Tài liệu học tập Độ phì và phân bón , BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TÀI LIỆU HỌC TẬP

ĐỘ PHÌ VÀ PHÂN BÓN

LÊ VĂN DŨ
Khoa Nông Học

Năm 2009

1


Chương 1. TỔNG QUAN MÔN HỌC ĐỘ PHÌ NHIÊU

VÀ PHÂN BÓN
Bài 1. Giới thiệu độ phì nhiêu và phân bón
1.

Nội dung môn học: định nghĩa, thành phần, tính chất của độ phì và phân bón.

Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng cây trồng, các nguyên tố dinh duỡng cây trồng
tối cần thiết . Mối quan hệ cơ bản giữa độ phì nhiêu đất, cây trồng và phân bón. Đặc
điểm, tính chất của các chất dinh dưỡng trong đất và các lọai phân bón. Xác định nhu
cầu bón phân và cơ sở bón phân hợp lý.
2. MỤC TIÊU MÔN HỌC
2.1. Mục tiêu tổng quát: sau khi hòan tất môn học, sinh viên có khả năng nhận biết
các thành phần của độ phì nhiêu đất đai, tính chất, đặc điểm của độ phì nhiêu.
Nhận biết tính chất, đặc điểm, sử dụng các lọai phân bón vô cơ, hữu cơ, sinh

học. Xác định được nhu cầu bón phân cho cây trồng nhằm mục đích tăng năng
suất và hạn chế suy thóai độ phì nhiêu của đất..
2.2. Năng lực đạt được: hiểu cơ sở lý luận về độ phì nhiêu đất đai và sử dụng phân
bón hiệu quả
2.3. Mục tiêu cụ thể:
-Kiến thức: nhận diện các qui luật hình thành phát triển độ phì đất, các tính
chất cơ bản của độ phì đất, các lọai phân bón cơ bản, các phương pháp xác
định nhu cầu bón phân và cơ sở bón phân hợp lý cho các hệ thống cây trồng.
-Hiểu biết: mô tả, giải thích các tính chất đất ảnh hưởng đến sử dụng phân bón
có hiệu quả.
-Ứng dụng: phân tích, tính tóan nhu c ầu bón phân cho các hệ thống cây trồng.
-Tổng hợp: thiết lập các chương trình bón phân cho các hệ thống cây trồng.
I. Tổng quan về độ phì nhiêu đất đai
1. Định nghĩa. Độ phì nhiêu được định nghĩa là khả năng cung cấp các chất dinh
dưỡng của đất một cách đầy đủ (không thiếu, không thừa) cho từng loại cây trồng hay
một hệ thống cây trồng nhất định để đạt được năng suất và chất lượng mong muốn.
2 Đặc điểm của độ phì nhiêu
2.1 Các lọai đất khác nhau, độ phì nhiêu tự nhiên rất khác nhau, quá trình hình thành
rất chậm.
2.2 Quản lý không tốt sự suy giảm rất nhanh
2.3 Phần lớn đất canh tác hiện nay là có độ phì nhiêu thấp, 1 số ít là trung bình.
2


2.4 Sử dụng phân bón thường đạt hiệu quả cao trên đất có độ phì nhiêu cao.
2.5 Nhưng nếu độ phì nhiêu được cải thiện thì hiệu quả sử dụng phân bón sẽ tăng cao.
3. Thành phần của độ phì nhiêu. Thuật ngữ độ phì nhiêu bao gồm 1 tập hợp các tính
chất vật lý, hóa học và sinh học của đất. Các thành phần này luôn luôn vận động và
quan hệ hữu cơ, bao gồm:
3.1 Độ sâu tầng đất thực. Quyết định thể tích đất rễ cây có thể phát triển được, phần

lớn đất canh tác yêu cầu tầng đất thực khỏang 1m, trong đó không có lớp đất bị nén
chặt
3.2 Cấu trúc đất. Dựa trên sa cấu và sự sắp xếp các hạt. cấu trúc đất quyết định độ rỗng
của đất, nên ảnh hưởng đến khả năng cung cấp nước và không khí cho rễ.
3.3 Phản ứng của đất. Là tính chất chỉ thị và điều hòa các tiến trình và cân bằng hóa
học trong đất.
3.4 Hàm lượng các chất dinh dưỡng. Các chất dinh dinh dưỡng có mức độ hữu dụng
khác nhau.
3.5 Khả năng giữ chất dinh dưỡng hòa tan trong đất và từ phân bón.
3.6 Hàm lựơng và chất lượng mùn, bao gồm 1 phần chất hữu cơ dễ khóang hóa.
3.7 Mật số và họat độ của sinh vật đất như là 1 tác nhân tham gia vào các tiến trình
chuyển hóa các chất dinh dưỡng.
3.8 Hàm lượng các chất ức chế, độc chất, bao gồm các chất hình thành trong tự nhiên
(như muối trong đất nhiễm mặn, Al trong đất chua, phèn hay các độc chất do con
người gây ra (ô nhiễm).
4. Đặc điểm đất có độ phì nhiêu cao. Một lọai đất có khả năng sản cao với độ phì
nhiêu cao, bao gốm các tính chất sau:
4.1 Các chất dinh dưỡng dễ giải phóng ra dung dịch đất từ các nguồn dự trử.
4.2 Các chất dinh dưỡng trong phân bón dễ dàng chuyển thành dạng hữu dụng đối với
cây trồng.
4.3 Giữ được các chất dinh dưỡng hòa tan dưới dạng dễ hữu dụng, đồng thời hạn chế
sự rửa trôi các chất dinh dưỡng.
4.4 Cung cấp các chất dinh dưỡng một cách cân bằng theo nhu cầu của cây, do đất có
khả năng tự điều chỉnh.
4.5 Giữ và cung cấp đủ nước.
4.6 Duy trì độ thóang tốt, thỏa mãn nhu cầu oxygen cho rễ.
4.7 Không cố định (giữ chặt) các chất dnh dưỡng, như kết tủa, làm cho chất dinh
dưỡng trở nên không hữu dụng.
Đất có độ phì tự nhiên cao, không bón phân, cây tr ồng cũng có thể cho năng suất cao,
nhưng năng suất sẽ không thể tăng hơn nữa nếu không bổ sung thêm các chất dinh

3


dưỡng chủ yếu. Đất có mức độ phì nhiêu đất cao chính là nền tảng cho tất cả các biện
pháp kỹ thuật khác phát huy tác dụng.
5. Lịch sử sử dụng đất liên quan đến độ phì. Trong lịch sử nông nghiệp, có nhiều
phương thức sử dụng độ phì nhiêu đất khác nhau:
5.1 Khai thác độ phì nhiêu đất, như canh tác không bón phân (du canh)
5.2 Sử dụng nhiều thành phần của độ phì nhiêu khi có thể nhưng không bù đắp lại khi
chưa thấy ảnh hưởng đến năng suất cây trồng (chỉ bón 1 lượng phân N, P trung bình)
5.3 Duy trì và cải thiện độ phì nhiêu của đất để đảm bảo năng suất cây trồng luôn cao
(bổ sung các chất dinh dưỡng bị mất hay do cây trồng lấy đi, chất hữu cơ để cải thịện
độ phì nhiêu.
6. Độ phì nhiêu tổng quát của đất vùng nhiệt đới. Độ phì nhiêu rất khác nhau giữa
các lọai đất. Các lọai đất vùng nhiệt đới ẩm, Các tính chất độ phì nhiêu thường có là:
6.1 Đất thường chua và rất chua, cần phải bón vôi để nâng pH lên >5.5.
6.2 Thường có hàm lượng P dễ tiêu thấp hay có khả năng cố định P cao (kết hợp bón
vôi và phân P).
6.3 Vùng có vũ lượng hàng năm cao, đất thường có hàm lượng K, Mg, S thấp (nhu cầu
bón các lọai phân này cao).
6.4 Thường có khả năng hấp phụ và giữ dinh dưỡng kém (cần phải chia lượng phân
bón bón nhiều lần).
6.5 Thường có hàm lượng hữu dụng N thấp, mặc dù tốc độ khóang hóa chất hữu cơ dễ
phân giải nhanh.
II. Tổng quan về phân bón
1. Định nghĩa. Phân bón là các vật liệu vô cơ hoặc hữu cơ được sử dụng để cung cấp
các chất dinh dưỡng cho cây trồng hoặc duy trì và cải thiện độ phì nhiêu của đất.
2. Sự cần thiết phải sử dụng phân bón. Mục đích của việc sử dụng phân bón là kiểm
sóat chu kỳ các chất dinh dưỡng trong tự nhiên và cải thiện tình trạng dinh dưỡng cho
cây trồng.

2.1. Sử dụng phân bón là điều cần thiết cho tất cả các hệ thống sản xuất cây trồng
trong thời gian dài
2.2. Nông nhiệp càng phát triển, nhu cầu phân bón càng tăng.
2.3. Giống có tiềm năng năng suất càng cao, nhu cầu dinh dưỡng càng nhiều
3. Mục đích của việc sử dụng phân bón.
3.1 Bổ sung các chất dinh dưỡng cần thiết nhẳm thỏa mãn nhu cầu của các lọai cây
trồng năng suất cao
3.2 Bù đắp các chất dinh dưỡng trong đất bị mất (cây trồng lấy đi, rửa trôi…)
4


3.3 Nâng cao hoặc duy trì độ phì nhiêu của đất
4. Các lọai phân bón. Phân bón có thể chia thành các nhóm sau.
4.1 Phân hữu cơ. Nhiều vật liệu hữu cơ có thể được sử dụng làm phân bón (vừa cải tạo
đất, vừa cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng. Phần lớn vật liệu hữu cơ là chất thải,
và sản xuất tại chỗ, nên giá thành rẻ. Nông dân có thể tự chế biến và sử dụng. Nhưng
nếu sản xuất phân hữu cơ để bán, phân hữu cơ cần thỏa mãn các yêu cầu về tính chất
vật lý, hóa học và sinh học sau: khô, nghiền, trộn đều, kết hạt…, trung hòa pH, bổ
sung các chất dinh dưỡng quan trọng, và không chứa nguồn bệnh, độc chất.
4.2 Phân vô cơ. Là các lọai phân (hóa chất) được chế biến (tổng hợp), bao gồm phân
đa lượng (N, P, K), phân trung lượng (Ca, Mg, S), và phân vi lượng (Fe, Zn, Cu, Mn,
B, Mo)
5. Phân bón và sử dụng hiệu quả phân bón. Theo định nghĩa phân bón bao gồm
các vật liệu sử dụng để cung cấp các chất dinh dưỡng cho cây trồng và bổ sung độ
phì nhiêu của đất. Là yếu tố làm tăng năng suất và cải thiện chất lượng nông sản.
5.1 Sử dụng phân bón đạt hiệu quả cao nhất trên đất có độ phì nhiêu cao (độ phì tự
nhiên hay được cải thiện, nhưng ngay cả đất có độ phì nhiêu thấp, sự sinh trưởng của
cây trồng cũng được cải thiện 1 cách đáng kể,
5.2 Phân bón được sử dụng để bổ sung các chất dinh dưỡng tự nhiên trong đất, đặc biệt
là để hiệu chỉnh các chất dinh dưỡng trong đất bị thiếu hụt đối với nhu cầu của cây

trồng
5.3 Một số vật liệu vô cơ và hữu cơ có thể sử dụng bón trực tiếp, nhưng phần lớn các
lọai phân bón được xử lý, chế biến thích hợp với yêu cầu sử dụng bởi cây trồng
5.4 Mức độ thích hợp của các dạng phân bón đa, trung và vi lượng đối với từng mục
đích phụ thuộc vào tốc độ hấp thu dinh dưỡng (phun qua lá, dạng hòa tan nhanh khi
bón vào đất, hòa tan chậm nhưng kéo dài), tính tương tác giữa các chất dinh dưỡng
(tăng tính hòa tan của các chất dinh dưỡng khác trong đất, hạn chế hấp thu các chất
dinh dưỡng thừa trong đất)
5.5 Liều lượng phân bón sử dụng cần dựa trên các phương pháp chẩn đóan, ví dụ:
phân tích đất, phân tích cây và hiệu quả kinh tế
5.6. Phương pháp bón phân cần tuân theo nguyên tắc: tất cả cây trồng nhận đầy đủ
chất dinh dưỡng (bón vào đất hay phun qua lá), nhưng cần hạn chế tối đa mất mát chất
dinh dưỡng trong phân (bay hơi, rửa trôi, cố định…)
5.7 Chất lượng nông sản chịu ảnh hưởng rất lớn bởi bón phân, nhất là phân vô cơ. Do
đó cần hiểu rõ những kiến thức và khái niệm mới về phân bón và bón phân. Chất
lượng trong vấn đề này cần được hiểu không chỉ là thành phần các chất dinh dưỡng mà
5


còn phải xác định thành phần phụ trong phân bón (ảnh hưởng đến chất lượng nông
sản, môi trường)
5.8 Nguy cơ tác động xấu đối với môi trường khi sử dụng phân bón (đất, nước, không
khí), kể cả phân vô cơ và hữu cơ
5.9 Phân bón là yếu tố góp phần tăng năng suất cây trồng rất lớn, nhưng việc ô nhiễm
môi trường do bón phân là việc không tránh khỏi, nhưng chúng ta có thể giữ được mức
độ ô nhiễm thấp nhất.
6. Phân bón-yếu tố rất quan trọng trong sản xuất cây trồng. Sự sinh trưởng của cây
trồng phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, trong đó phân bón được coi là đòn bẩy tăng năng
suất rất mạnh. Các nghiên cứu cho thấy sự tăng năng suất cây trồng có tương quan rất
chặt với lượng phân bón sử dụng.Cần lưu ý là năng suất tăng do phân bón cũng có giới

hạn như những yếu tố khác, nghĩa là khi sử dụng phân bón vượt quá nhu cầu của cây,
năng suất có thể giảm và hiệu quả sử dụng phân bón thấp.
Việc sản xuất phân bón cần nhiều năng lượng, nhất là phân N, đồng thời sử dụng phân
bón không hợp lý sẽ có tác động xấu đến môi trường.
Vấn đề duy trì chất hữu cơ trong đất cũng là điều cần chú ý. Đây là yếu tố chính tạo
nền cho sản xuất nôn nghiệp bền vững, nhưng khả năng cung cấp luôn bị thiếu hụt.
III. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Ba đối tương chính được nghiên cứu là mối quan hệ hữu cơ giữa đất-phân bón và cây
trồng. Nghiên cứu chu kỳ tuần hòa vật chất trong nông nghiệp, các tiến trình xảy ra
trong đất, trong cây có thể làm thay đổi năng suất, phẩm chất của cây trồng và tác
động đến môi trường đất, nước. Trong các yếu tố tác động này, phân bón là yếu tố tác
động do con người có ảnh hưởng lớn nhất.
Những phương pháp áp dụng trong nghiên cứu độ phì nhiêu và phân bón.
- Phân tích đất, phân bón, cây trồng,
- Trồng cây trong chậu, nhà kính,
- Bố trí thí nghiệm ngòai đồng,
- Thí nghiệm trên diện rộng, và 1 số phương pháp khác…
- Phương pháp sử dụng phân bón có hiệu quả, làm cơ sở cho việc sản xuất các lọai
phân bón mới, cải tiến phương pháp sử dụng phân bón…

6


Chương 2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SINH TRƯỞNG

CÂY TRỒNG
Bài 1. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng cây trồng.
Mục đích.
Chúng ta sẽ ôn lại các yếu tố này, bởi vì chúng liên quan đến “yếu tố giới hạn” được
sử dụng trong dinh dưỡng cây trồng.

