xây dựng một số bài thực hành phân tích đất nông nghiệp và nước cho học phần hóa công nghệ môi trường

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI KHOA HỌC CẤP CƠ SỞ

XÂY DỰNG MỘT SỐ BÀI THỰC HÀNH
PHÂN TÍCH ĐẤT NÔNG NGHIỆP VÀ NƯỚC
CHO HỌC PHẦN HÓA CÔNG NGHỆ - MÔI TRƯỜNG
Mã số: CS.2012.19.31

Chủ nhiệm đề tài: ThS. TRẦN THỊ LỘC

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 5/2013


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI KHOA HỌC CẤP CƠ SỞ

XÂY DỰNG MỘT SỐ BÀI THỰC HÀNH
PHÂN TÍCH ĐẤT NÔNG NGHIỆP VÀ NƯỚC
CHO HỌC PHẦN HÓA CÔNG NGHỆ - MÔI TRƯỜNG

Mã số: CS.2012.19.31

Xác nhận của cơ quan chủ trì đề tài

Chủ nhiệm đề tài

ThS. TRẦN THỊ LỘC

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 5/2013


DANH SÁCH CÁC THÀNH VIÊN THAM GIA THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
VÀ CÁC ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH
Các thành viên tham gia thực hiện đề tài
1. ThS. Trần Thị Lộc - Chủ nhiệm đề tài
2. ThS. Nguyễn Văn Bỉnh
3. CN. Lê Trần Tuấn Anh
4. CN. Nguyễn Thị Hoài
5. CN. Võ Thị Trà My
Đơn vị phối hợp
Khoa Hóa , Trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh


MỤC LỤC
TRANG
DANH MỤC BẢNG

i

DANH MỤC HÌNH

iii

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

iv

INFORMATION ON RESEARCH RESULTS

vi

CHƯƠNG MỞ ĐẦU

1

1. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI

1

2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

2

3. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

2

Chương 1 TỔNG QUAN

3

1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐẤT

3

1.1.1. Khái niệm về đất

3

1.1.2. Quá trình hình thành đất

3

1.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hình thành đất

3

1.1.3.1. Sinh vật

4

1.1.3.2. Khí hậu

4

1.1.3.3. Địa hình

4

1.1.3.4. Đá mẹ

4

1.1.3.5. Thời gian

5

1.1.3.6. Con người

5

1.1.4. Vai trò của chất hữu cơ và mùn đối với đất và cây trồng

5

1.1.5. Vai trò của nitơ đối với dinh dưỡng của cây trồng

6

1.1.5.1. Nguyên tố cơ bản cần thiết cho thực vật

7

1.1.5.2. Thành phần của các axit nucleic, vitamin, enzim.

7

1.1.5.3. Thành phần chủ yếu của clorofin

7

1.1.5.4. Ảnh hưởng của các nguyên tố đến sự phát triển của cây trồng

7

1.1.6. Vai trò của lân đối với cây trồng

8

1.2 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC

9


1.2.1. Chu trình thủy văn

9

1.2.2. Thành phần hóa sinh của nước

9

1.2.2.1. Thành phần hóa học

9

1.2.2.2. Thành phần sinh học của nước

10

1.2.3. Phân loại nước

11

1.2.3.1. Nước mặt

11

1.2.3.2 Nước ngầm

14

1.2.3.3. Nước biển

15

1.3. LẤY MẪU VÀ XỬ LÝ MẪU

15

1.3.1. Lấy và xử lý mẫu đất

15

1.3.1.1. Nguyên tắc lấy mẫu

16

1.3.1.2. Lấy mẫu phân tích

16

1.3.1.3. Phơi khô mẫu

16

1.3.1.4. Nghiền và rây mẫu

17

1.3.2. Lấy và xử lý mẫu nước

17

1.3.2.1. Dụng cụ

17

1.3.2.2. Tiến hành lấy mẫu

17

Chương 2 THỰC NGHIỆM

21

2.1. XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG MÙN TRONG ĐẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP
THIURIN

21

2.1.1. Nguyên tắc

21

2.1.2. Dụng cụ và hóa chất

21

2.1.2.1. Dụng cụ

21

2.1.2.2. Hóa chất

21

2.1.3. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xác định mùn trong đất 22
2.1.3.1. Kiểm tra phương pháp

22

2.1.3.2. Khảo sát ảnh hưởng

23

2.1.3.3. Thể tích H3PO4 đậm đặc cần che Fe3+

24

2.1.3.4. Thể tích Ag2SO4 trong H2SO4 cần che Cl

-

25

2.1.4. Xác định hàm lượng mùn trong đất bằng phương pháp Thiurin

26

2.1.4.1. Cách tiến hành

26

2.1.4.2. Kết quả

27

2.2. KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG NITƠ TỔNG SỐ VÀ NITƠ DỄ TIÊU TRONG
ĐẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP KJELDAHL

