ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG hấp THU các NGUYÊN tố VI LƯỢNG (cu, fe, zn, mn) của đậu XANH TRÊN BA NHÓM đất CHÍNH (đất PHÙ SA, đất đỏ, đất xám)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT

VÕ LÊ PHƯƠNG UYÊN

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP THU
CÁC NGUYÊN TỐ VI LƯỢNG (Cu, Fe, Zn, Mn)
CỦA ĐẬU XANH TRÊN BA NHÓM ĐẤT CHÍNH
(ĐẤT PHÙ SA, ĐẤT ĐỎ, ĐẤT XÁM)

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Ngành: Khoa học Đất

Cần Thơ - 2011


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Ngành: Khoa học Đất
Tên đề tài:

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP THU
CÁC NGUYÊN TỐ VI LƯỢNG (Cu, Fe, Zn, Mn)
CỦA ĐẬU XANH TRÊN BA NHÓM ĐẤT CHÍNH
(ĐẤT PHÙ SA, ĐẤT ĐỎ, ĐẤT XÁM)

Cán bộ hướng dẫn:

PGS.Ts. Ngô Ngọc Hưng

Sinh viên thực hiện:
Võ Lê Phương Uyên
MSSV: 3084172
Lớp: Khoa học Đất K34

Cần Thơ - 2011


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đề tài luận văn: “Đánh giá khả năng hấp thu các nguyên tố vi
lượng (Cu, Fe, Zn, Mn) của đậu xanh trên ba nhóm đất chính (đất phù sa, đất đỏ,
đất xám)” là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu và kết quả trình bày
trong luận văn này là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kì tài liệu nào
nghiên cứu trước đây.

Tác giả luận văn

Võ Lê Phương Uyên

i


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT

XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Chứng nhận luận văn tốt nghiệp với đề tài:
“Đánh giá khả năng hấp thu các nguyên tố vi lượng (Cu, Fe, Zn, Mn) của đậu
xanh trên ba nhóm đất chính (đất phù sa, đất đỏ, đất xám)”
Do sinh viên Võ Lê Phương Uyên , lớp Khoa Học Đất Khoá 34 thực hiện.
Ý kiến đánh giá của Giáo viên hướng dẫn:
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
Cần Thơ, ngày…tháng…năm…
Giáo viên hướng dẫn

Ngô Ngọc Hưng

ii


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT

XÁC NHẬN CỦA BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT

Xác nhận đề tài: “Đánh giá khả năng hấp thu các nguyên tố vi lượng (Cu, Fe, Zn,
Mn) của đậu xanh trên ba nhóm đất chính (đất phù sa, đất đỏ, đất xám)”

Do sinh viên Võ Lê Phương Uyên, lớp Khoa Học Đất Khoá 34 thực hiện.
Ý kiến đánh giá của bộ môn:
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
Cần Thơ, ngày…tháng…năm…
Bộ môn

iii


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT

XÁC NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG BÁO CÁO

Hội đồng chấm báo cáo luận văn tốt nghiệp chấp nhận đề tài: “Đánh giá khả năng
hấp thu các nguyên tố vi lượng (Cu, Fe, Zn, Mn) của đậu xanh trên ba nhóm đất
chính (đất phù sa, đất đỏ, đất xám)”
Do sinh viên Võ Lê Phương Uyên, lớp Khoa Học Đất K34 thực hiện.
Luận văn tốt nghiệp đã được hội đồng đánh giá ở mức: ..........................................
Ý kiến đánh giá của Hội đồng:
...............................................................................................................................

...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
Cần Thơ, ngày…tháng…năm…
Chủ tịch hội đồng

iv


LỜI CẢM TẠ

Lời đầu tiên Con xin kính dâng lên Ba Mẹ suốt đời đã vất vả và tạo điều kiện cho con học tập
nên người.
Mãi biết ơn
Sự tận tâm hướng dẫn của Thầy Ngô Ngọc Hưng vừa là cố vấn học tập và cũng là người
hướng dẫn đã giúp em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp. Kính chúc Thầy dồi dào sức khoẻ
và thành công.
Sự tận tụy truyền đạt kiến thức từ Quý Thầy, Cô Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng,
trường Đại học Cần Thơ.
Sự nhiệt tình giúp đỡ của quý Thầy Cô, quý Anh Chị trong bộ môn Khoa học đất đã giúp đỡ
và tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình làm thí nghiệm để em hoàn thành tốt bài luận văn
này. Kính chúc thầy cô và các anh chị luôn dồi dào sức khỏe và công tác tốt.
Sự động viên, cổ vũ, chia sẻ và giúp đỡ của các bạn lớp Khoa học đất khoá 34 trong suốt khóa
học và quá trình thực hiện luận văn. Chúc các bạn được nhiều sức khỏe và thành công trên
con đường học vấn của mình.
Trân trọng kính chào !!!