1. Định nghĩa. Sinh trưởng là một tiến trình phát triển liên tục của 1 sinh vật. Sự sinh
trưởng của cây trồng thường được diễn tả bằng trọng lượng chất khô (tổng phần nông
sản thu họach, như hạt, quả…), chiều cao cây, độ dài, kích thước lá, được kính thân…
Sự sinh trưởng của cây trồng hàng năm liên quan đến thời gian thường được diễn tả là
1 đường cong dạng chữ S, hay trong 1 mùa vụ sinh trưởng đối với cây lưu niên.

Sinh trưởng

Thời gian
Sự sinh trưởng của cây trồng theo thời gian
Sự sinh trưởng có tương quan đến các yếu tố sinh trưởng.
G = f (X1, X2, X3 .....Xn)
G = sự sinh trưởng
Xi = các yếu tố sinh trưởng
2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng
cây trồng có thể chia thành 2 nhóm.
2.1 Yếu tố di truyền. Tiềm năng năng suất được quyết định bởi các gene di truyền của
cây trồng. Năng suất cây trồng tăng trong thời gian qua đều có liên quan trực tiếp đến
các giống lai hay các giống cải thiện. Các đặc điểm khác như chất lượng, khả năng
kháng bệnh, chịu hạn cũng do các yếu tố di truyền quyết định. Bắp lai, lúa lai là 1
minh chứng của việc tăng năng suất cây trồng do yếu tố di truyền.. Công nghệ di

7


truyền ngày nay trở thành 1 ngành quan trọng trong việc thay đổi tiềm năng năng suất
cây trồng.
Giống và nhu cầu dinh dưỡng của cây- Giống cây cho năng suất 6 tấn/ha luôn có nhu
cầu dinh dưỡng cao hơn giống cho năng suất 3 tấn/ha.. Khi tiểm năng năng suất cây
trồng tăng, nhu cầu dinh duỡng sẽ tăng và giống có năng suất càng cao, hiệu quả sử

dụng phân bón càng cao, nhất là phân N.
Người sản xuất có thể kiểm sóat yếu tố di truyền bằng phương pháp chọn giống thích
hợp như giống cho năng suất cao, phẩm chất tốt, tính chống chịu cao….
2.2 Các yếu tố môi trường. Yếu tố môi trường bao gồm tất cả các điều kiện bên ngòai
ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của 1 sinh vật.
Đối với cây trồng, những yếu tố môi trường quan trọng bao gồm những yếu tố sau và
mỗi yếu tố đều có thể là yếu tố giới hạn sinh trưởng của cây. Những yếu tố môi
trường không họat động độc lập, các yếu tố này luôn quan hệ với nhau, ví dụ luôn có mối quan hệ hữu cơ giữa ẩm độ và độ thóang đất.
2.2.1 Nhiệt độ - cường độ nhiệt. Cây trồng sinh trưởng bình thường trong khỏang
nhiệt độ 25-40oC.
a. Ảnh hưởng trực tiếp của nhiệt độ. Nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến các tiến trình
quang hợp, hô hấp, thóat hơi nước, hấp thu nước và dinh dưỡng của cây trồng.
b. Tốc độ các tiến trình này tăng khi nhiệt độ tăng và mức độ phản ứng với nhiệt độ
khác nhau đối với từng lọai cây trồng. Ví dụ ảnh hưởng của nhiệt độ khác nhau đến
sinh trưởng của cây bông vải và khoai tây (cây ưa nhiệt độ cao và cây ưa nhiệt độ
thấp).
c. Nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến họat động của vi sinh vật trong đất. Nhiệt độ thấp ức
chế họat động của vi khuẩn nitrate hóa. pH cũng có thể giảm khi nhiệt độ cao, do vi
sinh vật họat động mạnh.
d. Nhiệt độ đất cũng ảnh hưởng đến hấp thu nước và dinh dưỡng đối với cây trồng.
2.2.1 Ẩm độ đất. Khả năng cung cấp nước – sinh trưởng cây trồng bị hạn chế khi ẩm
độ đất quá cao hay quá thấp. Chúng ta có thể kiểm sóat được thông qua phương pháp
tưới tiêu. Ẩm độ đủ sẽ cải thiện được sự hấp thu dinh dưỡng. Nếu ẩm độ là yếu tố giới
hạn, hiệu quả sử dụng phân bón sẽ không cao.
2.2.3 Năng lượng mặt trời. Chất lượng, cường độ và thời gian chiếu sáng là các chỉ
tiêu quan trọng của ánh sáng ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cây trồng.
a. Chất lượng ánh sáng là yếu tố chúng ta không kiểm sóat được trên đồng ruộng.
b. Cường độ ang sáng là tính chất quan trọng do tiến trình quang hợp có liên quan mật
thiết với cường độ ánh sáng. Bắp có dạng lá thẳng sẽ hấp thu nhiều ánh sáng hơn dạng
lá xòe ngang.

8


c. Thời gian chiếu sáng – Quang kỳ - Cây trồng có liên quan đến độ dài ngày
- Cây ngày dài – Chỉ ra hoa khi độ dài ngày dài hơn 12 giờ. Cây ngũ cốc.…
- Cây ngày ngắn - Chỉ ra hoa khi độ dài ngày ngắn hơn 12 giờ.
- Cây trung tính với quang kỳ- ra hoa trong khỏang độ dài ngày rộng. Cà chua, bông
vải…
Do ảnh hưởng của quang kỳ nên 1 số lọai cây trồng có thể không ra hoa trên 1 số
vùng. Hoa cúc, thanh long có thể ra hoa bằng phương pháp kiểm sóat quang kỳ.
2.2.4 Thành phần của khí quyển. CO2 chiếm 0.03 % thể tích không khí. Quang tổng
hợp biến đổi CO2 thành chất hữu cơ trong cây. CO 2 sẽ được trả lại khí quyển bởi tiến
trình hô hấp hay phân giải chất hữu cơ. Trong 1 điều kiện nào đó, nếu nồng độ CO2
giảm có thể sẽ là yếu tố giới hạn sinh trưởng của cây trồng. Khi tăng nồng độ có thể
năng suất cây trồng tăng như các nghiên cứu trên lúa, cà chua, dưa chuột, hoa, khoai
tây…
Chất lượng không khí. Nếu không khí bị ô nhiễm cao, có thể gây ngộ độc cho cây như
sulfur dioxide, carbon monoxide, hydrofluoric acid…
2.2.5 Độ thóang khí của đất. Đất bị nén chặt với dung trọng cao, cấu trúc kém thường
là đất có độ thóang khí kém. Độ rỗng của đất được chiếm giữ bởi không khí và nước
nên nước và không khí trong đất có tỉ lệ nghịch. Đất thóat nước tốt, thường hàm lượng
oxy hòa tan không là yếu tố giới hạn sinh trưởng của cây. Cây trồng khác nhau, mức
độ nhạy cảm với hàm lượng oxy trong đất khác nhau, ví dụ cây lúa nước và cây thuốc
lá.
2.2.6 Phản ứng của đất. pH đất ảnh hưởng đến khả năng hữu dụng của 1 số chất dinh
dưỡng như khả năng hữu dụng của P thấp trên đất chua, Al hòa tan mạnh trên đất chua
có thể gây độc cho cây. Một số vi sinh vật gây bệnh của chịu ảnh hưởng bởi pH, ví dụ
bệnh ghẽ vỏ khoai tây có thể kiểm sóat được khi pH<5,5.
2.2.7 Các yếu tố sinh học. Bón phân với liều lượng cao có thể làm tăng sinh trưởng
dinh dưỡng (thân lá) và cây sẽ mẫn cảm với nhiều lọai bệnh. Nhưng trường hợp rễ bị

