Đất được hình thành và tiến hóa chậm hàng thế kỷ do sự phong hóa đá và sự phân hủy xác thực vật dưới ảnh hưởg của các yếu tố môi trường. Một số đất được hình thành do bồi lắng phù sa sông biển (alluvial soils) hay do gió. Đất có bản chất khác cơ bản với đá là có độ phì nhiêu, tạo sản phẩm cây trồng. Đất được xem như sản phẩm hoạt động của khí hậu (Cl) trên đá mẹ (p) được làm thay đổi d¬ưới ảnh hưởng của thực vật và các cơ thể sống khác (o), địa hình (r) và phụ thuộc vào thời gian (t). Jenny đã biểu diẽn mối quan hệ đó như sau : Đất = f(p, Cl, t, r, o), bao gồm 5 biến số và nguời ta gọi là 5 yếu tố hình thành đất. Ng¬ười ta khẳng định đất thực tế là hệ thống hở cuối cùng mà trong đó có các quá trình nhất định hoạt động (hình 4) : Các hoạt động thêm vào đất, mất khỏi đất, chuyển dịch vị trí trong đất và hoạt động chuyển hóa trong đất.
Phần I : SỰ HÌNH THÀNH ĐẤT VÀ CÁC TÍNH CHẤT Chương I: ĐÁ VÀ KHOÁNG CHẤT TẠO THÀNH ĐẤT Khoáng chất hợp chất giống thành phần cấu tạo hình thành điều kiện tự nhiên q trình lý, hóa học vỏ Trái Đất Các khoáng chất thành phần cấu tạo nên đá hình thành đất Phần khống đất chiếm khoảng 60 99% khối lượng đất tăng theo chiều sâu phẫu diện đất Thành phần khoáng đất chia thành nhóm chính: khống ngun sinh khống thứ sinh (bảng l) Có tác giả chia thành nhóm nhóm thứ khống vơ định hình Bảng 1: Các khoáng nguyên sinh thứ sinh phổ biến đất (Theo John Wiley Sons, 1977) THỨ TỰ 10 11 12 13 14 15 16 TÊN KHOÁNG Quactz Muscovit Biotit Fenpat: a-octoclaz b-microlin c-anbit Amphibol Tremolit Pyroxen a-Enstatit b-Diopsit c-Rhodouit Olivin Epidot Turmalin Ziricon Rutin Khoáng sét a-Kaolinit b-montmorilonit c-vecmiculit Allophan Imogolit Gơtit Hematit CƠNG THỨC HỐ HỌC Khoáng nguyên sinh SiO2 KAl2(AlSi3O10)(OH)2 K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH)2 KAlSi3O8 KAlSi3O8 NaAlSi3O8 Ca2Mg5Si8O22(OH)2 MgSiO3 CaMg(Si2O6) MnSiO3 (Mg,Fe)2SiO4 Ca2(Al,Fe)3Si3O12(OH) (Na,Ca)(Al,Fe3+,Li,Mg)3Al6(BO3)3(Si6O18)(OH)4 ZrSiO4 TiO2 Khoáng thứ sinh Si4Al4O10(OH)8 Mx(Al,Fe2+,Mg)4Si8O20(OH)4-(Mx cation bên lớp khoáng) (Al,Mg,Fe3+)4(Si,Al)8O20(OH)4 Si3Al4O12.nH2O Si2Al4O10.5H2O FeOOH α-Fe2O3 17 18 19 20 21 22 Manhêtit Gibxit Pyroluxit Dolomit Canxit Gyp γ-Fe2O3 Al(OH)3 β-MnO2 Ca,Mg(CO3)2 CaCO3 CaSO4.2H2O l MỘT SỐ TÍNH CHẤT LÝ - HĨA HỌC CỦA KHỐNG CHẤT a) Khống chất ngun sinh Khoáng chất nguyên sinh khoáng thành phần khối macma sâu lòng đất hay phun trào bề mặt ngưng tụ mà thành fenspat, mica … Theo thành phần hóa học chia thành nhóm sau: - Các oxyt: thạch anh (SiO2), hematit (Fe3O4), manhetit (Fe3O4), rutin (TiO2), Kyanit (Al2siO3) Các khoáng oxyt khó phong hóa, nhiều oxyt chứa Fe (5%, đất nhiệt đới nhiều hơn) - Các silicat: muốí axit silixic, metasitixic octhosilixic Tất khoáng chất dễ phong hóa nhóm oxyt, đất chứa khoảng – 15% - Các alumosilicat Những khoáng chất muối axit alumosili xic - Công thức chung H2OAl2O3.2nSiO2 Các alumosilicat đất quan trọng mica trắng (muscovit) mica đen (biotit) Khống chất nhóm dễ phong hóa, đất chứa khoảng 10% Ngồi cịn có khống sunphit (FeS2 - pyrit) photphát (apatit) dễ phong hóa Các khống chất ngun sinh khác có mầu sác độ cứng khác Trong thực tế tất khống chất ngun sinh đất có nguồn gốc trực tiếp từ đá Chúng thường mảnh vỡ nhỏ tinh thể, chưa bị phong hóa hay phong hóa nhẹ, chiếm ưu phần thơ đất (cát, cuội nhỏ) b) Khoáng chất thứ sinh Khống thứ sinh hình thành q trình tạo thành đất từ sản phẩm phong hóa khống ngun sinh (hình l) KAlSi3O8 + 2H+ + 9H2O Octolaz (khống ngun sinh) = Al2Si2O5(OH)4 + 4H4SiO4 + 2K+ kaolinit (khoáng thứ sinh) Khoáng chất thứ sinh quan trọng đất nhóm khống sét Khống sét hợp chất có cơng thức nSiO2Al2O3.mH2O, tỷ lệ SiO2/Al2O3 thay đổi từ - liên quan đến kiểu khoáng sét Đơn vị cấu trúc khoáng sét tứ diện oxyt silic bát diện alumohydroxyl Các đơn vị cấu trúc liên kết với tạo thành lớp Khoáng kaolinit khoáng sét có l lớp, tứ diện liên kết với l lớp mặt (gọi khoáng l : ) Cịn khống montmonilonit có lớp tứ diện kẹp l lớp mặt - Khoáng sét kaolinit (1 : l): Cơng thức chung 2SiO2Al2O3.2H2O, Có lượng SiO2 thấp Khoảng cách lớp đơn vị kết cấu nhỏ (2,7 Ă )* hay độ dày l lớp kết cấu 7,1 Ă, tỷ diện 8m2/g, khơng có tượng trao đổi đồng hình tinh thể Khoáng sét kaolinit hấp phụ H2O cation, dung tích hấp phụ thấp (5 - 10 mđlg/100g khống) Keo khống kaolinit có tính lưỡng tính, có độ bền cao, sản phẩm phong hóa nhiệt đới cận nhiệt đới, chiếm ưu đất đỏ nhiệt đới - Khoáng sét montmorilonit (2:l) (4SiO2.Al2O3.2H2O) chứa SiO2 nhiều caolinit keo tích điện âm thay đồng hình, khoảng cách lớp đơn vị kết cấu 3,5 - 14,0 Ă, độ dày l lớp 9,6 - 20,0 Ă Dung tích hấp phụ trao đổi cation lớn l00120 mđlg/100g khoáng Khoáng sét montmorilonit có khả hút nước trương nở tới khoảng cách 30 Ă, tỷ diện lớn gấp 10 lần kaolinit