KHẢO sát KHẢ NĂNG PHÓNG THÍCH, hấp PHỤ KALI TRÊN đất PHÙ SA TRỒNG lúa 3 vụ ở CAI lậy TIỀN GIANG và CAO LÃNH ĐỒNG THÁP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

NGUYỄN THỊ MAI DƯƠNG
ĐỀ TÀI

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG PHÓNG THÍCH, HẤP
PHỤ KALI TRÊN ĐẤT PHÙ SA TRỒNG LÚA 3
VỤ Ở CAI LẬY-TIỀN GIANG VÀ
CAO LÃNH-ĐỒNG THÁP

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGÀNH KHOA HỌC ĐẤT

Cần Thơ - 2011


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
NGÀNH KHOA HỌC ĐẤT
Tên đề tài:

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG PHĨNG THÍCH HẤP
PHỤ KALI TRÊN ĐẤT PHÙ SA TRỒNG LÚA 3
VỤ Ở CAI LẬY-TIỀN GIANG VÀ CAO LÃNHĐỒNG THÁP

Giáo viên hướng dẫn:
PGS. TS. Nguyễn Mỹ Hoa

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Thị Mai Dương
MSSV: 3077444
Lớp: KHĐ K33

Cần Thơ - 2011
i


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

Luận văn tốt nghiệp Kỹ Sư ngành Khoa Học Đất với đề tài:

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ĐỆM KALI TRÊN ĐẤT PHÙ SA TRỒNG LÚA 3 VỤ Ở
CAI LẬY-TIỀN GIANG VÀ CAO LÃNH-ĐỒNG THÁP
Do sinh viên Nguyễn Thị Mai Dương thực hiện

Kính trình lên hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp

Cần Thơ, ngày…...tháng 1 năm 2011
Cán bộ hướng dẫn

PGS.TS. Nguyễn Mỹ Hoa


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã chấp thuận luận văn tốt nghiệp Kỹ sư ngành Khoa
Học Đất với đề tài:

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ĐỆM KALI TRÊN ĐẤT PHÙ SA TRỒNG LÚA 3 VỤ Ở
CAI LẬY-TIỀN GIANG VÀ CAO LÃNH-ĐỒNG THÁP

Do sinh viên Nguyễn Thị Mai Dương thực hiện và bảo vệ trước hội đồng.
Ý kiến của Hội Đồng chấm luận văn tốt nghiệp
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
...........................................................................................................................
Luận văn tốt nghiệp được Hội Đồng đánh giá ở mức: ........................................

DUYỆT KHOA

CầnThơ, ngày…..tháng……năm 2011

Trưởng Khoa Nông Nghiệp

Chủ tịch Hội Đồng


TIỂU SỬ CÁ NHÂN
Họ và tên: NGUYỄN THỊ MAI DƯƠNG
Sinh ngày: 08/03/1989
Nơi sinh: Song Hồng, Nghi Xuân, Hà Tĩnh
Họ tên cha: NGUYỄN VĂN BÌNH
Họ tên mẹ: HỒNG THỊ KIM NHUNG
Tốt nghiệp Phổ thông trung học tại trường THPT Ngô Quyền

Trúng tuyển vào ngành Khoa Học Đất khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trường đại học Cần
Thơ năm 2007.


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết quả
trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ luận văn
nào trước đây.

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Mai Dương


LỜI CẢM TẠ
Kính dâng
Cha mẹ suốt đời tận tuỵ vì sự nghiệp và tương lai của con.
Thành kính biết ơn
Cơ Nguyễn Mỹ Hoa, chị Lê Thị Thùy Dương đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và
động viên tơi trong suốt thời gian thực hiện đề tài và hoàn thành bài luận văn.
Chân thành biết ơn
Thầy Trần Bá Linh, cô Châu Thị Anh Thy cố vấn học tập đã quan tâm, động viên
và giúp đỡ chúng tôi trong suốt thời gian học tập.
Thầy Hà Gia Xương và toàn thể các anh chị thuộc Phịng thí nghiệm Bộ mơn Khoa
Học Đất & Quản Lý Đất Đai đã nhiệt tình giúp đỡ tơi rất nhiều để hoàn thành luận văn.
Toàn thể quý thầy cơ trường Đại Học Cần Thơ đã tận tình dìu dắt, truyền đạt kiến
thức quý báu cho chúng tôi trong suốt thời gian theo học tại trường.
Thân gởi đến tất cả các bạn lớp Khoa Học Đất khóa 33 lời chúc tốt đẹp nhất, chúc
các bạn sức khỏe, hạnh phúc và thành đạt trong tương lai.