hại bởi tuyến trùng, làm giảm khả năng hấp thu dinh dưỡng của rễ, nên cần thiết phải
bón nhiều phân hơn. Cỏ dại là yếu tố cạnh tranh nước, dinh dưỡng và ánh sáng với cây
trồng, ngòai ra rễ cỏ còn tiết ra nhiều hợp chất có hại cho rễ cây trồng (allelopathy)
2.2.8 Các chất dinh dưỡng khóang tối cần thiết – tất cả các nguyên tố hóa học tham
gia rực tiếp vào quá trình trao đổi chất của cây. Các nguyên tố hóa học không phải là
dinh dưỡng (được cung cấp từ nước và không khí), bao gồm carbon, hydrogen,
oxygen.
Các nguyên tố dinh dưỡng đa lượng, bao gồm nitrogen, phosphorus, potassium. Các
nguyên tố dinh dưỡng trung lượng gồm calcium, magnesium, sulfur, và các chất dinh
9


dưỡng vi lượng đồng, manganese, kẽm, boron, molybdenum, chlorine, sắt. Các nguyên
tố có ích cho 1 số cây trồng như cobalt, vanadium, sodium, silicon.
2.2.9 Các chất ức chế, gây độc cho cây trồng. Các chất dinh dưỡng của cây trồng khi
tồn tại với nồng độ cao đều có thể ức chế sinh trưởng hay gây độc cho cây. Các chất
khác bao gồm aluminum, nickel, chì – thường đi với bùn cống, chất thải công nghiệp,
hầm mỏ…, các hợp chất hữu cơ như phenols, dầu.
3. Các yếu tố giới hạn năng suất.
Bất kỳ yếu tố nào, có thể là yếu tố di truyền hay yếu tố môi trường, yếu tố nước, ánh
sáng, dinh dưỡng…. cũng có thể giới hạn năng suất cây trồng.
- “định luật tối thiểu” (Liebig, 1860’s). “1 hay nhiều chất dinh dưỡng trong đất có
thể có nồng độ cao (tối đa), và cũng có thể có nổng độ rất thấp (tối thiểu). Với các
chất dinh dưỡng tối thiểu, có thể là Ca, Mg, K, hay bất kỳ chất dinh dưỡng nào khác,
năng suất sẽ tương quan trực tiếp với các chất dinh dưỡng tối thiểu này.
- Yếu tố tối thiểu kiểm soát năng suất. Ví dụ, yếu tố tối thiểu của đất là vôi, năng suất
cây trồng sẽ không tăng ngay cả khi chúng ta bón các lọai phân bón khác tăng gấp
100 lần** nếu không bón vôi.
Định luật trên phát biểu cho các chất dinh dưỡng, nhưng có thể áp dụng cho bất kỳ yếu
tố sinh trưởng nào khác.

Sự sinh trưởng của cây trồng bị giới hạn, khi chất dinh dưỡng hiện diện với hàm lượng
giới hạn (tối thiểu), bất kể các chất dinh dưỡng khác có hàm lượng và khả năng cung
cấp cho cây đầy đủ hay dư thừa.
Mục tiêu của nhà sản xuất là phải nhận diện tất cả các yếu tố giới hạn làm giảm năng
suất cây trồng.
Tóm tắt yếu tố giới hạn năng suất.
- Nếu có nhiều yếu tố giới hạn thì yếu tố giới hạn cao nhất quyết định tiềm năng năng
suất.
- Chỉ khi nào giải quyết được yếu tố giới hạn này, năng suất cây trồng mới được cải
thiện.
- Đối với các chất dinh dưỡng. Chất giới hạn cao nhất là chất có hàm luợng tương đối
thấp nhất so với yêu cầu của cây trồng (ngưỡng dinh dưỡng).
Tóm tắt
1. Sự sinh trưởng của cây trồng phụ thuộc vào thời gian, các đặc tính di truyền,
các yếu tố môi trường. Chọn giống thích hợp để sử dụng có hiệu quả các chất
dinh dưỡng trong đất.
10


2. Các yếu tố môi trường có ảnh hưởng tổng hợp đến sinh trưởng và sự phản ứng
của cây trồng đối với việc cung cấp các chất dinh dưỡng.
3. Sự sinh trưởng của cây trồng hàng năm, 1 mùa vụ của cây lân năm có dạng chữ
S. Cây trồng phản ứng với các điều kiện môi trường kễ cả phân bón cũng có
dạng như trên. Khi hàm lượng dinh dưỡng tăng, sự sinh trưởng tăng, nhưng
mức độ tăng trên 1 đơn vị dinh dưỡng giảm.
4. Yếu tố giới hạn cao nhất là yếu tố kiểm soát năng suất. Chỉ khi nào nhận diện và
giải quyết yếu tố giới hạn này, năng suất sẽ tăng.

11

Chương 2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SINH TRƯỞNG
CÂY TRỒNG
Bài 2. Các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết
cho sinh trưởng phát triển của cây trồng
Mục tiêu
- Nhận diện 16 nguyên tố dinh dưỡng tối cần thiết cho tất cả các lọai cây trồng.
- Hiểu 13 nguyên tố dinh dưỡng khóang tối cần thiết được cung cấp cho cây trồng từ
đất.
- Nhận biết các ký hiệu hóa học và nhu cầu tương tối của cây
I. Nguyên tố dinh dưỡng tối cần thiết.
1. Định nghĩa. Nguyên tố dinh dưỡng tối cần thiết là các nguyên tố:
- Liên quan trực tiếp đến các quá trình trao đổi chất trong cây,
- Cây không thể hòan thành chu kỳ sống khi không có nguyên tố này, và
- Các nguyên tố khác không thể thế thế hòan tòan vai trò của các nguyên tố này
2. Các nguyên tố tối cần thiết. Bao gồm 16 nguyên tố hóa học, trong đó 3 nguyên tố
Carbon, Hydrogen, Oxygen mặc dù cây trồng hấp thu 1 lượng lớn từ không khí và
nước, chiếm khoảng 96% chất khô của cây, nhưng thường không được xem là chất
“dinh dưỡng” thật sự-các nguyên tố khung.
Chúng ta chỉ chú ý đến 13 nguyên tố dinh dưỡng được cung cấp từ đất.
Các nguyên tố dinh dưỡng tối cần thiết được chia thành 3 nhóm:
- Các nguyên tố dinh dưỡng đa lượng - 3
- Các nguyên tố dinh dưỡng trung lượng - 3
- Các nguyên tố dinh dưỡng vi lượng - 7
2.1 Các nguyên tố dinh dưỡng đa lượng. Bao gồm Nitrogen – N, Phosphorus – P,
và Potassium – K. Các nguyên tố dinh dưỡng đa lượng là các chất dinh dưỡng chủ
yếu, chính – chủ yếu về mặt khối lượng, nhưng không phải quan trọng nhất.
Nhu cầu của cây với hàm lượng tương đối cao, trung bình khoảng 50-150 kg/ha/vụ
2.2 Các nguyên tố dinh dưỡng trung lượng. Bao gồm Calcium – Ca
Magnesium – Mg, và Sulfur – S. Hầu hết các loại cây co nhu cầu "trung bình" về hàm

lượng, khoảng 10-50 kg/ha/vụ.
2.3 Các nguyên tố dinh dưỡng vi lượng. Bao gồm Boron – B, Chlorine – Cl, Đồng –
Cu, Sắt – Fe, Manganese – Mn, Molybdenum – Mo, Kẽm – Zn.
Chú ý, mặc dù các nguyên tố vi lượng cây có nhu cầu với hàm lượng rất nhỏ, nhưng
tầm quan trọng cũng như các nguyên tố đa lượng. Nhu cầu thường <1 kg/ha/vụ.
12


Bảng 2.1. Các nguyên tố dinh dưỡng tối cần thiết, dạng hữu dụng và nồng độ tương
đối trong cây.
Nguyên tố

