1.1.2.3. Đá biến chất Nguồn gốc hình thành: Đá biến chất là do đá macma và trầm tích dưới tác dụng của nhiệt độ, áp suất cao từ biến động địa chất tạo thành. Sự biến đổi đã làm cho đá biến chất vừa mang tính chất của đá mẹ, vừa thêm những tính chất mới, hoặc biến đổi hẳn không còn nhận biết được nguồn gốc của nó. Tuỳ theo các yếu tố tác động chủ yếu trong quá trình hình thành mà người ta phân biệt các dạng biến chất như sau: Biến chất do tiếp xúc: nó gắn liền với sự hoạt động của khối macma nóng chảy trong vỏ trái đất, khối macma nóng chảy này đã làm cho các lớp đá xung quanh nó biến chất. Nhiệt độ cao làm cho phần lớn các khoáng vật bị tái kết tinh làm biến chất gọi là nhiệt dịch. Biến chất tiếp xúc xảy ra khoảng không gian rộng lớn, quanh các mạch macma xâm nhập. Biến chất áp lực: gắn liền với các vận động tạo sơn, đá ép lại làm thay đổi cấu trúc và phần nào các thành phần khoáng vật. Biến chất áp lực thường xảy ra ở phần ngoài của vỏ trái đất. Biến chất khu vực: xảy ra trong cả vùng rộng lớn và ở nông sâu khác nhau. Tác động gây biến chất là do tổng hợp cả nhiệt và áp lực. Mô tả một số đá biến chất chính: Căn cứ vào cấu tạo, ta có thể gặp một số đá biến chất điển hình sau: Đá gnai: có nguồn gốc chủ yếu từ granit nên thành phần khoáng vật chủ yếu là phenpat, thạch anh, mica, hoocnơblen và cả than chì, gronat cấu trúc hạt. Nhưng các khoáng vật xếp theo từng phiến rõ ràng. Có 2 loại gnai: + Octognai: do đá macma biến thành. + Paragnai: do đá trầm tích biến thành. Ta thường gặp ở Phú Thọ, Yên Bái, Lào Cai, Kon Tum. Đá hoa: đá vôi hay dolomit khi chịu tác dụng của nhiệt độ, lực ép bị kết tinh lại thành đá hoa (còn gọi là đá cẩm thạch). Vì do các khoáng canxit hay dolomit kết tinh tạo thành các hạt nên mặt đá óng ánh. Những tạp chất trong đá trong quá trình biến hoá bị kết hợp lại thành đám hay vệt vân làn sóng. Có đủ các loại màu sắc: đỏ, đen, vàng, xanh. v.v.... Đá hoa dùng làm đồ trang sức hoặc trang trí trong xây dựng nhà cửa. Gặp ở núi Chòng (Hà Nội), Ngũ Hành (Đà Nẵng), Bình Lư (Lai Châu) và các vùng núi đá vôi. Quaczit: có kiến trúc hạt, chủ yếu do sa thạch khi bị tác động của nhiệt độ và sức ép đã kết gắn lại với nhau rất bền vững. Thành phần chủ yếu là thạch anh. Màu sắc thường trắng hay đỏ nhạt. Quaczit thường gặp ở Tuyên Quang. Thanh Hoá. Quaczit dùng làm vật liệu chịu lửa, đá mài trong xây dựng. Đá phiến philit: phiến rất mỏng. Màu đen hoặc xám có ánh bạc do các vảy mica rất mỏng tạo nên. Thường gặp ở Cao Bằng, Bắc Cạn, Hà Giang, Thanh Hoá. Đá phiến kết tinh: đá phiến kết tinh hạt, nếu thành phần chủ yếu là mica thì gọi là phiến mica, nếu nhiều clorit thì gọi là phiến clorit... Các đá phiến kết tinh thường chứa thêm thạch anh, gronat, than chì. Thường gặp ở Phú Thọ, Lào Cai, Yên Bái, Kon Tum. 1.2. Quá trình phong hóa khoáng vật và đá 1.2.1. Khái niệm Đá và khoáng sau khi hình thành dưới tác động của các yếu tố ngoại cảnh dần bị biến đổi. Tổng hợp những sự biến đổi lâu dài phức tạp làm cho đá, khoáng bị phá huỷ và quá trình đó được gọi là quá trình phong hoá. Sự phong hoá đá, khoáng là tổng hợp những quá trình phức tạp, đa dạng làm biến đổi về lượng và chất của chúng dưới tác dụng của môi trường. Kết quả của sự phong hoá là làm cho đá và khoáng bị phá huỷ, biến thành tơi xốp, có khả năng thấm khí và nước tốt. Những chất mới này được gọi là “Mẫu chất”. Lớp vỏ Trái đất ở đó diễn ra quá
LỜI NÓI ĐẦU Giáo trình Thổ nhưỡng biên soạn sở kế hoạch đào tạo hệ đại học theo tín ngành: Quản lý đất đai, Khoa học môi trường, Địa Môi trường, Trồng trọt, Hoa viên cảnh, Công nghệ sản xuất rau hoa quả, Lâm nghiệp Nông Lâm kết hợp Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên Giáo trình cung cấp cho sinh viên kiến thức nguồn gốc, thành phần, tính chất đất sử dụng đất Trong biên soạn, tập thể tác giả bám sát phương châm giáo dục Nhà nước Việt Nam gắn liền lý luận với thực tiễn Đồng thời với việc kế thừa kiến thức khoa học đại giới, tác giả mạnh dạn đưa kết nghiên cứu Việt Nam vào tài liệu, đặc biệt kết nghiên cứu vùng núi phía Bắc Việt Nam Tham gia biên soạn giáo trình gồm: GS.TS Nguyễn Thế Đặng: Chủ biên, trực tiếp biên soạn phần Mở đầu chương TS Nguyễn Thu Thuỳ: Chương PGS.TS Đặng Văn Minh: Chương PGS.TS Nguyễn Thế Hùng: Chương TS Nguyễn Đức Nhuận: Chương ThS Dương Thị Thanh Hà: Chương ThS Hoàng Hữu Chiến: Chương TS Hoàng Thị Bích Thảo: Chương ThS Trần Thị Mai Anh: Chương Tập thể tác giả cảm ơn đóng góp ý kiến cho việc biên soạn giáo trình thầy cô giáo Khoa Tài nguyên Môi trường, Khoa Nông học, Khoa Lâm nghiệp, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên Đây giáo trình biên soạn công phu, chắn không tránh khỏi thiếu sót Vì mong nhận đóng góp ý kiến đồng nghiệp độc giả Xin chân thành cảm ơn Tập thể tác giả MỤC LỤC MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương NGUỒN GỐC VÀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH ĐẤT 1.1 Khoáng vật đá hình thành đất 1.1.1 Khoáng vật 1.1.2 Đá 1.2 Quá trình phong hóa khoáng vật đá 13 1.2.1 Khái niệm 13 1.2.2 Các dạng phong hoá đá khoáng vật 13 1.3 Quá trình hình thành đất 16 1.3.1 Tuần hoàn vật chất hình thành đất 16 1.3.2 Các yếu tố hình thành đất 17 1.3.3 Hình thái phẫu diện đất 20 Chương 25 CHẤT VÔ CƠ, HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT 25 2.1 Thành phần hoá học đất 25 2.2 Thành phần vô chất độc 25 2.2.1 Các nguyên tố trung đa lượng đất 25 2.3 Chất hữu 32 2.3.1 Khái niệm 32 2.2.2 Nguồn gốc thành phần chất hữu đất .32 2.5 Vai trò biện pháp bảo vệ nâng cao chất hữu mùn đất .40 2.5.1 Vai trò chất hữu mùn đất 40 2.5.2 Biện pháp bảo vệ nâng cao chất hữu mùn đất 40 Chương 42 KEO ĐẤT, KHẢ NĂNG HẤP PHỤ VÀ DUNG DỊCH ĐẤT .42 3.1 Keo đất 42 3.1.1 Khái niệm 42 3.1.2 Cấu tạo keo đất 42 3.1.3 Tính chất keo đất 43 3.2 Khả hấp phụ đất .49 3.2.1 Khái niệm 49 3.2.2 Hấp phụ trao đổi cation 50 3.2.3 Hấp phụ trao đổi Anion 53 3.3 Vai trò keo đất biện pháp tăng cường keo đất 53 3.3.1 Vai trò keo đất 53 3.3.2 Biện pháp tăng cường keo khả hấp phụ đất 54 3.4 Dung dịch đất 54 3.4.1 Khái niệm vai trò dung dịch đất 54 3.4.2 Đặc tính dung dịch đất 56 3.4.3 Bón vôi cải tạo đất chua 61 Chương 66 VẬT LÝ ĐẤT 66 4.1 Thành phần giới đất 66 4.1.1 Khái niệm 66 4.1.2 Phân chia hạt giới đất tính chất cấp hạt 66 4.1.3 Phân loại đất theo thành phần giới .68 4.1.4 Tính chất đất theo thành phần giới .69 4.1.5 Phương pháp xác định thành phần giới đồng ruộng 70 4.2 Kết cấu đất 71 4.2.1 Khái niệm 71 4.2.4 Nguyên nhân làm đất kết cấu 75 4.2.5 Biện pháp trì cải thiện kết cấu đất .76 4.3 Tính chất vật lý 77 4.3.1 Tỷ trọng đất .77 4.3.2 Dung trọng đất 78 4.3.3 Độ xốp 79 4.4 Tính chất lý đất 81 4.4.1 Tính trương co đất 81 4.4.2 Tính liên kết đất 82 4.4.3 Tính dính đất 83 4.4.4 Tính dẻo đất .83 4.4.5 Sức cản đất 83 4.5 Nước đất 84 4.5.1 Vai trò nước đất 84 4.5.2 Các dạng nước đất 84 4.5.3 Các đại lượng đánh giá tính giữ nước độ ẩm đất 88 4.5.4 Cân nước đất 91 4.6 Không khí đất 93 4.6.1 Vai trò không khí đất 93 4.6.2 Tính thông khí đất .93 4.6.3 Biện pháp điều tiết không khí đất 93 4.7 Nhiệt đất 94 4.7.1 Vai trò nguồn nhiệt cung cấp cho đất 94 4.7.2 Đặc tính nhiệt đất 95 4.7.3 Biện pháp điều tiết chế độ nhiệt đất 97 Chương 99 ĐỘ PHÌ ĐẤT 99 5.1 Khái niệm độ phì đất 99 5.2 Phân loại độ phì đất 99 5.3 Đánh giá độ phì đất 100 5.3.1 Căn vào tình hình sinh trưởng, phát triển suất 100 5.3.2 Căn vào hình thái phẫu diện đất 100 5.3.3 Căn vào việc phân tích tiêu lý hoá sinh tính đất 101 5.3.4 Sử dụng số thí nghiệm đồng ruộng để kiểm chứng kết đánh giá 101 5.4 Các tiêu quan trọng độ phì đất 101 5.4.1 Một số tiêu hình thái phẫu diện đất 101 5.4.2 Một số tiêu vật lý .102 5.4.3 Các tiêu hóa học 102 5.5 Biện pháp nâng cao độ phì đất 103 Chương 105 PHÂN LOẠI ĐẤT 105 6.1 Khái niệm phân loại đất đồ đất 105 6.1.1 Phân loại đất 105 6.1.2 Bản đồ đất 105 6.2 Các hệ thống phân loại đất giới .106 6.2.1 Phân loại đất theo phát sinh học (Genetic classification) 106 6.2.2 Hệ thống phân loại đất Mỹ (USDA Soil Taxonomy) .107 6.2.3 Phân loại đất kết hợp phát sinh tính chất đất – Chú dẫn đồ đất FAO/WRB 107 6.3 Phân loại đất việt nam .108 6.3.1 Hệ thống phân loại đất Việt Nam 108 6.3.2 Ứng dụng hệ thống phân loại đất Mỹ (USDA Soil Taxonomy) điều tra lập đồ đất Việt Nam 113 6.3.3 Ứng dụng hệ thống phân loại đất FAO/UNESCO WRB điều tra xây dựng đồ đất Việt Nam .114 Chương 116 ĐẤT LÚA NƯỚC 116 7.1 Đặc điểm hình thành, phân bố tính chất 116 7.1.1 Đặc điểm hình thành, phân bố 116 7.1.2.Tính chất đất lúa nước 117 7.2 Một số loại đất lúa nước việt nam 119 7.2.1 Đất phù sa (P) - Fluvisols (FL) 119 7.2.2 Đất phèn (S) hay đất chua mặn - Thionic Fluvisols (FLt) .121 7.2.3 Đất xám bạc màu có tầng loang lổ (Xl)- Plinthic Acrisols (ACp) 122 7.2.4 Đất lầy (GLu) - Umbric Gleysols (Glu) 122 Chương 124 ĐẤT ĐỒI NÚI 124 8.1 Đặc điểm hình thành .124 8.1.1 Đất đồi núi Việt Nam hình thành nhiều loại đá mẹ khác 124 8.1.2 Địa hình cao, chia cắt mạnh dốc .124 8.1.3 Đất đồi núi chịu chi phối mạnh thảm thực bì 124 8.1.4 Đất có thoái hoá nhanh .125 8.1.5 Đất đồi núi chịu tác động mạnh mẽ hoạt động sống người 125 8.1.6 Quá trình tích luỹ Fe, Al 125 8.2 Một số loại đất đồi núi việt nam 127 8.2.1 Đất Xám - Ký hiệu X - Acrisols (Ac) 127 8.2.2 Đất đỏ - Ferralsols (F) 128 8.2.3 Đất mùn alit núi cao - Ký hiệu Alisols (Al) 130 Chương 131 XÓI MÒN VÀ SUY THOÁI ĐẤT 131 9.1 Xói mòn đất 131 9.1.1 Khái niệm 131 9.1.2 Tác hại xói mòn đất 131 9.