Đảm bảo an ninh lương thực là một trong những vấn đề trọng yếu của hầu hết các quốc gia trên thế giới vì thế mà ngày nay nguồn tài nguyên đất và nước đang rất được quan tâm. Trong tài nguyên đất nông nghiệp thì đất dốc có đặc tính nhạy cảm với môi trường, dễ biến đổi dưới tác động của hàng loạt yếu tố ngoại cảnh như: thời tiết, khí hậu nhất là mưa lũ vì vậy muốn giảm những tác động đó đến đất ở nơi này thì cần có những biện pháp canh tác hợp lý, bền vững nếu không sẽ dẫn đến một chuỗi các hệ lụy như: đất bị xói mòn, rửa trôi, chua hóa, mực nước ngầm giảm… kéo theo ảnh hưởng đến vùng lưu vực phía dưới như: mất đất nông nghiệp, dòng sông bị bồi lắng… từ những ảnh hưởng trên mà chúng em đã được giao đề tài:
Trang 1I. Đặt vấn đề.
Đảm bảo an ninh lương thực là một trong những vấn đề trọng yếu của hầu hết các quốc gia trên thế giới vì thế mà ngày nay nguồn tài nguyên đất và nước đang rất được quan tâm Trong tài nguyên đất nông nghiệp thì đất dốc có đặc tính nhạy cảm với môi trường, dễ biến đổi dưới tác động của hàng loạt yếu tố ngoại cảnh như: thời tiết, khí hậu nhất là mưa lũ vì vậy muốn giảm những tác động đó đến đất ở nơi này thì cần có những biện pháp canh tác hợp lý, bền vững nếu không sẽ dẫn đến một chuỗi các hệ lụy như: đất
bị xói mòn, rửa trôi, chua hóa, mực nước ngầm giảm… kéo theo ảnh hưởng đến vùng lưu vực phía dưới như: mất đất nông nghiệp, dòng sông bị bồi lắng… từ những ảnh hưởng trên mà chúng em đã được giao đề tài:
“Tìm hiểu các biện pháp canh tác trên đất dốc và ảnh hưởng đến môi trường”
Với mục đích là tìm hiểu về các biện pháp canh tác trên đất dốc và ảnh hưởng của các biện pháp này đến môi trường địa chất, để từ đó biết được những biện pháp phù hợp với loại hình đất dốc giúp cải thiện môi trường địa chất tại đó và các vùng xung quanh
Việc canh tác trên đất dốc không chỉ có ở một quốc gia nào mà rất nhiều nước trên thế giới đều canh tác trên đất dốc để tận dụng nhiều nhất nguồn tài nguyên này Trong đó phải kể đến Việt Nam_nước có ¾ là đồi núi và nhất là trong thời kì công nghiệp hóa hiện đại hóa thì áp lực lên tài nguyên đất nông nghiệp được thể hiện rất rõ đặc biệt là đất dốc
Trang 2I. Nội dung
1. Các khái niệm:
- Canh tác: Canh nghĩa là cày, tác nghãi là làm Canh tác tức là làm công việc nông
nghiệp như trông trọt, chăn nuôi
- Môi trường địa chất: Là phần trên cùng của vỏ trái đất bao gồm cả thổ nhưỡng, nham
thạch, khoáng sản nước dưới đất và nước mặt, nơi con người chiếm cứ để sinh sống và tiến hành các hoạt động phát triển, nơi trực tiếp chịu ảnh hưởng (tốt hoặc xấu) của các hoạt động và ngược lại, cùng tác động trở lại với con người, chi phối điều tiết một cách
tự nhiên, tạo thuận lợi hoặc trở ngại cho cuộc sống và hoạt động của con người
2. Hiện trạng.
I.1 Hiện trạng thế giới
Theo tài liệu của FAO (2000), hiện nay trên Thế giới có khoảng 1 tỷ 476 triệu ha đất nông nghiệp, trong đó đất dốc vùng đồi núi chiếm khoảng 65,9% và có khoảng 544 triệu ha đất canh tác mất khả năng sản xuất Các vùng đồi múi trên thế giới có độ dốc trên 100 chiếm 50 – 60% diện tích đất nông nghiệp
Hằng năm trên thế giới, không kể sản lượng nhóm cây nông lâm nghiệp khác trồng trên đất dốc, riêng lúa nương canh tác trên đất dốc đẫ và dang là nhuồn lương thực quan trọng để nuôi sống nhiều triệu người đóng góp 3,8% sản lượng lúa toàn cầu Phần lớn diện tích cây lương thực này phân bố tập trung chủ yếu ở Ấn Độ (6,2 triệu ha), Brazil (3,1 triệu ha), Indonesia (1,4 triệu ha) và rải rác ở các nước trong khu vực khoảng 7,0 triệu ha (Dobermann và Fairhutst, 2000)
Trang 3I.2 Hiện trạng ở Việt Nam.