Dạng hữu dụng (cây hấp

Nồng độ tương đối

thu)
Hydrogen

H2O

60.000.000

Oxygen

CO2 và H2O

30.000.000

Carbon

CO 2

30.000.000

Nitrogen

NO3- và NH4+

1.000.000

+

Kali

K

Lân

H2PO4SO42-

Lưu huỳnh
Chlorine

400.000
và

HPO 42-

30.000

30.000

Cl

3.000

Sắt

2+

Fe và Fe3+

2.000

Boron

H3BO3

2.000

Mangan
Kẽm

Mn

2+

1.000

2+

Zn

+

Đồng

Cu và Cu

Molybden

MoO42-

300
2+

100
1

3. Một số thuật ngữ thường sử dụng trong dinh dưỡng cây trồng. Các thuật ngữ
này diễn tả sự tương quan giữa nồng độ dinh dưỡng trong cây và năng suất.
3.1“Thiếu dinh dưỡng”: nồng độ dinh dưỡng thấp, năng suất giảm nghiêm trọng.
Nếu thiếu nặng thường thể hiện triệu chứng ra bên ngoài, nếu mức độ thiếu dinh
dưỡng nhẹ, hay trung bình, năng suất có thể giảm, nhưng không thể hiện triệu chứng
thiếu ra ngoài. .
3.2 “nồng độ ngưỡng”: nếu nồng độ chất dinh dưỡng trong cây thấp hơn nồng độ này,
năng suất sẽ giảm –và khi bón phân có chất dinh dưỡng này, năng suất sẽ tăng. Đây là
vùng tiếp giáp giữa ĐỦ và THIẾU dinh dưỡng.
3.3.“đủ dinh dưỡng”: nồng độ dinh dưỡng cao, khi bón thêm phân sẽ không làm tăng
năng suất*, mặc dù có thể tăng nồng độ dinh dưỡng trong cây.

3. 4 “ tiêu thụ xa xĩ.” Khi cây đã hấp thu đủ dinh dưỡng, nếu cung cấp thêm phân bón,
hay đất có hàm lượng dinh dưỡng cao, mặc dù không có nhu cầu nhưng cây có thể hấp
thu thêm. Điều này có thể cải thiện chất lượng nông sản do nồng độ dinh dưỡng trong
cây tăng, như lá xanh hơn, lượng protein caohơn…

13


3.5 “thừa dinh dưỡng”: nồng độ dinh dưỡng quá cao làm giảm năng suất, hay chất
lượng nông sản và gây ra sự mất cân bằng với các chất dinh dưỡng khác. Ví dụ,
thừa N có thể dẫn đến những tác động xấu: mọng nước, đổ ngã, phát triển nhiều cành,
nhánh vô hiệu, giảm chất lượng nông sản (vị đắng trên bắp cải…), chống chịu sâu
bệnh kém…, sự Mất cân bằng ion xảy ra với các ion đối kháng, như khi cây hấp thu
Na cao, sẽ làm giảm hấp thu K hay Ca; hay khi hấp thu K và NH 4+ cao dẫn đến thiếu
Mg. Hiện tượng thừa dinh dưỡng chịu ảnh hưởng rất lớn bởi khả năng đệm của đất.
Đất có khả năng đệm thấp, nếu bón nhiều phân, cây dễ bị thừa dinh dưỡng.
3.6. ngộ độc : khi nồng độ các chất dinh dưỡng trong cây quá cao so với nhu cầu cây,
đặc biệt với các nguyên tố vi lượng (B và các cation (Zn, Fe, Mn, Cu)).
Lưu ý.
- Nếu nồng độ dinh dưỡng trong khoảng “rất thiếu”, hiêu quả bón phân sẽ cao nhất.
- Khi bón phân, nồng độ dinh dưỡng trong cây có thể không cao do sự pha lỏang bởi
sinh trưởng. “hiệu ứng Steenberg”: hàm lượng hấp thu tăng, nhưng hàm lượng chất
khô tăng lớn hơn.
- Khoảng đủ dinh dưỡng”: tương đối rộng với 1 số chất dinh dưỡng (N,K); hẹp (B)
trước khi chuyển qua khoảng thừa/ngộ độc
II. Các nguyên tố hóa học có ích. Là các nguyên tố hóa học:
- Có thể làm tăng năng suất hay phẩm chất, nhưng không phải là chất tối cần thiết.
- Có thể thay thế 1 số chức năng trong quá trình trao đổi chất của các nguyên tố tối
cần thiết (không thay thế tất cả).
- Một số cây trồng có thể tăng năng suất, phẩm chất khi được bổ sung các nguyên tố

này.
Các nguyên tố này là Sodium (Na), Silicon (Si), Cobalt (Co), Vanadium (Va)
Vậy tổng các “Nguyên tố dinh dưỡng tối cần thiết” & “nguyên tố có ích” khoảng 20,
nhưng có hơn 60 nguyên tố hóa học được tìm thấy trong cây. Do đó một số chất
không phải là nguyên tố tối cần thiết hay có ích
Ngoài ra, một số chất được cây trồng hấp thu nhưng chưa xác định được tính “cần thiết
và có ích” như:
Aluminum (Al): làm giảm nghiêm trọng sự phát triển của rễ, có thể có nồng độ trong
cây cao, khi trồng trên đất chua, phèn. Đặc biệt đối với các lọai cây không chịu chua.
Là 1 trong những nguyên nhân làm cho độ phì của đất chua không cao.
Có rất nhiều trong đất, nhưng chủ yếu nằm trong cấu trúc của khoáng sét, chỉ hòa tan
khi pH thấp.
14


Chì (Pb): cao trong đất ô nhiễm.
Cadmium (Cd): cao trong đất ô nhiễm (bùn cống)
Mercury (Hg):

“

Phần lớn các nguyên tố không cần thiết là kim lọai nặng.
III. Sự di chuyển của các chất dinh dưỡng trong cây.
Các chất dinh dưỡng tối cần thiết cũng có thể phân nhóm theo khả năng di chuyển
trong cây của chúng. Nhóm chất có thể di chuyển dễ dàng trong cây như N, K; nhóm
không di chuyển trong cây như Ca, B.
Sự di chuyển của các chất dinh dưỡng trong cây rất có ý nghĩa quan trọng trong bón
phân và độ phì nhiêu của đất.
IV. Nhu cầu dinh dưỡng của cây trồng
Lòai, giống cây khác nhau có nhu cầu dinh dưỡng khác nhau, số lượng các chất dinh

dưỡng tối cần thiết như nhau, nhưng nhu cầu hàm lượng khác nhau, ví dụ cây họ đậu
cần nhiều Mo hơn các cây trồng khác, cây họ cải cần nhiều S, táo, cà chua cần nhiều
Ca, 5 nguyên tố vi lượng tối cần thiết cho 1 số cây trồng và các nguyên tố có ích khác
như Sodium (Na), cobalt (Co), vanadium (V), nickel (Ni), silicon (Si) được cây trồng
hấp thu với 1 lượng rất khác nhau đối với các nguyên tố khác
Cây không có nhu cầu, nhưng có thể là nhu cầu dinh dưỡng đối với động vật và con
người (như Se, Cr).
Tóm tắt.
1. Tất cả các nguyên tố hóa học cây hấp thu không nhất thiết là những nguyên tố
tối cần thiết cho sinh trưỡng của cây trồng.
2. Chất dinh dưỡng tối cần thiết bao gồm bất cứ nguyên tố nào có các chức năng
trong dinh dưỡng cây trồng, dù có tính chuyên biệt hay không.
3. Các chất dinh dưỡng tối cần thiết cho sinh trưởng cây trồng là: C, H, O, N, P,
K, Ca, Mg, S, B, Fe, Mn, Cu, Zn, Mo, và Cl.
4. Các chất có ích: Na, Si, Ni, Co, V cần thiết cho 1 số cây trồng nhất định.
5. Trừ 3 nguyên tố C, H, O là các nguyên tố khung, các nguyên tố còn lại là các
nguyên tố dinh dưỡng khoáng.
6. Tùy theo nhu cầu của cây trồng, các nguyên tố đa lượng gồm: N, P, và K; các
nguyên tố trung lượng: Ca, Mg, và S; và các nguyên tố vi lượng: Fe, Mn, B,
Mo, Cu, Zn, và Cl.
7. Sự di chuyển và nhu cầu các chất dinh dưỡng khác nhau tùy từng chất dinh
dưỡng và từng loại cây trồng.
15


