Keo đất & khả năng trao đổi Cation trên bề mặt keo đất
1. Keo đất
+) Keo đất biểu thị cơ chế hấp phụ vật chất của thổ nhưỡng. Được coi như là một điện cực âm (Negative charge) của thổ nhưỡng có khả năng kết hợp tĩnh điện với các điện tích dương (Cation) trong dung dịch thổ nhưỡng.
+) Keo đất được hình thành chính từ 3 nhóm như sau:
Nhóm 1: Nhóm chức Carboxyl (COOH) & Hydroxyl (OH) của chất mùn:
+) Dựa vào khả năng phân ly (H+) của nhóm chức Carboxyl (COOH) & Hydroxyl (OH) thực hiện trao đổi Cation.
+) Tùy thuộc vào độ pH sẽ quyết định phân ly (H+) ở nhóm chức Carboxyl (COOH) hay Hydroxyl (OH).
+) Độ lớn điện tích âm của nhóm này phụ thuộc vào số lượng nhóm chức (COOH) & Hydroxyl (OH).
Nhóm 2: Nhóm chức Silanol (-Si≡OH) trên bề mặt của khoáng sét:
+) Dựa vào khả năng phân ly (H+) của nhóm chức (-Si≡OH) thực hiện trao đổi Cation.
+) Độ lớn điện tích âm của nhóm này phụ thuộc vào số lượng nhóm chức (-Si≡OH).
+) Tổng điện tích của nhóm 1 & nhóm 2 được gọi là điện tích biến thiên (Variable charge).
Nhóm 3: Khoáng sét loại (2:1): Smectite, Vermiculite, Montmorillonit, Illit…
+) Dựa vào khả năng “thay thế đồng hình - isomorphous replacement”. Do có cấu trúc tinh thể đặc thù nên bề mặt loại khoáng sét này có khả năng tạo ra sự biến đổi hoạt động của keo đất đối với Cation. Vì vậy mà điện tích dương được giữ & trao đổi trên bề mặt keo đất.
+) Do cấu trúc tinh thể đặc thù nên nhóm này ưu tiên trao đổi với các ion (K+) & (NH4+).
+) Độ lớn điện tích âm của nhóm này phụ tuộc vào loại sét, mà điện tích âm của sét không thay đổi nên điện tích âm của nhóm này gọi là điện tích vĩnh cửu (Permanent charge).
=> CEC trên keo đất là tổng lượng điện tích dương có thể hấp thụ được của cả 3 nhóm này cộng lại.
+) Keo đất biểu thị cơ chế hấp phụ vật chất của thổ nhưỡng. Được coi như là một điện cực âm (Negative charge) của thổ nhưỡng có khả năng kết hợp tĩnh điện với các điện tích dương (Cation) trong dung dịch thổ nhưỡng.
+) Keo đất được hình thành chính từ 3 nhóm như sau:
Nhóm 1: Nhóm chức Carboxyl (COOH) & Hydroxyl (OH) của chất mùn:
+) Dựa vào khả năng phân ly (H+) của nhóm chức Carboxyl (COOH) & Hydroxyl (OH) thực hiện trao đổi Cation.
+) Tùy thuộc vào độ pH sẽ quyết định phân ly (H+) ở nhóm chức Carboxyl (COOH) hay Hydroxyl (OH).
+) Độ lớn điện tích âm của nhóm này phụ thuộc vào số lượng nhóm chức (COOH) & Hydroxyl (OH).
Nhóm 2: Nhóm chức Silanol (-Si≡OH) trên bề mặt của khoáng sét:
+) Dựa vào khả năng phân ly (H+) của nhóm chức (-Si≡OH) thực hiện trao đổi Cation.
+) Độ lớn điện tích âm của nhóm này phụ thuộc vào số lượng nhóm chức (-Si≡OH).
+) Tổng điện tích của nhóm 1 & nhóm 2 được gọi là điện tích biến thiên (Variable charge).
Nhóm 3: Khoáng sét loại (2:1): Smectite, Vermiculite, Montmorillonit, Illit…
+) Dựa vào khả năng “thay thế đồng hình - isomorphous replacement”. Do có cấu trúc tinh thể đặc thù nên bề mặt loại khoáng sét này có khả năng tạo ra sự biến đổi hoạt động của keo đất đối với Cation. Vì vậy mà điện tích dương được giữ & trao đổi trên bề mặt keo đất.