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến xói mòn .131 9.1.4 Biện pháp chống xói mòn 134 9.2 Thoái hóa đất dốc 137 9.2.1 Khái niệm 137 9.2.2 Các trình thoái hóa đất dốc .137 9.2.3 Biện pháp khắc phục thoái hóa đất dốc 140 9.3 Ô nhiễm đất 141 9.3.1 Khái niệm 141 9.3.2 Nguyên nhân gây ô nhiễm biện pháp 141 TÀI LIỆU THAM KHẢO .144 MỞ ĐẦU Khái niệm thổ nhưỡng Thổ nhưỡng Đất phần vỏ trái đất, lớp phủ lục địa mà bên đá khoáng sinh nó, bên thảm thực bì khí Đất lớp mặt tơi xốp lục địa có khả sản xuất sản phẩm trồng Như khả sản xuất sản phẩm trồng (độ phì đất) thuộc tính thiếu đất (William) Theo nguồn gốc phát sinh, Đôkutraiep định nghĩa: Đất vật thể tự nhiên hình thành tác động tổng hợp năm yếu tố là: khí hậu, đá mẹ, địa hình, sinh vật thời gian Đất xem thể sống, luôn vận động, biến đổi phát triển Đất cấu tạo nên chất khoáng (chủ yếu từ đá mẹ) hợp chất hữu hoạt động sống sinh vật cung cấp Vì khác đất sản phẩm vỡ vụn đá là: Đất có độ phì nhiêu đá khoáng lại Đối với sản xuất nông lâm nghiệp, đất tư liệu sản xuất vô quý giá, không thay Đất phận quan trọng hệ sinh thái Đất coi “hệ đệm”, “phễu lọc” luôn làm môi trường với tất chất thải hoạt động sống sinh vật nói chung người nói riêng trái đất Nhiệm vụ nội dung môn thổ nhưỡng Thổ nhưỡng môn học sở phục vụ môn học chuyên môn khác, quan hệ chặt chẽ với môn hoá học, vật lý, sinh vật, khí tượng phân bón Vì nhiệm vụ nội dung môn học là: - Nghiên cứu nguồn gốc đất quy luật phát sinh, phát triển quy luật phân bố đất đai lục địa - Nghiên cứu thành phần, cấu tạo, tính chất độ phì nhiêu của đất - Nghiên cứu sở cho hoàn thiện quy trình sử dụng cải tạo loại đất với phương châm nâng cao độ phì đất đảm bảo ổn định nâng cao suất trồng Chương NGUỒN GỐC VÀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH ĐẤT 1.1 Khoáng vật đá hình thành đất Khoáng vật hợp chất tự nhiên, hình thành trình lý hoá học xảy vỏ hay bề mặt trái đất Khoáng vật cấu tạo nên từ hợp chất hoá học nguyên tố hóa học tự nhiên, chúng chủ yếu tồn đá số đất Đá vật thể tự nhiên hình thành tập hợp hay nhiều khoáng vật lại với Đá thành phần tạo nên vỏ trái đất Dưới tác động yếu tố ngoại cảnh, đá khoáng bị phá huỷ tạo thành mẫu chất từ hình thành nên đất Vì vậy, nguồn gốc đất từ đá khoáng Đa số đá vỏ trái đất hình thành tập hợp kết hợp từ hai khoáng vật trở lên, nhìn chung đá có cấu tạo phức tạp Cũng mà vỏ trái đất tạo thành bao gồm nhiều loại khoáng đá khác với tỷ lệ khác (Bảng 1.1) Bảng 1.1: Thành phần đá khoáng vỏ trái đất (Trọng lượng vỏ trái đất: 2,85 1019 tấn) Đá % thể tích Khoáng % thể tích Granit 10,4 Thạch anh 12,0 Granodiorit Diorit 11,6 Phenpat kali 12,0 Bazan, Gabro macma siêu bazơ 42,6 Plazokla 39,0 Cát đá cát 1,7 Mica 5,0 Sét phiến sét 4,2 Amphibolit 5,0 Đá Cacbonat 2,0 Pirit 11,0 Gnai 21,4 Olivin 3,0 Phiến kết tinh 5,1 Khoáng sét 4,6 Đá cẩm thạch 0,9 Canxit Dolomit 2,0 Magnetit 1,5 Khoáng khác 4,9 (Scheffer und Schachtschabel, 1998) Về thành phần hoá học, vỏ trái đất bao gồm nhiều nguyên tố hợp chất hoá học (Bảng 1.2) Về vỏ trái đất có cấu tạo đa số từ silicat Silicat hợp chất phức tạp chứa chủ yếu Si chứa thêm nguyên tố khác Al, Fe, Ca, Mg, K Na Xét thành phần nguyên tố hoá học, ôxy đứng vị trí số một, chiếm tới 47,0% so với trọng lượng 88,2% so với thể tích vỏ trái đất 1.1.1 Khoáng vật Nhờ tiến khoa học kỹ thuật vật lý người ta biết cấu tạo loại khoáng Đó bố trí đơn vị cấu tạo không gian, kích thước tương đối chúng, tính chất cách nối chúng với tính chất thân nguyên tử chiếm vị trí định Bảng 1.2: Thành phần hoá học vỏ Trái đất Hợp chất Nguyên tố Tên % trọng lượng Tên % trọng lượng % thể tích SiO2 57,6 O 47,0 88,2 Al2O3 15,3 Si 26,9 0,32 Fe2O3 2,5 Al 8,1 0,56 FeO 4,3 Fe3+ 1,8 0,32 MgO 3,9 Fe2+ 3,3 1,08 CaO 7,0 Mg 2,3 0,60 Na2O 2,9 Ca 5,0 3,42 K2O 2,3 Na 2,1 1,55 TiO2 0,8 K 1,9 3,49 CO2 1,4 H2O 1,4 MnO 0,16 P2O5 0,22 (Scheffer und Schachtschabel, 1998) Các khoáng vật thành phần, cấu tạo tính chất phức tạp, thực địa người ta phân biệt chúng với nhờ số tính chất như: độ phản quang, độ cứng, màu sắc, vết rạn, cấu trúc, tỷ trọng… Có nhiều loại khoáng khác tự nhiên, ta chia khoáng vật làm hai nhóm là: khoáng vật nguyên sinh khoáng vật thứ sinh Khoáng vật nguyên sinh khoáng hình thành nên đồng thời với đá chưa biến đổi thành phần cấu tạo Như khoáng nguyên sinh thường có đá chưa bị phá huỷ, loại khoáng bền vững đất thạch anh Khoáng vật thứ sinh khoáng nguyên sinh bị biến đổi thành phần, cấu tạo tính chất Như khoáng vật thứ sinh thường gặp mẫu chất đất 1.1.1.1 Khoáng vật nguyên sinh Căn vào thành phần hoá học cấu trúc, khoáng vật nguyên sinh chia thành lớp sau: Lớp silicat: Silicat lớp khoáng vật gặp nhiều vỏ Trái đất, có khoảng 1.500 loại khoáng vật vỏ Trái đất nằm lớp Silicat hợp chất phức tạp bao gồm nhiều nguyên tố hoá học, cấu trúc tinh thể thành phần sở khối SiO bốn mặt, Si nằm đỉnh khối tứ diện ôxy Sự liên kết ôxy Si chặt chẽ chặt chẽ với kim loại khác kiến trúc tinh thể silicat Trong tự nhiên ta hay gặp số khoáng vật lớp silicat sau: - Olivin - (MgFe)2SiO4: gọi peridot hay crysalit Olivin thường kết tinh thành khối hạt nhỏ Màu sắc biến đổi từ màu phớt lục (xanh cây) vàng sang màu lục, không màu suốt Olivin phổ biến đá macma siêu bazơ, bazơ Olivin sử dụng làm đồ trang sức, loại chứa nhiều Mg (45 - 50% MgO) dùng sản xuất gạch chịu lửa Ở Việt Nam Olivin gặp Tri Năng (Thanh Hoá), Phủ Quỳ (Nghệ An), Tây Nguyên, Quảng Nam - Mica: Các khoáng mica kết tinh dạng dẹt, tấm, vảy Có ánh thuỷ tinh, dễ tách thành mỏng; màu sắc thay đổi từ trắng đến vàng, xám đen Mica phân bố rộng rãi có mặt đá macma, đá biến chất đá trầm tích Mica có nhiều mỏ cao lanh fenspat Phú Thọ Có hai loại mica trắng mica đen + Mica trắng (muscovit) có công thức hoá học: K.Al2(Si3.AlO10).