Chương 3. CÁC QUAN HỆ CƠ BẢN GIỮA ĐẤT VÀ CÂY TRỒNG
Bài 1.Các tính chất của đất liên quan đến sự cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng
Mục tiêu
- Hiểu các dạng và “nguồn cung cấp” dinh dưỡng cơ bản của đất.
- Hiểu sự trao đổi ion và các tính chất của đất quyết định khả năng trao đổi cation của

đất.
- Hiểu các tính chất và cấu trúc cơ bản của 1 số lọai khóang sét
- Đánh giá đúng khả năng hữu dụng của các chất dinh dưỡng như là những tiến trình
động liên quan đến nhiều tính chất vật lý, hóa học và sinh học của đất.
I. Các nguồn cung cấp dinh dưỡng trong đất cho cây.
Cây hấp
thu dinh
dưỡng
Không khí
trong đất

Ion trao đổi
và hấp phụ
bề mặt

Dung dịch
đất

Chất hữu
cơ và vi
sinh vật đất

Mưa, phân
bón, bốc
hơi, tiêu
nước

Khoáng
nguyên
sinh và thứ

sinh

Các mối quan hệ cơ bản giữa các thành phần của đất và cây trồng
Các chất dinh dưỡng trong đất có thể cung cấp cho cây trồng có thể có nguồn gốc từ
sự phân giải chất hữu cơ, sự phong hóa các khóang trong đất, từ phân bón vô cơ và
hữu cơ, từ chất hữu cơ bổ sung (dư thừa thực vật), phân chuồng, phân ủ, chất thải rắn
sinh học, từ cố định N sinh học, cây họ đậu…, đá phosphate (apatite), các sản phẩm

16


trung gian trong công nghiệp như vôi, thạch cao, hoặc lắng đọng trong khí quyển (N &
S), phù sa, xói mòn, ngập nước…
Bất kể nguồn gốc phát sinh, tất cả các chất dinh dưỡng trong đã vào trong đất được
xem là nguồn dinh dưỡng cung cấp cho cây. Các chầt dinh dưỡng sẽ tương tác với các
tính chất vật lý, hóa học và sinh học của đất, sau đó hoặc là được cây trồng hấp thu,
hoặc là được di chuyển vào các nguồn cung cấp khác trong đất. Các nguồn cung cấp
dinh dưỡng cho cây trồng bao gồm:
1 Dung dịch đất. Các chất dinh dưỡng dạng hòa tan và dễ dạng hữu dụng đối với cây..
2 Chất hữu cơ. Chất hữu cơ trong đất được phân giải bởi vi sinh vật và giải phóng các
chất dinh dưỡng vào dung dịch đất. Tầm quan trọng của chất hữu cơ trong đất như là 1
nguồn cung cấp dinh dưỡng, và vai trò của sinh vật đất, chi tiết được trình bày trong
phần chu kỳ chất N.
3 Sinh vật đất. Sinh vật đất có thể hấp thu và giữ tạm thời chất dinh dưỡng trong cơ
thể (hấp thu sinh học).
4 Các khóang trong đất. Các khóang khác nhau trong đất rất biến động trong khả
năng hòa tan (dễ, khó hòa tan) để giải phóng dinh dưỡng.
5 Hấp phụ trao đổi bề mặt. Các chất dinh dưỡng được giữ trên bề mặt keo đất bởi
các cơ chế khác nhau. Do lực hấp phụ nên khả năng trao đổi các chất dinh dưỡng này
cũng biến động: nhanh-chậm hữu dụng

Trao đổi cation. Các cation được hấp phụ trên bề mặt keo đất có khả năng trao đổi với
các cation khác trong dung dịch đất. Đây là kiểu phản ứng rất quan trọng trong hấp
phụ bề mặt.
II. Các nguồn cung cấp dinh dưỡng quan trọng
1 Trao đổi ion
Một số thuật ngữ.
Hấp phụ: giữ trên bề mặt
Hấp thu: hút vào bên trong
Ions. Các nguyên tố hay hợp chất hóa học mang điện tích
Cations – điện tích dương
Anions – điện tích âm
Dạng dễ hữu dụng nhất của các nguyên tố tối cần thiết phần lớn là dạng ion.
Trao đổi ion. Ion được hấp phụ trên bề mặt keo đất được trao đổi với 1 ion khác trong
dung dịch, trao đổi ion là tiến trình thuận nghịch, tiến trình trao đổi ion giữa bề mặt
keo đất và dung dịch đất.

17


1.1 Trao đổi cation. Thường quan trọng hơn so với trao đổi anion trên đất nông
nghiệp, do điện tích âm của bề mặt keo đất chiếm ưu thế. Trao đổi cation là phản ứng
kiểm sóat khả năng hữu dụng của các chất dinh dưỡng K, Ca, và Mg.
1.1.1 Nguồn gốc của điện tích bề mặt Các thành phần như khóang sét, chất hữu cơ,
các hợp chất vô cơ (ví dụ oxide Fe, Al ngậm nước), và rễ cây trồng đều có thể có điện
tích trên bề mặt.
a. Điện tích trên khóang sét. Trong đất, khóang sét phần lớn là sét silicate dạng
phiến, cấu trúc tinh thể.
- Sét silicate-đơn vị cấu trúc cơ bản: Tứ diện Silica, 1 ion Si4+ nối với 4 ion O2- và bát
diện Aluminum, 1 ion Al3+ nối với 6 ion OH - Sét silicate – phiến. Các chuổi hay các phiến (lớp) tứ diện Si-và bát diện Al, các đơn
vị tứ dịên nối với nhau thông qua O, và các đơn vị bát dịên nối với nhau thông qua

OH
- Sét silicate – tầng. Các phiến được nối thông qua nguyên tố O hình thành các tầng
Các kiểu sét khác nhau có sự sự sắp xếp khác nhau giữa các phiến tứ diện và bát diện
Các tầng được nối với nhau bằng những cơ chế khác nhau và lực nô1 khác nhau
- Kiểu sét. Tùy theo sự sắp xếp các phiến, các loại sét được chia thành các kiểu:
- Sét 1:1. Một tầng sét bao gồm 1 phiến tứ diện và 1 phiến bát diện. Sét 1:1 tiêu
biểu là sét Kaolinite, điện tích âm thấp, chiếm tỉ lệ cao trong đất phong hóa mạnh,
không trương nở do nối hydrogen giữ các tầng với nhau.
- Sét 2:1. Một tầng sét bao gồm 1 phiến bát diện nằm giữa 2 phiến tứ diện. Các
kiểu sét 2:1 tiêu biểu là sét Montmorillonite, illite, vermiculite. Montmorillonite có
khả năng trương nở, co ngót rất cao, Vermiculite có khả năng trương nở trung bình, và
Illite (glauconite) không trương nở do K+ giữ chặt 2 tầng sét 2:1 và "đóng chặt" illite,
nên có điện tích âm thấp, nhưng là lọai sét cung cấp K hữu dụng chậm.
- Sét 2:1:1. Một tầng sét bao gồm 1 phiến bát diện nằm giữa 2 phiến tứ diện,
nhưng có 1 tầng hydroxide Mg nằm giữa 2 tầng sét. Sét 2:1:1 tiêu biểu là sét Chlorite,
1 kiểu sét không trương nở.
b.Thay thế đồng dạng (isomorphic) trên khoáng sét. Điện tích thường xuyên.
Iso = giống nhau, morphic = dạng
Là sự thay thế 1 ion này bởi 1 ion khác có hình dạng, kích thước tương tự nhau, nhưng
khác nhau về điện tích và sự thay thế này không làm thay đổi cấu trúc tinh thể của sét.
Si4+ hay Al3+ được thay thế bởi các cation khác có điện tích thấp hơn.
Al3+ thay Si4+ trong tứ diện
Mg2+ hay Fe2+ thay Al3+ trong bát diện
18


