PHONG HOÁ VÀ SỰ HÌNH THÀNH ĐẤT

Bài giảng Thổ nhỡng I -1CHNG II PHONG HO V SỰ HÌNH THÀNH ĐẤT 2.1 Sự phong hóa đá khoáng 2.1.1 Khái niệm * Sự phong hoá tổng hợp trình phức tạp đa dạng biến đổi lượng chất khoáng vật đá tác động mơi trường (Khí quyển, thuỷ quyển, sinh quyển) Hay: Phong hoá phá huỷ khống vật, đá phá huỷ mơi trường * Các tầng đá mẹ nơi xảy trình phong hố gọi vỏ phong hố Có hai loại vỏ phong hoá: + Vỏ phong hoá bề mặt (vỏ phong hoá đại) + Vỏ phong hoá sâu (vỏ phong hố cổ) 2.1.2 Các loại phong hóa Căn vào đặc điểm nhân tố tác động, phong hóa chia làm loại: + Phong hóa lý học + Phong hóa hóa học + Phong hóa sinh vật Sự phân chia q trình phong hố mang tính chất tương đối thực tế yếu tố ngoại cảnh đồng thời tác động lên khoáng vật, đá Do vậy, ba q trình phong hố đồng thời diễn q trình phong hóa liên quan mật thiết, hỗ trợ cho nhau, tuỳ điều kiện cụ thể mà ba trình xảy mạnh 2.1.2.1 Phong hóa lý học a Khái niệm: Phong hóa lý học vỡ vụn có tính chất lý học đơn khoáng đá bề mặt Trái đất Trong trình này, thành phần tính chất chúng khơng biến đổi b Tác nhân * Nhiệt độ + Sự thay đổi nhiệt độ làm cho khống vật có đá bị co dãn không dẫn đến đá bị vỡ Các khống vật có hệ số co dãn khác - Đá có nhiều khống vật tạo nên (đá đa khống) dễ bị vỡ vụn - Đá loại khoáng vật tạo nên (đá đơn khoáng) dễ bị vỡ hệ số nở dài theo phương khác + Sự chênh lệch nhiệt độ mùa năm, ban ngày ban đêm lớn phong hố lý học diễn mạnh Ví dụ: Vùng sa mạc thường có chênh lệch nhiệt độ ngày đêm lớn nên vào ban đêm nghe tiếng nổ vỡ ca ỏ vựng Giảng viên Nguyễn Thị Bích Phợng Khoa học đất Bài giảng Thổ nhỡng I -2- + Trong đá thường có lỗ hổng vết nứt nguyên sinh chứa đầy khí hay nước Khi nhiệt độ hạ thấp 00C, nước thể lỏng chuyển thành thể rắn làm tăng thể tích, tạo áp suất lớn lên thành khe nứt làm cho đá, khoáng bị vỡ + Nhiệt độ - nước - muối: vùng khô hạn nước chứa muối, nước bốc để lại muối kết tinh làm cho thể tích muối tăng lên gây áp lực vào hai thành bên làm tăng cường nứt vỡ đá khoáng + Màu sắc đá, khống sẫm khả nhận nhiệt mạnh nên đá, khoáng dễ bị phá vỡ * Nước chảy, gió thổi Các mảnh vụn sinh di chuyển nơi khác theo dịng nước chảy gió thổi phá huỷ đá đường di chuyển chúng * Áp suất: chủ yếu thay đổi áp suất mao quản đá, khoáng → Sự tác động nhân tố: nhiệt độ, áp suất, hay yếu tố nước chảy, gió thổi gây phá huỷ đá, khoáng rõ rệt Trong thực tế, nhân tố ln có tác động tổng hợp làm q trình phong hố lý học diễn mạnh mẽ Ví dụ: Ở vùng nhiệt đới nước ta, lên cao theo độ cao tuyệt đối: nhiệt độ giảm, áp suất tăng độ dốc lớn nên phong hoá lý học tăng lên cách rõ rệt Những sản phẩm phong hoá lý học thường mảnh đá vụn có góc cạnh Bởi vậy, lên cao ta thấy đất lẫn nhiều mảnh đá vụn có góc cạnh rõ nét c Kết phong hoá lý học + Đá, khoáng vỡ vụn, tơi xốp có khả thấm khí, nước + Bề mặt tiếp xúc đá, khống với mơi trường xung quanh tăng lên tạo điều kiện cho phong hóa hố học tác nhân khác có điều kiện xâm nhập phá hủy mạnh + Phong hố lý học có tính chất tiên phong, tạo điều kiện thuận lợi cho phong hoá hoá học phong hoá sinh vật 2.1.2.2 Phong hóa hóa học a Khái niệm: phá hủy đá khống phản ứng hóa học b Tác nhân: H2O, CO2, O2 c Các trình chủ yếu Tuỳ theo đặc tính q trình, chia thành loại: + Q trình hồ tan + Q trình hydrat hố + Q trình thuỷ phõn + Quỏ trỡnh