Đấy khống sét đặc trưng cho đất vùng ơn đới - Khoáng sét illit coi dạng trung gian hai loại trên, gần với montmorilonit - Khống thứ sinh nhơm oxyt hydroxyt Trong đất nhiệt đới cận nhiệt đới thường gặp nhóm khống hydroxyt nhôm (gibxit Al(OH)3), hydroxyt sắt nặng cớ màu nâu đỏ hay nâu vàng, nâu đen (gơtit, limonit, hematit) hydroxyt Mn có màu đen, mềm, kết thành hạt trịn nhỏ đất phù sa đất đá vôi (chủ yếu manganit - Mn2O3.H2O) Độ bền phong hóa hình thành khống thứ sinh biểu diễn hình : Hình - Sơ đồ hình thành khống thứ sinh Độ bền hay tính ổn định tương đối dạng khoáng sét tác dụng trình phong hóa xếp theo thứ tự sau : Kaolinit > montmorilonit > illit Khống illit thường khơng ổn định biến thành illit ngậm nước cuốí tạo thành montmorilonit Khoáng sét phần tử nhỏ mỏng (2 µm*), tinh thể, cấu trúc lớp lớp riêng nhau, có tính chất keo, mang điện Đó lý làm cho khoáng sét hấp phụ phần tử nước, ion từ mơi trường có tính trương nở Hàm lượng thành phần khoáng sét ảnh hưởng lớn đến độ phì đất khả chịu tải ô nhiễm môi trường đất CÁC LOẠI ĐÁ TẠO THÀNH ĐẤT Đá hay nhiều khoáng tạo thành, vật chất cấu tạo vỏ Trái Đất Đá hình thành đất gọi đá mẹ (parent rock) thường nằm lớp đất Vì tính chất đất liên quan lớn với đá mẹ hình thành chúng Dựa vào nguồn gốc hình thành chia loại đá: đá macma, đá biến chất đá trầm tích a) Đá macma có loại, chia theo hàm lượng SiO chúng Đá macma siêu axit có hàm lượng SiO2 > 75% Đá macma axit có hàm lượng SiO2 từ 65 - 75 % Đá macma trung bình có hàm lượng SiO2 từ 52 - 65% Đá macma hazơ có hàm lượng SiO2 : 45 - 52% Đá macma siêu bazơ có hàm lượng SiO2 < 45% Tất đá macma có cấu trúc tinh thể, khối macma bị đông đặc nguội sâu gọi macma xâm nhập có cấu trúc hạt lớn, phân biệt hạt rõ (như granit) Còn khối macma phun trào lên mặt đơng đặc nguội gọi đá macma phun trào, có cấu trúc hạt nhỏ mịn (hình 3) Đá macma chiếm tới 95% đá hình thành vỏ Trái Đất, theo chiều giảm SiO đá màu sắc trở nên tối dần dễ phong hóa Hình 3: Phân loại đá macma theo lượng cation bazơ kích thước hạt (Malcolm Cresser Ken Kiliham 1993) Ở Việt Nam, granit màu trắng, xám đen, hồng, phụ thuộc vào khoáng mica trắng hay đen, có Cao Bằng, Lạng Sơn, Thanh Hóa, Quảng Bình, Quảng Trị, Huế, đèo Hải Vân Liparit có Tam Đảo, Thanh Hóa, Nha Trang Bazan Phủ Quỳ (Nghệ An), Vĩnh Linh nhiều Tây Nguyên Đông Nam Bộ b) Đá trầm tích : Tạo thành tái trầm tích sản phẩm vỡ vụn q trình phong hóa loại đá khác kết gắn lại Nó có đặc điểm phân lớp, kiến trúc hạt kích thước khác nhau, thành phần khoáng vật đơn giản đá khác - Đá cát loại phố biến nhất, tỉnh có, đất hình thành loại đá nghèo chát dinh dưỡng, thành phần giới nhẹ - Đá phiến sét có cấu tạo thành lớp, có màu vàng đỏ, dễ phong hóa, giàu chất dinh dưỡng, gặp vùng trung du phía Bắc, thành phần giới nặng - Đá hỗn hợp gồm đá cát tồn xen kẽ đá phiến - Đá vôi có thành phàn khống chủ yếu canxit, trầm tích hóa học hay sinh học, màu xám trắng, đen hay hồng, phân lớp Vùng núi đá vơi có địa hình đặc biệt castơ, có hang động ngầm, suối nước nóng Đá đolomit đá vơi đolomit hóa, có thành phần lượng đáng kể MgCO3 Đá vôi có nhiều Thanh Hóa, Hà Nam, Ninh Bình - Đá photphorit - Ca3(PO4)2 vàng nâu hay xám lẫn chất hữu - Đá apatit - Ca5(PO4)2(FCl) hình thành trầm tích sản phẩm sinh vật giàu photpho biển, màu xanh xám hay nâu xám Apatit có nhiều Lào Cai Ngoài than bùn, than đá sản phẩm trầm tích sinh học khơng thuộc đá trầm tích c) Đá biến chất Do tác dụng nhiêt độ, áp suất mà đá macma, trầm tích bị biến chất tạo đá gọi đá biến chất - Đá gnai hình thành từ loại đá có kiến trúc hạt khống vật thạch anh, fenspat khống có màu, gặp Hồng Liên Sơn, cao nguyên Kon Tum - Đá hoa hình thành đá vôi đolomit kết tinh lại nhiệt độ cao, có màu khác - Đá quăczit loại đá khó phong hóa, đất hình thành loại đá có tầng đất mỏng, nghèo chất dinh dưỡng - Đá amphibolit macma bazơ biến chất mà thành - Đá phiến kết tinh đá có kiến trúc hạt dạng phiến rõ rệt, thấy Yên Bái, Lào Cai , Kon Tum Chương PHONG HÓA VÀ QUÁ TRÌNH TẠO THÀNH ĐẤT l KHÁI NIỆM VỀ ĐẤT Đất hình thành tiến hóa chậm hàng kỷ phong hóa đá phân hủy xác thực vật ảnh hưởg yếu tố mơi trường Một số đất hình thành bồi lắng phù sa sông biển (alluvial soils) hay gió Đất có chất khác với đá có độ phì nhiêu, tạo sản phẩm trồng Đất xem sản phẩm hoạt động khí hậu (Cl) đá mẹ (p) làm thay đổi ảnh hưởng thực vật thể sống khác (o), địa hình (r) phụ thuộc vào thời gian (t) Jenny biểu diẽn mối quan hệ sau : Đất = f(p, Cl, t, r, o), bao gồm biến số nguời ta gọi yếu tố hình thành đất Người ta khẳng định đất thực tế hệ thống hở cuối mà có q trình định hoạt động (hình 4) : Các hoạt động thêm vào đất, khỏi đất, chuyển dịch vị trí đất hoạt động chuyển hóa đất Sự tạo thành đất từ đá xảy tác dụng hai trình diễn bề mặt trái Đất: phong hóa đá