Ở ViệtNam, đất dốc chiếm khoảng 74% đất tự nhiên do hầu hết đất bằng đã được
sử dụng khá triệt để nên miền núi là nơi duy nhất còn tiềm năng mở rộng đất canh tác Trong diện tích 9,4 triệu ha đất nông nghiệp chỉ có 4,06 triệu ha là đất lúa, còn trên
5 triệu ha chủ yếu là đất dốc, trong đó đất nương rẫy trồng lúa khoảng 640 ngàn ha, diện tích còn lại là đất rừng và đất chưa sử dụng So với miền xuôi thì cơ cấu cây trồng ở miền núi đa dạng hơn nhiều Trong khi hầu hết đất bằng ở miền xuôi phải dành cho sản xuất lương thực thì miền núi là nơi có tiềm năng đất đai để trồng cây ăn quả, cây lương thực có giá trị cao,đó là chưa kể các loài rau quả ôn đới trồng trên các vùng núi cao Ngoài ra miền núi còn đáp ứng 1 số nhu cầu về chuồng trại, chăn thả, đồng cỏ để phát triển chăn nuôi, tiềm năng về thủy điện…
Tuy nhiên, nếu viêc canh tác hợp và lý đúng cách thì môi trường địa chất sẽ bị ảnh hưởng rất lớn Đầu tiên phải nói đến đó là xói mòn và rửa trôi, xói mòn và rửa trôi là những mối đe doạ thường xuyên đối với đất dốc và vùng nhiệt đới ẩm, gây nên sự mất dinh dưỡng và độ phì của lớp đất mặt, dẫn đến sự axít hoá trong đất Những tác động này thậm chí còn trở nên tồi tệ hơn nếu như đất canh tác không có thảm thực vật che phủ hoặc là đất bị đốt cháy trước mùa mưa.Thứ 2 là sự suy thoái đất do đất rừng bị phá và đốt để trồng cây hàng năm làm lương thực, đất dốc ở nhiều vùng ngày càng bị thoái hoá nghiêm trọng Theo Garrity D.P (1993), có rất nhiều lý do dẫn đến những hạn chế và sự bất ổn định sản lượng trên đất dốc, nhưng nguyên nhân chủ yếu nhất vẫn là do thoái hoá
Trang 4đất nhanh cả về mặt sinh học, lý và hoá học Việc tăng độc tố nhôm trong đất là do đất
bị axít hoá Thêm vào đó là sự giảm đáng kể của cá nguyên tố vi lượng như: P, K, Ca,
Mn, Zn Ngoài ra việc canh tác không hợp lý còn có thể gây ra việc hạn hán vào mùa khô và gây nên lũ lut vào mùa mưa ảnh hưởng lớn tới người, động vật và đặc biệt là ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng đất
Việc diện tích rừng bị giảm và các phương pháp canh tác lạc hậu đã để lại hậu quả
là nhiều vùng đất rộng lớn đã trở thành đất trống đồi núi trọc Ở Châu Á, khi rừng đã bị phá để trồng cây lương thực, đất sẽ trở nên chua và thường bị cỏ tranh xâm chiếm Nông dân phải bỏ hoá những khu đất này, tiếp tục phá rừng nơi khác để làm nương mới trồng cây lương thực Việc mất thảm thực vật rừng sẽ ảnh hưởng rất xấu đến môi trường sinh thái như hạn hán, lũ lụt và lũ quét ở vùng cao
II. Đặc điểm của đất dốc.
- Địa hình cao dốc phức tạp, manh mún, bất thuận cho canh tác Diện tích đất dốc rộng lớn, có khoảng 14 triệu ha phân bố trên các độ dốc khác nhau
Độ dốc (%) Diện tích (triệu ha)
Trang 510 – 15 5.5
( theo nguồn của Thái Phiên, Nguyễn Tử Siêm, 1999)
+ Địa hình núi cao có độ dốc >300 (có độ cao trung bình >2000m), bị chia cắt mạnh là những khu vực đầu nguồn cần bảo vệ rừng tự nhiên để giữ nước và chống lũ quét
+ Địa hình núi tại độ dốc >150 ( có độ cao1000 – 2000m), quá trình xâm thực và bào mòn khá mạnh, phân bố ở khắp các khu vực vùng đồi núi, canh tác nông nghiệp gặp nhiều khó khăn
+ Địa hình núi thấp và đồi có độ cao < 1000m độ dốc từ 8- 25%, đây là vùng sản xuất nông nghiệp chính của miền núi với các cây dài ngày và hoa màu chủ yếu nhờ nước trời
+ Địa hình núi và cao nguyên: địa hình tuy khá cao nhưng ít bị chia cắt, khá bằng phẳng, ít dốc, thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp hỗn hợp
+Địa hình bán bình nguyên: phân bố thành những dải đất hẹp, khá bằng phẳng, sản xuất nông nghiệp thuận lợi nhưng diện tích ít, manh mún
Trang 6+ Địa hình thung lũng và trũng giữa núi: tạo nên những bồn địa và cánh đồng khá bằng phẳng trên các độ dốc khác nhau của vùng đồi núi, là nơi sản xuất lúa nước, hoa màu ngắn ngày quan trọng nhưng diện tích hẹp, manh mún.
Đất dốc gồm các loại đất có độ phì khác nhau, với điều kiện tiểu khí hậu, địa hình, chế độ nước khác nhau đã tạo nên sự phát triển rất đa dạng và phong phú của các thực vật tự nhiên và cây trồng , vật nuôi của vùng đồi núi nước ta
- Đặc trưng khoáng sét ở đất dồi núi
Đất đồi núi có độ cao biến động từ vài chục mét vùng đồi cho đến 2.000 – 3.000 m vùng núi cao và trải dài qua 15 vĩ độ từ Bắc vào Nam Thành phần khoáng vật vừa bị chi phối bởi đá mẹ vừa chịu tác động của điều kiện hình thành đất của địa phương
- Đặc trưng lý học đất dốc
Tính chất vật lý đất dốc rất khác nhau giữa các loại đất phụ thuộc vào loại đá mẹ phát sinh Qua nghiên cứu cho thấy rằng hàm lượng cấp hạt sét trong thành phần cơ giới giao động trong phạm vi khá rộng từ 12-62%, cấp hạt đá thô có chiều hướng ngược lại, thay đổi trong khoảng 4-60% Dung trọng đất hầu hết khá cao, giao động từ 1,08g/cm3 ở đất
đỏ vàng trên đá bazan đến 1,5g/cm3 trên đất đỏ vàng trên phù sa cổ, chứng tỏ đất trồng sắn khá chặt Đặc tính này bất lợi, gây khó khăn cho tính thấm nước của đất, dễ dàng bị rửa trôi và xói mòn đất
- Đặc trưng hóa học đất đồi núi
Trang 7Xét về mặt hóa học, các đất đồi núi đều là những loại đất có vấn đề Phản ứng chua đến rất chua là đặc tính chung, trừ một diện tích rất hẹp đất tích cacbonat trên sản phẩm dốc tụ của đá vôi và một ít đất mặn lục địa ở Phan Rang nơi có khí hậu bán khô hạn Các đất trung tính hoặc kiềm này có diện tích không đáng kể, ít có ý nghĩa sản xuất.
Đất đồi núi dưới rừng khá giàu mùn và dinh dưỡng N và P tổng số Song một khi mất rừng thì những ưu điểm này cũng mất dần
III. Các biện pháp canh tác và ảnh hưởng.
4.1 Các biện pháp canh tác giúp giảm tác động tích cực đến môi trường địa chất
4.1.1 Canh tác theo đường
Hình 1:Ruộng bậc thang Hoàng Su Phì, tỉnh Hà Giang.
- Ruộng bậc thang san ngay:
Trang 8Được áp dụng nhiều ở vùng trung du miền núi phía bắc như Tủa Chùa ( Lai Châu),
Sa Pa ( Lào Cai) Yếu tố quan trọng quan trọng của khu vực này là đất phải đủ dày, kết von và đá ong ở sâu mà khi san không bị lộ ra trên mặt đất ruộng bậc thang san ngay có
ưu thế nổi bật: triệt tiêu dòng chảy, giữ nước, giữ đất, giảm xói mòn và duy trì sự ổn định năng suất cây trồng trong chu kì canh tác Tuy nhiên khi tạo ruộng bậc thang san ngay không tránh sự xáo trộn các tầng đất sắp xếp có quy luật từ hàng ngàn năm, phá vỡ cấu trúc, trộn tầng đất canh tác với đất cái ít mầu mỡ bật từ dưới lên, cắt các lỗ hổng mao quản và phi mao quản vốn là một hệ thống liên tục, mùn và chất dinh dưỡng dễ tiêu giảm… dẫn tới độ phì nhiêu hữu hiệu giảm Dù giảm nhẹ cũng cần thời gian dài mới phục hồi được độ phì nhiêu, nếu giảm nặng thì nguy cơ hỏng đất là chắc chắn
- Ruộng bậc thang san dần:
Ở Lai Châu, Sơn La, Lào Cai, Yên Bái và Tây Nguyên nông dân áp dụng phương pháp này phổ biến đối với cây ngắn ngày và dài ngày Đặc điểm của phương pháp này là kết hợp san ủi nhẹ với việc tạo ra các băng chắn để đất tích lũy mé dưới lô trồng Sau mỗi vụ mưa đất trôi sẽ bị chặn lại, bồi tụ trên ruộng tầng vì thế hạn chế việc xói món và mất dinh dưỡng Nói chung ruộng bậc thang san dần tránh được căng thẳng về công xây dựng và đầu tư nặng ban đầu
- Ruộng bậc thang lúa nước: đây là kiểu canh tác lâu đời và khá bền vững
Trang 9• Là một phương thức định canh trên mặt bằng, có không gian khép kín tránh được xói mòn, tiếp nhận vật liệu rửa trôi từ xung quanh, hạn chế tốc độ dòng chảy từ trên cao xuống thung lũng.
• Trong môi trường nước, quá trình hóa học có lợi cho việc duy trì độ phì nhiều hữu hiệu: phân giải chất hữu cơ chậm lại, có sự tích lũy mùn và có dung tích hấp thu cao hơn
Trong điều kiện khử là ưu thế có sự chuyển hóa các oxit đa hóa trị sang hóa trị hai ( Fe3+ sang Fe2+, Mn4+ sang Mn2+), Al3+ giảm Ca2+ và Mg2+ tăng lên làm cho độ chua giảm đi và độ bão hòa bazo tăng lên
• Lợi thế lớn về dinh dưỡng dễ tiêu là sự cố định lân bị hạn chế, P dễ tiêu và K trao đổi tăng lên đáng kể, nhờ lưới tinh thể mở NH4+ và K+ thay thế nhau dễ dàng
• Các bậc thang dần dần hình thành tầng đế cày tích sét tương tự như ruộng lúa đồng bằng, nhờ vậy tuy trên thế dốc nhưng phần lớn các phần tử đất mịn lắng đọng, không bị
trôi tuột như trên đất dốc
4.1.1 Trồng theo rãnh: biện pháp mà người dân tạo các rãnh theo đường định mức, như vậy
biện pháp này sẽ giúp giảm được tốc độ và chiều dài dòng chảy mặt trên dốc, kéo dài thời gian nước trên mặt đất như vậy lượng nước thấm xuống tầng dưới sẽ được tăng
cường
4.1.2 Biện pháp tủ gốc: che tủ mặt đất là kinh nghiệm bảo vệ đất và nước, mà trong đó dùng
cỏ, rơm, rạ và các vật liệu hữu cơ khác để che tủ bề mặt đất, giữa các hàng hoặc gốc cây Thực tiễn này giúp giữ độ ẩm đất, hạn chế cỏ dại và tăng cấu trúc đất, làm cho đất tơi xốp Những mặt mạnh:
• Ngăn chặn tác động trực tiếp của các hạt nước mưa lên đất trống, trọc và giảm rửa trôi
và mất đất
Trang 10• Hạn chế cỏ dại và giảm công lao động để làm cỏ
• Tăng chất hữu cơ cho đất
• Cải thiện các tính chất lý-hóa học của đất
• Giúp điều chỉnh, giảm nhiệt độ của đất vào mùa hè
4.1.3 Biện pháp sinh học:
- Trồng cây phân xanh: cây phân xanh là loại cây được trồng chủ yếu để làm đất trồng tốt, để tái tạo chất dinh dưỡng thực vật, chất hữu cơ và cũng rất có ích trong quản lý trang trại hữu cơ.Chúng thường cố định đạm, tuy nhiên không phải luôn như vậy Chúng
có thể được trồng cùng với cây trồng khác hoặc được sử dụng như cây che bóng Chúng ngăn không cho chất dinh dưỡng bị rửa trôi khỏi đất trồng giữa những mùa vụ chính.Cây phân xanh giúp:
• Tạo và tái tạo chất dinh dưỡng thực vật và chất hữu cơ
• Cải thiện cấu trúc đất trồng
• Cải thiện khả năng giữ nước của đất trồng
• Kiểm soát xói mòn đất trồng
Thực tế cho thấy trồng xen băng cây phân xanh theo đường đồng mức như muống hoa vàng, cốt khí…giữa cây công nghiệp (cà phê, cao su, điều) và cây ngắn ngày (ngô, lúa nương, sắn…) là biện pháp đơn giản và có hiệu quả trong việc bảo vệ đất, chống xói mòn, cải tạo độ phì của đất và góp phần tăng năng suất cây trồng Bên cạnh việc hạn chế xói mòn đất, cây băng xanh còn ảnh hưởng tích cực đến tính chất lý hóa của đất: Điều hòa chế độ nhiệt và ẩm độ của đất, cải thiện độ xốp tầng mặt, tăng hàm lượng các chất dinh dưỡng trong đất thông qua sinh khối hữu cơ trả lại hàng năm
- Luân canh cây trồng: nhiều loài cây trồng khác nhau được gieo trồng kế tiếp nhau, cây
nọ sau cây kia trên cùng một mảnh đất hay thửa ruộng Trong luân canh các tính chất hóa của đất được cải thiện rõ rệt
Trang 11lý-Những mặt mạnh :
• Rất có hiệu quả để cải thiện độ phì nhiêu đất
• Làm giảm sự mất dinh dưỡng
• Giúp duy trì sản xuất lương thực
• Đa dạng hóa cây trồng
• Giúp kiểm soát côn trùng và bệnh tật
4.2 Các biện pháp canh tác ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường địa chất.
Bên cạnh những hình thức canh tác làm giảm đáng kể tác động của các điều kiện
tự nhiên thì ở một số vùng vẫn còn những hình thức canh tác như: nương rẫy du canh, độc canh, trồng tỉa theo vụ mưa, trồng chay, chăn thả gia súc trên nương gây ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường địa chất tại đó và ác khu vực lân cận
4.2.1 Hình thức canh tác nương rẫy du canh
“Nông nghiệp du canh là những hệ thống nông nghiệp trong đó đất được phát
quang để canh tác trong những thời đoạn ngắn hơn là thời đoạn bỏ hóa” (Colkin, 1957).
Ở Việt Nam có 3 kiểu du canh:
• Du canh tiến triển: phát rừng khai thác kiệt đất, bỏ hẳn nương cũ, phát rừng mới Khi hết rừng thì dời bản đi nơi khác Phương thức này thường thấy ở những nhóm người sống ở vùng rẻo cao thuộc các dân tộc H’mông, Dao, Cadong, Rục( Xá lá vàng),…
Ví dụ như:
Phương thức du canh tiến triển của người
H’mông: canh tác từ độ cao 700 m trở lên Phát đốt rừng canh tác nương rẫy liên tục trong một số năm ( 3-5
Trang 12năm tuỳ theo chất lượng
đất rừng) đến khi đất bạc
màu hoàn toàn không có
khả năng canh tác thì bỏ chuyển sang vùng khác còn rừng, đất tốt
Hình 2: Xã Thôn Mai, huyện Tương Dương, Tỉnh Nghệ An.
kiểu du canh trên nương rẫy định canh trong khoảng 2-5 năm khi năng suất xuống dưới mức chấp nhận được thì bỏ hóa khoảng 7-8 năm đến 12-15 năm rồi quay trở lại Thường gặp ở người Dao, Ba Na, Ê Đê, Gia Rài
• Du canh bổ trợ: Được thực hiện bởi các cộng đồng cư dân miền núi vùng cao sống chủ yếu bằng canh tác lúa nước kết hợp làm rẫy trên đồi lân cận lấy nguồn năng lương thực
bổ sung Các dân tốc sử dụng phương thức này là Mường, Tày, Thái, Nùng
Ta nhận thấy rất rõ sự ảnh hưởng của các phương thức này đến vùng đất nơi người dân canh tác Trong thời kỳ bỏ hóa lớp thảm thực vật suy giảm Tạo điều kiện