28

2.2.1. KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG NITƠ TỔNG SỐ

28

2.2.1.1. Nguyên tắc

28

2.2.1.2. Hóa chất, dụng cụ

28

2.2.1.3. Cách tiến hành

29

2.2.1.4. Kết quả

30

2.2.2. KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG NITƠ DỄ TIÊU

31

2.2.2.1. Nguyên tắc xác định hàm lượng nitơ dễ tiêu

31

2.2.2.2. Hóa chất, dụng cụ

31

2.2.2.3. Cách tiến hành

32

2.2.2.4. Kết quả

32

2.3. XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG LÂN TRONG ĐẤT

33

2.3.1. Nguyên tắc

33

2.3.2. Dụng cụ - hóa chất

33

2.3.2.1. Dụng cụ

33

2.3.2.2. Hóa chất

33

2.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của các ion đến việc xác định hàm lượng lân trong đất
35
2.3.3.1. Ảnh hưởng của các ion

35

2.3.3.2. Loại bỏ ảnh hưởng của Fe3+ bằng dung dịch Na2SO3

35

2.3.4. Xác định hàm lượng lân trong đất

36

2.3.4.1. Xác định hàm lượng lân tổng số trong đất

36

2.3.4.2. Xác định hàm lượng lân dễ tiêu trong đất

38

2.4. XÁC ĐỊNH OXI HÒA TAN TRONG NƯỚC PHƯƠNG PHÁP WINKLER
40
2.4.1. Nguyên tắc

40


2.4.2. Dụng cụ và hóa chất

41

2.4.2.1. Dụng cụ

41

2.4.2.2. Hoá chất

41

2.4.3. Cách tiến hành

42

2.4.4. Khảo sát ảnh hưởng của ion Fe3+

43

2.4.4.1. Ảnh hưởng của Fe3+

43

2.4.4.2. Loại trừ ảnh hưởng của ion Fe3+

44

2.4.5. Hàm lượng DO

44

2.5. XÁC ĐỊNH NHU CẦU OXI SINH HÓA BOD

45

2.5.1. Nguyên tắc

45

2.5.2. Dụng cụ và hóa chất

45

2.5.2.1. Dụng cụ

45

2.5.2.2. Hóa chất

45

2.5.3. Cách tiến hành
2.5.3.1. Chuẩn bị nước pha loãng

46

2.5.3.2. Chuẩn bị mẫu

46

2.5.3.3. Kỹ thuật pha loãng

46

2.5.3.4. Cách xác định

46

2.5.3.5. Kết quả

46

2.6. XÁC ĐỊNH NHU CẦU OXY HÓA HỌC (COD) TRONG NƯỚC THEO
PHƯƠNG PHÁP HỒI LƯU KÍN DỰA TRÊN PHÉP CHUẨN ĐỘ THỂ
TÍCH

47

2.6.1. Nguyên tắc

47

2.6.2. Dụng cụ và hóa chất

48

2.6.2.1. Dụng cụ

48

2.6.2.2. Hóa chất

48

2.6.3. Cách tiến hành

48

2.6.4. Kết quả

49

2.6.5. Khảo sát ảnh hưởng của một số ion trong nước đến quá trình xác định COD
49
2.6.5.1 Khảo sát ảnh hưởng của ion Fe2+, NO2-, Cl-

49

2.6.5.2. Cách loại trừ ảnh hưởng của ion Fe2+

50

2.6.6. Kết quả phân tích COD

51

2.7. XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG SẮT HÒA TAN TRONG NƯỚC

51

2.7.1. Nguyên tắc

51

2.7.2. Hóa chất và dụng cụ

51

2.7.2.1. Hóa chất

51

2.7.2.1. Dụng cụ

52

2.7.3. Cách tiến hành

52

2.7.4. Ảnh hưởng của các ion kim loại đến việc xác định sắt trong nước

53

2.7.5. Kết quả phân tích sắt

54

2.7.5.1. Dựng đường chuẩn

54

2.7.5.2. Kết quả xác định hàm lượng sắt (II) trong nước giếng

55

2.7.5.3. Kết quả xác định hàm lượng sắt hòa tan trong nước sông

55

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

56

TÀI LIỆU THAM KHẢO

57

PHỤ LỤC

58


DANH MỤC BẢNG
TRANG
Bảng 1.1. Thành phần hóa học trong nước tự nhiên

10

Bảng 1.2. Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt – QCVN
08:2008/BTNMT

12

Bảng 1.3. Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về chất lượng nước ngầm – QCVN
09:2008/BTNMT

