CHƯƠNG 1 TÔNG QUAN CÁC VAN ĐÈ NGHIÊN COU 1.1 Khái quát về các nguyên tổ dink đưỡng kẽm và lưu huỳnh trong đất LI Nguồn gốc và các dạng tồn tại cũa kém trong đất 1.1 Nguồn gốc kẽm trong đất Ki là nguyên tổ din dưỡng trong đất được igo thành chi yếu từ các quá trình phong hóa các khoáng chất bao gồm sphalerie Zn, khoáng Za, vnithsonte ZnCO, và Zincite ZnO [15] trong quá trình hình thành đắt. Sphalerite có thành phải chính là kẽm. sunlua Zn, đây là loại quặng chứa nhiều kẽm nhất với him lượng 6Dz62 Se. Ngoài ra kẽm còn được tạo ra từ quá trình phong hóa một số loại đá: ultramafic (chứa hàm.
lượng kẽm 50 mg kg): bazan (chứa ham lượng kẽm 105 mg.kg `): granit (chứa hàm. lượng kẽm 39-60 mg. Kẽm là nguyên tổ kim loại lưỡng tinh, có trang thái oxi hóa duy nhất +2 ở điều kiện bình thường, có ái lực thấp với oxi và thường liên kết với lưu huỳnh để tạ ra các sunfua trong quặng sphalerit ZnS [6] Hàm lượng kẽm trong dit phụ thuộc vào tính chất của đá, kết cầu đắc him lượng chit hữu eg và pH Vì kẽm được hip phụ bởi khoáng chit và ác thành phin hữu cơ trong hẫu hết các loại đắt, nên thường ích lay trong các ting đất mặt và giảm xuống theo độ sâu [17]. Trên thé giới, him lượng kẽm tổng số (Zn,) dao động trong khoảng 10:300) mẹ ke” [I8], rung bình là 64 mg kg” [17].
Ham lượng Zng trung bình là 47 mg kg” trong ting đất đưới và 52 mg kg` ở ting đắt mặt 1.2 Dạng ton tại của kẽm trong dat Trong đất kẽm tổn ti ở 5 dạng: 1= Hoa tan trong nước: có trong dung dịch đất 2 Kẽm trao đối: liên kết với các hạt đt nhờ điện tích mang điện; 3- Liên kết hữu cơ: phn ion bị hấp phụ hoặc tạo phức chất với các hợp chất hữu cơ; 4- Kem liên kết chặt với các. hạt khoáng sét của đất 5- Kẽm trong thành phần của đá và Khoáng nguyễn sinh [6] 118). Cây trồng chi sử dụng được dinh đường kẽm gồm kẽm ở dang hòa tan, trao đ (dạng 1.2) và một phần đễ bị phân hip phụ (dang 3). Do rễ cây có lực hút ion yếu nên chỉ có thể hấp thu kẽm dễ iêu trong địch đắt và ting khuếch tin của các hạt keo đắt [6] Nong độ ion kẽm di động trong đất thấp do bi hip phụ bối các khoáng sét vi di vào các kết tủa cachonat, hydroxi, phosphat và sunfua [L8], do các khoáng sét phổ biến trong đắt nên kẽm di động (đễ iêu) thường ở mức thấp trong đất canh tác.
Hàm lượng kẽm di động lớn nhất trong đắt chỉ đạt được trong điều kiện môi trường oxi hóa hoặc axit, ngược lại hàm lượng kẽm di động thấp hơn trong môi trường khử. Kem dé tiêu: Kẽm dễ ti hay cồn gọi kẽm di động, là các dạng ion kẽm có thể khuếch tấn trong dịch đắt (Zn, Zn(OH)”) [6]. Cây trồng chỉ hip thu được kêm dễ tiêu (Zn) trong dich đất Zn”, Zn(OH)”, kẽm trao đổi Za ở ting khuếch tán hạt keo đất và một phần Zn bị hắp phụ bởi các hợp chit hữu cơ. Tuy nhiên, trong dit kẽm dể tiêu chiếm ty lệ rit thấp so với kẽm tổng sổ.2 Nguôn gắc và các dang tan tại của lưu huỳnh tong đắt 1.1 Nguôn gốc lưu huỳnh trong đắt Lp vô tr đắt chứa 0,06 + 0,10 % S {19}, được tim thấy ở dạng tự hiên trong các trằm tích núi lửa, các lp tro bay và đã muỗi.
