BÁNH GIÃ XÓI MÒN TRÊN BẤT BÓC TRỐNG NGỒ VÀ TẾCH TẠI HUYỆN YÊN CHÂU, SƠN LA Vũ Đình Tuấn1, Nguyễn Văn Thạch1 2, Trần Nam Phương1, Vũ Duy Tiệp1 3 1Khoa Môi trường, Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quố[.]
BÁNH GIÃ XĨI MỊN TRÊN BẤT BĨC TRỐNG NGỒ VÀ TẾCH TẠI HUYỆN YÊN CHÂU, SƠN LA Vũ Đình Tuấn1, Nguyễn Văn Thạch1 2, Trần Nam Phương1, Vũ Duy Tiệp1 TÓM TẮT Vùng đất dốc Yên Châu, sơn La khai phá trồng ngô (Zea mays') lâm nghiệp tếch (Tectona grandis) làm tăng xói mịn đất Nghiên cứu tiến hành trông ngơ có độ dốc 27 - 74% trồng tếch có độ dốc 30 - 61% Diện tích trung bình nương trồng ngơ 482 m2, nương trồng tếch 872 m2 Kết q quan trắc xói mịn đất bẫy đất lớp theo trận mưa năm 2010 - 2011 Yên Châu, sơn La cho thấy lượng mưa (EI30) độ che phủ mặt đãt ảnh hưởng lớn đến lượng đất bị xói mịn Lượng đãt xói mịn nương tếch từ 10,7 - 21,6 tấn/ha/năm, nương ngô từ 26,7 - 60,7 tãn/ha/năm Mặc dù độ dốc ảnh hưởng lớn đẽn xói mịn, nhiên tăng độ che phủ xói mịn đãt giám mạnh Trên nương ngơ, trận mưa lớn cuối mùa khơng gây xói mịn đất trồng, có dại phát triển che phú kín mặt đất Điều cho thấy giải pháp quàn lý tăng độ che phú mùa mưa giúp giảm xói mịn đất Từ khóa: Xói mịn đất, đãt dốc, bẫy đất, nương trồng ngô, nương trồng tếch ĐẶT VÂN DỂ Xói mịn đất chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố khí hậu (lượng mưa tốc độ gió), độ dốc cùa địa hình, tính chất đất Những đặt điểm sườn dốc độ dốc (steepness), chiều dài dốc dạng dốc (shape) ảnh hưởng đến xói mịn Tính chống chịu xói mịn đất (erodibility) biểu thông qua độ xốp, kết cấu tốc độ thấm, thành phần giới Bên cạnh đấy, độ xói mịn đất chịu ảnh hưởng mức độ che phủ thực vật tác động người Hiện này, có nhiều phương pháp đánh giá xói mịn đất ứng dụng Sừ dụng tiêu chuẩn (Wischmeier plots) phương pháp thông dụng để đánh giá xói mịn đất Biến thể đơn giản phương pháp dùng máng chặn sườn dốc có chiều rộng phổ biến 0,5 mGerlach Trough mà không cần bờ bao Phương pháp ưu điểm kinh tế, bất lợi với sườn dốc địa hình phức tạp dẫn đến sai số lớn, hồn tồn khơng 1Khoa Mơi trường, Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội 2ICRAF, 249A Thụy Khuê, Hà Nội, Việt Nam 3Chi cục Phát triển nông thôn Sờ Nông nghiệp PTNT Quàng Ninh ‘Email: vudinhtuaniae@gmail.com; ĐT: 0912 179 806 106 đánh giá thực tế xói mịn rãnh xói chảy ngồi chảy trực tiếp vào máng Một phương pháp khác đơn giản dùng cho phạm vi lưu vực lớn cắm cọc Đây phương pháp đơn giản, dễ làm cách dùng cọc dài 25 - 50 cm, đường kính ~8 12 mm, đóng vào đất chừa - 10 cm nhô lên Bằng cách đo thường xuyên khoảng cách đầu cọc bề mặt đất cho phép xác định lượng đất bị xói mịn lượng đất nơi khác trôi đến phù lên Với số lượng lớn cọc cắm lưu vực, xói mịn/lắng đọng đát hồn tồn xác định ứng dụng đồng vị phóng xạ rơi lắng (Fallout radionuclides - FRNs) dùng để đánh giá xói mòn đất Kỹ thuật dựa vào việc xem xét hàm lượng 137Cs từ vụ thử vũ khí hạt nhân bị phân tán diện rộng, sau lắng lại bề mặt đất sau trận mưa Trong khu vực đồng lượng mưa có phân bổ 137Cs giống xâm nhập vào hạt sét Tuy nhiên xói mịn đất xảy ra, lớp đất mặt di chuyển đem theo sét chứa 137Cs, dẫn đến thay đổi nồng độ 137Cs lớp đất Phương pháp cho phép đánh giá xói mịn hay lắng đọng thời gian 30 - 50 năm 137Cs có thời gian bán phân hủy khoảng 30,17 năm Bẫy đất phương pháp đánh giá lượng đất trôi bằlig cách thiết lập nhiều chắn diện tích "lưu vực nhỏ xác định được’’ cho phép lưu hạt đất bẫy nước tràn ịđi Hiệu giữ đất đạt 90% lượiịg đất trơi xuống xói mịn (MacDonald et al., 2006) Bài báo so sánh kết ngịhiên cứu đo đạc xói mịn đất thơng qua bẫy đát lớp để đánh giá xói mịn đất hai hệ Ị thống trồng nông nghiệp đơn canh ngô câyịtếch Yên Châu, Sơn La VẬT LIỆU VÀ PHUONG PHÁP Ị Nghiên cứu tiến hành xã Chiềng Khoi, huyệh Yên Châu, Sơn La (CK; 520 m a.s.l., 21.0?°N and 104.32°E) Đất khu vực nghiên cứuỊ xếp loại Luvisols to Calcisols phụ thuộc hàm Ị lượng carbonate Thành phần giới đất sétỊtại CK với hàm lượng chất hữu (organic matter - OM) 1,9% nitơ tổng 0,11% Mười hai bầy đất đặt nương ngô nương trồng tếch Ngô trồng hàng năm từ tháng 4, thu vào khoảng tháng tháng 10 năm Cây tếch loại gỗ quí, trồng lâu năm, nương đặt bẫy đất tếch trồng xấp xỉ 10 năm Mỗi bẫy đất sử dụng lớp bạt cách từ 80- 100 cm tùy độ dốc, khum lại tạo thành vịng bán nguyệt Vị trí đặt bẫy đất điểm thấp nhất, nơi toàn đất, nước tụ vào mưa lớn Nước đất giữ lại vành bán nguyệt trên, sau đầy, tràn qua hạt đất tiếp tục lắng lại lần nữa, phần nước phía tràn qua (Hình 1) Sau trận mưa đất giữ lại bẫy đất kép cào ra, cân toàn lấy mẫu phơi khơ khơng khí, sấy nhiệt độ 105°C để qui lượng đất xói mịn lượng đất khơ Hình Bẩy đất nương ngơ tếch Chiềng Khoi, Yên Châu, Sơn La KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Độ dốc quan trắc nương tếch 30 - 61%, nương ngô 27 - 74% Diện tích trung bình nương trồng tếch 872 m2, nương trồng ỉngô 482 m2 Kết quan trắc xói mịn đất qằng bẫy đất lớp liên tục năm từ 2010 ị 2011 cho thấy lượng đất xói mịn trung bình nịăm 2010 6,07 kg/m2, tương đương 60,7 tạn/ha năm 2011 2,67 kg/m2 tương đương 26,7 tấn/ha nương ngơ (Bảng 1) ĐỐIịVỚI xói mịn đất nương tếch, lượng đất xóiimịn năm 2010 21,6 tấn/ha năm 2011 1Ị0,7 tấn/ha, thấp nhiều so với xói mịn đất trện nương ngơ Điều cho thấy việc thường xuyên làm đất, lần trên/vụ (Tuan et al., 2014) tác động vào bề mặt đất, làm phá vỡ cấu trúc đất, dễ dẫn đến đất bị xói mịn tác động dịng chảy mặt Lượng đất xói mịn nằm phạm vi kết nhiều nghiên cứu vùng chẳng hạn xói mịn khoảng 43 tấn/ha/năm nương sắn đo đạc Phiên et al (2005), dao