14

Bảng 1.4. Phương thức bảo quản và thời gian lưu trữ mẫu

19

Bảng 2.1: Ảnh hưởng của các ion đến việc xác định mùn trong đất

24

Bảng 2.2: Thể tích dung dịch H3PO4 che ion Fe3+

24

Bảng 2.3: Kết quả khi dùng Ag2SO4/ H2SO4 để che Cl-

26

Bảng 2.4. Kết quả khảo sát hàm lượng mùn trong đất trồng cao su ở nông trường
Nhà Nai – Bình Dương

27

Bảng 2.5. Hàm lượng nitơ tổng số của 5 mẫu đất ở nông trường cao su Phạm Văn
Cội

30

Bảng 2.6. Kết quả phân tích nitơ dễ tiêu của 5 mẫu đất ở nông trường cao su Phạm
Văn Cội

33

Bảng 2.7. Hoạch định hóa sự ảnh hưởng của các chất đến việc xác định lân trong
đất

35

Bảng 2.8. Đường chuẩn xác định lân tổng số

36

Bảng 2.9. Hàm lượng P tổng trong 5 mẫu đất ở nông trường cao su Nhà Nai 38
Bảng 2.10. Đường chuẩn xác định lân dễ tiêu

38

Bảng 2.11. Hàm lượng P dễ tiêu trong 5 mẫu đất ở nông trường cao su Nhà Nai
40
Bảng 2.12. Ảnh hưởng của Fe3+ đến việc xác định DO

44

Bảng 2.13. Kết quả che Fe3+ bằng NaF

44

Bảng2.14. Kết quả phân tích DO

45

Bảng 2.15: Kết quả phân tích BOD

47

Bảng 2.16. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của các ion Fe2+, Cl-, NO2-

50

i


Bảng 2.17. Kết quả khi che ion Fe2+ bằng KCN

50

Bảng 2.18. Kết quả phân tích COD

51

Bảng 2.19. Hoạch định hóa ảnh hưởng của các ion đến việc xác định sắt trong nước
53
Bảng 2.20. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của các ion đến việc xác định sắt trong
nước

54

Bảng 2.21. Đường chuẩn xác định sắt trong nước giếng

54

Bảng 2.22. Kết quả hàm lượng sắt hòa tan có trong nước giếng

55

Bảng 2.23. Kết quả hàm lượng sắt hòa tan có trong nước sông

55

ii


DANH MỤC HÌNH
TRANG
Hình 2.1. Đường chuẩn xác định lân tổng số

36

Hình 2.2. Đường chuẩn xác định lân dễ tiêu

39

Hình 2.3. Đường chuẩn xác định sắt trong nước giếng

54

iii


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM TP HCM

Độc lập- Tự do- Hạnh phúc
Tp. HCM, ngày 20 tháng 5 năm 2013

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
1. Thông tin chung:
- Tên đề tài: Xây dựng một số bài thực hành phân tích đất nông nghiệp
và nước cho học phần Hóa Công nghệ - Môi trường
Mã số: CS.2012.19.31
Chủ nhiệm đề tài: ThS. Trần Thị Lộc

Điện thoại: 0987.238.467

- Email:
- Cơ quan chủ trì: Trường Đại học Sư phạm TP. HCM
- Thời gian thực hiện: tháng 4/2012 đến tháng 4/2013
2. Mục tiêu:
- Xây dựng 1 số quy trình phân tích các chỉ tiêu trong đất nông nghiệp và
nước.
- Sử dụng những quy trình đó làm tài liệu giảng dạy.
3. Tính mới và sáng tạo:
- Xây dựng giáo trình thực hành Hóa Công nghệ - Môi trường cho Khoa
Hóa – Trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của 1 số ion lên quá trình xác định các chỉ tiêu
phân tích đất nông nghiệp và nước.
4. Kết quả nghiên cứu:
- Đã khảo sát được quy trình phân tích 7 chỉ tiêu trong đất nông nghiệp và
nước bao gồm:
+ Mùn, nitơ, lân trong đất.

+ Oxi hòa tan, nhu cầu oxi sinh hóa, nhu cầu oxi hóa học, sắt trong nước.
- Nghiên cứu 1 số ảnh hưởng của các ion đến việc xác định các chỉ tiêu trên
và cách loại bỏ những ảnh hưởng đó.
5. Sản phẩm:
iv


- 1 bài báo khoa học.
- Tài liệu giảng dạy gồm 7 bài thực hành.
6. Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng
áp dụng
Giáo trình thực hành sẽ áp dụng cho việc giảng dạy học phần Hóa Công nghệ
- Môi trường cho Khoa Hóa – Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh.

v


INFORMATION ON RESEARCH RESULTS
1. General information:
- Project title: Making some practical lessons about analyzing agricultural
soil and water to teach Environmental – Technological Chemistry.
- Code number: CS.2012.19.31
- Coordinator: Tran Thi Loc
- Implementing institution: Ho Chi Minh City University of Pedagogy
- Duration: From April 2012 to April 2013
2. Objective:
- Making procedures to analyze some properties of agricultural soil and
water.
- Using these procedures for teaching Environmental – Technological
Chemistry.