Lưu huỳnh có mặt rong các khoáng chit sunlua như chalcopyrit, pyrtotite, sphalerite, galena, arsenopyrit và pyrite: cấc khoảng sunphat như anhydrit, bai và hạch cao, Ngoài ra, khí tự nhiên, dẫu, than, cất bitum và đá phiến pyrobitumen cũng chứa lưu huỳnh. Lưu huỳnh còn có thể được tìm. thấy dưới dang hydrogen sunfua (H;S) trong đắt ngập nước [20| [21]. Do quá trình.
phong hoá, lưu huỳnh bị oxi hoá thành sunphat hoặc bị khử thành sunfua trong điều, kiện đắt êm khí Lưu huỳnh có nguồn gốc từ các quá tình phong hóa các khoáng (pirt FeS;, chacolpirit CuES,, các sunfua ZnS.) và phân hủy xác động thực vật, do đó lưu huỳnh thường tập trung nhiều ở lớp đất mặt. Những khoáng chất này bị phong hóa một phần chuyển thành sunphat, chẳng hạn như quá trình phong hỏa oxi hỏa khử các quặng pirit và chacolpirit 2FeS; + TO; + 2H20 —› 2H;SO, + 2FeSO, ay 2CuFeS; + 7O; — 2FeSO; + 2CuSO,, (12) Khoảng 95 sé tổng lượng lưu huỳnh của hầu hết các loại đất ở dạng hữu cơ [22] Nguyên tố S và các dang lưu huỳnh hữu cơ phải được chuyển hóa thành sunphat (S- $0,7) thì cây trồng mới hấp thu được qua bộ rễ [19|. Sự chuyển hóa này chỉ được. thực hiện khi có sự tham gia của các vi khuẩn đắt và chỉ xây ra trong các điều kign ẩm, âm và thoát nước tốt.
Ton sunphat mang điện tích âm nên it bị giữ bởi các hạt keo đất, trữ đắt sết axit, trong hầu hết các loại đắt ion này dễ bị rửa tôi. Đắt ngập nước hình thành sunfua gây độc cho thực vật, khi nhiệt độ tăng hoặc trong điều kiện háo khí, sunfua được oxi hóa thành sunphat nhờ sự tham gia của các vỉ khuẩn trong đất ‘Dat canh tác thường xảy ra hiện tượng ion sunphat thắm xuống theo thời gian và đọng. lại trên tng để cày, đầy là nguồn có sẵn cho cây trồng khi rễ mọc đài đến độ sâu này Chu trình tuần hoàn lưu huỳnh trong đắt được minh họa trong hình 1.1 Chu trình tun hoàn lưu huỳnh trong đắt 1.2 Dang tần tại của liet huỳnh trong đất rong ting dit mặt nông nghiệp iều nước tốt, lưu huỳnh tổn tại ở hai dạng hữu cơ và võ cơ trong đó lưu huỳnh hữu cơ chiếm gin 90%. Dạng lưu huỳnh hữu cơ tuy chiếm tì phin lớn nhưng cây tring không hip thụ được trực tiếp mà phải được khoáng hoá thành dạng v6 cơ nhờ các vi sinh vật đất thì mới hip thụ được.
Các dang lưu huỳnh võ cơ bao gồm: S-SO,* trong dung dich đất, S-SO,* bị hip phụ. tật keo st, S-SO.* không hòa tan, các hợp chất hm huỳnh v6 cơ dạng khử HS HS Tuy nhiên, cây trồng chi hip thụ được dạng §-§O¡ˆ trong dung dich đất và ở tổng hấp phụ bé mặt của hạt eo đất Sunphat: Trong đất, cây trồng chi hip thu được sunphat ở dang $-SO," và S-§:O,”, ty nhiền dạng S-S:O;ˆ ít được tìm thấy trong đất canh tác [19]. Ngoài ra lá lúa có th hấp thụ một lượng nhỏ SO; từ không khí, nhưng không đáng kể cho nhu cầu dinh dưỡng của. Múa [19] Lưu huỳnh hữu cơ phải qua các quá trình khoáng hóa chuyển thành dạng dịnh dường.