(OH.F)2 Mica trắng có cấu trúc dẹt hay tấm, tập hợp thấy khối hạt vảy đặc sịt Màu sắc hầu hết có màu trắng, có màu vàng đục, ánh thuỷ tinh Mica trắng gặp nhiều đá granit, diệp thạch mica gnai + Mica đen (biotit) có công thức hoá học: K(Mg.Fe)3.(Si3AlO10).(OH.F)2 Cấu trúc giống mica trắng, màu đen Mica đen gặp nhiều đá granit, diệp thạch mica, gnai nhiều gặp cát, sỏi số sông suối - Ogit - (Ca.Na).(Mg.Fe.Al).(Si.Al)2O6: Ogit có thành phần hoá học phức tạp pyroxen khác Hầu thừa MgO.FeO Cấu trúc thành khối đặc sịt có màu xanh đen, đen phớt lục, ánh thuỷ tinh Ogit có nhiều đá gabro - Hoocnơblen - (Ca.Na)2.(Mg.Fe.Al.Ti)5.(Si4.O11).(OH)2: có màu xanh đen, nhạt ogit, ánh thuỷ tinh tinh thể dài - Fenspat - Na(Al.Si3O8).K(Al.Si3O8).Ca(Al2Si2O8), aluminsilicat Na-K Ca: Trong tất silicat fenspat khoáng phổ biến nhất, chiếm khoảng 50% trọng lượng vỏ trái đất Khoảng 60% fenspat đá macma, 30% đá biến chất (nhất tinh thể phiến thạch) khoảng 10% trầm tích sa thạch cuội kết Theo thành phần hoá học người ta chia fenspat thành loại: + Fenspat Ca - Na: Hay plazokla + Fenspat K - Na: Hay octoklaz + Fenspat K - Ba: Hay hialophan (ít gặp) Lớp oxit: Tương đối phổ biến tự nhiên, bao gồm ôxit đơn giản ôxit phức tạp, không chứa OH Thường gặp khoáng sau: - Thạch anh - SiO2 : số khoáng vật phổ biến trái đất Thạch anh có cấu trúc tinh thể hình lục lăng, đầu khối chóp nón Màu trắng đục, có tạp chất lẫn vào có mầu hồng, nâu đen, cứng Thạch anh phổ biến đá macma axit, siêu axit, đá biến chất đá trầm tích Thạch anh thành phần cát sỏi Là khoáng vật bền, khó bị phong hoá hoá học - Hêmatit - Fe2O3: Thường thành khối ẩn tinh đặc sít, thành tập hợp dạng hay dạng vảy, cấu trúc dạng khối phiến dày Hêmatit khoáng vật có màu đen đến xám thép xám bạc, nâu đến nâu đỏ, đỏ Hêmatit thành tạo điều kiện oxy hoá với nhiều kiểu khoáng sản khác nhiệt dịch, bốc núi lửa Ngoài thấy trình biến chất khu vực - Manhêtit - Fe3O4: bị tạp nhiễm Tinh thể hình khối mặt Thường thấy dạng khối hạt màu đen, ngoại hình giống hêmatit, tạo thành môi trường khối trội hêmatit Nguồn gốc macma, pecmatit, nhiệt dịch, biến chất tiếp xúc trao đổi, biến chất khu vực, gặp thiên thạch sa khoáng Manhêtit khoáng vật quan trọng quặng sắt Ở Việt Nam gặp nhiều nơi quặng sắt Thái Nguyên, Cao Bằng, Lào Cai, Thạch Khê (Hà Tĩnh) Lớp cacbonat: Phổ biến tự nhiên Đặc điểm dễ sủi bọt với HCl Ta thường gặp số khoáng sau: - Canxit - CaCO3: dạng tinh thể, khối hình bình hành lệch, thành Màu sắc thường trắng đục chuyển vàng nâu nhiều tạp chất Tinh thể canxit óng ánh Thường gặp vùng núi đá vôi kết đọng lại từ đá khác sản phẩm vỡ vụn khác Canxit nguyên liệu để sản xuất vôi, xi măng, làm chất cải tạo phản ứng chua cho đất - Dolomit - Ca.Mg(CO3)2: dạng khối bột, màu xám trắng, vàng, nâu nhạt, lục nhạt, ánh thuỷ tinh Dolomit khoáng tạo đá phổ biến, với tác dụng nhiệt dịch, đá vôi dolomit tạo thành khối dolomit lớn cộng sinh với manhê Khối dolomit có liên quan đến lớp trầm tích cacbonat Trong địa tầng dolomit tạo thành khối xen kẽ với CaCO3 Những đá vôi biến chất Việt Nam thường chứa dolomit Dolomit có nhiều công dụng công nghiệp nông nghiệp chế biến phân bón - Siderit - FeCO3: kiến trúc tinh thể giống canxit Mầu phớt vàng, xám, nâu, ánh thuỷ tinh Lớp photphat: Lớp có nhiều khoáng vật, tỷ lệ trọng lượng chúng vỏ trái đất tương đối thấp Có khoáng vật sau: - Apatit: Có loại: Fluorapatit - Ca5(PO4)3F Clorapatit - Ca5(PO4)3 Cl Tập hợp phổ biến dạng khối hạt đậu, sít, tinh thể nhỏ, dạng mạch không mầu, màu trắng, vàng nâu ánh thuỷ tinh đến ánh mờ Ở Việt Nam, apatit có nguồn gốc từ trầm tích Lào Cai có dải trầm tích apatit dài 70km rộng 5km, chúng xen với đá dolomit, đá vôi diệp thạch Apatit loại khoáng dùng làm phân bón có chứa lân - Photphorit - Ca5(PO4)3: dạng apatit có nguồn gốc trầm tích, thường gặp dạng mạch hay dạng khối Chúng thường chứa lẫn cát, đất chất khác Thực trình phong hoá đá vôi giàu photpho lỗ hổng tạo nên tích tụ photphorit Ở Việt Nam mỏ photphorit thường gặp hang núi đá vôi, nguyên liệu chế photphorit để bón ruộng Lớp sunfua, sunfat: Do đặc điểm địa hoá học S không giống nguyên tố hoá học khác, việc S cho ta phân tử có nguyên tử, lại có khả tạo nhiều ion dương âm khác Các ion S2- (giống O2-) (S2)2- sản phẩm phân ly H 2S Các ion có liên quan đến hình thành sunfua Trong trường hợp oxy hoá, S cho ta hợp chất phân tử SO2 Trong dung dịch cho anion phức tạp (SO 3)2-, trường