3. Creativeness and innovativeness
- Making curricula of Practice of Environmental – Technological Chemistry
for Chemistry Department - Ho Chi Minh City University of Pedagogy.
- Interference studies of ions to determine some properties of agricultural soil
and water.
4. Research results:
- Procedures to analyze 7 basic properties including:
+ humus, nitrogen, phosphorus in agricultural soil.
+ dissolved oxygen, biochemical oxygen demand, chemical oxygen demand
and iron in water.
- Study of effects of foreign ions on the determination of proposed
procedures and remove them.
5. Products:
- A scientific article.
- Curricula of Practice of Environmental – Technological Chemistry.
6. Effects, transfer alternatives of research results and applicability
vi


Curricula will be applied to teach Environmental – Technological Chemistry
in Chemistry Department - Ho Chi Minh City University of Pedagogy.

vii


CHƯƠNG MỞ ĐẦU
1. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Đất nước ta đang trên đà phát triển. Một trong những yếu tố góp phần quan
trọng cho con đường phát triển đó là khai thác và sử dụng nguồn tài nguyên hợp lí.

Tuy nhiên, chúng ta đang đối mặt với thực trạng của nguồn tài nguyên này.
Diện tích đất nông nghiệp ngày càng bị thu hẹp và dần trở nên xấu đi. Để
đảm bảo nguồn lương thực, thực phẩm cung cấp cho con người cần phải cải tạo đất
nhằm nâng cao năng suất và chất lượng của sản phẩm cây trồng. Hàm lượng mùn,
đạm và lân là những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến sự sinh trưởng và phát triển của
cây trồng. Việc phân tích các chỉ tiêu dinh dưỡng này trong đất giúp cho người làm
nông nghiệp có thể khai thác, sử dụng nguồn dinh dưỡng trong đất hợp lí. Đồng
thời, con người có chế độ canh tác, bón phân thích hợp nhằm nâng cao độ dinh
dưỡng của đất.
Nước là tài nguyên vật liệu quan trọng nhất của loài người và sinh vật trên
trái đất. Ngoài chức năng tham gia vào chu trình sống, nước còn là chất mang năng
lượng và tác nhân điều hoà khí hậu, thực hiện các chu trình tuần hoàn vật chất trong
tự nhiên. Có thể nói sự sống của con người và mọi sinh vật trên trái đất phụ thuộc
vào nước. Tuy nhiên, hiện nay nguồn tài nguyên quý hiếm này đang đối mặt với
nguy cơ thiếu hụt và ô nhiễm trầm trọng. Sự suy thoái chất lượng nước ảnh hưởng
lớn đến mọi mặt đời sống xã hội. Vì vậy, việc kiểm soát chất lượng nước và đưa ra
biện pháp xử lý thích hợp là điều vô cùng cần thiết để bảo vệ môi trường nước.
Từ thực trạng ô nhiễm môi trường nêu trên, chúng tôi thiết nghĩ cần phải
trang bị cho sinh viên đặc biệt là sinh viên khoa Hóa những kiến thức và kỹ năng cơ
bản về Hóa môi trường. Sinh viên có những kiến thức nền tảng đó sẽ hiểu được tầm
quan trọng của môi trường và có những việc làm đúng đắn và thân thiện hơn với
môi trường.
Phòng thí nghiệm Hóa công nghệ - môi trường đang giảng dạy bộ môn thực
hành Hóa môi trường. Tuy nhiên, bộ môn còn gặp nhiều khó khăn trong quá trình
giảng dạy do chưa có giáo trình chính thức. Quá trình phân tích gặp nhiều trở ngại
đặc biệt là khi gặp các chất gây cản nhiễu. Vì vậy, vấn đề đặt ra là cần phải tiến

1

hành thử nghiệm các quy trình, nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng và tìm cách khắc
phục những yếu tố đó nhằm hoàn chỉnh quy trình phân tích cho một số bài thực
hành, tiến đến xây dựng giáo trình thực hành Hóa môi trường.
Với những lí do trên, chúng tôi thực hiện đề tài: ‘’XÂY DỰNG MỘT SỐ
BÀI THỰC HÀNH PHÂN TÍCH ĐẤT NÔNG NGHIỆP VÀ NƯỚC CHO HỌC
PHẦN HÓA CÔNG NGHỆ - MÔI TRƯỜNG’’.
2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu quy trình phân tích một số chỉ tiêu trong đất nông nghiệp và nước.
- Nghiên cứu một số yếu tố gây ảnh hưởng đến việc xác định hàm lượng của những chỉ
tiêu trên và tìm cách loại trừ ảnh hưởng đó.
- Tiến hành phân tích một số mẫu đất nông nghiệp và nước để xác định hàm lượng các
chỉ tiêu đề ra.

3. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
- Thử nghiệm quy trình phân tích một số chỉ tiêu trong đất nông nghiệp và nước;
- Nghiên cứu ảnh hưởng của một số ion đến quá trình phân tích và tìm cách hạn chế
ảnh hưởng. Từ đó, hoàn thiện quy trình phân tích nhằm xây dựng giáo trình thực hành cho
môn Hóa Công nghệ - Môi trường.

2


Chương 1

TỔNG QUAN

1.1. TỔ NG QUAN VỀ ĐẤT
1.1.1. Khái niệm về đất
Đất là sản phẩm của quá trình phong hóa đá mẹ trải qua một thời gian dài
nhờ tác dụng của vi sinh vật; là nơi tích lũy các chất mà thực vật có thể sinh trưởng

và phát triển.
1.1.2. Quá trình hình thành đất [5], [7]
Quá trình hình thành đất là một quá trình biến đổi rất phức tạp của vật chất
diễn ra ở lớp ngoài cùng của vỏ Trái Đất dưới tác động của nhiều yếu tố tự nhiên và
nhân tạo.
Theo quan điểm nguồn gốc thì quá trình này bắt đầu bằng sự phá hủy vật liệu
ban đầu được gọi là đá mẹ, sản phẩm chủ yếu là các chất vô cơ có kích thước khác
nhau. Quá trình phá hủy đá mẹ - quá trình phong hóa - xảy ra dưới các hình thức
khác nhau. Dựa vào tính chất người ta phân biệt được ba loại phong hóa: lý học,
hóa học, sinh học. Kết quả của quá trình phong hóa đá là tạo sản phẩm phong hóa,
sản phẩm này tiếp tục biến đổi tạo sản phẩm trung gian giữa sản phẩm phong hóa và
đất gọi là “mẫu chất”. Theo thời gian, các yếu tố tự nhiên như sinh vật, khí hậu, địa
hình và con người tác động lên mẫu chất và dần dần bổ sung thêm một phần mới đó
là chất hữu cơ. Chính phần này mới làm cho mẫu chất trở thành đất với đầy đủ
thuộc tính lý học, hóa học, sinh học và đặc tính sử dụng của nó.
Theo quan điểm lịch sử thì quá trình hình thành đất chỉ từ khi bắt đầu có sự
sống xuất hiện. Nó tiến hóa cùng với sự sống từ thấp đến cao mà một phần được
phản ánh qua mối quan hệ hữu cơ: đất – cây – đất, có tác dụng tuần hoàn theo kiểu
xoắn trôn ốc. Nghĩa là, sau một chu kì sống, sinh vật trả lại cho đất một lượng vật
chất nhiều hơn so với khi nó lấy.
1.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hình thành đất [5], [7]]
Có năm yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hình thành đất: sinh vật, khí hậu, đá
mẹ, địa hình và tuổi. Đối với đất trồng, còn chịu tác động của con người.

3


1.1.3.1. Sinh vật
Đây là yếu tố chủ đạo vì nhờ đó mẫu chất trở thành đất đồng thời chịu tác
động nhiều nhất của đất. Tham gia vào quá trình hình thành đất có nhiều sinh vật