oxy hoỏ Giảng viên Nguyễn Thị Bích Phợng Khoa học đất -3- Bài giảng Thổ nhỡng I  Q trình hịa tan * Khái niệm: tượng khống vật đá bị hồ tan nước Hầu tất khoáng vật đá bị hoà tan nước, mạnh khoáng vật lớp cacbonat muối mỏ * Các nhân tố ảnh hưởng đến q trình hịa tan + Độ pH: Sự hòa tan tăng lên H2O chứa CO2 làm giảm độ pH làm cho lượng muối Cacbonat tăng lên rõ rệt CaCO3 + H2O + CO2 ↔ Ca(HCO3)2 Vùng núi đá vôi, kết hồ tan hình thành nên chng nhũ, mầm đá, cột đá, vách đá đặc trưng cho dạng địa hình Kastơ + Nhiệt độ: Nhiệt độ tăng làm tăng q trình hịa tan Thơng thường, nhiệt độ tăng lên 10oC hịa tan tăng ÷ lần + Bề mặt tiếp xúc: Bề mặt tiếp xúc chất tan với dung mơi lớn khả tan tăng * Kết quả: Khống vật, đá bị thay đổi chất  Quá trình Hydrat hóa * Khái niệm: q trình nước tham gia vào mạng lưới tinh thể khoáng vật, thực chất q trình nước kết hợp với khống vật làm thay đổi thành phần hoá học khoáng vật * Ngun nhân: Trong lịng phần tử khống cịn có hóa trị tự Mà nước phân tử phân cực Hai loại phân tử hút theo lực hút tĩnh điện nên phân tử nước chứa chất bề mặt khoáng vật dần vào mạng lưới tinh thể 2Fe2O3 + 3H2O → 2Fe2O3.3H2O Hêmatit Limonit CaSO4 + 2H2O → CaSO4.2H2O Anhydrit Thạch cao * Kết quả: Thể tích khoáng vật tăng lên, thành phần hoá học thay đổi, độ bền liên kết giảm, tạo điều kiện tốt cho q trình hố học khác  Q trình thủy phân * Khái niệm: Là trình thay cation kim loại kiềm kiềm thổ mạng lưới tinh thể khoáng vật cation H + nước Kết làm chúng phân ly thành phần riêng lẻ K2Al2Si6O16 + H2O + CO2→ H2Al2Si2O8.2H2O + K2CO3 + SiO2n.H2O Fensfatkali (Orthoklaz) (Kaolinit) Giảng viên Nguyễn Thị Bích Phợng Khoa học đất Bài giảng Thổ nhỡng I -4- Q trình thuỷ phân phổ biến có tầm quan trọng phong hố hố học phần nhiều loại khống đất thuộc nhóm Silicat Alumosilicat * Kết quả: Tạo muối hợp chất dễ tan  Q trình oxy hóa * Khái niệm: q trình có thay đổi số oxi hố ngun tố + Q trình oxy hố phụ thuộc chặt chẽ vào xâm nhập O tự khơng khí O2 hồ tan nước + Tham gia vào trình đất phổ biến cation kim loại: Fe 2+, Mn2+; anion: S2-, SO32-, NO2- Các khoáng vật Olivin, Ogyt, Hoocnblen, Pyrit dễ bị phong hoá Ví dụ: Sự oxy hố khống vật Pyrit FeS2 + 7O2 + 2H2O = 2FeSO4 + H2SO4 12FeSO4 + 3O2 + 6H2O = 4Fe2(SO4)3 + Fe(OH)3 * Kết quả: + Khoáng vật đá bị thay đổi thành phần hoá học + Đá, khoáng bị oxy hoá bị biến đổi màu sắc rõ rệt, thường hay xuất vệt, chấm màu vàng, nâu đỏ d Kết phong hoá hoá học Dù phong hoá hố học có diễn theo q trình kết cuối làm cho khoáng vật đá bị thay đổi thành phần, tính chất hố học tạo loạt chất như: loại muối, oxyt, dioxyt, số loại khoáng sét … 2.1.2.3 Phong hoá sinh vật a Khái niệm: phá huỷ học biến đổi có tính chất hoá học đá khoáng tác dụng sinh vật sản phẩm hoạt động sống chúng Q trình phong hố sinh vật diễn có sống xuất Các nhân tố sinh vật tác động vào đá, khoáng vật theo hướng sau: * Về mặt học + Bộ rễ xuyên vào khe nứt hút nước chất khoáng, theo thời gian, rễ to dần phá vỡ đá + Hoạt động sống động vật (đi lại, đào bới, …) tác động trực tiếp vào đá khoáng làm đá, khoáng bị vỡ vụn * Về mặt hố học + Trong q trình trao đổi chất, rễ tiết axit hữu cơ: axitetic, malic, oxalic… CO2, H2CO3 để hồ tan đá khống làm bề mặt đá bị phá vỡ thay đổi thnh phn cỏc cht Giảng viên Nguyễn Thị Bích Phợng Khoa học đất Bài giảng Thổ nhỡng I -5- + Khi chết, xác sinh vật bị phân huỷ sinh axit hữu góp phần hồ tan khống vật đá c Kết Đá khoáng bị phá huỷ học hoá học tác động sinh vật Đồng thời, sinh vật thực q trình tích luỹ chất hữu tạo độ phì cho đất KẾT LUẬN: + Khi sinh vật chưa xuất đá, khoáng bị phong hoá lý học phong hoá hoá học chủ yếu Phong hoá lý học diễn trước làm sở cho phong hóa hố học + Khi có sinh vật xuất Trái đất đặc biệt thực vật bậc cao phong hoá sinh vật trở nên phổ biến quan trọng Đặc biệt vùng nhiệt đới ẩm thực vật sinh trưởng phát triển nhanh vai trị với phong hoá đá khoáng chiếm ưu + Đứng diện rộng, loại phong hoá xảy đồng thời bổ sung cho lúc, nơi, điều kiện cụ thể mà loại phong hố đóng vai trị chủ đạo 2.1.3 Độ bền phong hoá - KN: Khoáng vật đá bị phá huỷ với tốc độ khác Khả chống lại phá huỷ chúng gọi độ bền phong hoá - Độ bền phong hoá phụ thuộc b/c vật bị phong hoá, điều kiện mơi trường 2.1.3.1 Bản chất khống vật đá * Đá cấu tạo từ loại khoáng vật bền vững có độ bền phong hố thấp * Các loại khống vật silicat có độ bền phong hố thấp dần, khi: + Hàm lượng cation bazơ chúng tăng dần theo thứ tự: Fe3+ > Al3+ > Mg2+ > Ca2+ > K+ > Na+ + Hàm lượng Fe2+ chúng tăng lên (vì xu oxy hố lớn) + Hàm lượng SiO2 khống chất cịn nhỏ + Khống có chứa nhiều kim loại kiềm kiềm thổ có khả trao đổi mạnh với cation môi trường xung quanh * Dựa vào đặc điểm Scheffer Schachtschabel chia độ bền phong hoá khoáng vật thường gặp thành thứ tự sau: CaSO4.2H2O < CaCO3 < MgCO3 + Độ bền thấp: Thạch cao, Canxit, Đolomit + Độ bền thấp: Olivin + Độ bền trung bình: Ogyt + Độ bền cao: Otoklaz, Muscovit + Độ bền cao: Thạch anh v cỏc khoỏng sột theo th t: Giảng viên Nguyễn Thị Bích Phợng Khoa học đất Bài giảng Thổ nhìng I -6- Illit < Montmorilonit < Kaolinit * Độ bền phong hoá giảm khả trao đổi đồng hình tăng * Cấu trúc đá khống rỗng độ bền phong hố giảm * Độ bền phong hoá tăng hàm lượng cấp hạt mịn đá mẫu chất tăng lên 2.1.3.2 Các điều kiện bên ảnh hưởng * Lượng nước, nhiệt, phát triển thực vật (Đặc biệt phong hoá hoá học) + Ở vùng nhiệt đới ẩm, đá khoáng bị phá huỷ mạnh vùng ôn đới mạnh vùng hàn đới + Đất vùng nhiệt đới giàu khoáng thứ sinh hơn, màu đỏ hơn, vỏ phong hoá dày hơn; chứa nhiều sản phẩm Al hình thành vỏ phong hố Feralit → Độ bền phong hoá đá khoáng vật chịu chi phối nhiều yếu tố Các yếu tố tác động vào đá khống cách tổng hợp, tuỳ điều kiện cụ thể mà chỗ yếu tố chính, chỗ khác yếu tố 2.1.4 Sản phẩm phong hoá 2.1.4.1 Khái niệm Sản phẩm phong hoá kết q trình phá huỷ khống vật đá Q trình phong hố phá huỷ khống vật đá giải phóng sản phẩm phong phú phức tạp Các sản phẩm xếp vào hai nhóm: + Khống ngun sinh: ~ Kích thước > 0,001mm ~ Được hiểu phần lại q trình phong hố loại đá Macma ban đầu + Khống thứ sinh: ~ Kích thước < 0,001mm ~ Được hình thành từ khống ngun sinh tác dụng tổng hợp nhân tố môi trường khí hậu, sinh vật → Trong phần lớn loại đất, khoáng nguyên sinh chiếm tỷ lệ lớn mặt trọng lượng so với khoáng thứ sinh Riêng đất Feralit khống ngun sinh thường khống thứ sinh Mẫu chất * Khái niệm: Là nguyên liệu để tạo thành phần dinh dưỡng, khoáng đất nguồn cung cấp dinh dưỡng khoáng lúc đầu cho thực vật ảnh hưởng trực tiếp tới hình thành đất mặt hố học, giới kt cu Giảng viên Nguyễn Thị Bích Phợng Khoa học đất Bài giảng Thổ nhỡng I -7- Vớ d: - Đất