Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3

DIỄN BIẾN HÀM LƯỢNG NITƠ DỄ TIÊU
TRONG ĐẤT LÚA NGẬP NƯỚC
1

Quyền Thị Dung , Phạm Văn Hải
Trường CĐ Kinh tế Kỹ thuật - ĐH Thái Nguyên, email:

1. GIỚI THIỆU CHUNG

Đặc điểm của đất này là thành phần cơ giới
thịt trung bình, đất có phản ứng trung tính,
Nitơ là chất dinh dưỡng đa lượng rất cần
thiết cho cây trồng. Trong q trình sinh dung tích hấp phụ trao đổi cation (CEC)
trung bình. Hàm lượng hữu cơ OM = 1,42%
trưởng và phát triển cây trồng chỉ hút thu
dinh dưỡng Nitơ ở dạng dễ tiêu. Tuy nhiên, là ở mức trung bình, hàm lượng NTS = 0,19%
nhu cầu hàm lượng dinh dưỡng này thay đổi là ở mức khá còn hàm lượng P2O5TS = 0,18%
theo các giai đoạn phát triển của cây trồng. là ở mức giàu và K2 OTS = 1,93% là ở mức
Hàm lượng dinh dưỡng dễ tiêu trong đất trung bình, hàm lượng N dễ tiêu có giá trị là
4,49 mg/100g đất là ở mức trung bình (Pagel
phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: loại đất, độ
pH, nhiệt độ, hàm lượng chất hữu cơ… và H., 1982) [2], hàm lượng Pdt = 2,31 mg/100g
đất theo phương pháp Olsen được coi là
chế độ nước.
Tưới ngập thường xuyên là phương pháp nghèo P. Loại đất này hiện tại đang được sử
dụng để trồng 2 vụ lúa và 1 vụ màu.
canh tác lúa đang được áp dụng phổ biến ở
miền Bắc nước ta. Đất lúa ngập nước thường
2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu

xuyên trong thời gian dài làm môi trường đất
- Địa điểm: phịng thí nghiệm Đất - Nước trở lên yếm khí, tạo điều kiện thuận lợi cho Môi trường trường ĐH Thủy lợi.
các vi sinh vật yếm khí hoạt động tạo ra các
- Thời gian: 3/2014 - 7/2014.
độc tố như CH4 , H2 S, Fe2+ , Mn2+ … gây hại
2.3. Cơng thức thí nghiệm
cho lúa (Shouichi Yoshida and M. R.
Chaudhry, 1979)[4] và q trình phân giải
Đất thí nghiệm được lấy trên cánh đồng
các chất hữu cơ trong đất tạo ra Nitơ dễ tiêu lúa tại xã Văn Hồng, huyện Phú Xun,
bị trở ngại do mơi trường khơng thuận lợi Hà Nội.
cho các vi sinh vật hảo khí hoạt động.
Đất sau khi phơi khơ tự nhiên, nghiền mịn
Vì vậy, bài báo này nghiên cứu về diễn (đường kính hạt < 1mm) rồi cho ngập nước
biến hàm lượng Nitơ dễ tiêu trong đất canh 5 cm trong các xô thí nghiệm. Thí nghiệm
tác lúa ngập nước trong điều kiện thí nghiệm được lặp lại 03 lần. Lấy mẫu định kì sau: 1,
được thực hiện trong phịng, khơng có chế độ 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 tuần ngập nước. Mẫu đất
phân bón và cây trồng.
đước lấy ở độ sâu 0 ÷ 5 cm theo chiều thẳng
đứng từ trên xuống, sau khi lấy đem đi phân
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
tích ngay. N-NH4 + trong đất được chiết tách
2.1. Đối tượng nghiên cứu
bằng dung dịch KCl 0,1N với tỉ lệ 10g đất
- Đất ruộng trồng lúa nước tại xã Văn tươi lắc với 100 ml dung dịch KCl 0,1N
trong vòng 5 phút rồi để yên 1 giờ rồi tiến
Hoàng, huyện Phú Xuyên, Hà Nội.
được phân tích trên máy
- Loại đất: đại diện cho nhóm đất phù sa hành lọc. Dịch chiết
không được bồi hàng năm (Eutric Fluvisols). DR2700. N-NO3 trong đất được chiết tách

bằng dung dịch CuSO4 .5H2 O với tỉ lệ 25g đất
452


Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3

tươi lắc với 125 ml dung dịch CuSO4 .5H2 O
trong 10 phút, sau đó cho thêm 0,4g Ca(OH)2
lắc tiếp 5 phút rồi cho 1g MgCO3 vào lắc
trước khi tiến hành lọc. Dịch chiết được đem
so màu trên máy DR2700 để xác định nồng
độ N-NO3 -. Các chỉ tiêu Eh, pH được đo
bằng máy điện cực cầm tay Mettler - toledo
(MX30) với đầu đo Inlab 581 trong mỗi lần
lấy mẫu.

từ -227mV xuống -259mV, hàm lượng NNH4 + giảm từ 21,39 mg/100g đất xuống
16,45 mg/100g đất, hàm lượng N-NO3 - giảm
từ 1,99 mg/100g đất xuống 1,13 mg/100g đất.

3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

3.1. Diễn biến hàm lượng Nitơ dễ tiêu
trong đất theo thời gian ngập nước
Kết quả phân tích hàm lượng Nitơ dễ tiêu
trong đất sau 8 tuần ngập nước được thể hiện
qua hình 1 và 2 dưới đây:

Hình 1. Diễn biến hàm lượng N-NH4 +
trong đất theo thời gian ngập nước


Hình 3. Quan hệ giữa Eh
với N-NH4 + trong đất
Phương trình quan hệ của Eh với hàm
lượng N-NH4 + là y = -0,4986x2 + 24,114x 515,8 với hằng số tương quan R² = 0,9465
cho thấy mối quan hệ giữa N-NH4 + và Eh khá
cao. Kết quả này có thể giải thích như sau:
- Ngập nước dài ngày, Eh đất giảm làm kết
tủa Fe2+ ở dạng hydroxit phủ trên bề mặt
khoáng sét gây trở ngại cho việc giải phóng
NH4 + (Schneiders M. & H. W. Scherer,
1998)[3], (Zhang Y. & H. Scherer, 2002)[5].
- Khi ngập nước lâu ngày mơi trường đất
bị yếm khí kéo dài sẽ xảy ra phản ứng ơxy
hóa kỵ khí amoni trong đó NH4 + bị ơxy hóa
bởi nitrit NO2 - không cần cung cấp thêm chất
hữu cơ để tạo thành khí N2 (Norman R. J. et
al, 1987)[1] như sau:
NH 4+ + 1,32 NO 2- + 0,066 HCO 3- + 0,13H + →
1,02 N2 + 0,26 NO 3- + 0,066 CH2O0,5N0,15 + 2,03 H2O

Hình 2. Diễn biến hàm lượng N-NO3 trong đất theo thời gian ngập nước
Qua hình 1 và 2 ta thấy hàm lượng
Nitơ dễ tiêu trong đất nghiên cứu giảm dần
theo thời gian ngập nước từ tuần 1 ÷ 8.
3.2. Quan hệ giữa hàm lượng Nitơ dễ
tiêu với Eh và pH trong đất
a) Quan hệ giữa hàm lượng Nitơ dễ tiêu
Hình 4. Quan hệ giữa Eh với N-NO3 với Eh được thể hiện qua biểu đồ hình 3 và
trong đất

hình 4 dưới đây:
Kết quả cho thấy Eh giảm thì hàm lượng
Tưới ngập làm cho chế độ nước được duy
Nitơ dễ tiêu cũng giảm theo. Cụ thể Eh giảm trì thường xuyên ở mức cao hơn 5 cm so với
453


Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3

mặt đất, Eh đất giảm (từ -227 mV xuống 259 mV), môi trường đất ở trạng thái khử tạo
điều kiện thuận lợi cho quá trình khử NO3 thành NO2 -, NO, N2 O và cuối cùng thành N2
bay lên, làm suy giảm lượng N-NO3 - (từ 1,69
mg/100g đất xuống 1,13 mg/100g đất).
Phương trình y = 15,267x2 - 15,463x - 256,85
với hệ số tương quan R² = 0,9478 cho thấy
mối quan hệ giữa Eh và lượng N-NO3 - là rất
chặt. Điều này chứng tỏ Eh và N-NO3 - có
quan hệ tỉ lệ thuận. Cụ thể: tuần thứ 2 ngập
nước Eh đo được là -229 mV với kết quả đo
được của N-NO3 - = 1,92 mg/100g đất, tuần
thứ 3 ngập nước Eh = -235 mV cùng với đó
kết quả đo được của N-NO3 - = 1,81 mg/100g
đất, đến tuần thứ 8 ngập nước thế ơxy khóa
khử giảm cịn Eh = -259 mV thì N-NO3- cũng
giảm xuống cịn 1,13 mg/100g đất.
Điều này chứng tỏ giá trị Eh giảm thì hàm
lượng Nitơ dễ tiêu giảm. Như vậy, thế ơxy
hóa khử (Eh) là yếu tố quan trọng để quyết
định dạng tồn tại của nguyên tố dinh dưỡng
Nitơ trong đất. Chính vì vậy, trong canh tác

