GIÁO TRÌNHNỘI BỘ: ĐẤT VÀ SỬ DỤNG ĐẤT LÂM NGHIỆP

Hiện nay có rất nhiều định nghĩa về đất nếu nhìn từ góc độ khác nhau. Theo quan điểm thổ nhưỡng học: đất là một phần vỏ trái đất, là lớp phủ lục địa mà bên dưới là đá và khoáng vật sinh ra nó, bên trên là thảm thực bì và khí quyển. Trên góc độ nông nghiệp: đất là lớp mặt tơi xốp của lục địa có khả năng sản xuất ra sản phẩm của cây trồng. Như vậy khả năng sản xuất ra sản phẩm cây trồng là thuộc tính không thể thiếu được của đất (William). Theo nguồn gốc phát sinh: đất là một vật thể tự nhiên được hình thành do sự tác động tổng hợp của năm yếu tố là: khí hậu, đá mẹ, địa hình, sinh vật và thời gian. Đất được xem như một thể sống, nó luôn luôn vận động, biến đổi và phát triển. Đất được cấu tạo nên bởi các chất khoáng (chủ yếu từ đá mẹ) và các hợp chất hữu cơ do hoạt động sống của sinh vật cung cấp. Vì vậy sự khác nhau cơ bản giữa đất và sản phẩm vỡ vụn của đá là: đất có độ phì nhiêu trong khi đá và khoáng lại không có. Thành phần cơ bản của đất gồm 3 thể: Thể rắn, thể lỏng và thể khí. Tính theo tỷ lệ % về thể tích thì thể rắn chiếm 50% (trong đó chất vô cơ 45%, chất hữu cơ 5%), thể lỏng 25% và thể khí 25%.1.2. QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH ĐẤT 1.2.1. Tuần hoàn vậtchất và sự hình thành đấtTa có thể chia quá trình hình thành đất làm 2 giai đoạn: Đá bị phong hóa thành mẫu chất, giai đoạn này được gọi là quá trình phong hoá.Mẫu chất biến thành đất, giai đoạn này được gọi là quá trình hình thành đất. Mẫu chất đã có khả năng thấm, giữ nước và khí nhưng còn thiếu phần quan trọng nhất để trở thành đất đó là chất hữu cơ. Sự hình thành đất là một quá trình biến đổi vật chất rất phức tạp, diễn ra ở lớp ngoài cùng của vỏ trái đất, dưới tác động của nhiều yếu tố khác nhau. Có thể nói đó là sự kết hợp của 2 vòng tuần hoàn: Đại tuần hoàn địa chất và tiểu tuần hoàn sinh học. Đại tuần hoàn địa chất: Khi sự sống chưa xuất hiện, trên Trái đất chỉ có vòng đại tuần hoàn địa chất. Nước bốc hơi từ đại dương tạo thành mưa, mưa thấm vào lớp vỏ phong hóa (kết quả của quá trình phong hóa hóa học và lý học), bào mòn các chất, cuốn chúng ra biển hoặc các vùng trũng, dần dần hình thành nên đá trầm tích. Trải qua các chấn động địa chất, đá trầm tích trồi lên rồi lại chịu

Trang 1

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM

GIÁO TRÌNH NOI BO

DAT VA SỬ DUNG DAT

LAM NGHIEP

Dành cho sinh viên ngành Lâm nghiệp

(Tài liệu lưu hành nội bộ)

Trang 2

CHUONG I

DAT VA QUA TRINH HINH THANH DAT

11 KHAINIEM VE DAT

Hiện nay có rất nhiều định nghĩa về đất nếu nhìn từ góc độ khác nhau Theo quan điểm thổ nhưỡng học: đất là một phần vỏ trái đất, là lớp phủ lục địa ma bén dưới là đá và khoáng vat sinh ra nó, bên trên là thảm thực bì và khí quyền Trên góc độ nông nghiệp: đất là lớp mặt tơi xốp của lục địa có khả năng

sản xuất ra sản phẩm của cây trồng

Như vậy khả năng sản xuất ra sản phẩm cây trồng là thuộc tính không thé thiếu được của đất (William)

Theo nguồn gốc phát sinh: đất là một vật thể tự nhiên được hình thành do sự tác động tổng hợp của năm yếu tố là: khí hậu, đá mẹ địa hình, sinh vật

và thời gian Đất được xem như một thể sống, nó luôn luôn vận dong, biến đổi và phát triển Đất được cấu tạo nên bởi các chất khoáng (chủ yếu từ đá mẹ) và các hợp chất hữu cơ do hoạt động sống của sinh vật cung cấp

Vì vậy sự khác nhau cơ bản giữa đất và sản phẩm vỡ vụn của đá là: đất có độ phì nhiêu trong khi đá và khống lại khơng có Thành phan cơ bản của đất gồm 3 thể: Thể rắn, thể lỏng và thé khí Tính theo tỷ lệ % về thể tích thì thể rắn chiếm 50% (trong đó chất vô cơ 45%, chất hữu cơ 5%), thé long 25% va thé khi 25% 1.2 QUA TRINH HINH THANH DAT 1.2.1 Tuần hoàn vật chất và sự hình thành đất

Ta có thể chia quá trình hình thành đất làm 2 giai đoạn:

- Đá bị phong hóa thành mẫu chất, giai đoạn này được gọi là quá trình phong hoá

- Mẫu chất biến thành đất, giai đoạn này được gọi là quá trình hình thành đất Mẫu chất đã có khả năng thấm, giữ nước và khí nhưng còn thiếu phần quan trọng nhất đề trở thành đất đó là chất hữu cơ Sự hình thành đất là một quá trình biến đổi vật chất rất phức tạp, diễn ra ở lớp ngoài cùng của vỏ

trái đất, dưới tác động của nhiều yếu tố khác nhau

Có thể nói đó là sự kết hợp của 2 vòng tuân hoàn: Đại tuần hoàn địa chất và tiểu tuân hoàn sinh học

Đại tuần hoàn địa chất: Khi sự sống chưa xuất hiện trên Trái dat chỉ có vòng đại tuân hoàn địa chất Nước bốc hơi từ đại dương tạo thành mưa, mưa thấm vào lớp vỏ phong hóa (kết quả của quá trình phong hóa hóa học và lý

học), bào mòn các chất, cuốn chúng ra biển hoặc các vùng trùng, dần dần hình

thành nên đá trầm tích Trải qua các chấn động địa chất, đá trầm tích trồi lên

Trang 3

các quá trình phong hóa tiếp theo

Vòng tuần hoàn như vậy diễn ra trong một thời gian dài (hàng tỉ năm) trên phạm vi rộng lớn Thực chất của vòng đại tuần hoàn địa chất là quá trình phong hoá đá đề tạo thành mẫu chất

Tiên tuần hoàn sinh học: Tiểu tuần hoàn sinh học diễn ra kề từ khi sinh vật xuất hiện trên trái đất Quá trình này có sự tham gia của sinh vật từ bậc thấp lén bac cao: dia y, vi sinh vật, thực vật, động vật và đặc biệt là con người

Quá trình đại tuần hoàn địa chất đã tạo ra nguồn thức ăn trong đất cho sinh vật Thực vật hút thức ăn trong đất để sinh trưởng, phát triển Động vật lại sử dụng thực vật làm thức ăn Sau khi chết, xác động - thực vật được vi sinh vật phân hủy, cung cấp chất dinh dưỡng cho thế hệ thực vật sau Hoạt động của vi sinh vật tạo mùn, cơ sở của độ phì nhiêu Nhờ đó, vỏ phong hóa biến thành dat Vòng tuần hoàn này do sinh vật thực hiện trong thời gian ngắn, phạm vi

hẹp nên được gọi là vòng tiểu tuần hoàn sinh học Vòng đại tuần hoàn địa chất cung cấp môi trường tơi xóp và muối khoáng cho vòng tiêu tuần hoàn sinh học Ngược lại vòng tiểu tuần hoàn tích lũy chất hữu cơ cho mẫu chất, hình thành

mun - yéu t6 cha yéu hình thành độ phì, một thuộc tính cơ bản của đất

Như vậy, quá trình hình thành đất chính là sự thống nhất giữa 2 vòng

tuần hoàn Đại tuần hoàn địa chất là cơ sở, tiéu tuần hoàn sinh học là bản chất

của quá trình hình thành đất

1.2.2 Các yếu tố hình thành đất

1.2.2.1 Yếu tế sinh vật: vi sinh vật, thực vật và động vật

* Vị sinh vật: tham gia vào hầu hết các quá trình chuyền hóa phức tạp

diễn ra trong đất

- Khoáng hóa các hợp chất hữu cơ và tổng hợp mùn: Đây là chức năng

quan trọng nhất của vi sinh vật, nhờ đó mà đá biến thành đất Vi sinh vật tham

gia vào quá trình phân giải chất hữu cơ, biến chúng thành chất khoáng cung

cấp cho thực vật Đồng thời vi sinh vật cũng sử dụng sản phẩm của quá trình phân giải chất hữu cơ đề tông hợp nên chất hữu cơ của cơ thể của mình và chất hữu cơ đặc biệt trong đất là mùn, thông qua quá trình mùn hóa Mùn và xác vi sinh vật là nguồn dự trữ dinh dưỡng rất tốt và lại dễ dang duoc thé hé sau khoang hoa

- Chuyên hóa hợp chất hữu cơ trong đất: Vi sinh vật tham gia vào các quá trình cô định nitơ phân tử, quá trình nitrat hóa, amôn hóa phản nitrat hóa Trong đó quá trình có định nitơ phân tử đáp ứng tới 30 - 60 % nhu cầu đạm cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của thực vật

Vi sinh vật có định nitơ có 2 loại:

Trang 4

azotobacte, clostridium, azospirillum, tao lam

+ Ngoài ra trong đất có nhiều loại vi khuẩn chuyền hóa lưu huỳnh, lân,

kali

* Thực vật: là nguồn cung cấp chất hữu cơ chủ yếu cho đất

- Thực vật có ảnh hướng sâu sắc đến quá trình hình thành đất Ví dụ:

Đất đen ôn đới có hàm lượng mùn rất cao (15%) chỉ được hình thành dưới

đồng cỏ hay đồng cỏ xen kẽ rừng cây lá rộng ôn đới

- Tham thực vật có tác dụng bảo vệ đất, giữ am, chéng xói mòn, rửa trôi Ví dụ: ở các nước nhiệt đới mưa nhiều như Việt Nam, đất không có tán cây che phủ vào mùa khô quá trình kết von hình thành đá ong diễn ra rất mạnh, vào mùa mưa tầng mặt lại bị hao mòn dần tạo thành đồi núi trọc

* Động vật

- Động vật đào hang hốc để sống, tạo ra hệ thống khe hồng trong đất,

làm cho nước và không khí đễ dàng thâm nhập vào đất nên cải thiện được chế độ nước và chế độ không khí trong đắt

- Động vật trực tiếp phân hủy chất hữu cơ trong đất cung cấp dinh dưỡng dễ tiêu cho cây sử dụng Mặt khác, khi xé nhỏ xác hữu cơ, động vật làm tăng tỉ

diện bề mặt xác hữu cơ, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phân hủy hóa học và sinh học tiếp theo

- Xác chết động vật cung cấp chất hữu cơ cho đất

1.2.2.2 Yếu tố khí hậu

* Ảnh hướng trực tiếp: Khí hậu tác động trực tiếp đến quá trình hình thành đất qua chế độ nước và nhiệt của đất Nước hòa tan, di chuyên, rửa trôi hoặc tính tụ các chất trong đất Nhiệt độ cao hay thấp ảnh hướng đến tốc độ các phản ứng hóa học và hoạt động sinh học trong đất Chế độ nước và nhiệt cũng

ảnh hướng đến quá trình quan trọng trong đất: khoáng hóa và mùn hóa Ví dụ:

ở vùng có khí hậu lạnh, sự phân giải các khoáng vật và các chất hữu cơ trong đất yếu, sinh vat phát triển chậm Ở đó việc tổng hợp và chuyền hóa các chất hữu cơ chậm

* Ảnh hướng gián tiếp: Khí hậu ảnh hướng gián tiếp đến quá trình hình

thành đất thông qua tác động của nước và nhiệt độ đến sinh vật Chính vì vậy mà mỗi đới khí hậu lại hình thành nên một loại đất tương ứng

1.2.2.3 Yếu tố địa hình

- Địa hình ảnh hướng đến việc phân phối lại nhiệt lượng và độ âm trong đất ở miền đồi núi nước ta, càng lên cao nhiệt độ càng giảm ầm độ càng tăng

- Địa hình ảnh hướng đến khí hậu do đó sẽ ảnh hướng đến sinh vật và

cuối củng sẽ ảnh hướng đến đất

Trang 5

tụ nơi đất thấp

1.2.2.4 Yếu tố đá mẹ

Đá mẹ là nguyên liệu cơ bản để hình thành đất Từ đá mẹ hình thành

mẫu chất và sau đó hóa thành đất Đá mẹ quyết định tính chất vật lý, hóa học

của đất, nhất là ở giai đoạn đầu của quá trình hình thành đất, khi chưa có tác

động của con người Ví dụ:

- Đất hình thành trên đá mẹ granit có độ dày tầng đất từ mỏng đến trung bình, thành phần cơ giới nhẹ và nghèo dinh dưỡng

- Đất hình thành trên đá mẹ bazan có tầng đất rất dày, thành phần cơ giới nặng và chứa nhiều chất dinh dưỡng

1.2.2.5 Yếu tố thời gian

- Khi nghiên cứu thời gian hình thành đất người ta phân biệt tuôi tuyệt đối và tuổi tương đối của đất

+ Tuổi tuyệt đối là thời gian kẻ từ khi đất bắt đầu hình thành cho đến

nay Đề xác định tuổi tuyệt đối thông qua tuổi của chat min trong dat

+ Tuổi tương đối chỉ mức độ phát triển của đất trong những điều kiện hình thành đất khác nhau Tuổi tương đối của đất được xác định thông qua độ day của lớp vỏ phong hóa và mức độ phân hóa các tầng của phẫu diện Đất có

tuổi tương đối trẻ là đất có ting dat mong, phẫu diện chưa phân hóa rõ thành các tầng phát sinh khác nhau (tang mat, tang tich tu, tang rửa trôi )