tạo thành đất Các q trình tạo thành đất tổng hợp thay đổi hóa học, lý học sinh học làm cho nguyên tố dinh dưỡng khoáng, đá chuyển thành dạng dễ tiêu Q TRÌNH PHONG HĨA ĐÁ a) Khái niệm: Dưới tác động nhân tố bên (nhiệt độ; nước, hoạt động vi sinh vật (VSV)…) mà trạng thái vật lý hóa bọc đá khống chất bề mặt đất bị biến đổi Quá trình gọi q trình phong hóa Kết q trình phong hóa đá khống chất bị phá vỡ thành mảnh vụn, hòa tan, di chuyển làm cho trạng thái tồn thành phần hóa học hoàn toàn bị thay đổi Kết tạo vật thể vụn xốp - sản phẩm phong hóa sau q trình phong hóa gọi Mẫu chất - vật liệu để tạo thành đất Đứng quan điểm phát sinh học, mẫu chất đất có mối liên quan mật thiết, đặc tính thành phần hóa học mẫu chất phản ảnh đặc tính thành phần đất Tuy nhiên, mẫu chất đất có đặc điểm khác nhau: Đất có độ phì nhiêu, cịn đá khơng có Dựa vào đặc trưng nhân tố tác động, phong hóa chia thành loại: phong hóa lý học, phong hóa hóa học phong hóa sinh vật học Việc chia mang ý nghĩa tương đối, trình xảy đồng thời liên quan khắng khít với b) Các q trình phong hóa Phong hóa lý học (cơ học) Chỉ q trình làm vỡ vụn đá có tính chất lý học (cơ học) đơn Trong trình tính chất thành phần hóa học chúng không bị biến đổi Nguyên nhân: - Sự thay đổi nhiệt độ - Sự thay đổi áp suất (mao quản) - Sự đóng băng nước kẻ nứt - Sự kết tinh muối + Sự thay đổi nhiệt độ ngày đêm, mùa khác nhau, nên nhiệt độ khoáng cấu tạo nên đá biến đổi theo Sự biến đổi xảy mạnh bề mặt đá, vào sâu, giảm dần Đá co dãn theo nhiệt độ, khả dẫn nhiệt đá kém, nên nhiệt độ bề mặt đá bên đá khác nhau, làm xuất sức căng bề mặt phiến đá Hiện tượng lặp lặp lại ngày đêm, mùa làm cho đá bị rạn nứt vỡ + Đá gồm nhiều khoáng vật khác nhau, có hệ số dãn nở khác Ví dụ : Hệ số nở nhiệt dung sau : Thạch anh = 0,000310 Fenspát = 0,0000170 Ogit = 0,000248 Canxit = 0,000200 + Khi nhiệt độ thấp, nước đóng băng làm thể tích tăng lên, có áp lực đóng băng nước đạt tới 950 kg/cm2 làm đá vỡ vụn tiếp tục Trải qua phong hóa hóa học, thành phần hóa học đá chưa thay đổi, hình thành đặc tính – khả thấm nước khơng khí tơi xốp, vỡ vụn, tổng thể tích lớn lên tạo điều kiện cho phong hóa hóa học làm phá hủy triệt để Phong hóa hóa học - Chỉ q trình phá hủy đá khống chất tác động hóa học nước dung dịch nước Khác với phong hóa học, phong hóa hóa học khơng làm cho đá vỡ vụn mà sâu sắc làm cho thành phần khoáng học thành phần hóa học đá thay đổi : + Kết đá vụn xốp + Xuất khoáng thứ sinh (khoáng mới) - Yếu tố gây nên phong hóa hóa học : Nước, nước chứa H2CO3 tạo tính axit yếu Thực chất phong hóa hóa học phản ứng hóa học đá dung dịch Ngồi cịn phụ thuộc vào chất khoáng tạo thành đá - Những q trình phong hóa hóa học : + Q trình hịa tan Khơng có loại đá khống chất tuyệt đối khơng tan nước, mà hịa tan với tốc độ khác Các loại muối clorua sunfat cation kim loại kiềm kiềm thổ dễ hòa tan, nên khống khống chứa chúng nhiều hịa tan mạnh : Nước có chứa CO2 : H2O + CO2 H2CO3 2H+ + CO2- 3} axit yếu Vì khống vật muối cacbonat bị hịa tan nhanh Ví dụ : CaCO3 (canxit) hịa tan nước tinh khiết, khơng khí có chứa 0,03% CO2 độ hịa tan tăng lên đến 52mg CaCO3/lít nước Nếu khơng khí chứa 10% CO2 độ hịa tan tăng lên tới 390 mg CaCO3/lít nước + Quá trình hydrat hóa (q trình ngậm nước) Nước phân tử có cực, nên khống chất có cation anion có hóa trị tự chúng hút phân tử H2O trở thânh ngậm nước Ví dụ : Hematit ngậm nước thành limonit 2Fe2O3 + 3H2O 2Fe2O3.3H2O (hematit) (limonit) Kết hydrat hóa làm độ cứng khống giảm, thể tích tăng - làm đá bị vỡ vụn hịa tan Ví dụ: Thạch cao (CaSO4) bị hydrat hóa se tăng thể tích lên 60% gây áp suất lớn lên khống chất xung quanh CaSO4 + 2H2O CaSO4.2H2O tăng thể tích Na2SO4 + 10H2O Na2SO4.10H2O gây sức ép mirahilit Như vậy, phong hóa hóa học khơng phá hủy đá mặt hóa học, mà thúc đẩy q trình phong hóa lý học + Q trình oxy hóa Trong hàng loạt khống chất cấu tạo đá, chứa nhiều ion hóa trị thấp Fe (II) Mn(II) Những ion bị oxy hóa thành hóa trị cao làm cho khoáng phá hủy thay đổi thành phần 4CaFe(II)(SiO3)2 + O2 + 4CO2 + 10H2O 4Fe(III)O(OH) + 4CaCO3 + 8H2SiO3 ôgil gơtit Fe(II)S2 + 2H2O + 7O2 2FeSO4 + 2H2SO4 FeSO4 + 2H2SO4 + O2 2Fe2(SO4)3 + 2H2O Ở điều kiện nhiệt đới, đa số khoáng vật màu tốii chứa nhiều sắt bị phong hóa biến thành mầu nâu gơtit (FeO)OH (mầu nâu) Sau gơtit lại oxy hóa tiếp thành hêmatit (Fe2O3) màu đỏ + Quá trình thủy phân Nước có khả phân ly thành H+ + OH8 H2O ↔ H+ + OH- Nếu nước có chứa CO2 ion H+ tăng lên nhanh (300 lần) Trong vỏ đất chứa nhiều khoáng silicat - loại muối axit yếu - axit silic axit alumosilic: H2SiO3 H2 (Al2SiO16) Trong khống có chứa gốc ion kim loại kiềm kiềm thổ Trong trình thủy phân, ion H+ nước điện ly thay cation : K(AlSi3O8 ) + H+ + OH- HAlSi3O8 + K+ + OH- Q trình kaolinit hóa khống fenspat trình