nhưng có thể phân thành ba nhóm chính: vi sinh vật, thực vật, động vật.
- Trong đất có rất nhiều vi sinh vật, có thể có hàng trăm triệu con trong 100g
đất. Vi sinh vật giúp phân giải và tổng hợp chất hữu cơ, cố định nitơ từ không khí
(chỉ có ở vi sinh vật cố định đạm).
- Thực vật là nguồn cung cấp chất hữu cơ chủ yếu cho đất. Nhờ khả năng
quang hợp, hàng năm thực vật để lại cho đất hàng tấn, thậm chí hàng chục tấn chất
xanh có chất lượng khác nhau tùy thuộc vào loài thực vật.
- Động vật cung cấp chất hữu cơ bằng chất thải và bằng cả cơ thể của chúng
khi chết đi. Chúng cũng góp phần cải thiện một số tính chất vật lý của đất như tính
thoáng khí, tạo kết cấu. Trong số các loài động vật, phải kể đến vai trò của giun đất.
Trong đất có nhiều giống giun và số lượng của chúng cũng rất nhiều. Theo Russell,
trong 1 ha đất tốt có thể có tới 2.500.000 con giun.
1.1.3.2. Khí hậu
Yếu tố khí hậu một mặt ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình hình thành và biến
hóa, mặt khác tác động gián tiếp qua sinh vật. Nước và nhiệt độ đóng vai trò quan
trọng trong quá trình phá hủy đá. Mưa nhiều rửa trôi mạnh các ion kiềm, kiềm thổ
làm đất trở nên chua, nắng kéo dài đất trở nên khô hạn. Mỗi đới khí hậu có những
loại đất đặc thù của nó.
1.1.3.3. Địa hình
Địa hình khác nhau thì sự thâm nhập của nước, nhiệt, các chất hòa tan sẽ
khác nhau. Càng lên cao nhiệt độ càng thấp, hệ sinh vật cũng thay đổi cho phù hợp.
Ở vùng đồi và đồng bằng, ngoài tác dụng phân phối lại độ ẩm, địa hình còn có tác
động xói mòn và tích lũy. Địa hình ảnh hưởng tới hoạt động sống của sinh vật, tới
chiều hướng và cường độ của quá trình hình thành đất.
1.1.3.4. Đá mẹ
Từ đá mẹ khác nhau, dưới tác động của các yếu tố hình thành đất mà các loại
đất được tạo thành có thành phần cấp hạt và tính chất hóa lý khác nhau. Thành phần

4

và tính chất chịu ảnh hưởng của đá mẹ thường được biểu hiện rõ rệt ở giai đoạn đầu
của quá trình hình thành đất, càng về sau sẽ bị biến đổi sâu sắc do quá trình hóa học
và sinh học xảy ra trong đất.
Trong hệ thống phân loại đất Việt Nam cho đến nay người ta vẫn chia nhóm
đất miền núi ra chi tiết dựa vào các nhóm đá mẹ như đất feralit hình thành trên đá
macma bazơ, đất feralit hình thành trên đá macma axit và đá biến chất hoặc đất
feralit hình thành từ đá cacbonat…
1.1.3.5. Thời gian
Chiều dài tuổi của đất được tính từ khi đất bắt đầu hình thành nghĩa là khi
sản phẩm phong hóa bắt đầu tích lũy chất hữu cơ cho đến khi đạt được một sự ổn
định nào đó, ta gọi đó là tuổi hình thành tuyệt đối. Đất có tuổi càng cao, thời gian
hình thành đất càng dài thì sự phát triển của đất càng rõ rệt.
1.1.3.6. Con người
Từ khi con người biết sử dụng đất trồng trọt đã tác động vào đất rất sâu sắc,
làm cho đất thay đổi nhanh chóng. Sự tác động này có thể làm cho đất ngày càng
màu mỡ hoặc thoái hóa đi. Một ví dụ điển hình cho hướng thứ nhất là việc nhân dân
ta quai đê lấn biển, thau chua rửa mặn để khai thác vùng đất mặn nơi hình thành ven
biển. Trong lúc đó, đồng bào miền núi sống du canh du cư đã phát rừng làm rẫy, sau
vài vụ gieo trồng đất bị kiệt quệ lại bỏ đi tìm nơi khác.
Theo Các Mác việc sử dụng và khai thác đất hợp lí hay không còn do trình
độ khoa học và chế độ chính trị xã hội quyết định.
1.1.4. Vai trò của chất hữu cơ và mùn đối với đất và cây trồng [6]
Chất hữu cơ và mùn là chỉ tiêu biểu thị đất khác với đá mẹ và có khả năng
sản xuất vì chúng đưa vào đất C và N. Xét hình thái phẫu diện đất, tầng đất hữu cơ
và mùn biểu thị đất màu mỡ, có nhiều tính chất lý hóa tốt. Trong phân loại đất, tầng
mùn là một chỉ tiêu phân loại quan trọng.
Chất hữu cơ và chất mùn là chỉ tiêu độ phì nhiêu của đất. Keo mùn kết hợp
với các cation và khoáng sét tạo ra các phức hệ keo ngưng tụ tạo kết cấu cho đất
làm cho đất tơi xốp, lưu thông nước, điều hòa nhiệt độ đất. Vì thế mùn là nhân tố