phát triển đá kiềm, trung tính bazan, đá vơi chứa nhiều Ca, Mg nên có phản ứng trung tính - Đất phát triển đá Sa thạch: nhiều cát, sức chứa nước kém, rửa trôi mạnh * Đặc điểm + Sản phẩm phong hoá biến đổi tạo thành mẫu chất, mẫu chất chịu tác động sâu sắc sinh vật tạo thành đất + Mẫu chất khác đá nguyên cấp hạt nhỏ, mà cịn có thêm nhiều đặc tính tính thấm nước, thấm khí… * Phân loại: Gồm hai loại + Mẫu chất chỗ: - Hình thành đá mẹ, thành phần tính chất giống đá mẹ - Đặc điểm: ~ Cịn giữ tính chất loại đá phát sinh thường lớp dày có độ sâu so với mẫu chất bồi tụ ~ Phân bố nhiều vùng đồi, vùng núi, hình thành chỗ phong hố lí học, hoá học, sinh vật đá nguyên sinh + Mẫu chất bồi tụ: lắng đọng từ vật liệu phù sa hệ thống sơng ngịi nên có thành phần phức tạp - Nước chảy kéo trôi sản phẩm phong hoá tạo thành đất thung lũng, bãi ven đồi, bậc thang, đồng ven sông đồng ven biển - Đặc tính: cấp hạt có đường kính chìm lớp, phía đầu nguồn sỏi đá, cát, gần tới cửa sông phần lớn thịt pha sét - Sự phong hoá xảy mặt đường phân thuỷ mà sinh sườn đồi, núi Ở nơi sườn sản phẩm phong hố khơng giữ lại nơi hình thành, bị xơ xuống ảnh hưởng trọng lực, nước mưa, di chuyển xuống chân dốc, cịn gọi dốc bồi tụ Ngồi ra, có mẫu chất dốc tụ → Sự phân biệt mẫu chất đất mang tính chất tương đối, nhiều trường hợp khó phân biệt Ví dụ: Mẫu chất phù sa Việt Nam thực chất nhóm đất phù sa Khoáng nguyên sinh * Theo TPHH, khoáng nguyên sinh chia làm nhóm sau: + Các oxyt: Thạch anh, Manhetit, Hematit + Các Silicat: oxit Silixic, Metasilixic Octhosilixic; dễ phong hố nhóm oxyt, đất chứa khoảng ÷ 10% + Ngồi cịn có khống sunphit FeS2 – Pyrit, Photphat, Apatit dễ phong hoỏ Giảng viên Nguyễn Thị Bích Phợng Khoa học đất Bài giảng Thổ nhỡng I -8- * Cỏc khoỏng chất nguyên sinh khác màu sắc độ cứng khác * Vai trị: ~ Ảnh hưởng đến tính chất vật lý đất ~ Là nguồn dự trữ chất dinh dưỡng cho thực vật, nguồn gốc tạo khoáng thứ sinh 2.1.4.2 Khoáng thứ sinh a Các loại muối đơn giản + Các cation kim loại kiềm giải phóng (sản phẩm phong hố) kết hợp với axit (H2CO3, H2SO4, HNO3…) tạo thành muối + Một số loại muối điển hình: Canxit : CaCO3 Thạch cao : CaSO4.2H2O Magiezit : MgCO3 Mirabilit :Na2SO4.10H2O Dolomit :[Ca, Mg](CO3)2 Halit :NaCl b Các loại khoáng sét * Khái niệm: silicat thứ sinh có cơng thức hố học tổng quát nSiO2.Al2O3.mH2O với tỷ lệ SiO2/Al2O3 biến đổi khoảng 2÷5 * Đặc điểm + Là phận quan trọng loại khống thứ sinh + Thường tinh thể dạng lớp, dính co dãn + Tỉ diện chúng lớn, đặc điểm có ý nghĩa vơ quan trọng thổ nhưỡng + Bề mặt khoáng sét lớn với tính hoạt động cao nên nơi tích luỹ chất dinh dưỡng nước cho thực vật Đồng thời khống sét cịn định nhiều q trình hố học, lý hố học khác cấu trúc động thái đất + Có khả hấp thụ ion bề mặt chúng trao đổi với ion khác dung dịch bên ngồi + Chúng kết hợp với Fe, Mg, Ca, Na, K với tỉ lệ khác + Đất chứa nhiều khoáng sét dễ bị nứt nẻ khô trương nở ướt * Cấu tạo + Hai đơn vị cấu tạo bản: - Thể mặt Silic [SiO4]4- Thể mặt nhôm [Al(OH)6]3+ Thể Si mặt, thể Al mặt liên kết với tạo phiến Si phiến Al + Phiến Si mặt phiến Al mặt liên kết với theo kiểu: - phiến Al kết hợp với phiến Si (1:1) - phiến Al kết hợp với phiến Silic (2:1) Giảng viên Nguyễn Thị Bích Phợng Khoa học đất Bài gi¶ng Thỉ nhìng I -9- → Tạo khống sét khác * Phân loại + Khoáng Kaolinit, gồm: Kaolinit, Haludit + Khoáng Montmorilonit: Montmorilonit, Beideit + Khoáng Illit: Hydromica, Illit + Khoáng Vermiculit + Khoáng Chlorit + Allophan  Khoáng Kaolinit (1:1) * CTHH tổng quát: 2SiO2Al2O3.nH2O Tỉ lệ phân tử SiO2/Al2O3 = * Cấu tạo: - Lớp tinh thể: thể mặt Si – O gắn kết với thể mặt Al – OH tạo nên (tinh thể gồm lớp đơn vị kết cấu liên kết với mối liên kết O-OH oxy tự lớp với –OH thể mặt lớp kia) Vì gọi khoáng lớp hay khoáng sét 1:1 - Khoảng cách lớp đơn vị kết cấu 2,7Ao ổn định nên khả hút nước trương nở yếu, nước chủ yếu dạng hấp phụ * Tính chất: - Hầu khơng có trao đổi đồng tinh thể nên tinh thể cấu tạo khơng mang điện; vậy, khơng có cation liên kết để trung hồ điện tích - Khả hấp phụ cation thấp (5 ÷ 10mgđl/100g) * Kết luận: - Đất có nhiều khống Kaolinit nghèo chất dinh dưỡng chua - Chiếm ưu đất nhiệt đới, đặc biệt đất bị phong hố mạnh Ngồi loại đất vùng Feralit cận nhiệt đới, đặc biệt điều kiện bị rửa trơi mạnh Kaolinit khoáng sét chủ yếu - Chiếm ưu đất Feralit đỏ vàng phát triển Granit  Khoáng Montmorilonit * CTHH tổng quát: 4SiO2Al2O3.nH2O Tỉ lệ phân tử SiO2/Al2O3 = * Cấu tạo: - Lớp tinh thể: thể mặt Si-O kẹp thể mặt Al-OH tạo thành Nên gọi khoáng lớp hay khống sét 2:1 - Hai lớp ngồi lớp kết cấu giới hạn ion O, mối liên kết chúng mối liên kết chung hoá trị lớp oxi này, mối liên kết khơng chặt cation phân tử nước vào lớp cấu trúc cách dễ dàng Gi¶ng viên Nguyễn Thị Bích Phợng Khoa học đất Bài giảng Thỉ nhìng I -10- - Khoảng cách lớp đơn vị kết cấu 3,6 ÷ 14A0 thay đổi * Tính chất: - Trao đổi đồng tinh thể lớn, làm xuất dư thừa điện tích âm Các cation mơi trường bị chúng hấp phụ cách dễ dàng Các phân tử nước vào khoảng cách phiến cách thuận lợi làm cho thể tích khoảng cách phiến dãn - Khả hấp phụ chúng lớn, đạt tới 80 ÷ 120mE/100g - Tỉ diện lớn chứa tới 60% cấp hạt keo, 80% cấp hạt 2800m Đất mùn thô than bùn núi 2.2.1.5 Thời gian + Thời gian coi tuổi đất Đó thời gian diễn trình hình thành đất loại đất định tạo thành + Đất có tuổi cao, chứng tỏ thời gian hình thành đất dài, phát triển đất rõ rệt + Tuổi đất ảnh hưởng phản ánh rõ nét tính chất lý, hố, độ phì nhiêu đất + Tuổi đất chia thành loại:  Tuổi tuyệt đối - Khái niệm: Là tuổi tính từ lúc đất hình thành (từ mẫu chất tích luỹ chất hữu ngày nay) - Cách xác định: dùng phương pháp phóng xạ cacbon C14 - Ví dụ: Càng gần Bắc Bán Cầu lượng sinh học thấp nên tuổi tuyệt đối giảm Càng gần xích đạo lượng sinh học cao nên tuổi tuyệt đối tăng  Tuổi tương đối - Khái niệm: Là chênh lệch giai đoạn phát triển loại đất lãnh thổ có tuổi tuyệt đối Tuổi tương đối phụ thuộc vào phát triển vịng tiểu tuần hồn sinh vật, phụ thuộc vào điều kiện địa hình, đá mẹ, khí hậu khu vực - Cách xác định: Dựa vào hình thái đất như: phân tầng, kết von, đá ong - Ví dụ: Ở giai đoạn đất trẻ, phẫu diện đất thông thường có tầng đất A, C Ở giai đoạn đất thành thục, phẫu diện đất đầy đủ tầng phát sinh A (dày, nhiều chất dinh dưỡng), B, C, R Ở giai đoạn đất già, phẫu diện đất đầy đủ tầng phát sinh tầng A mỏng, sáng màu, chất dinh dưỡng, tầng B dày, nhiều hạt sét 2.2.1.6 Tỏc ng ca ngi Giảng viên Nguyễn Thị Bích Phợng Khoa học đất Bài giảng Thổ nhỡng I -16- + Con người có tác động sâu sắc vùng đất sử dụng vào sản xuất nông, lâm nghiệp Sự tác động nhiều mặt trình sử dụng