- Tuổi của đất nói lên thời gian tác động của các yếu tố hình thành đất

và cường độ tác động đó Thời gian càng dài thì sự phát triển của đất càng TÔ Song sự phát triển đó đồng thời chịu sự tác động của qua lại của tất cả các yếu

tố hình thành đất khác

1.2.2.6 Yếu tố con người

Con người chính là yếu tố hình thành đất đặc biệt Con người tác động

rõ rệt đến đất thông qua quá trình làm đất đề trồng trọt

- Tác động tích cực: Bằng các biện pháp thâm canh, đắp đê thau chua, rửa mặn, trồng rừng chống xói mòn rửa trôi, làm ruộng bậc thang trên đất dốc con người đã làm cho đất ngày một màu mỡ, làm lợi cho con người

- Tác động tiêu cực: Thông qua các hoạt động phá rừng, đốt nương làm rẫy, du canh du cu; áp dụng các biện pháp canh tác không hợp lý con người

đã tác động tiêu cực đến đất, làm đất xấu đi

1.2.3 Các quá trình biến đổi của đất 1.2.3.1 Quá trình ƒeralit và đá ong hoá Quá trình ƒeralit:

Trang 6

hồ tan bị trơi trong khi các oxit Fe và AI (đôi khi cả Mn, Tì) tích luỹ lại Quá trình

tích luỹ tương đối cao Fe và AI trong đất so với Sỉ là quá trinh feralit hod, dan dén hình thành nhóm đất feralit Đây là quá trình phô biến nhất trong đất rừng và đất đồi núi Việt Nam nói chung với mức độ phong hoá rất mạnh, giải phóng Fe, AI, Mn

(gibsit) và làm rửa trôi Si

Đặc trưng cơ bản của các đất feralit là có đủ 3 tang phat sinh hoe A, B va C, ty lệ oxit silie thấp so với sesquioxit (Si/Al< 2), dung tích hấp thu thấp (< 20ml/100 g),

đất chua, độ bão hoà kiềm thấp

Trong rừng tự nhiên của nhiệt đới âm, những nhược điểm về hố học này khơng có gì nghiêm trong, vì lẽ đất rất sâu dày, ưu việt về tính chất vật lý và cấu

trúc cũng như chế độ nước làm cho thực bì nhiệt đới sinh trưởng hết sức thịnh

vượng Vòng tuần hoàn chất hữu cơ diễn ra nhanh và mạnh dưới các quân thê rừng

với tuyệt đại đa số loài cây ưa chua với bộ rễ sâu

Quá trình feralit tất yêu dẫn đến hình thành các đát feralit là đất có sự tích luỹ

sắt và nhôm ở thê tự do đi động ở thể keo hoặc ở dang oxy-hydroxit Đôi khi các oxit sắt, oxit nhôm tích tụ mạnh đến mức hình thành các mỏ (dang bauxit)

Quá trình đá ong hoá

Sự tích luỹ sắt, nhôm là tiền đẻ cho sự hình thành kết von và đá ong, nhưng không phải luôn luôn đi đôi với sự đá ong hoá Trong đất rừng Việt Nam, trừ rừng vùng trũng và đầm lày, sự rửa trôi các kim loại kiềm (kê cả Sỉ) và tích luỹ sắt và nhôm là quá trình chủ đạo Khác với quá trình feralit hoá có sự tích luỹ tương đối sắt và nhôm, sự hình thành đá ong là quá trình tích luỹ tuyệt đối các hợp chất Fe, AI, Sỉ (đôi khi ca Mn, Ti) ở thể oxit hay hydroxit mất nước Thành phân chính của kết von

là các oxit của sắt, silie, và nhôm

Trên vùng núi thấp, vùng đổi và cao nguyên thường hình thành kết von và đá ong trong điều kiện khí hậu có mùa mưa và mùa khô rõ rệt Trong mùa mưa, các hợp chất oxit kim loại theo mao quản dâng lên, nước bốc hơi

mạnh làm cho các hợp chất ngậm nước bị mất nước, trở nên rắn chắc kết vón lại Kết

von chùm hình thành nhiều nhất ở vùng chân đồi, trong khi kết von tảng xuất hiện

nhiều hơn ở sườn đôi thấp, nơi mặt đát thuận lợi nhất cho sự rửa trôi và bốc hơi và các khối kết von nhỏ liên kết lại thành khối lớn Sự hoà tan trở lại là không xây ra

do quá trình keo tụ và xi măng hoá là không thuận nghịch, ở nhiều vùng đất phù sa cô (như Sơn Tây, Phú Thọ, Biên Hoà, Đồng Nai) đá ong gồm những dải rộng lớn, mềm xốp khi ở dưới mặt đất, nhưng sau khi khai thác phơi lộ ra, đá ong trở nên rắn chắc có thê dùng làm vật liệu xây dựng

Diện tích loại đất có kết von toàn quốc khoảng 342.300 ha, trong đó các tỉnh huyện miền núi và vùng cao 157.000 ha Trên dạng lập địa này, rừng tự nhiên có đạt

đến cực đỉnh cũng chỉ là tập hợp nghèo nàn của một số loài chịu hạn, bộ rễ của chúng

Trang 7

bị chặt hạ thì khả năng phục hồi hầu như không còn, đất lập tức biến thành đất xói mòn trơ sỏi đá - một dạng hoang mạc nhiệt đới

1.2.3.2 Quá trình giay vùng đôi núi

Theo khái niệm hiện dai, glay được coi là tầng bị thay đổi do sự khử sinh hoá học trong những điều kiện bị âm ướt quá mức, giàu chất hữu cơ, bị phân huỷ bởi các vi sinh vat yém khí

Tang đặc trưng này có màu xanh, lam xám hay màu xanh bản Trên đất đổi núi glay hình thành ở những sườn thừa nước quanh năm, hoặc bão hoà nước tạm thời nhưng luôn luôn có âm và che phủ bởi tầng mùn thô dày hoặc trong các thung lũng hẹp chứa than bùn Các tang dat bi glay hoa phải có điều kiện kèm theo là khá giàu sét và các phức hệ sét-mùn không bị oxy hoá Màu xanh hay

xám đặc trưng được cho là màu của các kim loại hoá trị l hoặc 2 (K+, Fe2+, Mn2+, )

thay vì hoá trị cao (như Fe3+, Al3+) thường có màu đỏ hay vàng rực rỡ Cùng với việc rừng bị phá, nguồn nước ít dàn, than bùn bị khai thác và nhiều diện tích đất thung lũng chuyên thành ruộng bậc thang lúa nước, quá trình glay hoá trên vùng rừng đồi núi cũng có xu hướng giảm đi Theo đó là những thảm thực bì ưa nước (như chuối rừng, tre, cỏ sậy, điềng điêng, ) cũng bị thu hẹp Diễn biến của quá trình glay hoá trên vùng đôi núi có thê là một dấu hiệu rất rõ của việc thu hẹp nguồn sinh thuỷ và sự suy thoái của loại rừng mọc trên đất âm ướt thường xuyên

1.2.3.3 Quá trình mặn hoá

Đất mặn là đất có chứa hơn 0.1% muối theo trọng lượng

lặn hoá do nước biển : Đôi với đất mặn biên thì quá trình mặn hoá đã bắt đầu cùng với sự thành tạo đất từ các phân tử lơ lửng trong nước biển (bãi bôi)

Các diện tích được bồi đã dời xa biển thì còn ảnh hưởng của thuỷ triều hoặc do vỡ đê hoặc nước ngâm mặn Độ caoso với mặt biên là từ mức âm cho đến 1-2m Thực vật tiên phong là các cây chịu mặn điên hình như cây mam, vet, durée, ban, si Trong môi trường ngập nước chúng chịu nôi độ mặn cao tới > 1% muối tông số và độ độc của các ion có trong muối biên (Na+, K+, Cl-, I+, $042-, ) Càng xa biên, mức độ mặn hoá càng giảm dàn, thành phần muối biến đôi do nước mưa và nước

tưới rửa mặn, thành phan lồi cũng thay đơi, vẹt, đước, cóc, dừa nước, cói trở nên

ưu thế hơn

Nhóm đất mặn được chia ra làm 3 loại theo dang lap dia: (i) đất man st, vet, đước: (1i) đất mặn điền hình; và (iii) đất mặn kiềm có glay Theo mức độ mặn lại có

thé chia ra 3 cấp: mặn nhiều; mặn trung bình và mặn ít Chỉ tiêu quan trong dé phan

định là tông số muối tan, Cl- và SO42-,

Mặn hoá do nước ngầm

Đất mặn hình thành do nước ngầm là đất mặn lục địa tìm thấy ở vùng bán khô

Trang 8

nước suối khoáng Vĩnh Hảo) gặp hạn muối bốc lên mặt đất làm nhiễm mặn toàn bộ

phâu diện Đất mặn kiềm glay chỉ chiếm vài trăm ha duy nhất ở Ninh Thuận và Bình Thuận với tên gọi đất cà giang Đất mặn được gọi là cà giang muối khi các tinh thé

NaCO3 tích đọng trên mặt đất (trước đây đã từng khai thác làm xà phòng); còn đất cà

giang đâu có phản ứng kiềm hơn và giàu chất hữu cơ nên có màu sâm hơn 1.2.3.4 Quá trình phèn hoá

Việt Nam là một trong những nước có nhiều đất phẻn, diện tích khoang 1,863 triệu ha, tập trung ở đồng bằng sông Cửu Long và rải rác ven biên từ Hải Phòng đến Ninh Bình Đất phèn hình thành ở các vùng trũng khó thoát nước, giàu chất hữu cơ và dưới ảnh hưởng của biên thoái Phèn hoá bao gồm hai quá trình mặn hoá và chua hoá Các muối gây mặn chủ yếu là NaCl và Na2SO4, nguồn muối phèn cũng có thé từ mâu chất đưa lại, nhưng không nhiều so với nguồn gốc tram tích biên Đến nay các nhà th nhưỡng Việt Nam thống nhất quá trình phèn hoá xảy ra do

các hợp chất chứa S tích luy lai, tao ra H2SO4 trong điều kiện thuận lợi cùng với sự

tích luỹ sinh học các muối có chứa gốc lưu huỳnh Hai dạng khoáng chứa lưu huỳnh phổ biến là pyrit và jarosit tạo thành các ơ khống thứ sinh ngun chất trong các mâu chất của đát phèn

Xác hữu cơ của quân thê cây ngập mặn (mắm, bân, đước, sú ) phân giải yém khí hình thành ra các dạng khử H2S, FeS, khi bị oxy hoá chúng biến thành H2SO4 Axit sulfuric két hop véi nhém di động hoặc hợp chất nhôm đẻ tạo ra phèn Al3(SO4)2 Phèn bị thuỷ phân tạo ra một lượng axit mới Nguồn Fe và AI có thê là từ hai nguồn: sesquioxit có trong huyền phù của phù sa hoặc muối Fe và AI có nguồn gốc biên Vì lẽ nguồn sinh phèn nằm ngay trong nội tại mau chat sinh thành đất nên biện pháp cải tạo chỉ có thê là giảm thiêu oxy hoá, ngăn chặn việc sinh ra quá nhiều axit H2SO4 chứ khó có thê chuyên hod dat phèn thành dat không phèn Từ đó có thê thấy một ứng dụng thực tế là cần phải giữ rừng ngập mặn, rừng tràm cùng với lớp than bùn phủ trên mặt đất đề "ém phèn", luôn luôn giữ đát trong trạng thái khử

1.2.3.5 Quá trình podzol hoá ở vùng nhiệt đới âm Việt Nam

Quá trình podzol hoá dan dén hình thành đát podzol điền hình thường xảy ra ở vùng ôn đới với các điều kiện tối thiêu: khí hậu ơn hồ hay lạnh, rừng lá kim và vũ lượng (hoặc tuyết) đủ lớn Trong phâu diện đất hình thành một tầng A2 điền hình (tang chan đoán) hay tang chi thi podzol Trong tang này, Fe và AI đã bị hoà tan rửa di, mát màu vàng hay đỏ, còn lại chủ yếu là các oxit silic có màu tro bạc Trường hợp keo dat dịch chuyên không bị phá huỷ thì chỉ coi là rửa trôi đơn thuần (lessivage) Ở vùng nhiệt đới âm, không có những điều kiện podzol hoá điên hình như vùng ôn đới, tuy vậy hệ quả của một khối lượng axit mùn chua đối với sự phá huỷ keo hữu cơ-

khoáng là rất rõ ràng và xét vẻ hình thái học phâu diện thì sự hiện diện của tang A2

Trang 9

loại đất vùng núi cao của Việt Nam, theo phân loại trên quan điểm nặng về lịch sử

phát sinh hoc, đã được tạm xếp vào nhóm đất podzol nhiệt đới Các khoanh đất podzol đã gặp ở các vùng núi cao Tây Côn Linh, Sin Ho, Ngọc Linh, Sa Thầy và cao nguyên Lang Biang Diện tích nhóm đất này không lớn

và chưa có thống kê chính xác Hầu hết diện tích đất này hình thành trên đá mẹ thô, độ dốc lớn, rất mãn cảm với sự rửa trôi vì thế một khi mất rừng lập tức bị thoái hoá nặng nề (ví dụ ở xã Diên Bình, Kon Tum)

1.2.3.6 Quá trình xói mòn và rửa trôi Quá trình xói mòn

Trong các nguy cơ gây xói mòn đất ở Việt Nam thì xói mòn do nước là nguy cơ chủ đạo phô biến nhát bởi các lý do sau đây:

- Lượng mưa lớn : 1.500-2.500 mm/năm,

- Mưa phân bó không đêu trong năm: 80% tập trung trong 5 tháng,

- Cường độ mưa lớn: 41-62% lượng mưa vượt ngưỡng gây xói (25mmih)

- Năng lượng xâm kích hạt mưa cao: 28.000-41.000 J/m2, 46-65%, - Tổng năng lượng mưa có khả năng gây xói mòn,

- Địa hình dốc: dốc > 200 chiém 58,2 % dién tích vùng đôi núi,

- Trong 10,8 triệu ha đất trồng đôi trọc kiêm kê năm 2000 có đến 90,8% (9,4

triệu ha) là đất dốc trên 150,

- Phân lớn đất đồi núi có tầng mỏng < 50 em,

- Tinh xói mòn của nhiều đất cao: phô biến là K = 0,20 - 0,30 hoặc hon, - Lớp phủ tự nhiên thấp: bình quân 2§% so với ngưỡng an toàn là 50%, - Kha năng chống đỡ kém của cây trồng và rừng trồng,

- Lớp thảm cành khô lá rụng mỏng: phần lớn là 0 em, dày nhất là 5 cm, - Canh tác không chồng xói mòn, chủ yếu trồng chay

Xói mòn do gió tuy ít phổ biến hơn, nhưng cũng tỏ ra nghiêm trọng ở vùng đất có thành phần cơ giới nhẹ: đất cát ven biên, đất đồi vùng bán khô hạn miền Trung, các đất đỏ vàng Tây Nguyên trong mùa khô, giải đất Khu 4 cũ gió Lào, vùng cao nguyên Sơn La