thủy phân điển hình vỏ phong hóa nhiệt đới K2(Al2Si6O16) + H+ + OH- KH(Al2Si6O16) + KOH muối axit alumosilicat KH(Al2Si6O16) + H+ + OH- H2(Al2Si6O16) + KOH axit alumosilic H2(Al2Si6O16) + nH2O H2Al2Si2O8H2O + 4SiO2.nH2O kaolinit opan Hoặc thủy phãn điều kiện H2CO3: K2(Al2Si6O16) + 2H2CO3 H2(Al2Si6O16) + 2KHCO3 kali fenspat Những kim loại kiềm kiềm thổ (K, Ca, Mg) bị thay hịa tan rửa trơi Đồng thời phần silic thành dạng di động SiO2.nH2O Kaolinit khó bị phân giải, điều kiện nhiệt đới (mưa nhiều nhiệt độ lớn) bị phân giải thêm bước tạo thành Al - hydroxyt axitsilic 2nH2O H2Al2Si2O8.H2O Al2O3.nH2O + SiO2.nH2O (hoặc Fe2O3.nH2O) hemalit Quá trình phong hóa hóa học : - Làm đá vỡ vụn - Làm thay đổi thành phần khoáng đá * Phong hóa sinh học : q trình biến đổi học hóa học loại khống chất đá tác dụng sinh vật sản phẩm sống chúng + Sinh vật hút nguyên tố dinh dưỡng trình phong hóa giải phóng để tồn + Sinh vật tiết axit hữu phân tử bé (axêtic, malic, oxalic ) CO2 dạng H2CO3 Các axit phá vỡ phân giải đá khoáng chất + Những VSV hoạt động phân giải giải phóng axit vơ (nitơric, sunfuric ) làm tăng trình phân hủy đá + Tảo, địa y có khả phá hủy đá thơng qua tiết hệ rễ len lỏi vào khe đá + Tác dụng phong hóa học hệ rễ len lỏi gây áp suất lên đá ĐỘ BỀN PHONG HĨA Các loại khống vật đá bị phá hủy với cường độ khác trình phong hóa Khả chống lại q trình phong hóa gọi độ bền phong hóa (hình 5) Độ bền Olivin Anocit Hypesten Labradorit Ogit Andesit Hoocnoblen Oligoclaz Biotit Anbit Kalifenspat Muscovit Quartz (Bền vững nhất) Hình Độ bền phong hóa khống ngun sinh Độ bền phong hóa phụ thuộc vào: 10 Đất đầm lầy Đất than bùn Đất gley Đất đồng rêu (Tundras) Đất ướt khác (Đất Psa khơng trồng trọt) TỔNG Đất phù sa (có trồng trọt) Đất gley (có trồng trọt) 120 25 104 102 90 175 51 545 71 210 200 155 545 173 351 (27%) 78 52 932 (73%) 47 93 1283 (100%) 125 145 Harriss et al (1982) cho đất than bùn nước ngọt, điều kiện ngập nước giải phóng khoảng 0,001 - 0,02g CH4/m2/ngày Ngược lại đất đầm lầy khô hạn hấp phụ khoảng 0,001 - 0,005g CH4/m2/ngày Lượng CH4 tích lũy đất giảm có hàm lượng SO4 cao Nguyên nhân do: - Sự cạnh tranh chất vi khuẩn khử SO42- vi khuẩn sinh metan - Ảnh hưởng kìm hãm sunphat sunphit trình sinh metan - Khả phụ thuộc trình sinh metan vào sản phẩm vi khuẩn khử sunphat - Metan bị oxy hóa vi khuẩn dinh dưỡng metan hiếu khí kỵ khí Q trình giải phóng CH4 mơi trường nước mạnh nước mặn (Smith et al., 1982) Nguyên nhân nước có hàm lượng SO42- thấp Q trình giải phóng CH4 có dao động lớn, khơng phụ thuộc vào lượng nước, nhiệt độ, yếu tố khí hậu khác mùa Harriss (1988) cho rằng, nhiệt độ khí tăng Bắc bán cầu làm tăng cường q trình giải phịng CH4 việc tăng trình sản xuất sinh khối thực vật trình lên men + Sự sản sinh CH4 động vật ăn cỏ: - Động vật nhai lại: Động vật nhai lại trâu, bò nguồn phát thải CH4 quan trọng Theo Crutzen et al (1986) có tới 74 Tg CH4 sinh động vật nhai lại gia súc Trong bị chiếm 74% (54Tg), trâu 6Tg cùu 7Tg Phần lại từ lạc đà, ngựa vật nuôi khác Ước tính tồn giới, lượng phế thải CH4 từ động vật nhai lại vào khoảng - Tg CH4/năm Từ người sản sinh lượng CH4 1Tg CH4 - Mối: Mối loài phổ biến Trái Đất Nó có mặt 68% diện tích bề mặt đất (Zinlmermann, 1982) hoạt động sản xuất nông nghiệp người phá rừng, đốt nương làm rẫy, phát triển đồng cỏ đất trồng trọt cỏ ảnh hưởng lớn đến phân bố hoạt động mối Điều kiện sinh thái thích hợp cho việc giải phóng CH4 thơng qua hoạt động mối vùng savan ẩm nhiệt bị chặt phá đốt, vùng đất trồng trọt vùng cận nhiệt đới Metan sinh ruột nhiều lồi trùng khác lồi gián ăn gỗ, loài cánh cứng Hoặc trình tiêu hóa l số lồi ngun sinh động vật + Giải phóng CH4 từ việc đốt cháy sinh khối bãi rác: Việc đốt cháy sinh khối chất thải hữu nguồn phát thải CH4 vào khí Crutzen et al (1979) ước đoán lượng CH4 sinh đốt sinh khối toàn cầu vào khoảng 25 - 110 Tg CH4/năm Nếu tính việc đốt chất thải từ nơng nghiệp tỷ lệ CH4:CO2 l:53 Kết tính tốn cho thấy luợng sinh khối bị đốt vào năm 1950 1960 37 76 x 1014 42 - 67 x 1014g chất khô/năm sinh lượng CH4 tương ứng 41 - 74 47 - 84Tg CH4/năm Ở bãi rác, metan hình thành q trình phân hủy kỵ khí chất thải hữu Ước tính lượng CH4 sinh từ bãi rác thải toàn giới 30 - 70 Tg CH4 (Bingemer va Crutzen, 1987) Số liệu tính sở phân hủy sinh học khoảng 85 x 106 TC/năm bãi rác thải giới Trong có khoảng 20% từ nước phát triển (số liệu ước đoán với mức dao động khoảng 30%) Mức độ giải phóng CH4 dựa tỷ lệ 0,5kg CH4 1kg C phân hủy giả sử trình phân hủy linhin chất dẻo không sản sinh CH4 + Q trình oxy hố khí metan đất khô: Ở đất khô, số vi sinh vật có khả sử dụng CH4 nguồn cung cấp lượng cho hoạt động chúng (vi khuẩn dinh dưỡng mê tan), loại Nitrosomonas (Seiler Conrad, 1987) Hariss et al (1982) nhận thấy đầm lầy làm khô