Nguyễn Thị Mai Dương, 2011 . Khảo sát khả năng đệm Kali trên đất phù sa trồng
lúa 3 vụ ở Cai Lậy-Tiền Giang và Cao Lãnh-Đồng Tháp. Luận văn tốt nghiệp Đại Học,
khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, trường Đại Học Cần Thơ.
TĨM LƯỢC
Ở Đồng Bằng Sơng Cửu Long (ĐBSCL) được đánh giá có trữ lượng Kali (K) lớn.
Việc trồng lúa thâm canh 3 vụ sẽ dẫn đến hiện tượng thiếu hụt K trong đất, nếu người dân
không sử dụng hoặc sử dụng ít phân K để bón. Nhưng trên các nghiên cứu trước đây, việc
bón phân K cho cây lúa khơng có hiệu quả làm gia tăng năng suất cây lúa. Điều này cho
thấy sự phóng thích K trong đất đã đáp ứng đủ và kịp thời cho cây trồng. Để tìm hiểu khả
năng phóng thích K của đất đó là lý do thực hiện đề tài: “Khảo sát khả năng đệm Kali
trên đất phù sa trồng lúa 3 vụ ở Cai Lậy-Tiền Giang và Cao Lãnh-Đồng Tháp”.
Mẫu đất thực hiện đề tài được lấy tại ấp Phú Tiểu, xã Phú Nhuận, huyện Cai Lậy,
tỉnh Tiền Giang và xã Tân Hộ Trung, huyện Cao Lãnh, tỉnh Đồng Tháp. Thí nghiệm thực
hiện trên 10 mẫu, được bón với các liều lượng K tăng dần. Với các mức bón lần lượt:
0mgK.100g-1, 1.5mgK.100g-1, 3mgK.100g-1, 7.5mgK.100g-1, 15mgK.100g-1 .
Hàm lượng K phóng thích trong dung dịch ở các loại đất ở nghiệm thức khơng bón
tương đương với ở mức bón 30 kg.ha-1 do đó hàm lượng K phóng thích có thể đáp ứng
được nhu cầu của cây lúa.
Phần trăm K phóng thích ra dung dịch chiếm từ 52% đến 175% lượng K trao đổi
trong đất do đó đất có khả năng phóng thích ra dung dịch để cung cấp cho cây tốt.
Hàm lượng K hấp phụ tăng dần, ở mức bón trên 15mgK.100g-1. Nồng độ hấp phụ
đạt 12% đến 67% trên các loại đất khảo sát.
Tuy đất có khả năng cung cấp K cho cây trồng nhưng cần bón thêm K hoặc bón
thêm rơm rạ để duy trì độ phì K trong đất tránh là kiệt quệ nguồn K do canh tác một thời
gian dài mà khơng bón phân K.


MỤC LỤC
Chương

Tựa

Trang

Lời cam đoan ............................................................................................iii
Cảm tạ ....................................................................................................... iv
Tóm lược .................................................................................................... v
Mục lục...................................................................................................... vi
Danh sách ký hiệu, chữ viết tắt ................................................................ viii
Danh sách bảng.......................................................................................... ix
Danh sách hình ........................................................................................... x
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ..................................................................... 2
1.1 Vai trò của kali đối với quá trình sinh trưởng của cây lúa................................. 2
1.1.1. Sự đáp ứng của kali đối với năng suất lúa ............................................ 2
1.1.1.1 Kết quả nghiên cứu trên thế giới...................................................... 2
1.1.1.2 Kết quả nghiên cứu ở Đồng Bằng Sông Cửu Long .......................... 3
1.1.2 Hậu quả của việc trồng lúa liên tục nhưng khơng bón phân Kali ........... 4
1.2 Các dạng Kali trong đất ................................................................................... 5
1.2.1 Kali hòa tan trong dung dịch ................................................................. 5
1.2.2 Kali trao đổi.......................................................................................... 6
1.2.3 Kali không trao đổi ............................................................................... 7
1.2.4 Kali trong cấu trúc khoáng sét............................................................... 9
1.3 Sự chuyển biến giữa các dạng Kali trong đất.................................................. 10


1.4 Khả năng đệm Kali của đất ............................................................................ 12
Một số nghiên cứu trước đây về sự phóng thích, hấp phụ Kali vào đất ......... 13
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG TIỆN PHƯƠNG PHÁP .................................................... 16

2.1 Phương tiện và địa điểm lấy mẫu ................................................................... 16
2.1.1 Địa điểm lấy mẫu................................................................................ 16
2.1.2 Phương tiện ........................................................................................ 18
2.2 Phương pháp nghiện cứu................................................................................ 18
2.2.1 Xác định khả năng đệm....................................................................... 19
2.3.2 Khảo sát đường cong phóng thích và hấp phụ Kali ............................. 21
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THẢO LUẬN ................................................................... 23
3.1 Đặc tính của đất thí nghiệm............................................................................ 23
3.2 Xác định khả năng đệm.................................................................................. 25
3.2.1 Hàm lượng Kali trong dung dịch......................................................... 25
3.2.2 Hàm lượng Kali phóng thích hấp phụ.................................................. 26
3.2.3 Phần trăm Kali phóng thích, hấp phụ .................................................. 28
3.2.4 Hệ số phóng thích Kali trong đất dựa vào phương trình Freundlich..... 30
3.3 Khảo sát đường cong phóng thích hấp phụ..................................................... 32
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN ĐỀ NGHỊ........................................................................ 35
4.1 Kết luận ......................................................................................................... 35
4.2 Đề nghị .......................................................................................................... 35
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................................36
PHỤ CHƯƠNG ......................................................................................................................38


DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT
Đồng Bằng Sông Cửu Long

ĐBSCL

Cai Lậy

CL

Đồng Tháp

ĐT

FAO

Food and Agriculture Organization

Kali

K

KĐ

Keo đất

NH4OAc pH 7

Ammonium Acetate pH 7

LVTN

Luận văn tốt nghiệp

UNDP

United Nations Development Programme


DANH SÁCH BẢNG

Bảng

Tựa

Trang

1.1

Phân cấp hàm lượng kali trao đổi trong đất cho cây lúa

7

1.2

Phân cấp lượng Kali trao đổi

9

1.3

Hàm lượng Kali trong một số khoáng nguyên sinh và thứ sinh

10

3.1

Một số tính chất hóa học của đất thí nghiệm

23

3.2

Hàm lượng K trong dung dịch

25

3. 3

Hàm lượng Kali phóng thích, hấp phụ

27

3.4

Tỉ số % giữa lượng K phóng thích so với K trao đổi

29

3.5

Hàm lượng Kali hấp phụ khi gia tăng nồng độ bón

32


DANH SÁCH HÌNH
Hình

Tựa

Trang

1.1

Các dạng Kali tồn tại trong đất

11

2.1

Điểm lấy mẫu Cai Lậy-Tiền Giang

16

2.2

Điểm lấy mẫu Cao Lãnh-Đồng Tháp

17

2.3

Thiết bị, dụng cụ sử dụng phân tích K trong đất

18

3.1

Phương trình biểu diễn sự phóng thích, hấp phụ đất Cai Lậy-Tiền Giang

30

3.2

Phương trình biểu diễn sự phóng thích, hấp phụ đất Cao Lãnh-Đồng Tháp

32

3.3

Đường phóng thích, hấp phụ trên các mẫu đất với nồng độ cao

33


1

MỞ ĐẦU
Trong những năm qua, dân số trên thế giới nói chung và khu vực Đơng Nam Á nói
riêng gia tăng rất nhanh. Đặc biệt là ở các nước Đông Nam Á, trong đó có Việt Nam mức
độ gia tăng dân số rất nhanh. Điều đó tạo nên sức ép lên vấn đề lương thực. Biện pháp
thâm canh tăng vụ là một trong những biện pháp được áp dụng để giải quyết vấn đề này.
Ở Đồng Bằng Sông Cửu Long được đánh giá có trữ lượng Kali lớn. Việc trồng lúa thâm
canh 3 vụ sẽ dẫn đến hiện tượng thiếu hụt K trong đất, nếu người dân không sử dụng hoặc
sử dụng ít phân K để bón. Nhưng trên các nghiên cứu trước đây, việc bón phân K cho cây
lúa khơng có hiệu quả làm gia tăng năng suất cây lúa. Điều này cho thấy sự phóng thích K
trong đất đã đáp ứng đủ và kịp thời cho cây trồng. Để tìm hiểu khả năng phóng thích K
của đất đó là lý do thực hiện đề tài: “Khảo sát khả năng đệm Kali trên đất phù sa
trồng lúa 3 vụ ở Cai Lậy-Tiền Giang và Cao Lãnh-Đồng Tháp”.

2

CHƯƠNG 1
LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
1.1 Vai trò của K đối với quá trình sinh trưởng của cây lúa
Kali là nguyên tố đa lượng rất quan trọng đối với sự sinh trưởng của cây trồng sau
đạm và lân. Kali có vai trị là chất hoạt hóa các enzyme, tham gia tổng hợp protein, vận
chuyển Carbohydrat, kiểm sốt tính thấm và pH màng tế bào, điều hòa sự bốc hơi nước
của keo nguyên sinh chất, giúp cây chịu hạn và chịu rét tốt hơn và tăng cường khả năng
đẻ nhánh của lúa (IRRI, 1983; Thái Công Tụng, 1971).
Kali là nguyên tố rất di động trong cây, K có thể chuyển từ lá già lên lá non do đó
những lá già biểu hiện chịu chứng thiếu K trước nhất, khi thiếu K lá già mềm, rủ xuống,
chóp lá có những đốm vàng nâu và khô dần, lá trở nên vàng, cây phát triển yếu và chín
chậm (Findeneg, 1987). Ở hạt chiếm 0.3-0.45% khối lượng chất khô, thân lá chiếm 0.61.5% khối lượng chất khơ (Đỗ Thị Thanh Ren, 1999).
Theo kết quả phân tích, trong giai đoạn tăng trưởng của lúa cao sản, hàm lượng K
cao trong giai đoạn đầu, sau đó giảm xuống và tiếp tục tăng trở lại trong giai đoạn cuối
(Lê Văn Căn, 1978). Tương tự trong thí nghiệm lúa Indica của LinBao (1985), trong điều
kiện canh tác bình thường, rơm rạ nhóm lúa thân cao chứa 1% K, thân thấp chứa 2% K,
riêng lúa lai chiếm 2,8% K. Trong giai đoạn mạ cấy hấp thu 0.4%K, giai đoạn chồi hấp
thu 17-29%K, giai đoạn trổ hấp thu 10-20%K tổng K hấp thu. Từ giai đoạn lúa trịn mình
K được hấp thu mạnh nhất, do đó bón K ở giai đoạn này hiệu quả hơn.
1.1.1. Sự đáp ứng của K đối với năng suất lúa
1.1.1.1 Kết quả nghiên cứu trên thế giới
Những nghiên cứu từ năm 1950 đến 1982 cho thấy việc sử dụng phân K có tác
dụng làm tăng năng suất rõ rệt tại Trung Quốc. Báo cáo ở Trung Quốc trong những năm
1950 thì nhận thấy phân K khơng đáp ứng năng suất lúa, đến những năm 1960 thì thấy bắt