Hiện tượng này đến nay chỉ mới có những ghi nhận định tính, chưa có những nghiên cứu chỉ tiết cho từng vùng xung yếu như ven biên miền Trung, vùng nội địa gió mạnh ở Tây Nguyên, Quảng Trị, Ninh Thuận, Bình Thuận Sơn La Tuy vậy nguy cơ làm mát đất là hiên nhiên, đặc biệt là sự di chuyên các còn cát biên vào sâu ở những nơi không có hàng cây chắn gió

Dựa vào các chỉ tiêu cho bản đồ tỷ lệ nhỏ về thoái hoá đất do con người ở Đông Nam Á thì Việt Nam là I trong § nước của khu vực có xói mòn do gió ở mức

độ dang kế (trung bình đến mạnh)

Trang 10

Tốc độ gió, thành phần cấp hat đất, độ 4m dat va không khí, mức độ che phủ, mức độ

cản trở của băng chắn

Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy đất có rừng che phủ có lượng xói mòn ít nhất (Khoảng 2-5 tán/ha), đất tròng chè theo rãnh đồng mức 3-4 tân/ha, đát trong sắn và các loại cây ngắn ngày khác có lượng đất trôi khoảng 40-100 tan/ha tuỳ theo độ che phủ, trên dat tròng không được che phủ có lượng đất trôi lớn nhất 80-100 tan/ha tuỳ theo loại đất

Kết quả nghiên cứu về các biện pháp chống xói mòn bảo vệ đát thay rang: - Biện pháp sinh học luôn tạo lớp phủ cây trồng có ý nghĩa quyết định trong việc bảo vệ đất chống xói mòn Tô hợp cơ cấu cây trồng theo nông lâm kết hợp có thé tạo lớp phủ tốt cho đất trong mùa mưa, giảm lượng xói mòn đáng kê

- Tạo hàng rào cây xanh theo đường đồng mức có thê giảm tốc độ dòng chảy nên giảm được lượng đát trôi 50-60% so với đối chứng Năng suất cây trồng tăng 15-

25% mặc dù hàng rào cây xanh họ đậu chiếm khoảng 10% diện tích, song năng suất

cây trồng vân tăng 15-25%

- Biện pháp sinh học néu kết hợp được với các biện pháp công trình đơn giản như tạo mương bờ theo đường đồng mức, rãnh, luống hiệu quả chồng xói mòn càng TỐ

- Bón phân hoá học kết hợp hữu cơ và trả lại phụ phẩm cây trồng cải thiện độ phì nhiêu đất và giảm lượng xói mòn

Thiệt hại do xói mòn và rửa trôi là rất lớn khi đất mất rừng đưa vào canh tác cây ngắn ngày Trên cơ sở lượng đất trôi chỉ tính trung bình là 10 tấn đất/năm, với hàm lượng C: 1%; N: 0,1%; P2OS§: 0,08%; K2O: 0,05%, thì ước tính cứ môi ha hàng năm mất đi một lượng dinh dưỡng của cây tròng tương đương với 0,5 tan phan chuồng, 20 kg phân đạm urê, 44 kg phân lân super, và 10 kg K2SO4

Quá trình rửa trôi

Nếu xói mòn và dòng chảy bề mặt có thê đề dàng nhận tháy thì rửa trôi theo

chiều sâu tầng đất diễn ra ngắm ngâm, lặng lẽ rất ít được nhận biết, song mức độ tai hại của nó không nhỏ Cùng với năm tháng nước mưa thám rửa liên tục từ bề mặt qua các tầng đát, hoà tan chất hữu cơ, phá huỷ khoáng sét, mang theo chát dinh dưỡng Ngay cả khi mặt đất có sự che phủ nhát định thì nước mưa ban đầu vốn trung tính cũng dần dan trở thành dung dịch có phản ứng axít, với tư cách một dung mơi hồ tan và mang ra khỏi tầng đát các nguyên tó dinh dưỡng dê tan, dễ tiêu đối với cây

trồng

Các chất hoà tan mạnh như hợp chất hữu cơ, kim loại kiềm, kiềm thô silie bị

rửa trôi nhanh hơn cả Hệ quả là đất trở nên nghèo kiệt chỉ còn lại phân xương xâu gồm các hạt thô, đồng thời các tính chát quyết định độ phì nhiêu cũng bị biến đôi, đất

Trang 11

1.2.4 Hình thái phẫu diện đất

1.2.4.1 Khái niệm

Tất cả những quá trình diễn ra trong dat đều dé lại những dấu vết trong nó

Nghiên cứu những dấu vết đó ta biết được tính chất, đặc điểm của đất, thậm chí còn biết được lịch sử của sự hình thành đất và chiều hướng phát triển của nó

Đặc điểm phân lớp là đặc điểm quan trọng của đất mà nhiều tính chất lý hóa

học và độ phì của đất phụ thuộc vào nó

Mặt cắt thăng đứng từ mặt đất xuống đến tầng đá mẹ, nó thể hiện các tâng đất được gọi là phẫu điện đát

Phẫu diện đất được mô tả thông qua những đặc điểm bè ngoài có thê cảm nhận được bằng các giác quan thì gọi là hình thái phẫu diện đất Từ hình thái ta có thẻ suy ra những tính chát bên trong của nó

1.2.4.2 Các tầng đất rừng và đặc điểm của chúng

Một phẫu diện đất rừng điên hình thường gồm các tầng đất sau: Tầng thảm

mục, tâng mùn (tằng rửa trôi), tầng tích tụ, tầng mẫu chất, tầng đá mẹ Một phau dién

đất rừng điển hình được thẻ hiện qua hình 1.1

As` —k>Xác hữu cơ chưa bị phân giải

Ad? —P xac hữu cơ đã bị phân gidi mot phd A? —D xac niu co da bi phan aid

A, — Tầng mùn (màu đen)

A, —& Ting rửa trôi có màu sáng hơn

A, —> Ting chuyén tiép sang B

eco Tang B co Tầng chuyén tidp tir A

>= (Ting tich ty) set Bị — 5 PAY By —‡> táng ch tụ điển hình # œ œ œ œ @œ œ @ |} P› —Cl Tổng chuyến tếpsangC

Hình 1.1 Sơ đồ một phẫu diện đất rừng điển hình

+ Tầng thảm mục nằm trên mặt đát nhưng nó có tầm quan trọng lớn đối với đất rừng Tầng này được kí hiệu là Ao (có sách kí hiệu là O), ở đây nó chứa những

Trang 12

cành lá, xác thực vật rơi rụng Tâng này cũng được chia nhỏ hơn Aoi, Ao2 va 03.Tang Aoi chứa những chất hữu cơ chưa phân giải Tầng Ao2 chứa những chất hữu cơ đã bị phân giải một phân, Ao› chứa những chất hữu cơ đã phân giải mạnh, một phân đã thành mùn

Tầng thảm mục chỉ xuất hiện 6 dat dưới rừng, dưới đồng cỏ, nơi mà chất hữu

cơ được trả lại cho đất khá nhiều Mặt khác sự có mặt của tâng này còn liên quan tới

điều kiện phân giải các hợp chát hữu cơ, bản chất của các chát hữu cơ Những nơi điều kiện phân giải các hợp chất hữu cơ thuận lợi, tầng này hoặc không xuất hiện, hoặc mỏng,không điền hình

Ở nước ta, càng lên cao theo độ cao tuyệt đối, càng dễ tìm thay tang dưới rừng cây họ Dầu, cây lá kim cũng dễ xuất hiện tầng Ao hơn

+ Tầng mùn (tầng rửa trôi): Ký hiệu là A

Tai đây, các hợp chất mùn được hình thành Đát thường màu đen, nâu đen.có kết cầu viên, tơi xóp, giàu dinh dưỡng Tuy nhiên dưới tác dụng của nước nó cũng là tang bi rita troi Phan lớn các loại vi sinh vật đất đều tập trung ở tầng này Trong tầng A lai có thê xuất hiện những tang khác nhau: Au, A>, As

- Ai là tầng tích luỹ mùn nhiều nhất, màu đen nhát Tại đây các hợp chất hữu cơ được phân giải, tông hop dé tao nên cdc hop chat min trong dat Đất thường có kết cầu viên, tơi xóp, giàu dinh dưỡng

- A2 là tâng rửa trôi mạnh nhất Tại đây các chat dinh dưỡng và hop chat min bị phá hủy và rửa trôi xuống các tâng sâu Bởi vậy, hàm lượng chất dinh dưỡng và

mùn ở đây thấp Thạch anh chiếm tỷ lệ lớn trong các thành phân khoáng Nó thường

có màu sáng hơn so với các tầng khác Tầng A2 đặc trưng cho đất Podzol của miền

khô, lạnh

Tuy nhiên, theo Fritland thi dat Việt Nam thường có tầng A2 không điền hình - Tang A: la tang chuyên tiếp dén tang B

+ Tang tich tu: Ky hiéu la B

Trang 13

Tang B lại có thê chia nhỏ hơn thành:

- Tầng Bi là phần của tầng A chuyền tiếp đến tang B - Tầng B› là tâng tích tụ điền hình

- Tầng Ba là phần chuyên tiếp của tầng B dén tang C

Tầng A và B là phân điền hình của đất, nó tạo nên độ dày của đát Độ dày tầng đất được tính từ trên mặt đất xuống đến hét tầng B

+ Tầng C được gọi là tầng mâu chất, nó được hình thành từ sự phong hóa đá và khoáng ban đâu

+ Cuối cùng là tâng đá mẹ ký hiệu là D

Trong những loại đất cụ thê, có thé vắng một số tâng, tuỳ thuộc vào điều kiện hình thành đất Ví dụ: Tầng Ao rất phô biến ở đát rừng nhưng không có lại đất ruộng

Dat bị xói mòn có thê chỉ có tầng B và C, không có tang A do bị bào mòn bề mặt Những loại đất được hình thành từ những loại đá khó bị phong hóa thì tầng C rất mỏng Đề phân biệt các tầng đất người ta có thê căn cứ vào: màu sắc, độ chặt, thành phân cơ giới, chát mới sinh, chất xâm nhập

1.2.4.3 Màu sắc đất

Màu sắc của đất là đặc diém dé thay nhát và đồng thời nó cũng nói lên được nhiều tính chất quan trọng của đất Màu sắc của đát là phức tạp nhưng cơ bản là do 3 màu chủ đạo: đen, đỏ, trắng,

- Màu đen: Chủ yếu do mùn tạo nên Càng nhiều mùn đất càng có màu đen đậm Đôi khi màu đen của đất còn được tạo nên do MnO2 hoặc rễ một số cây khi chết

- Mau do: Chủ yếu là Fe2Os

- Màu trắng: Chủ yếu do sét kaolinit, SiO2 hoặc CaCOa

Trang 14

(FeOvnHO) Dacam Vàng Vàng nhạc — (SiO›.Al:O› CaCO,)

Hình 1.2 Sơ đồ tam giác màu của Zakharôp

Dat tang A, thường đen vì nó chứa nhiều mùn; đất màu đỏ thường nhiều Fe, đất màu xanh xám trong điều kiện âm ướt là đất bị Glay, Màu sắc của đất phụ thuộc vào tỷ lệ các chất trong đất, cường độ chiều sáng, độ am dat va trang thái tồn tại của nó.Vì vậy khi quan sát màu sắc của đát cần lưu ý: + Điều kiện ánh sáng: Cùng phẫu diện đất nhưng nếu nó được quan sát vào buôi sáng, buôi trưa, chỗ ánh sáng yếu, chỗ ánh sáng mạnh sẽ cho các màu sắc khác nhau - Độ âm: Độ âm cao đất có màu sâm hơn độ âm tháp

1.2.4.4 Chất mới sinh, chất xâm nhập

+ Chát xâm nhập: là những chất không liên quan đến quá trình hình thành đất nhưng phản ánh lịch sử sử dụng đất Ví dụ: như mảnh sành gạch, ngói, xương, sắt

vụn v.v

+ Chất mới sinh: là những chất được sinh ra trong quá trình hình thành và phát triển của đất mà sự có mặt của nó đã ảnh hướng rõ rệt tới những tính chất của

đất Căn cứ vào nguồn góc hình thành nó được chia làm 2 loại:Chất mới sinh có

Trang 15

CHƯƠNG 2 CÁC TÍNH CHÁT CỦA ĐÁT

2.1 CHAT HỮU CƠ TRONG DAT

Chát hữu cơ là thành phân cơ bản của đất Không có chất hữu co thì mau chất không thê biến thành dat Chat hitu co không chỉ là kho dinh dưỡng của cây trong ma

còn là nhân tổ điều tiết nhiều tính chất lý, hóa, sinh của đất theo hướng tích cực

Chất hữu cơ trong đất bao gồm 2 thành phần chính:

- Các chất hữu cơ chưa bị phân giải (rễ cây, thân lá, xác động vật )

- Các chất hữu co đã bị phân giải:

+ Chát hữu cơ ngoài mùn: Đó là sản phâm phân giải chất hữu cơ, bao gồm các

chất hữu cơ đơn giản chứa C và N như gluxit, lipit, các axit hữu cơ, aldehyt, linhin, tanin, nhựa, sáp ( chiếm 10 - 15%)

+ Chất mùn: Là những hợp chất hữu cơ cao phân tử, tồn tại tương đối ôn định trong đất và chiếm tỷ lệ lớn

2.2.1 Nguồn gốc

Chất hữu cơ được bổ sung vào đất bởi các nguồn sau đây: - Xác động vật, thực vật và vi sinh vật: Đây là nguồn chủ yếu, trong đó xác thực vật là lớn nhất, chiếm 4/5 tông số chất hữu cơ được đưa vào đất Trong thực vật thì cây thân thảo cung cấp lượng chất hữu cơ nhiều và quí hơn cả

- Sản phẩm phân giải và tông hợp được của các loại vi sinh vật như: Hydratcacbon, protit, lipit, axit hữu cơ, khoáng

- Phân hữu cơ do con người bón vào đất, bao gồm: Phân chuông, phân rác, phân xanh, bùn ao

2.2.2 Thành phần xác hữu cơ

Thành phân hóa học xác hữu cơ rất phức tạp:

- Phân chủ yếu là nước chiếm 75-909

- Phần chất khô gồm: hydrat cacbon, hop chat chứa đạm, linhin, lipit, chất nhựa, và nhiều hợp chất khác Ngoài ra xác hữu cơ còn chứa các nguyên tô như: magie, silie, photpho, lưu huỳnh, sắt và các nguyên tổ vi lượng kali, canxi,