chuyển từ nguồn sản sinh CH4 thành nơi có khả tiêu thụ CH4 Theo nghiên cứu Seiler (1984) đất vùng khí hậu bán khơ hạn, có khả tiêu hủy x 10-4 đến 24 x 10-4 g CH4/m2 mùa khơ với nhiệt độ 20 - 45oC Cịn vùng có vĩ độ lớn, đất có khả tiêu thụ 1,2 x 1010 đến 16 x 1010 phân tử CH4/cm2/giây, tương ứng với 2,5 x 10-4 g CH4/m2 Khả tiêu thụ CH4 đất với trồng khác khác Ở vùng gỗ cứng, mức tiêu thụ CH4 0,13 mg CH4-C/m2/giờ, rừng thông 0,11mg CH4-C/m2/giờ (Steudler et al., 1989) Ước tính lượng CH4 tiêu thụ rừng ơn đới vào khoảng 0,6 - 9,31 Tg CH4-C/năm, rừng nhiệt đới l,26 - 2,53 Tg CH4-C/năm Tổng lượng CH4 tiêu thụ năm tồn cầu 20 Tg (Steudler et al., 1989; Seiler, 1984) Riêng lượng CH4 tiêu thụ đất vào khoảng 32 ± 16 Tg/năm (Seiler Conrad, 1987) d) Trao đổi dinitro oxyt (N2O) N2O chất có khả hấp thụ xạ hồng ngoại lại hoạt động (khí trơ) tầng bình lưu Trong tầng đối lưu bị phá hủy nguyên tử oxy (O), trình nitơ oxyt (NO) hình thành Chất khí phản ứng với O3 dẫn đến làm phá hủy tầng ozon khí NO tham gia q trình oxy hóa CH4 CO Trong vòng 100 năm qua N2O đóng góp 5% làm tăng nhiệt độ Trái Đất Lượng N2O khí có khoảng 1.500 Tg N2O - N (l Tg = 10l2g) với lượng tăng năm 2,8 Tg khả hấp thụ tầng bình lưu 10,5 Tg/năm Vì thời gian tồn N2O khí vào khoảng 100 - 200 năm nên có ảnh hưởng lâu dài nhiệt độ Trái Đất Nguồn phát thải tiêu thụ N2O Trái Đất trình bày bảng 48 Q trình giải phóng oxy hóa oxyt nitơ đất (N2O, NO, NO2) có tham gia tích cực vi sinh vật phản nitrat hóa (denitrification) Bảng 48: Nguồn sản sinh hấp thụ N2O tầng bình lưu (theo Seiler Conrad, 1987) NGUỒN - Nguồn sinh: Đốt nhiên liệu hoá thạch Đốt sinh khối Đại dương vùng cửa sơng Đất có bón phân Đất tự nhiên Thực vật Lượng tăng đất trồng trọt Tổng - Nguồn tiêu thụ Tầng bình lưu Tg N/năm 2±1 1,5 ± 0,5 2±1 1,5 ± 6±3 < 0,1 0,4 ± 0,2 14 ± 9±2 Quá trình phản nitrat sinh học (Biological denitriflcation) Quá trình phản nitrat trình khử NO-3 NO-2 thành dạng khí nitơ (N2 nitơ ơxyt chủ yếu vi khuẩn kỵ khí Pseudomonas, Bacillus Paracocus Các lồi Thiobacillus denitrificans, Chromobacterium, Corynebacterium, Hyphomicrobium Serratia có khả xúc tiến trình khử Các vi khuẩn phản nitrat sử dụng nitrat chất nhận electron điều kiện thiếu hụt oxy (Alexander, 1977) Một số nghiên cứu gần cho thấy Rhizobium bacteria có khả tham gia vào trình phản nitrat (O' Hara Daniel, 1985) Quá trình khử nitrat xảy điều kiện thiếu hụt oxy, đặc biệt đất ngập nước Ước tính có khoảng 10 - 30% lượng N bón bị dạng khí q trình gây nên Tất nhiên, phần nitơ bị dạng NH3 bay ghi nhận (Simpson Freney, 1986) Có thể mơ tả tổng qt q trình phản nitrat nh sau: NO-3 → NO-2 → NO → N2O → N2 + H2O Năng lượng dùng cho trình cung cấp từ phân hủy hyđrat cacbon Các khí NO N2O giải phóng vào khí trước bị khử tiếp tục đến N2 Tỷ lệ N2 : N2O khí sản sinh phụ thuộc vào yếu tố môi trường pH, độ ẩm đất, điện oxy hóa khử, nhiệt độ, nồng độ NO-3 hàm lượng C hữu Các vi khuẩn cố định nitơ nốt sần họ Đậu có khả thực chức sinh lý khác nhau: cố định N2 phản nitrat Quá trình phản nitrat cỏ khả làm giảm lượng NO-3, NO-2 N2O Chúng chất kìm hãm trình cố định nitơ từ khí Trong điều kiện kỵ khí, hơ hấp vi sinh vật khử NO-3 cố thể cung cấp ATP* cho hoạt động nitrogenaza vi khuẩn nốt sần (Zablotowicz Focht, 1979) - Quá trình phản nitrat hóa: Trong trường hợp hàm lựợng NO-2 đất cao kìm hãm khả oxy hóa chúng đường sinh học hay gặp đất trạng thải khử có nhiều NH+4, NH3 sử dụng phân bón (Stevenson et al., 1970) NO-2 tham gia phản ứng với phân tử chất hữu hình thành nhóm nitroso (-N = 0) bền vững Từ hợp chất sinh khí N2O N2 Một cách khác điều kiện có mặt HNO2 NO NO2 hình thành (Skem et al., 1984 ; Stevenson et al., 1970) - Quá trình nitrat hóa: Đây q trình oxy hóa sinh học NH+4 thành NO-2 NO-3 Các vi sinh vật Nitrosomonass, Nitrosococus, Nitrospira, Nitrosolobus thực q trình oxy hóa NH+4 đến NO-2, cịn Nitrobacter oxy hóa NO-2 thành NO-3 Đây vi sinh vật tự dưỡng hóa nitơ Trừ đất ngập nước; NH3 hình thành bị biến đổi thành NO-3 theo sơ độ sau: +H+ NH3 ↔ Nitrosomonas NH+4 ↔ Nitrobacter NO-2 ↔ NO-3 -H+ Những phản ứng phụ xảy là: +1/2 O2 NH+4 ↔ NH2OH ↔ NOH ↔ NO-2 ↔ NO-3 -H+ Trong truờng hợp hiếu khí, NH2OH tham gia phản ứng với NO-2 hình thành N2O Quá trình xảy với tham gia vi sinh vật hóa học đơn Tuy nhiên khơng phải đường hình thành N2O đất (Minami Fukuski, 1986) Năng lượng giải phóng trình hình thành NO-2 272 kJ NO-3 79 kJ sử dụng Nitrosomonas Nitrobacter (ATP = Ađenozintriphotphat) Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến hoạt động vi sinh vật chuyển hóa nitơ Nitrobacter nhạy cảm với nhiệt độ so với Nitrosomonas Trong điều kiện khí hậu lạnh tích luỹ NO-2 nhiều đất N2O hình thành đất có điều kiện háo khí (Bremmer Blackmer, 1981), đặc biệt bón nhiều phân nitơ dạng NH+4 