+) Do cấu trúc tinh thể đặc thù nên nhóm này ưu tiên trao đổi với các ion (K+) & (NH4+).
+) Độ lớn điện tích âm của nhóm này phụ tuộc vào loại sét, mà điện tích âm của sét không thay đổi nên điện tích âm của nhóm này gọi là điện tích vĩnh cửu (Permanent charge).
=> CEC trên keo đất là tổng lượng điện tích dương có thể hấp thụ được của cả 3 nhóm này cộng lại.
2. Khả năng trao đổi Cation trên bề mặt keo đất
+) Các cation hấp phụ trên bề mặt keo đất chủ yếu là H, Al, Ca, Mg, K, NH4, Na và 1 số Cation có hàm lượng thấp khác.
+) Khả năng trao đổi ion trên bề mặt keo đất phụ thuộc vào hai yếu tố:
2.1. Lực hấp phụ ion:
Mức độ giữ chặt các ion trên bề mặt keo phụ thuộc vào lực hút tĩnh điện của ion, được ưu tiên theo thứ tự sau: H+ = Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ = NH4+ > Na+
2.2. Nồng độ tương đối của Cation trong dung dịch đất:
Nồng độ Cation càng cao, tỉ lệ hấp phụ càng cao.
+) Trên đất chua: Nồng độ H+ & Al3+ cao nên chiếm tỉ lệ cao trên bề mặt keo đất.
+) Trên đất trung tính: Nồng độ Ca2+ & Mg2+ cao nên chiếm tỉ lệ cao trên bề mặt keo đất.
+) Trên đất phèn (mặn): Nồng độ Na+ cao hơn so với Ca2+ & Mg2+ nên Na+ chiếm tỉ lệ cao trên bề mặt keo đất.
=> Có thể dùng vật tư Canxi khoáng Agri-Dolomite để xử lý đất chua và đất nhiễm mặn.
+) Các cation hấp phụ trên bề mặt keo đất chủ yếu là H, Al, Ca, Mg, K, NH4, Na và 1 số Cation có hàm lượng thấp khác.
+) Khả năng trao đổi ion trên bề mặt keo đất phụ thuộc vào hai yếu tố:
2.1. Lực hấp phụ ion:
Mức độ giữ chặt các ion trên bề mặt keo phụ thuộc vào lực hút tĩnh điện của ion, được ưu tiên theo thứ tự sau: H+ = Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ = NH4+ > Na+
2.2. Nồng độ tương đối của Cation trong dung dịch đất:
Nồng độ Cation càng cao, tỉ lệ hấp phụ càng cao.
+) Trên đất chua: Nồng độ H+ & Al3+ cao nên chiếm tỉ lệ cao trên bề mặt keo đất.
+) Trên đất trung tính: Nồng độ Ca2+ & Mg2+ cao nên chiếm tỉ lệ cao trên bề mặt keo đất.
+) Trên đất phèn (mặn): Nồng độ Na+ cao hơn so với Ca2+ & Mg2+ nên Na+ chiếm tỉ lệ cao trên bề mặt keo đất.
=> Có thể dùng vật tư Canxi khoáng Agri-Dolomite để xử lý đất chua và đất nhiễm mặn.
Thông tin được tổng hợp & tham khảo từ các nguồn:
http://bsikagaku.jp/f-knowledge/knowledge12.pdf
https://www.kubota.co.jp/siryou/pr/urban/pdf/13/pdf/13_4.pdf
http://www2.hcmuaf.edu.vn/data/ndnang/file/KHOA%20HOC%20DAT%20CO%20BAN/KHD%20-%20BAI%206.pdf
Bài viết cùng chuyên mục
- Phân Taihi sản xuất theo công nghệ mùn
- Phương pháp đánh giá chất lượng phân bón hữu cơ
- COMPOST - TAIHI
- Xử lý dưỡng sinh nhiệt năng - Cải tạo đất
- Sự đa dạng nguyên liệu dẫn tới sự đa dạng về hệ vi sinh vật trong phân Taihi
- Mối liên hệ giữa nhiệt độ và sự hoạt hóa vi sinh vật trong quá trình ủ phân Taihi
- Tác động của chỉ số pH & EC đến các thành phần dinh dưỡng trong đất
- Vật tư Canxi trong cải tạo đất
- Khái niệm CEC và mối quan hệ giữa CEC với độ mùn trong đất
- Khái niệm về độ bão hòa gốc muối và mối quan hệ với PH