Tác giả luận văn

Võ Lê Phương Uyên

v


LỊCH SỬ CÁ NHÂN
Phần I - LÝ LỊCH
Họ và tên: Võ Lê Phương Uyên
Sinh ngày: 11/02/1989
Nguyên quán: khu vực Bình Thường A – phường Long Tuyền – Quận Bình Thủy –
thành phố Cần Thơ
Họ và tên cha: Võ Hiền Đức
Họ và tên mẹ: Lê Thị Ngời
Phần II - QUÁ TRÌNH HỌC TẬP CỦA BẢN THÂN
Năm 1995 – 2000: học tại trường tiểu học Long Tuyền 1
Năm 2000 – 2004: học tại trường Trung Học Cơ Sở Long Tuyền
Năm 2004 – 2007: học tại trường Trung Học Phổ Thông Trà Nóc
Năm 2008 – 2012: học tại trường Đại học Cần Thơ
Ngành Khoa Học Đất – Khóa 34 (2008 – 2012), Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng
dụng và đã tốt nghiệp Kỹ sư ngành Khoa Học Đất vào tháng 12/2011.
Phần III - ĐỊA CHỈ LIÊN HỆ
7/14 khu vực Bình Thường A – phường Long Tuyền – Quận Bình Thủy – thành phố
Cần Thơ
Điện thoại : 01222169289

vi

TÓM LƯỢC
Đề tài: “Đánh giá khả năng hấp thu các nguyên tố vi lượng (Cu, Fe, Zn,
Mn) của đậu xanh trên ba nhóm đất chính (đất phù sa, đất đỏ, đất xám)”
được thực hiện nhằm đánh giá khả năng hấp thu các nguyên tố vi lượng
của đậu xanh giữa ba nhóm đất với nhau. Thí nghiệm được thực hiện trên
ba nhóm đất (phù sa, đất xám và đất đỏ) với các nghiệm thức bón thiếu các
nguyên tố đa lượng (NPK, PK, NK, NP), thí nghiệm được thực hiện trong
nhà lưới Khoa Nông Nghiệp-Đaị học Cần Thơ từ tháng 6/2011 đến tháng
8/2011.
Hàm lượng các nguyên tố vi lượng (Cu, Fe, Zn, Mn) của thân lá đậu xanh
có xu hướng cao nhất ở đất phù sa và giảm trên đất đỏ đến đất xám. Lượng
Cu hấp thu trong đậu xanh cao nhất trên đất phù sa (0,11  0,03g/chậu),
trên đất xám lượng hấp thu Cu thấp nhất (0,02  0,011g/chậu). Hàm lượng
Fe trung bình trên đất phù sa (17,3  7g/chậu) cao hơn so với trên đất xám
(3,1  1,3g/chậu). Không có sự khác biệt hàm lượng Zn giữa các nghiệm
thức (0,15-0,31g/chậu). Lượng Mn hấp thu trong đậu xanh trên đất xám
(5,22  3,9g/chậu) cao hơn so với trên đất phù sa và đất đỏ
(1,45  1g/chậu).
Cần phân tích thêm hàm lượng các nguyên tố Cu, Fe, Zn và Mn có trong
đất để thấy rõ lượng hấp thu của đậu xanh từ đất. Nghiên cứu thêm khả
năng hấp thu của đậu xanh trên nhiều nhóm đất khác (ví dụ: Đất mặn, đất
phèn…) tạo tiền đề đánh giá sự khác biệt của các nhóm đất trên thực vật
nói chung và đậu xanh nói riêng.
Từ khóa: Đậu xanh, đất phù sa, đất đỏ, đấtt xám, nguyên tố vi lượng.

vii


MỤC LỤC

Trang

LỜI CAM ĐOAN
XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
XÁC NHẬN CỦA BỘ MÔN
XÁC NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG BÁO CÁO
LỜI CẢM TẠ
LỊCH SỬ CÁ NHÂN
TÓM LƯỢC
MỤC LỤC
DANH SÁCH HÌNH
DANH SÁCH BẢNG
CHỮ VIẾT TẮT
MỞ ĐẦU
Chương 1 - LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
1.1 Đặc điểm chung về cây đậu
1.2 Chức năng của các nguyên tố vi lượng
1.2.1 Chức năng các nguyên tố vi lượng (Cu, Fe, Zn, Mn)
trong đất
1.2.2 Chức năng của các nguyên tố vi lượng (Cu, Fe, Zn,
Mn) trong cây
1.3 Hiện trạng canh tác đậu xanh trên thế giới và trong
nước
1.3.1 Hiện trạng canh tác đậu xanh trên thế giới
1.3.2 Hiện trạng canh tác đậu xanh trong nước
1.4 Sơ lược về ba nhóm đất ba vùng
1.4.1 Nhóm đất phù sa Đồng bằng Sông Cửu Long
1.4.2 Nhóm đất đỏ Tây Nguyên
1.4.3 Nhóm đất xám Bình Phước

Chương 2 - PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP
2.1 Phương tiện nghiên cứu
2.1.1 Vật liệu nghiên cứu
2.1.2 Hóa chất
2.1.3 Dụng cụ phân tích
2.1.4 Thời gian và địa điểm thí nghiệm
2.2 Phương pháp nghiên cứu
2.2.1 Giai đoạn chuẩn bị
2.2.2 Bố trí thí nghiệm
2.2.3 Phương pháp bón phân
2.2.4 Phương pháp thu mẫu và bảo quản mẫu
2.2.5 Phương pháp phân tích
2.3 Các công thức tính
2.3.1 Công thức tính %oo lượng nguyên tố vi lượng trong
thân lá đậu:
2.3.2 Công thức tính tổng lượng hấp thu của thân lá đậu
trong mỗi chậu nghiệm thức
viii

