Phân Tích Hàm Lượng Canxi, Magie Di động Trong đất

3.2.1. NGUYÊN TắC

Dùng dung dịch muối trung tính KCl 1N đẩy Ca2+, Mg2+ trên keo đất ra dung dịch:

[KĐ]Ca2+

, Mg2+ + 4KCl  [KĐ]4K+

Chuẩn độ dịch lọc bằng EDTA rồi định lượng (Ca2+ + Mg2+), Ca2+ và suy ra hàm lượng Mg2+

.

3.2.2. HÓA CHấT

KCl 1N: cân 75,923g KCl tinh khiết định mức thành 1 lít bằng nước cất. EDTA 0,01N: cân 1,8612g EDTA định mức thành 1 lít bằng nước cất.

Dung dịch đệm ammoniac: cân 0,9138g NH4Cl hòa tan trong 50ml nước cất, sau đó thêm 8ml NH4OH 25% rồi thêm nước cất thành 100ml.

NaOH 10%: cân 10g NaOH hòa tan vào nước cất để được 100g dung dịch. Na2S 2%: cân 6,15g Na2S.9H2O hòa tan vào nước cất để được 100g dung dịch.

NH2OH.HCl 1%: cân 1g NH2OH.HCl hòa tan vào nước cất để được 100g dung dịch.

KCN 2%: cân 2g KCN hòa tan vào nước cất để được 100g dung dịch.

Chỉ thị eriocrom đen T: cân 0,25g eriocrom đen T trộn đều với 25g NaCl đã nghiền mịn, sấy khô.

Chỉ thị murexit: cân 0,25g murexit trộn đều với 25g NaCl đã nghiền mịn, sấy khô.

3.2.3. TRÌNH Tự PHÂN TÍCH

Cân 40g đất khô đã qua rây 1mm cho vào bình tam giác 250ml, thêm vào 100ml dung dịch KCl 1N lắc 1 giờ, để lắng trong rồi lọc lấy dung dịch.

• Định lượng (Ca2+ + Mg2+)

Hút 10ml dung dịch lọc cho vào bình tam giác 150ml, thêm 0,5ml KCN 2%, 0,5ml NH2OH.HCl 1% và 8 giọt Na2S 2%, tiếp tục thêm vào 2ml dung dịch đệm ammoniac để duy trì pH = 10, thêm ít thuốc thử eriocrom đen T, lắc đều dung dịch sẽ có màu đỏ anh đào.

Chuẩn độ bằng EDTA 0,01N đến khi dung dịch chuyển sang màu xanh da trời.

∑(Ca2+

+ Mg2+) (mđl/100g đất) = V.N.100.100.KH O2

10.40

Với: V : thể tích EDTA dùng để chuẩn độ (ml) N : nồng độ EDTA dùng để chuẩn độ (N)

2

H O

K : hệ số khô kiệt của đất

100 : thể tích KCl 1N cho vào 40g đất 100 : qui về 100g đất

10 : thể tích dịch lọc lấy chuẩn độ (ml) 40 : khối lượng đất tiến hành thí nghiệm (g) • Định lượng riêng Ca2+

Hút 10ml dung dịch lọc cho vào bình tam giác 150ml, thêm 0,5ml KCN 2%, 0,5ml NH2OH.HCl 1% và 8 giọt Na2S 2%, tiếp tục thêm vào 2ml dung dịch NaOH 10% để tạo pH = 12, thêm ít thuốc thử murexit, lắc đều dung dịch sẽ có màu đỏ tím.