2.2.3 Quá trình chuyển hóa các hợp chấp hữu cơ

Là quá trình sinh hóa học phức tạp thực hiện với sự tham gia trực tiếp của dong vat, vi sinh vật và các yếu tố thời tiết khí hậu Chất hữu cơ trong đất được biến

đôi theo quá trình:

* Phân giải liên tục đề biến thành các hợp chất khoáng, gọi là quá trình khoáng hóa hay vô cơ hóa

* Vừa phân giải, vừa tông hợp đề biến thành chát mùn gọi là quá trình mùn hóa Hai quá trình này tiến hành đồng thời trong quá trình biến đôi chất hữu cơ và

Trang 16

* Chất hữu cơ được vi sinh vật sử dụng dé sống, biến thành chất hữu cơ bên

trong tế bào vi sinh vật Quá trình này chỉ là tạm thời vì vòng đời của vi sinh vat rat

ngắn Khi vi sinh vật chết đi, chất hữu cơ sẽ được trả lại cho đất

Do đó, sự biến đổi chất hữu cơ trong đất theo 2 quá trình chính là khoáng hóa và mùn hóa Có thê khái quát bằng sơ đồ sau: Xác hữu cơ N> khi quyen Man héa Khoáng hóa nhanh Vsv cổ định NÀ Chất mùn Khoáng hóa từ từ Chất khoáng F————>

Sơ đồ 2.1 Quá trình biến đổi chất hữu cơ

2.2.3.1 Qua trinh khoáng hóa chat hữu cơ

tham gia tích cực của vi sinh vật đê cho ra các muối khoáng hòa tan, CO2, H2O và

tỏa nhiệt

* Kết quả của quá trình khoáng hóa

- Các hợp chất hữu cơ chứa cacbon CO2, COs2-, HCO3., CHa

- Các hợp chất hữu cơ chứa nitơ NHa, NOa, N:

- Các hợp chất hữu cơ chứa photpho H2POs-, HPOa2-, PH3 - Các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh S, H2S, SOa2

- Các hợp chất hữu cơ khác H2O, O›, H-, OH-, K+,Ca›+, Mg2+

~ Ngoài ra còn có các loại enzim, các chất kích thích khác

Như vậy quá trình khoáng hóa tạo ra các hợp chất vô cơ dê tan mà cây tròng sử dụng được, đông thời tích lại trong đất những chất khí độc hoặc không gây độc cho môi trường

* Các yếu tó ảnh hướng tới quá trình khoáng hoá

Quá trình khoáng hóa nói chung Xây ra trong moi điều kiện, nhưng tốc độ khoáng hóa rất khác nhau phụ thuộc vào các yếu tố sau đây:

- Thành phân các chất hữu cơ: Nếu chất hữu cơ chứa nhiều các loại đường đơn, tỉnh bột, protit, lipit như các loại cây thân thảo, cây non và cây lá rộng thi dé bi phan hủy và hàm lượng dinh dưỡng cũng phong phú Còn các loại cây thân gỗ lâu năm

chứa Xác hữu cơ, Chất mùn, Chất khoáng nhiều xenlulo, hemixenlulo, linhin, sáp,

nhựa, tanin thì khó bị phân hủy và nghẻo dinh dưỡng

- Am do dat: Nếu âm độ quá cao sẽ gây yêm khí, làm vi sinh vật khó hoạt động

dân đến tốc độ khoáng hóa chậm Nhìn chung âm độ thuận lợi cho khoáng hóa là

Trang 17

- Nhiệt độ: Nhiệt độ tăng thì sự khoáng hóa mạnh nhưng tốt nhất là 25 - 35oC

- pH đất: Độ pH tốt nhất la 6,0 - 7.5

- Độ thoáng khí: Đất càng thoáng khí quá trình khoáng hóa diễn ra càng mạnh

Khí hậu Việt Nam với nhiệt độ cao âm độ lớn rất thuận lợi cho quá trình

khoáng hóa Vì vậy chất hữu cơ và chất mùn trong đất được khoáng hóa mạnh tạo ra nhiều dinh dưỡng cho cây tròng Tuy nhiên, vi thé ma quá trình tích lãy mùn ít, mùn bị phân hủy nhanh chóng làm đát nghèo mùn và ít đạm

2.2.3.2 Quá trình mùn hoá

Quá trình mùn hóa là quá trình biến đổi các sản phẩm trung gian của sự phân Iniy tao thành chất màn là những chất cao phân từ đặc biệt, cấu trúc phức tạp

Các nhà nghiên cứu về đất nhu: Docutraiep, Wiliam, Tiurin, Kononova,Alexandroa Alison da cho rang: Quá trình hình thành mùn phải từ những sản phẩmphân giải của xác hữu cơ và sự tông hợp những hợp chất được phân giải của vi sinh vật đất Các phản ứng xảy ra trong quá trình hình thành mùn là các phản ứng sinh hóavới sự tham gia của các enzim do vi sinh vật tiết ra.Như vậy quá trình hình thành mùn có 3 bước: - Bước 1: Tir protit, gluxit, lipit, tanin, linhin phân giải thành các sản phâm trung gian Bước 2: Tác động giữa các hợp chát trung gian đề tạo thành những liên kết hợp chất

Bước 3: Trùng hợp các liên kết hợp chất trên tạo thành phân tử mùn Kết quả

sẽ tạo được một phan tử mùn giống như một chuôi, gồm nhiều móc xích khác nhau, nói với nhau băng các cầu nói

Đặc điêm, thành phân mùn

_ Nghiên cứu hợp chất mùn gap rat nhiều khó khăn Vì vậy cho tới nay các hiểu biết về thành phan, tính chất và nguồn gốc mùn vẫn chưa đây đủ Tuy nhiên nhờ các nghiên cứu của các nhà khoa học, bản chất hợp chất mùn đã dân sáng tỏ Phân tử mùn có cấu tạo gồm 4 bộ phận như sau:

- Nhân vòng: Gồm các vòng có nguồn gốc phenol hay quinol như benzen, pural, pisol piridin, naftalin, antraxen, indol, quinolin

- Mạch nhánh: Có thẻ là cacbuahydro, hoặc chất chứa đạm Nguồn góc của chúng là các sản phẩm của quá trình phân giải xác hữu cơ hay cũng có thê là sản phẩm tông hợp của vi sinh vật đất từ những sản phẩm khoáng hoá

- Nhóm định chức: Gồm các nhóm (COOR), (OH), (CO)2, (O-CH3)

nhóm này có thê gan | trực tiếp, vào nhân vòng hoặc gắn với mạch nhánh Số lượng cá các nhóm định chức quyết định đến tính chất và hoạt tính của mùn

- Cách nối: Có thê là một nguyên tử như O, N hoặc một nhóm nguyên tử như: NH CH2 các liên kết hợp chất của một phân tử mùn được gắn với nhau bởi

các cầu nói này

Người ta dùng biện pháp hòa tan mùn trong các dung môi khác nhau đề tách mun ra các thành phân khác nhau Kết quả cho thấy chất mùn gồm 3 tô hợp chính là: axit humic, axit fulvic va humin

- Axit humic : Axit humic được hình thành trong môi trường trung tính, không tan trong nước, trong dung dịch axit và rượu, tan trong dung dịch kiềm loãng Dung

dịch axit humie có màu nâu sâm hoặc nâu đen

+ Thành phân của axit humic:

Cc: SO - 62% H 28 - 6%

Trang 18

Ngoài ra còn có l - 10% các nguyên tố khác như P, S, AI, Fe, Sỉ liên kết với axit humic tạo thành các phức chât

+ Tinh chât cơ bản của axit humic: Axit humic ít chua, bên vững, hàm lượng

nitơ cao, khả năng hâp phụ, trao đôi ion lớn Khi kêt hợp với các cation hóa trị 2, 3

và khoáng sét thì trở thành các hợp chât bên Vì vậy đât giàu axit humic có độ phì

cao

- Axit fulvic : Axit fulvic hình thành trong môi trường chua, dễ tan trong nước, trong axit, bazơ và nhiêu dung dịch hữu cơ khác Dung dịch của nó màu vàng rơm và

có pH rât thâp (2.6 - 2.8)

+ Thành phân của axit fulvic:

C: 40 - 52% H: 3,5 - 5% O:40-48§% N: 2,4%

Hàm lượng các nguyên tổ tro: 7 - 10%

+ Tính chất cơ bản của axit fulvie: Axit fulvie ngưng tụ kém, độ phân tán cao, khả năng di động lớn, tính chua cao Axit fulvic có khả năng hấp phu cation cao nhờ

có nhóm định chức - COOH và - OH

So sánh giữa 2 nhóm axit humie va axit fulvic thi thay axit humie có nhiều ưu

điểm hơn: ít chua hơn khả năng cải tạo kết cầu đất tốt hơn ít bị rửa trôi hơn Vì vậy

dé đánh giá chát lượng mùn người ta xây dựng chỉ só C.H/C.F (lượng cacbon của axit humic trên lượng cacbon của axit fulvic) Nếu tỉ số này > 1 là mùn có chất lượng tốt Ngược lại là mùn có chất lượng xấu

- Humin: Humin là tổ hợp được cấu thành bởi liên kết giữa các axit humic, axit fulvie và các khoáng sét trong đất Humin có màu đen, không tan trong dung dịch kiềm, có phân tử lượng lớn và rất bền vững trong đát, cây trồng không sử dụng được Tuy nhiên nó có tác dụng trong việc hình thanh két cau dat Mùn trong đất TT —h,

Chất hòa tan Chất không hòa tan

Trang 19

2.1.4 Vai trò của chất hữu cơ và mùn trong đất

- Dat có nhiều chất hữu co va chat mun thì khả năng giữ nước lớn, hạn chế được quả trình rửa trôi

- Dat giàu mùn có khả năng điều hòa nhiệt độ trong đát, tránh thay đôi nhiệt

độ một cách đột ngột làm ảnh hướng đến cây

- Mùn có khả năng liên kết với các keo sét tạo nên kết cầu bền vững và làm đất tơi xếp

- Đất giàu mùn có tính đệm cao nên pH đất ít bị biến động, đảm bảo các phản ứng hóa học và oxy hóa khử xảy ra bình thường, không gây hại cho cây trồng

- Hợp chất mùn chứa được khoáng hóa từ từ và thường xuyên tạo thành các

chất khoáng N, P, K, Ca, Mg, S, vi lượng, trong đó N đặc biệt cao

- Quá trình phân giải mùn tạo ra nhiều CO2 rất cần thiết cho cây trồng trong quá trình quang hợp

- Phức hệ keo sét-mùn là phức hệ điều tiết thức ăn quan trọng nhất của đất đối với cây trồng Mùn tăng cường hiệu lực phân khoáng với cây trông

- Keo mùn kết hợp với lân tạo thành phức hệ lân - mun, dé dàng giải phóng lân cho cây sử dụng (ngay cả trên đát giàu Caa+, Fes+, Als+ có khả năng giữ chặt lân)

Keo mùn cũng ngăn chặn hiện tượng giữ chặt Kali trong đất

- Chất hữu cơ và mùn có chứa một số chất kích thích sinh trưởng và chất

kháng sinh chồng bệnh cho cây tròng

2.2 ĐỘ PHI DAT

2.2.1 Khái niệm về độ phì của đất

Độ phì nhiêu của đất là khả năng của đất đảm bảo được những điều kiện thuận lợi và thích hợp cho cây trong đạt năng suất cao, ôn định và những quân xã sông trên đất và trong đất phát triên hài hòa, bền vững

Độ phì của đất mới chỉ nói lên khả năng mà khả năng đó có trở thành hiện thực hay không không chỉ phụ thuộc vào động thái của độ phì mà còn phụ thuộc vào sự lao động sáng tạo của con người

2.2.2 Sự phát sinh và phát triển của độ phì đất

Độ phi của đất luôn gắn chặt với hoạt động của sinh vật Trong sự hình thành

độ phi dat sinh vật có vai trò quyết định

Trang 20

bản chất quá trình hình thành đất Nhờ vòng tuần hoàn này mà các chất dinh dưỡng khoáng được tách ra khỏi vòng tuần hoàn đại địa chất và tích luỹ lại cho dat Cùng với sự tích luỹ sinh học này, sinh vật còn cung cấp chất hữu cơ cho đất, một nhân tố

mà ngoài sinh vật, không có một đối tượng nào có được Sự có mặt của chất hữu cơ và đặc biệt là đạm trong đất đã làm cho mâu chất và đất thay đổi về mặt của chất

Sinh vật sinh sống trên đất càng ngày càng phong phú và phức tạp thêm Theo chiều hướng như vậy, đất càng ngày càng được hoàn thiện theo nguyên tắc từ thô sơ đến phức tạp

Sự hình thành và phát trién của độ phì đất luôn gắn liền với sự hình thành dat

Đất được hình thành do 6 nhân tố: đá mẹ sinh vật, địa hình, khí hậu thời gian và sự

tác động của con người Cũng thông qua những nhân tố đó mà độ phì ‹ đất được hình thành Trong quá trình hình thành độ phì đất, các nhân tố đó đều có tâm quan trọng ngang nhau, không thê thiếu hoặc coi nhẹ bat kì một nhân tố nào

Cũng như vậy, nhân tố này không thé thay thế bằng nhân tố khác Chăng hạn khi bón đạm cho đất, ta thấy năng suất cây trông cao, nhưng năng suất đó không thé tang mãi theo sự tăng của đạm, mà không chú ý tới những nhân tố khác.Tuy nhiên,

các nhân tố về độ phì đất luôn luôn có sự quan hệ lẫn nhau và tác động vào đất một

cách đồng thời Dat không thê gọi là tốt néu thiếu nước chăng hạn, mặc dù nó rất giàu dinh dưỡng khoáng, mùn, không khí, nhiệt

Cùng với sự phát triên của xã hội loài người, đất ngày càng được sử dụng triệt

đề Thông qua sản xuất con người tác động vào đất, làm thay đôi độ phì của nó và biến nó thành độ phì hữu hiệu độ phì nhân tạo Độ phì của đất thay đổi ra sao là phụ thuộc vào trình độ sản xuất chủ quan của con người, nhưng theo quy luật chung của sự vận động vật chất, cái sau phải hơn cải trước

2.2.3 Phân loại độ phì nhiêu của đất

Khi nghiên cứu địa tô của nông nghiệp Các Mác đã phân tích sâu sắc và toàn diện độ phì nhiêu của đất Các Mác chia độ phì nhiêu của đất ra làm các loại sau:

2.2.3.1 Độ phì nhiêu thiên nhiên

Là độ phì được tạo ra trong quá trình hình thành đất do tác động của các yếu tố tự nhiên, hoàn toàn không có sự tham gia của con người hay nói cách khác nó là độ phì sẵn có của đất, gan liền với các yêu tó hình thành đát (Ví dụ: Đất hình thành trên đá mẹ giàu kiềm thì đất sẽ giàu kiềm)

Độ phì nhiêu này phụ thuộc vào thành phản, tính chất của đá mẹ và các yếu tố

tham gia vào quá trình hình thành đất; ngoài ra còn phụ thuộc vào những quá trình lý

hoá học, sinh học xảy ra trong đất Độ phì tự nhiên là tính chất đặc trưng tự nhiên của

bat kỳ một loại đất nào chúng chỉ khác nhau ở mức độ cao hay tháp

Độ phì nhiêu thiên nhiên của một loại đất có thê được chia làm 2 loại

* Độ phì nhiêu tiềm tang: La mot phan của độ phì tự nhiên mà cây trồng tạm thời chưa sử dụng được đề sinh trưởng phát triên và tạo ra năng suất Nếu ta nam vững được tính chất dat và biết được lý do kìm hãm thì ta có thê dùng các biện pháp khoa học tác động vào để chuyên thành độ phì nhiêu hiệu lực cho cây tròng

Vi du: dat lay thut rất giàu mùn và đạm, nhưng do quá chua nên cây tròng không sử dụng được nhiều, nếu ta bón vôi, rút nước phơi ải thì sẽ làm cho phan ma cây trồng không sử dụng được ấy thành độ phì nhiêu hiệu lực

Trang 21

dé tiêu đối với cây Ở đất trồng trọt, độ phì nhiêu hiệu lực phụ thuộc rất lớn vào kỹ thuật canh tác, trình độ phát triên khoa học kỹ thuật và chế độ xã hội là tông biểu hiện của độ phi tự nhiên và độ phì nhân tạo Hai loại độ phì này có thé chuyén hoa

cho nhau tùy thuộc vào loại cây trồng, yếu tố con người

Ví dụ: lân ở trong đất là yếu tô khó tiêu đối với nhiều loại cây trồng nhưng với

cây họ đậu nó lại là yếu tố dễ tiêu

Đây là độ phi tng sé = phan dé tiéu + phản không dễ tiêu

2.2.3.2 Độ phì nhân tạo

Là độ phì được hình thành do canh tác, bón phân, cải tạo đất, áp dụng kỹ thuật nông nghiệp luân canh, xen canh của con người

Độ phì nhân tạo cao hay thấp còn phụ thuộc vào lực lượng sản xuất, quan hệ san xuất, trình độ khoa học kỹ thuật và chế độ chính trị xã hội

Trong thực tế trên cùng một mảnh đất khó có thể phân biệt đâu là độ phì tự

nhiên và đâu là độ phì nhân tạo, mà có thé nói thời gian canh tác đất càng lâu, kỹ thuật canh tác càng hoàn thiện thì tính chất ban đầu của độ phì tự nhiên càng giảm và

tính chất độ phì nhân tạo tăng lên

2.2.3.3 Độ phì nhiêu kinh tế

Không đánh giá bằng năng suất cây trồng như độ phì nhân tạo và độ phì tự nhiên mà đánh giá bằng năng suất lao động, hiệu quả quá trình sản xuất, giá thành sản phâm |

Do đó, đề đánh gia loai dat dễ làm hay khó làm, dễ canh tác hay khó canh tác Ví dụ: Vùng trũng phải bơm nước nhiều, vùng khô han néu trông lúa thì phải thường xuyên bơm nước, do đó tốn kém nhiều

Độ phì nhiêu kinh tế phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên và xã hội nhất định, phụ thuộc vào trình độ quản lý kinh tế, mức độ phát triên của lực lượng sản xuất, của khoa học kỹ thuật và quan hệ sản xuất xã hội

Một loại đất tốt chưa hăn đã cho năng suất cao, mà nó còn phụ thuộc vào: đầu ra của sản phâm, cơ ché chính sách, trình độ quản lý kinh tế, phân công lao động của người sử dụng đất

2.2.4 Các chỉ tiêu và cách đánh giá ` về độ phì của đất 2.2.4.1 Các chỉ tiêu về độ phì của đất

Độ phì nhiêu của đất là một khái niệm hết sức phức tạp Nó phụ thuộc một cách rất tong hợp vào các yếu tố gây nên độ phì Mặt khác nó còn phụ thuộc vào từng loại cây trông Một loại đất nào đó, không thê là tốt cho tát cả mọi loại thực vật hoặc cũng không thê xấu cho mọi loại thực vật

Với quan điểm như vậy, độ phì nhiêu của đất cuối cùng phải được đánh giá bằng năng suất cây tròng Tuy nhiên, cũng có thê tìm được những chỉ tiêu chủ yếu về độ phì của dat:

- Có đây đủ chất dinh dưỡng và những chát dễ tiêu cho cây trồng

- Độ ẩm thích hợp (phụ thuộc rất nhiều vào loại cây trồng)

- Tính chất nhiệt thích hợp

- Chế độ không khí thích hợp cho hoạt động của rê thực vật và vi sinh vật đất,

thường khoảng 50 - 65% thê tích đất là phù hợp cho nhiều loại cây tròng - Trong đất không có chất độc hại cho cây

- Độ dày lớp đất và độ tơi xốp có đủ cho bộ rễ của cây phát triên bình thường 2.2.4.2 Cách đánh giá độ phì của đất

- Can cứ vào sinh trưởng, phát triển và nang suất cây trong

Trang 22

tình trạng độ phì của đất đai Nếu đất tốt, tức là độ phì nhiêu cao khiến cho cây mọc khoẻ, chống chịu sâu bệnh và điều kiện ngoại cảnh bất lợi, cuối cùng sẽ cho năng suất cao Ngược lại đất xấu cây sẽ mọc kém, sinh trưởng chậm, để bị sâu bệnh và

cho năng suát tháp

- Căn cứ vào hình thái và phẫu diện đất:

Đây là một căn cứ quan trọng đề đánh giá độ phi dat Chúng ta có thê sử dụng các chỉ tiêu sau khi quan sát hình thái đất đai và phâu diện đất

+ Địa hình: Bằng phăng va it bi chia cắt thì tốt hơn dốc và gò ghé

+ Độ dày: đất càng dày càng tốt, cây dài ngày và rễ ăn sâu thì đất dày trên 80

cm

+ Mau sac: Xam den, đen hoặc đỏ sẽ tốt hơn màu xám sáng, vàng hoặc trắng + Độ xốp: Đất xóp thì có kết cầu và ngược lại

+ Mức độ đá lần: Nhiều đá lẫn cơ bản là không tốt

+ Khả năng tưới tiêu: Chủ động nước tốt hơn không chủ động nước

+ Kết von, đá ong: Càng nhiêu và tầng kết von đá ong nông càng không tốt + Đất nhiều phân giun là đất tốt

- Sử dụng một số thí nghiệm đề kiểm chứng kết qua danh giá

- Trong một số trường hợp cụ thê cần phải có sô liệu đánh giá độ phì tuyệt đối chính xác người ta thường bố trí thí nghiệm đồng ruộng cho những đối tượng cây trồng đang phổ biến trên vùng đát đó Kết quả thí nghiệm có tác dụng kiểm chứng lại kết quả đánh giá mà ta đã có thông qua 3 khối đữ liệu căn cứ ở trên 2.2.5 Các biện pháp nâng cao độ phì đất

Làm tăng độ phì đât là rất cân thiết và con người hoàn toàn có thê gây những tác động tích cực, song cần phải có đầy đủ tri thức vẻ đất, về cây tròng dé nhận thức được những quy luật phát triên của chúng

Các nhân tó ảnh hưởng đến sinh trường và phát trién của thực vật có tâm quan trọng như nhau song tùy điều kiện cụ thê của đất, yêu cầu của cây trồng mà người sử dụng dat phải tìm ra những nhân tó chủ đạo đề sự tác động vào đât có hiệu quả nhất

Vi du: Trong những vùng khô hạn, việc tưới nước cho đất là cần thiết hơn ca, hoặc bằng cách nào đó làm tăng cường độ âm cho đất Ở những vùng đất bạc màu, thì việc bón phân chiếm vi tri hang dau Tuy nhiên bón phân gì là hiệu qua nhát, đây lại là vấn để phụ thuộc vào sự hiểu biết về tính chat đất Đất đồi trọc, nhiều nơi không phải do thiếu chất dinh dưỡng mà cây trồng không lên được mà do thiếu nước, nhiệt độ và biên độ nhiệt độ đều quá cao Trong những vùng này việc trồng những loại cây họ Đậu có khả năng chịu hạn cao, tốc độ sinh trưởng lớn là điều có ý nghĩa Sau khi đã có thực vật che phủ bề mặt, đất sẽ đủ độ âm, chế độ nhiệt thích hợp, lúc đó mới đưa cây mục đích vào đề trồng, khả năng sinh sống và phát triển của cây trồng sẽ cao hơn rất nhiều

Trong những năm trước đây một số người đã quan niệm chưa chuẩn, họ nóng vội, muôn nhanh chóng có rừng đê phủ xanh đất trong đồi trọc Họ đã chặt trắng toàn

bộ những khu vực mà ở đó có thê phục hồi nếu nó được khoanh nuôi bảo vệ dé trồng

vào đó những loài cây nhập nội như Bạch đàn, Thông, Keo Một khu rừng dù nghèo kiệt nó vân còn là hệ sinh thai rừng, đất đai ở đó vân mang tính chất đát rừng Nếu đem chặt trắng phơi đất dưới năng mùa hè của vùng nhiệt đới như nước ta, nhiệt độ buổi trưa có thê lên đến 40oC, đát trở nên khô kiệt, thật khó có thể tìm được loài cây

nào chịu đựng được hoàn cảnh như vậy đề tôn tại, chưa nói tới sinh trưởng và phát

Trang 23

Con người có thé tác động một cách có cơ sở và chủ động tới các mặt nhiệt độ, độ âm, dinh dưỡng khoáng, cau tric, thé oxy hóa khử của đất Có rất nhiều biện

pháp tác động vào đất dé nâng cao độ phì của nó: làm đất, bón phân, làm thủy lợi,

chế độ canh tác

Khi làm đất, phải xem xét thành phần cơ giới, độ âm, độ chặt, yêu cầu của cây trồng đề á áp dụng biện pháp làm đất thích hợp Xác định đúng thời kì "đất chín" đề làm đất là tốt nhất Ở thời điểm nay, việc làm đất không những không làm hại kết cầu đất mà còn tạo ra kết cấu tốt cho đất

Bon phan cho dat dé nang cao năng suất cây trồng và nâng cao độ phì đất là công việc quen thuộc và đã thành tập quán của hàu hết các dân tộc trên thế giới Tuy nhiên, bón như thế nào? loại gì? vào thời kì nào? liều lượng bao nhiêu? kết hợp với các phân bón khác cũng như các nhân tố khác ra sao là ván đề rất quan trọng trong việc nâng cao năng suất cây trồng va cai tao dat Đối với những loại đất sét, bí

chặt, việc bón phân hữu cơ để cải tạo về mặt độ xốp, kết cầu của đất, chế độ nhiệt và từ đó sẽ có một loại các quá trình khác được cải thiện sẽ có hiệu suất cao

Nước là một chỉ tiêu quan trọng đề đánh giá độ phì của đất Thiếu nước thi du

đất có đủ chát dinh dưỡng, cây cũng không sử dụng được nhưng thừa nước sẽgây thiếu oxy, giảm thế oxy hóa khử, tăng cường sự độc hại, thực vật cũng không sinh trưởng và phát triên được, thậm chí sẽ chết Bởi vậy, phải xem xét yêu cầu về nước của thực vật, sự chu cấp nước của đất ma tim ra những giải pháp có hiệu quả Nếu thiếu nước, phải tiến hành tưới hoặc trồng cây che phủ, hoặc dùng các vật che phủ, hoặc làm đất hợp lí, hoặc đào kênh dân nước Ngay cách tưới nước cũng cần được nghiên cứu Nên tưới thầm hay tưới bằng giàn phun, hay tưới nhỏ giọt

Chế độ canh tác: luân canh, xen canh, nông lâm kết hợp sử dụng đất theo chu kì là những biện pháp canh tác được sử dụng nhiều trong nông lâm nghiệ Việc chọn ché độ canh tác thích hop, nang suat lao động sẽ cao, đất sẽ được cải thiện

Việc chặt phá rừng, đốt nương làm tây có tác dụng phá hoại đất rất lớn Trước hết, nó phá vỡ môi trường sinh thái mà dat von tồn tại Từ đó dẫn tới sự phá hoại các tính chất của đất: kết cấu đất bị phá vỡ, quá trình rửa trôi xói mòn tăng cường, hàm lượng mùn vàchát dinh dưỡng giảm

Nói chung các biện pháp đê nâng cao độ phì đất rất phong phú, đa dang Khi tiến hành cải thiện độ phi dat, nhat thiết phải hiệu biết về đất, về cây trồng, về biện pháp sẽ áp dụng Và việc cải thiện độ phì của đất phải luôn luôn thường trực trong sự suy nghĩ và hành động của những ai có những tác động vào đất Bởi vì đất có một cuộc sóng sôi động Đát là tài sản vô giá, đặc biệt của nhân loại Cuộc sóng được sinh ra từ đất

3.HÓA HỌCĐÁT - ¬ -

3.1 THANH PHAN HOA HOC VA CHAT DINH DUONG TRONG DAT

Đến nay, người ta da tim thay trong đất trên 45 nguyên tó hóa học nằm trong các hợp chất vô cơ, hữu cơ và vô cơ - hữu cơ Vỏ Trái Đất cũng như trong đất có 4 nguyên tố chiếm tỷ lệ lớn nhất là O, Si, Fe, AI Hai nguyên tổ là N va C 6 trong dat

và có trái đất chênh lệch nhau khá nhiều (Bang 3.1 )

Trang 24

Bảng 3.1 Hàm lượng một số nguyên tô hóa học trong đất và vỏ trái đất (%) Nguyên tố | Võ trái đất| Dat Nguyên tố| Vỏ trái đất Đất Oo 47,2 49,0 Mg 2,10 0,63 Si 27,6 33,0 C 0,10 2,00 AI 8.8 7,13 S 0,09 0,08 Fe 5,1 3,80 P 0,08 0,08 Ca 3,6 1,37 cl 0,04 0,01 Na 2,64 0,63 Mn 0,09 0,08 K 2,60 1,36 N 0,01 0,1