đất làm biến đổi nhiều vùng theo hướng khác nhau, hình thành nên số loại đất đặc trưng Ví dụ: Đất phù sa, đất xám bạc màu, đất mặn, đất phèn… sau thời gian sử dụng gieo trồng lúa nước hình thành nên đất lúa nước + Những tác động trực tiếp gián tiếp người đến đất ảnh hưởng tích cực tiêu cực đến đất - Tích cực: Bố trí trồng phù hợp với tính chất đất; bón phân hợp lý, trồng rừng chống rửa trơi, xói mịn đất; nơng lâm kết hợp; trồng phân xanh cải tạo đất… - Tiêu cực: Bố trí trồng khơng phù hợp với tính chất đất; chặt phá rừng, đốt rừng làm nương rẫy; du canh du cư, … làm cho đất biến đổi theo chiều hướng xấu KẾT LUẬN Đất hình thành tác động đồng thời tổng hợp nhân tố Tùy thuộc vào điều kiện cụ thể mà nhân tố lên thành chủ yếu nhân tố chìm xuống thành thứ yếu tham gia vào trình hình thành đất 2.2.2 Hình thái phẫu diện đất 2.2.2.1 Các khái niệm * Phẫu diện đất: mặt cắt thẳng đứng từ mặt đất xuống tới tầng đá mẹ , thể tầng phát sinh đất * Hình thái phẫu diện đất: đặc điểm bên ngồi đất mơ tả, cảm nhận giác quan Ví dụ: Màu sắc, kết von, đá lẫn (mô tả thông qua nhìn), độ ẩm (xác định tay), độ chặt (xác định dao) Từ đặc điểm hình thái phẫu diện ta suy tính chất bên đất Ví dụ: Đất có màu đen  đất có nhiều mùn Đất có màu đỏ  đất có nhiều Sắt Đất có màu trắng  đất có nhiều Silic, Canxi (Tổng hợp đặc điểm hình thái phẫu diện (chỉ tiêu hình thái phẫu diện) đưa bảng mơ tả hình thái phẫu diện đất) * Tầng đất: Là lớp đất nằm song song hay gần song song với bề mặt đất; tầng đất phân biệt với dấu hiệu quan sát, đo đếm thực a hoc thụng qua phõn tớch phũng Giảng viên Nguyễn Thị Bích Phợng Khoa học đất Bài giảng Thổ nhìng I -17- + Tầng đất hình thành kết hay số trình hình thành biến đổi diễn đất nên gọi tầng phát sinh Đây sở để tiến hành phân loại đất theo phát sinh học, theo phương pháp định lượng + V.V Docutraev người dùng ký tự chữ in hoa ký hiệu cho tầng đất Có tầng bản: A, B, C Tuỳ theo mức độ chia thành: A0, A1, A2, B1, B2, B3, C, R + Theo FAO- UNESCO, phân chia thành tầng có tên: O, H, A, E, B, C 2.2.2.2 Các tầng phát sinh đặc điểm chúng a Các tầng phát sinh  Tầng A0: Tầng thảm khô, thảm mục * Đặc điểm + Rất quan trọng với đất + Chỉ xuất đất rừng, đất đồng cỏ nơi chất hữu trả lại đất nhiều Ở nước ta, lên cao dễ tìm thấy tầng O rừng họ Dầu, kim * Phân chia: Tầng chia thành lớp: A01: Chất hữu chưa bị phân giải như: cành khô, rụng, xác thực vật rơi rụng A02: Chứa CHC bị phân giải phần; độ ẩm, độ chua cao, thường màu đen hay nâu đen, có chứa nhiều sợi nấm A03: Phân giải mạnh hồn tồn thành mùn Để đơn giản hóa, người ta gọi tầng tầng O (Organic: Hữu cơ) Trong đó: O1: Chất hữu chưa phân giải O2: Chất hữu bán phân giải (A03 tính vào tầng này)  Tầng A: Rửa trôi * Đặc điểm Được hình thành kết trình rửa trơi theo chiều sâu, sét muối hồ tan bị rửa trôi, với tác dụng sinh vật nên tầng tơi xốp nhiều kết cấu viên * Phân chia: Có tầng phụ + A1: - Xuất đồng cỏ, rừng - Tại hợp chất hữu phân giải, tổng hợp tạo mùn đất; đất có kết cấu viên, hạt, tơi xốp, giàu dinh dưỡng - Là tầng tích luỹ mùn nhiều nhất, màu đen + A2(E): - Đặc trưng cho đất Potdon, hình thành vùng ơn đới, rừng kim - Tầng phụ dày, phản ứng chua, màu sáng gọi tầng rửa trơi điển hình: hợp chất mùn bị phá huỷ, rửa trôi xuống tầng di sõu Giảng viên Nguyễn Thị Bích Phợng Khoa học