Đây chính là nguồn gốc chính hình thành điện tích âm, chủ yếu trong sét 2:1, là điện
tích thường xuyên, xảy ra trong giai đọan hình thành khóang. Kỹ thuật quản lý không
làm thay đổi được do điện tích thường xuyên không chịu ảnh hưởng của pH
c. Cạnh vỡ khoáng sét. Điện tích phụ thuộc pH

Cạnh vỡ của sét silicate dạng tầng, cạnh vỡ làm tăng các vị trí mang điện tích (+) khi
pH thấp và tăng các vị trí mang điện tích (-) khi pH cao. Do phụ thuộc pH nên các kỹ
thuật quản lý có thể làm thay đổi.
Điện tích trên cạnh vỡ sét chịu ảnh hưởng pH:
Điều kiện chua – thừa H+
- Si – OH
- Al – OH
Điều kiện kiềm –H+ được trung hòa
- Si – O- Al – O d. Điện tích bề mặt chất hữu cơ
Điện tích phụ thuộc pH, do sự phân ly của H+ từ các gốc chức năng carboxylic
phenolic acid. Ví dụ - COOH ↔ - COO - + H+
Là hợp chất có điện tích cao/đơn vị trọng lượng
1.1.2. Khả năng trao đổi cation (CEC)
Tổng lượng điện tích âm trong đất, đơn vị Milliequivalents điện tích (-)/100 grams đất
CEC của đất phụ thuộc vào các yếu tố: hàm lượng sét (sa cấu), kiểu sét (sét 2:1 có
CEC cao hơn sét 1:1) và hàm lượng chất hữu cơ (hàm lượng chất hữu cơ càng cao
CEC càng cao.
CEC của các lọai sét và chất hữu cơ
CEC (meq/100 g)
Vermiculite

120-150

Montmorillonite

80-120

Illite

20-40

Chlorite

20-40

Kaolinite

1-10

Mùn

100-300
19


CEC của đất chịu ảnh hưởng của sa cấu và hàm lượng chất hữu cơ
CEC (meq/100 g đất)
cát (mùn thấp)

3-5

cát (mùn cao)

10-20

Thịt mịn (loam)

10-15

Thịt trung bình (Silt loams)

15-25

Sét và thịt pha sét

20-30

Đất than bùn

50-100

1.1.3 Tỉ lệ các cation hấp phụ. Phụ thuộc vào lực hấp phụ trao đổi của các cation tỉ lệ
thận với điện tích và kích thước (khi ngậm nước) ion. Lực hấp phụ như sau: Al3+ > H+
> Ca2+ > Mg2+ > K+ = NH4+ > Na+ (dãy điện hóa trị).
Sự cạnh tranh trong hấp phụ và thay thế ion tác động rất lớn đến sự rửa trôi cation và
khả năng hữu dụng đối với cây trồng. hấp phụ mạnh, hạn chế rửa trôi, nhưng có thể
làm giảm khả năng hữu dụng của các chất dinh dưỡng.
1.1.4 Độ bảo hòa base. Được định nghĩa là % CEC được chiếm giữ bởi các cation
base. Các Cation acid bao gồm Al3+ và H+ , các cation còn lại là base, phổ biến là Ca2+
, Mg2+ , K+ NH4+ , Na+
Độ bảo hòa base chỉ thị khả năng hữu dụng và tỉ lệ thuận với pH. Độ bảo hòa base
cao, khả năng hữu dụng các cation base cao và pH càng cao, độ bảo hòa base càng cao.
Ví dụ, pH 5.5, độ bảo hòa base 50%, pH 7.0 tương ứng với độ bảo hòa base 90%
1.2.Trao đổi anion. Anions được hấp phụ trên các vị trí mang điện tích (-). Trao đổi
anion xảy ra trên các điện tích phụ thuộc pH, bao gồm cạnh khóang sét, Oxide Fe, Al
ngậm nước. Trên đó Anion thay thế gốc OH. Trao đổi anion xảy ra phổ biến trong đất
phong hóa mạnh. Anion được giữ lại không đơn thuần do lực hấp thu tĩnh điện, các
anion có hấp phụ chuyên biệt, hay hấp phụ hóa học. Trao đổi anion rất quan trọng đối
với H2PO4- , va một số SO42-, rất ít NO3- hay Cl- , Trao đổi anion là phản ứng không
quan trọng trong đất nông nghiệp có bón vôi.

20


2. Chelate hóa. Là phản ứng tạo phức các cation kim lọai bởi các hợp chất hữu cơ.
Các hợp chất hữu cơ được tổng hợp bởi rễ cây trồng, sản phẩm trao đổi chất của vi
sinh vật, và một phần của chất hữu cơ trong đất
Chelate = "móng, vuốt". Do vậy nên các vị trí nối tăng rất cao, Chelate "bao quanh"
ion kim loại
Chelate hòa tan làm tăng khả năng hữu dụng của các cation kim lọai như Fe, Zn, Mn,
Cu. Nhờ đó nên các ion này được bảo bệ, hạn chế các phản ứng kết tủa và hấp phụ.
Nhưng chú ý là nếu Chelate hóa bởi các chất hữu cơ dạng rắn làm giảm khả năng hữu
dụng, ví dụ, khả năng hữu dụng của Cu thấp trong đất than bùn
III.Khả năng đệm.
1. Định nghĩa. là khả năng duy trì nồng độ các chất dinh dưỡng trong dung dịch đất.
Khả năng bù đắp chất dinh dưỡng cho dung dịch đất từ keo đất, khi chất dinh dưỡng
trong dung dịch được cây trồng hầp thu. Phân lớn các chất dinh dưỡng được xác định
bằng phương pháp phân tích đất là chất dinh dưỡng ở dạng này
2. Ý nghĩa. Khả năng đệm được diễn tả bằng: BC = Δ Q/ Δ I , trong đó, Yếu tố khối
lượng (lượng chất dinh dưỡng được hấp phụ trên phần rắn) = Δ Q, bao gồm các ions
hấp phụ và các khóang hòa tan đủ nhanh để cung cấp chất dinh dưỡng trong một mùa
vụ. Yếu tố cường độ (chất dinh dưỡng hòa tan trong dung dịch) = Δ I, sự thay đổi về
nồng độ các chất dinh dưỡng trong dung dịch đất.
Khi cây trồng hấp thu dinh dưỡng sẽ làm giảm nồng độ dinh dưỡng trong dung dịch,
nếu đất có Q cao, nồng độ dinh dưỡng trong dung dịch sẽ được duy trì tốt. Ngược lại
nếu I thấp và Q thấp, khả năng duy trì nồng độ dinh dưỡng trong dung dịch không cao,
cây sẽ thiếu dinh dưỡng.
3. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng đệm.
3.1. CEC đất. CEC đất càng cao, khả năng đệm càng lớn.
3.2. Hàm lượng chất hữu cơ càng cao, khả năng đệm càng cao.

3.3. Hàm lượng sét càng cao, khả năng đệm càng cao. Đất có sa cấu mịn có khả năng
đệm cao hơn đất có sa cấu thô,
3.4. Sét 2:1 có khả năng đệm cao hơn sét 1:1. Đất chứa sét montmorillonite cao, có
khả năng đệm cao hơn đất chứa nhiều sét kaolinite.
Tóm tắt.
1. Các nguồn cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng: Các chất dinh dưỡng được rễ
hấp thu cần hiện diện trong dung dịch đất. Các nguồn cung cấp chất dinh dưỡng
vào dung dịch đất bao gồm: phân bón, ion hấp phụ bề mặt keo đất, từ sự phân
21


giải chất hữu cơ và trong cơ thể sinh vật đất, từ sự hòa tan các khoáng thứ sinh,
từ sự phong hóa các khoáng nguyên dinh.
2. Trao đổi ion là tiến trình quan trọng trong dinh dưỡng cây trồng trong đất.
3. Trao đổi ion là tiến trình thuận nghịch, các cation và anion được trao đổi giữa
các thành phần rắn và thành phần dung dịch của đất.
4. Trao đổi cation trong đất nông nghiệp quan trọng hơn trao đổi anion.
5. Khả năng trao đổi cation (CEC) được kiểm soát bởi hàm lượng chất hữu cơ,
hàm lượng sét và kiểu sét trong đất.
6. Giữa CEC và khả năng đệm của đất có tương quan thuận.
7. Độ bảo hòa base là tỉ lệ các cation chiếm giữ trên CEC của đất.