hợp oxy hoá mạnh cho (SO 4)2-, có cation S4+và S6+ Các hợp chất kết tinh anion với kim loại gọi sunfit (không có tự nhiên) sunfat phổ biến tự nhiên Như tạo thành muối sunfat kim loại phát sinh điều kiện nâng cao nồng độ oxy môi trường nhiệt độ thấp Điều thực vỏ trái đất Thường gặp số khoáng vật lớp sunfua, sunfat sau: A = R.K.L.S.C.P Trong đó: A: Lượng đất bị xói mòn (tấn/ha/năm) R: Yếu tố mưa dòng chảy K: Hệ số bào mòn đất L: Yếu tố chiều dài dốc S: Yếu tố độ dốc C: Yếu tố che phủ quản lý đất P: Yếu tố biện pháp chống xói mòn Tuy nhiên, nghiên cứu nguyên nhân gây xói mòn đất mưa người ta thấy chủ yếu tập trung vào yếu tố sau: 9.1.3.1 Mưa dòng chảy Những nơi mưa không tập trung vùng ôn đới xói mòn gió phổ biến Còn vùng nhiệt đới mưa nhiều Việt Nam mưa nguyên nhân gây nên xói mòn đất Do ảnh hưởng điều kiện nhiệt đới gió mùa, nên lượng mưa Việt Nam cao, trung bình từ 1.500 – 3.000mm/năm tập trung tới 85% vào mùa mưa Ở miền Bắc mưa tập trung từ tháng đến tháng hàng năm Lịch sử khí hậu Việt Nam ghi lại có trận mưa đến 900mm với cường độ lớn gây xói mòn nghiêm trọng Về chế mưa gây xói mòn bề mặt biểu thị sơ đồ hình 9.1 R P2 d P1 Hình 9.1: Sơ đồ phân bố lượng nước mưa Khi mưa xuống đất dốc, phần ngấm theo trọng lực (P1), phần bốc (P2) lại tạo thành dòng chảy d, ta có: d = R - (P1+ P2) Trong thực tế, mưa P1 không đáng kể (vì ẩm độ không khí cao), d tỉ lệ nghịch với P2 tỉ lệ thuận với R Nghĩa mưa to tập trung, đất có khả thấm thấp dòng chảy mạnh Theo nghiên cứu có tính toán cần trận mưa tập trung với lưu lượng lớn 10 mm gây dòng chảy bề mặt tất yếu gây xói mòn (tất nhiên tuỳ thuộc vào yếu tố che phủ tính chất đất đai) Mặt khác, trận mưa thường mưa đất thấm mạnh sau tốc độ thấm giảm xói mòn sau mạnh cường độ mưa lớn 132 Hạt mưa rơi vào đất bắn phá làm bắn tung phần tử đất màu mỡ lên (khi mặt đất che phủ) dòng chảy trôi Giọt mưa lớn, cường độ mưa lớn lượng đất bắn tung nhiều xói mòn lớn (Bảng 9.1) Bảng 9.1: Ảnh hưởng đường kính hạt mưa, tốc độ cường độ mưa tới lượng đất bị bắn lên Tốc độ giọt mưa (m/s) Đường kính hạt mưa (mm) Cường độ mưa Lượng đất bị bắn tung (g) (cm/h) 4,0 3,5 12,2 67,0 5,5 3,5 12,2 223,0 5,5 5,1 12,2 446,0 5,5 5,2 20,6 690,0 (Nguyễn Thế Đặng Cs, 2008) Cho đến nghiên cứu xói mòn bề mặt đủ sở cho ta kết luận là: Việc giọt mưa bắn phá vào đất có tác động mạnh mẽ để gây xói mòn, thứ tốc độ dòng chảy bề mặt 9.1.3.2 Địa hình Địa hình yếu tố quan hệ chặt tới xói mòn bề mặt với địa hình dốc, dòng chảy dễ xảy ra, điều kiện đất phẳng xói mòn bề mặt mưa không đáng kể Địa hình dốc yếu tố “bảo thủ” khó khắc phục Cường độ xói mòn tỷ lệ thuận với độ dốc, Cường độ xói mòn độ dốc khác đánh giá qua độ dốc sau: < 5% : xói mòn yếu Từ - 70: xói mòn trung bình Từ - 100 : xói mòn mạnh; > 100 : xói mòn mạnh Trong thực tế dạng dốc khác xói mòn khác nhau: Ví dụ: Dốc thẳng xói mòn mạnh toàn bề mặt, dốc lõm xói mòn phía mạnh, dốc lồi phía mạnh v.v Dốc dài xói mòn mạnh 9.1.3.3 Yếu tố che phủ đất Độ che phủ mặt đất tỷ lệ nghịch với xói mòn đất Đất che phủ bị xói mòn mạnh ngược lại Tổng kết kết nghiên cứu chương trình canh tác đất dốc Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên cho thấy độ dốc 100 - 150 xói mòn sau: - Đất trồng sắn : Xói mòn 60 - 100 tấn/ha/năm - Đất trồng ngô : Xói mòn 40 - 70 tấn/ha/năm - Đất trồng chè kinh doanh : Xói mòn 15 - 30 tấn/ha/năm - Đất trồng ăn : Xói mòn 10 - 12 tấn/ha/năm - Đất rừng tái sinh : Xói mòn - 10 tấn/ha/năm - Đất rừng hỗn giao tốt : Xói mòn - tấn/ha/năm Khi mặt đất bị che phủ kín hạn chế tối đa lực tác động hạt mưa bắn phá vào đất Mặt khác có thảm rập rạp mưa theo lá, cành chảy qua thân vào đất Bộ rễ ăn sâu chằng chịt tạo điều kiện tăng khả thấm Như xói mòn giảm tối đa 133 9.1.3.4 Tính chất đất Yếu tố đất đai ảnh hưởng đến xói mòn sở tính chất là: thành phần giới, hàm lượng chất hữu cơ, kết cấu đất độ dày tầng đất Thành phần giới nhẹ, thô thấm nước nhanh nặng Ngoài ra, phần tử mịn dễ bị trôi phần tử thô, nên bị xói mòn mạnh Khi nhiều chất hữu nước thấm nhanh làm giảm xói mòn đất ngược lại nghèo hữu thấm chậm gây dòng chảy dẫn đến xói mòn mạnh Hàm lượng chất hữu mùn nhiều cho đất có kết cấu tốt hạn chế xói mòn Đất có kết cấu viên bền, tơi xốp thấm nước nhanh mà chống chịu bắn phá động lực hạt mưa, hạn chế xói mòn ngược lại Đất dày mà có kết cấu tốt thấm nước nhiều, nhanh nên xói mòn đất mỏng kết cấu 9.1.3.5 Con người Con người tác động đến xói mòn đất biểu thái cực: Nếu ý thức trình sử dụng đất góp phần làm cho xói mòn đất trở nên nghiêm trọng, ngược lại ý bảo vệ, bồi dưỡng đất hạn chế xói mòn 9.1.4 Biện pháp chống xói mòn 9.1.4.1 Biện pháp công trình - Làm ruộng bậc thang: Ruộng bậc thang biện pháp chống xói mòn có hiệu nhất, ruộng bậc thang cấy lúa tỉnh miền núi công trình giữ nước tốt góp phần định canh định cư cho đồng bào miền núi Ruộng bậc thang biến sườn dốc thành ruộng không độ dốc (Hình 9.2) xói