Giáo trình hóa học đất - Chương mở đầu

Đất là một hệ thống động trong đó dung dịch đất là môi trường của các quá trình vật lý, hoá học và sinh học trong môi trường đất. Dung dịch đất tồn tại ở trạng thái cân bằng động với các chất vô cơ, chất hữu cơ, vi sinh vật và không khí đất
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình hóa học đất - Chương mở đầu Đất là một hệ thống động trong đó dung dịch đất là môi trường của các quá trình vậtlý, hoá học và sinh học trong môi trường đất. Dung dịch đất tồn tại ở trạng thái cân bằng độngvới các chất vô cơ, chất hữu cơ, vi sinh vật và không khí đất. Vì thế nó đóng vai trò quan trọngtrong sự chuyển hoá và vận chuyển các phân tử và các ion cần thiết cũng như các phân tử vàcác ion có hại trong một hệ sinh thái. Hoá học đất bao gồm các phản ứng và các quá trình hoá học của đất gắn liền với sựsinh trưởng của thực vật, động vật và môi trường phát tiển của con người. Các quá trình hoáhọc đất là nền tảng cho sự tiến hoá của địa quyển, sinh quyển và môi trường sống của conngười. Vì vậy hoá học đất đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của tài nguyên thiênnhiên, bảo vệ môi trường và sự bền vững của hệ sinh thái. Việc nắm vững bản chất của cácphản ứng và các quá trình hoá học đất ở các mức độ nguyên tử, phân tử và vi mô là rất cầnthiết đối với các chiến lược quản lý nguồn tài nguyên mới phát triển và để hiểu được và điềuchỉnh các hoạt động của hệ sinh thái trên mặt đất trong phạm vi vùng và toàn cầu.Sơ lược phát triển của hoá học đất Sự phát triển của hoá học đất cũng như nhiều khoa học khác đã bắt đầu từ xa xưa. đầutiên đó là sự tích luỹ các kinh nghiệm và kiến thức tập thể về các đặc điểm của đất và các đặctính của chúng theo mức độ phát triển của sản xuát nông nghiệp. Trong thực tiễn của sản xuấtnông nghiệp người ta đã sử dụng nhiều phương pháp hoá học để cải thiện tính chất đất. Theonhà thổ nhưỡng hoc-nhà sử học I. A. Krupenikov (Liên Xô cũ) vào đầu những năm 2000 trướccông nguyên ở Atxyri, Babylon, Shumer người ta đã sử dụng nhiều biện pháp để chống sự táimặn hoá đất. Cũng trong khoảng thời gian này nhân dân ở vùng Trung Mỹ đã sử dụng mác nơđể làm giảm độ chua cho đất. Các nhà triết học và nông dân của La Mã cổ đại biết rất rõ vềcác đất mặn, chúng đã được đi vào trong các tác phẩm thi ca của thời kì này. Nhà thục vật họcHy Lạp cổ đại Feofrast (khoảng năm 372-287 trước công nguyên) cùng với các đất sét và đấtcát cũng đã tách riêng các đất mặn. Liên quan đến khả năng hấp thụ của đất nhà triết học HyLạp cổ đại Aristot (năm 384-322 trước công nguyên) đã viết về hiện tượng độ mặn của nướcbiển giảm sau khi cho nó tiếp xúc với đất. Hiện tượng này được nhà triết học duy vật La MãTit Lukretsii Kar (năm 99-55 trước công nguyên) mô tả rất sinh động trong tác phẩm “Về bảnchất của các vật”. Tư tưởng của Tit Lukretsii Kar biểu thị giả thuyết cơ bản về cơ chế trao đổication. Thực tế người dân ở vùng Tây Bắc châu Phi đã sử dụng khả năng trao đổi cation đểlàm giảm độ mặn của nước biển. Trong thức tiễn sản xuất nông nghiệp, từ rất lâu người ta đã nghiên cứu các đất chua vàbiết cách cải thiện