Thực tế trong cây cũng có chứa tất cả các nguyên tó hóa học tự nhiên, nhưng cây chỉ cần l6 nguyên tố đề tăng trưởng tốt, gọi là các nguyên tó dinh

dưỡng

Có 3 nguyên tố C, H và O có nguồn gốc từ không khí và nước (»gười ta gọi là nguyên tó vũ trụ), còn lại 13 nguyên tố do đất cung cấp, cho nên gọi là các chất dinh dưỡng của đất và được chia ra:

- Những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng là những nguyên tố có hàm lượng trong cây từ 2-30g/kg chất khô, gồm 6 nguyên tổ là:

+ Các nguyên tố dinh dưỡng chính là: N, P, K + Các nguyên tố dinh dưỡng thứ yếu là: Ca, Mg, S

- Những nguyên tô dinh dưỡng vi lượng là những nguyên tố có hàm lượng trong cây từ 0,3-50mg/kg chất khô, gồm 7 nguyên tổ là: Fe, Zn, Mn, Cu, B, Mo, Cl

- Một số nguyên tô như: Na, Si, Co, Al, Va, P b chỉ có lợi cho một số cây

(ví dụ: Na can đối với cây lấy củ, Sỉ cần đối với cây lúa, AI cần đối với cây ché, Co

Trang 25

Bảng 3.2 Các dạng ion cây hấp thụ TT | Nguyên tổ | Cây hút ở dạng TT | Nguyên tổ Cây hút ở dạng 1 H H20 10 | Fe Fe2t 2 Cc CO2 11 | Mo Mo042" 3 |O O2, CO2, HO 12 | CI cr 4 |N Noy vanny* | 3 [8 BO3”-, Ba Oz2- 3P H2POx- và HPOaZ- | l4 | Mn Mn2* 6 K KỶ 15 | Zn zn?† 7 S SOa2Z” 16 | Cu Cu2† § Ca Ca2† 17 | Na Nat 9 |Mg Meet 3.1.1 Các nguyên tổ đa lượng chính trong đất 3.1.1.1 N (đạm)

* Ham lượng: Hàm lượng đạm tổng số trong các loại đất Việt Nam khoảng 0,1 -0.2%, có loại < 0.2% như đất xám bạc màu

* Các dạng đạm trong đất

- Dam tong số trong đất có khoảng 95 % ở dạng hữu cơ và 5 % ở dạng vô cơ - Dam dé tiêu gm NHs+, NOs - có thê cung cáp trực tiếp cho cây

- Đạm thủy phân tồn tại trong một só hợp chất có thê thủy phân đề chuyên

thanhNHs-, NOs -

- Đạm ở dạng hữu cơ phức tạp rất khó phân giai, dudi tac dung của vỉ sinh vat phân giải sau một thời gian dài mới chuyên thành NH4-, NOa

Ngoài ra, trong đất còn chứa một lượng lớn khí N: trực tiếp cung cấp cho vi

sinh vật có định đạm trong đất

3.1.1.2 P (photpho - lan)

* Hàm lượng: Lân tong số trong dat Viét Nam khoang 0,03 - 0,2 % Dat giàu P tong số nhất là đất nâu đỏ trên đá bazan, tiếp đến là dat nau đỏ trên đá vôi nghẻo

nhất là đất xám bạc màu

* Các dang lân trong đất

Trang 26

- Lân hữu cơ: Lân hữu cơ là lân liên kết với chất hữu cơ Đó là những hợp chất trong cơ thê sinh vật Do đó trong đất nhiều mùn, lân hữu cơ nhiều hơn lân vô cơ Sự chuyên hóa P hữu cơ trong đất còn ít được nghiên cứu Chủ yếu là do vi sinh

3.1.1.3 K (kali)

* Hàm lượng: Hàm lượng K trong dat cao hon nhiều so với N và P Trong quá trình hình thành đất hàm lượng K có xu hướng giảm dân (trừ vùng đất khô hạn) Ở Việt Nam hàm lượng K trong đất 0.5 - 3 %

* Các dạng K trong đất

- K hoa tan trong nước: Tôn tại trong dung dịch đất dưới dạng K~, cây sử dụng trực tiếp loại này

- K trao đổi: Là ion K- trên bề mặt keo đất Sau khi được một ion khác thế chỗ thì nó đi vào dung dịch đất, trở thành K hòa tan K hòa tan và K trao đổi là 2 loại kali

dễ tiêu đối với cây tròng

- K ở dạng bị giữ chặt: Do một số lực tác dong ma cae ion K+ chui vào trong khe hở của các khoáng sét, mất khả năng trao đôi với các ion khác Tuy nhiên khi có điều kiện chúng có thẻ được giải phóng đề cung cấp cho cây, nên được gọi là K chậm

tiêu

- K trong các khoáng vật nguyên sinh: Các khoáng vật có chứa K bị phong hóa sẽ giải phóng K

3.1.1.4 Ca và Mg (canxi và magie)

* Hàm lượng Ca và Ág: Đất vùng khô hạn và bán khô hạn có hàm lượng Ca và Mg khá cao, có thê 4 - 5 %, Dat ving nhiệt đới âm như Việt Nam hàm lượng Ca và Mg chỉ 0.2 - 0.4 %

* Các dạng Ca và Mg trong dat

Ca và Mg có trong khoáng vật canxit, đôlômit Khi phong hóa các khoáng vật đó thì canxi và magie được giải phóng dudi dang Ca(HCO3)2, Mg(HCOs)2, CaCOa, MgCOs Canxi và Magie ở dạng hấp phụ trên bề mặt keo đát là Ca›- và Mg2+, ở dạng này nhiều sẽ làm cho đất có phan ứng trung tính hoặc kiềm yếu Phân lớn đất đôi núi nước ta Caz+ và Mga2+ bị rửa trôi nhiều nên đát thường chua

3.1.1.5 S (lieu huỳnh)

Trang 27

vùng nhiệt đới ít hơn

* Các dạng S trong đát

S trong đất tồn tại dưới dạng hữu cơ và vô cơ S hữu cơ là S liên kết với các chất hữu cơ S vô cơ có trong các khoáng vật, khó tan, ở dạng SO42- và S2- hòa tan, ở dạng ion SO42- trao đôi Cây hút S ở dạng SO42 lon này được hình thành trong dung dịch đất do tác dụng khoáng hóa S hữu cơ, sự hòa tan các muối sunphat hoặc quá trình oxy hóa các hợp chất S›

3.1.2 Các nguyên tố vi lượng chính trong đất

Những nguyên tố dinh dưỡng vi lượng là những nguyên tố có hàm lượng

trong cây từ 0,3-50mg/kg chất khô, gồm 6 nguyên t6 1a: Fe, Zn, Mn, Cu, B, Cl

Các nguyên tố vi lượng trong đất có nòng độ rát tháp (<0,001%) nhung rat can thiết

cho sinh trưởng thực vật, đặc biệt là quá trình trao đổi chất Những yếu tố ảnh hưởng

đến hàm lượng nguyên tố vi lượng trong đất là thành phân khoáng vật của đá mẹ, thành phần cơ giới đất, hàm lượng mùn, chế độ canh tác và phân bón

Bảng 3.3 Hàm lượng các nguyên tô vỉ lượng trong một sô loại đât Việt Nam

(mg/Ikg dat khô)

Loai dat Sr v Cr Mn |Co |Ni |C Zn |B Đất nâu đỏ Bazan 706 168 108 1843 | 35 125 | 59 99 19 (n=25) Đất nâu đỏ đá vôi 307 196 105 1709 |36 117 | 87 23 58 (n=12) Đất đỏ vàng đá sét 287 170 99 390 |21 4I |7 71 31 (n=56) Đất vàng nâu phù sa cổ 215 123 73 123 10 18 |17 52 53 (n=22) Đất mùn vàng đỏ trên 182 | 234 124 | 832 | 33 69 | 45 52 92 nui (n=10) Dat min trên núi cao 152 |139 26 81 10 |14 |20 |20 /11 (n=15)

(n là số mẫu phân tích) Theo Vũ Cao Thái

Nguyên tó vi lượng trong đát tồn tại ở nhiều dạng như dạng hữu cơ và vô cơ Các nguyên tổ vi lượng nằm trong thành phân chất hữu cơ của thực vật khi phân giải sẽ được giải phóng Đây là dạng có tính đê tiêu khá cao

3.1.3 Những nguyên tố phóng xạ trong đất

Trang 28

Theo V.I.Baranov, N.T.Morodov, (1966) bao gồm 3 nhóm:

- Những nguyên tố phóng xạ quan trọng: Như U, Ra, Th Những sản phâm trung gian của sự phân hủy của những chất này có thê là những chat ran, khi

Những đồng vị quan trọng nhất trong nhóm này là: **U; *U; 7? Th; 7Ra; ?°Ra, Những đồng vị này liên quan đến sự hình thành thái dương hệ

- Những đồng vị của những chất hóa học thông thường, Ví dụ: : °K; "Rb; *%Ca;%5Zn; v.v Quan trọng hơn cả trong nhóm này là Kali; nó có tác dụng lớn và rộng nhất trong các nguyên tố phóng xạ tự nhiên

- Những đồng vị phóng xạ được tạo ra trong khí quyền dưới tác dụng của các

loại tia sáng, các tia có năng lượng cao với khí quyền Vidu: Heli (3H), Berili (7Be, 10Be) va Cacbon (14C)

Những chất phóng xạ tự nhiên cơ bản tôn tại ở dạng đồng vị bền vững, có chu kỳ bán hủy rất lớn (108 - 1010 năm) Trong quá trình phân huỷ, chúng phóng ra nhitng tia anpha, beta va gama

3.1.3.2 Chất phóng xạ nhân tạo

Những chất phóng xạ nhân tạo trong đất có nguồn gốc từ những vụ nô hạt nhân, từ những nhà máy điện nguyên tử, từ những nguồn năng lượng nguyên tử khác mà conngười đã sử dụng Trong đất có thành phần cơ giới nhẹ, ít mùn, những đồng vị phóng xạ đê đi vào thực vật hơn so với trong đất có thành phan cơ giới nặng, nhiều mùn Sự xâm nhập của “Sr vào thực vật sẽ giảm di trong đất trồng trọt có bón vôi và các loại phân bón

3.2 KEO DAT VA KHA NANG HAP PHU CUA DAT 3.2.1 Keo dat

3.2.1.1 Khai niém

Đất gồm thé ran, thé long va thê khí Thành phần rắn của đất bao gồm nhiều hạt có kích thước khác nhau Keo đất là những hạt ở trạng thái phân tán 1 - 100 nm

Do kích thước hạt keo quá nhỏ như thé nén ching thường lơ lửng trong dung dịch, có thé chui qua giấy lọc thường và chỉ quan sát được cầu tạo của chúng qua

kính hiền vi điện tử

3.2.1.2 Cấu tạo của keo đất

+ Nhân keo: Nhân keo được cấu tạo bởi các phần tử vô cơ hữu cơ tạo thành

Trang 29

nhân silicat, oxyt Fe, AI keo hữu cơ có nhân là axit humic, axit fulvic, protit hoặc

xenlulo

+ Lớp điện kép: Bao bọc quanh nhân keo, bao gồm 2 lớp lớn mang điện trái dấu Tầng nằm sát nhân gọi là tang ion tạo điện thé (tang ion quyết định thé hiệu) Lớp ion ngoài mang điện trái dấu với tang ion tạo điện thế gọi là lớp điện bù Đa số ion của lớp điện bù nằm sát tầng ion quyết định điện thế gọi là tầng ion không di chuyền Những ion còn lại nằm xa cách tầng ion quyết định thế hiệu rất linh động gọi là tầng ion khuếch tán.Dựa vào điện tích của lớp ion quyết định thế hiệu người ta chia các hệ thống keo thành keo âm, keo dương hoặc keo lưỡng tính

Lớp điện bù lon khuếch tan Lớp điện kép Micel keo Hạt keo lon quyết định Vị lạp

Hình 3.1 Sơ đồ cấu tao micel keo (theo Goocbunop)

Đa số keo đất là keo âm có tang ion quyết định thế điện mang điện âm Keo âm chứa các cation ở lớp khuếch tán có thê trao đôi với các cation khác ngồi mơi

trường

3.2.2 Khả năng hấp phụ của đất

Hap phụ là đặc tính của đất có thê thu giữ các chat (ran, long, khi) lam thay đôi nong độ hoặc số lượng của các chat dy trên bê mặt dat Trong đất có chứa nhiêu hạt đất kích thước càng nhỏ, sẽ có tỷ diện lớn, năng lượng bê mặt lớn thì khả năng hấp phụ cao

Như vậy keo đất là cơ sở tạo ra sự háp phụ của đất, đất càng nhiều hạt keo thì khả năng hấp phụ càng cao Khả năng hấp phụ của dat sét bao gid cing > dat thit > đất cát

Khả năng hấp phụ của đất cao hay thấp phụ thuộc vào hàng loạt các tính chất lý, hóa học, sinh học của môi loại đất, phụ thuộc vào hàm lượng và bản chất keo đất, phụ thuộc vào thành phần cơ giới và nồ ng độ ion trong dung dịch bao quanh keo v.V

3.2.2.1 Hấp phụ sinh học

Trang 30

biến thành những chất hữu cơ không bị nước cuốn trôi Khi cây chét dé lai chất hữu cơ trong dat

Chát hữu cơ này lại được vi sinh vật phân giải đề tạo thành chất dinh dưỡng

cho cay Vi sinh vat cé dinh dam cũng là hình thức hấp thụ sinh học

3.2.2.2 Hấp phụ cơ học

Hấp phụ cơ học là đặc tính của đất có thê giữ lại những vật chất nhỏ trong khe

hở của đất như những hạt sét, xác hữu cơ

Nhờ hấp phụ cơ học mà đã tạo ra các tâng khác nhau trong phâu diện dat Khi trời mưa, nhờ đất có khả năng hấp phụ cơ học nên các phân tử thô được giữ lại trên mặt, các phan tử nhỏ được đưa xuô ng dưới, tạo ra một tang d at ran chic nhờ đó

mà hạn chế được sự rửa trôi các chất dinh dưỡng và hạn chế được sự thấm nước

xuống tầng sâu của dat

Nhờ có hấp phụ cơ học mà người ta có thê dùng biện pháp lọc nước biên để làm muối, hoặc lọc nước đục qua một thùng cát đề lấy nước trong

Nhưng mặt trái của quá trình nay 1a: néu su hap phu nay quá nhiều sẽ làm cho đất bí, chặt, lý tính đất trở nên xấu đi, đồng thời gây ra lây lội cho đất