Chuẩn độ bằng EDTA 0,01N đến khi dung dịch chuyển sang màu tím hoa cà. Công thức tính:

Ca2+(mđl/100g đất) = V.N.100.100.KH O2

10.40

Với: V : thể tích EDTA dùng để chuẩn độ (ml) N : nồng độ EDTA dùng để chuẩn độ (N)

2

H O

K : hệ số khô kiệt của đất

100 : thể tích KCl 1N cho vào 40g đất 100 : qui về 100g đất

10 : thể tích dịch lọc lấy chuẩn độ (ml) 40 : khối lượng đất tiến hành thí nghiệm (g) • Định lượng riêng Mg2+ Mg2+ (mđl/100g đất) = ∑(Ca2+ + Mg2+) – Ca2+ 3.2.4. KếT QUả PHÂN TÍCH Bảng 3.5 – Hàm lượng Ca2+ , Mg2+trong 100g đất

STT ∑(Ca2+ + Mg2+) (mđl/100g đất) Ca2+ (mđl/100g đất) Mg2+ (mđl/100g đất) 1 2,804 2,064 0,740 2 2,664 1,844 0,820 3 0,705 0,454 0,252 4 0,607 0,480 0,126 5 2,735 1,393 1,342 6 0,913 0,634 0,279 7 3,201 2,197 1,004 8 4,106 2,535 1,571 9 3,228 2,531 0,696 10 1,721 1,291 0,430 11 3,258 2,172 1,086 12 3,455 2,295 1,160

Số liệu bảng cho thấy hàm lượng Ca2+, Mg2+ trong 100g đất nằm trong khoảng 0.607 đến 4.106 mđl/100g đất. Các mẫu có hàm lượng canxi, magie cao là các mẫu đất cây cao su đã được trồng lâu năm. Điển hình như mẫu 7 – cao su 94, số liệu phân tích năm 2006 là 1,709 mđl/100g đất, năm 2009 là 2,578 mđl/100g đất thì tới năm 2013 là 3,201 mđl/100g đất. Bảng 3.6 – Hàm lượng Fe3+, Al3+ trong đất STT Hàm lượng Fe3+ (mg/100g đất) Hàm lượng Al3+ (mg/100 đất) 1 34,19 0,0927 2 26,49 0,3681 3 18,32 1,1790 4 20,02 4,4667 5 21,21 0,0450 6 25,79 11,8656

7 16,60 3,7827 8 22,02 0,1593 9 16,00 0,9684 10 15,91 1,2069 11 33,02 0,1134 12 27,53 0,0315

(Kết quả phân tích của SV Phạm Thị Xuân Hằng – Khóa luận tốt nghiệp 2013) Dựa vào kết quả phân tích ảnh hưởng của ion sắt, nhôm với quá trình phân tích ion canxi, magie trong đất bằng phương pháp chuẩn độ tạo phức của SV Nguyễn Huỳnh Thanh Trúc – Khóa luận tốt nghiệp 2012, ta có: hàm lượng ảnh hưởng lớn hơn hàm lượng thực trong mẫu đất nên ion sắt, nhôm ảnh hưởng không đáng kể đến kết quả phân tích mẫu đất ở nông trường Phạm Văn Cội.

Kết hợp bảng 4.5 với pHH O2 , pHKCl, H+tp ta có bảng.

Bảng 3.7 – Số liệu pHH2O, pHKCl, H+tp, ∑(Ca2+ + Mg2+)

STT pHH O2 pHKCl H + tp (mđl/100g đất) ∑(Ca2+ + Mg2+) (mđl/100g đất) 1 5,74 4,70 0,877 2,804 2 5,55 4,58 1,228 2,664 3 5,58 4,21 0,944 0,705 4 4,93 3,41 1,593 0,607 5 5,75 4,18 1,188 2,735 6 4,66 3,40 2,574 0,913 7 5,46 4,20 3,541 3,201 8 6,48 5,66 0,603 4,106 9 6,14 5,37 1,458 3,228 10 5,42 4,14 0,948 1,721 11 5,97 4,64 0,208 3,258 12 7,04 6,91 0,207 3,455

(Theo kết quả phân tích pHH O2 , pHKCl, H+tp của SV Phạm Thị Xuân Hằng – Khóa luận tốt nghiệp 2013)

Dựa vào số liệu trên ta thấy:

Hầu hết pHH O2 nằm trong khoảng từ 4,66 đến 7,04, pHKCl nằm trong khoảng từ 3,40 đến 6,91.