i
ii
iii
iv
v
vi
vii
viii
x
xi
xii

1
2
2
2
3
7
13
13
13
14
14
14
14
16
16
16
16
17
17
17
17
17
18
19
19
19
19
20

2.4 Phương pháp sử lý số liệu

Chương 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1 Đánh giá hàm lượng (mg/kg) các nguyên tố Cu, Fe, Zn
và Mn của thân lá đậu xanh hấp thu được trên ba
nhóm đất với nhau theo từng nguyên tố
3.1.1 Tổng hàm lượng Cu trong các nhóm đất
3.1.2 Tổng hàm lượng Fe trong các nhóm đất
3.1.3 Tổng hàm lượng Zn trong các nhóm đất
3.1.4 Tổng hàm lượng Mn trong các nhóm đất
3.2 Đánh giá hàm lượng (mg/kg) các nguyên tố Cu, Fe, Zn
và Mn của thân lá đậu xanh hấp thu được trong từng
nhóm đất
3.2.1 Hàm lượng (mg/kg) các nguyên tố Cu, Fe, Zn và
Mn của thân lá đậu xanh trên đất phù sa
3.2.2 Hàm lượng (mg/kg) các nguyên tố Cu, Fe, Zn và
Mn của thân lá đậu xanh trên đất đỏ
3.2.3 Hàm lượng (mg/kg) các nguyên tố Cu, Fe, Zn và
Mn của thân lá đậu xanh trên đất xám
3.3 Trọng lượng thân lá đậu xanh khô (g/chậu)
3.4 Đánh giá lượng hấp thu (g/chậu) các nguyên tố Cu, Fe,
Zn và Mn trên ba nhóm đất

Chương 4 - KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
4.1 Kết luận
4.2 Đề nghị

TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

ix

20
21
21

22
23
23
23
24

24
25
26
28
29
31
31
31
32


DANH SÁCH HÌNH
Hình

Tựa hình

Trang

Chu kỳ các nguyên tố vi lượng trong đất

4

Tương quan giữa lượng vi lượng được hút thu và sự sinh
trưởng trên cây trồng

10

1.3

Số lượng nguyên tử của các nguyên tố cần thiết trong cỏ
Alfafa vào giai đoạn trổ bông được trình bày theo thang log

10

1.4

Các mức độ thiếu, bình thường và độc trong thực vật đối
với nhiều nguyên tố vi lượng

11

1.5

Sự xuất hiện triệu chứng thiếu của các nguyên tố dinh
dưỡng trên bộ phận cây trồng

12

1.6

Vị trí và dạng triệu chứng thiếu của một số vi lượng

13

2.1

Bố trí chậu thí nghiệm

18

3.1

Hàm lượng (mg/kg) các nguyên tố Cu, Fe, Zn và Mn trên ba
nhóm đất được thân lá đậu xanh hấp thu

22

3.2

Hàm lượng (mg/kg) các nguyên tố Cu, Fe, Zn và Mn của
thân lá đậu xanh trên đất phù sa

24

3.3

Hàm lượng (mg/kg) các nguyên tố Cu, Fe, Zn và Mn của
thân lá đậu xanh trên đất đỏ

26

3.4

Hàm lượng (mg/kg) các nguyên tố Cu, Fe, Zn và Mn của
thân lá đậu xanh trên đất xám

27

1.1

1.2

x


DANH SÁCH BẢNG
Bảng

Tựa bảng

Trang

1.1

Các dạng chủ yếu của 4 nguyên tố vi lượng, trong đất
và hàm lượng trong sản phẩm sau thu hoạch

5

1.2

Các dạng của nguyên tố vi lượng chiếm ưu thế trong
dung dịch đất

6

1.3

Chức năng của các nguyên tố vi lượng trong thực vật
bậc cao

8

2.1

Một số đặc điểm của ba nhóm đất

16

3.1

Trọng lượng thân lá đậu xanh

28

3.2

Tổng lượng hấp thu (g/chậu) nguyên tố Cu, Fe, Zn và

Mn trên ba nhóm đất

29

xi


CHỮ VIẾT TẮT
N: Đạm
P: Lân
K: Kali
Cu: Đồng
Fe: Sắt
Zn: Kẽm
Mn: Mangan
Mo: Molipden
Ni: Niken
Cl: Clorua

xii


MỞ ĐẦU
Đậu xanh (Phaseolas Ayreus Roxb) là cây họ đậu được trồng lâu đời ở nước ta, là cây
thực phẩm chủ yếu dùng lấy hạt. Trong hạt đậu xanh còn chứa rất nhiều chất khoáng,
vitamin, protein… Thân lá cây đậu xanh chứa nhiều nguyên tố đa, vi lượng nên được
dùng làm phân hữu cơ để cải tạo cho đất, tăng độ phì nhiêu cho đất trong điều kiện xen
canh, luân canh như hiện nay. Ở nhiều vùng đất đậu xanh được trồng và chăm sóc ở
những điều kiện khác nhau nên khả năng hấp thu dinh dưỡng từ đất của đậu xanh cũng
khác nhau, nhất là các nguyên tố vi lượng. Thời gian gần đây, nhiều nghiên cứu khoa học

tập trung vào các nguyên tố vi lượng trong trồng trọt chủ yếu là trên thực vật cũng được
quan tâm rất nhiều, tuy cây trồng cần các nguyên tố vi lượng với hàm lượng rất nhỏ
nhưng nó có vai trò quan trọng gia tăng năng suất và khả năng sinh trưởng của cây trồng
thậm chí với một sự khác biệt nhỏ hàm lượng cũng gây ra sự khác biệt đáng kể cho cây
trồng (Claudio C. Pasion, 2001). Tuy nhiên, chưa có nhiều nghiên cứu, đánh giá khả năng
hấp thu của đậu xanh trên ba nhóm đất (đất phù sa, đất đỏ, đất xám) khác nhau như thế
nào và hàm lượng các nguyên tố vi lượng trong ba nhóm đất có khác biệt với nhau không.
Do đó, đề tài “Đánh giá khả năng hấp thu các nguyên tố vi lượng (Cu, Fe, Zn, Mn) của
đậu xanh trên ba nhóm đất chính (đất phù sa, đất đỏ, đất xám)” được thực hiện nhằm
đánh giá khả năng hấp thu và hàm lượng các nguyên tố vi lượng trên ba nhóm đất và là
cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo. Các mục tiêu nghiên cứu của đề tài:
(i)

Đánh giá lượng hấp thu vi lượng (Cu, Fe, Zn, Mn) của đậu xanh trên đất phù sa
ở Đồng bằng sông Cửu Long, đất đỏ ở Tây nguyên và đất xám bạc màu ở Bình
Phước;

(ii)

Khảo sát ảnh hưởng của các nghiệm thức lô khuyết trên khả năng hấp thu các
nguyên tố vi lượng (Cu, Fe, Zn, Mn) của đậu xanh giữa các nhóm đất.