đất Bài giảng Thổ nhỡng I -18- + A3: - Tầng phụ tiếp giáp B gọi tầng chuyển tiếp mang nhiều tính chất tầng A  Tầng B: Tích tụ * Đặc điểm: Là tầng tập trung chất từ tầng rửa trôi xuống Sự rửa trơi mạnh tầng B phát triển * Phân chia tầng B thành: B1: Tầng chuyển tiếp A sang B B2: Tầng tích tụ điển hình, có nhiều sét, màu sẫm B3: Tầng chuyển tiếp từ B sang C * Chú ý + Đất trẻ: có tầng A C, khuyết tầng B + Đất bị xói mịn có tầng B C, khơng có tầng A bị xói mịn bề mặt + Những loại đất hình thành từ loại đá khó bị phong hố khơng có tầng C hay tầng C mỏng + Nếu tầng B chứa kết von, glây thêm ký hiệu phụ - Tầng canh tác: Ap - Nếu có q trình Glây ghi chữ g: Bg - Kết von ghi chữ k: Bk (Kết von > 20%) - Tầng tích lũy nhiều vôi: Bv (Theo Việt Nam) BCa (Theo Quốc tế) - Tầng tích lũy nhiều sét: Bs (Theo Việt Nam) BT (Theo Tiếng Đức – Tall)  Tầng C: Mẫu chất có tính chất tơi xốp, thấm nước, thấm khí  Tầng D (R): Tầng đá mẹ chưa phong hoá → Bề dày lớp đất Tính theo cơng thức: Bề dày đất = A + B = 50 cm : Tầng mỏng 50 ÷ 100cm : Tầng dày trung bình > 100 cm : Tầng dày Tuỳ thuộc vào nơi, loại đất mà khuyết số tầng phát sinh b Đặc trưng hình thái phẫu diện đất Để phân biệt tầng phát sinh đất người ta vào nhiều tiêu, hay nhiều tiêu đặc điểm đất:  Màu sắc + Là đặc điểm quan trọng để phân biệt tầng phát sinh sở để đặt tên đất, phân loại đất Gi¶ng viên Nguyễn Thị Bích Phợng Khoa học đất Bài giảng Thỉ nhìng I -19- + Là đặc điểm dễ nhận thấy, nói lên nhiều tính chất quan trọng đất Màu sắc phụ thuộc vào thành phần hoá học thành phần khống vật đất Ví dụ: - Đất màu xám xanh: bị ngập nước, glây - Đất màu đỏ: chứa nhiều sắt - Đất màu đen: chứa nhiều mùn (Đất tầng A1) + Màu sắc phụ thuộc vào tỷ lệ chất đất, độ ẩm đất trạng thái tồn + Zakharop đưa màu sắc đất dựa nhóm màu bản: màu đen-mùn, màu đỏ - hợp chất Fe, màu trắng - Silicat biểu thị qua tam giác màu: Màu đen - Mùn Hạt giẻ Xám Màu trắng - Silicat Vàng Màu đỏ - Fe2O3 Hình 5: Sơ đồ tam giác màu S.A Zakharop + Khi quan sát màu sắc đất cần lưu ý điều kiện ánh sáng (dù mô tả thiết phải lấy mẫu phịng thí nghiệm để xác định lại)  Thành phần giới + Càng xuống sâu có nhiều cấp hạt sét, đến tầng mẫu chất cấp hạt sét gim Giảng viên Nguyễn Thị Bích Phợng Khoa học đất Bài giảng Thổ nhỡng I -20- + Dựng phng phỏp xoe giun (phương pháp tiến hành đồng ruộng đơn giản, dễ áp dụng, độ tin cậy cao) Cách tiến hành: - Làm cho đất có độ ẩm thích hợp (có trạng thái dẻo để nặn được) để lòng bàn tay vê thành thỏi dài – 9cm, đường kính 3mm, lại thành vịng trịn đường kính khoảng 3cm: ~ Nếu khơng vê thành thỏi, đất rời rạc : Đất cát ~ Vê thành đoạn, viên rời rạc: Đất cát pha ~ Vê thành thỏi bị đứt gãy: Đất thịt nhẹ ~ Vê thành thỏi khoanh tròn bị đứt gãy: Đất thịt trung bình ~ Vê thành thỏi bị nứt nẻ khoanh tròn: Đất thịt nặng ~ Vê thành thỏi khơng bị đứt gãy khoanh trịn: Đất sét  Chất sinh + Là chất sinh trình hình thành đất mà có mặt ảnh hưởng rõ rệt tới tính chất đất + Căn vào nguồn gốc chia thành loại: - Nguồn gốc hố học: Kết von, sắt, nhơm, Mangan, Thạch cao… - Nguồn gốc sinh học: phân giun, rễ cây, hang động vật + Một số chất sinh thường gặp đất Lâm nghiệp như:  Kết von thật ~ Nguồn gốc: Được hình thành chất hồ tan dung dịch đất chủ yếu sắt kết tủa thành vịng trịn đồng tâm chứa khống vật đá mẹ cịn lại ~ Hình