động từ 7-22 tấn/ha/năm nương sắn lúa nương trồng đất dốc (Dung et al., 2008) Trong điều kiện khắc nghiệt hơn, ví dụ độ dốc lớn xói mịn lên đến 175 - 260 tấn/ha/năm, gần điểm đặt bẫy đất, thí nghiệm 107 sườn dốc cho kết lên đến 174 tấn/ha/năm 2010 (Tuan et al., 2014) mặt đất che phủ đáng kể trồng vả cỏ dại phát triển (Hình 3) Lượng đất xói mịn phụ thuộc chủ yếu lượng mưa (EI30), độ che phủ mặt đất (Tỷ lệ che phủ%) (Hình 2) Xói mịn đất, sau chuyển đổi số liệu dạng logarit, có mối quan hệ chặt chẽ với lượng mưa tương quan Y= 0,97 + 2,33 *x/(141+x), có R2= 0,98 (Tuan et al., 2014) Như bên cạnh Kết cho thấy sử dụng quản lý đất dốc cần áp dụng giải pháp che phủ mặt đất phù hợp, chẳng hạn giảm làm đất, trồng che phù bề mặt lạc dại, đậu nho nhe giúp giảm nhẹ đáng kể xói mịn đất Trồng xen canh gối vụ giải pháp nên cân nhắc nhằm đảm bảo tỷ lệ che phủ an toàn định toàn mùa mưa lượng mưa, năm 2010 cao hơn, gây xói mịn lớn hơn, lượng mưa có yếu tố định Năng lượng mưa nghiên cứu tính hàm lượng trận mưa (E) nhân với cường độ tối đa mưa 30 phút (/30) tính tốn theo công thức (McGregor et al., 1995): E = 1099[l — 0.72exp(—1.27/)] (1) Trong đó: i cường độ cực đại trận mưa vòng 30 phút Kết cho thấy độ dốc nhân tố ảnh hưởng lớn đến xói mịn, nhiên độ che phủ đất có vai trị lớn giảm xói mịn đất (Hình 2) Trong nghiên cứu cho thấy thời điểm gây xói mịn quan trọng Hầu hết xói mòn chủ yếu xảy trận mưa đầu mùa, đất mó’i làm bề mặt non vừa nhú chưa tạo độ che phủ bảo vệ đất đáng kể Sau thời điểm nhạy cảm này, trận mưa lớn gây xói mịn nhỏ, lúc Ngồi giải pháp bảo vệ đất chống xói mịn khác trồng cây, tạo băng chấn theo đường đồng mức khuyến cáo mạnh mẽ Việt Nam (Hoang Fagerstrom et al., 2002; Phien and Loan, 2005) Các giải pháp cho hiệu lớn giảm thiểu xói mịn đất Tuy nhiên trồng băng chắn thường làm giảm suất trồng (Phien and Loan, 2005; Pansak et al., 2007) Nguyên nhân hàng trồng cạnh băng chắn thường bị cạnh tranh băng chắn lấy ánh sáng, dinh dưỡng, nước (Pansak et al., 2007; Tuan et al., 2015) Hơn diện tích băng chắn có xấp xỉ 20% tổng diện tích canh tác, đóng góp lớn vào giảm suất tổng thể hệ thống băng không cho nguồn thu hoạch đáng kể Do để đem lại hiệu kinh tế cao, tăng khả nhân rộng băng chắn chống xói mịn cần bố trí với diện tích phù hợp trồng làm băng chắn đồng thời cho sản phẩm thu hoạch Bảng Đặc điểm đo xói mịn tổng lưọ'ng đất xói mịn từ 2010 - 2011 Diện tích (m2) Chiều dài sườn dốc (m) Độ dốc (%) Đất xói mịn 2010 (kg/m2) Đất xói mịn 2011 (kg/m2) Trung bình 872 38 46 6,07 2,67 Min 420 28 27 1,80 1,02 Max 1590 47 74 11,10 5,50 std 457 15 3,45 1,46 Trung bình 482 36 45 2,16 1,07 Min 302 24 30 0,31 0,20 Max 619 45 61 4,82 2,22 std 113 10 1,48 0,63 Cây ngô Cây tếch Ghi chú: Lượng mưa năm 2010 1488 mm: Lượng mưa năm 2011 1299 mm 108 Ì-Iình Trọng số chuẩn hóa thơng số ảnh hưởng đến xói mịn đất n Châu, Sơn La (Dinh et al., 2021) 4.0 3.5 ÓT" _ E 3.0 □) Sẽ ệ 2.5 -p E :ộ 2.0 ẳ ọ -J i 1.5 ; 1.0 ! 