(iii)

Xác định sinh khối của đậu xanh để tính lượng hấp thu (g/chậu) các nguyên tố
vi lượng (Cu, Fe, Zn, Mn).

1

CHƯƠNG 1: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
1.1 Đặc điểm chung về cây đậu xanh
Cây đậu xanh (Mungbean, Green bean) có tên khoa học là Phaseolas Ayreus Roxb thuộc
họ cây đậu đỗ quan trọng đứng hàng thứ ba sau đậu nành và đậu phộng (hai loại cây công
nghiệp ngắn ngày). Có khả năng thích ứng rộng, chịu hạn khá và có thể thích nghi với các
vùng điều kiện khắc nghiệt. Mặc khác, giá trị sinh học của đậu xanh rất quan trọng, phân
đạm mà cơ thể cây đậu xanh hấp thụ và giữ lại được là 40,66% (Bressani, 1973) có tác
dụng rất tốt trong cải tạo, bồi dưỡng đất vì sau khi trồng đậu xanh đất được tơi xốp và
tăng được một lượng đạm khoảng 30-70kg/ha (Hutman, 1962). Các nốt sần ở rễ cung cấp
đạm cho cây (tương đương 20-40kgN/ha hay 42-85kg phân urea/ha) (Dương Minh,
1999).
Cây đậu có thời gian sinh trưởng ngắn (60-70 ngày) từ lúc mọc mầm đến chín. Nhiệt độ
trung bình để đậu sinh trưởng và phát triển là từ 23-25oC nhưng phát triển tốt nhất ở nhiệt
độ từ 25-32oC. đậu xanh là loại cây ưa ánh sáng nên ánh sáng được cung cấp đầy đủ thì lá
sẽ dày có màu xanh đậm và ra hoa quả nhiều. Theo Chuang và Hulbell (1978) nhu cầu
nước của cây đậu xanh là 3,2mm/ngày và ẩm độ để cây sinh trưởng tốt là từ 70-80%. Nên
được sử dụng nhiều trong các mô hình xen canh, luân canh ở miền Nam
1.2 Chức năng của các nguyên tố vi lượng
Nguyên tố vi lượng có ý nghĩa rất quan trọng đối với đời sống sinh vật, sự thiếu vi lượng
có thể đưa đến ảnh hưởng nghiêm trọng trên cây trồng như: cây không tăng trưởng, năng
suất thấp và ngay cả cây trồng bị chết. Bổ sung vi lượng trên đất thiếu vi lượng có thể đưa
đến sự gia tăng bất ngờ về phẩm chất và năng suất cây trồng.
Vấn đề thiếu vi lượng trên cây trồng được quan tâm vì các lý do sau:
- Sự tăng năng suất do thâm canh kèm theo là số lượng lớn của vi lượng sẽ bị lấy đi khỏi
đất từ sản phẩm thu hoạch.
- Công nghệ tinh chế phân bón làm giảm các tạp khoáng mà các tạp khoáng này lại chứa
một lượng vi lượng có ý nghĩa.
- Kiến thức về dinh dưỡng cây trồng và phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm
ngày càng được nâng cao đã giúp chẩn đoán thiếu vi lượng tốt hơn so với trước đây.
- Nông sản được trồng trên đất thiếu vi lượng đưa đến thiếu khoáng vi lượng trên người,

ngay cho dù cây trồng không có biểu hiện triệu chứng thiếu.
Vấn đề vi lượng cũng được quan tâm về mặt độc tính khi nồng độ cao. Mức độc của vi
lượng đối với cây trồng hoặc động vật có thể phát sinh do điều kiện tự nhiên của đất, do ô
2


nhiễm, hoặc do sử dụng đất không hợp lý. Hàm lượng của vi lượng cao trong đất thường
đưa đến ô nhiễm nguồn nước và như thế sẽ đe doạ đến sức khoẻ con người và động vật.
(Ngô Ngọc Hưng, 2004).
Mặc khác, các nguyên tố vi lượng còn thực hiện những chức năng quan trọng trong hoạt
động sống của cơ thể thực vật. Các nguyên tố vi lượng tham gia vào các quá trình oxy
hóa-khử, quang hợp, trao đổi N và cacbonhydrat của thực vật, tăng tính chống chịu của cơ
thể thực vật đối với các điều kiện bất lợi của môi trường. Thiếu hụt các nguyên tố vi
lượng có thể gây nên nhiều bệnh tật và không hiếm trường hợp cây bị chết ở tuổi cây con.
(Nguyễn Như Khanh và Cao Bằng Phi, 2006)
1.2.1 Chức năng các nguyên tố vi lượng (Cu, Fe, Zn, Mn) trong đất
Lược đồ tổng quát phản ảnh các đường dẫn khác nhau đối với nguyên tố vi lượng trong
đất được trình bày trong hình 1.1. Sự chiếm ưu thế của một tiến trình nhất định sẽ phụ
thuộc vào loại nguyên tố và loại đất. Hàm lượng vi lượng hoà tan có thể được tạo ra từ
các nguồn như sự phong hoá, khoáng hoá chất hữu cơ, hoặc do bón vào dạng muối hoà
tan. Dạng vi lượng hoà tan này có thể trải qua một số phản ứng. Nhiều chất vi lượng hoà
tan có thể dễ dàng kết tụ trong đất. Một số có thể bị hấp thu do cây trồng hoặc vi sinh vật.
Sản phẩm của thu hoạch hoa màu qua nhiều vụ sẽ lấy đi một lượng đáng kể của vi lượng
từ đất. Chất mùn, là sản phẩm của thải thực vật, cũng là nguồn dự trử của vi lượng mà nó
sẽ được vi sinh vật phân huỷ và phóng thích chất vi lượng hữu dụng lại cho cây trồng.
Sự hấp phụ các vi lượng bởi chất hữu cơ hoặc khoáng sét là cơ chế quan trọng làm giảm
nguồn vi lượng hoà tan trong dung dịch đất. Cuối cùng, các vi lượng có thể bị rửa trôi
khỏi đất. Tuy nhiên, sự mất vi lượng trong dung dịch đất qua tiến trình rửa trôi là không
đáng kể.

