Trình bày quá trình khoáng hóa

Khoáng hoá là quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ thành các chất khoáng đơn giản như CO₂, H₂O, NO_3-, NH⁴⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺... Vậy quá trình khoáng hóa diễn ra như thế nào? Hãy cùng Top lời giải đi tìm câu trả lời nhé!

1. Quá trình khoáng hoá chất hữu cơ trong đất (vô cơ hoá)

Đây là quá trình biến đổi phức tạp và trải qua nhiều giai đoạn khác nhau. Trước hết các chất hữu cơ phức tạp bị phân giải thành các chất hữu cơ đơn giản hơn gọi là các sản phẩm trung gian. Ví dụ như từ các phân tử protein bị phân huỷ tạo thành các mạch peptit, sau đó là các axit amin; các hyđratcacbon bị phân huỷ tạo thành các hợp chất đường, sau đó các hợp chất trung gian này tiếp tục bị phân huỷ tạo thành các sản phẩm cuối cùng là các chất khoáng.

Tuỳ thuộc vào điều kiện môi trường và hoạt động của các vi sinh vật đất mà quá trình khoáng hoá chất hữu cơ có thể diễn ra theo hai con đường khác nhau là thối mục và thối rữa.

- Thối mục là quá trình hiếu khí diễn ra trong điều kiện có đầy đủ oxy. Sản phẩm  cuối cùng của quá trình này chủ yếu là các chất ở dạng oxy hoá như CO₂, H₂O, NO_3-, PO_43-, SO_42-. Đây là quá trình toả nhiệt và kết quả làm tăng nhiệt độ của đất.

- Thối rữa là quá trình kỵ khí diễn ra trong điều kiện thiếu oxy do ngập nước hoặc do các vi sinh vật hiếu khí phát triển nhanh đã sử dụng hết oxy trong đất. Sản phẩm cuối cùng của quá trình thối rữa bên cạnh các chất ở dạng oxy hoá như CO₂, H₂O còn có một lượng lớn các chất ở dạng khử như CH₄, H₂S, PH₃, NH₃...

Tốc độ khoáng hoá các chất hữu cơ trong đất phụ thuộc vào bản chất chất hữu cơ, điều kiện môi trường và hoạt động của sinh vật đất. Nhìn chung các hợp chất đường và tinh bột dễ bị khoáng hoá nhất; tiếp đó là các chât protein, hemixenlulô, xenlulô; các hợp chất linhin, nhựa sáp khó bị phân huỷ hơn.

Các điều kiện môi trường như độ ẩm, nhiệt độ, chế độ không khí, thành phần và tính chất dung dịch đất cũng có ảnh hưởng mạnh đến tốc độ của quá trình khoáng hoá. Thông thường ở độ ẩm đất 70%, pH 6,5 – 7,5, nhiệt độ 25 – 30^oC và có đủ không khí là thích hợp cho hoạt động của vi sinh vật đất và do đó quá trình khoáng hoá cũng xảy ra mạnh. Trong điều kiện như vậy chất hữu cơ bị phân giải nhanh chóng và mùn ít được tích luỹ. Chính vì vậy mà quá trình phân huỷ chất hữu cơ ở các đất có thầnh phần cơ giới nhẹ (như đất cát) cũng diễn ra nhanh hơn ở các đất có thành phần cơ giới nặng (đất thịt nặng và đất sét).

2. Quá trình khoáng hoá chất hữu cơ

Khoáng hoá là quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ liên tục để tạo thành các hợp chất khoáng đơn giản, sản phẩm cuối cùng là những hợp chất tan và chất khí. Đây là một chuỗi các quá trình sinh hoá học phức tạp có sự tham gia của vi sinh vật trong đất. Trình tự của quá trình khoáng hoá (Hình 2.2), có thể khái quát thành 3 bước sau:

- Thuỷ phân các chất tạo ra các hợp chất có trọng lượng phân tử nhỏ hơn.

- Thực hiện các quá trình oxy hoá - khử, khử amin, khử cacbonyl... tạo ra các sản phẩm trung gian như: Axit hữu cơ, axit béo, rượu, andehyt, axit vô cơ, các chất kiềm.

- Khoáng hoá hoàn toàn: Các sản phẩm trung gian sẽ tiếp tục chuyển hoá, tuỳ theo điều kiện ngoại cảnh và loại hình vi sinh vật, để cuối cùng tạo ra các chất vô cơ dễ tan và các chất khí.

Tóm lại: Sự phân huỷ, khoáng hoá các hợp chất hữu cơ trong đất cung cấp nhiều chất dinh dưỡng vô cơ, dễ tiêu cho cây trồng và đồng thời là cơ sở cho việc hình thành mùn.

3. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình khoáng hoá

Tốc độ quá trình khoáng hoá rất khác nhau phụ thuộc vào các yếu tố sau đây:

- Thành phần chất hữu cơ: Nếu chất hữu cơ nhiều các loại đường đơn, tinh bột, chứa nhiều đạm, nhiều Ca⁺², Mg⁺², K⁺, thì khoáng hoá nhanh. Nếu chứa nhiều lignhin, tanin, dầu sáp và các hợp chất cao phân tử khác thì khoáng hoá chậm hơn.

(R: Có thể là Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na⁺, NH⁴⁺...)

+ Ẩm độ: nếu quá cao dẫn đến yếm khí thì tốc độ khoáng hoá chậm, nếu quá khô hạn thì cũng hạn chế vi sinh vật phát triển và làm chậm quá trình khoáng hoá. Nói chung ở ẩm độ 70 - 80 % là thích hợp nhất cho quá trình khoáng hoá.

+ Nhiệt độ: Nhiệt độ thích hợp cho quá trình khoáng hoá mạnh là 25 - 350C. Cao hoặc thấp quá đều hạn chế tốc độ khoáng hoá.

+ pH của đất: trong khoảng 6,5 - 7,5 là thuận lợi cho quá trình khoáng hoá.

+ Thoáng khí: càng thoáng khí khoáng hoá càng mạnh...

Ở Việt Nam do điều kiện nóng ẩm, mưa nhiều nên rất thuận lợi cho quá trình khoáng hoá. Vì vậy chất hữu cơ và mùn trong đất được khoáng hoá mạnh tạo ra nhiều chất dinh dưỡng cho cây trồng, nhưng dẫn đến quá trình tích luỹ mùn ít, làm cho đất nghèo mùn và đạm.

--------------------------

Bài viết trên đây là tổng hợp kiến thức về Quá trình khoáng hóa. Qua bài viết này, mong rằng các bạn sẽ bổ sung thêm cho mình thật nhiều kiến thức và học tập thật tốt nhé! Cảm ơn các bạn đã theo dõi và đọc bài viết!