Các mẫu đều có tổng hàm lượng canxi và magiê trong đất lớn hơn độ chua thủy phân. Tuy nhiên mẫu 3, 4, 6, 7 thì có độ chua thủy phân lớn hơn tổng hàm lượng canxi và magiê.

Do đó, khi bón vôi cần lưu ý:  Độ chua của đất

Tùy thuộc vào độ chua trao đổi của đất có hàm lượng mùn trung bình (2-3%), người ta chia theo mức độ nhu cầu bón vôi:

pHKCl ≤ 4,5 Rất cần bón vôi pHKCl = 4,6 – 5 Cần bón vôi pHKCl = 5,1 – 5,5 Ít cần bón vôi pHKCl > 5,5 Không cần bón vôi

Khi bón vôi đủ có thể khử được độ chua hiện tại, độ chua trao đổi và độ chua thủy phân, đồng thời lượng Ca2+ trong dung dịch đất và độ bão hòa bazơ của đất cũng được tăng lên.

Phản ứng của dung dịch đất không chỉ phụ thuộc vào độ chua mà còn phụ thuộc vào độ bão hòa bazơ của đất.

 Độ bão hòa bazơ của đất

Bảng 3.8 – Độ bão hòa bazơ của các mẫu đất tại nông trường Phạm Văn Cội

STT K+ Na+ ∑(Ca2+

+ Mg2+) H +

1 0,023 0,180 2,804 0,877 3,007 3,884 77,42 2 0,027 0,090 2,664 1,228 2,780 4,008 69,36 3 0,046 0,157 0,705 0,944 0,909 1,853 49,05 4 0,009 0,049 0,607 1,593 0,665 2,258 29,45 5 0,033 0,057 2,735 1,188 2,824 4,012 70,39 6 0,011 0,065 0,913 2,574 0,989 3,563 27,75 7 0,043 0,805 3,201 3,541 4,048 7,589 53,34 8 0,155 0,195 4,106 0,603 4,456 5,059 88,08 9 0,017 0,122 3,228 1,458 3,367 4,825 69,78 10 0,061 0,049 1,721 0,948 1,831 2,779 65,89 11 0,011 0,281 3,258 0,208 3,549 3,757 94,46 12 0,017 0,250 3,455 0,207 3,722 3,929 94,73

(Na+, K+, ∑(Ca2+ + Mg2+), H+tp, S, T tính theo mđl/100g đất) (Kết quả phân tích H+

tp dựa vào kết quả của SV Phạm Thị Xuân Hằng – Khóa luận tốt nghiệp 2013)

Thang đánh giá độ bão hòa bazơ [8]

V < 50% Rất cần bón vôi V = 50 – 70% Cần bón vôi V > 70% Ít cần

V > 80% Không cần bón vôi

Dựa vào thang đánh giá độ bão hòa bazơ:

Các mẫu có độ bão hòa bazơ tương đối cao do hàm lượng các cation kim loại tuy nhỏ nhưng lại lớn hơn nhiều so với độ chua thủy phân.

Hầu hết các mẫu đều cần bón vôi cải tạo độ chua của đất nhưng không cần nhiều do dung lượng hấp phụ thấp nên dù với một lượng vôi ít cũng có thể làm giảm độ chua của đất rõ rệt.

Mẫu 4, mẫu 6 do có độ bão hòa bazơ thấp nhất và thêm nữa là độ chua hiện tại thấp (pH là 4,93 và 4,66) nên thuộc loại đất chua, rất cần bón vôi để cải tạo đất.

Đất tại nơi lấy mẫu 12 thì không cần bón vôi do có độ chua trao đổi lớn (pHKCl = 6,91) và độ bão hòa bazơ cao (94,73%).

