phát triển của thực vật. Một số hợp
chất nh các phenolic, các axit béo mạch ngắn có tính độc với thực vật nhng số khác nh
auxin lại có tác dụng kích thích sự phát triển của thực vật bậc cao.
Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng dới điều kiện bình thờng axit humic và axit fulvic có khả
năng kích thích sự phát triển của thực vật. Ngời ta thờng giải thích điều này là các axit đó
hoạt động giống nh là các hormone sinh trởng. Chúng hoạt hóa oxi trong quá trình quang
hợp. Các ảnh hởng đã đợc biết đến của hợp chất mùn dới điều kiện phòng thí nghiệm là:
- Tăng chiều cao và khối lợng tơi cũng nh khố lợng khô của rễ, cành
- Tăng sự phát triển của rễ và số lợng rễ bên
- Giúp hạt nẩy mầm nhanh sau khi ơm
- Tăng khả năng ra hoa
5. Cải thiện trạng thái vật lý đât: Mùn có ảnh hởng đáng kể tới cấu trúc của hầu hết
các loại đất. Sự thoái hóa cấu trúc đất do trồng trọt có thể bổ sung đủ lại bằng mùn.
Khi mùn bị mất, đất có xu hớng trở nên cứng, vón cục, kết lại với nhau. Việc chuẩn bị
đất gieo hạt và trồng trọt sẽ dễ dàng hơn khi hàm lợng mùn cao
Mức độ thoáng khí, khả năng giữ nớc và tính thấm của đất cũng bị ảnh hởng bởi
mùn. Việc bổ sung thờng xuyên các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy dẫn tới việc tổng hợp
các polysaccharide và các hợp chất hữu cơ khác có tác dụng liên kết các hạt đất vào trong
các đoàn lạp. Các đoàn lạp này sẽ giữ đất ở trạng thái xốp, dễ hấp thu. Nuớc do đó dễ
thâm nhập và thấm sâu xuống đất.
6. Chất hữu cơ chống xói mòn đất: mùn tăng khả năng chống xói mòn và khả năng giữ
nớc cho đất. Nó giúp tạo thành các đoàn lạp đất và giữ đợc các lỗ hổng lớn mà thông
7
qua đó đất có thể thâm nhập và thấm sâu. Trong các đoàn lạp, các hạt đất riêng rẽ
không dễ bị rửa trôi theo nớc. Sự kết hợp giữa khả năng thâm nhập nớc tăng và sự tạo
thành các hạt đất có khả năng chống xói mòn đã giảm đáng kể sự xói mòn và tăng khả
năng giữ nớc cho nhu cầu sử dụng của thực vật và tái tạo lại nguồn nớc ngầm. Quá
trình canh tác lâu dài sẽ làm mất các không gian hổng của đất, đất trở nên cứng, vón
cục, kích thớc các hạt đất giảm, nớc thâm nhập vào chậm và diện tích bề mặt giảm.
7. Chất hữu cơ và khả năng đệm và khả năng trao đổi của đất: 20 - 70% khả năng
trao đổi của đất là do các hợp chất mùn ở dạng keo. Độ axit trao đổi của phân đoạn
mùn từ 300 - 1400 cmoles/ kg. Từ đó có thể thấy mùn có khả năng đệm ở một khoảng
pH rộng [18].
1.1.2. Nitơ
Trong những chất dinh dỡng cho cây trồng, nitơ đợc nghiên cứu nhiều nhất từ trớc
đến nay và hiện tại nó vấn thu hút đợc nhiều nghiên cứu của các nhà khoa học. Lí do là vì
nitơ có hàm lợng nhỏ trong đất nhng lại có vai trò lớn đối với thực vật.
1.1.2.1. ảnh hởng của nitơ đối với sự phát triển của cây trồng
ảnh hởng tốt
Trong tất cả các chất dinh dỡng đa lợng của phân bón thì nitơ có tác dụng nhanh
nhất và rõ ràng nhất. Nó có xu hớng đầu tiên là kích thích thực vật lớn nhanh và lá có màu
xanh đậm. Với ngũ cốc, nitơ làm tăng sự căng tròn của hạt và tỉ lệ protein trong hạt. Với
tất cả thực vật, nitơ còn ảnh hởng tới khả năng sử dụng kali, photpho và các thành phần
dinh dỡng khác. Bên cạnh đó, nitơ còn làm cho thực vật mọng nớc. Đây là một biểu hiện
chất lợng quan trọng trong các loại thực phẩm nh xà lách, củ cải
Cây không hấp thụ đủ nitơ thờng chậm phát triển, cằn cỗi, bộ rễ nhỏ, là có màu
vàng hoặc vàng xanh, dễ bị héo.
