Khả năng trao đổi Cation của đất

Các cation trao đổi trong đất chủ yếu là các nguyên tố thuộc nhóm I và II của bảng hệ thống tuần hoàn. Trong các đất chua các cation Al3+ và H+ chiếm một lượng đáng kể, đôi khi là caion chiếm ưu thế nhất. Ở dạng trao đổi trong đất còn chứa nhiều nguyên tố vi lượng khác như: Zn2+, Cu2+, Mn2+…Các nguyên tố này được tính đến khi đánh gia vai trò dinh dưỡng đối với thực vật, còn đối với các tính chất vật lý, hoá lý của pha rắn cũng như dung dịch đất chúng rất...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khả năng trao đổi Cation của đất Chương 6 KHẢ NĂNG TRAO ĐỔI CATION CỦA ĐẤT6.1 Khái niệm chung Các cation trao đổi trong đất chủ yếu là các nguyên tố thuộc nhóm I và II của bảng hệthống tuần hoàn. Trong các đất chua các cation Al3+ và H+ chiếm một lượng đáng kể, đôi khilà caion chiếm ưu thế nhất. Ở dạng trao đổi trong đất còn chứa nhiều nguyên tố vi lượng khácnhư: Zn2+, Cu2+, Mn2+…Các nguyên tố này được tính đến khi đánh gia vai trò dinh dưỡngđối với thực vật, còn đối với các tính chất vật lý, hoá lý của pha rắn cũng như dung dịch đấtchúng rất ít có ảnh hưởng. Sự trao đổi cation được nghiên cứu nhiều nhất đối với các cationCa2+, Mg2+, K+ và Na+. K. K. Gedroits đã xem sự trao đổi ion là một trong các dạng khả năng hấp thụ của đất.Theo Gedroits khả năng hấp thụ của đất là khả năng của đất có thể giữ các hợp chất hoặcmột phần của chúng ở trạng thái hoà tan cũng như trạng thái các hạt keo hữu cơ hoặc vô cơ,các cơ thể vi sinh vật và trạng thái huyền phù. Ông đã chia khả năng hấp thụ của đất thành cácdạng chính sau: + Khả năng hấp thụ cơ học – là đặc tính của đất giữ trong lớp đất các hạt vật chất cókích thước lớn hơn kích thước khe hở của đất. + Khả năng hấp thụ lý học – là sự làm thay đổi nồng độ của các phân tử chất tan trênbề mặt tiếp xúc của các hạt đất. + Khả năng hấp thụ hoá học – là sự hình thành các muối không tan hoặc ít tan do sựtương tác giữa các thành phần khác nhau của dung dịch đất. Những muối này sẽ bị kết tủa vàtrộn lẫn với pha rắn của đất. + Khả năng hấp thụ lý hoá học hoặc hấp thụ trao đổi - là đặc tính của đất trao đổi mộtphần các cation có trong pha rắn của đất bằng một lượng tương đương các cation ở trong dungdịch tiếp xúc với nó. + Khả năng hấp thụ sinh học – là dạng hấp thụ các chất khác nhau của dung dịch đấtbởi các thực vật và vi sinh vật sống ở trong đất. Khả năng trao đổi cation là một trong những đặc tính cơ bản nhất của đất. Vai trò và ýnghĩa to lớn của nó được thể hiện ở những điểm sau: + Khả năng phân tán hoặc liên kết đất phụ thuộc vào thành phần cation trao đổi. Na+trao đổi kích thích sự phân tán các hạt đất, hình thành lớp màng đất cứng và phá huỷ cấu trúcđất. Ca2+ trao đổi làm tăng mức độ liên kết đất, thúc đẩy sự hình thành cấu trúc bền trongnước. Các đặc tính nước của đất, tính trương, tính dính, sức hút ẩm cũng bị thay đổi. + Sự hấp thụ chất hữu cơ của pha rắn, sự hình thành các hợp chất hữu cơ-vô cơ phụthuộc vào thành phần của các cation trao đổi. Các cation Fe, Al, Ca, Mg thúc đẩy sự tương táchữu cơ-vô cơ. + Các phản ứng giữa các cation trao đổi và các cation của dung dịch đất có ảnh hưởngđến pH của dung dịch đất và thành phần muối của nó. Các phản ứng này cũng là một trongnhững cơ chế quan trọng nhất hình thành tính đệm và tính chống chịu của đất đối với tác độngcủa mưa axit. + Các cation trao đổi là một trong những nguồn dinh dưỡng vô cơ trực tiếp của cây.Đặc biệt sự cung cấp kali của đất cho cây được quyết định bởi hàm lượng kali trao đổi. Trongnhiều loại đất dinh dưỡng Ca2+, Mg2+, Mn2+… được cung cấp từ đất. + Thành phần cation trao đổi là một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất được sửdụng để chẩn đoán và phân loại đất. Hiện nay nó còn được sử dụng rộng rãi khi chia đất thành 97đất bão hoà và đất không bão hoà bazơ hoặc khi phân chia đất theo mức độ solonet người taphải tính tỷ lệ phần trăm Na+ so với tổng số cation trao đổi. + Thành phần cation trao đổi và sự thay đổi của nó là cơ sở khoa học để xây dựng cácphương án rửa cho đất mặn hoặc tưới nước cho đất bằng nước có chứa khoáng. + Các quy luật trao đổi cation là cơ sở lý luận cho một số biện pháp hoá học cải tạo đấtcả bón vôi cải tạo đất chua lẫn bón thạch cao cải tạo đất mặn kiềm. Sự trao đổi cation: Là trường hợp riêng của của trao đổi ion. Sự trao đổi cation là một quá trình trao đổithuận nghịch theo tỷ lượng giữa các ion của hai pha khi tiếp xúc Phản ứng trao đổi giữa các cation và tổng quát có thể được mô tả như sau: Đ( )m + n Đ( )n + m (6.1)trong đó Đ - phức hệ hấp thụ của đất. Phản ứng trên chỉ ra rằng phức hệ hấp thụ của đất đãđẩy vào dung dịch đất các cation để trao đổi bằng một lượng tương đương các cation loạikhác. Ví dụ, phản ứng trao đổi giữa Ca2+ và Na+: ĐCa2+ + 2Na+ Đ(Na+)2 + Ca2+ (6.2)hoặc Al3+ và Ca2+: Đ(Al3+)2 + 3Ca2+ Đ(Ca2+)3 + 2Al3+. (6.3) Để đặc trưng cho khả năng trao đổi cation của đất người ta sử dụng các khái niệm quantrọng nhất như: phức hệ hấp thụ của đất, dung tích trao đổi cation (CEC), hấp phụ đặc trưngvà hấp phụ không đặc trưng, trung tâm hấp phụ, cation trao đổi, bazơ trao đổi, hằng số traođ ...