Nhận xét: Dung lượng hấp phụ của đất tại nông trường tương đối thấp, dao động từ 1,853 đến 7,589 mđl/100g đất, phù hợp với bản chất đất xám bạc màu phù sa cổ. Dung lượng hấp phụ của các lô đã trồng cao su lâu năm (từ 1997 về trước) cao hơn những lô mới bắt đầu trồng cây. Điều này được giải thích rằng ban đầu chưa trồng cây, bản chất đất xám bạc màu là nghèo dinh dưỡng, nên khi mới bắt đầu trồng, dung lượng hấp thụ thấp. Tuy nhiên, sau nhiều năm trồng trọt, lượng mùn do lá cây phân hủy tăng lên tạo ra keo mùn. Lượng keo mùn tăng lên làm tăng khả năng hấp phụ các cation của đất. Dựa vào hàm lượng mùn có thể nhận thấy dung lượng hấp phụ lớn thì thường hàm lượng mùn cũng lớn và ngược lại. Rễ cây trong quá trình sinh trưởng cũng tiết ra axit phá hủy các khoáng trong đất làm tăng hàm lượng các cation kim loại di động trong đất.

Dung lượng hấp phụ (mđl/100g đất) Hàm lượng mùn (%)

Hình 3.1 – Sơ đồ biểu diễn quan hệ giữa dung lượng hấp phụ và hàm lượng mùn trong đất của 12 mẫu đất tại nông trường Phạm Văn Cội

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

(Kết quả phân tích hàm lượng mùn của SV Nguyễn Thị Hoài – Khóa luận tốt nghiệp 2013)

PHẦN C. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT

Khóa luận “Khảo sát hàm lượng các ion natri, kali, canxi, magie di động và độ bão hòa bazơ của đất ở nông trường Phạm Văn Cội – Củ Chi” đã làm được một số công việc như sau:

• Phân tích hàm lượng ion Na+, K+, Ca2+, Mg2+ trong đất ở nông trường cao su Phạm Văn Cội – Củ Chi.

• Đánh giá được hàm lượng các ion Na+

, K+, Ca2+, Mg2+ trong đất và đánh giá tổng quát độ bão hòa bazơ trong đất ở nông trường cao su Phạm Văn Cội – Củ Chi.

Qua quá trình khảo sát hàm lượng các ion Na+

, K+, Ca2+, Mg2+ di động và độ bão hòa bazơ trong đất ở nông trường cao su Phạm Văn Cội – Củ Chi, ta thấy:

• Hàm lượng kali trong các mẫu đất nhìn chung còn nghèo nên cần bổ sung thêm kali bằng cách bón phân. Do đất hầu hết là chua nên chọn những phân có sinh lí kiềm để không làm ảnh hưởng tới sự phát triển của cây cao su. • Việc bổ sung Ca2+

, Mg2+cũng rất cần thiết. Bón vôi cải tạo độ chua của đất đồng thời cũng có thể cung cấp cho cây trồng canxi.

Đề xuất:

Áp dụng các biện pháp nông hóa nhằm cải tạo đất: bón vôi cải tạo độ chua, bón phân tăng độ màu mỡ, tăng mùn, các nguyên tố dinh dưỡng quan trọng cho cây cao su của đất trồng.

Có thể khảo sát hàm lượng canxi, magie bằng phương pháp hấp thu nguyên tử và khảo sát ảnh hưởng của một số ion khác đến cách xác định canxi, magie bằng phương pháp chuẩn độ tạo phức.

PHỤ LỤC

PHỤ LỤC 1

Hệ số khô kiệt của 12 mẫu đất tại nông trường Phạm Văn Cội – Củ Chi MẪU ĐẤT HỆ SỐ KHÔ KIỆT 1 1,0328 2 1,0247 3 1,0078 4 1,0113 5 1,0129 6 1,0142 7 1,0849 8 1,0138 9 1,0256 10 1,0123 11 1,0103 12 1,0088