chất lượng của nó. Hơn 2000 năm về trước, ở Anh người dân đã biết sửdụng đá phấn, macnơ, sét cacbonat làm phân bón. Liên quan đến các tài liệu đầu tiên về bónvôi cho đất ở Anh, nhà văn và nhà tự nhiên học La Mã Plinhie Starshi (năm 24-79) đã viếttrong tác phẩm “Lịch sử tự nhiên” các dạng macnơ và cách sử dụng. Các luật và hợp đồng chothuê của thế kỉ 12-13 quy định các điều kiện khai thác và sử dụng macnơ trong sản xuất nôngnghiệp của nước Anh vẫn được giữ. Vai trò của việc bón vôi cho đất cũng được phổ biến ởnhiều nước khác. Từ thế kỉ 15 đến 16 bắt đầu hình thành các khái niệm rõ ràng hơn về các đặc tính hoáhọc của đất, xuất hiện tài liệu tham khảo về nông nghiệp, trong đó đã hệ thống hoá các kiếnthức tích luỹ được và dẫn ra các thông tin về các thực nghiệm đầu tiên nghiên cứu các đặc tínhhoá học đất. Năm 1580 ở Pháp đã xuất bản cuốn sách của B. Palissi viết về macnơ. Trong sáchnày không chỉ mô tả các loại đá mác nơ khác nhau và các mỏ của chúng mà còn dẫn các quyphạm điều tra mỏ, khai thác macnơ và bón cho đồng ruộng. Nhà triết học duy vật, nhà hoạtđộng quốc gia người Anh F. Bekon (1561-1626) đã có những đóng góp to lớn trong nghiencứu đất. Dựa trên kinh nghiệm của nhân dân, F. Bekon đã đặt các thí nghiệm chuyên môn vàđã làm giảm được đọ mặn của nước biển sau khi cho no đi qua 20 bình có đất. Đây là nghiêncứu thực nghiệm đầu tiên về khả năng hấp thụ của đất. Những nghiên cứu một cách hệ thống đầu tiên về các đặc tính hoá học của đất và cácchất cấu thành của nó thuộc thế kỉ 18. Nhiều nghiên cứu của cuối thế kỉ 18 - đầu thế kỉ 19 cóảnh hưởng quyết định đến tiến trình phát triển sau này của khoa học. Cơ bản là việc nghiên cứuba vấn đề quan trọng nhất: Mùn đất, khả năng hấp thụ của đất và lý thuyết về dinh dưỡngkhoáng của thực vật. Trong số các vấn đề quan trọng nhất này phải kể đến công trình của F. Ahard (1786) làngười đã nhận được dung dịch màu nâu thẫm khi tác động dung dịch kiềm vào đất và than bùn.Thêm axit sunfuric vào dịch chiết kiềm gây ra sự kết tủa màu đen. Sau này người ta chất màuđen đó là axit humic, còn phương pháp chiết rút nó do Ahard sử dụng với một vài cải tiến vẫncòn được giữ đến ngày nay. Khoảng mười năm sau L. Vokelen đã chiết rút một hợp chất tươngtự từ thân cây du già bằng cách tác động dung dịch kiềm vào nhựa của cây này. Vào năm1807, T. Tomson gọi chất này là ulmin (từ ulmus nghĩa là cây du). Việc tiến hành các thực nghiệm tách và phân tích các hợp chất hữu cơ có màu nâu thẫmđặc trưng từ đất ở một mức độ nhất định gắn liền với học thuyết mùn dinh dưỡng của thực vậtdo nhà bác học Thuỵ Điển Y. Valleryus đưa ra trong cuốn sách “Các cơ sở của hoá học nôngnghiệp” (1761). Ông cho rằng mùn là hợp chất dinh dưỡng chính đối với thực vật, còn cácphần cấu thành khác của đất chỉ tạo ra các điều kiện thuận lợi cho sự hấp thụ mùn của thựcvật. Giáo sư của đại học tổng hợp Beclin A. Teier cũng đi theo học thuyết này, nhưng sau cácnghiên cứu của Z. B. Buxxengo ở Pháp và Iu. Libikh ở Đức các nhà nông hoá học không còncông nhận thực vật có khả năng đồng hoá trực tiếp các hợp chất chất hữu cơ phức tạp của đất,mặc dù sau đó ...