Luận án: Đặc điểm hấp phụ, giải phóng lân và dùng silicate nâng cao lân hữu dụng đất lúa Nam Bộ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TRẦN THỊ TƯỜNG LINH NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM HẤP PHỤ, GIẢI PHÓNG LÂN VÀ SỬ DỤNG SILICATE ĐỂ NÂNG CAO HÀM LƯỢNG LÂN HỮU DỤNG TRONG ĐẤT LÚA NAM VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - Năm 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TRẦN THỊ TƯỜNG LINH NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM HẤP PHỤ, GIẢI PHÓNG LÂN VÀ SỬ DỤNG SILICATE ĐỂ NÂNG CAO HÀM LƯỢNG LÂN HỮU DỤNG TRONG ĐẤT LÚA NAM VIỆT NAM Chuyên ngành: KHOA HỌC ĐẤT Mã số: 62 62 01 03 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: 1. GS TSKH PHAN LIÊU 2. TS VÕ ĐÌNH QUANG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - Năm 2014 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM TẠ ii DANH SÁCH BẢNG iv DANH SÁCH HÌNH viii CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU xii ABSTRACT xiii TÓM TẮT xvii CHƯƠNG 1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI 2 1.

Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 2 1. ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN 3 CHƯƠNG 2. HẤP PHỤ VÀ KẾT TỦA LÂN TRONG ĐẤT 5 2. Cơ chế của quá trình hấp phụ và kết tủa lân 5 2.

Các yếu tố ảnh hưởng khả năng hấp phụ lân 6 2. Ảnh hưởng của pH 6 2. Ảnh hưởng của hoạt tính bề mặt và diện tích bề mặt 7 của chất hấp phụ 2. Ảnh hưởng của các cation 8 2.

Ảnh hưởng của anion cạnh tranh 9 2. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian phản ứng 10 2. Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt 11 2. Phương trình Langmuir đơn 11 2.

Phương trình Langmuir kép 12 2. Phương trình Freundlich 12 2. Phương trình Tempkin 13 2. ĐỘNG THÁI LÂN TRONG ĐẤT NGẬP NƯỚC 14 2.

Sự thay đổi khả năng hấp phụ lân 14 2.2 Sự chuyển hóa các nhóm lân 16 2.3 Giải phóng lân trong đất ngập nước 17 2. BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG PHÂN LÂN 18 2. Bón cân đối giữa lượng phân đạm và phân lân 19 2. Cải thiện pH 20 2.

Ứng dụng khả năng cạnh tranh của các anion 20 2. Quản lý chế độ nước 22 2. MỐI QUAN HỆ GIỮA SILIC (Si) VÀ LÂN (P) 23 2. Si trong đất 23 2.

Si tổng số 23 2. Mối quan hệ giữa Si và P 26 CHƯƠNG 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP 29 3. PHƯƠNG PHÁP 30 3.

Nghiên cứu khả năng hấp phụ lân của đất theo phương pháp ứng 30 dụng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt 3. Nghiên cứu khả năng giải phóng lân của đất 37 3. Nghiên cứu khả năng giải phóng lân theo phương 37 pháp chiết đất bằng dung dịch điện phân 3. Nghiên cứu tốc độ giải phóng lân bằng chất trao đổi 37 anion 3.

Nghiên cứu ảnh hưởng của chất hữu cơ đối với khả năng hấp phụ 40 lân của đất 3. Nghiên cứu ảnh hưởng của việc phá hủy chất hữu cơ 40 đối với khả năng hấp phụ lân của đất 3. Nghiên cứu ảnh hưởng của acid humic đối với khả 41 năng hấp phụ P của hydroxide sắt 3. Nghiên cứu ảnh hưởng của oxalate đối với khả năng 42 hấp phụ lân của đất 3.

Nghiên cứu sử dụng silicate natri (Na2SiO3) và silicofluoride natri (Na2SiF6) trong việc hạn chế khả năng hấp phụ lân, nâng cao hàm 43 lượng lân hữu dụng trong đất 3. Nghiên cứu ảnh hưởng của Na2SiO3 và Na2SiF6 đối 44 với khả năng hấp phụ và giải phóng lân của đất 3. Nghiên cứu ảnh hưởng của Na2SiO3 và Na2SiF6 đối với 46 hiệu lực phân lân trên cây lúa 3. Phương pháp phân tích 50 3.