urê: Tuy nhiên bón phân nitrat, glucoza khơng làm tăng q trình hình thành N2O đất (Seiler Conrad, 1981) N2O Cũng xem l sản phẩm phụ trình oxy hịa NH+4 q trình khử NO-3 vi sinh vật dị dưỡng (Yoshida Alexander, 1970) Quá trình tưới nước cho đất khơ có khả làm tăng cường hình thành NO-3 N2O, q trình nitrat hóa tăng mạnh q trình phản nitrat hóa, đất trở nên bão hòa nước - Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ giải phóng N2O: Hàm lượng oxy độ ẩm đất có ảnh hưởng lớn đến trình hình thành N2O Quá trình bị hạn chế độ ẩm đất nhỏ 2/3 độ trữ ẩm toàn phần xảy mạnh đất ngập nước Q trình giải phóng N2O từ đất vào khí xảy mạnh có biến động hàm lượng oxy đất (thay đổi khô ướt) Khi đất làm ướt, N2O giải phóng nhanh hơn, cịn đất làm khơ đủ nhanh trình khử N2O đến N2 bị hạn chế N2O giải phóng vào khí tăng Nhìn chung, N2O giải phóng nhiều giai đoạn tưới tiêu (luân phiên đất khô ướt) Theo Parton Mosier (1988) việc giải phóng N2O NO-3 tăng với tăng lượng nước đất đất có độ ẩm thấp Điều cho thấy q trình nitrat hóa chiếm ưu Cịn đất có độ ẩm lớn, có N2O tăng thêm nước vào đất chứng tỏ trình phản nitrat hóa ưu Trong điều kiện đất có độ thống khí tốt, vi sinh vật nitrat hóa phản nitrat hóa tham gia trình giải phóng N2O Tuy nhiên, q trình nitrat hóa chiếm ưu tầng đất mặt, cịn q trình phản nitrat hóa chiếm ưu tầng đất sâu giai đoạn đất có độ ẩm cao (Seiler Conlad, 1981, Goodroad Keeney, 1985) Nhiệt độ đất có ảnh hưởng đến q trình giải phóng N2O từ đất Nhiệt độ thích hợp cho q trình phản nitrat hóa vào khoảng từ 25oC đến 60 65oC Ở 2oC trình xảy chậm Đối với q trình nitrat hóa nhiệt độ thích hợp vào khoảng 30 - 35oC Dưới 5oC 40oC trình xảy chậm (Alexander, 1977) Do hoạt động vi khuẩn nitrat hóa phản nitrat hóa phụ thuộc chặt chẽ vào nhiệt độ, độ ẩm nên q trình giải phóng N2O từ đất thay đổi theo yếu tố khí hậu, phụ thuộc vào lượng mưa, ban ngày ban đêm Các tính chất đất độ pH, thành phần nguyên tố hóa học đất có ảnh hưởng đến q trình giải phóng N2O Trong mơi trường axit q trình bị hạn chế Thơng thường vi khuẩn nitơ thích ứng với pH trung tính Khi pH < q trình bị giảm pH < bị kìm hãm Một số lồi vi khuẩn nitrat hóa phản nitrat hóa có khả hoạt động đất chua pH = 4,5 (Alexander, 1977) Việc sử dụng phân bón photphat vơi làm tăng khả hoạt động vi khuẩn chuyển hóa nitơ làm tăng q trình giải phóng N2O Đối với phân bón nitơ, dạng NO-3 làm tăng nhanh q trình hình thành N2O so với dạng NH4+ (Keller et al., 1988) - Tốc độ giải phóng N2O: Tốc độ giải phóng N2O từ đất khác phụ thuộc vào loại đất, điều kiện khí hậu trồng (bảng 49) Nhìn chung N2O giải phóng từ rừng nhiệt đới ẩm lớn so với vùng ôn đới (Keller cộng sự, 1988) Bảng 49 : Tốc độ giải phóng N2O từ đất khơng trồng trọt hệ sinh thái tự nhiên (nguồn : Bouwman, 1990) ĐẤT * Vùng ơn đới HỆ SINH THÁI TỐC ĐỘ GIẢI PHĨNG (µg N/m2/giờ) LƯỢNG GIẢI PHÓNG HÀNG NĂM (kgN/ha) Đất cát pha Đất cát pha Đất sét pha Đất cát Đất hữu Đất hữu * Vùng nhiệt đới Đất cát pha Đất cát pha Oxisol Oxisol Đồng cỏ (Đất khô) Đồng cỏ (Đất ướt) Cỏ Đồng cỏ Đầm lầy tiêu nước Đầm lầy không tiêu nước Savan (mùa khô) Savan (đất tưới nước) Rừng nhiệt đới nguyên sinh Rừng nhiệt đới thứ sinh 2.1 25 – 104 0.8 – 2.9 2.0 – 13.0 65 – 149 1.0 0.2 9.1 0.3 1.1 13.1 0.1 4.0 16.0 30.0 25.0 0.4 1.4 2.6 2.2 1µg = 1x10-6 g = gamma Diện tích rừng mưa nhiệt đới có khoảng 1.123 triệu rừng nhiệt đới gió mùa 331 triệu Tổng số diện tích rừng nhiệt đới chiếm khoảng 10% diện tích đất hành tinh, điều cho thấy tiềm giải phóng N2O rừng nhiệt đới lớn Một nguyên nhân làm tăng cường trình giải phóng N2O rừng nhiệt đới có nhiều lồi họ Đậu, chúng có khả cố định N2 từ khí làm giàu N cho đất Lượng N lại bị nitrat hóa đến NO-3 cuối tham gia vào trình phản nitrat hóa thành N2O Rừng ơn đới có khả sinh nhiều N2O so với đồng cỏ Trong đó, rừng rụng ơn đới giải phóng N2O nhiều so với rừng kim (Keeney, 1984) Sự giải phóng N2O vùng Savan có dao động lớn theo mùa Vào mùa khơ tốc độ giải phóng vào khoảng 0,01 - 0,03gN, mùa mưa (đất ướt) 0,06mg N/m2/năm (Hao et al., 1988) Quá trình giải phóng N2O từ đầm lầy nhỏ so với hệ sinh thái rừng Tuy nhiên q trình nước làm khơ đầm lầy lại nơi có tốc độ giải phóng N2O cao (149 µg N2O - N/m2/giờ) Đặc biệt lên tới 1.900 µg N2O – N/m2/giờ (Duxbury et al., 1982) - Giải phóng N2O đất trồng trọt: Tốc độ giải phóng N2O từ đất trồng trọt có dao động lớn phụ thuộc vào loại đất, trồng, chế độ canh tác lượng phân bón nitơ Nhìn chung lượng N2O giải phóng vào khoảng – 1.880 µg N/m2/giờ (Ryden et al., 1978, 1980) Phương trình tốn học biểu diễn quan hệ luợng phân bón nitơ lượng N2O sinh raa mơ tả sau (Snedecor Cochran, 1980): N2O = 1,878536 + 0,00417 x N Trong đó: N2O = kg N2O - N giải phóng l năm l N = lượng phân nitơ bón (kgN/ha) Khả giải phóng N2O thường xảy