thái: Rắn trịn gần trịn, đường kính từ – 10cm; ngồi mặt có màu đen có màu nâu, chứa nhiều Fe, Al, bẻ thấy vòng tròn đồng tâm ~ Nguyên nhân: Do bazơ ngưng tụ Fe dung dịch bốc Fe kết tủa thường liên quan đến mạch nước ngầm hơn; hình thành chủ yếu dịng nước đất tải Fe Al từ nơi đến nơi khác phẫu diện đất gây  Kết von giả ~ Nguồn gốc: Là mảnh đá mẹ thấm sắt chủ yếu đá mẹ phần lớn thạch anh phong hoá vỡ vụn thành mảnh chưa phân giải hoàn toàn bị oxyt sắt thấm vào bao quanh thành màng mỏng làm chúng khó phân giải ~ Hình thái: có góc cạnh giữ nguyên hình thái đá mẹ sinh nú Giảng viên Nguyễn Thị Bích Phợng Khoa học đất -21- Bài giảng Thổ nhỡng I ~ Nguyờn nhõn: chủ yếu dung dịch chứa nhiều Fe di chuyển từ xuống hay lên qua tầng đá mẹ bán phong hố có mơi trường chua (hay kiềm) sắt ngưng tụ hay gặp điều kiện bốc tốt, Fe kết tủa tạo thành  Chất lẫn vào Chất lẫn vào: chất đưa vào đất cách ngẫu nhiên khơng q trình hình thành đất tạo nên Ví dụ: mảnh Sắt vụ, gạch ngói, xương động vật  Đá lẫn Đối với điều kiện Việt Nam, tỷ lệ đá lẫn quy định sau: < 5% : Rất 5-10% : Ít 10-25% : Trung bình 25-50% : Nhiều  Cấu trúc đất * Khái niệm: Đất phân tán tổ hợp thành hạt cục có kích thước khác gọi cấu trúc đất * Các dạng cấu trúc đất: + Cấu trúc dạng dẹp (phiến): Có thể thấy nhiều tầng khác phẫu diện; thường tìm thấy tầng B chứa nhiều sét + Cấu trúc dạng cột: Thường tìm thấy tầng B vùng khô hạn hay bán khô hạn + Cấu trúc dạng khối: thường thấy tầng B, đặc biệt vùng ẩm ướt + Cấu trúc dạng cột: thường thấy nơi mà tính chất tầng mặt chịu biến đổi nhanh chóng * Kết cấu: + Viên: - Viên bé: đường kính – 3mm - Viên lớn: đường kính – 5mm + Hạt: - Hạt bé: đường kính: – 7mm - Hạt lớn đường kính: – 10mm + Cục: - Cục bé đường kính: – 3cm - Cục lớn đường kính: – 5cm + Tảng: - Tảng bé: đường kính – 10cm - Tảng lớn đường kính lớn 10cm  Cách xác định kết cấu thực a: Giảng viên Nguyễn Thị Bích Phợng Khoa học đất Bài giảng Thổ nhỡng I -22- - Ly ớt t tay (sau lắc nhẹ đất lịng bàn tay cho hạt đất rời theo vết nứt tự nhiên quan sát xác định) - Chú ý: ~ Phải xác định theo loại kết cấu chiếm phổ biến tầng đất ~ Khơng bóp nát hay nghiền vụn đất xác định  Độ dày  Độ chặt * Cách xác định: Dùng dao chọc nhẹ vào thành phẫu diện xem mức độ ngập mũi dao sức phản lại qua tay để xác định Thường chia làm cấp: + Tơi: dùng sức nhẹ ấn mũi dao vào sâu – 5cm ấn hay rút dao đất dễ vỡ lở theo + Hơi chặt: dùng sức nhẹ ấn mũi dao vào sâu – cm đất dễ rơi xuống + Chặt: dùng sức mạnh ấn mũi dao vào sâu không đến 1cm + Rất chặt: dùng sức mạnh mà mũi dao khơng hay khó chọc vào đất  Độ ẩm * Cách xác định độ ẩm: phương pháp xác định độ ẩm trường phương pháp xác định phịng phân tích đất Để xác định xác phải mang phịng phân tích đất Các đặc điểm hình thái đất thường thay đổi theo trạng thái độ ẩm đất + Đất ướt: đào hố nước đất rỉ ra, nắm đất vào tay nước rỉ theo kẽ tay + Đất ẩm: đào hố nước không rỉ áp giấy thấm hay giấy lọc lên thành hố, chúng bị thấm ướt nhanh; nắm đất tay xong buông thấy rõ vết lằn vân tay in lại mặt nắm đất + Hơi ẩm: đất khơng có bụi, khơng bơi bẩn, tay xờ thấy mát; nắm đất tay cảm thấy mát nắm lại thành nắm + Khô: cuốc thấy tung bụi, khơng bơi bẩn, xờ tay có cảm giác mát; nắm đất tay cảm thấy khô v khụng nm thnh nm c Giảng viên Nguyễn Thị Bích Phợng Khoa học đất