PHỤ LỤC 2

Kết quả thành phần cơ giới của 12 mẫu đất ở nông trường cao su Phạm Văn Cội MẪU ĐẤT LOẠI ĐẤT 1 Đất thịt nhẹ pha sét và cát 2 Đất thịt nhẹ pha sét và cát 3 Đất thịt nhẹ pha sét và cát 4 Đất thịt nhẹ pha sét và cát 5 Đất thịt nhẹ pha sét và cát 6 Đất sét pha cát 7 Đất thịt nhẹ pha sét 8 Đất thịt nhẹ pha sét và cát 9 Đất thịt nhẹ pha sét và cát 10 Đất thịt nhẹ pha sét và cát 11 Đất thịt nhẹ pha sét và cát 12 Đất thịt nhẹ pha sét và cát

PHỤ LỤC 3

Hàm lượng mùn và nitơ dễ tiêu trong 12 mẫu đất tại nông trường Phạm Văn Cội Mẫu Mùn Mùn % Đánh giá 1 1,8482 Nghèo 2 2,0139 TB 3 1,6367 Nghèo 4 1,0147 Nghèo 5 1,5716 Nghèo 6 2,0667 TB 7 5,3867 Giàu 8 1,4681 Nghèo 9 1,8353 Nghèo 10 1,4974 Nghèo 11 2,5813 TB 12 1,4609 Nghèo

PHỤ LỤC 4

Thể tích EDTA chuẩn ∑(Ca2+

+ Mg2+) và riêng Ca2+ STT V chuẩn ∑(Ca2+ + Mg2+) (ml) V chuẩn riêng Ca2+ (ml) 1 10.9 8.0 2 10.4 7.2 3 2.8 1.8 4 2.4 1.9 5 10.8 5.5 6 3.6 2.5 7 11.8 8.1 8 16.2 10.0 9 12.6 9.9 10 6.8 4.0 11 12.9 8.6 12 13.7 9.1

HÌNH ẢNH

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Trần Thị Bính, Phùng Tiến Đạt, Nguyễn Kim Vinh, Thực hành hóa kĩ thuật và Hóa nông học, NXB Giáo dục, 1990.

2. Lê Thanh Bồn, Bài giảng Khoa học Đất, Trường Đại học Nông lâm Huế, 2009. 3. Nguyễn Tinh Dung, Hóa học phân tích II – Các phản ứng ion trong dung dịch nước, NXB Giáo dục, 2009.

4. Lê Văn Khoa (chủ biên), Nguyễn Xuân Cự, Bùi Thị Ngọc Dung, Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Phương pháp phân tích đất, nước, phân bón, cây trồng, NXB Giáo Dục, 1996.

5. Lê Văn Khoa (chủ biên), Nguyễn Xuân Cự, Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Trần Cẩm Vân, Đất và môi trường, NXB Giáo dục, 2000.

6. Cù Thành Long, Giáo trình hóa học phân tích 2: Cơ sở lí thuyết phân tích định lượng, Khoa Hóa, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học quốc gia TPHCM, 2006.

7. Trần Thị Lộc, Khóa luận tốt nghiệp “Khảo sát hàm lượng canxi, magie và sắt trong đất ở nông trường cao su Phạm Văn Cội – Củ Chi”, Đại học Sư phạm TPHCM, 2006.

8. Hồ Viết Quý, Các phương pháp phân tích quang học trong hóa học, trường Đại học Sư phạm, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, 1999.

9. Lê Viết Phùng, Hóa kĩ thuật đại cương tập hai, NXB Giáo dục, 1987.

10. Nguyễn Huỳnh Thanh Trúc, “Khóa luận tốt nghiệp 2012 “Khảo sát hàm lượng các ion natri, kali, canxi, magie di động và độ bão hòa bazơ trong đất ở nông trường Nhà Nai – Bình Dương”, Đại học Sư phạm TPHCM, 2012.

11. Hội Khoa học Đất Việt Nam, Đất Việt Nam, NXB Nông nghiệp, 2000.

12. Viện Thổ nhưỡng Nông Hóa, Sổ tay phân tích đất, nước, phân bón và cây trồng, NXB Nông nghiệp, 1998.

13. http://sittovietnam.com/Index.php?id_pnewsv=579&lg=vn&start=21 14. http://www.sittovietnam.com/?id_pnewsv=581&lg=vn&start=49