lễ iêu thì cây mới hip thu được. Do đó, dinh dưỡng lưu huỳnh mà cây lấy được phụ thuộc vào quá tình chuyển hóa các khoảng lưu huỳnh thành dang dễ tiêu trong đắt 1.2 Vai trò dinh dưỡng của kẽm và lưu huỳnh đối vẻ 1.1 Vai trò dink dưỡng của kém đối với lúa em là một trong 8 nguyên tổ quan trong đối với sinh trường ia các loại cây trồng, tắt cần thiết với quả trình đồng hóa đạm, tham gia quá tình quang hợp, quá tình trao di chất của tẾ ào [5] [1]. Hiệp hội kẽm quốc tế (IZA-Interational Zinc Association, ra đồi năm 1991 bởi các nhà sản xuất kẽm hàng đầu) nêu: kẽm là yếu 6 dinh dưỡng quan trọng thứ ba ảnh hưởng đến năng suất thu hoạch ny ốc, chỉ đứng sau đạm và lân [23] 'Các nghiên cứu trên thể giới đã chi ra: thiểu kẽm có thé giảm năng suất lúa tới 50 % "mà cây không biễu hiện triệu chứng gi. Khi thiếu kẽm nặng, triệu chứng trên cây lúa sau khi cấy 15:20 ngày xuất hiện các đốm nhỏ rải rác màu vàng nhạt trên các lá gi, sau đó phát tiễn rộng ra hợp lại và trở thành màu s đỏ và bị khô đi trong vòng một tháng [23] Đổi với Múa, kèm cin cho sự tổng hợp axitindol acti, là thành phần thiết yêu của một sé men như metalo-enzimes.eatboie, anhydrase, anxoholdebidroase, KEm còn đóng 0 vai rd quan trọng trong qué tình tổng hợp axit mucleie và protein, ting cường khả năng sử dụng lân và đạm cho cây, cần thiết cho sản xuất các chất diệp lục và hhydratcarbon [23] Hinh 1.3 Các biểu hiện khác trên lá lúa thiếu kẽm [24].4 Vai trò của kẽm trong các công thức bón kẽm và không bón kẽm [23].
Km rit quan tong cho sự sinh trường và phát iển của cây lúa, thiểu kẽm ảnh hưởng nhiễu đến năng suit. Ở các công thức Không bón kẽm cây lúa có phiến lá nhỏ, nhánh ít t 18 bông ft. Tuy nhiên, thừa kẽm sẽ gây độc đối với lúa. khi néng kẽm ở mức > 200 mg/100g (QCVN 03 : 2008/BTNMT vẻ giới hạn kim loại nặng trong đất) thi dat được.
coi là 6 nhiễm kẽm. Cây trồng bị ngộ độc kẽm có các biểu hiện như lá ho rũ và chấy 1.2 Vai tò dink dưỡng cia lưu huỳnh đố với tia Đổi với lúa, lưu huỳnh là nguyên tổ quan trọng cho quả trình quang hợp. hấp thu đạm và tổng hợp đường, vitamin trong hat [2]. Xét về nhu cầu dinh dưỡng cho lúa, lưu.
huỳnh chi đứng thứ tư sau các nguyên tổ N, P, K. Lượng lưu huỳnh trung bình mà cây. trồng sử dụng để phát triển và sinh trưởng bằng 2/3 so với khi lượng lan [19]. Cây ếu lưu huỳnh được biểu hiện bởi cây còi cọc, lá non ban đầu chuyển sang miu vàng sau d6 an xuống lá trưởng thin và lá gi (16) Hình L.5 Sự thiểu và thừa lưu huỳnh đối với lúa [3] Trong điều kiện thừa lưu huỳnh, môi trường yêm khí sẽ sinh ra HS, HS, * làm rễ lúa thối hoặc xoắn rễ và lá nhỏ lại, cây bị lồn, toàn bộ lá vàng và mép lá bị cuốn.
Hiện tượng ngộ độc lưu huỳnh ở lúa [9] 1.3 Thực trạng kẽm và lưu huỳnh trong đắt canh tác trên thé giới và ở Việt Nam 13.1 Thực trạng kẽm và lưu huỳnh trong đắt canh tác tên thé giới 13.1 Thực trạng kẽm trong đắt canh tác trên thé giới Đất canh tác hia thiểu kèm là vẫn đề khá phổ biến trên thể giới [25] và có những ảnh hưởng rõ rột đến năng suất [26] [27]. Chế độ tồi, tiêu thoát nước, xối mồn trên triển dit dốc, nhu cầu dinh dưỡng của cây trồng làm thất thoát kẽm dễ iêu trong đt canh tác [28]. Chẳng hạn như tưới ngập cho lúa làm tăng nồng độ P dễ tiêu (PO,*, HPO. H;PO,), ion bieacbomat (HCO, ) và các dang của sunfua (HS, S”) dẫn đến sự thiếu kẽm trở nên tram trọng [28] [29] [30].