0.5 ; 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 EI30 _ Hình Mối tương quan lượng hạt mưa logarit lượng đất bị xói mịn KẾT LUẬN Kết quả'quan trắc xói mòn đất bẫy đất lớp yên Châu, Sơn La cho thấy lượng đất xói mịn nương tếch từ 10,7 - 21,6 tấn/ha/năm, Ịtrên nương ngô từ 26,7 - 60,7 tấn/ha/năm lyiăng lượng mưa độ che phủ mặt đất ảnh |iưởng lớn đến lượng đất bị xói mịn Độ cịốc nhân tố ảnh hưởng lớn đến xói mịn,' độ che phủ đất tăng lên giảm mạnh xội mịn Xói mịn đất thường xảy mưa lớn kết hợp với đất trống vào thời điềm đầu mùa mưa nương ngơ nơi đất làm trồng cịn non Giai đoạn trồng, cỏ dại phát triển che phủ hồn tồn mặt đất, mưa lớn khơng gây xói mịn đất Vì giải pháp quản lý bảo vệ đất cần tập trung tăng độ che phủ đất giai đoạn có mưa lớn Cây trồng che phủ đất, trồng xen canh, gối vụ, băng chắn giải pháp cần xem xét để bảo vệ đất điều kiện cụ thể 109 TÀI LIỆU THAM KHÁO Dung, N.V., Vien, T.D., Lam, N.T., Tuong, T.M., Cadisch, G (2008), Analysis of the sustainability within the composite swidden agroecosystem in northern Vietnam: Partial nutrient balances and recovery times of upland fields Agriculture, ecosystems & environment 128, 37 - 51 https://doi.Org/10.1016/j.agee.2008.05.004 Hoang Fagerstrom, M.H., Nilsson, S.I., van Noordwijk, M., Phien, T., Olsson, M., Hansson, A., Svensson, c (2002), Does Tephrosia Candida as fallow species, hedgerow or mulch improve nutrient cycling and prevent nutrient losses by erosion on slopes in northern Viet Nam? Agriculture, Ecosystems & Environment 90, 291 - 304 MacDonald, L., Welsh, M., Brown, E , Libohova, z (2006), Middle East Watershed Monitoring and Evaluation Project: Accuracy and Costs Associated with Erosion Monitoring using Sediment Traps McGregor, K.C., Bingner, R.L., Bowie, A.J., Foster, G.R (1995), Erosivity Index Values for Northern Mississippi 38 10.13031/2013.27921 Pansak, w Dercon, G., Hilger, T., Kongkaew, T., Cadisch, G (2007), 13c isotopic discrimination: a starting point for new insights in competition for nitrogen and water under contour hedgerow systems in tropical mountainous regions Plant and Soil 298, 175 - 189 https://doi.org/10.1007/ s11104-007-9353-y Phien, T., Loan, L.D (2005), From research results to establishment of cultivation model on slopping lands of small households (Vietnamese) In: Bo, N.V., Phien, T., Dinh, B.D., Son, T.T., Cung, D.V., Hanh, N.M (Eds.), Proceeding on National Institute for soil and fertilizer 30 years anniversary Hanoi, Vietnam Tuan, V.D., Hilger, T., Cadisch, G (2015), Identifying resource competition in maize-based soil conservation