mạnh vài tuần đầu sau bón phân nitơ, xảy mạnh phân dạng amôni so với phân dạng nitrat (Conrad et al., 1983) Theo Bolle et al (1986) trung bình lượng N2O giải phóng chiếm khoảng 0,04% nitrat 0,15 - 0,19% amôni urê % amôni khan Trung bình lượng phân nitơ bị dạng N2O đất trồng trọt 0,5 - 2% Tuy nhiên lượng bón thấp, lượng N2O chiếm khoảng 0,1 ± 0,08% không phụ thuộc vào loại phân bón nitơ Các nguồn sản sinh N2O phạm vi tồn cầu ngồi đất cịn đại dương, vùng nước ngọt, q trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, đốt sinh khối Theo Bolle et al (1986) tổng lượng N2O-N sinh toàn cầu 12 - 15 Tg N/năm Trong rừng ẩm nhiệt đới đóng góp - Tg N2O - N, đốt cháy nhiên liệu hóa thạch 1,5 ± l Tg N2O - N, từ đất nông nghiệp 2,4 - 3,7 Tg N2O - N, đốt cháy sinh khối l - Tg N2O – N/năm Những giá trị đựơc đánh giá khác theo tác giả đ) Trao đổi nitơ oxyt (NO) nitơ dioxyt (NO2): NO NO2 khơng có ý nghĩa hấp thụ lượng tia hồng ngoại nhiên tham gia nhiều phản ứng hóa học xảy khí Nó có ảnh hưởng lớn đến việc tích luỹ nhiều loại khí nhà kính khác Nó làm tăng q trình phá hủy tầng ozon oxy hóa CH4, CO Nguồn sản sinh khí NOx đốt cháy nhiên liệu hóa thạch (40%), đốt cháy sinh khối (25 %), ngồi cịn từ q trình hoạt động vi sinh vật, sấm sét, (bảng 50) Bảng 50 : Nguồn phát thải khí NOx tầng đối lưu (Tg N/năm) (Nguồn : Brouwman, 1990) NGUỒN TRUNG BÌNH DAO ĐỘNG Đốt nhiên liệu hố thạch Đốt cháy sinh khối Từ trình đất Sấm sét Ơxy hố NH3 khí Từ tầng bình lưu Từ máy bay TỔNG SỐ 21 5.1 8 14 – 28 3.6 – 6.7 – 16 – 20 – 10 0.5 0.25 50 25 – 99 Các q trình giải phóng NO thường đồng thời với giải phóng N2O Cả q trình nitrat hóa phản nitrat hóa sinh NO, trình nitrat hóa có ý nghĩa Tỷ lệ NO/N2O sinh từ q trình nitrat hóa vào khoảng - từ q trình phản nitrat hóa 0,01 (Lipschult et al., 1981; Anderson Levine, 1986) Cho đến việc xác định lượng NO NOx sinh cịn có sai khác lớn Theo Lipschultz et al (1981) lượng NO giải phóng khoảng 15 TgN/năm, với tỷ lệ NO : NO2 = : Sự giải phóng NO từ đất đóng góp phần đáng kể làm tăng hàm lượng NOx khí Cũng N2O, q trình giải phóng NO từ vùng nhiệt đới lớn so với vùng ôn đới (bảng 51), có tốc độ giải phóng nhanh vào mùa ẩm ướt (Johansson Sanhueza 1988) Quá trình lắng đọng sử dụng NOx thực vật chưa hiểu l cách rõ ràng Người ta cho q trình có ý nghĩa quan trọng phạm vi tiểu vùng có tính địa phương Galbally Gillett (1988) cho NOx bị lắng đọng vòng 1000 2000 km từ nguồn phát thải tương ứng cho mùa mưa mùa khô Bảng 51 : Tốc độ giải phóng NO từ đất (Nguồn : Brouwman, 1990) ĐẤT – CÂY TRỒNG 1)Vùng ôn đới Đất trồng trọt Đất trồng trọt Đất ngập nước (Lúa) Đất đồng cỏ Đất đồng cỏ Đất rừng trồng 2) Vùng cận nhiệt đới Đất đồi trọc 3) Vùng nhiệt đới Rừng mưa (mùa mưa) Savan (mùa ẩm) Savan (mùa khơ) PHÂN BĨN TỐC ĐỘ GIẢI PHĨNG (µg N/m2/giờ Dao động Trung bình Khơng bón phân 120 kg N/ha 80 kgN/ha Khơng bón phân 100 kg N/ha - 1.1 – 61.2 36 – 68 0.7 – 3.4 5.4 – 26.3 50 – 500 0.4 – 2.9 2.2 12.6 142 1.4 100 kg N/ha – 12600 796 31.1 – 57.6 7.2 – 900 10.8 - 54 39.6 28.8 e) Amoniac (NH3) NH3 có khả hấp thụ xạ hồng ngoại vai trị NH3 khí khơng lớn có thời gian tồn ngắn Trong đất NH3 có ý nghĩa quan trọng làm axit hóa đất gây nhiễm khơng khí Các nguồn phát thải NH3 vào khí bao gồm q trình đất, chất thải từ động vật, sử dụng phân bón, đốt cháy nhiên liệu sinh khối, từ q trình sản xuất phân bón nitơ Ước tính tổng lượng phát thải NH3 toàn cầu vào khoảng 117 - 150 Tg N/năm Lượng NH3 phát thải vào không khí q trình sản xuất phân bón nitơ 29 x 1010 g N/năm, trung bình sản xuất l phân bón N sinh kg N Còn lượng NH3 phát thải đốt than đá - 12 Tg N/năm, tương ứng x 103 g N - NH3 l than lượng than tiêu thụ hàng năm 3000 Tg (Svenson, 1976) Lượng N - NH3 sinh tư q trình bón phân khống nitơ ước tính đạt 3,7 Tg/năm (Crutzen, 1983) Trong lượng phát thải từ động vật 20 35 Tg N - NH3/năm (Svenson 1976) Trong khí quyển, lượng NH3 bị biến đổi lớn Theo Crutzen (1983) ước tính có khoảng 10% lượng NH3 khí (12 - 15 Tg N) tham gia phản ứng với OH để hình thành NO NO2 TAl LlEU THAM KHẢO Tôn Thất Chiểu Và nnk, 1986 Bước đầu nghiên cứu đánh giá phân hạng đất khái quát toàn quốc Tập san nghiên cứu KHKT (1981 - 1985) Viện quy hoạch thiết kế nông nghiệp, Hà nội Lê Văn Khoa - Lê Đức (dịch), 1986 Từ điển giải thích Thổ nhưỡng học NXB Mir Matxcơva - NXB Nông nghiệp Hà Nội Lê Văn Khoa, 1993, Bài giảng Thổ nhưỡng học Giáo trình Hợp tác với Hà Lan, Đại học Tổng hợp Hà Nội Lê Văn Khoa, 1995, Môi truờng ô nhiễm NXB Giáo dục Lê Văn Khoa, Trần Khắc Hiệp, Trịnh Thị Thanh, 1996 Hóa học nơng nghiệp Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội Lê Vặn Khoa, Trần Thị Lành, 1997, Môi truờng phát triển bền vững miền núi Nxb Giáo dục Lê Văn Khoa, Nguyễn Đức Lương, Nguyễn Thế Truyền, 1999 Nông nghiệp môi