22


Chương 3. Các quan hệ cơ bản giữa ĐẤT VÀ CÂY TRỒNG
Bài 2. Vận chuyển và hấp thu dinh dưỡng của rễ cây trồng
Mục tiêu
- Hiểu 3 cơ chế các chất dinh dưỡng trong đất di chuyển đến rễ cây trồng
- Hiểu các cơ chế chính cung cấp các chất dinh dưỡng tối cần thiết cho cây

- Hiểu các đặc điểm của rễ và hệ thống rễ ảnh hưởng đến sự hấp thu dinh dưỡng như
thế nào
- Có khả năng diễn tả rễ hấp thu các chất dinh dưỡng như thế nào
- Các chất dinh dưỡng phải tiếp cận bề mặt rễ để cây hấp thu được thực hiện bởi sự di
chuyển của các chất dinh dưỡng và sự sinh trưởng của rễ cây
I. Sự di chuyển của ion từ đất đến rễ
Các chất dinh dưỡng cung cấp cho rễ cây trồng được thực hiện chủ yếu theo 3 cơ chế
chính. Đó là: rễ tiếp xúc trực tiếp, dòng chảy khối lượng, và khuếch tán.
Sự tiếp xúc trực tiếp của rễ chỉ đơn thuần là 1 cơ chế cung cấp dinh dưỡng. Dòng chảy
khối lượng và khuếch tán là những cơ chế cung cấp & vận chuyển các chất dinh dưỡng
đến rễ. Do đó cần hiểu các chất dinh dưỡng di chuyển trong đất và đến rễ như thế nào,
và điều quan trọng là cần hiểu các tác động của môi trường đến sự hấp thu dinh dưỡng
của rễ cây.
1.Tiếp xúc trực tiếp của rễ
Do rễ sinh trưởng trong đất, có sự tiếp xúc trực tiếp với bề mặt các hạt keo đất, nên bề
mặt rễ tiếp xúc với các ion dinh dưỡng được hấp phụ trên bề mặt các hạt keo đất. Do
rễ cũng có khả năng trao đổi cation, chủ yếu do các gốc carboxyl (như trong chất hữu
cơ -COOH ↔ - COO - + H+ ) nên rễ có khả năng hấp thu dinh dưỡng thông qua cơ chế
trao đổi ion.
1.1 Khả năng trao đổi cation của rễ. Rễ cây 1 lá mầm, có CEC khoảng 10 - 30
meq/100 g rễ. Những cây có CEC rễ thấp như cây 1 lá mầm sẽ hấp thu các cation hóa
trị 1 dễ dàng hơn. Ngược lại cây 2 lá mầm, thường có CEC khoảng 40 - 100 meq/100
g, và có khả năng hấp thu dễ dàng các cation hóa trị 2.
1.3 Cơ chế trao đổi tiếp xúc:
Lông hút của rễ

H+

trao đổi lông hút của rễ

↔

K+ bề mặt sét / chất hữu cơ
K+

↔

H+

bề mặt sét / chất hữu cơ

23


H2PO4đầu rễ Mn2+
H2PO4Zn2+
H2PO4nấm vùng rễ
mycorrhizae
Hình 3.2.1. Lông hút của rễ tiếp xúc trực tiếp các chất dinh dưỡng trong đất.
Bảng 3.2.1. CEC của 1 số rễ cây trồng.
Loại cây

CEC rễ (meq/100g rễ khô)

Lúa

23

Bắp

29

Đậu

54

Cà chua

62

1.4 Hàm lượng các chất dinh dưỡng tiếp xúc trực tiếp với rễ phụ thuộc vào:
- Nồng độ chất dinh dưỡng trong đất. Lượng chất dinh dưỡng trong đất càng cao, rễ
hấp thu càng cao.
- Thể tích đất được chiếm giữ bởi hệ thống rễ. Hệ thống rễ thường chiếm <1% đến 2%
thể tích đất, ngay cả trong tầng đất mặt nơi rễ có mật độ cao nhất.
Bảng 3.2.2. Phần trăm tổng thể tích đất được chiếm giữ bởi rễ cây trồng (trong lớp đất
mặt 20cm).
Cây trồng

Thể tích rễ (%)

Cây trồng

Thể tích rễ (%)

Cỏ thức ăn gia súc

2,8

Cỏ dại

0,6

Lúa

0,9

Đậu nành

0,4-0,9

Bắp

0,4

(theo S. Barber, Soil Nutrient Bioavailability, 1984)
Như vậy, thể tích rễ tiếp xúc với bề mặt các hạt keo đất tương đối nhỏ, nhưng vẩn là 1
nguồn quan trọng trong cơ chế hấp thu dinh dưỡng của rễ, rất có ý nghĩa đối với:
- Các chất dinh dưỡng trong đất có hàm lượng cao (như Ca, Mg),
24


- Các chất dinh dưỡng có nhu cầu thấp đối với cây trồng (như Zn, Mn, và các nguyên
tố vi lượng khác)
1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự tiếp xúc trực tiếp của rễ. Bất cứ yếu tố nào hạn chế
sự sinh trưởng của rễ, như ẩm độ đất, đất bị nén chặt, pH đất thấp, độ thóang kém,
bệnh, côn trùng, tuyến trùng hại rễ, nhiệt độ đất quá cao hay quá thấp đều ảnh hưởng
đến khả năng phát triển của rễ nên ảnh hưởng đến thể tích tiếp xúc của rễ với đất.
Sự sinh trưởng của rễ đều cần thiết cho tất cả 3 cơ chế cung cấp dinh dưỡng, nhưng
cực kỳ quan trọng đối với cơ chế tiếp xúc trực tiếp của rễ.

Trong cơ chế tiếp xúc trực tiếp của rễ, vai trò của nấm vùng rễ (mycorrhizae) có ý
nghĩa cực kỳ quan trọng. Có 2 nhóm nấm rễ chính là ectomycorrhizas và
endomycorrhizas. Trong đó nhóm endo- phổ biến hơn nhóm ecto-. Vùng rễ của các
cây trồng nông nghiệp đều có nấm rễ Vesicula arbuscular mycorrhizae (VAM).
Bảng 3.2.3. Anh hưởng của việc chũng nấm Endomycorrhizae và bón phân P đến sự
hấp thu dinh dưỡng của cây bắp.
Chất dinh dưỡng

Tổng hàm lượng trong thân bắp (mg)
Không bón P

Bón 25ppmP

Không chũng

chũng

Không chũng

chũng

mycorrhizae

mycorrhizae

mycorrhizae

mycorrhizae

P

0,750

1,35

2,97

5,91

K

6,0

9,7

17,5

19,9

Ca

1,2

1,6

2,7

3,5

Mg

0,43

0,63

0,99

1,75

Zn

0,028

0,095

0,048

0,169

Cu

0,007

0,014

0,012

0,03

Mn

0,072

0,101

0,159

0,238

Fe

0,08

0,147

0,161

0,277

2. Dòng chảy khối lượng.
Khi lá cây thoát hơi, tạo dòng chảy liên tục của nước từ đất vào rễ và lên lá, các chất
dinh dưỡng hòa tan trong nước theo dòng chảy này đến rễ.
2.1 Các chất dinh dưỡng hòa tan được mang theo nước đến rễ.
2.2 Động lực của dòng chảy bao gồm thóat hơi nước (yếu tố chính), bốc hơi bề mặt,
thấm lậu…
2.3 Hàm lượng các chất dinh dưỡng được cung cấp bởi dòng chảy khối lượng tỉ lệ với:
- tốc độ dòng chảy (thể tích nước thóat hơi),
25