Đánh giá khả năng thích hợp của đất đai gò đồi với các loại cây trồng phục vụ đề xuất định hướng sử dụng đất gò đồi cho nông nghiệp...105 3.4.1... Mục tiêu nghiên cứu - Xác định một sô
Trang 1DƯƠNG THÀNH NAM
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM ĐẤT GÒ ĐỒI TỈNH THÁI NGUYÊN VÀ ĐỊNH HƯỚNG SỬ DỤNG ĐẤT
NÔNG NGHIỆP BỀN VỮNG
Chuyên ngành: Đất và Dinh dưỡng cây trồng
Mã số: 62 62 15 01
Người hướng dẫn khoa học:
1 TS Nguyễn Văn Toàn
2 PGS.TS Trần Văn Chính
HÀ NỘI - 2010
Trang 2Lêi c¶m ¬n
Để hoàn thành công trình nghiên cứu này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tìnhcủa Lãnh đạo Tổng cục Môi trường, Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp,Viện Đào tạo Sau đại học, Khoa Tài nguyên và Môi trường, Trường Đại học Nôngnghiệp Hà Nội, Uỷ ban Nhân dân tỉnh Thái Nguyên, Sở Nông nghiệp và Phát triểnNông thôn tỉnh Thái Nguyên, Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thái Nguyên, cácnhà khoa học thuộc nhiều lĩnh vực trong và ngoài ngành Tôi xin chân thành bày tỏlòng biết ơn sâu sắc và kính trọng đến:
TS Nguyễn Văn Toàn, Phó Viện trưởng Viện Quy hoạch và Thiết kế Nôngnghiệp và PGS.TS Trần Văn Chính, Khoa Tài nguyên và Môi trường - Trường Đạihọc Nông nghiệp Hà Nội là những người Thầy hướng dẫn tận tình và chu đáo trongsuốt thời gian thực hiện và hoàn thành luận án
Tập thể Lãnh đạo và các Thầy, Cô của Khoa Tài nguyên và Môi trường vàViện Đào tạo Sau Đại học thuộc Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã trực tiếpgiảng dạy tôi trong suốt thời gian học tập
Cảm ơn Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp đã tạo điều kiện cho tôi
tham gia đề tài “Nghiên cứu đánh giá tài nguyên đất gò đồi vùng Đông Bắc phục vụ
phát triển kinh tế nông nghiệp” và các anh chị em trong phòng Tài nguyên Đất và
Môi trường, Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp đã giúp tôi hoàn thành bảnluận án này
Lãnh đạo, các phòng chức năng cùng bà con nông dân trong tỉnh Thái Nguyênđã giúp đỡ tôi trong quá trình điều tra thu thập thông tin, lấy mẫu đất và bố trí môhình của đề tài
Cuối cùng tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình và bạn bè đã độngviên cổ vũ về vật chất cũng như tinh thần cho tôi để hoàn thành bản luận án này.Xin cảm ơn tất cả những tấm lòng đầy nhiệt tâm đã góp thêm nguồn lực đểluận án được hoàn thành có kết quả
Tác giả luận án
Dương Thành Nam
Trang 3Lêi cam ®oan
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi Các kết quả nghiên cứu trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác Các trích dẫn sử dụng trong luận án đã ghi rõ tên tài liệu tham khảo và tác giả của tài liệu đó.
Tác giả luận án
Dương Thành Nam
Trang 4Môc lôc
Trang
Lời cảm ơn i
Lời cam đoan ii
Mục lục iii
Danh mục các chữ viết tắt v
Danh mục các bảng biểu vi
Danh mục các biểu đồ, hình vẽ viii
MỞ ĐẦU 1
1 Tính cấp thiết của đề tài 1
2 Mục tiêu nghiên cứu 2
3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 2
4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 2
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1 Cơ sở lý luận của đề tài 3
1.1.1 Cơ sở lý luận về vùng gò đồi 3
1.1.2 Cơ sở lý luận về phát triển nông nghiệp bền vững 6
1.2 Tổng quan các vấn đề nghiên cứu trên thế giới có liên quan đến đề tài 9
1.2.1 Nghiên cứu về phân loại đất 9
1.2.2 Nghiên cứu về đánh giá đất 11
1.2.3 Nghiên cứu bảo vệ đất vùng gò đồi 13
1.3 Tổng quan các vấn đề nghiên cứu ở trong nước có liên quan đến đề tài 14
1.3.1 Nghiên cứu về phân loại đất 14
1.3.2 Nghiên cứu về tính chất đất 17
1.3.3 Nghiên cứu về đánh giá đất 27
1.3.4 Nghiên cứu về mô hình sử dụng đất gò đồi 28
1.3.5 Một số nghiên cứu về đất và sử dụng đất ở Thái Nguyên 31
CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35
2.1 Nội dung nghiên cứu 35
2.2 Phương pháp nghiên cứu 37
2.2.1 Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu thứ cấp 37
2.2.2 Phương pháp điều tra nông thôn có sự tham gia của nông dân 37
2.2.3 Phương pháp lấy mẫu đất phân tích 38
Trang 52.2.4 Phương pháp phân loại đất theo FAO-UNESCO-WRB 38
2.2.5 Phương pháp viễn thám và GIS 38
2.2.6 Phương pháp đánh giá đất đai theo FAO 38
2.2.7 Phương pháp thực nghiệm bố trí thí nghiệm đồng ruộng 38
2.2.9 Phương pháp xử lý số liệu và phân tích hiệu quả kinh tế 42
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 45
3.1 Một số nét khái quát về điều kiện tự nhiên và hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp vùng gò đồi Thái Nguyên 45
3.1.1 Điều kiện tự nhiên 45
3.1.2 Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp vùng gò đồi 49
3.2 Đặc điểm đất gò đồi Thái Nguyên 54
3.2.1 Đặc điểm phân hoá các nhóm đất, đơn vị đất và đơn vị đất phụ 54
3.2.2 Một số tính chất vật lý, hoá học và vi sinh vật đất gò đồi 70
3.3 Hiệu quả kinh tế - xã hội và môi trường của các loại hình sử dụng đất chủ yếu vùng gò đồi Thái Nguyên 92
3.3.1 Hiệu quả kinh tế của các loại hình sử dụng đất chủ yếu 92
3.3.2 Hiệu quả xã hội của các loại hình sử dụng đất chủ yếu 97
3.3.3 Hiệu quả môi trường đất của các loại hình sử dụng đất chủ yếu 99
3.4 Đánh giá khả năng thích hợp của đất đai gò đồi với các loại cây trồng phục vụ đề xuất định hướng sử dụng đất gò đồi cho nông nghiệp 105
3.4.1 Xác định đặc tính của các đơn vị đất đai gò đồi Thái Nguyên 105
3.4.2 Phân hạng khả năng thích hợp của đất đai gò đồi đối với cây trồng 113
3.5 Thử nghiệm một số thí nghiệm sử dụng đất gò đồi Thái Nguyên 128
3.5.1 Thí nghiệm tủ giữ ẩm đất trong mùa khô vùng gò đồi Thái Nguyên 128
3.5.2 Thí nghiệm trồng cỏ Varisne 06 (VA 06) vùng gò đồi Thái nguyên 135
3.6 Định hướng và giải pháp sử dụng đất nông nghiệp bền vững 143
3.6.1 Quan điểm định hướng sử dụng đất nông nghiệp bền vững 143
3.6.2 Đề xuất sử dụng đất gò đồi bền vững cho nông nghiệp 144
3.6.3 Một số giải pháp nhằm sử dụng đất nông nghiệp bền vững 155
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 160
A KẾT LUẬN 160
B KIẾN NGHỊ 161
NHỮNG CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 163
TÀI LIỆU THAM KHẢO 164
PHỤ LỤC 174
Trang 7Danh môc c¸c ch÷ viÕt t¾t
Số thứ tự Chữ viết tắt Nghĩa của các từ viết tắt
11 DTKDT Diện tích không điều tra(bao gồm: ao, hồ, sông suối và núi đá)
16 QH&TKNN Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp
20 GIS Geographic Informaion SystemHệ thống thông tin địa lý
21 FAO Food and Agriculture OrganizationTổ chức Nông lương Thế giới
Trang 8Danh môc c¸c b¶ng biÓu
Trang
Bảng 3.1 Hiện trạng sử dụng đất vùng gò đồi Thái Nguyên, năm 2008 51
Bảng 3.2 Một số loại hình sử dụng đất vùng gò đồi Thái Nguyên, năm 2008 53
Bảng 3.3 Thông tin vị trí các phẫu diện nghiên cứu 54
Bảng 3.4 Một số tính chất lý, hoá học đất của phẫu diện TN 04 56
Bảng 3.5 Một số tính chất lý, hoá học đất của phẫu diện TN 13 58
Bảng 3.6 Một số tính chất lý, hoá học đất của phẫu diện TN 50 60
Bảng 3.7 Một số tính chất lý, hoá học đất của phẫu diện TN 15 62
Bảng 3.8 Một số tính chất lý, hoá học đất của phẫu diện TN 03 64
Bảng 3.9 Một số tính chất lý, hoá học đất của phẫu diện TN 17 66
Bảng 3.10 Kết quả phân loại đất theo FAO-UNESCO-WRB vùng gò đồi Thái Nguyên 68
Bảng 3.11 Một số tính chất vật lý đất gò đồi Thái Nguyên 72
Bảng 3.12 Độ ẩm cây héo và sức chứa ẩm cực đại của đất nghiên cứu 76
Bảng 3.13 Tỷ lệ các cấp hạt kết theo phương pháp rây khô và rây ướt 78
Bảng 3.14: Một số tính chất hoá học của đất gò đồi Thái Nguyên 81
Bảng 3.15 Mật độ vi sinh vật trong đất gò đồi Thái Nguyên 86
Bảng 3.16 Hiệu quả kinh tế của các loại cây hàng năm vùng gò đồi Thái Nguyên 93
Bảng 3.17 Hiệu quả kinh tế trồng chè trên đất gò đồi Thái Nguyên 94
Bảng 3.18 Hiệu quả kinh tế một số cây ăn quả trên vùng gò đồi Thái Nguyên 95
Bảng 3.19 Chi phí bình quân cho 1 ha trồng rừng tại Phú Bình - Thái Nguyên 96
Bảng 3.20 Hiệu quả xã hội của các loại hình sử dụng đất chủ yếu vùng gò đồi Thái Nguyên 97 Bảng 3.21 Bình quân số ngày công lao động trong sản xuất 1 ha cây lâu năm 99
Bảng 3.22 Mức độ che phủ của một số loại cây lâu năm 101
Bảng 3.23 Kết quả phân tích tính chất lý hoá học của đất trồng chè 101
Bảng 3.24 Kết quả phân tích tính chất lý hoá học của đất dưới trảng cây bụi 102
Bảng 3.25 Tình hình sử dụng phân bón, thuốc BVTV một số cây trồng 2008 103
Bảng 3.26 Các loại hình sử dụng đất chính để đánh giá thích hợp đất đai 104
Bảng 3.27 Phân cấp yếu tố, chỉ tiêu phục vụ xây dựng 109
Bảng 3.28 Đặc điểm về quy mô và cơ cấu của các đơn vị đất đai gò đồi 111
Bảng 3.29 Yêu cầu sử dụng đất của loại hình sử dụng đất trồng cây hàng năm 114
Bảng 3.30 Yêu cầu sử dụng đất của loại hình sử dụng đất trồng cây lâu năm 117
Trang 9Bảng 3.31 Mức độ thích hợp của đất đai đối với 2 vụ lúa vùng gò đồi Thái Nguyên .121 Bảng 3.32 Mức độ thích hợp của đất đai đối với chuyên màu vùng gò đồi Thái Nguyên 122
Bảng 3.33 Mức độ thích hợp của đất đai đối với đồng cỏ vùng gò đồi Thái Nguyên 122
Bảng 3.34 Mức độ thích hợp của đất đai đối với cây chè vùng gò đồi Thái Nguyên 123
Bảng 3.35 Mức độ thích hợp của đất đai đối với cây vải vùng gò đồi Thái Nguyên 124
Bảng 3.36 Mức độ thích hợp của đất đai đối với cây có múi vùng gò đồi Thái Nguyên 125
Bảng 3.37 Tổng hợp mức độ thích hợp đất đai đối với một số LUT gò đồi Thái Nguyên 125
Bảng 3.38 Một số tính chất lý hoá học của đất trước khi bố trí thí nghiệm tủ giữ ẩm 130 Bảng 3.39 Ảnh hưởng của các biện pháp tủ giữ ẩm đến độ ẩm đất 131
Bảng 3.40 Ảnh hưởng của các biện pháp tủ giữ ẩm đất đến năng suất chè 133
Bảng 3.41 Hiệu quả kinh tế của các biện pháp tủ giữ ẩm đất khác nhau 133
Bảng 3.42 Tính chất lý hoá học của đất trước khi trồng cỏ (TN 73) 137
Bảng 3.43 Các chỉ tiêu sinh trưởng của cỏ VA06 137
Bảng 3.44 Chiều cao của cỏ VA06 và cỏ Voi tính từ lúc bắt đầu trồng (cm) 138
Bảng 3.45 Tốc độ sinh trưởng của cỏ theo từng giai đoạn phát triển 139
Bảng 3.46 Năng suất chất xanh thu được của các giống cỏ qua các lứa cắt 139
Bảng 3.47 Thành phần hoá học của cỏ VA06 và cỏ Voi (40 ngày tuổi ở lứa 2) 140
Bảng 3.48 Hiệu quả kinh tế của trồng cỏ tại khu vực nghiên cứu 141
Bảng 3.49 Đề xuất sử dụng đất gò đồi bền vững cho nông nghiệp 144
Bảng 3.50 Đề xuất sử dụng đất nông nghiệp vùng gò đồi Thái Nguyên theo huyện 153
Trang 10Danh mục các biểu đồ, hình vẽ
Trang
Hỡnh 2.1 Phương phỏp phõn loại đất theo FAO-UNESCO-WRB 43
Hỡnh 2.2 Tiến trỡnh đỏnh giỏ đất đai theo FAO kết hợp ứng dụng GIS và ALES 44
Hỡnh 3.3 Diễn biến yếu tố khớ hậu đặc trưng Thỏi Nguyờn, giai đoạn 1995-2008 45
Hỡnh 3.4 Cơ cấu sử dụng đất vựng gũ đồi Thỏi Nguyờn, năm 2008 49
Hỡnh 3.5 Sơ đồ hiện trạng sử dụng đất vựng gũ đồi Thỏi Nguyờn, năm 2008 50
Hỡnh 3.6 Sơ đồ đất vựng gũ đồi Thỏi Nguyờn theo phõn loại định lượng FAO-UNESCO-WRB 69
Hỡnh 3.7 Sơ đồ phõn hạng thớch hợp đất đai vựng gũ đồi Thỏi Nguyờn 128
Hỡnh 3.8 Đề xuất chu chuyển đất nụng nghiệp vựng gũ đồi Thỏi Nguyờn 152
Hỡnh 3.9 Sơ đồ đề xuất sử dụng đất vựng gũ đồi Thỏi Nguyờn 155
Danh mục các phụ lục
Phụ lục 1 Phiếu điều tra nụng hộ vựng gũ đồi tỉnh Thỏi Nguyờn
Phụ lục 2 Bảng tổng hợp đặc điểm khớ hậu từ cỏc trạm khớ tượng tỉnh Thỏi Nguyờn Phụ lục 3 Bảng tổng hợp cỏc yếu tố khớ hậu trạm Thỏi Nguyờn
Phụ lục 4 Bảng tổng hợp cỏc yếu tố khớ hậu trạm Đại Từ
Phụ lục 5 Bảng tổng hợp cỏc yếu tố khớ hậu trạm Định Hoỏ
Phụ lục 6 Bảng tổng hợp cỏc yếu tố khớ hậu trạm Vừ Nhai
Phụ lục 7 Sơ đồ phõn bố nhiệt độ khụng khớ trung bỡnh năm vựng gũ đồi TN
Phụ lục 8 Sơ đồ phõn bố tổng lượng mưa vựng gũ đồi Thỏi Nguyờn
Phụ lục 9 Sơ đồ phõn bố tổng nhiệt độ năm vựng gũ đồi Thỏi Nguyờn
Phụ lục 10 Sơ đồ phõn bố số thỏng khụ hạn vựng gũ đồi TN
Phụ lục 11 Sơ đồ phõn bố bốc thoỏt hơi tiềm năng (PET) vựng gũ đồi Thỏi Nguyờn Phụ lục 12 Năng suất cỏc loại cõy hàng năm chớnh vựng gũ đồi Thỏi Nguyờn
Phụ lục 13 Diện tớch cỏc nhúm đất theo cấp độ dốc và tầng dày vựng gũ đồi Thỏi Nguyờn
Phụ lục 14 Một số chỉ tiờu hoỏ học của cỏc nhúm đất chớnh vựng gũ đồi Thỏi Nguyờn Phụ lục 15 Cỏch tớnh % CEC trong sột từ % CEC trong đất thụng qua hệ số K
Phụ lục 16 Yờu cầu sinh lý, sinh thỏi của một số loại cõy trồng chớnh phục vụ đỏnh giỏ mức độ thớch hợp của đất đai
Phụ lục 17 Đặc điểm của cỏc đơn vị đất đai vựng gũ đồi Thỏi Nguyờn
Phụ lục 18 Bảng tổng hợp cỏc kiểu thớch hợp đất đai vựng gũ đồi Thỏi Nguyờn
Phụ lục 19 Đề xuất chuyển đổi đất nụng nghiệp vựng gũ đồi Thỏi Nguyờn
Phụ lục 20 Một số kết quả xử lý thống kờ
Phụ lục 21 Một số hỡnh ảnh triển khai mụ hỡnh trồng cỏ và giữ ẩm cho chố
Trang 12miền núi, có độ cao tuyệt đối từ 25 - 300 mét và nằm trong vùng gò đồi Như vậy,Thái Nguyên với diện tích tự nhiên 354.110 ha gồm 9 đơn vị hành chính: TP TháiNguyên, Thị xã Sông Công, huyện Võ Nhai, Phú Lương, Đồng Hỷ, Đại Từ, PhúBình, Định Hoá và Phổ Yên [10] Trong đó, diện tích vùng gò đồi Thái Nguyênđược xác định là 171.392 ha, chiếm 48,5% DTTN của toàn tỉnh.
Vùng gò đồi Thái Nguyên có lợi thế như độ dốc thấp, mức độ chia cắt ít,giao thông thuận lợi và có nguồn nước tưới Ngoài ra, Thái Nguyên nằm ở vị tríchuyển tiếp giữa đồng bằng và miền núi, tuy mật độ dân số lớn nhưng trình độ dântrí cao Đây cũng là vùng được khai thác sử dụng cho mục đích nông nghiệp rất sớmvà hiện đang là vùng trọng điểm sản xuất nông nghiệp, trong đó có cây chè là loạicây công nghiệp có giá trị hàng hoá cao, khá nổi tiếng gắn liền với địa danh củavùng Hiệu quả sản xuất trên một đơn vị diện tích khá cao Bên cạnh những loạihình sử dụng đất có hiệu quả, nhiều diện tích đất sản xuất còn cho hiệu quả thấp do
sử dụng chưa hợp lý, chưa chú ý đến các biện pháp canh tác thích hợp và mức đầu
tư thấp Do đó nhiều diện tích đất gò đồi đã bị thoái hoá, giảm sức sản xuất và hiệuquả kinh tế trên một đơn vị diện tích thấp
Trong báo cáo “Quy hoạch tổng thể kinh tế - xã hội tỉnh Thái Nguyên thời kỳ
2000 – 2010” [84] cũng đã xác định được mục tiêu phải tập trung mạnh mẽ vào
vùng gò đồi, khai thác và sử dụng có hiệu quả tiềm năng đất đai, lao động hiện cóphù hợp với trình độ sản xuất của nhân dân Tuy nhiên, công tác chỉ đạo sản xuấtnông nghiệp của địa phương còn có những khó khăn do thiếu những căn cứ khoahọc về định hướng sử dụng đất nông nghiệp bền vững Do vậy không những năngsuất và chất lượng cây trồng không cao mà khả năng mở rộng cũng như quy mô sảnxuất cũng chưa rõ ràng
Nhìn chung, các công trình nghiên cứu về đất và sử dụng đất vùng gò đồiThái Nguyên còn tản mạn, chưa có hệ thống và thiếu tư liệu điều tra cơ bản về đấttrong mối quan hệ với ngoại cảnh (nước, khí hậu, sinh vật …) Do vậy chưa đề xuấtđược những giải pháp hợp lý để khai thác có hiệu quả tiềm năng đất vùng gò đồi
Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn trên, chúng tôi đã lựa chọn đề tài: "Nghiên
cứu một số đặc điểm đất gò đồi tỉnh Thái Nguyên và định hướng sử dụng đất nông
nghiệp bền vững” để thực hiện.
Trang 132 Mục tiêu nghiên cứu
- Xác định một số đặc điểm đất, đánh giá hiện trạng sử dụng đất và mức độthích hợp của đất đai với một số loại hình sử dụng đất vùng gò đồi Thái Nguyên;
- Đề xuất chuyển đổi một số loại hình sử dụng đất vùng gò đồi Thái Nguyêntheo hướng sử dụng đất nông nghiệp bền vững trên cơ sở đánh giá mức độ thíchhợp đất đai
3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
4.1 Đối tượng nghiên cứu
+ Đất gò đồi: bao gồm các loại đất trên vùng gò đồi Thái Nguyên;
+ Cây trồng: cây hàng năm (Lúa - Oryza sativa; Màu: Ngô - Zea mays; Đậu tương - Glycine max; Sắn - Manihot esculenta; Đồng cỏ - Pennisetum purpureum) và cây lâu năm (Chè - Camellia sinensis; Vải - Litchi chinensis; Cam-bưởi - Citrus
sinensis).
4.2 Phạm vi nghiên cứu
+ Về không gian: đất gò đồi Thái Nguyên được xem là vùng đất chuyển tiếp
giữa đồng bằng và miền núi, có độ cao tuyệt đối từ 25 - 300 mét Bao gồm 9 huyện/thành phố theo ranh giới lãnh thổ được xác định trên cơ sở bản đồ địa hình và bản
đồ hành chính
+ Về thời gian: thời gian thực hiện đề tài từ năm 2006 đến năm 2010
Trang 14CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Cơ sở lý luận của đề tài
Đất vùng gò đồi cũng như các loại đất khác được hình thành do tác độngđồng thời của các yếu tố tự nhiên như sinh vật, khí hậu, địa hình, đá mẹ, thời gianvà yếu tố con người Dưới tác động của các yếu tố nói trên, đất gò đồi đã được hìnhthành, phát triển và tạo nên những đặc điểm đất cũng như mục đích sử dụng đấtkhác nhau Nghiên cứu đặc điểm đất còn giúp chúng ta lựa chọn đúng những biệnpháp kỹ thuật sản xuất nông lâm nghiệp để khai thác sử dụng hợp lý khả năng sảnxuất của đất theo hướng hiệu quả và bền vững (Nguyễn Thế Đặng, 2003) [12];(Nguyễn Tử Siêm và Thái Phiên, 1999) [56]
1.1.1 Cơ sở lý luận nghiên cứu về vùng gò đồi
1.1.1.1 Khái niệm về vùng gò đồi
Gò đồi và núi là hai khái niệm không chỉ ở nước ta mà còn được sử dụng ởkhắp các Quốc gia trên thế giới Tuy nhiên, cho đến nay khái niệm về gò đồi vẫnchưa có sự thống nhất giữa các nhà nghiên cứu Mặc dù những thuật ngữ như đồi,vùng đồi và trung du được sử dụng khá phổ biến trong lĩnh vực địa lý nói chung vàthổ nhưỡng nói riêng
Theo Fridland (1961) [20] thì mặc dù trên thực tế ranh giới giữa vùng núi và
gò đồi chuyển tiếp từ từ nhưng không thể nhập chung làm một được Kết quảnghiên cứu của Vũ Tự Lập (1999) [35] cho rằng vùng đồi là vùng có độ cao tuyệtđối dưới 500m so với mực nước biển Trong ấn phẩm “Thuyết minh bản đồ địa mạoViệt Nam tỷ lệ 1/500.000, 1984” ông đưa ra định nghĩa được coi là hoàn chỉnh, theo
đó vùng gò đồi là vùng có độ cao từ 10 – 300m phát triển thành dải ở rìa vùng núi,hình thành nên các cấu trúc rất khác nhau và bị phân cắt từ mức yếu đến trung bình
Trong ấn phẩm “Những loại đất chính miền Bắc Việt Nam” Vũ Ngọc Tuyênvà cộng sự (1963) [81] cho rằng: ranh giới giữa núi và đồi khó phân biệt chính xác
vì núi chuyển từ từ sang đồi với những loại đất phân bố ở độ cao từ 25m đến 200m.Tuy nhiên về vấn đề này cũng có nhiều cách phân chia khác nhau: theo nhà địa mạoNga Spiridonov cho rằng dạng địa hình đồi có độ cao tương đối (chia cắt sâu) 10 –150m và độ dốc 3 – 80 với sườn thoải vừa (dt Trần Đình Lý (2006) [40]) nhưng theo
Vũ Tự Lập là 25 – 250m và độ dốc 8 – 150
Trần Đình Lý (2006) [40] cho rằng có thể lấy giới hạn độ cao tuyệt đối từ15m, nơi địa hình bắt đầu bị chia cắt mạnh còn giới hạn trên có thể đến 300m so với
Trang 15mặt nước biển Còn Lê Quý An lại cho rằng giới hạn thấp nhất của đồi là 25m và giớihạn trên không được đề cập mà chỉ nói đến giới hạn của độ dốc phải nhỏ hơn 250.
Hoàng Đức Triêm (2001) [76] lấy ranh giới đến 500m để phân chia giới hạnvùng đồi và núi Nguyễn Huy Phồn (1996) [47], Trần An Phong (1995) [48] khiđánh giá và đề xuất sử dụng tài nguyên đất đai theo quan điểm sinh thái và pháttriển bền vững (PTBV) vùng Trung tâm Bắc bộ Việt Nam đã chia địa hình thànhcác dạng như núi cao, núi trung bình, cao nguyên và núi đá vôi, thung lũng, đồngbằng và gò đồi được xếp vào loại núi thấp - đồi với độ cao tương đối <1000 m
Theo Phạm Quang Khánh (1995) [33] trong công trình “Bản đồ dạng đất đai.Nội dung và phương pháp xây dựng” đã phân chia đất gò đồi thành 1 kiểu chính(đồi) và 3 kiểu phụ (đồi thấp, đồi trung bình và đồi cao) với độ cao tuyệt đối tươngứng <100m; 100 – 200m và 200 – 300m và độ cao tương đối <20m
Kết quả nghiên cứu của Đặng Ngọc Dinh (1998) [14] và Viện Nghiên cứuChiến lược và Chính sách Khoa học & Công nghệ (2002) [86] về vùng gò đồi BắcTrung Bộ cho rằng gò đồi được hiểu là vùng lãnh thổ kẹp giữa núi và đồng bằnghoặc những vùng đất cao xen với đồng bằng, có độ cao tuyệt đối từ 20 – 300m sovới mặt nước biển Vì có vị trí chuyển tiếp giữa núi và đồng bằng nên có nơi gọi làvùng trung du hay vùng bán sơn địa Hình thái bề ngoài có thể nhận diện là nhữngvùng đất cao lúp xúp, có độ cao sàn sàn gần bằng nhau, đỉnh thường bằng phẳng,sườn lồi hay thoai thoải, ở chân thường là các thung lũng phân cách Từ lâu ở cácthung lũng này đã được khai phá biến thành ruộng lúa hay đất trồng màu
1.1.1.2 Quá trình hình thành đất vùng gò đồi
Đất vùng gò đồi được hình thành do tác động tổng hợp của các yếu tố tựnhiên Với những đặc tính cơ bản của đất đai như độ cao, độ dốc, độ dày tầng đấtmịn, thành phần cơ giới, độ phì, nguồn nước và khí hậu của vùng gò đồi là nhữngyếu tố tác động tổng hợp đến các quá trình hình thành vỏ phong hoá và lớp phủ thổnhưỡng Các quá trình thổ nhưỡng chủ đạo ở vùng gò đồi nước ta là:
- Quá trình tích luỹ tương đối sắt nhôm (feralit hoá): đây là quá trình hình
thành đất điển hình của vùng gò đồi nước ta trong điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng
ẩm, với độ cao lên tới 900-1000 mét Quá trình tích luỹ tương đối sắt, nhôm trongđất gắn liền với sự rửa trôi các cation kiềm thổ (Ca2+, Mg2+) và Silic làm cho đất cómàu đỏ vàng là chủ đạo, rất chua, chủ yếu thuộc nhóm đất Acrisols, Ferralsols (theophân loại của FAO-UNESCO-WRB) Các loại đất này chiếm tỷ lệ lớn ở vùng gò
Trang 16đồi nước ta và hình thành trên các loại đá mẹ khác nhau nên độ đậm nhạt của màusắc, độ dày và đặc tính lý hoá học rất khác nhau
- Quá trình tích luỹ tuyệt đối sắt nhôm (kết von, đá ong hoá): quá trình này
thường xảy ra ở vùng gò đồi thấp, nơi có mực nước ngầm thay đổi theo mùamưa/khô xen kẽ Vào mùa mưa, nước ngầm chứa nhiều muối sắt dễ tan phân bốtrong các lỗ hổng, các mao quản Đến mùa khô, đất bề mặt trống trải, lượng bốc hơimạnh kéo theo muối sắt dạng khử sẽ bị oxy hoá thành dạng oxyt sắt hoặc hydroxytsắt kết tủa lại thành hạt cứng - hạt kết von, hoặc thành lớp - dạng tổ ong gọi là đáong Quá trình tích luỹ tuyệt đối sắt nhôm là quá trình thoái hoá đất nghiêm trọng,đất bị đá ong hoá, bị kết von gây khó khăn hoặc mất khả năng trồng trọt
- Quá trình tích luỹ chất hữu cơ (mùn hoá): dưới tác dụng của các thảm thực
vật, sau chu kỳ sinh trưởng của các loại cây trồng, sinh khối mà chúng trả lại chođất sẽ được phân giải và tổng hợp thành chất hữu cơ mới của đất, đó là các hợp chấthữu cơ cao phân tử màu đen ta vẫn gọi là mùn Quá trình này xảy ra ở vùng gò đồidưới các thảm thực vật khác nhau, tạo độ phì tiềm tàng cho đất Chính vì vậy, ởnhững nơi còn giữ được nhiều rừng và thảm cỏ tự nhiên, độ phì của đất cao hơn ởnhững nơi khác
- Quá trình bạc màu hoá: đất bị nghèo khoáng sét, chất hữu cơ cũng như các
nguyên tố vô cơ do xói mòn hoặc rửa trôi theo chiều sâu phẫu diện và bề mặt làmcho lớp đất mặt trở nên bạc trắng, mất kết cấu, nghèo chất hữu cơ, chất dinh dưỡngvà sắt Quá trình này không những chỉ xảy ra ở vùng gò đồi đã được khai từ lâunhưng không được bảo vệ, bồi dưỡng, cây trồng phát triển kém mà còn xảy ra ngaytrên những chân đất có quá trình canh tác không hợp lý
- Quá trình chua hoá: các cation kiềm và kiềm thổ như Na+, K+, Ca2+, Mg2+
bị mất dần trong đất do quá trình rửa trôi, xói mòn, cây hút chất dinh dưỡng nên đấtchỉ còn lại các cation gây chua (H+, Al3+) và các gốc axit Quá trình này xảy ra mãnhliệt ở vùng gò đồi khi rừng bị khai phá làm nương rẫy hoặc trồng trọt liên tục vớiphương thức độc canh
- Quá trình rửa trôi, xói mòn: trên các sườn đồi, dốc, nhất là các vùng rừng
và thảm thực vật đã bị phá hoại mạnh, đất trống đồi trọc vào mùa mưa, đất bị rửatrôi, xói mòn, tạo thành các rãnh xói mòn và lớp đất mặt bị mỏng dần, nhiều nơi trơlớp sỏi, đá gọi là đất xói mòn trơ sỏi đá Những đất này hầu như không còn khảnăng sản xuất ngay cả trồng rừng
Trang 17- Quá trình bồi tụ hình thành đất bằng ở vùng gò đồi: quá trình rửa trôi, xói
mòn đất gò đồi đã lắng đọng sản phẩm ở các thung lũng hoặc có thể là sản phẩmphù sa ven suối Thung lũng là nơi dân cư đông đúc, trọng điểm sản xuất nôngnghiệp canh tác lúa nước trên đất bằng và cây trồng cạn trên đất dốc Đối với nhữngvùng đất bằng trong vùng gò đồi có diện tích nhỏ hoặc lớn đều rất quan trọng đốivới sản xuất lương thực Cần thâm canh tăng năng suất tốt hơn để giảm bớt phárừng làm nương rẫy
- Các quá trình khác: các quá trình khác thường thấy ở vùng gò đồi như
trượt đất đá và thường xảy ra vào mùa mưa Ở độ dốc cao về mùa mưa lớn khôngnhững xói mòn bề mặt mạnh, rửa trôi sản phẩm phong hoá và đất từ nơi cao, dốcxuống địa hình thấp gây ra hiện tượng trượt đất đá Ở địa hình dốc khi nước trongđất bão hoà thấm xuống sâu tiếp xúc với lớp đất đá có độ thấm và giữ nước kémhơn dễ sinh ra các mặt trượt làm cho lớp đất đá bên trên trượt xuống thấp Việc xẻnúi làm đường giao thông ở vùng gò đồi đã tạo điều kiện cho đất, đá trượt lở
1.1.2 Cơ sở lý luận về phát triển nông nghiệp bền vững
1.1.2.1 Khái niệm về phát triển bền vững
Vào đầu thập niên những năm 1980, Liên hiệp Quốc tế Bảo vệ Thiên nhiên(UICN) đã đề xuất khái niệm PTBV Đến năm 1987, khái niệm này đã được Ủy banThế giới về Môi trường và Phát triển tiếp thu, triển khai và định nghĩa trong bảntường trình mang tựa đề "Tương lai của chúng ta" như sau: "Phát triển bền vững là
sự phát triển nhằm thoả mãn các yêu cầu hiện tại nhưng không tổn hại cho khả năngcủa các thế hệ tương lai để đáp ứng yêu cầu của chính họ" [99]
Cuối năm 1987, Liên Hiệp Quốc đã chuẩn bị cho hai hội nghị quan trọng vềvấn đề PTBV Hội nghị thứ nhất diễn ra năm 1992 tại Rio de Janeiro gọi là Hội nghịThượng đỉnh về Trái đất đã chính thức hoá sự đồng lòng thoả thuận của các nướchội viên Liên Hiệp Quốc về một chương trình nghị sự PTBV gọi là Agenda 21(Action Plan for Sustainable Development for the 21st Century) [119] Hội nghị thứhai diễn ra năm 2002 tại Johannesburg, Nam Phi với sự tham gia của 196 Quốc gia
“Hội nghị Thượng đỉnh Thế giới về Phát triển bền vững” Hội nghị Johannesburg đãxác định phải xúc tiến và thực hiện Agenda 21 và đề ra các mục tiêu cho thiên niên
kỷ mới PTBV đã trở thành tuyên ngôn và chiến lược hành động chung của nhiềuQuốc gia trên thế giới
Trang 18Mục tiêu cuối cùng của PTBV là thoả mãn nhu cầu căn bản của con người, cảithiện cuộc sống, bảo tồn và quản lý hữu hiệu hệ sinh thái, bảo đảm tương lai ổn định.PTBV thực hiện và đảm bảo sự liên đới giữa các thế hệ, giữa các Quốc gia, giữa hiệntại với tương lai PTBV có tính chất đa diện, thống nhất và toàn bộ Muốn PTBV phảilồng ghép được 3 thành tố quan trọng của sự phát triển với nhau: kinh tế, xã hội vàbảo vệ môi trường Đây là nguyên lý chung để hướng đến sự PTBV của các lĩnh vựctrong nền kinh tế Cách tiếp cận bền vững ngày càng được phát triển và mở rộng chonhiều ngành trong đó có vấn đề về phát triển nông nghiệp bền vững.
1.1.2.2 Một số vấn đề về phát triển nông nghiệp bền vững
Cũng như PTBV, khái niệm phát triển nông nghiệp bền vững cũng đã hìnhthành Trong những thập niên cuối của thế kỷ XX, những vấn đề đặt ra chủ yếu tậptrung vào sản xuất nông nghiệp như bảo vệ đất, nước và đề ra một số hệ thống canhtác bền vững Mục đích là tạo ra một hệ thống bền vững về sinh thái, có tiềm lực vềkinh tế, có khả năng thoả mãn nhu cầu của con người mà không làm thoái hoá đất,không làm ô nhiễm môi trường Do vậy, vấn đề phát triển nông nghiệp bền vữngđược nhiều nhà khoa học trên thế giới cũng như các tổ chức Quốc tế quan tâm
Theo Dumanski (2000) [101] “Nền tảng của một nền nông nghiệp bền vữnglà duy trì tiềm năng sản xuất sinh học, đặc biệt là duy trì chất lượng đất, nước vàtính đa dạng sinh học” và nền nông nghiệp bền vững phải đảm bảo được 3 yêu cầu:Quản lý đất bền vững; Công nghệ được cải tiến; Hiệu quả kinh tế phải được nângcao Trong đó quản lý đất bền vững được đặt ra hàng đầu Như vậy, nông nghiệpgiữ vai trò động lực cho phát triển kinh tế của hầu hết các nước đang phát triển Mộtnền nông nghiệp bền vững là rất cần thiết để tạo ra những lợi ích lâu dài, góp phầnvào PTBV và xoá đói giảm nghèo
Theo Smyth và Dumanski (1993) [114], mục tiêu của quản lý đất bền vữnglà điều hoà các mục tiêu và tạo cơ hội để bảo vệ môi trường, kinh tế, xã hội, vì lợiích của con người không chỉ cho các thế hệ hôm nay mà còn cho các thế hệ mai sau.Ngoài ra, cộng đồng khoa học Thế giới, đứng đầu là Hội Khoa học đất Quốc tế, Uỷban về nghiên cứu đất, FAO, WB, Trung tâm Phát triển Phân bón Quốc tế, Tổ chứcRockefeler và nhiều cơ quan khác đang phối hợp với nhau để xây dựng một khungchung cho việc đánh giá quản lý đất bền vững
Để tạo lập một nền nông nghiệp bền vững phải nhận thức và tổ chức thựchiện có kết quả các phương thức sử dụng đất hợp lý gắn với bảo vệ và bồi dưỡng
Trang 19đất, coi đó là một bộ phận quan trọng hợp thành chiến lược sử dụng đất trên quanđiểm sinh thái và phát triển lâu bền.
Khung đánh giá sử dụng đất bền vững đã được FAO đề xuất từ năm 1991[107], trong đó 5 thuộc tính của khái niệm bền vững được xem xét là: tính sản xuấthiệu quả, tính an toàn, tính bảo vệ, tính lâu bền và tính chấp nhận Nhóm công tác
về khung đánh giá quản lý đất dốc bền vững (Nairobi,1991) đã đưa ra định nghĩa
“Quản lý bền vững đất đai bao gồm tổ hợp các công nghệ, chính sách và hoạt độngnhằm liên hợp các nguyên lý kinh tế, xã hội với các quan tâm về môi trường đểđồng thời duy trì hoặc nâng cao sản lượng (hiệu quả sản xuất), giảm rủi ro trong sảnxuất (an toàn), bảo vệ tiềm năng và ngăn ngừa thoái hoá đất và nước (bảo vệ) vàđược xã hội chấp nhận (tính chấp nhận) Tính bền vững và tính thích hợp có quan
hệ với nhau, tính bền vững có thể được coi là tính thích hợp Để đánh giá sự pháttriển nông nghiệp bền vững cần dựa trên các tiêu chí chính sau đây: Tốt về môitrường (Environmentally Sound); Có hiệu quả kinh tế (Economically Viable); Phùhợp với nhu cầu xã hội (Socially Just); Nhạy cảm về văn hoá (Culturally Sensitive);
Áp dụng công nghệ thích hợp (Appropriate technology); Có cơ sở khoa học hoànthiện (Hilistic Science) và Đem lại sự phát triển chung cho cộng đồng (TotalHuman development)
1.1.2.3 Quan điểm phát triển nông nghiệp bền vững vùng gò đồi
a/ Quan điểm phát triển nông nghiệp bền vững vùng gò đồi cần gắn tăngtrưởng kinh tế với tính bền vững về mặt xã hội và môi trường sinh thái, nghĩa làkhông chỉ quan tâm đến tăng trưởng kinh tế để giải quyết những nhu cầu bức xúctrước mắt (như lương thực, tăng thu nhập cho người dân, xoá đói, giảm nghèo, )mà còn đòi hỏi phải tạo ra được những nhân tố nuôi dưỡng sự tăng trưởng lâu dài
Phát triển nông nghiệp bền vững vùng gò đồi đòi hỏi phải bảo toàn và duy trìtài nguyên, môi trường sống của con người để tăng trưởng kinh tế được lâu dài.Tránh tình trạng bóc lột, khai thác cạn kiệt nguồn tài nguyên dẫn đến hậu quả và táchại khôn lường
b/ Phát triển nông nghiệp bền vững vùng gò đồi đòi hỏi trước hết phải khaithác, sử dụng hợp lý tài nguyên đất đai vùng gò đồi Thực tế cho thấy nếu khai thác,
sử dụng hợp lý tiềm năng đất đai theo đúng nguyên lý "đất nào cây ấy" thì vùng gòđồi có thể trở nên giàu có không thua kém bất cứ vùng đất nào khác trên đất nước
ta Trong những năm qua, nhiều địa phương ở vùng trung du, miền núi phía Bắc nóiriêng và trong cả nước nói chung nhờ bố trí lại cơ cấu mùa vụ, cơ cấu cây trồng, vật
Trang 20nuôi phù hợp với đất đai và các điều kiện tự nhiên nên phần nào đã cải thiện đượcđời sống cho nhân dân.
c/ Phát triển nông nghiệp bền vững vùng gò đồi đòi hỏi không chỉ khai thác,
sử dụng hợp lý đất đai mà còn phải cải tạo và phục hồi tài nguyên đất thông quaviệc xây dựng mô hình sử dụng đất hợp lý Mô hình sử dụng đất gò đồi bao gồm hệthống cây trồng và các biện pháp kỹ thuật canh tác
Mô hình sử dụng đất vùng gò đồi là một phương thức kết hợp giữa cây trồngnông nghiệp (lương thực, thực phẩm để giải quyết nhu cầu trước mắt) với cây côngnghiệp hoặc cây ăn quả thích hợp với từng nơi để làm giàu và cây lâm nghiệp để cảitạo môi trường sinh thái, giải quyết lợi ích lâu dài cho các thế hệ mai sau và cho sựPTBV Quốc gia
Như vậy, yếu tố quan trọng của mô hình sử dụng đất gò đồi là vấn đề quản
lý, khôi phục và duy trì tài nguyên đất Xem đất đai là tài nguyên cố định, cơ bản đểsản xuất ra không chỉ lương thực, thực phẩm mà còn nhiều sản phẩm đa dạng kháccần thiết cho cuộc sống của con người tuỳ theo điều kiện tự nhiên của từng vùng.Việc lựa chọn các loại cây trồng, vật nuôi thích hợp với điều kiện tự nhiên và môitrường sinh thái của từng vùng gò đồi là cơ sở đầu tiên cho việc thành công của môhình sử dụng đất Song nếu chỉ bó hẹp trong lĩnh vực khoa học và kỹ thuật canh tác,mà không làm rõ mối quan hệ với các nhân tố khác như kinh tế, văn hoá, xã hội vàmôi trường thì các mô hình sử dụng đất không thể nào nhân rộng ra được
1.2 Tổng quan các vấn đề nghiên cứu trên thế giới có liên quan đến đề tài
Gò đồi là vùng có độ cao thấp, độ dốc nhỏ và có điều kiện phát triển nôngnghiệp nên đã có nhiều công trình nghiên cứu từ các hướng tiếp cận và sử dụng cácphương pháp đánh giá khác nhau Nhìn chung, có thể nhận thấy những vấn đề sau:
1.2.1 Nghiên cứu về phân loại đất
Do tầm quan trọng của tài nguyên đất đối với sự phát triển kinh tế xã hội nóichung và sản xuất nông nghiệp nói riêng nên từ giữa thế kỷ XX đến nay, hầu hếtcác nước trên thế giới đã xây dựng được hệ thống phân loại đất (PLĐ) và bản đồ đấtQuốc gia phục vụ thống kê số lượng và chất lượng đất Nhìn chung, các hệ thốngPLĐ này đều chịu ảnh hưởng của các trường phái chính cùng tồn tại cho đến nay:
+ Phân loại đất của Liên bang Nga và một số nước khác: đây là hệ thốngphân loại dựa vào quy luật và tiến trình phát sinh thổ nhưỡng trên các vùng lãnh thổkhác nhau Cơ sở phân loại được đặt trên mối liên hệ tương hỗ của các yếu tố: mẫuchất, khí hậu, thuỷ văn, sinh vật và tác động của con người Hệ thống PLĐ của Liên
Trang 21bang Nga được Gerasimov (1958), Kovda (1965), Rode, Korshenin, Dimo,Rozov… và những người khác xây dựng và hoàn thiện dựa trên học thuyết hìnhthành đất của Dokuchaev.
+ Phân loại đất của Bộ Nông nghiệp Mỹ (USDA-Soil Taxonomy): theokhuynh hướng dựa vào tính chất đất, kinh nghiệm sử dụng đất và năng suất câytrồng Hệ thống PLĐ này được Bộ nông nghiệp Mỹ tiến hành xây dựng từ năm
1930 dưới sự cộng tác của các nhà nghiên cứu đất và PLĐ có kinh nghiệm của Mỹ(đứng đầu là Guy D Smith) và các nước khác trên thế giới Từ năm 1930 đến năm
1972, đã nghiên cứu khoảng 5.500 Biểu loại đất ở nước Mỹ Năm 1975, Hệ thốngPLĐ của Mỹ được xuất bản chính thức (Soil Taxonomy: A Basic System of SoilClassification for Making and Interpreting Soil Survey) [115] với 10 Bộ (Order).Năm 1999, tài liệu này được chỉnh lý, bổ sung và tái bản lần thứ hai với 12 Bộ, tăng
2 bộ so với lần ấn bản thứ nhất và với gần 19.000 biểu loại [116] Đây là hệ thốngphân loại "mở” có thể bổ sung thêm các đơn vị đất đai hiện có, được đặt tên theodạng ghép từ với thuật ngữ gốc La tinh hay Hy lạp, được cấu trúc theo các "bậc”phân loại (Category) với các chỉ tiêu hoá - lý định lượng thông qua xác định cáctầng chẩn đoán (Diagnostic horizons) và các đặc tính chẩn đoán (DiagnosticProperties) Hệ thống phân loại này được sử dụng ở nhiều Quốc gia trên thế giới
+ Phân loại đất của các nước Tây Âu: theo khuynh hướng kết hợp giữa nônghọc và địa chất Các nước có hệ PLĐ đáng chú ý là Pháp, Bỉ, Hà Lan, Tây Đức vớicác công trình nghiên cứu của Duchaufour, Ehwald, Pons, Zonnveld, Taylor,Pohlen…
+ Hệ thống phân loại đất của FAO-UNESCO-WRB: để khắc phục nhữngkhác biệt về các hệ thống PLĐ của các Quốc gia, đồng thời có thể tổng kết được cácnghiên cứu về đất trên thế giới Hệ PLĐ của FAO mang tính định lượng, được hìnhthành dựa trên sự kết hợp giữa 2 hệ PLĐ chính là PLĐ phát sinh (Liên Xô cũ) vàUSDA Các chỉ tiêu phân cấp được định lượng chi tiết, cụ thể dựa trên sự xuất hiệncủa tầng chẩn đoán; đặc tính chẩn đoán và vật liệu chẩn đoán Hệ phân loại này đãđược chỉnh lý nhiều lần (1974; 1988; 1994 và 1998) Trên bản đồ đất thế giới tỉ lệ1/5.000.000 (FAO-UNESCO-WRB) đã phân chia đất thế giới ra làm 30 nhóm đất(Soil Groups) và 209 đơn vị đất (Units) (dt Hội Khoa học Đất, 2000 [26])
Trang 221.2.2 Nghiên cứu về đánh giá đất
Khung đánh giá cho đất đai (FAO 1976) [102] là một trong những phươngpháp của FAO được sử dụng lâu dài và rộng rãi trong lĩnh vực tài nguyên đất đai vàphát triển nông nghiệp Hơn 1/4 thế kỷ, phương pháp đánh giá đất theo FAO đãđược triển khai thực hiện ở nhiều Quốc gia trên thế giới, bao gồm Băng-la-đét(Brammer et al., 1988), Ha-mai-ca (FAO/UNEP 1994), Malaysia (Biot et al., 1984),Kenya (Fischer và Antoine 1994), Nigeria (Hill, 1979, Veldkamp 1979), Sri Lanka(Dent và Ridgway 1986) và Thái Lan (Shrestha et al., 1995) Các nguyên tắc đặt ratrong khung đã được mở rộng trong các tài liệu hướng dẫn đánh giá đất cho các đốitượng cụ thể được công bố như sau: đánh giá đất cho nông nghiệp nhờ nước trời(1983) [103], đánh giá đất cho nền nông nghiệp có tưới (1985) [105], đánh giá đấtcho mục tiêu phát triển (1990) [106], đánh giá đất cho đồng cỏ quảng canh (1991)[108], đánh giá đất và phân tích hệ thống canh tác phục vụ quy hoạch sử dụng đất(1992) [109], [110]
Như vậy, công tác đánh giá đất đai được thực hiện trên nhiều Quốc gia và trởthành một khâu trọng yếu trong các hoạt động đánh giá tài nguyên phục vụ quy hoạch
sử dụng đất Có nhiều quan điểm, nhiều trường phái đánh giá đất khác nhau đượchình thành ở một số nước trên thế giới đã được chúng tôi tổng hợp trong Luận vănThạc sỹ Nông nghiệp, 2004 [44] Trong đó đáng chú ý là các trường phái sau đây:
+ Ở Liên bang Nga (Liên Xô cũ) việc phân hạng và đánh giá đất đai đượctiến hành trong những năm 60 của thế kỷ XX theo quan điểm đánh giá đất củaDokuchaev Bao gồm 3 bước: Đánh giá lớp phủ thổ nhưỡng (so sánh các loại thổnhưỡng theo tính chất tự nhiên); Đánh giá khả năng sản xuất của đất (yếu tố đượcxem xét kết hợp với yếu tố khí hậu, độ ẩm, địa hình); Đánh giá kinh tế đất (chủ yếulà đánh giá khả năng sản xuất hiện tại của đất) Phương pháp này quan tâm nhiềuđến khía cạnh tự nhiên của đối tượng đất đai, chưa xem xét kỹ đến khía cạnh kinh tế
- xã hội của việc sử dụng đất đai
+ Ở Hoa Kỳ, ngay từ đầu thế kỷ XX đã chú ý tới công tác phân hạng đất đainhằm mục đích sử dụng hợp lý tài nguyên đất Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ đã xâydựng được một phương pháp đánh giá phân hạng đất đai mới có tên là: “Đánh giátiềm năng đất đai” Phương pháp được áp dụng phổ biến ở Hoa Kỳ và sau đó đượcvận dụng ở nhiều nước Đánh giá tiềm năng đất đai dựa trên các yếu tố hạn chế kháphổ biến như: độ dốc, độ dày tầng đất, thành phần cơ giới, xói mòn, tính thấm, khíhậu và các yếu tố khác để phân chia đất đai thành các cấp (class), cấp phụ (subclass)
Trang 23và đơn vị (unit) Trong lãnh thổ Hoa Kỳ, đất được chia ra 8 cấp, trong đó 4 cấp cókhả năng sản xuất nông nghiệp (từ mức thích hợp cao đến thấp), 2 cấp có khả năngsản xuất lâm nghiệp, còn 2 cấp còn lại không có khả năng sử dụng Mỗi cấp đượcphân ra các cấp phụ qua việc xác định từng yếu tố hạn chế như: mức độ xói mòn(e), khả năng cung cấp nước (w), độ dày tầng đất cho rễ cây phát triển…
+ Ở Canađa đánh giá đất được thực hiện dựa vào các tính chất của đất vànăng suất ngũ cốc nhiều năm Trong nhóm cây ngũ cốc lấy cây lúa mì làm tiêuchuẩn và khi có nhiều loại cây thì dùng hệ số quy đổi ra lúa mì Trong đánh giá đấtđai các chỉ tiêu thường được chú ý là: thành phần cơ giới, cấu trúc đất, mức độ xâmnhập mặn trong đất, xói mòn, đá lẫn Chất lượng đất đai được đánh giá bằng thangđiểm 100 theo tiêu chuẩn trồng lúa mì Trên cơ sở đó đất được chia thành 7 nhóm:trong đó cấp I thuận lợi nhất cho sử dụng (ít hoặc hầu như không có yếu tố hạnchế), tới cấp VII gồm những loại đất không thể sản xuất nông nghiệp được (cónhiều yếu tố hạn chế)
+ Ở Anh có hai phương pháp đánh giá đất là dựa vào sức sản xuất tiềm tàngcủa đất hoặc dựa vào sức sản xuất thực tế của đất Phương pháp đánh giá đất dựavào thống kê sức sản xuất tiềm tàng của đất Phương pháp này chia đất làm cáchạng, mỗi hạng được xem xét bởi những yếu tố hạn chế của đất trong sản xuất nôngnghiệp Phương pháp đánh giá đất dựa vào thống kê sức sản xuất thực tế của đất
Cơ sở của phương pháp này là dựa vào năng suất bình quân nhiều năm so với năngsuất thực tế trên đất lấy làm chuẩn Trên cơ sở các phương pháp đánh giá đó, đất đaicủa nước Anh được chia thành 5 nhóm
+ Ở Ấn Độ thường áp dụng phương pháp tham biến, biểu thị mối quan hệgiữa các yếu tố (sức sản xuất của đất, độ dày, đặc tính tầng đất, thành phần cơ giới,
độ dốc và các yếu tố khác) dưới dạng phương trình toán học Kết quả phân hạngcũng được thể hiện dưới dạng phần trăm hoặc cho điểm Mỗi yếu tố được phânthành nhiều cấp và tính phần trăm
+ Ở Châu Phi đánh giá đất đai được các nhà khoa học Bỉ nghiên cứu và đềxuất bằng phương pháp tham biến, có tính đến sự phụ thuộc về 1 số tính chất sứcsản xuất của đất, mà sức sản xuất của đất lại chịu ảnh hưởng của các đặc trưng thổnhưỡng như: cấu trúc đất, thành phần khoáng, sự phân bố khoáng sét trong tầng đất,khả năng trao đổi cation, màu sắc của đất, điều kiện thoát nước, độ chua và độ nobazơ… Tất cả các đặc tính trên được thể hiện bằng phương trình toán học và từ đó
sẽ tính toán được sức sản xuất của đất
Trang 24+ Phương pháp đánh giá đất đai theo FAO dựa trên cơ sở phân hạng thíchhợp đất đai, cơ sở của phương pháp này là sự so sánh giữa yêu cầu sử dụng đất vớichất lượng đất, gắn với phân tích các khía cạnh kinh tế - xã hội và môi trường đểlựa chọn phương án sử dụng đất tối ưu Phương pháp đánh giá đất theo FAO là sự
kế thừa, kết hợp được những điểm mạnh của cả 2 phương pháp ĐGĐ của Liên Xô(cũ) và Hoa Kỳ, đồng thời có sự bổ sung hoàn chỉnh về phương pháp đánh giá đấtđai cho các mục đích sử dụng khác nhau Việc đưa ra phương pháp đánh giá mangtính quốc tế đã giúp cho các nhà khoa học có tiếng nói chung, gạt bớt những trởngại trên các phương diện trao đổi thông tin cũng như kiến thức trong đánh giá sửdụng đất Điểm nổi bật của phương pháp đánh giá đất đai theo FAO là coi trọng vàquan tâm đến việc đánh giá khả năng duy trì và bảo vệ tài nguyên đất Nhằm xâydựng một nền nông nghiệp bền vững trên phạm vi toàn thế giới cũng như trong từngQuốc gia riêng rẽ
1.2.3 Nghiên cứu bảo vệ đất vùng gò đồi
Đất vùng gò đồi nói chung có độ màu mỡ cao nếu mới được khai phá hoặcđược sử dụng hợp lý Tuy nhiên, độ màu mỡ của đất gò đồi phụ thuộc nhiều vàothành phần đá mẹ, độ dốc, thảm thực vật và nguồn nước Đã từ lâu, qua quá trìnhchặt phá rừng, khai thác đất trồng trọt, người ta đã phát hiện đất vùng gò đồi rấtnhanh chóng bị suy thoái do hiện tượng đất bị rửa trôi, xói mòn Vì vậy, từ thế kỷ
18 bắt đầu có nhiều công trình nghiên cứu về các biện pháp bảo vệ đất đồi (Volni,1870; Các giáo sư trường Đại học Pardin Mỹ, từ 1951-1958; Các nghiên cứu Quốc
tế của nhiều nước, 1980; Chương trình IBSRAM, CIAT, thập kỷ 90)
Kết quả nghiên cứu của Suphamit – Jarutanyaluk (1996) [117] về sự thấtthoát nước và đất ở khu vực Changwat Khon Kaen (Thái Lan) cho thấy: bình quânlượng đất bị xói mòn ở mô hình NLKH là 9,55 tấn/ha/năm Trong khi đó trồng câychuyên canh nông nghiệp là 12,28 tấn/ha/năm Mặt khác, những phụ phẩm hữu cơtrong sản xuất NLKH trả lại cho đất cao hơn nhiều so với chuyên canh nông nghiệp
Sự sai khác đó rất có ý nghĩa khi tính toán hiệu quả kinh tế và canh tác bền vững.Theo Lal, R (1998) [112] kỹ thuật sản xuất phù hợp với dân nghèo miền núi là trồng
đa canh theo phương thức NLKH, vì thế chính phủ Thái Lan đã ban hành các chínhsách hỗ trợ, nhằm khuyến khích phát triển sản xuất NLKH
Ernst Mutert và Thomas Fairhurst (2001) [100] nghiên cứu về quản lý dinhdưỡng trên đất dốc Nhiệt đới vùng Đông Nam châu Á đã xác định: phần lớn đất đồi
ở Đông Nam Á bị phong hoá và rửa trôi mạnh làm cho các chất dinh dưỡng bị suy
Trang 25giảm nhanh Nếu không được bón bổ sung phân khoáng đất sẽ bị thiếu dinh dưỡng,năng suất cây trồng thấp dẫn đến thu nhập của nông dân thấp, không có điều kiệnđầu tư trở lại cho đất, cộng với áp lực tăng dân số làm cho thời gian bỏ hoá bị rútngắn dần Hậu quả là đất càng ngày càng nghèo kiệt, đó là vòng luẩn quẩn dẫn đếnđói nghèo
Từ kết quả nghiên cứu của mạng lưới quản lý đất dốc châu Á thuộc Tổ chứcQuốc tế về nghiên cứu và quản lý đất (IBSRAM) tại các địa điểm: Doitung (TháiLan), Nam Xumatra (Indonesia), các tác giả trên đã nhấn mạnh vai trò của việc bón
bổ sung phân khoáng (đặc biệt là lân và vôi cho cây họ đậu) trên đất dốc nghèo dinhdưỡng nhằm giúp bộ rễ cây phát triển, hạn chế xói mòn, tăng độ che phủ đất vàlượng sinh khối trả lại cho đất, đó là biện pháp “hữu cơ hoá các chất vô cơ” để cảithiện độ phì của đất Cũng theo các tác giả này, mô hình NLKH (giữa cây lươngthực và cây họ đậu, cây hàng năm và cây lâu năm, cây ăn quả và cây lấy gỗ…) làphương thức thực hiện để xoá đói giảm nghèo, ổn định và cải thiện đời sống nôngdân ở các vùng đất đồi
Tại Đài Loan, để quản lý tốt hơn tài nguyên đất, Chính phủ đã xây dựng dự
án trình diễn bảo vệ đất đồi lần đầu tiên năm 1952 Sau đó, nhiều biện pháp bảo vệđất đã được áp dụng như đào rãnh ở sườn đồi, làm ruộng bậc thang, trồng băng cỏ,trồng cây che phủ Theo kết quả điều tra năm 1995 của Cục Bảo vệ Đất và NướcĐài Loan cho rằng làm rãnh ở sườn đồi là biện pháp bảo vệ đất đồi được sử dụngphổ biến nhất, tiếp đó là làm ruộng bậc thang, lớp phủ cỏ và bờ đá
1.3 Tổng quan các vấn đề nghiên cứu ở trong nước có liên quan đến đề tài
1.3.1 Nghiên cứu về phân loại đất
Công tác nghiên cứu về PLĐ ở Việt Nam gắn liền với lịch sử phát triển củađất nước Theo Hội Khoa học Đất Việt Nam, 2000 [26] thì phân loại đất có thể chialàm các giai đoạn như sau:
Giai đoạn trước năm 1954: ở giai đoạn này chưa có nhiều nghiên cứu về đất
nên nghiên cứu về PLĐ cũng chưa được chú ý
Giai đoạn 1955 – 1975: giai đoạn này cùng với sự ra đời của Viện Khảo cứu
Nông – Lâm Trung ương, một số nghiên cứu nhỏ về đất được tiến hành, đặc biệtvào năm 1959 với sự trợ giúp của chuyên gia Liên Xô mà trực tiếp là Fridland vàmột số chuyên gia thổ nhưỡng của nước ta đã tiến hành điều tra – phân loại và lập
sơ đồ thổ nhưỡng tỉ lệ 1/1.000.000 phần miền Bắc kèm theo chú giải Nghiên cứunày chia cắt miền Bắc thành 18 đơn vị phân loại chính, 37 loại phụ [85] Đất gò đồi
Trang 26được xếp vào nhóm A bao gồm 10 loại với đặc trưng chính là hình thành tại chỗ,phần lớn có quá trình feralitic Cũng trong thời kỳ này, Moorman đã chủ biên xâydựng “Bản đồ đất đai tổng quát miền Nam Việt Nam” tỷ lệ 1/1.000.000, phân chiađất miền Nam Việt Nam làm 25 đơn vị chú dẫn bản đồ Theo Fridland (1973) [21]trong công trình “Đất và vỏ phong hoá nhiệt đới ẩm miền Bắc Việt Nam” đã phânchia đất miền Bắc thành 27 loại thuộc 5 nhóm, bổ sung thêm 9 loại Kết quả nghiêncứu này đã giúp cho việc nắm khái quát số lượng và chất lượng đất ở miền Bắc.Đồng thời, giúp các cán bộ thổ nhưỡng Việt Nam tiếp cận được phương pháp phânloại – lập bản đồ đất theo quan điểm phát sinh Tạo điều kiện để các nhà khoa họctiến hành thử nghiệm lập bản đồ đất cấp tỉnh và sau đó triển khai ở tất cả các tỉnhvùng đồng bằng miền Bắc tỉ lệ 1/50.000 – 1/100.000 Riêng vùng đồi núi của cáctỉnh phía Bắc được tiến hành từ năm 1968 và hoàn thiện vào năm 1973 Bản đồ đấtcủa một số tỉnh đã được biên tập, xuất bản như Bắc Thái (trước đây); Vĩnh Phúc;Lào Cai…
Giai đoạn 1976 – 1985: trên cơ sở tổng kết những kinh nghiệm trong điều
tra, phân loại – lập bản đồ đất cho các tỉnh miền Bắc và kết quả khảo sát khái quátđất miền Nam Năm 1976, ban biên tập bản đồ đất đã xây dựng bảng PLĐ dùng chobản đồ đất cấp tỉnh phục vụ công tác điều tra – phân loại – lập bản đồ đất cho cáctỉnh từ Quảng Trị trở vào Theo bảng phân loại này, Đất Việt Nam được phân chialàm 14 nhóm với 68 loại Sau 5 năm (1976-1980), về cơ bản công tác xây dựng bản
đồ đất hoàn thành ở phạm vi cả nước, mỗi tỉnh đều có bản đồ đất Năm 1984, ViệnQuy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp đã trình Bộ Nông nghiệp (trước đây) ban hànhtiêu chuẩn ngành “Quy phạm điều tra lập bản đồ đất tỷ lệ lớn” làm cơ sở chỉ đạothống nhất công tác phân loại – lập bản đồ đất trong phạm vi cả nước [5]
Giai đoạn 1986 – 1995: nhiều nghiên cứu ứng dụng hệ thống PLĐ của
FAO-UNESCO-WRB và USDA - Soil Taxonomy được tiến hành ở các cơ quan, đơn vịnhư Hội Khoa học Đất Việt Nam, Viện Thổ nhưỡng Nông hoá, Viện Quy hoạch vàThiết kế Nông nghiệp, Trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội, Trường Đại học CầnThơ Tuy nhiên, do hạn chế về kinh phí, đặc biệt là hạn chế về trang thiết bị phântích, nên hầu hết những nghiên cứu ứng dụng các hệ phân loại này chủ yếu ở dạngchuyển đổi danh pháp một cách định tính và bán định lượng Thời gian này, các nhàkhoa học thổ nhưỡng đã công bố bảng chuyển đổi danh pháp giữa hệ thống PLĐcủa Việt Nam theo FAO-UNESCO-WRB (21 nhóm và 61 đơn vị đất) [26] và SoilTaxonomy (14 nhóm và 33 đơn vị đất) [16]
Trang 27Giai đoạn 1996 đến nay: hệ thống PLĐ của FAO-UNESCO-WRB và
Soil Taxonomy đã được bổ sung, hoàn thiện và công bố, điển hình là các kếtquả nghiên cứu của Viện Thổ nhưỡng Nông hoá, Viện Quy hoạch và Thiết kếNông nghiệp như “Nghiên cứu ứng dụng hệ thống PLĐ của FAO-UNESCO vàUSDA Soil Taxonomy” để xác định danh pháp các đơn vị đất trong PLĐ ViệtNam [91]; “Nghiên cứu xây dựng hệ thống phân vị cho một số loại đất miềnBắc Việt Nam theo hệ PLĐ FAO-UNESCO-WRB và USDA-Soil Taxonomy”,phục vụ công tác xây dựng bản đồ đất tỷ lệ trung bình và lớn” (dt Trần MinhTiến và cộng sự, 2005) [69]; “Hoàn thiện hệ thống PLĐ để xây dựng bản đồ đất tỉ
lệ 1/50.000-100.000” đã phân chia đất Việt Nam thành 20 nhóm, 56 đơn vị đất và
177 đơn vị đất phụ (Viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp, 2003) [88]
Cũng trong thời gian này với hơn 20 tỉnh trong toàn quốc (Đồng Nai, BìnhĐịnh, Hà Nam, Bắc Ninh, Lào Cai, Quảng Ninh ) đã áp dụng hệ thống PLĐ theoFAO-UNESCO-WRB để xây dựng bản đồ đất làm cơ sở đánh giá tài nguyên đất đaivà quy hoạch sử dụng đất đai Các kết quả này cũng đã xác định được phương pháp
áp dụng hệ thống PLĐ theo FAO-UNESCO-WRB trong điều kiện Việt Nam Trongbảng PLĐ Việt Nam theo FAO-UNESCO-WRB, các loại đất đồi núi được phân loạichủ yếu ở các nhóm đất thứ IX đến nhóm XVIII Cơ sở PLĐ vùng đồi núi Việt Namdựa trên yếu tố chính là tầng chuẩn đoán, đặc tính chuẩn đoán và vật liệu chuẩnđoán trong PLĐ theo FAO-UNESCO-WRB Ngoài ra còn tham khảo các yếu tốkhác như đá mẹ, địa hình, độ sâu tầng đất… (Nguyễn Thế Đặng, 2003) [12]
Như vậy, trong thời gian qua nghiên cứu ứng dụng hệ PLĐ của UNESCO-WRB và USDA Soil Taxonomy ở Việt Nam đã đạt được một số kết quảnhất định: xây dựng được bảng chuyển đổi danh pháp giữa PLĐ Việt Nam và các
FAO-hệ PLĐ trên, làm cơ sở tham chiếu và trao đổi thông tin; Đã xác định được tên đấtcủa hầu hết các loại đất Việt Nam theo hướng dẫn của FAO-UNESCO-WRB vàUSDA Soil Taxonomy; Đã xây dựng được hệ thống phân vị của một số loại đấttheo hệ PLĐ của FAO-UNESCO-WRB và USDA Soil Taxonomy phục vụ cho việcxây dựng bản đồ đất ở tỷ lệ trung bình và lớn; Đã áp dụng hệ thống PLĐ của FAO-UNESCO-WRB để xây dựng bản đồ đất cho nhiều địa phương trong cả nước, phục
vụ công tác đánh giá tài nguyên đất đai, quy hoạch và sử dụng hiệu quả tài nguyênđất nông nghiệp
Trang 281.3.2 Nghiên cứu về tính chất đất
1.3.2.1 Tính chất lý học của đất
Các tính chất lý học có vai trò tương đối quan trọng đối với độ phì nhiêu củađất gò đồi Nó liên quan đến mức độ tơi xốp của đất, chế độ nhiệt, chế độ nước,mức độ thoáng khí và mức độ dễ tiêu của các chất dinh dưỡng Với các hình thứckhai thác và sử dụng đất đồi khác nhau cũng như sự thay đổi thảm phủ thực vật đãlàm biến đổi các tính chất vật lý đất Theo Nguyễn Tri Chiêm và Đoàn Triệu Nhạn(1974) [7], Trần Kông Tấu (1984) [60], Nguyễn Thị Dần và Thái Phiên (1999) [11],thì khai phá đất rừng để canh tác sau vài năm lý tính đất có chiều hướng xấu đi, độ
ẩm giảm, dung trọng tăng, độ xốp giảm, cấu trúc đất bị phá vỡ dẫn đến độ phì nhiêucủa đất suy giảm
Thành phần cơ giới của đất: là tỷ lệ phần trăm các cấp hạt có kích thước
khác nhau khi đoàn lạp đất bị phá huỷ Thành phần cơ giới của đất có tác động lớnđến nhiều tính chất quan trọng của đất như độ chặt, độ thấm nước, khả năng giữnước cũng như khả năng hấp thụ, trao đổi và tích luỹ các chất dinh dưỡng Thànhphần cơ giới đất phụ thuộc vào địa chất hình thành cũng như thành phần khoáng của
đá mẹ, chịu ảnh hưởng của cường độ phong hoá cũng như sự rửa trôi Các phươngthức sử dụng đất với mức độ che phủ mặt khác nhau, có ảnh hưởng đến mức độ rửatrôi, xói mòn các hạt sét ở tầng mặt
Các đất phát sinh trên các loại đá mẹ khác nhau có thành phần cơ giới khácnhau, đất đỏ bazan, đất feralit trên đá phiến có thành phần cơ giới nặng hơn đấtferalit phát triển trên đá gơnai, điều này có liên quan đến đặc tính đá mẹ và cường
độ phong hoá, thường đá bazan, đá phiến dễ phân huỷ hơn so với đá granit Do vậy,
ở các đất đỏ bazan, đất feralit trên đá phiến có độ dày tầng đất lớn hơn ở đất feralittrên đá granit Trong cùng một phẫu diện hàm lượng cấp hạt <0,002mm ở tầng dướithường lớn hơn ở tầng mặt, điều này có liên quan đến quá trình rửa trôi (Hoàng ThịMinh và Nguyễn Văn Bộ, 1999) [42]
Theo Trần Kông Tấu và Lê Văn Lanh (1986) [61] ở đất feralit vàng đỏ pháttriển trên đá gơnai, tầng mặt của tất cả các phẫu diện nghiên cứu có thành phần cơgiới nhẹ hơn và càng xuống sâu thì đất càng nặng Trong các phương thức sử dụngđất thì đất trồng bạch đàn, sắn có hàm lượng cấp hạt sét ở tầng mặt thấp hơn ở đấtrừng tự nhiên, đất trồng xen (chè+cốt khí, sắn+lạc) Có lẽ do ở đất trồng xen, đấtrừng tự nhiên với nhiều loại thực vật che phủ đã hạn chế sự rửa trôi hạt sét ra khỏitầng mặt
Trang 29Kết quả nghiên cứu của Lê Văn Khoa và Phạm Cảnh Thanh (1989) [34] đất
đỏ vàng phát triển trên phiến sét cho thấy: trong các phương thức sử dụng đất thì ởđất đồi trọc, đất trồng sắn có hàm lượng sét vật lý ở tầng mặt thấp hơn ở đất rừng táisinh và đất trồng chè Sự chênh lệch đáng kể hàm lượng sét vật lý ở tầng mặt vàtầng dưới sâu cho thấy mức độ rửa trôi, xói mòn ở đất đồi trọc, đất trồng sắn là lớnhơn đất trồng cây lâm nghiệp, cây công nghiệp (sơn, chè) và cây ăn quả
Theo Trần Đức Viên và Lê Minh Giang (1996) [94] thì canh tác nương rẫytrên đất dốc theo tập quán đốt tàn dư thực vật sau mỗi vụ gieo trồng, mặt đất bị xóimòn mạnh do mưa lớn tập trung theo mùa làm các hạt sét bị rửa trôi nhiều dẫn đến
tỷ lệ sét giảm nhanh, tỷ lệ cát và thịt tăng nhanh theo thời gian canh tác
Theo Nguyễn Văn Trường và cộng sự (1998) [79] ở đất nâu vàng trên phù sa
cổ Ba Vì sau 5 năm thí nghiệm, các công thức có băng cây xanh là cây lâm nghiệpvà đầu tư phân bón thì lượng đoàn lạp bền trong nước có kích thước >0,25mm tăng
từ 1,2 – 2,2 lần so với các công thức khác
Dung trọng và tốc độ thấm nước của đất: là những đặc tính vật lý chi phối
mức độ chặt xốp của đất có liên quan đến cấu trúc của đất, chế độ nhiệt, chế độkhông khí cũng như chế độ nước của đất Dung trọng có tương quan chặt với hàmlượng chất hữu cơ trong đất nên chịu ảnh hưởng của cường độ phong hoá cũng nhưphương thức sử dụng đất khác nhau
Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Dần, Thái Phiên (1999) [11] cho thấy ởđất đỏ bazan Buôn Mê Thuột, sau khi khai phá trồng cà phê dung trọng của đất(0,95 g/cm3) đã tăng lên so với đất dưới rừng (0,83 g/cm3) Ở đất phiến thạch sétPhú Thọ dung trọng ở đất trồng chè là 1,42 g/cm3, còn ở đất dưới rừng là 1,28g/cm3 Chiều hướng tương tự như vậy cũng thấy ở đất nâu vàng trên phù sa cổ Ba
Vì, đất dưới rừng có dung trọng là 1,38 g/cm3, sau khi khai phá trồng dâu dungtrọng đã tăng lên đến 1,58 g/cm3
Kỹ thuật canh tác có ảnh hưởng đến dung trọng, tốc độ thấm nước của đất.Đất đỏ vàng trên phiến thạch sét ở Hoà Bình, nếu trồng chè có băng chắn cốt khí đãlàm giảm dung trọng đất so với trồng chè không có băng chắn (1,33 g/cm3 và 1,58g/cm3) và làm tăng tốc độ thấm nước (1,76 mm/phút và 1,38 mm/phút) (Đậu CaoLộc và cộng sự, 1998) [38]
Ở đất nâu vàng trên phù sa cổ Ba Vì, sau 5 năm thí nghiệm những đất trồngcây hàng năm có băng chắn, có đầu tư phân bón thì tốc độ thấm nước nhanh hơn sovới công thức canh tác theo tập quán nông dân từ 1,1 – 1,6 lần Phân bón giúp cho
Trang 30cây trồng phát triển tốt tăng lượng chất xanh, rễ ăn sâu làm đất tơi xốp hơn và thấmnước nhanh hơn Nếu so lượng chất khô trả lại cho đất qua thân, lá, rễ của cây trồngsau 5 năm thì ở các công thức có băng chắn và có bón phân gần gấp đôi so với canhtác theo tập quán của nhân dân (Nguyễn Văn Trường và cộng sự, 1998) [79].
Trên đất đồi, nếu trồng cây không có các biện pháp bảo vệ đất, ngăn chặn xóimòn thì dung trọng đất thường cao hơn so với trồng cây có bảo vệ đất Ở đất bazantrồng cà phê nếu không có biện pháp bảo vệ đất thì dung trọng của đất là 1,02g/cm3 Nếu trồng cà phê xen ngô, lạc thì dung trọng là 0,96 g/cm3, còn nếu trồng càphê xen băng phân xanh thì dung trọng giảm xuống 0,92 g/cm3 (Lương Đức Loanvà cộng sự, 1998) [37] Theo các kết quả nghiên cứu của Vũ Thị Liên (2006) [36],Nguyễn Thế Hưng (2004) [31] và Phạm Ngọc Thường (2003) [68] đã khẳng định
về sự biến thiên của dung trọng theo chiều sâu phẫu diện
Độ xốp của đất: theo Hoàng Xuân Tý (1975) [82] về đất trồng bạch đàn
trắng và bạch đàn liễu cho thấy rừng bạch đàn có tác dụng cải thiện và nâng cao độxốp của đất, đặc biệt là lớp đất mặt 0 – 20 cm Hiện tượng độ xốp của đất được cảithiện sau khi trồng rừng cũng được Ngô Đình Quế (1984) [54] phát hiện khi nghiêncứu về đặc điểm đất rừng thông nhựa và ảnh hưởng của rừng thông nhựa đến độ phìđất Tác giả đã rút ra kết luận: sau 8 – 10 năm trồng rừng thông nhựa, độ xốp đất ởtầng 20 – 25 cm được tăng lên 2 – 4% Theo Bùi Thị Quế (1996) [53] thì độ xốpcủa đất cũng được tăng lên sau khi trồng bạch đàn Trung bình cứ sau 1 năm, độxốp lớp đất mặt dưới rừng bạch đàn được tăng lên từ 0,68 – 2,70%
Độ ẩm, khả năng trữ ẩm của đất: canh tác trên đất đồi chủ yếu là nhờ nước
trời, nên độ ẩm của đất có ý nghĩa đối với sự phát triển của cây trồng Thực tế sảnxuất nông nghiệp cho thấy, yếu tố hạn chế chi phối mạnh đến tiềm năng sản xuấtcủa đất đồi là nước Do vậy việc tăng sức chứa ẩm lúc có mưa và duy trì độ ẩm củađất trong mùa khô là rất cần thiết đối với sự phát triển của cây trồng
Theo Trần Kông Tấu, Nguyễn Thị Dần (1984) [60] ở đất nâu đỏ phát triển trên đávôi, SCACĐ từ 36 – 40%, độ ẩm cây héo 24% Vào mùa khô độ ẩm đất biến động
từ 20 – 26%, có lúc dưới mức độ ẩm cây héo, cây trồng không sử dụng được.Thường thì độ ẩm tầng đất mặt giảm thấp, trong khi đó ở các tầng dưới sâu sự biếnđộng ít hơn nhất là các đất có thành phần cơ giới nặng
Với mỗi loại cây trồng trên cùng một loại đất có giá trị độ ẩm cây héo tươngứng Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Văn Bản (1995) [4] trên đất đỏ vàng
Trang 31phát triển trên đá biến chất thì giá trị độ ẩm cây héo tăng dần theo thứ tự cây lâmnghiệp (keo tai tượng 12,2%, trám 16,3%), cây công nghiệp (cà phê 16,4%, chè17,7), cây ăn quả (bưởi 17,9%, vải 18,1%) và cây lương thực (ngô 18,4%) Sứcchứa ẩm cực đại của các loại cây trồng thấp hơn độ ẩm cây héo từ 1,16 – 1,20 lần.
Ở đất feralit phát triển trên phù sa cổ trồng dâu nếu che phủ cỏ khô thì trungbình độ ẩm đất tăng hơn so với đối chứng khoảng 2 – 3% (tương đương với 30 – 60
m3 nước/ha) ở độ sâu 10 cm Nếu phủ nilon toàn bộ, độ ẩm đất tăng trung bình sovới đối chứng 5 – 7% (khoảng 60 – 100 m3 nước/ha) ở độ sâu 10 cm (Trần KôngTấu, 1984) [60]
Theo Nguyễn Thị Dần, Thái Phiên (1999) [11] thì khi được che phủ bằngthực vật khô (quỳ dại, thân ngô, cỏ khô) với lượng 5 kg cho mỗi gốc cà phê đã làmtăng độ ẩm đất 7 – 10% so với đối chứng, do vậy làm tăng năng suất cà phê Khigiữ ẩm cho chè bằng cách để cỏ tự nhiên, phủ nilon gốc đã làm tăng năng suất chè
từ 3,1 – 3,6 kg trên 40 m2 (Chu Xuân Ái và Đoàn Hùng Tiến, 1997) [1] Không chỉđối với cây lâu năm, mà đối với cây trồng hàng năm nếu được đủ ẩm trong suốt thờigian sinh trưởng thì năng suất cũng được tăng lên đáng kể
Trên các phương thức sử dụng đất khác nhau, thì trồng cây có băng chắn đã duy trìđược độ ẩm đất, làm tăng khả năng giữ ẩm, bổ sung thêm chất hữu cơ vào đất vàhạn chế lượng nước chảy bề mặt Trên đất đỏ bazan Buôn Mê Thuột nếu sử dụngcây quỳ dại che phủ toàn bộ bề mặt đất trồng sắn thì độ ẩm đất cao hơn đối chứng 6– 7% và năng suất sắn trung bình 40 – 50% (Nguyễn Thị Dần và Thái Phiên, 1999)[11] Trên đất đỏ vàng phiến thạch sét trồng chè có băng cốt khí độ ẩm đất tăngkhoảng 2% và sức chứa ẩm đồng ruộng tăng hơn 3% so với trồng cây không cóbăng chắn (Đậu Cao Lộc và cộng sự, 1998) [38]
Ở đất nâu vàng trên phù sa cổ Ba Vì với các công thức trồng cây nôngnghiệp hàng năm có băng chắn thì độ ẩm cao hơn so với ở ngoài băng là từ 1,2 –2,2% (Nguyễn Văn Trường và cộng sự, 1998) [79] Trên đất đỏ bazan Tây Nguyênvới các phương thức trồng cà phê xen băng phân xanh, đậu đỗ hay ngô, lạc đã kéodài thời gian giữ ẩm của đất, có ý nghĩa trong việc tiết kiệm được một phần chi phítưới nước cho cà phê trong mùa khô (Lương Đức Loan và cộng sự, 1998) [37] Cóthể sử dụng thân, lá của băng cây xanh che phủ mặt đất để giữ ẩm, giữ nước chođất, tránh sự công phá của nước mưa, giảm xói mòn, tăng cường chất hữu cơ cảithiện độ phì nhiêu đất và tăng năng suất cây trồng
Trang 321.3.2.2 Tính chất hoá học của đất
Trên đất vùng gò đồi các quá trình rửa trôi, xói mòn, canh tác không hợp lýđã tác động mạnh đến đặc điểm hoá học của đất Dẫn đến sự nghèo kiệt dần cácchất dinh dưỡng, làm đất mất sức sản xuất và canh tác không có hiệu quả
Độ chua và hàm lượng nhôm trao đổi: đất đồi núi miền Bắc Việt Nam nói
chung và gò đồi nói riêng chủ yếu được cấu tạo từ các loại đá mẹ axit (Fridland,1973) [21], có quá trình tích luỹ tương đối Fe, Al và rửa trôi các cation kim loạikiềm, kiềm thổ nên đất có phản ứng chua Kết quả phân tích tính chất đất tầng mặtcủa nhiều phẫu diện trong chương trình phúc tra, chỉnh lý bản đồ đất cấp tỉnh(năm 2003 - 2005) (Nguyễn Văn Toàn, 2005) [72] cho thấy, đa số các loại đất cóphản ứng chua, ngoại trừ đất nâu thẫm Theo tính toán trên 80% diện tích đất đồinúi Việt Nam có giá trị pHKCl < 5, trong đó 50% diện tích pHKCl < 4,5 (rất chua)
Sự chua hoá đất nói chung và đất đồi núi nói riêng là do quá trình rửa trôi cationtrao đổi canxi và magiê, phần lớn < 4 me/100g đất, ngoại trừ đất nâu thẫm
Các loại hình sử dụng đất có ảnh hưởng rất rõ đến sự thay đổi độ chua củađất, có liên quan đến hàm lượng chất hữu cơ, mức độ rửa trôi các cation kim loạikiềm và kiềm thổ cũng như hàm lượng nhôm trao đổi (Thái Phiên, 1999) [46];(Hoàng Thị Minh, 2004) [41]
Trong quá trình khai thác và sử dụng con người đã làm thay đổi độ chua củađất Đất Ferralsols mới khai hoang trồng cà phê pHKCl thường dao động từ 4,6 – 5,3,qua 10 năm trồng cà phê pHKCl của đất giảm xuống và phổ biến là 4,2 (Nguyễn TriChiêm và Đoàn Triệu Nhạn, 1974) [7]
Theo Hoàng Văn Huây (1983) [29] ở đất đỏ vàng phát triển trên đá gơnaitrên vùng gò đồi Vĩnh Phú với phương thức trồng bạch đàn, trồng sắn trên 10 nămlượng Al3+ di động lớn nhất, trồng sắn, trồng chè xen cốt khí lượng nhôm di độnggiảm, đất trồng sắn luân canh lạc có lượng nhôm di động thấp nhất Do vậy độ chuađất cũng bị biến đổi Đất trồng sắn trên 10 năm, đất đồi hoang có pHKCl thấp nhất4,7, đất trồng sắn luân canh lạc có pHKCl cao hơn đáng kể, còn đất trồng bạch đàn
pHKCl là 4,8
Trên đất gò đồi khi pH thấp, đất trở nên chua nghèo K+, Ca2+, giàu Al3+, Mn2+gây bất lợi cho sản xuất nông nghiệp Khi hàm lượng Al3+ tăng, khả năng cố địnhlân tăng và làm giảm hàm lượng lân dễ tiêu trong đất
Trang 33Về bản chất, đất chua là do các ion H+ và Al3+ trên bề mặt hạt keo và giảiphóng ra dung dịch đất ở mức độ khác nhau Để khắc phục vấn đề đất chua, nếuđơn thuần bằng cách khử chua thì không thể thực hiện được, về mặt thực tiễn vì dobản chất keo khoáng và tính đệm quá lớn của đất Nếu bón vôi có thể tăng pH tứcthời của lớp đất mặt nhưng hiệu quả này rất ngắn (dưới 2 tháng đối với đất bazan).Thực tế đất gò đồi không mấy khi được bón vôi, nhưng nhiều nơi nhờ thâm canhvẫn đạt được thu nhập cao trên đơn vị diện tích (10 – 20 triệu/ha/năm) và đất khôngchua thêm hay xấu đi Như vậy bón vôi chỉ là một trong các biện pháp bổ trợ đểphát huy độ phì tiềm năng của đất chua (Nguyễn Tử Siêm và Thái Phiên, 1998)[55] Ngoài ra, các biện pháp trồng cây phân xanh, tạo băng chắn để hạn chế việcrửa trôi các cation kim loại kiềm, tăng nguồn hữu cơ để hạn chế hàm lượng Al3+trong đất có thể làm giảm độ chua của đất.
Hàm lượng chất hữu cơ của đất: có nguồn gốc từ tàn dư thực vật và các sinh
vật sống trong đất Hàm lượng chất hữu cơ phụ thuộc vào khối lượng và chất lượngnguồn sinh khối hàng năm trả lại cho đất Thảm thực vật rừng, với sự đa dạng vềchủng loại thực vật, phân thành nhiều tầng khác nhau tạo mức độ che phủ cao, đất ít
bị ảnh hưởng của xói mòn, nguồn sinh khối trả lại cho đất hàng năm rất lớn, nên đấtgiàu chất hữu cơ và rất phì nhiêu
Hàm lượng chất hữu cơ trong các loại đất biến đổi khác nhau: theo kết quảnghiên cứu 300 mẫu đất Ferralsols và Acrisols phát triển trên các loại đá mẹ khácnhau thì hàm lượng chất hữu cơ < 0,9% chiếm 18%; 1,0 – 1,9% chiếm 40%; 2,0 –3,0% chiếm 32% và >3,0% chiếm 10% (Thái Phiên, 1999) [46] Trong khi đó, theokết quả nghiên cứu 180 mẫu đất Ferralsols và Acrisols ở một số vùng đồi núi phíaBắc cho thấy hàm lượng chất hữu cơ < 1,5% chiếm 33,9%; 1,5 – 3,0% chiếm45,55% và >3,0% chiếm 20,55% (Hoàng Thị Minh, 2004) [41]
Hàm lượng chất hữu cơ có xu hướng giảm thấp nghiêm trọng, dao động từrất nghèo (0,7%) đất xám bạc màu trên đá macma axit đến cao nhất 3,9% (đất nâutím trên đá bazan) Các loại đất phát triển trên sản phẩm phong hoá của đá macmabazơ và trung tính có hàm lượng chất hữu cơ cao hơn, thấp nhất cũng đạt 2,02% vàcao nhất đạt 3,9% Tuy nhiên, so với đất dưới rừng, hàm lượng hữu cơ đã giảm 40%(trung bình của 10 mẫu đất rừng đạt 4,8%) (Nguyễn Văn Toàn, 2005) [72]
Hàm lượng chất hữu cơ phụ thuộc vào loại hình sử dụng đất, mức độ che phủmặt đất, nguồn tàn dư thực vật trả lại cho đất, các biện pháp bảo vệ đất cũng như
Trang 34thời gian canh tác Chẳng hạn trồng độc canh không bón phân, không có biện phápchống xói mòn đã làm mất một lượng hữu cơ đáng kể từ lớp đất mặt màu mỡ Kếtquả nghiên cứu của Viện Thổ nhưỡng Nông hoá (1974) [92], ở đất đồi núi vùng caonguyên Sơn La cho thấy hàm lượng chất hữu cơ biến đổi rất lớn ở nương trồng lúanương, ngô, sắn Ở nương mới phát quang chất hữu cơ tổng số là 5,7%, sau 2 vụcanh tác giảm xuống còn 3,1% và qua 3 vụ canh tác chỉ còn là 2,2% Những nghiêncứu của Ngô Văn Phụ và cộng sự (1981) [50] cho thấy ở tầng mặt của đất dưới rừngtrồng có hàm lượng chất hữu cơ trung bình là 2,51% lớn hơn hẳn so với đất trồngcây nông nghiệp 1,65% Đáng chú ý trong đất rừng tự nhiên thì đất dưới rừng trồnglim có hàm lượng chất hữu cơ lớn hơn 2,5 lần (3,8%) so với đất dưới rừng trồnggiang (1,21%) Trong các biện pháp bảo vệ đất như trồng xen cây lương thực vớicây đậu đỗ, trồng xen cây lâu năm với cây phân xanh, trồng cây có băng chắn đều
có khả năng làm tăng hàm lượng chất hữu cơ của đất (Đỗ Xuân Hà, 1985) [22],(Phạm Tín, 1979) [70] Trồng cây ngắn ngày hàm lượng chất hữu cơ bị suy giảmnhanh hơn ở đất trồng cây lâu năm và hàm lượng chất hữu cơ trong đất canh tác chỉbằng 40 – 60% trong đất rừng nguyên sinh (Nguyễn Tử Siêm và cộng sự, 1998)[55]) Ngoài ra, thời gian canh tác cũng ảnh hưởng rất lớn đến hàm lượng chất hữu
cơ trong đất Theo kết quả nghiên cứu của Trần Đức Toàn và Thái Phiên (1999)[75] cho thấy hàm lượng chất hữu cơ trong đất feralit phát triển trên đá phiến sétThanh Ba, Phú Thọ, năm đầu khai hoang là 3,5%, nhưng sau 5 năm canh tác hàmlượng chất hữu cơ chỉ còn 0,9% (nếu trồng sắn) và 2,5% (nếu trồng chè)
Hàm lượng lân dễ tiêu trong đất: lân có vai trò quan trọng trong quá trình
sinh trưởng của thực vật Sự hoà tan các hợp chất lân trong đất chịu ảnh hưởng của
độ chua đất, sự có mặt của ion Fe3+, Al3+ di động và hoạt động của VSV
Khả năng hấp phụ lân dễ tiêu trong các loại đất khác nhau: theo kết quả
nghiên cứu của Nguyễn Khả Hoà (1994) [24] cho thấy nhìn chung các loại đất dốc
tụ đá vôi, đất bazan, đất nâu vàng trên đá vôi, đất phiến thạch sét và đất xám granitđều có khả năng hấp phụ lân cao từ 79,5 – 100% Đất nâu vàng trên đá vôi có khảnăng hấp phụ lân cao hơn đất phiến thạch sét Theo Hoàng Văn Huây (1979) [28]thì các loại đất feralit vùng nhiệt đới có khả năng hấp phụ tới 85% lượng phốt phátcho vào đất
Hàm lượng lân dễ tiêu dưới các loại hình sử dụng đất: thiếu hụt lân dễ tiêutrong đất là hạn chế lớn đối với sự phát triển của cây trồng Theo kết quả điều tra
Trang 357500 lô trồng cà phê trên đất bazan (mỗi lô trên dưới 1 ha) cho thấy số lô có hàmlượng lân dễ tiêu dưới 10 mg/100g đất chiếm tới 89%, trong đó có tới 61% số lô cóhàm lượng lân dễ tiêu < 5mg/100g đất, trong khi mức độ tối thiểu cần thiết chophần lớn cây trồng trên đất đồi phải là 10mg P2O5/100 g đất (theo phương phápphân tích lân dễ tiêu của Oniani) (Nguyễn Tử Siêm, Thái Phiên, 1998) [55] Đấttrồng bạch đàn, trồng độc canh cây sắn hàm lượng lân dễ tiêu thấp hơn ở phươngthức trồng cây lâu năm, trồng sắn xen cây phân xanh Đặc biệt, hàm lượng lân dễtiêu giảm mạnh ở những đất trống, đồi trọc không còn khả năng trồng trọt (HoàngVăn Huây, 1983) [29], (Lê Văn Khoa và Phạm Cảnh Thanh, 1989) [34].
Dung tích hấp thu và thành phần cation trao đổi: dung tích hấp thu là một
trong những yếu tố có ảnh hưởng lớn đến độ phì của đất Dung tích hấp thu phụthuộc vào nhiều yếu tố như thành phần khoáng, hàm lượng chất hữu cơ và cácphương thức sử dụng đất khác nhau
Dung tích hấp thu trong các loại đất: với mỗi loại đất khác nhau thì có dungtích hấp thu khác nhau tuỳ thuộc vào sự tham gia của 3 thành phần khoáng (keokhoáng, keo hữu cơ và keo hữu cơ - khoáng) Vùng đồi núi Việt Nam trong sảnphẩm phong hoá có chứa nhiều khoáng sét kaolinit, hydroxyt sắt, nhôm có khả nănghấp thu trao đổi thấp (Nguyễn Vy và Trần Khải, 1969) [98]; (Phạm Tín, 1979) [70].Khả năng hấp thu của các loại khoáng sét là khác nhau phụ thuộc vào cấu tạo cũngnhư điện tích của chúng Khoáng montmorillonit, vecmiculit là những khoáng cókhả năng hấp thu lớn, khoáng kaolinit và các hydroxyt sắt nhôm có khả năng hấpthu thấp Ở vùng Nhiệt đới, khoáng kaolinit là loại keo khoáng chiếm tỷ lệ cao trongđất nhất là đất feralit Đất chứa nhiều khoáng kaolinit có khả năng hấp thu cationyếu (Trần Kông Tấu và cộng sự, 1986) [61]
Theo kết quả nghiên cứu của Hoàng Văn Huây (1985) [30] phần lớn trongcác loại đất miền Bắc Việt Nam có hàm lượng keo âm lớn hơn keo dương nên sựhấp thu trao đổi cation là chủ yếu Trong sản xuất nông nghiệp trên đất dốc, dungtích hấp thu của đất thấp là một hạn chế và trong thành phần dung tích hấp thu lạinghèo cation kim loại kiềm và kiềm thổ (Nguyễn Vy và Trần Khải, 1978) [98]
Dung tích hấp thu của các loại đất đồi núi có sự khác biệt rất lớn, dao động
từ mức rất thấp đến trung bình Qua kết quả phân tích 300 mẫu đất đồi núi phát triểntrên các loại đá mẹ khác nhau cho thấy dung tích hấp thu (CEC) dao động trongkhoảng 6 – 11 me/100g đất chiếm tỷ lệ lớn nhất (80%); CEC < 5 me/100g đất
Trang 36chiếm 12%; CEC > 11 me/100g đất chiếm 8% (Nguyễn Tử Siêm và Thái Phiên,1999) [56] Theo Nguyễn Văn Toàn (2005) [72] trong số 4 nhóm đất nghiên cứu thìđất xám bạc màu trên đá macma axit có giá trị CEC thấp nhất (3,4 me/100g) đến đấtnâu tím trên đá macma bazơ có giá trị CEC cao nhất (17,8 me/100g)
Dung tích hấp thu dưới các loại hình sử dụng đất: trên đất dốc sự rửa trôi, xói
mòn làm cho đất nghèo khoáng sét do vậy việc cải thiện khả năng hấp thu trao đổicủa đất chủ yếu là tăng hàm lượng chất hữu cơ Đất có cơ cấu cây trồng xen canhhoặc luân canh đều có dung tích hấp thu lớn hơn so với đất trồng độc canh (NgôVăn Phụ và cộng sự, 1981) [50] Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Tử Siêm và TháiPhiên (1998) [55] cho thấy nhìn chung sau một thời gian canh tác CEC trong đấtgiảm đi 1,5 – 2,5 lần so với đất dưới rừng và có sự thay đổi về chất, rõ nhất là sựgiảm các cation kiềm và kiềm thổ đồng thời có sự tăng tương đối của Al3+ và H+trong thành phần CEC
Trong quá trình khai thác và sử dụng đất đồi núi để trồng cây lương thực, vớitập quán trồng độc canh và đốt tàn dư thực vật sau vụ gieo trồng, đất bị xói mòn,rửa trôi mạnh, hàm lượng chất hữu cơ suy giảm làm cho dung tích hấp thu và hàmlượng các cation kiềm của đất cũng giảm Theo Trần Đức Toàn và Thái Phiên(1999) [75] trên đất phiến thạch sét Đồng Đăng (Lạng Sơn) dung tích hấp thu ở đấtrừng tái sinh là 17,6 me/100g đất ở đất trồng sắn sau 4 năm là 12,8 me/100g đất,còn hàm lượng Ca2+ tương ứng là 0,72 me/100g đất và 0,48 me/100g đất Ở đấttrồng sắn liên tục 10 năm CEC là 7,25 me/100g đất, nếu trồng xen lạc CEC là 8,0me/100g đất, nếu trồng sắn xen cốt khí CEC là 11,0 me/100g đất Như vậy, trồngxen cây phân xanh, cây họ đậu đã làm tăng dung tích hấp thu so với trồng sắn thuần(Ngô Văn Phụ và cộng sự, 1981) [50]
Một chỉ tiêu rất quan trọng có liên quan đến độ phì nhiêu của đất đồi là thànhphần cation trao đổi trong dung tích hấp thu Nếu trong thành phần cation trao đổi
có chứa nhiều cation kim loại kiềm, kiềm thổ thì đất có độ no bazơ cao và ít chua,
có chế độ dinh dưỡng thuận lợi cho cây trồng sinh trưởng và phát triển Nếu trongthành phần cation trao đổi có chứa nhiều Al thì đất bị chua, nghèo lân dễ tiêu vàkhông thuận lợi cho sự phát triển của thực vật
Thành phần cation trao đổi dưới các loại hình sử dụng đất: theo Ngô Văn Phụvà cộng sự (1981) [50] thì tổng lượng các cation kiềm và kiềm thổ, trên các đất đượcche phủ bởi thảm thực vật gỗ lá rộng lớn hơn hẳn so với thực vật lá kim và giang
Trang 37Tổng lượng kiềm và kiềm thổ thấp nhất ở đất bỏ hoá, đất trồng cây nông nghiệp, câycông nghiệp thì thấp hơn ở đất rừng (2,68 và 3,40 me/100g đất ở tầng mặt).
Trong quá trình canh tác do ảnh hưởng của xói mòn và rửa trôi mà hàmlượng các cation kiềm và kiềm thổ thường giảm với mức độ khác nhau phụ thuộcvào phương thức sử dụng Theo kết quả nghiên cứu của Vũ Thành (1979) [66] thì ởđất feralit vàng đỏ trên phiến sa thạch, nguyên là đồi lim mới khai hoang để trồngdứa, hàm lượng Ca2+, Mg2+ trao đổi ở đất ban đầu là 4,20 me/100g đất, sau 5 nămtrồng dứa thuần là 2,22 me/100g đất, trồng dứa xen cốt khí là 2,31 me/100g đất còntrồng dứa xen cỏ stylo là 2,50 me/100g đất Như vậy, sự bổ sung chất hữu cơ vàođất từ cỏ stylo (23,80 tấn) và cốt khí (11,31 tấn) đã hạn chế rửa trôi Ca, Mg của đất
1.3.2.3 Đặc tính vi sinh vật đất
Vi sinh vật đất là nhân tố quan trọng quyết định chiều hướng biến đổi củađất VSV trong đất giữ vai trò quan trọng trong việc phân huỷ các chất hữu cơ mụcnát để hình thành nên mùn, cơ sở quan trọng tạo nên độ phì của đất Có nhiều côngtrình nghiên cứu số lượng các nhóm VSV đặc trưng của đất đồi như: VSV tổng số,nấm tổng số, xạ khuẩn tổng số, vi khuẩn tổng số, vi sinh vật hoại sinh và vi sinh vậtcố định đạm (dt Bùi Thị Quế, 1996) [53]
Sự phân bố VSV đất thường tuân theo một quy luật nhất định, phụ thuộc vàochất dinh dưỡng, nước, không khí, giá trị pH, độ sâu, chế độ canh tác, thảm thực vậtvà địa hình Trong các yếu tố nói trên thì chế độ canh tác và độ màu mỡ của đất ảnhhưởng lớn nhất đến số lượng VSV (Hoàng Lương Việt, 1986) [95]
VSV đất phân bố theo độ cao: số lượng VSV tổng số trong đất gò đồi ViệtNam so với đồng bằng thì thấp hơn nhiều, chỉ đạt trung bình từ 20 – 30 triệu CFU/gđất, trị số cực đại có thể lên tới 40 triệu CFU/g đất, thấp hơn hàng trăm đến hàngnghìn lần so với đất canh tác đồng bằng
VSV đất phân bố theo chiều sâu phẫu diện: tập trung chủ yếu ở tầng mặt,giảm dần theo độ sâu phẫu diện Tuy nhiên sự khác biệt không nhiều ở độ sâu 10 –
20 cm, còn ở độ sâu 30 – 40 cm thì mới có sự khác biệt rõ rệt (Trần Đình Lý, 2006)[40] Tính bình quân 12 loại đất vùng đồi núi phía Bắc, số lượng VSV giảm từ100% ở tầng 0-10cm, xuống 40,9% ở 10-20cm và 20,4% ở 30-40cm Số lượng nấmgiảm nhanh hơn VK và XK Đối với các loại hình sử dụng đất khác nhau như đất bỏhoang hay đất trồng trọt thì càng xuống sâu hầu như không phát hiện thấy VSV(Bùi Thị Ngọc Dung, 1999) [18], (Nguyễn Văn Sức, 1996) [58], (Hoàng Lương
Trang 38Việt, 1986) [95] Tuy nhiên, cũng có trường hợp ngoại lệ xảy ra đối với những loạiđất có tầng dưới giàu chất hữu cơ.
VSV đất phân bố theo các loại đất: do có điều kiện dinh dưỡng, độ ẩm, độthoáng khí, pH, quá trình hình thành và sử dụng đất khác nhau Ở những đất chua vànghèo thì không thể có số lượng VSV cao, chỉ có nấm là chủ yếu và chiếm đến 80%tổng số VSV Tuy nhiên, trong trường hợp cải thiện độ chua và chất dinh dưỡng thìsố lượng vi khuẩn tăng lên trong tổng số VSV đất (Nguyễn Văn Sức, 1996) [58]
Kết quả nghiên cứu đất gò đồi 6 tỉnh Bắc Trung Bộ (Trần Đình Lý, 2006)[40] cho thấy số lượng vi khuẩn dị dưỡng hiếu khí cao nhất, đạt khoảng 107 – 108CFU/g đất, tiếp đến là xạ khuẩn, đạt 104 – 106 CFU/g đất, nấm mốc 104 – 105 CFU/gđất, nấm men, vi khuẩn cố định nitơ tự do và VSV sinh màng nhầy thấp nhất,khoảng 102 – 104 CFU/g đất Đặc biệt, VSV phân giải xenlulo trong đất gò đồi thấpnhất (đất trơ sỏi đá) từ 102 – 103 CFU/g đất, nhưng ngược lại VSV phân giải lân lạikhá cao từ 105 – 108 CFU/g đất, thậm chí trong một số mẫu đất, số lượng của chúngcòn cao hơn cả trong đất rừng, đạt tới 108 CFU/g đất
Thảm thực vật che phủ ảnh hưởng lớn đến sự sinh trưởng của VSV đất: sốlượng VSV ở đất rừng cao nhất 109 CFU/g đất, sau đến đất trồng rừng keo, tràm,bạch đàn, thông đạt từ 106 – 107 CFU/g đất Đất bụi cỏ, đất trơ sỏi đá chứa ít VSVnhất 103 – 104 CFU/g đất Theo kết quả nghiên cứu của Bùi Thị Quế (1996) [53] thìrừng trồng bạch đàn có số lượng VSV đất lớn hơn so với nơi đất trống chưa trồngrừng Số lượng VSV đất dưới rừng bạch đàn 3 tuổi trồng trên đất đồi trọc ThanhVân (Vĩnh Phú) là 50,0 triệu vi khuẩn háo khí; 1,42 nghìn vi khuẩn hiếm khí; 18,5nghìn vi nấm; 2,8 triệu xạ khuẩn; 52,4 triệu VSV hoại sinh; 3,18 nghìn VSV cốđịnh đạm Azotobacter; 0,262 nghìn Clostidium Tuy nhiên, số lượng VSV đất rừngbạch đàn thuần loài chỉ bằng 43% đất rừng keo A holosericea, 46% đất rừng keo A.mangium
1.3.3 Nghiên cứu về đánh giá đất
Phương pháp đánh giá đất theo FAO đã được nhiều tác giả áp dụng và cónhững đóng góp quan trọng như Bùi Quang Toản (1986) [71] đã bước đầu nghiêncứu phân hạng đất đai Việt Nam; Vũ Cao Thái (1989) [62] đánh giá phân hạng đấtcho một số cây trồng ở Tây Nguyên; Trần An Phong và Nguyễn Văn Nhân (1991)[49] sử dụng phương pháp đánh giá hiệu quả sử dụng đất của FAO nghiên cứu vùngđất phèn Thanh Hoá và vùng đất mặn Vĩnh Lợi ở đồng bằng sông Cửu Long; Phạm
Trang 39Quang Khánh (1994) [32] đã nghiên cứu đất và hệ thống sử dụng đất nông nghiệpvùng Đông Nam Bộ…
Từ năm 1995 đến nay, các chương trình đánh giá đất ở các vùng sinh tháikhác nhau từ các tỉnh đến các huyện trọng điểm của một số tỉnh đã được thực hiệnvà là những tư liệu, thông tin có giá trị cho các dự án quy hoạch sử dụng và chuyểnđổi cơ cấu cây trồng ở cấp cơ sở Đáng chú ý là nghiên cứu đánh giá đất lúa ở 4vùng Đồng bằng sông Hồng, Đồng bằng sông Cửu Long, Duyên hải Bắc Trung Bộvà Duyên hải Nam Trung Bộ Kết quả nghiên cứu đã xác định được diện tích đất lúakém hiệu quả phục vụ chuyển đổi sang các loại sử dụng đất khác hiệu quả hơn Cácnghiên cứu khác như “Đánh giá đất xây dựng vùng nông thôn mới huyện Nam Đàn
- Nghệ An”; “Giải pháp tổng thể sử dụng hợp lý và bảo vệ đất bazan Tây Nguyên”trong đó có nội dung đánh giá khả năng thích hợp của đất phát triển trên sản phẩmphong hóa của đá bazan Tây Nguyên với một số loại cây trồng chủ lực của vùngnhư cà phê, cao su, chè, ca cao, điều, ngô, đỗ tương, lúa làm căn cứ cho sử dụnghợp lý và bảo vệ đất phát triển trên sản phẩm phong hóa của đá bazan
Tuy nhiên, có rất nhiều công trình nghiên cứu về đánh giá phân hạng đất đaiphục vụ cho quy hoạch sử dụng đất và phát triển nông nghiệp bền vững nhưng chưa
có một công trình nghiên cứu cụ thể nào về vùng đất gò đồi nói chung và vùng gòđồi Thái Nguyên nói riêng
1.3.4 Nghiên cứu về mô hình sử dụng đất gò đồi
Diện tích đất đồi núi của nước ta rất lớn, hiện đang là trọng điểm sản xuấtcây công nghiệp lâu năm có giá trị hàng hoá cao Theo Nguyễn Văn Toàn (2005)[72] thì diện tích đất đồi núi đã sử dụng 16.860 nghìn ha, chiếm 70,1% diện tích đồinúi Trong đó, diện tích sử dụng cho nông nghiệp 4.413,7 nghìn ha, chiếm 46,3%diện tích đất canh tác nông nghiệp của cả nước; lâm nghiệp 11.802,7 nghìn ha,chiếm 95,2% diện tích rừng toàn quốc; đất khác 643,6 nghìn ha, chiếm 30,2% diệntích đất khác toàn quốc
Trong 9 vùng sinh thái của Việt Nam thì có 7 vùng có đất gò đồi Trong đódiện tích các tỉnh vùng gò đồi Đông Bắc là 1,2 triệu ha (Nguyễn Văn Toàn, 2010[73]), Bắc Trung Bộ là 2,1 triệu ha (Trần Đình Lý, 2006 [40]), Đông Nam Bộ là 1,7triệu ha và vùng đồng bằng Trung du Bắc bộ với diện tích 0,7 triệu ha [27], [51],[77], [97]
Trang 40Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp đã phân cấp độ dày tầng đất và độdốc của các loại đất phục vụ cho công tác quy hoạch sử dụng đất có hiệu quả và lâubền Trong đó, đất đồi núi <150 chiếm 27,8%; đất đồi núi 15-250 chiếm 17,1%; đấtđồi núi >250 chiếm 55,1% Đất đồi núi đang sử dụng cho nông nghiệp 4.413,7nghìn ha, chiếm 46,3% diện tích canh tác nông nghiệp, khả năng mở rộng khoảng1,2 triệu ha, trong đó cho trồng cây lâu năm khoảng 561,3 nghìn ha, nông lâm kếthợp 539,7 nghìn ha, còn lại là cây ngắn ngày [72], [87].
Trên thực tiễn, từ lâu các mô hình sử dụng đất đã và đang phát triển mang lạilợi ích nhiều mặt, không đơn thuần chỉ là vấn đề kinh tế mà còn tạo công ăn, việclàm cho người dân và bảo vệ môi trường Trong các mô hình này có sự kết hợp hàihòa giữa các hệ sinh thái, trao đổi và bù hoàn năng lượng cho nhau theo hướng tậndụng tối đa năng lượng và đã được tổng kết thành lý luận như mô hình Vườn-Ao-Chuồng (VAC), Vườn-Ao-Chuồng-Rừng (VACR) hay Nông Lâm kết hợp (SALT).Với những mô hình này có thể khai thác triệt để tiềm năng đất đai, năng lượng mặttrời, hạn chế được xói mòn đất và quan trọng nữa là giúp người dân có thu nhậpthường xuyên theo phương thức lấy ngắn nuôi dài Chính vì vậy có thể nâng caođược thu nhập, ổn định được đời sống nông dân
Trong những năm gần đây đã có nhiều công trình nghiên cứu về mô hình sửdụng đất như mô hình cải tạo phục hồi rừng Ba Rền – Bố Trạch của Nguyễn Văn
Tý 1992 – 1995, mô hình phục hồi khai thác rừng Tây Nguyên., lấy cây lâm nghiệplàm nền tảng, vừa mang tính kinh tế (khai thác), vừa mang tính khôi phục và ổnđịnh môi trường
* Mô hình chè – cây che bóng ở Đoan Hùng (Phú Thọ): với phương thức chèvà cây che bóng, phòng hộ đã tạo được những hiệu quả kinh tế – môi trường Từ đó,cũng đề ra các biện pháp sử dụng tối ưu đất đai, quy hoạch, thiết kế sử dụng hợp lýđất, phát triển đồng bộ cây rừng Các mô hình này đã cho những kết quả khả quan,cải thiện đời sống kinh tế dân cư Nhưng do chưa tính toán hết được hiệu quả sinhthái tổng thể nên đã dẫn đến tình trạng khai thác tràn lan gây suy thoái và huỷ hoạimôi trường
* Mô hình sử dụng đất ở huyện Lục Ngạn, tỉnh Bắc Giang: một số mô hìnhcho kết quả tốt như mô hình cây ăn quả xen với hoa màu, cây lâm nghiệp xen vớivải thiều và mô hình trồng rừng với chăn nuôi bò đàn Ngoài ra, một số hộ nhậnđược đất lâm nghiệp đã lựa chọn những bãi đất tốt để trồng vải thiều xen với các