3

đầu xuất hiện triệu chứng thiếu K ở một số nơi, đến năm 1982 hiện tượng thiếu K thực sự
xảy ra trên diện rộng ở miền Nam Trung Quốc. Năm 1982, kết quả của 260 thí nghiệm
cho thấy sự đáp ứng đối với phân đạm của lúa đã giảm rõ nhưng K có sự đáp ứng tăng
dần. Khi tăng mức phân bón thì năng suất lúa được gia tăng. Điều này chứng tỏ nguồn K
trong đất đã giảm, việc duy trì phân bón K cũng như phân K bổ sung sẽ có tác dụng tốt để
ổn định năng suất.
Theo điều tra của UNDP và FAO từ 1971-1973 đất cát như Pakistan, Ấn Độ,
Bangladesh thì thấy rằng có sự đáp ứng K cho lúa trên nền đất bón N,P tăng năng suất lúa
từ 4-14kg/1 kg K so với khơng bón K.
Ở Ấn Độ qua nhiều kết quả thí nghiệm về các mức độ phân bón khác nhau, nhận
thấy năm đầu bón 25kg K/ha, thì năm thứ hai phải bón 50kg và năm thứ ba bón 75 kg
K/ha, thì mới duy trì năng suất lúa.
Từ kết quả trên nhận thấy trong sản xuất lúa tăng vụ nhu cầu bón phân K bổ sung
để tăng năng suất lúa là vấn đề đặc biệt cần được quan tâm.
1.1.1.2 Kết quả nghiên cứu ở Đồng Bằng Sông Cửu Long
Từ năm 1970, kết quả nghiên cứu cho thấy khơng có sự đáp K đối với đất phù sa
không phèn Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL). (Võ Tịng Xn,1986).
Theo Brinkman và ctv (1985) thì đất ở ĐBSCL có đến 50% khống Illite do đó
nên có thể đất ĐBSCL không thấy sự đáp ứng K đối với ruộng lúa.
Kết quả thí nghiệm tại nhà lưới Bộ Mơn Khoa Học Đất, Đại Học Cần Thơ
(Nguyễn Mỹ Hoa, 1997) khi thử nghiệm trong điều kiện trồng kiệt khơng bón phân K sau
3 vụ, trên đất cát núi Nhà Bàng – Tri Tôn – An Giang, lúa hầu như không phát triển sau 2
– 3 tuần trồng ngay trong vụ đầu tiên do sự thiếu trầm trọng. Trên nhóm đất phù sa mới,
hàm lượng K trong cây rất thấp ở mức 0.4 % K, nếu trồng đến vụ hai khơng bón phân K.


4

Theo De Datta (1988) ở đất canh tác hai vụ/năm với năng suất 3.4 – 6.3 tấn/ha K bị