Nếu dùng quá liều lợng (oversupply): Do nitơ có tác dụng nhanh đối với cây trồng
nên đôi khi nó cũng đợc dùng với hàm lợng cao hơn. Biểu hiện của việc thừa nitơ là lá
có màu xanh đậm, mềm. Việc sử dụng quá liều có thể làm chậm sự trởng thành của
cây, làm cho thân yếu, chủ yếu là phát triển lá. Bên cạnh đó, nó cũng có ảnh hởng bất
lợi tới chất lợng quả và hạt nh là trong táo, đào, lúa mạch. Nó cũng làm giảm khả năng
chống chịu của cây cối đối với bệnh tật. Tuy nhiên không phải tất cả thực vật đều bị
ảnh hởng bất lợi của việc bón nhiều nitơ. Một số loại cây trồng nh cỏ và rau, thì một l-
ợng lớn nitơ sẽ giúp chúng phát triển tốt nhất. Các ảnh hởng xấu chỉ xuất hiện khi sử
8
dụng một lợng quá lớn phân bón nitơ. Vì vậy, trong những trờng hợp này, có thể sử
dụng phân nitơ một cách tự do [14] 1.1.2.2. Các dạng tồn tại của nitơ trong đất
Trên thế giới, hàm lợng nitơ trên bề mặt đất trong khoảng 0,02- 0,4%. Trong lớp
đất cày hàm lợng nitơ khoảng 2,5%.
Nitơ trong đất có thể chia thành hai dạng: nitơ dạng hữu cơ và nitơ dạng vô cơ.
Dạng hữu cơ: dạng hữu cơ có nguồn gốc từ xác thực vật và động vật. Chúng thờng ở
dới dạng protein, amono axit tự do, đờng amino, và các hợp chất phức tạp khác. 20-
40% tổng nitơ trong đất ở dới dạng protein.
Các dạng vô cơ: dạng vô cơ gồm nitơ tồn tại dới dạng ion và dạng khí.
Dạng ion: bao gồm NH
4
+
,NO
2
-
và NO
3
-
. Các dạng này chiếm khoảng 2- 5% tổng
nitơ. Chúng đợc giải phóng từ quá trình khoáng hóa hợp chất hữu cơ có chứa nitơ. Bên
cạnh đó, phân bón cũng cung cấp nitơ dới dạng ion. Trừ NO
2
-
, nitơ dới dạng ion là quan
trọng nhất đối với độ phì nhiêu của đất
Dạng khí: bao gồm N
2
, N
2
O, NO
2
, NO, và NH
3
. Nitơ dạng khí sinh ra từ các phản
ứng hóa học, quá trình denitrat hóa và quá trình bay hơi
Trong các dạng đó, cây có thể hấp thụ đợc NH
4
+
, NO
2
-
, NO
3
-
, amino axit và axit
nucleic. NO
2
-
độc đối với cây nhng chỉ có một lợng nhỏ trong đất. Amino axit và axit
nucleic chỉ có thực vật bậc cao và cũng chỉ có một lợng nhỏ trong đất.
Hầu hết nitơ đợc cây hấp thụ là NH
4
+
, NO
3
-
. Một số loại cây nh thuốc lá, cà chua,
dùng NO
3
-
nhiều hơn, một số cây nh khoai tây, lúa, ngô, dứa, củ cải đờng lại dùng cả
NH
4
+
và NO
3
-
. Tuy nhiên, cây phát triển tốt nhất khi đợc cung cấp đủ cả NH
4
+
, NO
3
-
chứ
không chỉ đợc cung cấp một trong hai loại trên [13].
1.1.2.3. Các quá trình chuyển hóa của nitơ trong đất
Sự chuyển hóa của nitơ trong đất thông qua hai quá trình chính là: quá trình khoáng
hóa và quá trình cố định nitơ. Hai quá trình này là thuận nghịch:
N- hữu cơ NH
3
, NO
3
-
Các quá trình này dẫn tới sự chuyển hóa tơng hỗ giữa nitơ dạng vô cơ và nitơ dạng
hữu cơ. Nếu hàm lợng nitơ khoáng trong đất giảm thì khi đó quá trình khoáng hóa sẽ
chiếm u thế hơn quá trình cố định [18].