3


Hình 1.1 Chu kỳ các nguyên tố vi lượng trong đất (Foth et al. 1996)

Các dạng vi lượng trong đất
Trong đất vi lượng tồn tại ở hai dạng. Vi lượng dạng vô cơ xuất hiện một cách tự nhiên
trong khoáng chất của đất. Loại mẫu chất mà đất được phát triển và hình thành đất xác
định nguyên tố vi lượng nào có trong đất. Khi những khoáng chất bị phá huỹ trong quá
trình hình thành đất, vi lượng dần dần được phóng thích dưới dạng hữu dụng cho cây
trồng. Có 2 nguồn vi lượng hữu dụng trong đất: Dạng ngoại hấp trên keo đất (là những
phân tử đất rất nhỏ) và dạng muối hoà tan trong dung dịch đất.
Dạng vô cơ: Dạng của nguyên tố vi lượng thay đổi đáng kể trong các loại đất. Khoảng
biến động về hàm lượng của các nguyên tố này được trình bày trong bảng 1.1.
Dạng khoáng của các nguyên tố vi lượng được sản sinh từ sự phân huỷ khoáng và trong
tiến trình hình thành đất. Trong một số trường hợp, dạng oxid và sulfide của các nguyên
tố như Fe, Mn, và Zn được hình thành (bảng 1.1). Các khoáng silicate thứ sinh, bao gồm
các khoáng sét có thể chứa số lượng đáng kể của Fe và Mn và một lượng nhỏ của Zn.

4


Bảng 1.1 Các dạng chủ yếu của 4 nguyên tố vi lượng, trong đất và hàm lượng trong sản
phẩm sau thu hoạch (Brandy N.C và csv.2002)
Nguyên tố

Dạng chủ yếu

Hàm lượng tiêu biểu

Khoảng biến
động
Kg/ha/15cm

Đất

Cây trồng

Tỷ lệ

Kg/ha/15cm

Kg trong cây/ha

Đất/cây

56.000

2

28.000

Fe

20.000-220.000
Oxid,
Sunfide,silicat

Mn

Oxid, silicat,
carbonat

45-9.000

2200

0.5

4.400

Zn

Sulfit,
carbonat,
silicat

25-700

110

0.3

366

Cu

Sulfid,
carbonat, oxid

4-2000

45

0.1

450

Dạng hữu cơ: Chất hữu cơ là nguồn thứ sinh quan trọng của một số nguyên tố vi lượng.
Nhiều nguyên tố bị cầm giữ chặt qua phối hợp phức tạp với keo hữu cơ. Cu bị cầm giữ
chặt với chất hữu cơ vì thế độ hữu dụng của nó rất thấp trong đất hữu cơ (Histosol). Quan
sát trên phẫu diện của đất không canh tác, hàm lượng cao hơn của vi lượng thường được
tập trung trên lớp đất mặt mà nó nằm trong chất hữu cơ. Nhiều nghiên cứu cho thấy có sự
tương quan giữa hàm lượng chất hữu cơ và Cu, Mo và Zn. Rõ ràng sự phân huỷ chất hữu
cơ là nguồn vi lượng quan trọng cho phì nhiêu đất.
Dạng hòa tan trong dung dịch đất: Các dạng vi lượng chiếm ưu thế trong dung dịch đất
được liệt kê trong bảng 1.2. Sự hiện diện của các dạng này được quyết định do pH và
điều kiện thoáng khí của đất. Các cation đơn giản có khuynh hướng chiếm ưu thế dưới
điều kiện đất chua. Dạng hydroxy cation càng chiếm ưu thế khi pH đất gia tăng. Đối với
Mn sự di động đặc biệt bị ảnh hưởng từ pH.

5


Bảng 1.2 Các dạng của nguyên tố vi lượng chiếm ưu thế trong dung dịch đất (Lindsay,1792)