mòn không xảy Từ sở cho thấy độ dốc lớn bắt buộc bề rộng mặt bậc thang phải nhỏ chiều cao bậc thang lớn Vì dốc 15 người ta thường làm bậc thang bị diện tích canh tác Hiện việc làm ruộng bậc thang hoàn chỉnh áp dụng chi phí lớn Vì người ta làm ruộng bậc thang dần việc đắp bờ đá, cỏ để lại vạt cỏ theo đường đồng mức, qua trình canh tác hình thành ruộng bậc thang b β h α Trong đó: b: Bề rộng mặt ruộng h: Chiều cao bậc thang α: Là độ dốc β: Là độ dốc bờ bậc thang Hình 9.2: Sơ đồ ruộng bậc thang 134 - Biện pháp mương bờ: Biện pháp đào mương đắp bờ theo đường đồng mức áp dụng để hạn chế xói mòn Tuỳ độ dốc thiết kế mương bờ cách - 10m Có thể làm bờ mương mương bờ (Hình 9.3) Mương bờ Mương bờ Hình 9.3: Các loại mương bờ Biện pháp có tác dụng chia cắt sườn dốc dài thành ngắn chia cắt dòng chảy, hạn chế xói mòn trữ nước sau trận mưa - Đào hố vảy cá: Một số vùng đất dốc trồng ăn hay công nghiệp đào hố ngang dốc dài vài mét sâu vài chục centimet rải rác so le để chặn dòng chảy trữ nước, có tác dụng hạn chế xói mòn đáng kể 9.1.4.2 Biện pháp sinh học - Biện pháp trồng xanh theo đường đồng mức: Băng xanh theo đường đồng mức (hàng rào xanh) hợp phần kỹ thuật cốt lõi mô hình SALT (Sloping Agricultural Land Technology - Kỹ thuật canh tác nông nghiệp đất dốc) (Hình 9.4) Băng xanh Lâm nghiệp Cây nông nghiệp Hình 9.4: Mô hình SALT Mô hình SALT bao gồm hợp phần kỹ thuật là: + Băng xanh theo đường đồng mức: phần bắt buộc (phần cứng), phân xanh họ đậu cốt khí, đậu chàm, muồng, Flemingia, Renzonii, keo dậu v.v họ đậu cỏ vetiver, cỏ thức ăn gia súc, dứa, mía, chè v.v Tốt họ đậu việc ngăn cản dòng chảy giữ lại đất, cung cấp cho đất lượng thân làm 135 phân bón chỗ cho trồng đất dốc Băng xanh gieo trồng hàng kép theo đường đồng mức cách – 10m tuỳ độ dốc (dốc lớn khoảng cách hẹp) Cách xác định băng theo đường đồng mức thực thước chữ A + Các trồng nông lâm nghiệp (phần mềm) bố trí khoảng cách băng xanh Chủng loại, kỹ thuật tùy điều kiện khu vực trồng khác Hiện phổ biến loại mô hình SALT: + SALT I: Là kỹ thuật canh tác nông nghiệp đất dốc đơn giản: Bao gồm băng xanh nông nghiệp cộng lâm nghiệp (60% nông nghiệp) + SALT II: SALT I đưa thêm hợp phần kỹ thuật chăn nuôi vào mô hình dành 20% diện tích trồng thức ăn gia súc + SALT III: SALT I tỷ lệ lâm nghiệp chiếm 60% (gọi mô hình lâm nông kết hợp bền vững) Các kết nghiên cứu triển khai mô hình SALT cho số liệu đo đếm lượng đất xói mòn độ phì đất tối ưu hẳn so với SALT: Xói mòn giảm 40 – 60%, độ phì đất tăng, suất trồng cao 10 – 15% v.v - Biện pháp che phủ đất: Khái niệm che phủ đất hiểu theo nghĩa rộng là: Bao gồm che phủ vật liệu che phủ xanh Trên đất dốc việc trì độ che phủ mặt đất vào mùa mưa hạn chế 40 – 45% xói mòn đất Có thể che phủ đất việc trồng xen ngắn ngày với dài ngày chưa khép tán sử dụng phế phụ phẩm nông nghiệp hay cỏ rác che phủ mặt đất Việc che phủ mặt đất không hạn chế đáng kể xói mòn mà giữ ẩm cho đất mưa cung cấp dinh dưỡng trả lại cho đất - Biện pháp bảo vệ rừng đầu nguồn nước: Đầu nguồn nước bao gồm khu vực lưu vực đầu nguồn sông suối chỏm đồi núi Việc bảo vệ trồng rừng khu vực trì lưu lượng sông suối góp phần làm giảm xói mòn đất 9.1.4.3 Biện pháp canh tác Khái niệm che phủ đất hiểu theo nghĩa rộng là: Bao gồm che phủ vật liệu che phủ xanh Trên đất dốc việc trì độ che phủ mặt đất vào mùa mưa hạn chế 40 – 45 % xói mòn đất Có thể che phủ đất việc trồng xen ngắn ngày với dài ngày chưa khép tán sử dụng phế phụ phẩm nông nghiệp hay cỏ rác che phủ mặt đất Việc che phủ mặt đất không hạn chế đáng kể xói mòn mà giữ ẩm cho đất mưa cung cấp dinh dưỡng trả lại cho đất - Biện pháp bảo vệ rừng đầu nguồn nước: Đầu nguồn nước bao gồm khu vực lưu vực đầu nguồn sông suối chỏm đồi núi Việc bảo vệ trồng rừng khu vực trì lưu lượng sông suối góp phần làm giảm xói mòn đất 8.1.4.3 Biện pháp canh tác Khối biện pháp canh tác bao gồm: - Trồng theo đường đồng mức Các trồng trồng băng nên trồng theo đường đồng mức để cản tốc độ dòng chảy 136 - Trồng xen, trồng gối: Nhìn chung, nên trồng xen trồng gối để trì độ che phủ mặt đất, vừa chống xói mòn vừa tăng thu nhập đơn vị diện tích - Trồng theo luống: Các trồng làm luống sắn, khoai, ngô v.v nên làm luống theo đường đồng mức - Không làm đất xới xáo tháng mưa tập trung để tránh khả trôi đất dòng chảy bề mặt - Bón phân cho trồng biện pháp chống xói mòn tăng khả sinh trưởng phát triển tăng cường kết cấu đất Tóm lại: Để chống xói mòn nên phối kết hợp nhiều biện pháp tuỳ theo điều kiện vùng, nông hộ mà ta chọn ưu tiên khối giải pháp nêu 9.2 Thoái hóa đất dốc 9.2.1 Khái niệm Thoái hoá khái niệm để suy giảm theo chiều hướng xấu so với ban đầu Thoái hoá đất hiểu trình suy giảm độ phì nhiêu đất từ làm cho sức sản xuất đất bị suy giảm theo Theo định nghĩa khác thoái hoá đất trình thay đổi tính chất hoá lý sinh học đất dẫn đến giảm khả đất việc thực chức đất như: Cung cấp chất dinh dưỡng tạo