chủ yếu ổn định và cải thiện kết cấu đất. Keo mùn giúp tăng khả năng giữ nước,

5


tính thấm nước, hạn chế quá trình rửa trôi, xói mòn và chảy nước bề mặt. Keo mùn
cũng giúp cải thiện thành phần cơ giới của đất, điều hòa nhiệt độ tránh sự thay đổi
đột ngột nhiệt độ của đất ảnh hưởng xấu đến cây.
Mùn quyết định những tính chất hóa học quan trọng của đất. Đất giàu mùn
có khả năng trao đổi hấp phụ cation cao, có tính đệm cao, chống chịu tốt với sự thay
đổi đột ngột về pH đất, đảm bảo các phản ứng hóa học và oxi hóa khử xảy ra bình
thường, không gây hại cho cây trồng.
Ngoài ra, mùn còn là kho dự trữ thức ăn cung cấp từ từ và thường xuyên cho
cây trồng và vi sinh vật đất. Hợp chất mùn chứa nhiều nguyên tố dinh dưỡng lại có
khả năng khoáng hóa chậm và thường xuyên thành các chất vô cơ đơn giản cho cây
trồng sử dụng như N, P, K, Ca, Mg, S, vi lượng, trong đó N đặc biệt cao. Vì vậy,
đất giàu mùn nếu không có nguồn phân vô cơ bổ sung thì vẫn cho năng suất ổn
định. Vì mùn có khả năng trao đổi cation nên tạo ra sự trao đổi dinh dưỡng cung
cấp cho cây, trong đó phức hệ keo sét mùn là phức hệ điều tiết thức ăn quan trọng
nhất của đất đối với cây trồng.
Đất giàu chất hữu cơ, mùn sẽ có quần thể vi sinh vật phong phú, các quá
trình phân giải, tổng hợp của vi sinh vật nhanh hơn, đất càng có độ màu mỡ cao,
thuận lợi cho cây trồng sinh trưởng, phát triển.
Bảng 1.1: Đánh giá độ phì nhiêu của đất
Phân loại đất

Hàm lượng mùn (%)
< 1%

Đất rất nghèo mùn

1-2%

Đất hơi nghèo mùn

2-4%

Đất có mùn trung bình

4-8%

Đất giàu mùn

> 8%

Đất rất giàu mùn

6


1.1.5. Vai trò của nitơ đối với dinh dưỡng của cây trồng [6], [7]
Cây trồng nói chung chỉ đồng hóa được nitơ ở dạng các hợp chất vô cơ như:
NH4+ hay NO3 -. Chỉ có cây họ đậu mới đồng hóa được nitơ tự do trong không khí.
Dạng nitơ này sau khi tham gia phản ứng nitrat hóa, amoni hóa xảy ra trong thiên
nhiên, hoặc do kết quả hoạt động của vi sinh vật sống tự do trong đất hay vi sinh vật
trong nốt sần của rễ cây họ đậu, bèo hoa dâu tạo ra NO3-, NH4+. Cây trồng đồng hóa
được nitơ ở dạng này hay dạng khác lại phụ thuộc môi trường của phản ứng và
nồng độ của ion có mặt trong dung dịch đất.
Đối với cây trồng nitơ có những vai trò:
1.1.5.1. Nguyên tố cơ bản cần thiết cho thực vật

Nitơ là thành phần quan trọng của tất cả các protit đơn giản và phức tạp
trong nguyên sinh chất của tế bào thực vật. Nguồn nitơ chủ yếu cần cho dinh dưỡng
của cây trồng là muối nitrat và muối amoni. Các chất vô cơ này sau khi được cây
trồng hấp thụ, phải qua quá trình biến đổi phức tạp mới tạo nên sản phẩm cuối cùng
là aminoaxit và protit.
1.1.5.2. Thành phần của các axit nucleic, vitamin, enzim.
Nitơ cũng có trong thành phần các axit nucleic (ribonucleic RNA và
deoxiribonucleic DNA), chúng có vai trò đặc biệt quan trọng trong sự trao đổi chất
của thực vật.
Ngoài ra, nitơ còn là thành phần của các photphatit, alcaloit trong một số
vitamin, các enzim và nhiều chất hữu cơ khác của tế bào thực vật.
1.1.5.3. Thành phần chủ yếu của clorofin
Nitơ là một trong những thành phần chủ yếu của clorofin. Đối với cây trồng
có chứa clorofin, cơ thể của chúng có khả năng tự dưỡng. Những cây trồng không
có clorofin thì không có khả năng đó mà phải sống ở những nơi có sẵn chất hữu cơ.
1.1.5.4. Ảnh hưởng của các nguyên tố đến sự phát triển của cây trồng
Khi cây trồng được cung cấp đầy đủ nitơ và những điều kiện khác thì tốc độ
phát triển, hiệu suất quang hợp tăng lên, tạo điều kiện cho quá trình tổng hợp các
chất hữu cơ có nitơ trong cây.