systems using 13C and 15N isotopic discrimination Archives of Agronomy and Soil Science 62, 688 - 707 https://doi.org/ 10.1080/03650340.2015.1074185 Tuan, V.D., Hilger, T., MacDonald, L., Clemens, G., Shiraishi, E., Vien, T.D., Stahr, K., Cadisch, G (2014), Mitigation potential of soil conservation in maize cropping on steep slopes Field Crops Research 156, 91 - 102 http://dx.doi.Org/10.1016/ j.fcr.2013.11.002 SUMMARY Assessing soil erosion of sloping land planting maize and teak plantation in Yen Chau district Son La province Vu Dinh Tuan1, Nguyen Van Thach2, Tran Nam Phuong1, Vu Duy Tiep1,3 Faculty of Environmental Sciences, VNU University of Science, Vietnam National University, Hanoi 2icraf -Devision of Rural Development, Quang Ninh 's Department ofAgriculture and Rural Development The sloping land in Northwest Vietnam has been cleared to plant short-term agricultural crops such as maize (Zea mays) and trees such as teak (Tectona grandis) which has led to severe soil erosion This study monitored soil loss on sediment fences installed on maize plots (slope 27 - 74%) and teak plots (slope 30 - 61%) located in Son La province over two years 2010 - 2011 The average area monitored plot is 482 m2 and 872 m2 for maize and teak, respectively The results show that EI30-storm energy, and ground cover have the greatest influence on the amount of soil eroded The amount of soil eroded ranges from 10.7 - 21.6 tons.ha1.year'1 in teak plots, 26.7 - 60.7 tons.ha '.year'1 on maize plots Though slope is a major factor affecting erosion, increasing the total land cover can drastically reduce erosion The heavy rains at the end of the season not cause soil erosion on maize field when maize and weeds fully cover the ground This indicates that the management solution to increase the cover at the rainy season is effectively reduced soil erosion Keywords' Soil erosion, slopping land, sediment fence, maize field, teak plantation Người phản biện: PGS.TS Lê Thái Bạt Email: hoikhoahocdatvn@yahoo.com Ngày nhận bài: 20/8/2021 Ngày thông qua phản biện: 04/02/2022 Ngày duyệt đăng: 11 /3/2022 110 ... lượng đất xói mịn lượng đất khơ Hình Bẩy đất nương ngơ tếch Chiềng Khoi, Yên Châu, Sơn La KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Độ dốc quan trắc nương tếch 30 - 61%, nương ngô 27 - 74% Diện tích trung bình nương trồng. .. mưa logarit lượng đất bị xói mịn KẾT LUẬN Kết quả''quan trắc xói mịn đất bẫy đất lớp yên Châu, Sơn La cho thấy lượng đất xói mịn nương tếch từ 10,7 - 21,6 tấn/ha/năm, ? ?trên nương ngô từ 26,7 - 60,7... xuống xói mịn (MacDonald et al., 2006) Bài báo so sánh kết ngịhiên cứu đo đạc xói mịn đất thơng qua bẫy đát lớp để đánh giá xói mịn đất hai hệ Ị thống trồng nông nghiệp đơn canh ngô cây? ?tếch Yên Châu,