1.1.2.3.1. Quá trình cố định
9
Khoáng hóa
Cố định
Trong quá trình phân hủy xác động vật và thực vật đặc biệt là những hợp chất có
hàm lợng nitơ thấp dới tác động của vi sinh vật, phần lớn nitơ vô cơ đợc chuyển về dạng
hữu cơ. Ban đầu, nitơ có thể đợc cố định trong tế bào vi sinh vật. Nếu hàm lợng nitơ vô cơ
trong xác động thực vật không đủ cao thì nitơ dạng amoni và nitrat sẽ bị đồng hóa. Khi tốc
độ hoạt động của vi sinh vật giảm thì một số nitơ bị cố định sẽ đợc khoáng hóa trở lại và
giải phóng ion NH
4
+
, NO
3
-
. Tuy nhiên, phần lớn nitơ bị cố định vẫn tồn tại dới dạng hữu
cơ. Nitơ bị cố định trong tế bào vi sinh vật trở thành một phần không thể thiếu của chất
hữu cơ đất. Dới dạng này nó chỉ bị khoáng hóa chậm đa về dạng có thể sử dụng với thực
vật bậc cao.
1.1.2.3.2. Quá trình khoáng hóa
Khoáng hóa nitơ là quá trình chuyển nitơ hữu cơ về dạng vô cơ nh NH
4
+
, NO
3
-
,
NO
2
-
. Quá trình này diễn ra theo hai bớc:
- Quá trình amoni hóa
- Quá trình nitrat hóa
N hữu cơ NH
3
NH
4
+
NO
2
2-
NO
3
-
Quá trình amoni hóa: Là quá trình phân hủy bởi enzim trong đó nitơ hữu cơ sẽ đợc
chuyển về dạng NH
3
. Nguyên liệu đầu cho quá trình này là các phân tử lớn (protein,
axit nucleci, aminopolysaccarit). Từ đó, các hợp chất chứa nitơ hữu cơ đơn giản hơn
nh amino axit, purine và các bazơ pyrimidine, đờng amino đợc tạo thành. Các hợp chất
này lại đợc vi sinh vật tiêu thụ và phân hủy tạo thành NH
3
.
Bẻ gẫy protein và peptit: Dới tác dụng của các enzim thủy phân protein và enzim
thủy phân peptit các hợp chất này phân hủy tạo thành các amino axit. Các amino axit dới
tác dụng của các enzim dehydro hóa và oxi hóa amino axit sẽ phân hủy tạo thành NH
3
:
Protein, peptit Amino axit NH
3
Phản ứng tiêu biểu cho sự phân hủy amino axit nh sau:
10
Proteinase
Peptitdase
Amino axit
dehydrogenasa
Oxidase
R - CH - COOH
NH
2
+ NAD
R - CH - COOH
NH
R - CH - COOH
O
+ NH
3
NADH + H
+
H
2
O
Phân hủy axit nucleic: Chuyển hóa nitơ của axit nucleic thành NH
3
cũng cần hoạt
động của nhiều loại enzim. Axit nucleic có ở trong tất cả các tổ chức sống bao gồm các
đơn vị mononucleotit (bazơ purin hoặc pyrimidin) tạo liên kết este với axit photphoric
thông qua các phân tử đờng. Trong quá trình, dới tác dụng của enzim nuclease axit nucleic
phân hủy tạo thành mononucleotit (enzim nuclease xúc tác quá trình thủy phân liên kết
este giữa nhóm photphat và các đơn vị đờng pentose). Sau đó, mononucleotit lại phân hủy
tạo thành nucleoside (N- glycoside của purine hoặc pyrimidin) và gốc PO
4
3-
dới tác dụng
của nucleotidasa. Nucleoside sau đó bị thủy phân tạo thành các bazơ purine hoặc
pyrimidin và các hợp phần pentose với enzim nucleosidase. Các hợp chất này cuối cùng sẽ
phân hủy tạo thành NH
3
với enzim amidohyrolyase và amidinohydrolyasa:
Sự phân hủy các đờng amino: Các đờng amino là một thành phần cấu trúc của
thành tế bào vi sinh vật. Nó ở dạng liên kết với mucopeptit và mucoprotein. Sự tạo thành
NH
3
từ glucosamin (một đờng amino phổ biến trong đất) đợc xúc tác bởi hai enzim
glucosamine kinase và glucosamine-6-photphat isomerase. Sản phẩm tạo thành là amoniac
và fructose-6-photphat.