Nguyên nhân hấp phụ cơ học bao gôm: Kích thước khe hở nhỏ hơn kích thước vật chat Bo khe hở gỗ ghè làm cản trở sự di chuyên của vật chất Vật chất mang diện trái dầu với bờ khe hở nên bị giữ lại

3.2.2.3 Hấp phụ lý học (còn gọi là hấp phu phan ti)

Hap phu ly học được biéu thi bằng sự chênh lệch nồng độ các hợp chất trên bề mặt keo đất so với môi trường xung quanh

Nguyên nhân của hiện tượng hap phụ lý học trước tiên do các phân tử trên bề mặt hạt keo ở trong điều kiện khác với phân tử trong hạt keo do đó phát sinh năng lượng bê mặt

Năng lượng bẻ mặt phụ thuộc sức căng bẻ mặt và diện tích bề mặt Trong đất năng lượng bề mặt phát sinh ở chỗ tiếp xúc giữa các hạt đất với dung dịch đất

Vật chất nào làm giảm sức căng mặt ngoài của dung dịch dat sé tập trung vàomặt hạt keo đó là sự hấp phụ dương.Vật chất nào làm tăng sức căng mặt ngoài của dung dich dat thi bi day khỏi keo đất đề đi vào dung dịch đó là hấp phụ âm

Có 2 dạng hấp phụ lý học: hap phu đương và hap phụ âm

+ Hấp phụ mà làm tăng nồng độ các chát ấy trên bề mặt hạt đất gọi là hấp phụ dương V7 đụ: Đề làm giảm sự mất đạm trong quá trình ủ phân chuồng, thì người ta trộn đất bột với phân chuông đề ủ

+ Hấp phụ mà làm giảm nồng độ các chất ấy trên bề mặt hạt đ ất gọi là hap

phụ âm (ví dụ: các chất điện l¡ như Cl-, NO3-)

Su hap phụ lý học phụ thuộc vào:

Bản chất keo đát, kích thước hạt đất và tính chất các chất khí Các hạt đất càng nhỏ thì hấp phụ càng cao Đất càng khô thì sự hấp phụ càng lớn Nhiệt độ càng cao thì hấp phụ cảng yêu

Hấp phụ lý học chỉ hấp phụ được các chất khí, hơi nước và một số ion, nhưng khả năng hấp phụ không gióng nhau: Hơi nước > NH3 > CO2 > O2 >N2

Vi du: dat hấp phụ NHa sinh ra trong quá trình phân giải chất hữu cơ có chứa

đạm

3.2.2.4 Hấp phụ hóa học

Hấp phụ hóa học là sự hấp phụ đồng thời với sự tạo thành trong đất những muối không tan từ các muối dé tan Ban chất của hấp phụ hóa học là sản phâm của các quá trình hóa học xảy ra trong dat

Vi du: Na2 SO4 + CaC]2 CaSO4 + 2NaCl

Trang 31

Sự hấp phụ hóa học trong đất còn xảy ra giữa các ion hấp phụ trên bề mặt keo đất và các chát điện giải trong dung dịch đất: [KÐ]+ 2AIPO4

Đây là hiện tượng lân dê tan trong đất bị kết tủa (đặc biệt là ở những đất

giàu Fe3+, Al3+) lam nghéo lan để tiêu cho cây (ho ặc làm giảm hiệu lực của

phân lân) Người ta gọi hiện tượng này là sự “giữ chặt lân ” của đất

+ Tác dụng: Nhờ có hấp phụ hóa học mà các chat dé tan được giữ lại trong đất không bị rửa trôi khỏi đất Đây cũng là nguyên nhân tích lũy các chất trong đất như: AI, Fe, P, S, Ca trong đó có những nguyên tố có lợi cho cây trồng như P, Ca, S hoặc giảm được sự gây độc của một số nguyên tố như A1 chẳng hạn

+ Tác hại: Hiện tượng hấp, phụ hóa học của đất gây nên một số bát lợi, như làm tăng khả năng giữ chặt một sô chất dinh dưỡng, gây nên hiện tượng: hàm lượng chất tổng số trong đất cao nhưng chất dé tiêu vân nghẻo, cây tròng vân bị thiếu dinh dưỡng

3.2.2.5 Hấp phụ lý hóa học (hấp phụ trao đôi)

Là đặc tính của đất có thê trao đôi các cation và anion trên bề mặt hạt keo đất với các cation hoặc anion trong dung dịch dat lam thay đồi thành phần và nồng độ ion của dung dich dat -

Hiện tượng hấp phụ trao đôi ion này chỉ xảy ra ở keo đất khi có sự chênh

lệch nồng độ ion giữa bè mặt hạt keo và dung dịch đất bao quanh Vi du: như khi bón phân vào đất, hoặc khi có sự thay đôi độ âm của đất

Sự trao đổi ion xảy ra ở lớp ion khuếch tán của hạt keo đất Cation trên lớp ion khuếch tán sẽ được thay thế bởi cation trong dung dịch, anion trên lớp ion khuếch tán sẽ được thay thế bởi anion trong dung dịch -

+ Keo âm thì ở lớp ion khuếch tán sẽ là các cation, như vậy sự trao đôi

cation (hấp phụ cation) là do keo âm đảm nhiệm -

+ Keo đương thì ở lớp io n khuếch tán sẽ là các anion, như vậy sự trao đôi anion (hấp phụ anion) là do keo dương đảm nhiệm

— Trong đất do lượng keo âm chiếm tỷ lệ lớn nên hiện tượng hấp phụ trao đổi cation là chủ yếu

Hấp thụ cation xay ra ở keo âm Do keo âm chiếm đa số trong đát nên hấp phụ cation là chủ yếu Hấp phụ anion xảy ra đối với keo mang điện dương, song tỷ lệ keo đất mang điện không nhiều nên anion ít được hấp phụ trong đất

Khả năng hấp phụ của đất có vai trò quan trọng trong việc giữ dinh dưỡng và giải phóng chat dinh dưỡng cung cấp cho cây trồng

Dung tích hấp phu - CEC (T)

Dung tích hâp phụ của đất là tông số cation được keo đát hấp phụ, fíJ bằng läl/100g đất Ký hiệu: CEC hoặc T

Công thức tính: CEC = S + H Trong đó:

* CEC là dung tích hấp phụ (1đ1/100g dat)

* S là tổng số các cation kiém hap phy, phần lớn là các cation kiềm trao đôi

Ca2+, Mg2+, Kt, Nat, NH4+

* H là tông số các cation không kiềm háp phụ, chủ yếu là H+ và Al3+(con goi là độ chua thủy phân của đát)

Trang 32

CEC phụ thuộc vào bản chất của keo đất: Loại keo CEC (läl/ 100s keo) Fe(OH)3 vali ,, Al(OH)3 Rât bé Kaolinit 5-15 Monmorilonit 80 - 150 HÌNG 30 - 40 Axit mùn 350 - 500

CEC phụ thuộc tỷ số SiO2/R2O3: tỷ lệ càng cao thì CEC càng lớn.CEC phụ thuộc vào thành phân cơ giới đất: Đất có thành phần cơ giới nặng, giàu sét thì thường có CEC lớn

Chính vì vậy những chân đất sét thì có khả năng chịu nước, chịu phân hơn những chân đ át cát.CEC còn phụ thuộc vào pH môi trường: pH đất tăng thì CEC thường cũng tăng lên

3.3 PHAN UNG DUNG DICH DAT

3.3.1 Khái niệm và vai trò của dung dich đất 3.3.1.1 Khái niệm

Dung dịch đất gầm nước trong đất và chất hòa tan là các chất vô cơ, hữu cơ và hữu cơ - vô cơ có trong đất

Nước mưa khi đi qua khí quyên đã hòa tan một số khí như: Na, O›, CO›, NH: và cuốn theo một số chất như: muối, cát, bụi xuống đất Do đó nước mưa là một dung dịch Khi thấm vào đất nó lại hòa tan một số chất nữa nên nước trong đất được gọi là dung dịch đất Vậy đưng địch đất là nước trong đất có hòa tan một số chat Dung dịch đất quan hệ với đất giống như máu với cơ thê người

Chat hòa tan trong dung dịch đất gồm có: Cá: vó cơ: ở dạng hòa tan hay

dạng keo như: NO3-, NO2-, HCO3-, CO32-, PO43-, SO42-, C]- keo sét, keo silic, keo sắt, nhôm

Chất hữu cơ: các axit mùn, các chất sinh ra trong quá trình phân giải chất

hữu cơ như: axit hữu cơ axit amin, aldehyt rượu

Các chất hữu cơ - vô cơ: các muối của axit mùn, các liên kết mùn-sét, min

khoáng

- Các chất khí: CO2, O2, N2, NH3, H2S

Trang 33

luôn luôn được bô sung vào đất bởi các nguồn sau đây:

+ Do đá mẹ pho ng hóa, do nước mang nơi khác tới, do các chát được phân giải từ chất hữu cơ, do các chát hòa tan có sẵn trong nước mưa,

+ Do hàng năm con người bón phân vào dat

+ Do các ion hấp phụ trên keo đất chuyền vào dung dich dat

+ Do các chất mà thực vật và vi sinh vật trong quá trình sông đã thải vao dat

Dung dịch đất là một bộ phận linh hoạt của đất Nó tham gia trực tiếp vào

quá trình hình thành đất, vào các phản ứng lý học, hóa học, sinh học xảy ra trong đất; tham gia vào sự trao đổi chất dinh dưỡng giữa đất với cây và với vi

sinh vật đất

3.3.1.2 Vai trò của dung dịch đất

- Dung dich dat cung cấp một số chất dinh dưỡng cho cây trồng

- Nồng độ dung dịch đất ảnh hướng đến sự hút nước của cây Nếu bón nhiều phân hóa học hay đát ngập mặn thì áp suát thâm thấu của dung dịch đất tăng, cản trở

sự hút nước của cây

- Phản ứng của dung dịch đất ảnh hướng đến hoạt động của vi sinh vật, lý hóa tinh đất và dinh dưỡng của cây

- Dung dịch đất có chứa các cation và anion lam cho dat có tính đệm

- Dung dịch đất có chứa một số chất hòa tan có thê tăng cường quá trình phong hóa đá hình thành đất Ví dụ CO› trong nước làm tăng quá trình phong hóa đá

vôi: CaCOa + CO2 + HaO Ca(HCOa)2

3.3.2 Các đặc tính của dung dịch đất

3.3.2.1 Tính chua hay phản ứng chua của đất

Dat chua là đất có chứa một lượng H - và AI 3+ chúng có thê tồn tại ở ngoài dung dịch hay trên bề mặt keo đất Khi tồn tại ở ngoài dung dịch, chúng có ảnh hướng trực tiếp tới cây và vi sinh vật gây nên độ chua hoạt tính Khi H- và Als- hấp phụ trên bề mặt keo đất (độ chua tiềm tàng) không ảnh hướng trực tiếp tới cây trồng và vi sinh vật Chỉ khi các ion này được đây ra ngoài dung dịch đất mới có ảnh hướng tới cây trồng và sinh vật

Nguyên nhân gây chua đất

- Khí hậu nước ta là khí hậu nhiệt đới ẩm, nóng và mưa nhiều, mà các cation

Trang 34

bị rửa trôi, dân đến đất nghèo kiềm càng nhanh Đây là nguyên nhân chính làm cho đất chua

- Bản thân đất được hình thành từ những đá mẹ nghèo chất kiềm như: đất được hình thành từ đá maema acid, đá cát (thành phan của các loại đá này chủ yếu

la silic) Do đó, trong đất bị thiếu hụt chất kiềm và trở nên chua

- Trong quá trình hoạt động của minh, vi sinh vật đát, rê cây và các loài sinh vật khác không ngừng giải phóng CO: Khí này hòa tan trong nước thành H2COa có độ phân ly không lớn, nhưng nó là nguồn góc sinh ra ion H- chủ yếu trong dat

+ Vi sinh vật phân giải chất hữu cơ cũng tạo ra nhiều loại axit hữu cơ (đặc biệt

trong điều kiện yém khí có sự tham gia của nám) Đây là nguyên nhân chủ yếu gây chua ở các vùng trũng thuộc Nam Định, Hà Nam, Đồng Tháp

+ Một số vi sinh vật đặc chủng như vi khuẩn lưu huỳnh và vi khuẩn nitrat hóa có thê chuyên S thành H2SO4 và N thành HNO2: làm cho đất chua

- Các loại thảm thực vật khác nhau ảnh hướng đến tính chua của đất ở mức độ khác nhau Chăng hạn đát rừng lá kim thường chua hơn cây lá rộng Trong đất rừng rậm nếu có nhiều nắm hoạt động sẽ tạo ra nhiều axit fulvic làm đất chua thêm

- Do con người trong quá trình canh tác, con người đã bón phân vào đất: Phân hữu cơ: tạo ra acid hữu cơ gây chua đất; phân vô cơ: gây chua mạnh hơn

Ví dụ: Nếu bón liên tục các loại phân chua sinh lý như (NH4)zSO+4 hoặc KCI thì sau khi cây hút sẽ đề lại các gốc SOa-2 va Cl - tao thành các axit mạnh gây chua

đất

+ Chất hữu cơ ở trong dat bị phân giải tạo ra các axit hữu cơ làm cho đất chua Do đó bón phân chuồng nhiều sẽ gây chua đất Do đó phải bón phân chuồng kết hợp với bón vôi

+ Các cation kiềm và kiềm thô là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng hàng năm cây hút đi nhiều trong các san pham, vi vậy chúng bị thiếu hụt dan trong dat Do đó, trồng cây lâu ngày làm cho đát bị chua nếu không bồ sung

“Ảnh hưởng của độ chua đến các tính chất của đất và sinh vat dat:

- Độ chua ảnh hưởng trực tiếp đến đời sóng của cây và vi sinh vật dat: Phan lớn các loại cây và vi sinh vật đất đều ưa pH đất trong phạm vi trung tính Chỉ có một số Ít cây ưa mơi trường chua (pH = 4:4,5) như dứa, chẻ

Trang 35

của cây vì pH sẽ tạo ra môi trường sống mà phân lớn các loại cây trồng đều không thích môi trường chua nên khi đất chua thì ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triên, năng suất và thậm chí quá chua cây không sống được

Do đó, mục đích của việc xác định độ chua là đề bố trí cây trồng thích hợp khi

quy hoạch sử dụng đất vì môi loại cây chỉ thích hợp sống ở một môi trường pH nhất

định

- Độ chua ảnh hưởng đến tính di động của Ala- và Mns- trong đất: Ala- và Mns+ la 2 ion gây độc cho cây va vi sinh vật đất pH càng thấp thì Als+ và Mns+ di động càng nhiêu

Vi du: pH = 6.8 thì hàm lượng Alä+ là 2ppm, Mnz2+ là 2ppm Nhưng pH = 4 thi hàm lượng Als+ là 23 ppm và Mns+ là 27 ppm (Longnecker va Merkle, 1952)

- Độ chua của đất ảnh hưởng tới mức độ hòa tan của các dạng lân trong đất:

Môi trường trung tính thì lân dê tiêu được giải phóng với lượng cao nhất Nếu pH thấp thì Ala: + POsa- AIPO4 gây ra hiện tượng giữ chặt lân trong dat, lam cho cây trồng thiếu lân mặc dù lân tông số trong đất có thê nhiều

- Đất chua ảnh hưởng đến sự hoà tan của các nguyên tố vỉ lượng trong dat Phần lớn các nguyên tố vi lượng đất chua lại dễ tan (trừ Mo tan trong môi trường kiêm) Khi dễ tan thì nó lại dễ rửa trôi, cây không sử dụng kịp thời hết được Chính vì vậy làm cho đất chống nghèo nguyên tốt vi lượng (do đó, ở những vùng đất lầy thụt, đất chiêm tring, dat chua thì bón phân vi lượng hiệu quả rất cao, năng suất cây trồng tăng rõ rệt vì ở những nơi này các nguyên tố vi lượng bị rửa trôi nhiều)

- Độ chua của đất ảnh hưởng tới sự ngưng tụ của keo đất Đất chua sẽ làm cho keo đất bị phân tán, kết cau ctia dat bị phá vỡ và đất bi di chặt khi ngặp nước, dẻo quánh khi khô do đó làm cây sinh trưởng phát triền khó khăn

Do đó, bón vôi là cách nhanh nhất đê khử chua cho đất, đồng thời có thê điều

chỉnh pH đất theo ý muốn Mặt khác, bón vôi có thê huy động thức ăn bị dính chặt trong đất bằng 2 cách:

+ Làm cho các nguyên tố từ dạng kết tủa thành dạng dê hoà tan, cay hut dé dàng

Trang 36

Vi du: NH," bi dat giữ chặt, khi cây muốn hút được thì lực hút của cây phải lớn

hơn lực hút của keo đất Khi bón vôi vào [KĐjÙ: + Ca(OH); © [KĐƑ*” + 2NH,OH

Tuy nhiên, bón vôi phải kết hợp với bón phân vì nêu không kết hợp như thê thì đên những vụ sau sẽ không có cho cây hút nữa

3.3.2.2 Tính kiềm của đất

Phản ứng kiềm được hình thành do sự tích luỹ các ion OH trong đất Sự tích luỹ các ion OH- có thể do các nguyên nhân sau:

* Khí hậu: Khí hậu khô hạn lượng bốc hơi cao hơn lượng mưa làm cho các

muối khoáng chứa cation kim loại kiềm và kiềm thô được giải phóng ra trong quá trình phong hóa tích lũy lại trong đất và trong nước ngâm Đó là các cation: K-, Na, Ca:, Mg:, phân lớn chúng sẽ tác động làm sinh ra OH- làm cho đất bị kiềm hóa

+ Dat có chứa CaCOa (pH có thể lên tới 8) CaCO; + HạO + CO; a Ca(HCO;);

Ca(HCO;); + HạO = Ca(OH), + HCO;

+ Mùn chứa Ca”, Na”, KỶ và Mg”

{Mùn]Ca?” + HạO <» IMùn]2H'+Ca(OH);

+ Dat man hoac đât kiêm chứa Na;CO; (pH > 9)

Na;CO; + 2 HạO > H;CO: + 2 NaOH

* Đá mẹ: Đá mẹ macma bazơ và siêu bazơ chứa nhiều Ca, Mg, K, Na nén san phẩm phong hóa của chúng chứa nhiều chất kiềm

Đắt có phản ứng kiềm thì không phù hợp sự sinh trưởng và phát triển của cây

trồng Đặc biệt khi đất tích lũy nhiều Na+CO2 thì không những độc cho cây mà còn

làm lý tính đất xấu đi (dẻo, dính khi am; ran, cứng khi khô), dat dé mat mun, chế độ nước và không khí trong đất khó điều hòa, mùa khô dé bi hạn

Ở nước ta diện tích đất kiềm không đáng kể, chỉ có một ít ở Ninh Thuận mà

nhân dân tang hay gọi là đát "cà giang muối" hay "cà giang dầu", có đồm trắng hay

vệt đen khi khô

3.3.2.3 Tính đệm của đất

Trang 37

Ý nghĩa thực tế của phản ứng đệm

- Nhờ có tính đệm mà độ pH ổn định, thuận lợi cho đời sống cây trồng và Ít

ảnh hưởng đến các quá trình hóa học và sinh học trong đất

- Tính đệm của dat nói lên khả năng giữ chất dinh dưỡng của đất Tính đệm càng cao thì khả năng giữ chất dinh dưỡng của đất càng tốt thông qua khả năng trao đổi cation (đát sét giữ chất dinh dưỡng > dat thit > dat cat)

- Lúc xét liều lượng vôi bón cải tạo đất chua cân chú ý: Lượng vôi bón đề nâng lên 1 đơn vị pH ở đất có thành phần cơ giới nặng bao giờ cũng nhiều hơn đất có thành phần cơ giới nhẹ Đất có thành phân cơ giới nhẹ, ít mùn thì lượng phân vô cơ cần bón trong 1 lần bón phải giảm đi (vì nếu tính đệm thấp mà bón nhiều quá thì sẽ làm cho cây không thích ứng kịp, cây sẽ chết)

~- Muốn nâng cao tính đệm phải tăng cường bón phân hữu cơ hoặc có biện pháp làm tăng lượng keo sét cho các đất nhẹ như cày sâu, bón bùn ao, tưới nước phủ sa,

bón đất sét

3.3.2.4 Tính oxy hóa - khử

Trong đát có chất oxy hóa và chất khử nên quá trình oxy hóa - khử xảy ra phô biến Chất oxy hóa là chát nhận electron, chất khử là chất cho electron

Chúng hình thành cặp oxy hóa - khử có dạng: OX + ne Red

OX: chất oxy hóa, Red: chất khử, n: só e mà OX nhận đề hình thành Red

Electron không tồn tại ở trạng thái tự do nên một chất trong đất chỉ thê hiện

tính khử khi có chất oxy hóa nhận electron

Hệ thống oxy hóa - khử được ký hiệu là Redox

Các chất oxy hóa và chất khử trong đất Châtoxihóa |O2 | CO2 NO2.NO3 | SO42- PO43- Fe3+ | Mn3+,Mn4+ | Cu2+ Chât khử H2 |CH4.CO | NH3.N2 H2S PH3 Fe2+ | Mn2+ Cut

Cường độ oxy hóa - khứ

Cường độ oxy hóa - khử được xác định bằng điện thế Redox, ký hiệu là Eh

[Ox]

Eh =Eo+559/n.lg ———— (mV)

[Red]

Trang 38

mV: đơn vị điện thế tính bằng milivon

[OX] [Red]: là nồng độ đương lượng g của chất oxy hóa và chát khử n: S6 electron trao đôi trong phương trình oxy hóa - khử

Ý nghĩa của Eh

- Eh là chỉ tiêu đánh giá tính thông khí và khả năng cung cấp dinh dưỡng trong đất, Eh càng cao thì độ xóp và độ thoáng khí càng cao

- Khi Eh thay đổi sẽ dẫn đến sự thay đôi một loạt trạng thái các nguyên tô dinh dưỡng trong đất

+ Eh từ cao chuyên xuống thấp: thì các nguyên tố có xu hưởng chuyên về trạng thái khử, bất lợi cho sự dinh dưỡng của cây

Ví dụ: Eh giảm xuống tới 410mV thì NOa- bị khử thành NO›- cây không hút

được, nếu giảm tới 250mV thì bị khử thành Na (phản nitrat) làm mất đạm của đất

Nhung Eh tir cao đến thấp thì NH4: tăng lên và hàm lượng lân dê tiêu (dưới dạng

Fea(PO4)2) tăng lên, có lợi cho dinh dưỡng của cây

+ Eh từ thấp chuyên lên cao: thì các nguyên tô có xu hưởng chuyên về trạng thái oxy hoá, có lợi cho sự dinh dưỡng của cây (vì cây hút các chất phần lớn ở trạng thái oxy hoá, trừ 3 nguyên tố: Mns:; NH4-; Fe›-) Nhưng Fe2+ thi bi oxy hoá thành Fea-, lân bị kết tủa dưới dạng FePO+, cây tròng không dùng được

- Eh ảnh hưởng đến độ pH đất: Đối với đất chua Eh giảm thì pH ting vi Eh

giảm thì trong đất sinh ra một số chất khử có tính kiềm như Fe(OH)a, NH4OH

Chúng sẽ trung hòa một số axit làm đát bớt chua

Khoảng Eh thích hợp cho đất nông nghiệp là 200 - 700 mV Khi vượt quá 750 mV thi đất ở dạng háo khí mạnh, các hệ thống Redox chuyên thành dạng oxy hóa Khi đó nhiều hợp chất mát tính linh động, chuyên thành dạng khó tiêu đối với cây, cây trồng mang bệnh vàng lá (thiếu Fe) hay nhợt nhạt (thiếu Mn), đôi khi cây chết

Còn ở đất chặt, dat dam lay hay than bùn, có Eh < 100 - 200 mV, thì quá trình

khử chiếm ưu thé, tích lũy hàng loạt hợp chất độc cho cay (CHa, H2S) Mat khae, khi

Eh hạ thấp thì quá trình phản nitrat tăng lên, han ché kha năng sử dụng đạm của cây Các yếu tó ảnh hưởng đến Eh

- Nếu dung dịch chứa nhiều hệ thống Redox nông độ chênh lệch nhiều thì Eh

của dung dịch sẽ tương đương Eh của hệ thống nào có nòng độ cao nhất

Trang 39

càng tăng

- Độ ẩm đất thay đổi làm thay đổi Eh Đất âm nhiêu thì khử mạnh nên Eh giảm

Đất càng khô thì oxy hóa mạnh nên Eh tăng

- Khoảng cách đối với rễ cây: Eh vùng gần rê khác vùng xa rễ do liên quan đến quá trình đồng hóa chát dinh dưỡng của cây

+ Lúa mì: càng gân rê lúa mì Eh càng thấp, vì rễ cây tiết ra nhiều chát khử + Lúa nước: càng gần rễ cây lúa nước thi Eh càng tăng do rễ lúa nước tiết ra nhiều oxy

- Các biện pháp canh tác:

+ Cày sâu kết hợp bón phân hữu cơ làm Eh giảm Làm tăng tính thám nước,

thấm khí thì Eh tăng

+ Bón nhiều phân hữu cơ thì Eh giảm vì quá trình phân giải sẽ sinh ra các chất khử và tiêu hao oxy

+ Cây sống bình thường trong phạm vi Eh 200 - 700 mV Đất trong mau Eh tốt nhất vào khoảng 300 - 700 mV Eh thích hợp chất đất lúa nước là 200 -300 mV

+ Mật độ cây cũng ảnh hưởng đến Eh Khi mật độ lúa nước càng tăng thì sự phân bó rễ trong đất càng dày đặc, mà rễ tiết ra oxy do đó Eh tăng nhưng với lúa mì ngược lại

- Ion H+ cing anh hưởng đến Eh nên có mồi tương quan giữa Eh và pH Trung

bình khi thay đôi 1 đơn vị pH làm cho Eh thay đôi từ 57 - 59mV 4 TÍNH CHÁT VẬT LÝ ĐÁT

4.1 THÀNH PHẢN CƠ GIỚI

4.1.1 Định nghĩa

Trong quá trình phong hóa đá và hình thành đất đã hình thành các cấp hạt có đường kính to nhỏ khác nhau Tuy nhiên các cấp hat này không tồn tại độc lập trong đất mà chúng liên kết với nhau gọi là thành phan co giới của đất

Thông qua thành phân cơ giới đất đề biết được quá trình hình thành đất, phân loại đất, xây dựng và bó trí các biện pháp tròng rừng, xây dựng ruộng bậc thang, đường cản nước và đường khai thác gỗ hợp lý

4.1.2 Phân loại đất theo thành phần cơ giới

Trang 40

thành phần cấp hạt hoặc nhóm thành phần cấp hạt Việc sắp xép các cấp hạt có kích thước gần gióng nhau vào một nhóm thì gọi là phân loại các cấp hạt cơ giới đất

Tuy nhiên phân loại đất nói chung và phân loại đất theo thành phần cơ giới

nói riêng có thể được tiến hành theo nhiều cách, tuỳ thuộc vào mục đích và yêu cầu

của sản xuất

Hiện nay có nhiều trường phải phân loại đất theo thành phần cơ giới đất đã được thừa nhận như Liên Xô, Mỹ, Anh, và Pháp Phương pháp phân loại đất theo thành phần cơ giới của quốc tế

Bang 4.1 Bảng phân loại đất theo thành phân cơ giới đất của Quốc tế ; Bui (0.2- Sét (0.02- Loại đất Tên gọi %2 tran lượng 0.02mm) % 0.002mm) % trọng lượng trọng lượng Cát 1 Đất cát 85-100 0-5 0-15 Thit 2.Đất cát pha 55-85 0-45 0-15 3 Đất thịt pha cát | 40-45 35-45 0-15 4 Đất thịt nhẹ 0-55 45-100 0-15

Thit 5 Dat thit TB 55-85 0-30 15-25

nang 6 Dat thit nang 30-55 20-45 15-25 7 Dat sét nang 0-40 45-75 15-25 Sét § Đất sét-cát 55-75 0-20 0-45 9 Đất sét-thịt 0-30 45-75 25-45 10.Dat sét TB 10-55 0-45 25-45 11 Dat sét 0-55 0-55 45-65 12 Đất sét nặng 0-35 0-35 65-100

Nguôn: Cao Liêm, 1985 4.1.3 Phuơng pháp phân loại đất theo thành phân cơ giới

4.1.3.1 Phương pháp đồng ruộng Phương pháp khô:

Miết đất mạnh giữa 2 ngón tay, hoặc xát dat vao lòng bàn tay Cảm giác về các cấp hạt sẽ được nhận biết qua các đâu ngón tay Hạt càng thê hiện cạnh góc, càng cứng, càng bên chặt, sau khi co bóp hoàn toàn phân lớn chúng được sát dính vào da tay thì chứng tỏ hạt thành phân cơ giới càng nặng Phương pháp này đòi hỏi người xác định phải có kinh nghiệm

Phương pháp ướt (vê gium)