Chất hữu cơ trong đất là gì? Thành phần chất hữu cơ trong đất gồm có những gì? Cách tính tổng hàm lượng chất hữu cơ trong đất? Agmin mời bà con tham khảo các thông tin liên quan trong bài viết sau đây.
1. Chất hữu cơ trong đất là gì?
Chất hữu cơ (Organic Matter, viết tắt là OM) trong đất là tàn tích của thực vật, động vật và vi khuẩn ở mỗi giai đoạn phân hủy khác nhau.
Thành phần cấu tạo nên chất hữu cơ trong đất bao gồm:
1. Sinh vật sống trong đất và tàn dư thực vật.
2. Chất hữu cơ đã phân hủy một phần (mảnh vụn).
3. Chất hữu cơ đã phân hủy hoàn toàn, ổn định hay còn gọi là Mùn.
Hầu hết các loại đất có chứa từ 1-6% chất hữu cơ.
2. Vai trò của chất hữu cơ trong đất
Chất hữu cơ có ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất vật lý, hóa học và sinh học của đất. Chất hữu cơ mang lại cho đất các lợi ích sau:
- Tăng khả năng trao đổi Cation (CEC) của đất.
- Cải thiện kết cấu đất và khả năng giữ nước.
- Cung cấp chất dinh dưỡng, chủ yếu là nitơ, phốt pho và lưu huỳnh. Đây là kết quả của quá trình khoáng hóa chất dinh dưỡng.
- Cải thiện khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng của cây trồng (bằng cách chelate hóa các chất dinh dưỡng vi lượng).
- Tăng khả năng đệm của đất (chống lại sự thay đổi của độ pH).
- Cải thiện đa dạng sinh học đất.
Vi sinh vật trong đất phân hủy chất hữu cơ thành các phân tử nhỏ hơn cho đến khi tạo thành chất mùn ổn định. Chất mùn ổn định không đóng góp nhiều chất dinh dưỡng cho đất vì nó đã bị phân hủy và đạt đến điểm ổn định.
Sự biến đổi thành phần hóa học của chất mùn phụ thuộc vào các loại vi sinh vật khác nhau và tàn dư thực vật hình thành nên nó.
3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy chất hữu cơ trong đất
Dưới đây là các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật trong đất. Đây cũng là các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy chất hữu cơ và hình thành mùn.
3.1. Độ pH của đất
Quá trình phân hủy chất hữu cơ trong đất bị chậm lại khi độ pH quá chua hoặc quá kiềm.
3.2. Nhiệt độ
Tốc độ phân hủy chất hữu cơ tăng lên ở nhiệt độ cao hơn.
3.3. Độ ẩm của đất
Hoạt động sinh học cần độ ẩm và oxy. Do đó, điều kiện tối ưu để diễn ra quá trình phân hủy thường là ở khoảng công suất trường.
Công suất trường là khái niệm dùng để chỉ lượng độ ẩm của đất hoặc hàm lượng nước được giữ lại trong đất sau khi lượng nước dư thừa đã thoát ra ngoài và tốc độ thẩm thấu đã giảm. Điều này thường diễn ra 2-3 ngày sau khi mưa hoặc tưới ở các loại đất thấm nước có cấu trúc và kết cấu đồng nhất.
Mặt khác, điều kiện bão hòa đất làm chậm hoạt động của vi sinh vật.
3.4. Kết cấu đất
Đất có kết cấu nhẹ giúp cho quá trình phân hủy chất hữu cơ diễn ra thuận lợi hơn so với các loại đất sét, bởi vì các hạt sét nhỏ có xu hướng “cô lập” chất hữu cơ khỏi tác động của vi sinh vật.
Khả năng trao đổi cation (CEC) của mùn keo rất cao, cao hơn nhiều so với CEC của khoáng sét. Nguyên nhân là do mùn keo mang điện tích âm dưới dạng các nhóm chức carboxyl (-COOH) và hydroxyl (-OH). Vì vậy, hàm lượng chất hữu cơ trong đất càng cao thì đất càng màu mỡ.
Trên thực tế, chất mùn dạng keo quyết định 20 đến 70% khả năng trao đổi cation của nhiều loại đất.
| Khoáng sét/Chất hữu cơ | CEC, meq/100g |
| kaolinite | 3-15 |
| illite | 20-40 |
| montmorillonit | 60-100 |
| mùn | 100-300 |
CEC của chất hữu cơ phụ thuộc vào độ pH của đất. Độ pH càng cao thì CEC càng cao. Kết quả là các ion hydro H+ được giải phóng khỏi các nhóm cacboxyl và đất bắt đầu có tính axit nhiều hơn.