không gian sống cho trồng, vật nuôi hệ sinh thái, điều hoà bảo vệ lưu vực thông qua thấm hút phân bố lại nước, mưa, dự trữ độ ẩm, hạn chế biến động nhiệt độ, hạn chế ô nhiễm nước ngầm nước mặt sản phẩm rửa trôi 9.2.2 Các trình thoái hóa đất dốc 9.2.2.1 Suy giảm chất hữu cơ, mùn chất dinh dưỡng Đây trình suy thoái nghiêm trọng diễn đất dốc nước ta Đầu tiên tầng Ao bị bào mòn xói mòn bề mặt (là tầng tiếp nhận nguồn chất hữu chủ yếu), trình rửa trôi theo chiều trọng lực làm hàm lượng mùn chất dinh dưỡng bị suy giảm nhanh chóng Quá trình diễn mạnh mẽ vào mùa mưa, thời gian có cường độ xói mòn rửa trôi đất lớn Sự suy giảm chất hữu cơ, mùn chất dinh dưỡng diễn mạnh mẽ chuyển từ thảm rừng sang thảm trồng Các kết nghiên cứu loại đất dốc Việt Nam cho kết luận sau – năm chuyển từ thảm rừng sang thảm trồng làm cho hàm lượng mùn giảm nửa so với rừng, canh tác trồng ngắn ngày Chất hữu mùn suy giảm dẫn đến hàng loạt tính khác đất bị thay đổi theo chiều hướng bất lợi đất bị thoái hóa nhanh chóng 9.2.2.2 Giảm khả trao đổi hấp phụ độ no bazơ Qua trình canh tác, ngắn ngày đất dốc, dung tích hấp thu độ no bazơ đất bị suy giảm đáng kể (Bảng 9.2) Sự suy giảm dung tích hấp thu không lượng mà chất, giảm tỉ lệ kim loại kiềm thành phần CEC đồng thời với tăng tương đối Al +++ H+ Các khoáng sét đất nghèo lại cấu tạo chủ yếu khoáng có dung tích trao đổi thấp, hoạt động bề mặt (khoáng caolinit, gipxít) Do khả trao đổi phụ thuộc mạnh vào thành phần hữu mà nguồn lại chịu ảnh hưởng mạnh canh tác 137 Bảng 9.2: Dung tích hấp thu ảnh hưởng canh tác Dung tích hấp thụ Tỉ lệ Ca (me/100g đất) dung tích hấp thụ (%) - Dưới rừng 22,5 41 - Sau vụ lúa nương 18,6 28 - Bỏ hoá sau chu kỳ lúa 16,5 25 - Sau 18 năm trồng sắn 15,2 16 - Sau 20 năm lúa nước 25,7 56 - Dưới rừng 20,6 35 - Sau chu kỳ lúa nương 16,3 23 - Sau 15 năm trồng sắn 10,4 23 - Vườn hỗn hợp 18,9 46 - Sau 16 năm lúa nước 24,1 48 Đất sử dụng đất Đất đá vôi Đất đỏ vàng phiến thạch (Nguyễn Tử Siêm, Thái Phiên, 1999) 9.2.2.3 Tăng độ chua Đất dốc, đất canh tác bị chua tầng mặt phổ biến Chỉ sau – năm canh tác pH đất giảm đến đơn vị Nguyên nhân làm cho độ chua tăng lên nhanh chóng đất dốc chủ yếu xói mòn rửa trôi Do xói mòn rửa trôi mà hàm lượng chất kiềm kiểm thổ bị suy giảm nhanh chóng, tầng mặt, nên đất bị chua Ngoài có tác động trồng vi sinh vật thu hút cách chọn lọc nguyên tố gốc có khả làm giảm pH đất, tiết axit hữu cơ, cộng với việc sử dụng phân bón làm cho đất canh tác ngày chua giảm tính Cùng với độ chua tăng việc giải phóng chất sắt, nhôm dạng di động gây độc cho trồng cố định lân dạng khó tiêu làm giảm hoạt động sinh vật có ích (như nhóm vi khuẩn cố định đạm phân giải, loại tảo lam, giun động vật đất…), tăng cường nhóm vi sinh vật có hại cho trồng (như nấm, nhóm xạ khuẩn ) Phần lớn đất nước ta chua, pH thường dao động khoảng 3,5 - 5,5 với giá trị hay gặp - 4,5 tỉ lệ nghịch với hàm lượng nhôm di động Sau - năm canh tác trồng cạn ngắn ngày, pH giảm trung bình 0,5 đơn vị Bón vôi cách tạm thời thời gian ngắn pH lại giảm xuống cũ Hiện nay, đất chua có pH tầng B chiếm 23 triệu hay 70% tổng diện tích toàn quốc Trong đất sản xuất nông nghiệp đất chua chiếm triệu hay 84% tổng diện tích đất nông nghiệp Đất chua hình thành vùng có lượng mưa 1000mm (toàn lãnh thổ Việt Nam trừ vùng bán khô hạn Phan Rang) loại đá mẹ Tỉ lệ đất chua so với tổng diện tích đất vùng kinh tế sinh thái thể sau: Vùng núi trung du Bắc Bộ: 84% Duyên hải Trung Bộ: 78% 138 Tây Nguyên: 100% Đông Nam Bộ: 88% 9.2.2.4 Tăng cường hàm lượng sắt, nhôm di động khả cố định lân Các vùng đất đồi chua giải phóng hàm lượng sắt nhôm di động lớn Các chất có lựa giữ chặt lân thông qua nhóm hydroxyl Nhất chất hữu bị mất, khả giữ lân tăng vọt từ vài trăm tới 1000ppm Khi chất hữu 1% khả giữ chặt lân tăng lên khoảng 50mg/100g đất (Nguyễn Tử Siêm, Thái Phiên , 1991) Sau khai hoang lâu, nhiều phốt phát sắt nhôm từ dạng hoạt động chuyển sang không hoạt động dạng bị cố kết hoàn toàn Trong đất đồi thoái hoá dạng Al-P Fe -P đạt 55% lân tổng số Lân hữu bị giảm từ 20% xuống 10 – 15% Sự chuyển hoá làm cho hầu hết đất đồi trở nên nghèo lân dễ tiêu, nhiều trường hợp đến mức vệt hoàn toàn không phát được, mức độ tối thiểu cần cho phần lớn trồng đất đồi phải 10mg P 2O5/100g đất Điều tra 7.500 lô trồng cà phê đất bazan cho thấy số lô có hàm lượng lân dễ tiêu 10mg P 2O5/100g đất chiếm tới 89%, có tới 61% số lô có lân dễ tiêu 5mg P2O5/100g đất Chất hữu giữ vai trò quan trọng việc giảm khả cố định lân Điều cho thấy cần phải bổ sung liên tục nguồn lân hữu cho đất Ngay số đất giàu hữu đất bazan dịch chiết xanh thể mạnh hiệu ứng cản cố định lân phân chuồng có hiệu lực cao Tương quan mùn lân dễ tiêu phát đất feralit vùng đồi 9.2.2.5 Suy giảm cấu trúc đất Một biểu thoái hoá vật lý đất bị phá vỡ cấu trúc (kết cấu) Nguyên nhân trình việc lạm dụng giới hoá khai hoang canh tác bảo vệ đất Đất đồi núi lại