Nguyên tố vi lượng

Dạng chiếm ưu thế trong dung dịch đất

Sắt

Fe2+, Fe(OH)2+, Fe(OH)2+, Fe3+

Mangan

Mn2+

Kẽm

Zn2+, Zn(OH)+

Đồng

Cu2+, Cu(OH)+

Đồng trong đất: trong đất đồng hiện diện ở dạng Cu2+. Tuy nhiên sự khử đồng thành Cu+
hoặc Cu0 có thể xảy ra trong điều kiện khử, nhất là khi có sự hiện diện của ion sulfite.
Đồng có thể kết hợp với sulfite thành dạng Cu2S, CuS. Trong điều kiện khử, đồng di động
kém và có thể bị hấp phụ bởi chất hữu cơ, khoáng sét silicate, các oxide khi pH tăng. Ở
pH cao, đồng có thể bị kết tủa ở dạng hydroxit, oxide hoặc hydroxid-cacbonate chất hữu
cơ tạo phức với đồng chặt hơn bất cứ các nguyên tố hóa trị 2+ khác. (Mc Bride, 1994).
Tổng giá trị hàm lượng Cu tổng số trung bình trong đất những loại khác nhau trên tất cả
thế giới thì được báo cáo dao động khoảng giữa 20 và 30 mg/kg (Alloway, 1995). Tuy
nhiên, giá trị dưới 10 mg/kg thì thường được trích dẫn (cited) phổ biến và như vậy, phạm
vi toàn cầu hàm lượng đồng trung bình được nói đến (cited) là từ 8 mg/Kg trong đất cát
axit đến 80 mg/Kg trong đất sét nặng (heavy loamy soils) (Kabata-Pendias và Pendias
2001). Các nguồn khác (Aaseth and Norseth 1986; ATSDR 1990) đưa ra phạm vi toàn
cầu hàm lượng Cu trong đất khoảng từ 2-250 mg/Kg.
Sắt trong đất: Trong đất, Fe xuất hiện phổ biến ở những dạng oxit và hyđroxit, như những

hợp chất vô định hình, những phân tử nhỏ, trong keo đất và mạch bao phủ trên những
khoáng chất khác hoặc các hạt. Sự tích lũy Fe trong các phiến sét và nốt sần quan sát thấy
phổ biến nhất. Ngoài ra, Fe thường bị kiềm giữ (dạng chelate) bởi những chất hữu cơ bền
vững có mùn và không mùn, đặc biệt trong những lớp đất mặt (Karczewska, 2002).
Những hợp chất hữu cơ và khoáng của Fe thì dễ dàng chuyển đổi trong đất, và cả vật chất
hữu cơ và những vi sinh vật xuất hiện có một tác động đáng kể trong sự hình thành của
những oxit Fe, cũng như những dạng của chúng (tinh thể, bán tinh thể (semicrystalline),
vô định hình). Đặc biệt một số vi khuẩn (ví dụ: Thiobacillus, Metallogenium sps.) tham
gia trong sự tích lũy và chu trình của Fe (Megonigal et al. 2003). Tan (1998) đã nhấn
mạnh rằng cơ chế ràng buộc khác nhau giữa những sinh vật sống, như vi khuẩn và nấm,
đất sét và chất mùn tham gia vai trò cốt yếu trong sự phân bố Fe và những dạng. Sự lắng
tụ của Fe do sự tích tụ của Fe(OH)3 ở bề mặt tế bào vi khuẩn quá trình tương đối phổ biến
trong đất (Paul và Clark, 2000).
6


Phần lớn sự thiếu Fe trong đất xuất hiện trong điều kiện khí hậu khô cằn và có liên quan
đến đất vôi hóa và kiềm, hay những loại đất cụ thể khác. Trong vùng khí hậu ẩm ướt, với
những loại đất axit chiếm ưu thế, sự thiếu hụt Fe thì phần lớn không xuất hiện. Tuy nhiên,
một số hoạt động của con người, như bón phân không đúng cách và ảnh hưởng đến cân
bằng hóa học của đất bởi những hoạt động khắc phục, có thể ảnh hưởng đến sự hiện diện
Fe thấp trong thực vật. Bocanegra et al, (2004) báo cáo rằng Fe có thể là một nguồn dễ
dàng sẵn có cho thực vật
Kẽm trong đất: nguồn gốc kẽm là trong đất, trầm tích sông, nước ngầm, không khí và sinh
vật. kẽm hiện diện trong môi trường chủ yếu là từ các hoạt động của con người trong hoạt
động nông nghiệp được biết để tăng hàm lượng Cu của lớp đất bề mặt. Zn được phân bố
không đều trong đất và nồng độ của nó khoảng giữa 10 đến 300mg/kg, với hàm lượng
trung bình khoảng 50mg/kg (Malle 1992). Zn di động chủ yếu tùy thuộc vào sự hòa tan
các hydroxid, cacbonat và sulfite kẽm, sự thay đổi của pH (Đặng Kim Chi, 1999). Mặc dù
Zn rất di động trong hầu hết các loại đất, trong những lớp đất sét và SOM thì có khả năng

giữ Zn rất mạnh, đặc biệt ở chế độ pH kiềm và trung tính (Kabata-Pendias và Pendias
2001; Peganova và Edler 2004; Shtangeeva et al, 2005b)
Mangan trong đất: Hàm lượng của Mn hòa tan trong đất bị ô nhiễm kim loại thay đổi rất
cao phụ thuộc vào pH của đất. Những sự thay đổi này bởi một nhân tố từ 7,8 đến 270 của
tỉ lệ đất axit (pH = 2,5) đến đất kiềm (pH = 9-10), phụ thuộc vào tính chất của đất
(Karczewska, 2002). Tất cả những hợp chất Mn là những thành phần cấu thành rất quan
trong của đất. Sự di động của Mn trong đất thì phụ thuộc rất cao vào pH và tiềm năng oxy
hóa khử. những thay đổi rất nhỏ của Eh-pH cũng có thể ảnh hưởng đến Mn được chứa
trong dung dịch đất. Hàm lượng của Mn trong các dung dịch đất biến đổi rất cao từ 252000µg/L, phụ thuộc vào những loại đất và những phương pháp kỹ thuật đạt được trạng
thái hòa tan. (Kabata-Pendias và Pendias 2001)
1.2.2 Chức năng của các nguyên tố vi lượng (Cu, Fe, Zn, Mn) trong cây
Các nguyên tố vi lượng đóng vai trò phức tạp trong dinh dưỡng cây trồng. Một số vi
lượng tham gia trong một số hệ thống phân hoá tố (bảng 1.3). Có sự khác biệt đáng kể về
chức năng đặc biệt của các nguyên tố vi lượng trong cây trồng và trong tiến trình sinh
trưởng của vi sinh vật. Thí dụ, Cu, Fe, và Mo có khả năng hoạt động như là chất mang
điện tử trong hệ thống phân hoá tố mà nó đua đến các phản ứng oxy hoá-khử trong cây
trồng. Cấc phản ứng này là các bước cần thiết trong quang tổng hợp và nhiều tiến trình
biến dưỡng khác. Zn và Mn hoạt động trong nhiều hệ thống phân hoá tố như là cầu nối
giữa các phân hoá tố với cơ chất để từ đó nó có thể hoạt động.
7


