Hóa học và Độ phì nhiêu của Đất
Hóa học và độ phì nhiêu của đất nghiên cứu các phản ứng hóa học của dung dịch đất và các bề mặt rắn lưu trữ và giải phóng chất dinh dưỡng, cũng như khả năng cung cấp các nguyên tố cần thiết cho cây trồng phát triển của đất.
Definition
Hóa học đất là nghiên cứu về thành phần hóa học, phản ứng và các quá trình của đất, đặc biệt tại các giao diện giữa chất rắn trong đất, nước và không khí; độ phì nhiêu của đất là khả năng của đất cung cấp các chất dinh dưỡng thiết yếu với số lượng đầy đủ và cân bằng cho sự phát triển của cây trồng.
Scope
Lĩnh vực này bao gồm các chất keo tích điện và sự trao đổi cation giữ lại chất dinh dưỡng, độ axit và pH điều chỉnh khả năng sẵn có của hóa chất, chu trình và nguồn cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng, và hóa học của đất bị ảnh hưởng bởi muối. Nó liên kết các phản ứng phân tử tại bề mặt đất với câu hỏi thực tiễn về năng suất của đất, được định nghĩa là hóa học đất để phân biệt với hóa học môi trường nói chung.
Sub-topics
Core questions
- Các chất keo đất tích điện giữ và trao đổi các ion dinh dưỡng như thế nào?
- Độ pH của đất kiểm soát khả năng sẵn có của chất dinh dưỡng và các nguyên tố độc hại như thế nào?
- Các chất dinh dưỡng cho cây trồng được luân chuyển, lưu trữ và cung cấp trong đất như thế nào?
- Điều gì làm cho đất mặn và đất natri trở nên có vấn đề về mặt hóa học và vật lý?
Key concepts
- Chất keo đất và điện tích bề mặt
- Khả năng trao đổi cation và độ bão hòa bazơ
- pH đất và khả năng đệm
- Các chất dinh dưỡng thiết yếu cho cây trồng
- Khả năng sẵn có và hấp phụ chất dinh dưỡng
- Độ mặn và độ natri
Key theories
- Khả năng trao đổi cation
- Các chất keo sét và hữu cơ tích điện âm giữ các cation có thể trao đổi, sẵn có một cách thuận nghịch cho cây trồng và dung dịch đất, do đó khả năng trao đổi cation là một biến số chính để giữ lại và đệm chất dinh dưỡng.
- Kiểm soát pH đối với khả năng sẵn có của chất dinh dưỡng
- pH đất điều chỉnh độ hòa tan và dạng của các chất dinh dưỡng và các nguyên tố có khả năng gây độc; hầu hết các chất dinh dưỡng sẵn có nhất ở pH gần trung tính, trong khi độ axit hoặc độ kiềm mạnh làm giảm khả năng sẵn có và có thể giải phóng các chất độc như nhôm.
- Chu trình và nguồn cung cấp chất dinh dưỡng
- Các chất dinh dưỡng cho cây trồng di chuyển giữa các bể khoáng chất, hữu cơ, có thể trao đổi và dung dịch thông qua quá trình phong hóa, khoáng hóa, hấp phụ và hấp thụ, và độ phì nhiêu của đất phản ánh kích thước và động lực của các bể này.
Clinical relevance
Hóa học và độ phì nhiêu của đất là nền tảng cho các khuyến nghị về phân bón và vôi, chẩn đoán thiếu hụt và độc tính dinh dưỡng, cải tạo đất chua, đất mặn và đất natri, và bảo vệ chất lượng nước khỏi mất mát chất dinh dưỡng; chúng là cơ sở khoa học của việc phân tích đất và quản lý dinh dưỡng.
History
Hóa học đất phát triển từ các nghiên cứu về trao đổi cation vào thế kỷ 19 và sự công nhận của Liebig rằng sự phát triển của cây trồng phụ thuộc vào các chất dinh dưỡng khoáng, thông qua các công trình nghiên cứu về hóa học keo, pH và chu trình dinh dưỡng vào thế kỷ 20, trở thành một ngành khoa học định lượng liên kết các phản ứng bề mặt với độ phì nhiêu và chất lượng môi trường.
Key figures
- Donald L. Sparks
- Nyle C. Brady
- Ray R. Weil
Related topics
Seminal works
- brady2016
- sparks2003
Frequently asked questions
- Điều gì làm cho đất trở nên màu mỡ?
- Một loại đất màu mỡ cung cấp các chất dinh dưỡng thiết yếu mà cây trồng cần với số lượng đầy đủ và cân bằng, giữ và giải phóng chúng thông qua trao đổi cation và chất hữu cơ, có độ pH giúp chất dinh dưỡng luôn sẵn có, và không có mức độ độc hại của muối, natri hoặc nhôm.
- Độ phì nhiêu của đất có giống với sức khỏe của đất không?
- Không. Độ phì nhiêu tập trung vào việc cung cấp chất dinh dưỡng về mặt hóa học, trong khi sức khỏe của đất rộng hơn, bao gồm cả cấu trúc vật lý và hoạt động sinh học; một loại đất có thể màu mỡ về mặt hóa học nhưng lại bị suy thoái về cấu trúc hoặc sinh học, hoặc ngược lại.