Sự amoni hóa ure: Ure có trong thành phần của nớc tiểu ngời và động vật. quá
trình amoni hóa ure chia làm hai giai đoạn: giai đoạn đầu dới tác dụng của enzim ureaza
tiết ra bởi các vi sinh vật, ure sẽ bị phân hủy tạo thành muối cacbonat amoni; giai đoạn hai
amoni cacbonat chuyển thành NH
3
, CO
2
, và H
2
O:
CO(NH
2
)
2
+ 2H
2
O = (NH
4
)
2
CO
3
(NH
4
)
2
CO
3
= 2NH
3
+ CO
2
+ H
2
O
11
Axit nucleic
Mononucleotit
Bazơ purine và pyrimidine
Nucleoside
Nucleases
Nucleosidases
Nucleotidases
PO
4
3-
NH
3
Amidohydrolysases
Amidinohydrolyases
Một số vi khuẩn có khả năng phân giải ure cao nh Planosarcina urease, Micrococcus
ureaza, Bacillus amylovorum, Đa số vi sinh vật phân giải ure thuộc nhóm hiếu khí hoặc
kỵ khí không bắt buộc, chúng a pH trung tính hoặc hơi kiềm.
Quá trình nitrat hóa:
Sau quá trình amon hóa, NH
3
hình thành, một phần đợc cây trồng hấp thụ, một
phần phản ứng với các anion trong đất tạo thành các muối amon. Một phần muối amon
cũng đợc cây trồng và VSV hấp thụ. Phần còn lại đợc oxi hóa thành dạng nitrat gọi là quá
trình nitrat hóa. Nhóm vi khuẩn tiến hành quá trình này gọi chung là nhóm vi khuẩn nitrat
hóa. Quá trình nitrat hóa diễn ra theo hai giai đoạn: giai đoạn nitrit hóa, giai đoạn nitrat
hóa
Giai đoạn nitrit hóa:Quá trình oxi hóa NH
4
+
thành NO
2
-
đợc tiến hành bởi nhóm
vi khuẩn nitrit hóa. Chúng thuộc nhóm vi khuẩn tự dỡng hóa năng có khả năng oxi hóa
NH
4
+
bằng oxi không khí và tạo ra năng lợng
NH
4
+
+ 3/2O
2
= NO
2
-
+ H
2
O + 2H + Năng lợng
Nhóm vi khuẩn nitrit hóa bao gồm 4 chi khác nhau: Nitrozomonas, Nitrozocystis,
Nitrozolobus, Nitrosospira chúng đều thuộc loại tự dỡng bắt buộc, không có khả năng
sống trên môi trờng thạch. Bởi vậy, phân lập chúng rất khó, phải dùng silicagel thay cho
môi trờng thạch.
Giai đoạn nitrat hóa: Quá trình oxi hóa NO
2
-
thành NO
3
-
đợc thực hiện bởi nhóm
vi khuẩn nitrat hóa. Chúng cũng là những vi sinh vật tự dỡng hóa năng có khả năng oxi
hóa NO
2
-
tạo thành năng lợng. Năng lợng này đợc dùng để đồng CO
2
tạo thành đờng:
NO
2
-
+ 1/2O
2
= NO
3
-
+ Năng lợng
Nhóm vi khuẩn tiến hành oxi hóa NO
2
-
thành NO
3
-
gồm 3 chi: Nitrobacter,
Nitrospira, Nitrococcus.
Ngoài nhóm vi khuẩn tự dỡng hóa năng trên, còn có một số loài vi sinh vật dị dỡng
cũng tiến hành quá trình nitrat hóa. Đó là các loài vi khuẩn và xạ khuẩn thuộc các chi
Pseudomonas, Corynebacterium, Streptomyces [8].
1.1.3. Photpho (P)
1.1.3.1. Chu trình photpho
Chu trình photpho trong đất là một hệ động học bao gồm đất, thực vật và các VSV.
Các quá trình chính diễn ra gồm: quá trình lấy P từ đất của cây, quá trình trả lại P cho đất
thông qua xác thực vật và động vật, quá trình chuyển hóa sinh học thông qua quá trình
12
khoáng hóa cố định, các phản ứng cố định tại bề mặt các lớp khoáng sét, quá trình hòa
tan các tạo thành các photphat thông qua các phản ứng hóa học và hoạt động củaVSV.
Trong hệ thống tự nhiên, nguồn P mà cây sử dụng đợc tuần hoàn trở lại đất qua xác động
vật và thực vật. Trong quá trình canh tác chỉ một phần P đợc tuần hoàn trở lại đất còn một
phần bị mất trong quá trình thu hoạch. Hầu hết P trong đất bị mất là do quá trình xói mòn,
một lợng nhỏ là do rò rỉ. Chu trình photpho đợc đa ra ở hình 1.4.