lấy đi từ đất mỗi năm 166 – 211 kg K/ha. Như vậy với tập quán canh tác không chú trọng
bổ sung K cho đất ở ĐBSCL, sản xuất 2 – 3 vụ hoặc 7 vụ/2năm và ít chú trọng hồn trả
lại rơm rạ cho ruộng lúa thì lượng K trong đất sẽ liên tục bị lấy đi, do đó nguồn K hữu
dụng ở dạng trao đổi sẽ không đủ cung cấp cho cây. Để đáp ứng nhu cầu K cho cây trồng
các dạng K ở dạng không hữu dụng sẽ được huy động để cung cấp cho cây trồng và kết
quả là nguồn K dự trữ trong đất sẽ bị cạn kiệt dần.
Với năng suất lúa 5 tấn/vụ, cây lấy đi từ đất khoảng 89 kg K, ước tính K hồn trả
lại được khoảng 16 kg từ gốc rạ, 8 kg từ nước tưới. Như thế tổng K cung cấp là 24 kg.
Sau 1 vụ lúa K mất 74 kg, sau 4 vụ mất 296 kg. Nếu có khả năng, đất cung cấp 172 kg thì
K cịn thiếu sau 2 năm là 124 kg. Nếu năng suất 7 tấn.ha-1 thì hàm lượng K thiếu sau 2
năm là 254 kg.
Dựa trên kết quả ước tính này có thể nhận thấy hàm lượng K trao đổi không đủ
cung cấp cho cây sau 4 vụ canh tác nếu khơng có nguồn K bổ sung. Do đó, để cung cấp K
cho cây, K ở dạng khơng trao đổi đã được huy động. Vì vậy, sau nhiều vụ canh tác, khơng
bón phân K thì hàm lượng K không trao đổi sẽ cạn kiệt dần, đất sẽ bị thiếu hụt K trầm
trọng.
Như vậy ta thấy rằng việc sử dụng phân K cho lúa hiện nay cần phải được chú
trọng nhất là đối với canh tác tăng vụ, bón nhiều phân N, P và sử dụng giống lúa có năng
suất cao.
1.1.2 Hậu quả của việc trồng lúa liên tục nhưng khơng bón phân Kali
Tributh (1987) khi đất bị kiệt K thì cần phải bón một lượng phân lớn hơn lượng
cần thiết. Một phần cung cấp cho cây, phần còn lại được đất cố định. Thiếu K các lá sét
có thể bị phân hủy và có thể chuyển sang dạng khác ( từ dạng khống Illite có thể sang
dạng Vermiculite và chuyển tiếp sang dạng Smecties…). Tác giả và cộng tác viên đã nhận


5

thấy hàm lượng khoáng Illite giảm, khoáng Smectite và dạng trung gian giữa Illite và
Smectite tăng lên sau nhiều vụ canh tác khơng bón phân bổ sung.

Sự cạn kiệt K do cây hấp thu được xem là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến
tiến trình chuyển biến của các loại khống sét giàu K. Vì vậy việc bón phân tăng cường
trong sản xuất sẽ có tác dụng làm chậm tốc độ chuyển hóa và ngăn cản sự phân hủy của
các phiến sét trong đất. Đó là vấn đề cần được quan tâm nghiên cứu.
1.2 Các dạng K trong đất
Theo Nguyễn Mỹ Hoa và ctv, (2004) K trong đất được phân thành 4 dạng: (1) K
hòa tan; (2) K trao đổi; (3) K không trao đổi; (4) K trong cấu trúc của các thành phần
khống sét.
1.2.1 K hịa tan trong dung dịch
Kali hòa tan trong dung dịch là dạng K+ được cây hấp thu trực tiếp. Mức độ K hòa
tan trong dung dịch đất thường dao động mạnh do ảnh hưởng bởi các ion trong dung dịch,
ẩm độ đất và hàm lượng các dạng K trong đất và các loại đất khác nhau (Sparks, 1987).
Kali hòa tan hiện diện trong dung dịch đất rất thấp và không đủ cho nhu cầu sinh
trưởng của cây. Khi nồng độ K trong dung dịch đất giảm do sự hút của cây trồng, K ở
dạng trao đổi sẽ được trao đổi ra dung dịch đất để cung cấp cho cây. Quá trình trao đổi
này diễn ra nhanh, do đó dạng K trao đổi cũng được xem là dạng dễ hữu dụng (labile K)
cho cây trồng. Barber (1962) định nghĩa dạng ion dinh dưỡng dễ hữu dụng cho cây trồng
là dạng ion trong thành phần rắn của đất có thể trao đổi qua dung dịch. Cân bằng của quá
trình trao đổi này diễn ra nhanh và thường đạt trạng thái cân bằng trong 24 giờ.
Kali hịa tan trong dung dịch đất nằm ngồi vùng ảnh hưởng điện tích âm của bề mặt
khống sét. Kali hịa tan có thể được trích bằng nước cất hoặc bằng dung dịch CaCl2
0.01N. Phương pháp trích bằng CaCl2 0,01 N có thể trích được khoảng 33% lượng K so
vói phương pháp trích bằng NH4OAc pH 7 ( Nguyễn Mỹ Hoa , 2003). Phương pháp này
có thể trích lượng K hịa tan và một phần nhỏ K hấp phụ trên bề mặt tích điện âm.