7


Tuy vậy, khi thừa nitơ, thời kì sinh trưởng phát triển sẽ kéo dài, cây hô hấp
mạnh hơn quang hợp. Kết quả là gluxit tiêu hao nhiều hơn gluxit tích lũy. Lượng
tinh bột trong cây giảm xuống. Cây sinh trưởng quá mạnh, thân lá tăng nhanh mà
mô cơ giới kém hình thành nên rễ cây rất yếu, dễ bị lốp đổ, giảm năng suất nghiêm
trọng.
1.1.6. Vai trò của lân đối với cây trồng[2]
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 còn 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 sinh trưởng lên hình thành thêm tế bào mới nên có thêm
nucleoproteit, do vậy mà cây phải hút thêm cả đạm và lân. Cây được bón cân đối
đạm – lân sẽ phát triển xanh tốt, khỏe mạnh, nhiều hoa, sai quả và phẩm chất nông
sản tốt.
Lân cấu tạo nên nhiều hợp chất quan trọng nên giúp tăng tính chịu lạnh của
cây trồng. Lân thúc đẩy mô phân sinh phân chia nhanh, cho nên tạo điều kiện cho
cây phát dục 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.
Lân có vai trò quan trọng đối với sự phát triển của cây trồng. 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, nhiều loại cây
trồng khi thiếu lân lá chuyển sang màu tím đỏ hay đỏ. Nếu thiếu lân trầm trọng lá
có vết tím, thân mảnh, chín chậm, hạt và quả phát triển kém. 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.

8


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.
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. 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.
1.2. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC
1.2.1. Chu trình thủy văn
Khối lượng toàn bộ nguồn nước trên Trái Đất ước tính 1.454.000.000 km3.
Diện tích nước mặt chiếm đến 70% diện tích bề mặt Trái Đất. Hơn 97% lượng nước
toàn cầu là nước mặn. Còn khoảng 3% nước ngọt lại tập trung ở hai cực và trong
lòng đất chỉ khoảng 1%.
Nguồn nước trong tự nhiên luôn được luân hồi theo một chu trình. Theo chu
trình này, lượng nước được bảo toàn, chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác (lỏng,
khí, rắn) hoặc từ nơi này sang nơi khác. Tùy theo loại nguồn nước (đại dương, hồ,
sông, hơi ẩm đất…) thời gian luân hồi có thể rất ngắn (8 ngày đối với hơi ẩm không
khí) hoặc có thể kéo dài hàng năm, hàng ngàn năm (đại dương 1400 năm).
Trong chu trình thủy văn nguồn nước ngọt được luân hồi qua quá trình bốc
hơi và mưa (thời gian luân hồi thường là ngắn theo hằng năm). Hiện nay hàng năm
toàn thế giới mới sử dụng khoảng 4000 km3 nước ngọt, chiếm khoảng hơn 40%
tổng lượng nước ngọt có thể khai thác. Tuy nhiên nguồn nước mưa và nước ngọt
phân bố rất không đều, trong khi có nhiều vùng bị ngập lụt thì các vùng khác lại
thiếu nước ngọt.
1.2.2. Thành phần hóa sinh của nước[1]
1.2.2.1. Thành phần hóa học
Các hợp chất vô cơ, hữu cơ trong tự nhiên có thể tồn tại ở dạng ion hòa tan,
khí hòa tan, dạng rắn, lỏng. Sự phân bố các hợp chất này quyết định bản chất của

9


nước tự nhiên: nước ngọt, nước lợ và nước mặn; nước giàu dinh dưỡng, nước nghèo
dinh dưỡng, nước cứng, nước mềm, nước có bị ô nhiễm hay không….

a. Các ion hòa tan
Nước tự nhiên là dung môi hòa tan tốt các axit, bazo, muối vô cơ. Sự hòa tan
các chất rắn trong nước là yếu tố chủ yếu quyết định độ mặn của nước. Nồng độ các
ion hòa tan càng cao thì độ dẫn điện càng cao. Thành phần hóa học của nước biển
tương đối đồng nhất, nhưng của nước sông không đồng nhất vì còn phụ thuộc vào
đặc điểm khí hậu, địa chất, địa mạo và vị trí của thủy lục.
Bảng 1.1. Thành phần hóa học trong nước tự nhiên
Thành phần

Nước biển

Nước sông, hồ, đầm

Nồng độ

Thứ tự

Nồng độ

Thứ tự

Clo Cl-

9340

1

8

4

Natri Na+

10770

2

6

5

Sunfat SO42-

2721

3

11

3

Magie Mg2+

1290

4

4

6

412

5

15

2

Kali K+

399

6

2

7

Bicacbonat HCO3-

140

7

58

1

Bromua Br-

65

8

-

-

Stronti Sr2+

9

9

-

-

Các ion chính

Canxi Ca

2+

Các nguyên tố vi lượng

Microgam/l

Microgam/l

Bo

4500

2

10

5

Silic

5000

1

13100

3

Flo

1400

3

100

12

Nitơ

250

4

230

11

Photpho

35

5

20

13

Molipden

11

6

1

18

Kẽm

5

7

20

14

10