lúa nước để làm tăng hàm lượng Nitơ dễ tiêu
trong đất cần duy trì chế độ nước thích hợp
vào từng giai đoạn sinh trưởng để đảm bảo
cung cấp đủ dinh dưỡng cho cây lúa, hạn chế
được các độc tố và giảm phát thải khí CH4 .
b) Quan hệ giữa hàm lượng Nitơ dễ tiêu
với pH theo thời gian ngập nước
Giữa Nitơ dễ tiêu với pH khơng có quan
hệ rõ ràng theo thời gian ngập nước. Lý giải
cho hiện tượng này là do đất nghiên cứu có
độ pH ở mức trung tính cho nên pH ít biến
động khi được ngập nước, trong khi Nitơ dễ
tiêu biến động theo thời gian và chế độ nước
mà sự thay đổi của chế độ nước ảnh hưởng
đến Eh trong đất. Chính vì vậy, có thể nói
những biến động của Nitơ dễ tiêu chủ yếu do
sự thay đổi của Eh quyết định.
4. KẾT LUẬN

Từ các kết quả nghiên cứu cho thấy:
- Đất ngập nước làm gia tăng mơi trưởng
khử thuận lợi cho các VSV yếm khí hoạt
động và tham gia vào quá trình khử các hợp

chất hóa học trong đất, làm tăng q trình
khử, Eh đất giảm.
- Sau 8 tuần ngập nước, hàm lượng NNH4 + giảm 1,3 lần và hàm lượng N-NO3 giảm 1,8 lần so với ban đầu.
- Thế ơxy hóa khử (Eh) và Nitơ dễ tiêu (NNH4 + và N-NO3-) có quan hệ chặt chẽ với nhau,
hệ số tương quan R² = 0,9465 - 0,9478. Khi Eh
giảm thì Nitơ dễ tiêu giảm và ngược lại.

- Giữa pH và Nitơ dễ tiêu khơng có quan
hệ rõ ràng với nhau theo thời gian ngập nước.
Tưới ngập thường xun khơng chỉ lãng
phí nước, tăng phát thải khí nhà kính, tạo ra
các độc tố trong đất gây hại cho cây lúa mà
còn làm giảm lượng hàm lượng Nitơ dễ tiêu
trong đất do đó ảnh hưởng đến sinh trưởng và
phát triển của cây lúa.
5. TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Norman, R.J., L.T. Kurtz and F.J.
Stevenson. 1987. Distribution and recovery
of nitrogen-15- labeled liquid anhydrous
ammonia among various soil fractions. Soil
Science Society of America Journal, vol.
51, p. pp. 235 241.
[2] Pagel. 1982. Planzennahrstate in tropischen
Boden - ihre Bestimmung und Bewertung,
VEB Deutscher Landwirtschafts verlag
Leipzig.
[3] Schneiders, M. & H. W. Scherer, 1998.
Fixation and releas e of ammonium in
flooded rice soils as affected by redox
potential. European Journal of Agronomy,
vol. 8, no. 3-4, pp. 181-189.
[4] Shouichi Yos hida & M.R. Chaudhry. 1979.
Sulfur nutrition of rice. Soil Science and
Plant Nutrition, vol. 1, no. 25, pp. 121-134.
[5] Zhang Y. & H. Scherer. 2002. Mechanisms
of fixation and releas e of ammonium in
paddy soils after flooding. IV. Significance

of oxygen secretion from rice roots on the
availability of nonexchangeable ammonium
- a model experiment. Biology and Fertility
of Soils, vol. 35, no. 3, pp. 184-188.

454