6

1.2.2 K trao đổi
Là dạng K+ được hấp thu trên bề mặt keo đất, K trao đổi có thể phóng thích từ bề

mặt keo đất để đáp ứng nhu cầu cho cây. Đây cũng là dạng cung cấp K chủ yếu cho cây
nhờ cơ chế trao đổi ion giữa rễ và keo đất,
[KĐ]2k+ + Ca2+
[KĐ]Ca2+2K+ + 4H+

[KĐ]Ca2+ + 2K+
[KĐ]4H+ + 2K+ + Ca2+

Kali hữu dụng chiếm tỉ lệ rất thấp, trung bình khoảng 1-2% K tổng số trong đất.
Kali hữu dụng trong đất dưới dạng: hòa tan trong dung dịch, K trao đổi và K hấp thu trên
bề mặt khoáng sét. Hầu hết K hữu dụng nằm dưới dạng K trao đổi khoảng 80 %. Kali hòa
tan thường được cây trồng hấp thu hết và một phần bị rửa trôi.
K không trao đổi

K trao đổi

K trong dung dịch đất

Trong sơ đồ trên, giữa các dạng K có sự cân bằng động. Khi cây thu hút K hòa tan
trong dung dịch đất, nồng độ K hòa tan trong dung dịch đất thấp, cân bằng bị phá hủy.
Kali trao đổi lập tức di chuyển vào trong dung dịch cho đến khi cân bằng mới được thiết
lập. Ngược lại, khi bón phân K vào đất, hàm lượng K hòa tan cao, cây trồng khơng hấp
thu hết lượng K đó nên cân bằng chuyển về phía trái tạo thành K trao đổi. Vì vậy có thể
xem cơ chế trao đổi giữa K trao đổi và K hòa tan trong dung dịch là cơ chế đệm quan
trọng cho K hòa tan trong dung dịch đất (Nguyễn Thanh Hải, 2000 – LVTN).


7

Bảng1.1 Phân cấp hàm lượng K trao đổi trong đất cho cây lúa

Đánh giá tình trạng (N-ammuniumaccetate) meq.100g-1

K
Rất thấp

< 0,15

Đánh giá khả năng
đáp ứng K
Rất thiếu

Thấp

0,15 – 0,20

Thiếu

Trung bình

0,20 – 0,30

Có thể đáp ứng với phân K

Khá

0,30 – 0,40

Có khả năng cung cấp đủ K

Cao

0,40 – 0,60

Không đáp ứng với phân K

> 0,60

Không đáp ứng với phân K

Rất cao
(Nguồn: Nguyễn Mỹ Hoa, 2003)
1.2.3 Kali không trao đổi

Là dạng K bị giữ giữa các phiến sét, K không trao đổi thường nằm sâu bên trong
và bị phong hóa chậm. Dạng K này khó trao đổi ion theo cách thơng thường như K trao
đổi trong dung dịch đất, nên cây khó sử dụng. Các khoáng chứa nhiều K là các khoáng
2:1 như Vermiculite, Illite...
Kali khơng trao đổi có thể tìm thấy trong tầng “wedge zones” của khống Mica và
khống Vermiculite. Kali khơng trao đổi (K chậm hữu dụng) là dạng K có tỷ lệ cao thứ 2
trong đất. Kali ở dạng không trao đổi phần lớn được giữ chặt ở vị trí “wedge zones”- vị trí
mở rộng giữa các phiến sét (Foth và Ellis, 2002). Vùng “wedge zones” này quá chật để
các ion như: Ca2+, Mg2+ đi vào bên trong để trao đổi K, chỉ có ion NH4+ và H3O+ có bán
kính phân tử gần bằng K+ nên nó có thể đi vào vùng này để trao đổi K (Sparks,1987).
Hàm lượng K trong tầng đất sâu thường cao hơn vì ln có hàm lượng sét cao,
hàm lượng K không trao đổi từ 1000- 2000 mg K/100g. Hàm lượng K không trao đổi
trong đất có vai trị quan trọng trong duy trì khả năng đệm của đất khi các dạng K hữu
dụng cạn kiệt dần .

8

K bị giữ chặt bên trong các phiến sét nên rất khó tham gia cung cấp cho nhu cầu
của cây trồng. Những thời điểm thiếu hụt thường gọi là hiện tượng thối hóa K. Hiện
tượng thối hóa K thường xảy ra trong đất đặc biệt nghèo hay đã bị kiệt quệ K và có tỷ lệ
mùn thấp (Andre Gross, 1977).
Sự giữ chặt K phụ thuộc vào thành phần khoáng sét cũng như hàm lượng chất hữu
cơ có trong đất. Các keo sét loại hình 2:1 có chứa K cũng được xếp vào dạng bị giữ chặt
(Vũ Hữu Yêm và ctv, 2001). Trên những loại đất nghèo K như đất xám bạc màu, hàm
lượng K không trao đổi không cao, dao động trong khoảng 8,25 – 19,37 mg.100g-1 đất,
chiếm 0,8 – 7,75% lượng K tổng số của đất (Nguyễn Hữu Thành, 2003). Ngồi ra, Đào
Châu Thu (2003) cịn cho rằng đất càng giàu Kaolinite thì sẽ có hàm lượng K cố định
càng thấp. Điển hình là đất nâu trên Bazan có hàm lượng sét cao nhưng chủ yếu là
Kaolinite nên hàm lượng K cố định trong khoáng sét rất thấp (24, 43 mg/100g-1). Đất phù
sa ở Sơng Hồng có K cố định 40,37 mg/100g do chứa nhiều khoáng sét Montmorilonite,
Illite, và Vecmiculite.
Theo nghiên cứu của Nguyễn Mỹ Hoa (2003) ở ĐBSCL, K khơng trao đổi trên
nhóm đất phù sa nhiễm mặn đạt lượng cao nhất (17,7 mmol/kg đất), kế đến là nhóm đất
phù sa (7,4 mmol/kg đất), nhóm đất phèn (4,3 mmol/kg đất), thấp nhất là nhóm đất cát
(3,2 mmol/kg đất).


9

Bảng 1.2 Phân cấp lượng K trao đổi

Đánh giá tình trạng K

K không trao đổi (1N HNO3)meq.100g-1

Rất thấp

<0,17

Thấp

0,17-0,42

Trung binh thấp

0,42-0,85

Trung bình

0,85- 1,28

Khá

1,28- 1,92

Cao

1,92- 2,97

Rất cao

>2,97

1.2.4 Kali trong cấu trúc khống sét
Kali trong cấu trúc khoáng là dạng K tham gia trong cấu trúc các mạng tinh thể các

khoáng sét, bị giữ rất chặt có khả năng bị phong hóa rất chậm nên đây cũng là dạng không
hữu dụng đối với cây trồng. Các khoáng Illite, Smectite, Vermiculite, hàm lượng lớn K
nằm trong mạng tinh thể và bị kiềm giữ giữa các phiến sét. Để trở nên hữu dụng dạng K
này cần trãi qua một thời gian dài dưới các tác nhân cơ, lý, hóa học thì moi có thể đưa về
dạng hữu dụng. Hàm lượng này chiếm 89-98% K tổng số. Đây là dạng K quan trọng để
duy trì cấu trúc của các loại khống sét.
Theo kết quả thí nghiệm “Vai trị khống sét đối với tình hình K trong đất Việt
Nam” của Đào Châu Thu (1996) thấy rằng: thành phần và hàm lượng khống sét của các
loại đất có ảnh hưởng đến hàm lượng K cố định của đất khá rõ, đất càng giàu Kaolinite
có hàm lượng K cố định càng thấp. Điển hình là đất nâu trên Bazan có hàm lượng sét cao
nhưng chủ yếu là Kaolinite nên hàm lượng K cố định trong khoáng sét rất thấp (24,43
mg.100g-1). Đất đen trên sản phẩm cacbonat đạt 38,41mg/100g và trên đất phù sa ở Sơng
Hồng có K cố định 40,37 mg.100g-1 do chứa nhiều khoáng sét Montmorilonite, Illite, và
Vecmiculite. Đất bạc màu rất thấp 14-16mg/100g do lượng sét thấp chỉ chiếm 11,3%.


10

Bảng 1.3 Hàm lượng K trong một số khoáng (Schefer và Schachtsehabel, 1976)

Các loại khoáng

%K2O

Tràng khoáng potat ( trực tràng)

4-15

Tràng khoáng Ca-Na

0-3

Mica trắng

7-11

Mica đen

6-10

Illite

4-7

Vermiculite

0-2

Chlorite

0-1

Montmorillonite

0-0,5

1.3 Sự chuyển biến giữa các dạng K trong đất
Giữa các dạng K trong đất ln có sự cân bằng. Kali trong thành phần đá mẹ có thể
chuyển dần sang dạng trao đổi rồi đi vào dung dịch đất. Hoặc ngược lại K từ trong dung
dịch đất cũng có thể bị giữ lại trong các mạng lưới tinh thể của khống sét, khơng tham

gia cung cấp cho nhu cầu dinh dưỡng của cây trồng (Vũ Hữu Yêm, 1995). Khi cân bằng
K đi từ các dạng giữ chặt sang dạng K trao đổi và K hòa tan được gọi là sự phóng thích.
Q trình ngược lại gọi là sự cố định. Sự phóng thích xảy ra khi K hòa tan được cây hấp
thu mạnh hoặc trực di nhiều. Lúc này, K trong dung dịch suy kiệt và K trao đổi sẽ chuyển
ra dung dịch để thiết lập lại cân bằng. Dạng K trao đổi ln ln có khuynh hướng cân
bằng với K không trao đổi. Kali không trao đổi sẽ chuyển thành K trao đổi nhưng rất
chậm (Foth and Ellis, 2002). Đồng thời, dưới tác động của sự phong hóa, các khống sét
bị vỡ và giải phóng K thành dạng K hữu dụng (Brady, 1990). Ngược lại, khi đất rơi vào
tình trạng thối hóa K, nếu bón phân K cho đất thì cân bằng sẽ dịch chuyển theo chiều
hướng cố định K, có nghĩa là K từ dung dịch đất sẽ bị hấp phụ trên keo sét trở thành K trao


11

đổi, hoặc đi sâu vào giữa các phiến sét trở thành K không trao đổi, hoặc do ái lực mạnh của
khoáng, K bị hút sâu vào bên trong cấu trúc khống.
Sự phóng thích và cố định K ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, chủ yếu là: sự thu hút
của cây trồng, tính chất đất canh tác. Nếu tỷ lệ K được phóng thích cao thì K hữu dụng sẽ
đủ cung cấp cho nhu cầu K của cây. Bón phân trong trường hợp này sẽ khơng có sự đáp
ứng năng suất của cây trồng. Ngược lại, khi đất suy kiệt K, năng suất cây trồng giảm sẽ có
sự đáp ứng năng suất nếu đất được bổ sung phân K. Tuy nhiên, trong thời điểm này, bón
phân sẽ xảy ra tình trạng một lượng lớn K bị hấp phụ vào khoáng sét để thiết lập lại cân
bằng (Võ Thị Gương và ctv, 1997). Hoeft và ctv, (2000) đã mô tả sự chuyển biến giữa các
dạng K trong đất theo mơ hình như sau:
K hòa tan trong
dung dịch đất

K trao đổi
(1-2% K tổng số)

K khơng trao đổi
(1-2% K tổng số)

K trong khống sét
(90-98% K tổng số)

Hình 1.1 Các dạng K tồn tại trong đất
Sự duy trì cân bằng K trong đất là điều quan trọng và cần thiết giúp môi trường đất
bền vững và bảo đảm đáp ứng nhu cầu K cho hệ thống. Quá trình này phụ thuộc vào
nhiều yếu tố: thành phần khống sét, sự khơ và ẩm của đất, ảnh hưởng của rễ cây, ảnh
hưởng của pH và CEC… .Nguyễn Chí Thuộc và ctv (1974) cho rằng ở đất khơ, K thường
được giữ chặt còn ở đất ẩm K lại được giải phóng. Theo Brady (1990), sự cố định K trên
các loại keo đất rất khác nhau. Kaolinite và các khống 1:1 cố định K rất ít, trong khi các
khống 2:1 như Vermiculite, Smectite, Illite cố định K rất nhiều và rất chặt. Để đất trong
tình trạng khơ ướt ln phiên dẫn đến kết quả cố định K dạng không trao đổi. Ở ĐBSCL,
sự cố định K trên đất lúa thay đổi tùy theo các loại đất. Đất sét có hàm lượng K cố định
nhiều nhất, kế đến là đất sét pha thịt và ít nhất là thịt pha cát. Khả năng này cũng thay đổi
tùy theo ẩm độ đất. Trên đất ướt khô luân phiên cao hơn rất nhiều so với đất khô.


12

Sự cố định và phóng thích K cịn liên quan nhiều đến pH và CEC của đất. Khi pH
tăng, K hịa tan giảm và K dạng khơng trao đổi tăng lên, do làm tăng thế hấp phụ K trên
phiến sét. Tương tự, đất nhiều cation trao đổi tức CEC cao có khuynh hướng dự trữ nhiều
K hấp phụ. Đặc biệt khi có sự hiện diện của Ca và Mg trong đất cao sẽ làm tăng sự cố
định K (Korb và ctv, 2005).
Sự phóng thích hay cố định K tùy trường hợp mà có tác dụng tốt hoặc xấu khác
nhau. Nếu sự phóng thích chiếm ưu thế sẽ làm tăng lượng K hữu dụng cho cây nhưng
đồng thời cũng làm tăng lượng K mất do trực di, chảy tràn… .Sự cố định K mặc dù làm

giảm lượng K hữu dụng nhưng cũng có thể có ích bởi làm giảm lượng K mất đi do trực
di, chảy tràn và dự trữ K sử dụng cho tương lai. Một loại đất có khả năng cố định K cao
sẽ có khả năng cung cấp K cho cây trồng trong nhiều năm canh tác bằng khả năng “đệm
K” của hệ thống (Korb và ctv, 2005). Điều đáng chú ý là ngay khi K bị cố định cũng
được chuyển dần sang dạng trao đổi rồi hòa tan để nuôi cây khi cân bằng bị phá vỡ (Vũ
Hữu Yêm, 1995). Tuy nhiên, đất có khả năng đệm cao chưa chắc đã đủ. Ngược lại, đất có
khả năng đệm thấp chưa chắc đã thiếu đối với nhu cầu của cây trồng. Do vậy, tùy vào
những loại đất khác nhau mà việc bổ sung nhiều hay ít cũng khác nhau để duy trì hàm
lượng K hấp phụ trên keo đất.
1.4 Khả năng đệm K của đất
Khả năng đệm K của đất là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá tiềm năng cung cấp K
của đất cho cây trồng. Kali hòa tan trong dung dịch đất là dạng cây trồng hấp thu chủ yếu.
Tuy nhiên, lượng K hữu dụng này không giúp đánh giá được sự cung cấp K cho cây trồng
hấp thu. Yếu tố quan trọng là tốc độ lượng K được đưa vào dung dịch từ dạng trao đổi.
Khả năng đệm K của đất được định nghĩa là tiềm năng chuyển K từ dạng không
trao đổi sang dạng hữu dụng khi nguồn K trong dung dịch đất được cây trồng hấp thu cạn
đi.