trường NXB Giáo dục Trần Kông Tấu , Ngô Văn Phụ , Hoàng Văn Huây, Hoàng Văn Thế, Văn Huy Hải, Trần Khắc Hiệp, 1981 Thổ nhưỡng học NXB Đại học THCN Bùi Quang Toản nnk, 1986 Nghiên cúu đánh giá quy hoạch sử dụng đất khai hoang Việt Nam Tập san nghiên cứu KHKT (1981 - 1985) Viện quy hoạch thiết kế nông nghiệp, Hà Nội 10 Viện quy hoạch thiết kế nơng kế nơng nghiệp, 1997 Quy trình đánh giá đất phục vụ nông nghiệp 11 V.A Kovda, 1973, Cơ sở học thuyết đất NXB Đại học Tổng hợp Matxcơva - Bản tiếng Nga 12 D.C Orlov, 1985 Hóa học đất NXB Đại học Tổng hợp Matxcơva - Bản tiếng Nga 13 P M.Attiwill and G.W Leeper, 1987 Forest Soils and Nutrient Cycles Melbourne University Press 14 Dent, David and Anthony Young, 1981 Soil Survey and Land Evaluation Gegve Allen and Unwin Publisher Ltd London U K 15 Donal L Sparks , 1995 Environmental Soil Chemistry Academic Press 16 Ellis S and Mellor A., 1995 Soils and Environment Routledge, London 17 Malèolm Cressẽr, Ken Kiliham, lony Edwards 1993 So" Chemistry and its applications Cambridge Unive rsity P ress 18 Salomons Forstner Mưader, 1995 Heavy Metals Problems and Solutions Springger - Verlag Berlin H eidelberg 19 Schutz H , W Seiler and H Rennonberg, 1990 Soil and land use related sources and sinks of methane (CH4) in the context of the Global methane budget ln A F Bownman (Ed.) Soil and The Green-house effect John wiley and Sons Ltd 20 Sheila M Ross 994 Toxix Metals in Soil-plant Systems John Wiley and Sons 21 Umorov M.M 1990 Biotic sources of Nitrous oxide (N2O) in the conte)(t o~ the Global budget o~ nitrous oxide ln A F Bownmưan (Ed ) Soil and the G reen housẽ effect John Wiley and sons Ltd 22 Van Breemẽn N and T.C.J Feijtel 1990 So" processẽs and pro.perties involved in the production of greenhousẽ gasẽswith special relevance to so" Taxonomic Systems ln Bownmưan (Ed ) Soil and thè green housẽ effect.John Wiley and Sons Ltd 23 Garon B ; R Calvet ; R P rost 1996 So" pollution P rocessẽs and Dynamics Springer 24 FAO, 1990 Land Evaluation ~or Deve!opmẽnt Soil Bulletin 64 Romẽ 25 FAO - U N ESCO, 990 Soil mưap of the world Romẽ MỤC LỤC Phần I SỰ HÌNH THÀNH ĐẤT VÀ CÁC TÍNH CHẤT Trang Chương l : ĐÁ VÀ KHỐNG CHẤT TẠO THÀNH ĐẤT l Một số tính chất lý - hóa học khống chất Các loại đá tạo thành đất Chương : PHONG HĨA VÀ Q TRÌNH TẠO THÀNH ĐẤT l Khái niệm đất 10 Q trình phong hóa đá 12 Độ bền phong hóa 16 Q trình hình thành đất 18 Sự phát triển trình hình thành đất 23 Các chức đất 24 Chương : TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT Đặc điểm hình thái học đất 26 Tỷ trọng dung trọng đất 29 Độ hổng hay độ xốp đất ~~ Thành phần giới đất 34 Chương : THÀNH PHẦN HĨA HỌC CỦA ĐẤT Các ngun tố hóa học đất 40 Các nguyên tố đa lượng 41 Các nguyên tố vi lượng 48 Các nguyên tố phóng xạ đất 50 Chương : THÀNH PHẦN SINH VẬT ĐẤT Tầm quan trọng sinh vật đất 51 Thành phần sinh vật đất 53 Chương : CHẤT HỮU CƠ CỦA ĐẤT Nguồn gốc chất hữu 64 Q trình khống hóa (vơ hóa) chất hũu 66 Q trình mùn hóa (tạo thành mùn) Hợp chất mùn đất, thành phần nh chất 69 Cấu tạo phân tử axit humic 70 Chất hữu cấu trúc đất 73 Nitơ chất mùn tỷ lệ C/N 74 Chương : KEO ĐẤT VÀ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CỦA ĐẤT Keo đất 76 Cấu tạo keo đất 77 Phân loại keo đất 78 Tính chất keo đất 80 Khả hấp phụ đất 81 Quy luật trao đổi cation 83 Đợ no bazơ đất 84 Hấp thụ anion 85 Chương : DUNG DỊCH ĐẤT l Khái niệm dung dịch đất 88 Nguồn gốc, thành phần yếu tố ảnh hưởng đến dung dịch đất 89 Tính chất dung dịch đất 91 Tính đệm dung dịch đất 95 Tính oxy hóa - khử dung dịch đất 98 Chương : TÍNH CHẤT NƯỚC CỦA ĐẤT Ý nghĩa nước đất 100 Các dạng nước đất 100 Nước dễ tiêu khó tiêu thực vật 105 Phương pháp biểu thị trị số độ ẩm đất 108 Độ giữ ẩm hay độ trữ ẩm đất 109 Phương pháp xác đinh độ trữ ẩm đất 111 Bốc nước (chi phí nước) 111 Chế độ nước đất 112 Điều chỉnh chế độ nước đất 117 Chương 10 : ĐỘ PHÌ NHIÊU, PHÂN LOẠI, PHÂN HẠNG ĐẤT Độ phì nhiêu đất 117 Phân loại đất 118 Phân hạng đánh giá đất 118 Phần II ĐẤT VÀ CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG Chương 1: XĨI MỊN ĐẤT, ĐỘ CHẶT CỦA ĐẤT, AXIT HĨA VÀ MẶN HĨA MƠI TRƯỜNG ĐẤT Khái niệm 135 Tác nhân, nhân tố nguyên nhân xói mịn đất 137 Các kiểu xói mịn đất 139 Các yếu tố ảnh hưởng đến lượng đất bị xói mịn 140 Các biện pháp phịng chống xói mòn 143 Độ chặt đất 146 Axit hóa mơi trường đất 148 Q trình mặn hóa, đất mặn biện pháp cải tạo đất 152 Chương : Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG ĐẤT Đất hệ sinh thái hoàn chỉnh 15~ Tác động hệ thống sản xuất đến môi truờng đất 158 Ơ nhiễm mơi trường đất 159 Ơ nhiễm đất khu vực công nghiệp đô thị 159 Ô nhiễm đất kim loại nặng 162 Chương : ĐẤT VÀ CÁC KHÍ NHÀ KÍNH Hóa học khí cac bon hợp chất nitơ l72 Sự trao đổi khí nhà kính đất khí 177