4. Quá trình khoáng hóa chất hữu cơ
4.1. Khoáng hóa chất hữu cơ là gì?
Khoáng hóa có nghĩa là phân hủy chất hữu cơ thành các chất vô cơ mà cây trồng có thể hấp thụ được. Đây là một chuỗi các quá trình sinh hoá học phức tạp có sự tham gia của vi sinh vật trong đất.
Nguồn cung cấp Nitơ tự nhiên chủ yếu cho đất là các chất hữu cơ. Nhờ vào quá trình khoáng hóa, nitơ hữu cơ được chuyển hóa thành dạng nitơ vô cơ, để cây có thể hấp thụ. Quá trình này được thực hiện bởi các vi sinh vật.
Quá trình khoáng hóa Nitơ hữu cơ.
4.2. Khoáng hóa nitơ hữu cơ giải phóng được bao nhiêu nitơ vô cơ?
Quá trình khoáng hóa nitơ hữu cơ giải phóng được bao nhiêu nitơ vô cơ? Tính đến hiện nay, đã có một số mô hình được phát triển để ước tính lượng nitơ được giải phóng từ quá trình khoáng hóa nitơ hữu cơ. Tuy nhiên, do động thái của nitơ trong đất khá phức tạp, nên cần phải nghiên cứu thêm và phát triển các mô hình ước tính tối ưu hơn.
Dưới đây là một mô hình ước tính tương đối đơn giản được đề xuất bởi Stanford và Smith (Stangord, G. và Smith, S. J.).
Phương trình đề xuất là:
Nt = N0(1 – e-kt)
Trong đó:
- Nt được tích lũy N khoáng hóa (mg kg-1)
- t – thời gian (tuần)
- N0 – N có khả năng khoáng hóa
- k – hằng số tốc độ (wk-1)
Các ước tính sơ bộ về lượng nitơ được chất hữu cơ giải phóng ra như sau:
| % Chất hữu cơ trong đất | Lượng nitơ được giải phóng (lbs/acre/năm) |
| 1% | 15-25 |
| 2% | 22-55 |
| 3% | 55-70 |
Ghi chú:
- 1 lbs = 0.453592 kg
- 1 acre = 4046.86 m2
5. Cách tính hàm lượng chất hữu cơ trong đất - Công thức tính chỉ số OM
Hàm lượng chất hữu cơ trong đất được xác định dựa trên tổng lượng carbon hữu cơ. Hai phương pháp chính được sử dụng để tính lượng carbon hữu cơ là phương pháp Walkley & Black (phù hợp nhất với đất chứa dưới 2% chất hữu cơ) và phương pháp giảm khối lượng do đốt cháy “loss-on-ignition” (phù hợp nhất với đất chứa hơn 6% chất hữu cơ). Cụ thể:
- Phương pháp Walkley & Black: Oxy hóa carbon hữu cơ bằng dung dịch kali dicromat (K2Cr2O7) trong môi trường axit sunfuric, sử dụng nhiệt do quá trình hòa tan axit sunfuric đậm đặc vào dung dịch dicromat, sau đó chuẩn độ lượng dư dicromat bằng dung dịch Sắt (II), từ đó suy ra hàm lượng carbon hữu cơ.
- Phương pháp giảm khối lượng do đốt cháy: Dựa trên sự giảm khối lượng do đốt cháy chất hữu cơ ở nhiệt độ cao.
Công thức tính hàm lượng chất hữu cơ trong đất dựa trên tổng lượng cacbon hữu cơ là:
OM (%) = Tổng lượng cacbon hữu cơ (%) x 1.72
Trong đó: OM (Organic Matter) là Hàm lượng chất hữu cơ.
Trên đây là các thông tin liên quan đến tính chất và lợi ích của chất hữu cơ trong đất mà Agmin muốn chia sẻ cùng bà con. Từ đó, có thể thấy vai trò của chất hữu cơ và mùn là hết sức quan trọng. Không chỉ tồn tại trong đất, các hợp chất hữu cơ còn là thành phần chính để tạo ra phân hữu cơ. Để đạt được kết quả canh tác nông nghiệp hiệu quả và bền vững, chúng ta nên lấy đất làm trung tâm, chất hữu cơ và mùn trong đất là hai yếu cần được quan tâm hàng đầu.
Biên tập bởi Agmin.vn