Về nhiều khía cạnh, chu trình P trong đất tơng tự nh chu trình niơ. Tuy nhiên, trong
chu trình P không có sự thay đổi hóa trị của P trong quá trình chuyển hóa bởi VSV. Sau
nitơ, P là chất dinh dỡng phổ biến nhất trong sinh khối VSV, chiếm hơn 2% khối lợng
khô. Vì lí do này, P là nguyên tố dinh dỡng quan trọng thứ hai sau N trong chất hữu cơ
của đất [18].
1.1.3.2. Các dạng tồn tại của P trong đất
Trong đất, P tồn tại ở 2 dạng P hữu cơ và P vô cơ. Cả hai dạng này đều là nguồn P
quan trọng cho cây trồng. Hàm lợng tơng đối của hai dạng này khác nhau ở các loại đất
khác nhau.
Photpho vô cơ: Hầu hết các hợp chất P vô cơ trong đất đợc chia thành 2 nhóm:
nhóm tồn tại dới dạng ion và nhóm tồn tại dới dạng khoáng.
Dạng ion: dạng ion của P có mặt trong dung dịch đất ở hai dạng HPO
4
-
và dạng
H
2
PO
4
2-
. Hàm lợng tơng đối của chúng phụ thuộc lớn vào pH của dung dịch đất. Nồng độ
của hai ion này trong dung dịch đất gần nh bằng nhau tại pH= 7.00- 7.22. Nếu dung dịch
có tính kiềm mạnh thì sẽ sinh ra thêm ion PO
4
3-
nếu pH giảm thì PO
4
3-
lại chuyển về
HPO
4
-
. Nhìn chung, dạng ion của photpho trong đất là rất thấp.
13
Rễ cây
Xác thực vật
P dạng
vô cơ
bền
P vô cơ
linh động
P hữu cơ
linh động
( chiết
bằng
NaHCO
3
)
P hữu cơ
không
linh động
( chiết
bằng
NaOH)
P đợc
lớp
khoáng
bảo vệ
( chiết
bằng
NaOH
và ly
tâm)
P hữu cơ
bền
( chiết
bằng
HClO
4
)
P VSV
P tan
trong nước
Thực vật
Hình 1.4: Chu trình Photpho
Dạng hợp chất: các hợp chất photphat vô cơ thờng tìm thấy trong đất có nguồn
gốc từ các đá phong hóa chứa khoáng apatite. Các khoáng apatite gồm:
Fluor apatite 3Ca
3
(PO
4
)
2
.
CaF
2
Carbonate apatite 3Ca
3
(PO
4
)
2
.
CaCO
3
Hdroxy apatite 3Ca
3
(PO
4
)
2
Ca(OH)
2
Oxy apatite 3Ca
3
(PO
4
)
2
.
CaO
Tricalcium photphate Ca
3
(PO
4
)
2
Dicalcium photphate CaHPO
4
Monoicalcium photphate Ca(H
2
PO
4
)
2
Photpho vô cơ tồn tại ở nhiều dạng liên kết khác nhau với canxi, sắt, nhôm và các khoáng
silicat. Vì vậy, có thể chia các dạng liên kết của P thành:
- Photpho liên kết với canxi
- Photpho liên kết với sắt và nhôm
- Photpho liên kết với khoáng silicat
Photpho dạng hữu cơ:Dạng hữu cơ của photpho có nguồn gốc từ xác thực vật,
động vật và vi sinh vật. chúng thờng đợc tìm thấy dới các dạng:
- Inositol photphat
- Photpholipit
- Axit nucleic
- Nucleotit
- Các đờng photphat
- Các dạng cha biết rõ cấu trúc
Các dạng hữu cơ chiếm từ 30- 50% có khi nhiều hơn 50% tổng P trong đất, trong
đó inositol photphat là phổ biến nhất. Hơn 50% lợng P hữu cơ cha đợc biết cấu trúc. Một
số photphat hữu cơ tồn tại trong dung dịch đất. Một số hợp chất có thể đợc cây hấp thụ
trực tiếp (ví dụ phytin, axit nucleic sau khi phân hủy). Lợng đợc hấp thụ là rất nhỏ. Vì vậy
mà giá trị của photpho hữu cơ nh là nguồn cung cấp P cho cây trồng là không đáng kể.
Các photphat hữu cơ giải phóng photphat vô cơ qua quá trình khoáng hóa và đợc thực vật
hấp thụ [13].
14
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét