Đánh giá diễn biến chất lượng môi trường đất mặn ở ven biển đồng bằng sông cửu long

ĐBSCL là một trong những đồng bằng rộng, phì nhiêu ở Đông Nam Á và trên thế giới, một vùng đất quan trọng trong sản xuất lương thực lớn nhất nước và cũng là vùng thủy sản, vùng cây ă

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Phạm Quang Hà

Hà Nội – Năm 2014

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn Thạc sĩ khoa học: “Đánh giá diễn biến chất lượng môi trường đất mặn ở ven biển đồng bằng sông Cửu Long”, trước tiên tôi xin chân thành cảm ơn PGS TS Phạm Quang Hà đã hướng dẫn tận tình, chu đáo, giúp đỡ tạo mọi điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn này

Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Ban Giám đốc Viện Môi trường Nông nghiệp, đặc biệt là các cán bộ nghiên cứu Bộ môn Hóa Môi Trường – Viện Môi trường Nông nghiệp đã giúp đỡ tôi trong quá trình học và thực hiện đề tài

Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các Thầy, Cô giáo trong Khoa Môi trường – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã truyền đạt cho tôi những bài giảng bổ ích và quý giá

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình và bạn bè đã chia

sẽ, động viên tôi rất nhiều trong quá trình học tập và thực hiện luận văn Thạc

sĩ khoa học

Tác giả

Phan Hữu Thành

MỤC LỤC

1 Tính cấp thiết của đề tài 9

2 Mục tiêu của đề tài 10

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 10

Chương 1 – TỔNG QUAN 11

1.1 Khái niệm, nguồn gốc phát sinh, phân loại và đặc điểm đất mặn 11

1.1.1 Khái niệm 11

1.1.2 Nguồn gốc phát sinh 11

1.1.3 Phân loại đất mặn 12

1.1.4 Đặc điểm của đất mặn 14

1.2 Vi hình thái và khoáng sét của đất mặn 15

1.2.1 Đặc điểm vi hình thái đất mặn 15

1.2.2 Khoáng sét 17

1.3 Tổng quan nghiên cứu về môi trường đất mặn 19

1.3.1 Thế giới 19

1.3.2 Đồng bằng sông Cửu Long 23

1.3.2.1 Quá trình mặn hóa vùng đồng bằng sông Cửu Long 23

1.3.2.2 Quản lý và sử dụng đất mặn 28

1.4 Đặc điểm tự nhiên vùng đồng bằng sông Cửu Long 30

1.4.1 Vị trí địa lý 30

1.4.2 Địa hình, địa mạo 30

1.4.3 Khí tượng, thủy văn 31

Chương 2 ĐỊA ĐIỂM, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35

2.1 Địa điểm nghiên cứu 35

2.2 Đối tượng 35

2.3 Nội dung nghiên cứu 35

2.4 Phương pháp nghiên cứu 35

2.4.1 Phương pháp thu thập tài liệu 35

2.4.2 Phương pháp kế thừa 36

2.4.3 Phương pháp quan trắc thực địa 36

2.4.4 Phương pháp lấy mẫu đất 36

2.4.5 Phương pháp phân tích mẫu đất trong phòng thí nghiệm 38

3.4.4 Phương pháp xử lý số liệu 39

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 41

3.1 Tình hình sử dụng đất mặn trong sản xuất nông nghiệp ở ven biển đồng bằng sông Cửu Long 41

3.1.1 Diện tích và phân bố 41

3.1.2 Thực trạng sử dụng đất mặn ở ven biển đồng bằng sông Cửu Long 43

3.1.3 Các hệ thống canh tác trên đất mặn 45

3.1.4 Sử dụng phân bón trên đất mặn 48

3.2 Hiện trạng và biến động chất lượng môi trường đất mặn ở ven biển đồng bằng sông Cửu Long giai đoạn 2009 – 2013 49

3.2.1 Kết quả đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường đất mặn 49

3.2.2 Đánh giá biến động chất lượng môi trường đất mặn giai đoạn 2009-2013 57

3.3 Phân tích nguyên nhân gây biến động diện tích đất mặn 60

3.4 Đề xuất giải pháp quản lý môi trường đất mặn khu vực nghiên cứu 62

3.4.1 Giải pháp quản lý 62

3.4.2 Giải pháp công trình 63

3.4.3 Giải pháp kỹ thuật 64

3.4.4 Giải pháp chuyển đổi cơ cấu cây trồng 66

3.4.5 Giải pháp quy hoạch 67

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 68

4.1 Kết luận 68

4.2 Kiến nghị 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

PHỤ LỤC 76

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, ĐỒ THỊ

Bảng 1.1 So sánh các hệ phân loại cho nhóm đất mặn

Bảng 1.2: Hàm lượng khoáng vật (%) trong cấp hạt sét của đất mặn

Bảng 1.3 Diện tích đất mặn ở một số châu lục trên thế giới

Bảng 1.4: Kết quả đánh giá nhiễm mặn vùng ĐBSCL

Bảng 1.5: Diện tích mặn hóa theo loại hình sử dụng ở bán đảo Cà Mau Bảng 1.6 Các thông số khí tượng năm 2013 đo ở Rạch Giá

Bảng 1.7 Các thông số khí tượng năm 2013 đo ở Cà Mau

Bảng 2.1: Thống kê các điểm lấy mẫu đất mặn

Bảng 2.2: Phương pháp phân tích chất lượng mẫu đất

Bảng 3.1: Diện tích đất mặn vùng Đồng bằng sông Cửa Long

Bảng 3.2 Biến động diện tích qua các thời kỳ

Bảng 3.3: Thực trạng sử dụng đất mặn vùng ven biển ĐBSCL

Bảng 3.4: Các cơ cấu cây trồng chính trên đất mặn vùng ven biển ĐBSCL Bảng 3.5: Áp lực phân bón của đất mặn theo cơ cấu (ha/năm)

Bảng 3.6 Biến động chỉ tiêu đặc trưng độ mặn đất giai đoạn 2009-2013 Bảng 3.7 Biến động các chỉ tiêu trao đổ đất mặn giai đoạn 2009-2013

Đồ thị 1.1 : Mức độ nhiễm mặn tại các địa phương ở ĐBSCL

Đồ thị 1.2 Diễn biến các thông số khí tượng năm 2013 đo ở Rạch Giá

Đồ thị 1.3 Diễn biến các thông số khí tượng năm 2013 đo ở Cà Mau

Đồ thị 3.1 Kết quả phân tích pHH2O năm 2013

Đồ thị 3.2 Kết quả phân tích EC năm 2013

Đồ thị 3.3 Kết quả phân tích TSMT năm 2013

Đồ thị 3.4 Kết quả phân tích Cl- năm 2013

Đồ thị 3.5 Kết quả phân tích Nahòa tan năm 2013

Đồ thị 3.6 Kết quả phân tích CEC và các cation trao đổi năm 2013

Đồ thị 3.7 Kết quả tính SAR năm 2013

NTTS: Nuôi trồng thủy sản NXB: Nhà xuất bản

TSMT: Tổng số muối tan TNMT: Tài nguyên môi trường TCN: Tiêu chuẩn ngành

UNDP: Chương trình Phát triển Liên Hợp Quốc SAR (Sodium adsorption ratio): Tỷ lệ hấp thụ natri WB: Ngân hàng thế giới

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay Việt Nam có khoảng một triệu ha đất mặn chiếm khoảng 9,9% diện tích đất sản xuất nông nghiệp, trong đó vùng đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL)

có diện tích đất mặn khoảng 0,8 triệu ha [5], chiếm chiếm 80% diện tích đất mặn

cả nước Quá trình mặn hóa được hình thành chủ yếu do bị nhiễm nước mặn bởi thủy triều hoặc do nước mặn từ các dòng chảy ngầm di chuyển lên bề mặt đất Quá trình mặn hóa có quan hệ chặt chẽ với vị trí địa lý, địa hình, sự hình thành và mức

độ mặn, tác động của dòng chảy, sự xâm lấn của nước biển và các hoạt động sản xuất của con người Một nguyên nhân khác của sự mặn hóa là vấn đề sử dụng nước mặn từ các kênh tiêu dẫn vào đồng ruộng khi thiếu nước ngọt Ở một số vùng có các dòng suối nước mặn ngầm rất gần với mặt đất, sư bốc hơi trong canh tác cây trồng cạn cũng là nguyên nhân kéo nước mặn lên làm nhiễm mặn tầng đất mặn

ĐBSCL là một trong những đồng bằng rộng, phì nhiêu ở Đông Nam Á và trên thế giới, một vùng đất quan trọng trong sản xuất lương thực lớn nhất nước và cũng là vùng thủy sản, vùng cây ăn trái nhiệt đới trọng điểm của quốc gia nằm ở hạ lưu của lưu vực sông Mê Kông với tổng diện tích là 39.734 km2, chiếm khoảng 12% diện tích tự nhiên cả nước với dân số trên 17 triệu người Vấn đề xâm nhập mặn của vùng ĐBSCL đang diễn ra trên phạm vi rất rộng, tập trung ở các tỉnh ven biển ĐBSCL vùng tiếp giáp với biển Đông và Vịnh Thái Lan có tổng chiều dài đường biển trên 700 km gồm nhiều cửa sông và hệ thống kênh rạch dày đặc bao gồm các tỉnh Bạc Liêu, Cà Mau, Kiên Giang, Tiền Giang, Trà Vinh, Long An, Sóc Trăng, Bến Tre thường xuyên chịu tác động triều biển Đông Vào mùa khô thời tiết diễn biến phức tạp nhiều đợt nắng nóng kéo dài kết hợp với thủy triều dâng diễn ra theo chu kỳ hàng năm đã làm cho cho nước mặn xâm nhập sâu vào nội đồng dọc theo các triền sông như: ở Bạc Liêu mặn xâm nhập sâu 40 km, ở Cà Mau mặn xâm nhập vào 50 km [21], đã gây ra những tác động xấu đến sản xuất nông nghiệp, làm tăng tính mặn trong đất Cùng với sự phát triển kinh tế-xã hội, nuôi trồng thủy sản trong những năm gần đây đã có những bước phát triển nhảy vọt, cơ cấu ngành có sự

chuyển dịch mạnh theo hướng phát triển nuôi trồng thủy hải sản do liên tục gia tăng diện tích nuôi trồng, trong đó có nhiều diện tích lúa được chuyển sang nuôi tôm, nhiều diện tích rừng ngập mặn bị chặt phá nhường chỗ cho phát triển thủy sản đã

làm gia tăng thêm diện tích đất mặn cho vùng ĐBSCL Chính vì vậy việc “Đánh

giá diễn biến chất lượng môi trường đất mặn ở ven biển đồng bằng sông Cửu Long” sẽ là cơ sở để đề xuất các giải pháp quản lý môi trường đất mặn phục vụ sản

xuất nông nghiệp vùng ĐBSCL phát triển bền vững

2 Mục tiêu của đề tài

- Xác định diễn biến chất lượng đất mặn theo thời gian và không gian giai đoạn đoạn 2009-2013

- Tìm hiểu các biện pháp canh tác và định hướng các giải pháp quản lý môi trường đất mặn phục vụ sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản ở địa bàn nghiên cứu

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Cung cấp nguồn cơ sở dữ liệu cho việc đánh giá hiện trạng môi trường đất mặn ở vùng ven biển đồng bằng sông Cửu Long, qua đó định hướng các giải pháp quản lý và sử dụng đất mặn một cách hợp lý

CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN 1.1 Khái niệm, nguồn gốc phát sinh, phân loại và đặc điểm đất mặn

1.1.1 Khái niệm

Đất mặn là đất chứa nhiều muối hòa tan (1-1,5% hoặc hơn) Những loại muối tan thường gặp trong đất mặn là: NaCl, Na2SO4, CaCl2, CaSO4, MgCl2, NaHCO3 Những loại muối này có nguồn gốc khác nhau (Nguồn gốc lục địa, nguồn gốc biển, nguồn gốc vi sinh vật ), nhưng nguồn gốc nguyên thủy của chúng là từ các thành phần khoáng của đá núi lửa, trong quá trình phong hóa đá, những muối này bị hòa tan tập trung chủ yếu ở những dạng địa hình trũng, không thoát nước Ở vùng nhiệt đới, mưa nhiều như Việt Nam, sự phong hóa đã xảy ra mạnh

mẽ, tất cả những loại muối kể cả muối khó tan như CaCO3, CaSO4, v.v cũng bị hòa tan và rửa trôi ra sông ra biển [10]

1.1.2 Nguồn gốc phát sinh

Đất bị mặn hóa do hàng loạt nguyên nhân có quan hệ với nhau Tuy nhiên,

sự phong hóa của các đá và khoáng vật của vỏ trái đất là nguồn cung cấp muối tan chủ yếu cho đất và cho biển Nguồn gốc các muối của một khu vực nào đó có thể do một hoặc một số những yếu tố sau đây [23, 41]

- Các quá trình phong hóa: Muối được hình thành trong đất do các quá trình

phong hóa Trong các điều kiện ẩm ướt muối trong đất theo nước di chuyển ra suối, sông, biển và đại dương Do đó, hiếm khi thấy ở các vùng khí hậu ẩm ướt có đất mặn lục địa Trong điều kiện khô hạn và bán khô hạn, các sản phẩm phong hóa tích

tụ tại chỗ và hình thành nên đất mặn và đất mặn kiềm

- Tưới bằng nước mặn: Một hiện tượng thường thấy ở các vùng khí hậu khô

hạn và bán khô hạn là sự có mặt của nước ngầm chứa muối Việc khai thác nước ngầm để tưới ngày càng tăng lên do thiếu nguồn nước mặt và đây chính là nguyên nhân làm cho đất bị mặn

- Mực nước ngầm nông: Do việc quản lý tưới tiêu chưa tốt, sau khi tưới mực

nước ngầm dâng lên, ở một số khu vực mực nước ngầm thậm chí dâng lên với tốc

độ rất cao: 1-2 m/năm Nước ngầm chứa muối leo lên theo mao quản làm cho đất bị mặn Sự bốc hơi vùng đọng nước cũng có thể đưa lượng muối đáng kể lên mặt đất

- Muối hóa thạch: Sự tích lũy muối tại vùng khô hạn thường bao gồm cả

“muối hóa thạch” có nguồn gốc từ các trầm tích hoặc dung dịch bị giữ lại trong các trầm tích biển trước đây Sự giải phóng muối có thể xảy ra một cách tự nhiên hoặc

do các hoạt động của con người

- Chuyển động của muối: Các muối hòa tan có xu hướng di chuyển từ nơi

cao đến nơi thấp, từ nơi ẩm đến nơi khô hơn, từ ruộng được tưới đến ruộng không được tưới,… Muối cũng có thể tích tụ ở những nơi mà việc tiêu nước hạn chế do việc xây dựng hệ thống thủy lợi và các hoạt động khác

- Xâm nhập nước biển: Ở các vùng ven biển, đất bị nhiễm mặn thông qua các

con đường: (i) khi thủy triều lên làm ngập đất, (ii) nước biển đi vào đất liền qua các sông, (iii) dòng nước ngầm, (iv) các thể khí chứa muối, có thể di chuyển vào sâu trong đất liền, sau đó được mưa đưa xuống đất Sau một thời gian dài, sự tích lũy này có thể làm cho đất bị mặn

- Phân bón hóa học và các chất thải: Việc sử dụng phân bón hóa học, phân

chuồng trong nông nghiệp ngày càng tăng lên, ảnh hưởng trực tiếp đến tích lũy muối trong đất không đáng kể, song tác động gián tiếp có thể làm tăng thêm tốc độ nhiễm mặn của đất

1.1.3 Phân loại đất mặn

Căn cứ vào quá trình phát sinh, tính chất, đặc điểm, mối quan hệ với sự sinh trưởng của cây trồng và theo yêu cầu của sử dụng và cải tạo đất, đất mặn được chia thành hai loại chính

(1) Đất mặn: Là đất chứa muối tan trung tính, có hại đối với sự sinh trưởng

của hầu hết các loại cây trồng Các muối tan chủ yếu là natri clorua và natri sunphat Tuy nhiên, trong đất mặn cũng chứa canxi, magiê clorua và canxi, magiê sunphat

Có một số tiêu chí để phân loại đất mặn như sau:

- Theo thành phần và tỷ lệ giữa các loại muối: Đất mặn clorua, đất mặn sunphat, đất mặn clorua – sunphat và đất mặn sunphat – clorua [24, 32]

- Theo mức độ mặn: Đất mặn ít, đất mặn trung bình và đất mặn nhiều [32, 44]

- Theo nguồn gốc muối: Đất mặn lục địa, đất mặn ven biển [24]

- Theo nguyên nhân gây mặn: Đất mặn nguyên sinh (do mẫu chất chứa nhiều muối, do nước ngầm ở nông…) và đất mặn thứ sinh (do tác động của con người gây nên: tưới lượng nước quá lớn làm dâng mực nước ngầm mặn, dùng nước lợ, nước mặn để tưới vào đồng ruộng,…) [24]

- Theo pHKCl: Đất mặn trung tính, đất mặn kiềm [24]

(2) Đất mặn kiềm: Trước đây gọi là đất kiềm (Alkali), là đất chứa các muối

natri thủy phân kiềm, chủ yếu là Na2CO3 Đất mặn kiềm khác đất mặn về tính chất hóa học, phân bố địa lý, địa hóa và sinh học Trong tự nhiên, các loại muối natri không xuất hiện tách biệt nhau hoàn toàn Trong hầu hết các trường hợp, hoặc các muối trung tính, hoặc muối thủy phân kiềm đóng vai trò quyết định trong quá trình hình thành đất và tính chất của chúng [40]

Đất mặn kiềm thoái hóa: Được gọi là một giai đoạn phát triển của đất do kết quả của sự trôi muối, có xu hướng làm cho chất hữu cơ và sét chuyển xuống dưới phẫu diện, hình thành một lớp chặt có màu sẫm, mặt trên có ranh giới rõ rệt Loại này có diện tích lớn ở miền Tây Canada, Australia và Mỹ [40, 43, 48]

Trên thế giới hiện có 3 trường phái phân loại đất chính đó là: Phân loại theo nguồn gốc phát sinh, phân loại định lượng theo FAO-UNESCO và Soil Taxonomy [3, 46, 53]

Bảng 1.1 So sánh các hệ phân loại cho nhóm đất mặn

1 Đất mặn sú, vẹt, đước Gleyi – Salic Fluvisols Epiaquents

2 Đất mặn nhiều Hapli – Salic Fluvisols Hydraquents

3 Đất mặn trung bình và

ít

Molli – Salic Fluvisols Fluvaquents

Nguồn: Viện Thổ Nhưỡng Nông Hóa, 2001 [31]

1.1.4 Đặc điểm của đất mặn

Do tác động của ion Na+ nên đất mặn có độ trương lớn khi gặp nước và giảm thể tích mạnh khi khô, làm cho đất mặn hay nứt nẻ và có thể tạo thành các váng muối màu trắng trên mặt đất Hiện tượng trương và co mạnh đó thường được giải thích bằng khả năng tán keo của natri [40]

Trong đất mặn, hàm lượng muối tan thay đổi khá rộng và có xu thế tăng dần theo chiều sâu: các ion thường có trong đất mặn gồm: Anion Cl-, SO42-, HCO3- và cation Na+, Mg2+, Ca2+,… trong đó nồng độ Na+

chiếm cao nhất, tiếp đến là Mg2+ và

Ca2+ Qua nghiên cứu người ta nhận thấy rằng: Nếu đất chỉ chứa một loại muối tan

sẽ độc hơn rất nhiều so với đất có cùng độ mặn nhưng chứa nhiều loại muối tan khác nhau Hiện tượng này được giải thích bằng sự đối kháng ion [24]

Phẫu diện đất mặn thường khá đồng đều từ trên xuống dưới, hàm lượng hữu

cơ thường ~ 1% Độ pH của đất mặn có liên quan chặt với hàm lượng muối NaCl,

H2CO3 và Na+ trao đổi trong đất pH đất có thể tăng lên sau khi rửa mặn, kèm theo tăng H2CO3 Nhiều tác giả cho rằng sự xuất hiện của H2CO3 có liên quan đến hô hấp của rễ cây (CO2 + H2O = H2CO3 và xuất hiện NaHCO3 là một muối thủy phân kiềm) [40]

Đất mặn của Việt Nam có đặc điểm sau:

- Đất mặn sú, vẹt, đước: Có dạng bùn lỏng, lầy, rất mặn, phản ứng trung tính

đến kiềm Hàm lượng mùn trong đất cao do lá, rễ cây phân hủy, hàm lượng Na và

K2O tổng số từ khá đến giàu, P2O5 tổng số trung bình, cation trao đổi từ trung bình đến khá Hạn chế lớn nhất của loại đất này là độ mặn quá cao và thường bị ngập bởi thủy triều nên chủ yếu được sử dụng để phát triển rừng ngập mặn hoặc nuôi trồng thủy sản [31]

- Đất mặn nhiều: Đất có hàm lượng TSMT > 1%, lượng Cl- > 0,15%, độ dẫn điện (EC) thường lớn hơn 2 dS/m ở 250C Đất mặn nhiều thường chứa các chất dinh dưỡng ở mức trung bình đến khá, độ no bazơ thường cao, pH trung tính song hàm lượng mùn không cao vì muối của axit mùn kết hợp với Na thành Na-humat dễ tan

và rửa trôi Đất có thành phần cơ giới trung bình đến nặng, rất dẻo dính khi có nước và co lại, nứt nẻ khi khô [31]

- Đất mặn trung bình và ít: Đặc điểm cơ bản là đất ít mặn, hàm lượng Cl- < 0,15% và EC < 2 mS/cm Đất có phản ứng trung tính ít chua, pHKCl: 6-8, càng xuống sâu pH có xu hướng tăng do nồng độ muối cao hơn, tỷ lệ Ca2+/Mg2+ < 1 Hàm lượng đạm tổng số trung bình (0,09-0,18% N), lân tổng số từ trung bình đến nghèo (0,05-0,17% P2O5), kali tổng số từ trung bình đến giàu (1,5-2,5% K2O) Tuy nhiên đất có hàm lượng lân dễ tiêu nghèo Đất mặn trung bình và ít có khả năng trồng trọt và cho năng suất cao [31]

- Đất mặn kiềm: Có hai loại: (i) cà giang muối chứa nhiều Na2CO3 làm thành những đốm trắng nổi lên mặt đất, khi trời khô nắng tạo thành các váng nên người dân địa phương còn gọi là vùng đất “cát lồi”; (ii) cà giàng dầu: Có màu đen hay xám đen do chứa nhiều chất hữu cơ, pH thường cao hơn 9 [31]

1.2 Vi hình thái và khoáng sét của đất mặn

1.2.1 Đặc điểm vi hình thái đất mặn

Đất mặn hình thành từ những sản phẩm phù sa sông biển lắng đọng trong môi trường của nước biển, do trầm tích biển hoặc ảnh hưởng của nước mặn tràn hoặc mặn mạch ven biển cửa sông Đất có đặc tính mặn và không có tầng sulfidic, cũng như tầng sunfuric trong phẫu diện đất Đất có màu nâu tươi hoặc nâu nhạt, do

bị nhiễm mặn nên có ánh sắc tím, xuống sâu có thể là màu xám nâu hoặc xám đen

do có tích lũy xác hữu cơ Đây là nhóm đất hình thành trên các trầm tích biển hoặc hỗn hợp sông – biển tuổi Holocene, không có tầng phèn xuất hiện trong vòng 0 -

125 cm, phân bố trong khu vực còn chịu ảnh hưởng của thủy triều mặn ngập tràn bề mặt và ít nhiều vẫn còn thảm thực vật rừng ngập mặn phát triển, được xếp vào đất mặn sú, vẹt, đước Về hình thái, toàn bộ cột đất là những lớp sét dẻo, dính, thường ít hữu cơ, không thuần thục đến bán thuần thục, tầng mặt thường ở dạng bùn lỏng bão hòa muối NaCl, nhiều hữu cơ, glay mạnh Phẫu diện có hình thái phẫu diện kiểu A-

C, A-Cg hoặc A-Bw-Cg Dưới kính hiển vi có thể quan sát được trong các tầng của toàn phẫu diện đều có hàm lượng tương đối lớn các mảnh vụn tròn cạnh, tuy nhiên

cũng có những lớp với số lượng lớn các mảnh vụn sắc cạnh Có số ít các mảnh fenspat (hàm lượng dao động từ 0 đến 10% và phổ biến ở mức 0-3%), tuy nhiên hầu như không quan sát được sự có mặt của các mảnh đá khác chứng tỏ đất là sản phẩm của quá trình phong hóa mạnh và tương đối triệt để Riêng vật liệu vụn sinh vật, bị

vỡ vụn nhiều (ít vỏ nguyên vẹn) và có độ mài nhẵn cao, trong đó nhiều vỏ được vật liệu mịn nhồi lấp vào bên trong chứng tỏ chúng được lắng đọng, tích tụ trong môi trường rất động hoặc được tái lắng đọng nhiều lần Quan sát được các di tích của dòng chảy cũng như sự định hướng của các tàn tích thực vật, sự xếp lớp và lặp lại

có tính chu kỳ của các tập trầm tích

Như chúng ta đã biết, tại những vùng cửa sông hoặc ven biển luôn có sự xen kẹp mang tính chu kỳ của các lớp trầm tích sông và biển Vào mùa mưa, nước mưa mang theo vật liệu trầm tích theo dòng chảy của các con sông ra biển, các vật liệu trầm tích được lắng đọng dần theo đúng trật tự từ trong lục địa ra ngoài biển (những hạt to, khối lượng lớn sẽ lắng đọng trước rồi đến các hạt nhỏ hơn, đến các nguyên tố) và ngược lại vào mùa khô khi nước biển tràn vào lục địa, mang theo các trầm tích biển và chúng cũng được lắng đọng theo đúng trật tự khối lượng và kích thước như trên, chỉ có điều nó sẽ có chiều ngược lại và mỏng dần từ phía biển vào trong lục địa Tính chu kỳ này còn diễn ra không chỉ theo từng mùa mà theo từng ngày, từng tháng khi có ảnh hưởng khá rõ của chế độ thủy triều Chình vì những điều đó mà dưới kính hiển vi người ta có thể quan sát được trong toàn phẫu diện đất thấy rõ

sự phân bố các lớp trầm tích có tính định hướng theo phương nằm ngang phẫu diện (không bị vò nhàu hay uốn nếp), các mãnh vụn phân bố đúng trật tự trầm tích trong

1 chu kỳ, tuy nhiên mức độ dày và mỏng của tầng lớp trầm tích là khác nhau tại các chu kỳ trầm tích khác nhau Nếu xét về số lượng của các hạt có kích thước từ lớn đến bé thì các lớp trầm tích hầu hết có dạng hình nêm theo phương nằm ngang Điều đó khẳng định môi trường trầm tích là một vùng tranh chấp về động lực giữa sông và biển, tuy nhiên chúng khá ổn định mang tính chu kỳ Ngoài ra còn gặp các mảnh sericit dạng vẩy, muscovit phân bố lộn xộn của hiện tượng đồng trầm tích

Các mảnh vụn chủ yếu là thạch anh (hàm lượng thạch anh dao động 0-73%, tuy nhiên phổ biến 20-45%) cấp hạt cát nhỏ, màu đỏ vàng vàng sẫm (do nhiễm

Fe2O3), xám và không màu có dạng tròn cạnh đến nữa góc cạnh, độ mài tròn tốt và chọn lọc (trật tự phân bố) kém, đã phản ánh nguồn gốc vật chất trầm tích là rất xa, tuy nhiên tốc độ trầm tích là rất nhanh và sau mỗi chu kỳ, chúng ta đều quan sát thấy dấu ấn để lại là sự lặp lại của các tập trầm tích trong toàn phẫu diện

Tuy cùng là môi trường sông-biển và quá trình là lắng đọng với sự tương tác động lực sông – biển nhưng thành phần vật chất lắng đọng, tốc độ, thời gian lắng đọng là khác nhau dẫn đến sản phẩm lắng đọng là khác nhau Trong mỗi lát mỏng, chúng ta gặp trầm tích giống nhau về mặt trật tự nhưng khác nhau về thành phần và cấp độ hạt hay hình thái hạt cũng như về độ dày của lớp trầm tích đó

Sự phân bố của thành phần cấp hạt cũng như oxit sắt tự do theo chiều thẳng đứng của phẫu diện được quyết định bởi quá trình lắng đọng trầm tích và quá trình canh tác Hầu hết các phẫu diện đã chỉ ra rằng sự mất sét, oxit sắt tự do cũng như tổng số muối tan của các tầng trên là do sự rửa trôi (do các hợp chất của sắt đã biến đổi thành dạng dễ hòa tan hơn để di chuyển xuống các tầng thấp hơn cùng với sự ngấm nước)

Kiến trúc thường có dạng sét, số ít là sét pha bột cát

Cấu tạo chủ yếu là dạng khối, khối ít lỗ hổng

Kết tập đất chủ yếu là liên tục, toàn bộ phẫu diện đất là một khối hoàn chỉnh, không bị phân cắt, các lớp nằm trực tiếp trên nhau bằng những đường thẳng chứ không là các đường lượn sóng

Hệ thống lổ hỗng ít phát triển và mức độ lấp đầy bởi các oxit, hydroxit sắt và các khoáng vật thứ sinh là yếu

1.2.2 Khoáng sét

Đất mặn về mặt bản chất được xem là đất phù sa nhưng quá trình hình thành đất thứ cấp đã ảnh hưởng sâu sắc đến tính chất hóa học của nhóm đất này Quá trình mặn hóa xảy ra do ảnh hưởng của thủy triều và nước ngầm mặn làm cho đất phù sa chuyển thành đất mặn với đặc trưng là đất có phản ứng trung tính đến kiềm Như

vậy, mặc dù có cùng nguồn gốc nhƣng đất phù sa đƣợc xem là một trong những loại đất màu mỡ còn đất mặn lại đƣợc xem là loại đất có vấn đề

Hàm lƣợng khoáng vật trong cấp hạt sét của đất mặn vùng đồng bằng sông Cửu Long đƣợc tổng hợp ở bảng 1.2

Bảng 1.2: Hàm lượng khoáng vật (%) trong cấp hạt sét của đất mặn

Nguồn: Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 2009 [37]

Số liệu trong bảng là Mean ± SD, (-) không xác định được

Nhìn chung thành phần và hàm lƣợng khoáng sét trong đất mặn không có sự khác biệt nhiều Mica chiếm hàm lƣợng cao nhất (36%) trong cấp hạt sét, tiếp đến là kaolinit (28%) và quartz (11%) Các loại khoáng còn lại chiếm hàm lƣợng không đáng kể (<10%)

Khoáng sét đóng vai trò quan trọng trong việc hấp thu và cung cấp dinh dƣỡng cho cây trồng Tuy nhiên, mỗi loại khoáng sét lại đóng một vai trò khác nhau Mica đƣợc coi là kho dự trữ kali quan trọng cho cây trồng Khi trong đất thừa

K+ thì mica hấp thụ vào mạng lưới tinh thể và giải phóng ra khi cây trồng cần Kaolinit là một loại khoáng kém hoạt động nhưng cùng với goethit tạo cho đất có cấu trúc viên và trở nên tơi xốp, thoáng khí, thoát nước tốt Đồng thời kaolinit giúp trung hòa ảnh hưởng của các khoáng hoạt động mạnh như smectite Vermiculit đóng vai trò quan trọng trong việc hấp thu và giải phóng có chọn lọc NH4+ và K+cho cây trồng, đặc biệt là ở đất ngập nước khi N tồn tại chủ yếu ở dạng NH4+ Smectit có dung tích hấp thu lớn nhưng vì thế mà giữ chặt NH4+ và K+; đồng thời

do có khả năng co giãn mạnh nên làm cho đất chặt bí khi ướt và nứt nẻ khi khô Chlorit không đóng vai trò như một nguồn dinh dưỡng cho cây trồng nhưng lại có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo vệ môi trường đất Sự có mặt của chlorit có thể trung hòa một phần các chất axit và làm giảm hàm lượng các kim loại gây độc trong đất như Fe và Al Khoáng sét tồn tại ở dạng hỗn hợp mica, vermiculit và smectit có thể giảm vai trò có lợi của mica và vermiculit nhưng đồng thời cũng giảm tác động bất lợi của smectit

Đất mặn ở đồng bằng sông Cửu Long có thành phần khoáng sét rất phong phú với tất cả các loại kể trên, vì vậy tác động của chúng đến dinh dưỡng cây trồng cũng rất đa dạng Điều dễ nhận thấy là mica và kaolinit chiếm lượng chủ yếu trong cấp hạt sét Nhờ đó, các loại đất này có nguồn kali dễ tiêu lớn và đất có cấu trúc tơi xốp Đây cũng là loại đất có tính đệm lớn, khả năng chịu đựng được các tác động ô nhiễm môi trường cao Nếu có thể cải tạo được các đặc điểm bất lợi như tính mặn thì các loại đất này hoàn toàn có thể trở thành đất màu mỡ không kém gì đất phù sa

1.3 Tổng quan nghiên cứu về môi trường đất mặn

Bảng 1.3 Diện tích đất mặn ở một số châu lục trên thế giới

sự, 1991) [50]

Phát hiện và theo dõi đất mặn bằng ảnh vệ tinh Landsat đã được nghiên cứu

ở Siwa Oasis, Egypt Nghiên cứu đã sử dụng ảnh vệ tinh Landsat chụp năm 1987 và

1999 để khoanh vùng và quản lý đất mặn ở Siwa Oasis, Western Desert, Egypt Các tác giả đã xây dựng chỉ số nhiễm mặn (SI) trên các ảnh vệ tinh được chụp ở hai thời điểm khác nhau và nhận thấy rằng đất mặn đã tăng lên gấp đôi qua 12 năm Nghiên cứu cũng đã xây dựng được một mô hình nhận dạng đất mặn dựa trên các phép tính toán trên ảnh viễn thám [49] Sử dụng ảnh viễn thám để đánh giá đất có vấn đề trong đó có đất mặn cũng đã được nghiên cứu ở Inner Mongolia, Trung Quốc

Đánh giá của Ngân hàng Phát triển châu Á (ADB) về mức thiệt hại do biến đổi khí hậu gây ra đối với bốn nước: Indonexia, Philippin, Thái Lan và Việt Nam, tương đương 6,7% tổng giá trị GDP hàng năm của các nước này vào năm 2100, gấp đôi mức thiệt hại trung bình trên thế giới, trong đó thiệt hại do xâm nhập mặn chiếm

tỉ lệ đáng kể [39]

Các thí nghiệm và mô hình trình diễn đã được tổ chức ở 22 quốc gia thuộc các khu vực sau: (1) châu Phi (Ghana, Kenya, Nigeria và Tanzania); (2) châu Á Thái Bình Dương (Bangladesh, Trung Quốc, Indonesia, Pakistan, Philippines, Thái lan và Việt Nam); (3) châu Âu (Hungary, Romania và Thổ Nhĩ Kỳ); (4) châu Mỹ La Tinh và Caribbean (Argentina, Brazil, Cuba và Mexico); (5) vùng Cận Đông (Egypt, Iran, Syria và Tunisia) Nghiên cứu thử nghiệm cải tạo đất mặn kiềm ở Yucheng, Shandong, Trung Quốc (Xu Yuexian và Zhang Xingquan, 1994) qua nhiều năm sử dụng và cải tạo ghi nhận rằng diện tích đất mặn đã biến đổi rất rõ ràng tùy thuộc vào các biện pháp canh tác khác nhau Khu vực thí nghiệm được hình thành năm 1966 với 9.270 ha đất canh tác, trong đó có 7.300 ha là đất mặn Qua một số năm cải tạo diện tích đất mặn đã giảm đáng kể nhưng trong một thời gian dài không quan tâm thích đáng, diện tích đất mặn ở đây lại mở rộng tới 7.000 ha vào năm 1974 Từ năm 1975 trở đi, nhờ áp dụng các chế độ tưới tiêu thích hợp, cải thiện đặc tính đất bằng cây trồng và phân bón, tới năm 1990 diện tích đất mặn ở đây chỉ còn lại 2.100 ha.[44]

Công cuộc chinh phục đất mặn để nâng cao năng suất cây trồng từ trước tới nay đã đạt được một số kết quả nhất định về cải tạo đất, chọn tạo giống cây trồng,… Tuy nhiên, những nghiên cứu về sự thay đổi tính chất đất mặn qua quá trình sử dụng, mối quan hệ giữa nước – hàm lượng muối – chất dinh dưỡng trong các vùng đất đã được khai phá chưa có nhiều [47]

Talati R P đã tiến hành các thí nghiệm về phân bón cho lúa trên đất mặn vùng Baramati thuộc Bombay (Ấn Độ) và rút ra kết luận: Trong những năm đầu mới khai hóa, việc bón lân và kali là không cần thiết, nhưng sau đó cần phải xem xét lại Việc tăng lượng đạm lên 20-25% so với mức bón bình thường đã làm tăng năng suất lúa 70-80%, urê được xem là dạng đạm tốt nhất dùng cho đất mặn

Nghiên cứu của Yadav J S cho thấy độ phì nhiêu của đất mặn thường thấp

do cường độ nitrat hóa bị kìm hãm trong điều kiện có hàm lượng muối cao Do đó ở những loại đất này cây trồng có phản ứng rõ rệt đối với việc sử dụng đạm Nhìn

chung, kali ở đất mặn là đủ đối với nhu cầu của cây trồng do bản chất đất mặn là đất phù sa nhiễm mặn, vốn giàu kali, trong khi hàm lượng lân lại rất khác nhau

Việc quản lý đất mặn đòi hỏi phải có sự phối hợp của các hoạt động nông nghiệp dựa trên việc điều tra chi tiết và toàn diện các đặc tính đất, chất lượng nước và các điều kiện đặc thù của vùng như: Khí hậu, cây trồng, kinh tế, xã hội, chính sách, môi trường văn hóa và các hệ thống nông nghiệp Không có phương pháp đơn

lẻ nào có thể điều khiển được độ mặn đặc biệt là trong nông nghiệp có tưới Nhằm

hỗ trợ các quốc gia có vấn đề về đất mặn, FAO đã xúc tiến tăng cường các chương trình thử nghiệm về các hoạt động quản lý đất phù hợp Từ năm 1990, các dự án hợp tác nhằm phát triển hoạt động quản lý đất mặn hợp lý đã được thực hiện

Bên cạnh các nghiên cứu tìm hiểu diễn biến đất mặn theo thời gian, nhiều nghiên cứu về sử dụng và cải tạo đất mặn cũng đã được triển khai Ở Trung Quốc, Viện Khoa học Đất đã nghiên cứu về ảnh hưởng của đất mặn đối với cỏ vetiver và hiệu quả của việc sử dụng cỏ vetiver trong việc cải tạo đất ở Rudong – Jiangsu

Ở Pakistan, người dân đã có truyền thống cải tạo đất mặn bằng cách sử dụng nước ngọt để rửa mặn nhưng phương pháp này đã tiêu thụ một lượng lớn nước có chất lượng tốt mà có thể được dùng làm nước tưới [51] Do sự khan hiếm nước ngọt, việc cải thiện hiệu quả rửa mặn đã được tiến hành nghiên cứu (Altaf Ali Siyal 2005) Tác giả đã tìm ra một phương pháp rửa mặn rất hiệu quả gọi là “Start-Stop”, tức là đưa một lượng nước vào vừa đủ rồi dừng lại và chia thành nhiều đợt, với cách này có thể tiết kiệm được tới 90% lượng nước sử dụng [54]

Ở Thái Lan, phòng thí nghiệm Công nghệ Tế bào Thực vật thuộc Trung tâm Công nghệ Gien Quốc gia ở Bangkok sau khi nghiên cứu “Ngân hàng gien lúa” của Thái Lan đã tìm ra một số giống lúa có sự chịu mặn cao và đang nghiên cứu phát triển giống lúa này Đây là những cây lúa giống có thể chịu được nước chứa 2-3% NaCl hoặc muối tan khác, môi trường này gần giống với môi trường nước biển

Ở Trung Quốc, Cui Hua Huang và nnk đã nghiên cứu ảnh hưởng của tưới nước nhiễm mặn đến tính chất đất, các mẫu đất được tưới nước nhiễm mặn với nồng độ 0,8 g/l, 2,0 g/l và 5,0 g/l Kết quả cho thấy độ xốp của đất giảm khi độ mặn

của nước tưới tăng lên, đặc biệt là đất tầng mặt; đồng thời khả năng giữ nước của đất cũng tăng lên

Ở Liên Bang Nga, người ta đã làm thí nghiệm trên đất mặn nhiều với các kênh tiêu tạm thời có chiều sâu 3,0-3,5 m, cách nhau khoảng 200 m với mức rửa từ 39.800 – 62.700 m3/ha Trong thời gian 72 ngày đã làm thoát đi một lượng muối 7,5 tấn/ha và làm giảm độ mặn nước ngầm rất nhiều Kết quả cho thấy, để làm giảm độ mặn tầng nước ngầm ở độ sâu 6 m cần khoảng thời gian là 23 năm với tổng mức nước rửa 100.000-110.000 m3/ha

Nghiên cứu của Xiaoqin Daiaa và nnk về ảnh hưởng của độ ẩm đất và độ mặn đến sự tăng trưởng của hoa hướng dương Ở mức độ mặn thấp và trung bình hoa hướng dương nhạy cảm ở giai đoạn trổ hoa, còn đối với độ mặn cao ảnh hưởng

ở thời kỳ cây con Khi độ ẩm đất cao có thể làm giảm sản lượng do ảnh hưởng của muối ở thời kỳ cây con

Tại hội nghị về quản lý đất mặn vùng châu Á – Thái Bình Dương tổ chức tại Thái Lan tháng 8/1987, Tiến sĩ Yan Hui Jun đã nhấn mạnh rằng: đất mặn cần được quản lý và khai thác đúng đắn, bởi lẽ diện tích có thể trồng trọt được hầu như đang

bị thu hẹp và việc tăng sản lượng trong tương lai chủ yếu dựa vào việc tăng năng suất cây trồng Việc tăng thêm diện tích sẽ phải dựa vào cải tạo các loại “đất có vấn đề”, trong đó có đất mặn

1.3.2 Đồng bằng sông Cửu Long

1.3.2.1 Quá trình mặn hóa vùng đồng bằng sông Cửu Long

Quá trình mặn hóa có quan hệ chặt chẽ với vị trí địa lý, địa hình, sự hình thành và mức độ mặn, tác động của dòng chảy và sự xâm lấn của nước biển và các hoạt động sản xuất của con người Ở Việt Nam và ĐBSCL, đất mặn được hình thành chủ yếu do bị nhiễm nước mặn bởi thủy triều hoặc do nước mặn từ các dòng chảy ngầm di chuyển lên bề mặt đất Một nguyên nhân khác của sự mặn hóa là sự

sử dụng nước mặn từ các kênh tiêu dẫn vào đồng ruộng khi thiếu nước ngọt Ở một

số vùng nước ngầm mặn, sự tăng cường bốc hơi trong canh tác cây trồng cạn cũng là nguyên nhân kéo nước mặn lên làm nhiễm mặn tầng đất mặt

Vấn đề mặn vùng ĐBSCL được chia làm 2 dạng:

+ Với đất mặn tự nhiên: Bản chất trong đất đã bị mặn (được hình thành trong

điều kiện tự nhiên) bao gồm các loại đất mặn, phèn mặn và cát mặn hiện tại của vùng, diện tích có 1.135 nghìn ha, trong đó đất cát mặn (Cm) có 1,65 nghìn ha, đất phèn mặn có 557 nghìn ha và đất mặn có 576 nghìn ha

+ Với các loại đất khác bị nhiễm mặn: Nước mặn xâm nhập sâu vào khu vực

nội đồng vào mùa khô và ảnh hưởng của thủy triều Điều này thể hiện khá rõ đối với sông Vàm Cỏ ở Long An và Tiền Giang, vì hệ thống sông này không có nguồn nước ở thượng lưu nên vào mùa khô nguồn nước bị cạn kiệt dẫn đến nước mặn xâm nhập vào sâu có khi đến vài chục km Kết quả đánh thực trạng đất bị nhiễm mặn của vùng ĐBSCL cho thấy: Toàn vùng có 688 nghìn ha đất nhiễm mặn, chiếm 17% diện tích tự nhiên của vùng, trong đó: Diện tích đất nhiễm mặn nhiều có 385 nghìn

ha (chiếm 9,49% diện tích tự nhiên), đất nhiễm mặn khá là 128 nghìn ha (chiếm 3,16% diện tích tự nhiên), đất nhiễm mặn ít 174 nghìn ha (chiếm 4,31% diện tích tự nhiên) Cụ thể sự nhiễm mặn theo nhóm đất như ở bảng 1.4:

Bảng 1.4: Kết quả đánh giá nhiễm mặn vùng ĐBSCL

Đồ thị 1.1 : Mức độ nhiễm mặn tại các địa phương ở ĐBSCL

Kết quả đánh giá nhiễm mặn trong vùng ĐBSCL cho thấy:

+ Quá trình nhiễm mặn xảy ra nhiều nhất ở các tỉnh: Long An 220 nghìn ha (chiếm 9,95% diện tích đất bị nhiễm mặn), Bến Tre 140 nghìn ha (chiếm 6,33% diện tích bị nhiễm mặn), Tiền Giang 127 nghìn ha (chiếm 5,75% diện tích đất bị nhiễm mặn)

+ Tỉnh thành có diện tích đất bị nhiễm mặn chiếm tỷ lệ tương đối lớn là Sóc Trăng 70 nghìn ha (chiếm 3,16% diện tích bị nhiễm mặn), Kiên Giang 57 nghìn ha (chiếm 2,57% diện tích bị nhiễm mặn) và Trà Vinh 44 nghìn ha (chiếm 2,02% diện tích bị nhiễm mặn)

+ Tỉnh có diện tích đất bị nhiễm mặn ít gồm Cần Thơ (11 nghìn ha) và Vĩnh Long (19 nghìn ha)

+ Tỉnh không có diện tích đất bị nhiễm mặn gồm An Giang và Đồng Tháp do hai tỉnh này không giáp biển Tuy nhiên ở một số khu vực tại An Giang vẫn xảy ra quá trình mặn nội địa trên bề mặt đất vào mùa khô nhưng không đáng kể

Bên cạnh đó, trong những năm gần đây vấn đề nhiễm mặn xảy ra ở vùng bán đảo Cà Mau khá gay gắt Nguyên nhân là do việc đưa nước mặn vào nội đồng để nuôi trồng thủy sản lợ mặn làm cho đất bị nhiễm mặn (bảng 1.5)

Bảng 1.5: Diện tích mặn hóa theo loại hình sử dụng ở bán đảo Cà Mau

4 Cây lâu năm (tràm cừ, … 75.097 20.021 6.785 9.637 111.540

5 Cây ăn quả (xoài, cam,

bưởi, quýt, mận, ổi, …) 2.894 6.225 2.098 61.850 73.067

Trung tâm Điều tra, Đánh giá tài nguyên đất, 2013 [30]

Qua bảng trên cho thấy loại hình sử dụng bị nhiễm mặn nhiều nhất là lúa 2-3 vụ với 322 nghìn ha chiếm 9% DTTN, trong đó nhiễm mặn nặng có 143 nghìn ha

Theo kết quả nghiên cứu của Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam và Trung tâm dự báo khí tượng thủy văn khu vực tỉnh thành vùng Nam Bộ, xâm nhập mặn tại

4 vùng ven biển ĐBSCL (vùng hai sông Vàm Cỏ, vùng cửa sông Cửu Long, vùng ven biển Tây, và vùng bán đảo Cà Mau) năm 2013 đều tăng cao so với 2012 Mức

độ xâm nhập mặn vào nội địa cao nhất vào các tháng mùa khô (từ tháng 5 – 11)

Nắng gay gắt kéo dài, lượng nước mưa và lưu lượng nước trên sông Tiền, sông Hậu xuống thấp khiến cho tình trạng xâm nhập mặn ở vùng ĐBSCL vào sâu trong đất liền, đe dọa một diện tích lớn đất trồng lúa có nguy cơ không thể canh tác Theo Trung tâm Khí Tượng Thủy văn tỉnh Bến Tre, năm 2013, mặn xâm nhập sớm và sâu do biển Đông vào thời kỳ triều cường, ngoài ra gió chướng hoạt động khá mạnh nên mặn trên các sông chính xâm nhập dọc sông khá sâu vào địa bàn tỉnh Theo kết quả đo đạc ngày 28/2/2013, ranh mặn 1‰ trên 3 sông lớn là Hàm Luông, Cửa Đại và Cổ Chiên vào sâu trong đất liền từ 57 – 68 km Theo kết quả khảo sát của Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam năm 2012, ranh mặn 4‰ trên sông Hàm Luông đã và sâu 50 km Kết quả đo đạc cũng cho thấy, trên sông Cửa Đại, mặn 4‰ đã vào sâu gần 50km, đến xã Quới Sơn, Tân Thạch thuộc huyện Châu Thành; trên sông Cổ Chiên mặn 4‰ lên đến xã Nhuận Phú Tân, Hưng Khánh Trung (khoảng 55 – 60 km) Theo đó thì tỉnh đang thiếu nước ngọt trầm trọng, gây khó khăn trong sản xuất, sinh hoạt

Ở các vùng thường xuyên bị xâm nhập mặn, hiện nay, các hệ thống thủy lợi ngăn mặn giữ ngọt vẫn chưa được hoàn thiện, chưa có sự gắn kết trong cùng khu vực Những vùng có hệ thống thủy lợi ngăn mặn cục bộ, triệt để thì lại gây nên tình trạng xâm nhập mặn lấn sang vùng lân cận - nơi chưa có hệ thống thủy lợi ngăn mặn Một số dự án thủy lợi đã phát huy hiệu quả cao, tạo điều kiện ngăn mặn, ngọt hoá cho vùng ven biển, giúp thâm canh tăng vụ như công trình cống đập Ba Lai (Bến Tre), công trình thuỷ lợi giai đoạn 1 Nam Măng Thít (Trà Vinh), dự án ngọt hoá bán đảo Cà Mau Nhưng thời gian gần đây, do thực trạng nuôi tôm bùng phát,

vì lợi nhuận trước mắt, người dân đã đào phá các công trình ngăn mặn để dẫn nước mặn vào các đồng nuôi tôm, khiến cho hàng chục nghìn ha đã được ngọt hoá thì nay đã bị nhiễm mặn trở lại Tình trạng này xảy ra rất nhiều ở vùng bán đảo Cà Mau thuộc các tỉnh: Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau, Trà Vinh và đang vượt tầm kiểm soát của địa phương Phạm vi ảnh hưởng xâm nhập mặn ở ĐBSCL hiện nay đã chiếm trên 50% diện tích toàn vùng (khoảng trên 2 triệu ha)

+ Quá trình xâm nhập mặn đã gây ra những ảnh hưởng lớn tới đất trồng lúa vùng đồng bằng sông Cửu Long:

- Diện tích canh tác lúa sụt giảm nghiêm trọng: Hiện tượng bốc mặn diễn ra mạnh mẽ cùng với việc thiếu nước ngọt vào mùa khô đã làm ảnh hưởng không nhỏ tới việc canh tác lúa nước, do đó một diện tích đất trồng lúa được chuyển đổi sang nuôi tôm, điều này góp phần làm xảy ra hiện tượng tái nhiễm mặn

Đánh giá biến động đất mặn vùng ĐBSCL trong 30 năm 1995-2015 của Viện Thổ nhưỡng Nông hóa cho thấy đất hàm lượng các chất dinh dưỡng tổng số ít có biến động các chỉ tiêu độ mặn trên đất lúa (EC, TSMT, Cl-) có xu hướng tăng trong giai đoạn 5 năm gần đây Độ mặn tăng cao > 4‰ khiến nhiều diện tích đất không thể tiếp tục canh tác lúa Thành phần cấp hạt chủ yếu biến động ở tầng mặt và đặc biệt là những vùng cửa sông hàng năm với một lượng phù sa bồi đắp làm tăng cấp hạt thịt và cát Tại những khu vực có tác động của việc thau chua rửa mặn trong sản xuất lúa (khu vực đất mặn nhiều) hàm lượng cấp hạt sét giảm

- Khi đất trồng lúa được chuyển sang nuôi tôm, nhưng do nuôi tôm không hiệu quả, nhiều hộ nông dân trở lại với canh tác truyền thống là trồng lúa Lúc này,

hệ thống sinh thái thích hợp với cây lúa đã bị phá vỡ, nên khó có thể phục hồi được năng suất

1.3.2.2 Quản lý và sử dụng đất mặn

Đối với đất mặn chua, trong keo đất bão hòa Na+ gây mặn và H+

gây chua nông dân vùng ĐBSCL thường bón vôi có thể cải tạo tốt Khi bón vôi cho đất mặn chua, được gọi là đất chua mặn thì ion gây mặn (Na+) trong keo đất được đẩy ra dung dịch tác động với OH-

của vôi tạo nên kiềm mới (NaOH) khử chua của đất, vừa mất tính mặn trong phức hệ hấp thụ của đất Ion H+ gây chua của đất cũng được trung hòa bằng ion OH- của vôi tạo thành nước, giảm độ chua đất

Ngoài ra, một số loại phân bón chứa sulfate sắt, nhôm luôn được kết hợp với rửa mặn, tưới nước ngọt Có như vậy mới rửa hết ion Na+ (muối) ra khỏi đất, làm mất bản chất gây mặn trong đất được triệt để

Bên cạnh quá trình khử mặn bằng biện pháp hóa học luôn kèm theo biện pháp thủy lợi thau chua rửa mặn Hệ thống thau chua rửa mặn gồm kênh thoát nước mặn nhằm rửa mặn ra khỏi ruộng và kênh tưới nước ngọt để thay thế nước mặn làm ngọt hóa đất Để rửa mặn đào mương rút nước ngầm chứa muối xuống sâu và tiêu nước ngầm chứa muối đi xa Tuy nhiên, tác dụng rửa mặn cũng phụ thuộc vào chất lượng nước tưới Nước nếu chứa hàm lượng muối cao thì chất lượng kém, không dùng để thau chua, rửa mặn được Hiện nay, theo khuyến cáo của các nhà khoa học, nông dân nhiều nơi cũng áp dụng kỹ thuật cày sâu, nhưng không lật, xới xáo nhiều lần để cắt đứt mạch mao dẫn, như vậy sẽ hạn chế được nước ngầm bốc hơi, mang muối đi theo từ dưới lên bề mặt ruộng gây mặn Ngoài ra, một số nơi, nông dân cũng đã bắt đầu tiến hành ứng dụng chế độ tưới khô ngập xen kẽ để tiết kiệm nước tưới và giảm phát thải CH4

Ở ĐBSCL những năm qua đã có nhiều công trình nghiên cứu về sử dụng và cải tạo đất mặn, các kết quả nghiên cứu này đã đóng góp không nhỏ cho chiến lược phát triển nông nghiệp bền vững của vùng ĐBSCL nói riêng và cả nước nói chung

Từ năm 2000 đến 2004, các công trình kiểm soát và thoát lũ ở vùng Tứ giác Long Xuyên đã đem lại hiệu quả đáng kể Về mùa khô, hệ thống kênh thoát lũ đã đưa được nước ngọt từ sông Hậu về các vùng hoang hóa, chua phèn, mặn ven biển Nhờ vậy, đã khai hoang và đưa thêm 30 ngàn ha vào sản xuất nông nghiệp, 200 ngàn ha có nguồn nước ngọt, 150 ngàn ha đất mặn được cải tạo [22]

Từ năm 2003 đến năm 2005, Tăng Đức Thắng và nnk đã nghiên cứu và đề xuất giải pháp công trình và phi công trình để nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn nước ở ĐBSCL, đồng thời tính toán lưu lượng nước cho hệ thống thủy lợi Quản Lộ

- Phụng Hiệp (Cà Mau) bảo đảm cấp nước và thoát nước riêng biệt, theo các mùa vụ khác nhau; điều khiển dòng chảy một chiều, góp phần ngăn chặn xâm nhập mặn

Từ năm 2003 đến năm 2006, Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam đã nghiên cứu đề xuất các giải pháp khoa học công nghệ xây dựng hệ thống đê bao bờ bao nhằm phát triển bền vững vùng ngập lũ ở ĐBSCL [11, 34]

1.4 Đặc điểm tự nhiên vùng đồng bằng sông Cửu Long

Đồng bằng sông Cửu Long là một bộ phận của châu thổ sông Mê Kông có tọa độ địa lý trải dài từ 8030’ đến 11000’ Vĩ độ Bắc (từ Cà Mau đến Long An) và từ

103050’ đến 106050’ Kinh độ Đông (từ Kiên Giang đến Bến Tre)

Vùng nghiên cứu đất đất mặn gồm 8 tỉnh ven biển thuộc ĐBSCL, bao gồm: Long An, Tiền Giang, Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng, Kiên Giang, Bạc Liêu, Cà Mau

1.4.2 Địa hình, địa mạo

Địa hình của vùng thấp dần theo 2 hướng: Từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang Đông Ven biển là dạng địa hình đặc trưng có độ cao 0,5-0,8 m xen lẫn các giồng cát cao 1-1,5 m và các vùng trũng, thấp ngập triều Vùng ven biển ĐBSCL có địa hình tương đối bằng phẳng, độ cao trung bình dưới 5 m so với mặt nước biển, được phân thành các vùng chính như: Một số khu vực thuộc tỉnh Kiên Giang, An Giang có những ngọn núi thấp từ dãy núi Voi bên Campuchia lấn sang nên có độ cao trên 100 m Khu vực thềm sông Tiên, sông Hậu và gần biên giới Việt Nam – Campuchia có độ cao 1,5 -2,5 m; Khu vực ven sông Tiền, sông Hậu chủ yếu nằm ở phía Đông Bắc vùng Đồng Tháp Mười, Bắc bán đảo Cà Mau, khu vực giữa sông Tiền, sông Hậu có độ cao 1,2 – 1,5 m; khu vực Tây Nam đồng bằng chủ yếu là trung tâm bán đảo Cà Mau có độ cao dưới 0,5 m so với mức nước biển

Ở vùng ven biển, ngoài các giồng cát chạy song song với biển như ở Gò Công, Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng có cao độ 1,0 ÷ 3,0 m, đại bộ phận diện tích có cao độ 0,5 ÷ 1,0 m Dọc theo bờ biển có nhiều bãi bồi, đa số là các bãi bồi ngập

nước không thường xuyên, thường ngập nước vào lúc triều cao (đỉnh triều) và lộ đất vào lúc triều thấp (chân triều) Phía ngoài các bãi bồi là vùng biển nông Dọc bờ biển ĐBSCL có nhiều vùng ngập mặn Xưa kia rừng ngập mặn khá phát triển tạo thành một dải chạy dài suốt bờ biển, nhưng đến nay do bị khai thác quá mức nên nhiều nơi không còn nữa

Nhìn chung vùng ven biển đồng bằng sông Cửu Long nằm trên địa hình tương đối bằng phẳng, có điều kiện tự nhiên thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng và đánh bắt thủy hải sản, khai thác nguồn tài nguyên phong phú dưới lòng biển

1.4.3 Khí tượng, thủy văn

Theo kết quả đo được tại hai trạm khu vực ĐBSCL trong 10 tháng đầu năm

2013, nhiệt độ dao động từ 26,0 –29,8 0C Thời gian xảy ra nhiệt độ nóng nhất tập trung vào tháng 5 với nhiệt độ trung bình khoảng 28,9 – 29,8 0C Ngày nóng nhất có nhiệt độ đạt khoảng 30,5 – 32,0 0C (Bảng 1.6, 1.7) Nhìn chung nhiệt độ năm 2013 cao hơn so với năm 2012

Lượng mưa trong 10 tháng đầu năm có sự dao động rõ rệt giữa các tháng trong năm, thấp nhất vào tháng 3 với lượng mưa không đáng kể Lượng mưa bắt đầu tăng lên từ tháng 4 đến tháng 9 với tổng lượng mưa trong tháng dao động từ 102,5 – 421,6 mm (Rạch Giá) và 104,3 – 288,3 mm (Cà Mau) Tháng có lượng mưa lớn nhất tập trung vào tháng 6/2013 ở Rạch Giá với lượng mưa đo được tại trạm Rạch Giá là 449 mm, lượng mưa lớn nhất trong ngày đo được khoảng 44 mm Tại Cà Mau, tổng lượng mưa là 338,1 mm và lượng mưa lớn nhất trong ngày là 82 mm Nhìn chung năm 2013 lượng mua thất thường hơn so với năm 2012, lượng mưa tăng dần vào các tháng cuối năm

Nhìn chung, vùng đồng bằng sông Cửu Long có nền nhiệt độ, chế độ bức xạ nhiệt, chế độ nắng khá cao và ổn định, là vùng ít xảy ra thiên tai Các yếu tố khí hậu của vùng đã tạo ra những lợi thế riêng biệt so với các vùng khác cả nước Tuy nhiên đối với đồng bằng sông Cửu Long một trong những tác hại lớn nhất của bão là nước dâng Nước biển dâng cao khi có bão tràn vào, xâm nhập mặn sâu vào nội địa theo

các triền sông, chỗ trũng ngập sâu tới 2 - 3 m nên gây hậu quả xấu cho sản xuất và sinh hoạt của nhân dân

Bảng 1.6 Các thông số khí tượng năm 2013 đo ở Rạch Giá

Nguồn: Trạm khí tượng Tân Sơn Hòa, TP HCM [2]

Đồ thị 1.2 Diễn biến các thông số khí tượng năm 2013 đo ở Rạch Giá

Bảng 1.7 Các thông số khí tượng năm 2013 đo ở Cà Mau

Nguồn: Trạm khí tượng Tân Sơn Hòa, TP HCM [2]

Đồ thị 1.3 Diễn biến các thông số khí tượng năm 2013 đo ở Cà Mau

- Thủy văn ở ĐBSCL phụ thuộc vào các yếu tố chính như: các tiến trình sông, thủy chế sông Mê-kông, các tiến trình biển, nhịp độ và biên độ triều, lượng mưa khu vực Sông Mê Kông có lưu vực chảy trong địa phận của vùng với chiều dài 230 km Vào Việt Nam sông Mê Kông phân thành 2 nhánh là sông Tiền và sông Hậu Nước sông Mê Kông đổ ra biển theo sáu cửa sông của sông Tiền (Cửa Tiểu, cửa Đại, cửa Ba Lai, cửa Hàm Luông, cửa Cổ Chiên, cửa Cung Hầu) và 3 cửa của sông Hậu ( Định An, Bát Sát và Thanh Đề), những cửa sông này đều đổ ra biển Đông Ngoài ra còn có một số sông tự nhiên như: Sông Cái Lớn, Ông Đốc, Bảy Hạp, Cửa Lớn, Gềnh Hào, Hệ thống kênh rạch dày đặc nối liền các sông với nhau

có tổng chiều dài khoảng 4.900 km, lớn nhất là kênh Phụng Hiệp dài 150 km chạy

từ sông Hậu đến Cà Mau, kênh Vĩnh Tế nối liền Châu Đốc đến Hà Tiên, kênh Nguyễn Văn Tiếp nối liền Cao Lãnh với Mỹ Tho, kênh Tháp Mười nối liền với sông Vàm Cỏ Tây, Mật độ sông ngòi kênh rạch bình quân toàn vùng khoảng 4 km/km2

- Chế độ nước, thủy triều: Chia thành hai mùa rõ rệt là mùa lũ và mùa cạn Mùa lũ thường kéo dài 5 – 6 tháng Nước lũ lên xuống từ từ, đỉnh lũ hàng năm thường xuất hiện vào tháng 9, 10 Lượng dòng chảy mùa lũ chiếm tới 70 – 85% lượng dòng chảy cả năm; tháng 9, 10, 11 có dòng chảy lớn nhất chiếm 50% Mùa cạn kéo dài 6 – 7 tháng (từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau) Lượng nước sông mùa cạn chỉ chiếm có 15 – 25% lượng nước cả năm, trong đó tháng 3, tháng 4 lượng nước sông cạn nhất

CHƯƠNG 2 ĐỊA ĐIỂM, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU 2.1 Địa điểm nghiên cứu

Đánh giá chất lượng môi trường đất mặn ở ven biển đồng bằng sông Cửu Long được tiến hành trên địa bàn thuộc 8 tỉnh ven biển đồng bằng sông Cửu Long bao gồm: Long An (2 điểm), Tiền Giang (4 điểm), Bến Tre (1 điểm), Trà Vinh (1 điểm), Sóc Trăng (2 điểm), Bạc Liêu (4 điểm), Cà Mau (6 điểm), Kiên Giang (4 điểm)

2.3 Nội dung nghiên cứu

- Tổng quan tài liệu nghiên cứu về môi trường đất mặn ở nước ngoài và tình hình đất mặn ven biển đồng bằng sông Cửu Long

- Điều tra đánh giá hiện trạng tình hình sử dụng đất mặn trong sản xuất nông nghiệp

- Phân tích đánh giá kết quả hiện trạng và biến động các chỉ tiêu hóa học giai đoạn 2009-2013 về chất lượng môi trường đất mặn vùng ven biển ĐBSCL

- Đề xuất giải pháp quản lý môi trường đất mặn khu vực nghiên cứu

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Phương pháp thu thập tài liệu

- Thu thập, tổng hợp và phân tích các tài liệu, số liệu về đất mặn trong nước và quốc tế đã công bố, có địa điểm nghiên cứu rõ ràng

- Thu thập số liệu về hiện trạng sử dụng đất, cơ cấu, năng suất, phân bón của cây trồng theo nguồn niên giám thống kê qua các thời kỳ, các báo cáo quy hoạch, v.v…

2.4.2 Phương pháp kế thừa

Kế thừa các kết quả nghiên cứu có liên quan đến đề tài của các nhà khoa học trong và ngoài nước

2.4.3 Phương pháp quan trắc thực địa

Thu thập thông tin và tài liệu liên quan đến khu vực quan trắc bao gồm các thông tin về tình hình sử dụng đất trong nông nghiệp, canh tác, kỹ thuật, năng suất, chế độ tưới, hệ thống kênh dẫn; số liệu khí tượng, thủy văn, hiện trạng khu vực quan trắc, v.v…

+ Điều tra, khảo sát thông qua quan sát và phỏng vấn trực tiếp tại 24 điểm quan trắc và vùng lân cận với mỗi điểm phỏng vấn khoảng 3-4 phiếu điều tra

- Bạc Liêu : 4 điểm

- Cà Mau : 6 điểm

- Kiên Giang : 4 điểm

2.4.4 Phương pháp lấy mẫu đất

Chọn vị trí lấy mẫu đất điển hình đại diện cho 3 loại hình sử dụng đất chính là: Đất chuyên trồng lúa, đất luân canh lúa – tôm và đất chuyên nuôi tôm Tại mỗi điểm lấy mẫu đất lấy 2 mẫu ở độ sâu (0 – 30 cm) và (30 – 60 cm) bằng khoan lấy mẫu đất; Việc xác định độ sâu cụ thể tùy theo phẫu diện đất trên thực địa theo qui định quan trắc và phân tích môi trường đất

- Đất trồng lúa, gồm 13 điểm: M1, M2, M2a, M2b, M2c, M6, M10b, M10c, M22, M25, M26, M26a, M26b

- Đất trồng lúa và nuôi tôm luân canh, gồm 4 điểm: M20, M20a, M20b, M20c

- Đất nuôi tôm, gồm 7 điểm: M5, M7, M10, M10a, M16, M17, M26c

Bảng 2.1: Thống kê các điểm lấy mẫu đất mặn

lấy mẫu

Cơ cấu cây trồng

1 M1 E: 0668910 N: 1157159 Long An Lúa

2 M2 E: 0693799 N: 1149997 Tiền Giang Lúa

3 M2a E: 0693423 N: 1137252 Tiền Giang Lúa

4 M2b E: 0693313 N: 1139191 Tiền Giang Lúa

5 M2c E: 0689834 N: 1141041 Tiền Giang Lúa

6 M5 E: 0674495 N: 1157338 Long An Tôm

7 M6 E: 0617555 N: 1077781 Sóc Trăng Lúa

8 M7 E: 0612072 N: 1039056 Sóc Trăng Tôm

9 M10 E: 0569112 N: 1024924 Bạc Liêu Tôm

10 M10a E: 0573008 N: 1015762 Bạc Liêu Tôm

11 M10b E: 0563849 N: 1025986 Bạc Liêu Lúa

12 M10c E: 0560867 N: 1029540 Bạc Liêu Lúa

13 M16 E: 0560868 N: 1029540 Cà Mau Tôm

14 M17 E: 0501567 N: 0982680 Cà Mau Tôm

15 M20 E: 0493253 N: 1067433 Kiên Giang Lúa - Tôm

16 M20a E: 0490573 N: 1068562 Kiên Giang Lúa - Tôm

17 M20b E: 0494475 N: 1067820 Kiên Giang Lúa - Tôm

18 M20c E: 0495907 N: 1066374 Kiên Giang Lúa - Tôm

19 M22 E: 0693878 N: 1150054 Bến Tre Lúa

20 M25 E: 0648323 N: 1091587 Trà Vinh Lúa

21 M26 E: 0508274 N: 1012475 Cà Mau Lúa

22 M26a E: 0399549 N: 1004743 Cà Mau Lúa

23 M26b E: 0520876 N: 1022082 Cà Mau Lúa

24 M26c E: 0502367 N: 0976791 Cà Mau Tôm

2.4.5 Phương pháp phân tích mẫu đất trong phòng thí nghiệm

Mẫu đất được lấy năm 2013 sau khi xử lý được phân tích theo các phương pháp tiêu chuẩn ngành và theo Sổ tay phân tích đất, nước, phân bón và cây trồng-Viện Thổ nhưỡng Nông hóa tại phòng thí nghiệm thuộc Viện Môi trường Nông nghiệp Cụ thể các chỉ tiêu phân tích bao gồm pHKCl, pHH2O, EC, TSMT, Cl-, Na+hòa tan, Ca2+, Mg2+, K+, Na+ trao đổi, CEC

Bảng 2.2: Phương pháp phân tích chất lượng mẫu đất

đo - phân tích

Mô tả phương pháp

pHH2O TCVN

5979-1995 ISO 10390-1993

Đo pH bằng điện cực thủy tinh trong huyền phù đất và nước cất (pHH2O) hoặc dịch KCl 1M (pHKCl); tỷ lệ đất:dịch = 1:2,5