Phân tích đất 50 3. Phân tích cây 50 3. Xử lý số liệu 50 CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 51 4.1 KHẢ NĂNG HẤP PHỤ LÂN CỦA ĐẤT LÚA MIỀN NAM 51 4.

Khả năng hấp phụ lân của đất xác định bằng phương pháp ứng 51 dụng phương trình đẳng nhiệt 4. Khả năng hấp phụ lân của đất xác định theo phương 51 trình Langmuir đơn 4. Khả năng hấp phụ lân của đất xác định theo phương 62 trình Freundlich 4. Quan hệ giữa các thông số hấp phụ lân và tính chất lý hóa đất 64 4.

Quan hệ giữa các thông số hấp phụ lân và pH 65 4. Quan hệ giữa các thông số hấp phụ lân và hàm lượng sét 69 4. Quan hệ giữa các thông số hấp phụ lân và hàm lượng 71 sắt 4. Quan hệ giữa các thông số hấp phụ lân và hàm lượng 72 nhôm 4.

Quan hệ giữa các thông số hấp phụ lân với hàm lượng 74 lân tổng số và lân dễ tiêu (P Bray 2) 4. Quan hệ giữa các thông số hấp phụ lân và hàm lượng 74 chất hữu cơ 4. KHẢ NĂNG GIẢI PHÓNG LÂN CỦA ĐẤT LÚA MIỀN NAM 76 4. Kết quả nghiên cứu khả năng giải phóng lân bằng phương pháp chiết đất bằng dung dịch điện phân 76 4.

Quan hệ giữa lượng lân giải phóng với khả năng hấp 76 phụ lân 4. Quan hệ giữa lượng lân giải phóng với tính chất đất 82 4. Kết quả nghiên cứu tốc độ giải phóng lân bằng chất trao đổi 87 anion 4. ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤT HỮU CƠ ĐỐI VỚI KHẢ NĂNG 95 HẤP PHỤ LÂN CỦA ĐẤT LÚA MIỀN NAM 4.

Ảnh hưởng của việc phá hủy chất hữu cơ đối với khả năng hấp 95 phụ lân của đất 4. Ảnh hưởng của acid humic đối với khả năng hấp phụ P của 102 hydroxide sắt 4. Ảnh hưởng của oxalate đối với khả năng hấp phụ P của đất 105 4. Ảnh hưởng cạnh tranh hấp phụ trực tiếp của oxalate 105 đối với khả năng hấp phụ P của đất 4.

Ảnh hưởng của oxalate trong quá trình ngập nước đối 107 với khả năng hấp phụ P của đất 4. SỬ DỤNG SILICATE NATRI (Na2SiO3) VÀ SILICOFLUORIDE NATRI (Na2SiF6) TRONG VIỆC HẠN CHẾ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ 111 LÂN, NÂNG CAO HÀM LƯỢNG LÂN HỮU DỤNG TRONG ĐẤT LÚA MIỀN NAM 4. Ảnh hưởng của Na2SiO3 và Na2SiF6 đối với khả năng hấp phụ và 111 giải phóng lân của đất 4. Ảnh hưởng cạnh tranh hấp phụ trực tiếp của Na2SiO3 111 và Na2SiF6 đối với khả năng hấp phụ P của đất 4.

Ảnh hưởng của Na2SiO3 và Na2Si6 đối với khả năng hấp 120 phụ P của đất trong quá trình ngập nước 4. Ảnh hưởng của Na2SiO3 và Na2SiF6 đối với khả năng 127 giải phóng P của đất 4. Ảnh hưởng của Na2SiO3 và Na2SiF6 đối với hiệu lực phân lân 129 trên cây lúa 4. Ảnh hưởng của Na2SiO3 và Na2SiF6 đối với năng suất 129 lúa ngoài đồng 4.

Ảnh hưởng của Na2SiO3 và Na2SiF6 đối với sự sinh 135 trưởng và hấp thu dinh dưỡng của cây lúa trong nhà lưới CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 154 5. Đề nghị 156 TÀI LIỆU THAM KHẢO 157 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN PHỤ LỤC A. SƠ ĐỒ ĐỊA ĐIỂM ĐẤT NGHIÊN CỨU B.

PHỤ LỤC MỤC 4. PHỤ LỤC MỤC 4. PHỤ LỤC MỤC 4. PHỤ LỤC MỤC 4.