Bảng 1.3 Chức năng của các nguyên tố vi lượng trong thực vật bậc cao
Nguyên tố vi lượng

Chức năng trong thực vật bậc cao

Kẽm

Hiện diện trong nhiều phân hoá tố: dehydrogenase, proteinase,

peptidase; xúc tiến kích thích tố sinh trưởng và hình thành tinh bột; xúc
tiến sự chín và hình thành hạt.

Sắt

Hiện diện trong nhiều phân hoá tố: peroxodase, catalase, và cytochrome
oxidase; được tìm thấy trong ferodoxin mà chất này tham gia trong
phản ứng oxy hoá-khử (thí dụ sự khử NO3 -, SO42- và sự cố định N);
quan trọng trong sự hình thành diệp lục tố.

Đồng

Hiện diện trong phân hoá tố laccase và nhiều oxidase khác; quan trọng
trong quang tổng hợp, biến dưỡng carbohydrate và protein, và có lẽ
trong cố định đạm.

Mangan

Hoạt hoá các phân hoá tố decarboxylase, dehydrogenase, và oxidase;
quan trọng trong quang tổng hợp, biến dưỡng đạm, và đồng hoá đạm.

Nguồn: Brady, N.C. 2002

Đồng trong cây: Hàm lượng Cu trong thực vật khác biệt rất lớn và được kiếm soát bởi
một vài nhân tố làm giảm tính di động của Cu (of which the pool of mobile Cu) trong đất
và đặc tính của thực vật đóng vai trò tham gia đáng kể. Cây trồng từ những quốc gia khác
nhau chứa hàm lượng Cu tương đối giống nhau. Trung bình hàm lượng Cu trong lúa mì
khác nhau từ 3,8 đến 6,7 (mg/kg) và trong thực vật (vegetable) nhiều là chứa hàm lượng
Cu khoảng 3-8 mg/kg. Trung bình hàm lượng Cu trong cây trồng dùng để ăn (food plant)
khác biệt cho thấy sự biến đổi khá nhỏ giữa các quốc gia. Hàm lượng cao Cu trong cỏ,

khoảng từ 2-10mg/Kg và trong cỏ 3 lá, từ 7-15mg/kg. (Alina Kabata-Pendias và Arun
B.Mukherjee, 2007)
Sắt trong cây: Cơ chế của sự hấp thụ Fe bởi thực vật và vận chuyển trong thực vật, cũng
như chức năng trao đổi chất của nó đã được ghi nhận từ nhiều nghiên cứu bởi vì Fe là một
kim loại chìa khóa (key metal) trong sự vận chuyển năng lượng cần thiết cho sự tổng hợp
và những quá trình sống khác của tế bào. Hiện tại những kiến thức về vấn đề này đã được
xem xét bởi một số nhà khoa học và được biên soạn bởi Kabata-Pendias và Pendias
(2001).
Kẽm trong cây: Zn tham gia vai trò chuyển hóa thiết yếu trong thực vật, là một thành
phần hoạt động của những trạng thái khác nhau của enzym, như là dehydrogenase,
proteinases, peptidases, và phosphohyrolases. Như vậy, chức năng cơ bản Zn thì có liên
8


quan đến sự chuyển hóa của carbonhydrate, protein và phosphate và cả những auxin,
RNA, và sự hình thành ribomsome. Sự thiếu Zn trong thực vật được theo dõi chung khi
thực vật chứa ít hơn 20 mg/kg và những ảnh hưởng độc tính có thể xảy ra và khi hàm
lượng vượt 300–400 mg/kg (Boawn và Rasmussen 1971; Vitosh et al, 1994). Những giá
trị này có lẽ (These values may), tuy nhiên, khác biệt đáng kể bởi vì: “Sự thiếu Zn phản
ánh cả những yêu cầu của mỗi kiểu di truyền và tác động của sự tương tác của Zn với yếu
tố khác trong mô thực vật” (Kabata-Pendias và Pendias 2001)
Mangan trong cây: Mn là nguyên tố cần thiết cho sự chuyển hoá N trong một số vi sinh
vật và cây trồng. Nồng độ của Mn khá dao động trong các loại thực vật, từng bộ phận và
trong suốt giai đọan sinh trưởng. Thông thường hàm lượng tăng cao ở những bộ của cây
lâu năm. Giữa những thực vật làm thức ăn, hàm lượng Mn cao hơn trong hạt ngũ cốc,
trung bình 27–50 mg/kg (Kabata-Pendias và Pendias, 2001)
Mn và Fe là thành phần của nitrogenase, là chất cần thiết cho tiến trình cố định N cộng
sinh và không cộng sinh. Zn đóng vai trò trong tổng hợp protein, trong sự hình thành một
số kích thích tố sinh trưởng thực vật và trong tiến trình sinh sản của một số cây trồng. Cu
có liên quan đến quang tổng hợp và hô hấp và trong sử dụng Fe. Nó cũng kích thích sự gỗ

hoá của vách tế bào.
Mọi thứ đều trở thành độc nếu sử dụng với lượng lớn. Khi hàm lượng dinh dưỡng trong
đất thấp, sinh trưởng cây trồng sẽ giảm (khoảng thiếu) (hình 1.2). Khi hàm lượng dinh
dưỡng gia tăng, cây trồng hút nhiều hơn và gia tăng sinh trưởng (khoảng đủ), nếu hàm
lượng dinh dưỡng trong đất cao hơn nữa, cây trồng sẽ hút quá nhiều đưa đến các phản
ứng sinh lý trái nghịch (khoảng thừa).

9


Hình 1.2 Tương quan giữa lượng vi
lượng được hút thu và sự sinh trưởng
trên cây trồng . Khi bổ sung dinh
dưỡng trong khoảng thiếu, sinh
trưởng của cây trồng thuận lợi hơn.
Trong khoảng đủ, cây trồng hút thu
tất cả dinh dưỡng cho nhu cầu. Khi
hàm lượng dinh dưỡng ở khoảng
thừa, sự thừa dinh dưỡng gây ra phản
ứng sinh lý bất lợi đưa đến cây trồng
bị giảm tăng trưởng hoặc chết.
[Brady N.C và csv. 2002]
Đối với các nguyên tố đại lượng, khoảng đủ thì rất rộng và khả năng gây độc hiếm khi
xảy ra. Tuy nhiên đối với vi lượng, sự khác nhau giữa mức độ thiếu và độc thì rất hẹp. Thí
dụ trường hợp của Bo và Mo, sự ngộ độc trầm trọng có thể xảy ra do bón phân chỉ ở
lượng 3 đến 4 kg/ha mà trước đây đất thiếu các vi lượng này. Do đó việc bón vi lượng cần
phải thận trọng, đặc biệt trong duy trì cân bằng dinh dưỡng. Hàm lượng vi lượng trong
cây trồng rất nhỏ, tuỳ theo loại vi lượng mà cấp độ của nó so với nguyên tố đại lượng thì
rất khác nhau (hình 1.3)
Hình 1.3 Số lượng nguyên

tử của các nguyên tố cần
thiết trong cỏ Alfafa vào giai
đoạn trổ bông được trình
bày theo thang log. Lưu ý là
lượng nguyên tử H nhiều
hơn 10.000 lần so với
nguyên tử Mo. Tuy nhiên
cây trồng không thể phát
triển bình thường mà không
có Mo. [Viets, 1965]

10


Khoảng giới hạn hàm lượng nhiều loại vi lượng trong mô thực vật được xem là thiếu, đủ
và độc được trình bày trong hình 1.4

Hình 1.4 Các mức độ thiếu, bình
thường và độc trong thực vật đối với
nhiều nguyên tố vi lượng. Lưu ý là
khoảng giới hạn được trình bày theo
thang log và giới hạn trên của Mn là
khoảng 10.000 lần giới hạn dưới của Mo
và Ni. Khi sử dụng hình này ta nên lưu ý
là các loài thực vật có khả năng rất khác
nhau về tích luỹ và chịu đựng các mức
độ của vi lượng.
[Brady N.C và csv. 2002]
Sự xuất hiện triệu chứng thiếu thì hơi khác nhau đối với mỗi loại cây trồng và loại dinh
dưỡng. Tuy nhiên, có sự xác định về một số đặc tính di truyền về triệu chứng thiếu cho

mỗi loại dưỡng chất. Mỗi triệu chứng thiếu dưỡng chất đều có sự khác nhau về: màu sắc,
vị trí thiếu trên cây, lá úa và, sự chết hoại rìa lá.
Triệu chứng thiếu thường được biểu hiện khi cung cấp không đủ dinh dưỡng và điều này
được sử dụng trong chẩn đoán. Hầu hết các vi lượng là tương đối bất động trong cây là vì
cây không thể vận chuyển hiệu quả chất dinh dưỡng từ lá già sang lá non. Do đó, triệu
chứng thiếu thường thể hiện rõ nét nhất trong lá non (hình 1.5 và 1.6).
Sự thiếu hụt Mn thường phổ biến trong một vài loại cây trồng trồng trên đất trung tính và
vôi. Trong đất, sự tương tác giữa rễ cây với vi khuẩn (ở vùng rễ) có thể tạo điều kiện
thuận lợi cho sự oxy hóa hòa tan Mn2+ không có sự hiện diện của cation Mn3+ hay Mn4+
(Rengel, 2004). Phần lớn những nhóm cây trồng không bị ảnh hưởng từ sự thiếu Mn ở
nồng độ trên khoảng 15–25 mg/kg. Theo Rengel (2004) cho rằng nồng độ Mn trong trong
vỏ cây nhựa dao động khoảng từ 2 đến 910 µM/l, do đó nồng độ yêu cầu, để giữ giới hạn
thấp nhất của Mn trong hạt ngũ cốc (10–20 mg/kg), khoảng giữa 25 và 100 µM/l. Độc
tính của Mn trên thực vật cũng xuất hiện cao trên đất kiềm, ở pH = 8, nơi mà phức hợp
anion Mn có thể được hình thành. Có sự khác biệt giữa những loài thực vật và kiểu di
truyền trong sự nhảy cảm đến Mn. Trong số những nhóm thực vật, ngũ cốc, những cây họ
đậu và khoai tây thì bị ảnh hưởng nhất khi hàm lượng Mn vượt giới hạn trong quá trình
11