PHỤ LỤC MỤC 4. PHỤ LỤC MỤC 4.2 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả trình bày trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả ii LỜI CẢM TẠ ------------------ Công trình nghiên cứu thuộc đề tài chủ yếu được thực hiện tại Trung tâm Nghiên cứu Đất Phân (Viện Thổ nhưỡng Nông hóa) và Chi nhánh Viện Ứng dụng Công nghệ tại Tp Hồ Chí Minh (Viện Ứng dụng Công nghệ) - những nơi tác giả luận án công tác.

Để hoàn thành công trình này, chúng tôi đã nhận được sự chấp thuận, giúp đỡ tận tình của các cấp lãnh đạo, quý thầy cô, các bậc đàn anh, các bạn đồng nghiệp và bà con nông dân. Tôi xin bày tỏ sự kính trọng và tri ân cố Giáo sư Tiến sĩ Vũ Cao Thái, người lãnh đạo đồng thời là người thầy đã chấp thuận, khuyến khích và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi từ thời gian đầu của quá trình làm nghiên cứu sinh. Với sự kính phục và biết ơn sâu sắc, tôi xin được trân trọng cảm ơn Giáo sư Tiến sĩ Khoa học Phan Liêu - nguyên Viện trưởng Viện Nghiên cứu Dầu và Cây có dầu, Viện trưởng Viện Địa lý Sinh thái và Môi trường - người thầy hướng dẫn chính cho công trình nghiên cứu này. Thầy đã hướng dẫn xác lập phương pháp luận nghiên cứu đề tài, bồi dưỡng nâng cao kiến thức hóa học đất và dinh dưỡng cây trồng, đóng góp nhiều ý kiến quý báu và tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án.

Tôi xin được chân thành bày tỏ lòng kính phục và biết ơn Tiến sĩ Võ Đình Quang - Giám đốc Chi nhánh Viện Ứng dụng Công nghệ tại Tp Hồ Chí Minh - người thầy hướng dẫn thứ hai cho công trình này. Thầy đã truyền đạt ý tưởng, kiến thức và kinh nghiệm, trực tiếp hướng dẫn thực hiện đề tài, đóng góp nhiều ý kiến thiết thực và cung cấp nhiều tài liệu tham khảo có giá trị. Là người lãnh đạo, Thầy đã tạo điều kiện giúp tôi học tập, làm việc và thực hiện luận án. Tôi xin trân trọng bày tỏ sự kính trọng và lời cảm ơn sâu sắc đến: - Ban lãnh đạo Viện Ứng dụng Công nghệ, Chi nhánh Viện Ứng dụng Công nghệ tại Tp Hồ Chí Minh; Ban lãnh đạo Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, Trung tâm Nghiên cứu Đất Phân đã chấp thuận, tạo điều kiện thuận lợi, nhiệt tình giúp đỡ, động viên tôi học tập và thực hiện đề tài nghiên cứu sinh.

iii - Ban lãnh đạo Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam đã tổ chức chương trình đào tạo nghiên cứu sinh một cách tận tâm và giàu trách nhiệm. - Tiến sĩ Phạm Văn Toản, Tiến sĩ Hồ Thị Minh Hợp, Thạc sĩ Lê Phan Dũng, Tiến sĩ Nguyễn Đình Lâm, Cô Đinh Thị Quỳnh Tương và tất cả quý Thầy Cô, cán bộ thuộc Phòng/Ban Đào tạo sau đại học của Viện, Trường đã nhiệt tình giúp đỡ, động viên tôi hoàn thành nhiệm vụ học tập và thực hiện đề tài nghiên cứu. - Quý Thầy Cô trường Đại học Cần Thơ, Đại học Nông Lâm Tp HCM, quý Thầy Cô tham gia các hội đồng khoa học chấm chuyên đề, luận án nghiên cứu sinh đã truyền đạt kiến thức và đóng góp nhiều ý kiến quý báu cho tôi. Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến: - Tập thể cán bộ, anh chị em đồng nghiệp tại hai cơ quan nơi tôi công tác - Chi nhánh Viện Ứng dụng Công nghệ tại Tp Hồ Chí Minh, Trung tâm Nghiên cứu Đất Phân - đã nhiệt tình tham gia, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình làm việc và thực hiện luận án.