tầng A A1 mỏng, chí hoàn toàn vắng mặt tầng Ao Lớp thảm mục bị xói mòn bị gom làm củi đun không tác dụng bảo vệ tầng mặt Lớp đất mặt kể đất đỏ bazan đất đỏ đá vôi mùn sét bị rửa trôi mạnh Hàm lượng đoàn lạp nhỏ 0,25mm tăng lên đoàn lạp có giá trị nông học giảm mạnh đất thoái hoá so với đất rừng Khả trì cấu trúc giảm theo thời gian đoàn lạp dễ bị phá vỡ gặp nước Sau năm trồng lúa nương đất bazan số ổn định cấu trúc từ 0,1 đến 1,5, đất phiến thạch trồng sắn từ 0,7 lên 1,7 Hiện tượng cấp đoàn lạp có giá trị nông học (>1mm) giảm nửa so với đất rừng Trong thành phần đoàn lạp lớn đất bazan thoái hoá không humat Ca humat Mg Hàm lượng C 50% Phần gắn kết lại phần hữu liến kết với sesquyoxyde, nước chất bị keo tụ không thuận nghịch làm cho đất bị chai cứng Các vi đoàn lạp rễ bị rửa trôi, chúng chứa nhiều hữu đạm, cấu trúc đất bị hữu đạm nhanh chóng 9.2.2.6 Tăng độ chặt Đất dốc bị cày xới, rửa trôi chất hữu cơ, kết cấu làm cho độ xốp giảm xuống, dung trọng độ chặt tăng lên Số liệu bảng 9.3 cho thấy đất trở nên chặt cứng sau khai hoang, trồng độc canh, sắn lúa nương 139 Bảng 9.3: Độ chặt đất ảnh hưởng canh tác C% Độ chặt (kg/cm2) - Dưới rừng thứ sinh 8,31 3,75 - Sau chu kỳ lúa nương (15 năm) 2,32 9,45 - Sau 16 năm trồng sắn 2,20 6,67 + Giữa hàng không trồng xen 3,34 1,40 + Giữa hàng tủ có xen tủ muống 4,08 0,86 + Năm thứ 3,23 2,80 + Bỏ hoang sau năm lúa nương 2,43 4,53 Cặp quan trắc so sánh Đất đỏ vàng phiến thạch Đất đỏ nâu Bazan - Cà phê - Lúa nương (Nguyễn Thế Đặng Cs, 2008) 9.2.2.7 Giảm khả thấm nước sức chứa ẩm Từ nguyên nhân suy giảm độ xốp, kết cấu mà đất dốc qua canh tác không hợp lý bị suy giảm khả thấm nước, sức chứa ẩm đồng ruộng bị thu hẹp kéo theo rút ngắn cung độ ẩm hoạt động, tăng nguy khô hạn (Bảng 9.4) Khác với vùng đồng vùng có mực nước ngầm cao canh tác có tưới, vùng đồi núi trồng thường chịu canh tác tối thiểu dựa vào nguồn nước trời Việc giảm sức chứa ẩm dẫn đến việc giảm suất trồng, làm hàng năm lâu năm giai đoạn non bị chết khô giai đoạn hạn gay gắt Một nguy lớn cho môi trường đất giảm sút khả thấm hút ẩm tiền đề cho xói mòn mãnh liệt sinh lũ quét miền cao Bảng 9.4: Tốc độ thấm nước đất rừng đất canh tác Loại đất Tốc độ thấm nước (m/s) Dưới rừng Sau vụ lúa Bỏ hoá Đất đỏ đá vôi 7,40 3,92 2,15 Đất đỏ vàng phiến thạch 7,10 2,75 1,71 (Nguyễn Thế Đặng Cs, 2008) 9.2.3 Biện pháp khắc phục thoái hóa đất dốc Nguyên nhân chủ yếu làm cho đất dốc dễ bị thoái hoá là: Do xói mòn rửa trôi, canh tác ngắn ngày không để lại tàn dư thiếu phân bón hữu Vì vậy, để khắc phục trình thoái hoá đất dốc có biện pháp sau: - Chống xói mòn đất dốc biện pháp công trình, biện pháp sinh học biện pháp canh tác - Tăng cường để lại tàn dư trồng: Khi thu hoạch cần để lại tối đa sản phẩm phụ trồng, tuyệt đối không đốt tàn dư trồng - Tăng cường bón phân hữu chỗ cho đất dốc việc áp dụng tổng hợp biện pháp chống xói mòn 140 9.3 Ô nhiễm đất 9.3.1 Khái niệm Đất bị ô nhiễm hiểu hàm lượng số nguyên tố hóa học có đất vượt ngưỡng thường có loại đất đó, đất chứa chất gây độc trực tiếp Ô nhiễm đất làm giảm khả sản xuất đất mà làm ảnh hưởng đến trồng, gia súc người Ô nhiễm đất làm hại đến môi trường khác nước ngầm, nước mặt không khí, từ ảnh hưởng đến người 9.3.2 Nguyên nhân gây ô nhiễm biện pháp 9.3.2.1 Nguyên nhân gây ô nhiễm - Ô nhiễm đất sử dụng phân bón hóa học: Khi sử dụng với lượng lớn liên tục phân bón hóa học gây ô nhiễm đất Trong thực tế bón phân đạm nhiều liên tục dẫn đến tích lũy NO 3- đất nước ngầm Hàm lượng NO3- lên đến 10mg/lít nước giếng khoan vùng đồng bón phân đạm hóa học - Ô nhiễm đất sử dụng thuốc bảo vệ thực vật: Các loại thuốc bảo vệ thực vật thường sử dụng như: Thuốc diệt sâu bệnh, diệt cỏ, diệt chuột sử dụng để lại lượng tồn dư đất Tùy theo loại thuốc số lượng sử dụng mà lượng tồn dư nhiều hay ít, lâu hay chóng tồn đất gây ô nhiễm đất Thuốc bảo vệ thực vật sử dụng nước ta không nhiều vòng 10 năm gần đây, tính bình quân đạt 0,3 - 0,4 kg hoạt chất/ha/năm (năm cao đạt 0,6 - 0,7 kg hoạt chất/ha/năm) Tuy nhiên, người dân sử dụng không quy trình nên gây ô nhiễm môi trường đất, nước không khí Đặc biệt, số loại thuốc bị cấm mà người dân sử dụng - Ô nhiễm đất ảnh hưởng nước thải thành phố, khu công nghiệp: Hiện nước thải đa số đô thị nhà máy công nghiệp không xử lý, gây ô nhiễm nặng cho đất vùng lân cận, đất nông nghiệp sử dụng nước tưới từ nước thải Nước thải đô thị khu công nghiệp chứa muối mặn, chất kiềm axit thường chứa kim loại nặng Hg, Pb, Cd, As Mặc dù chất thấm vào đất vi sinh vật phân giải làm giảm bớt hàm lượng, dù tồn đất thời gian ngắn làm ô nhiễm đất - Ô nhiễm đất khai thác khoáng sản: Đất bãi thải khai thác khoáng sản bị ô nhiễm chứa kim loại nặng vượt ngưỡng cho phép Đất xung quanh khu khai thác khoáng sản bị ô nhiễm ảnh hưởng dòng chảy - Ô nhiễm đất nguyên nhân khác: Hoạt động phương tiện giao thông coi nguyên nhân làm ô nhiễm môi trường không khí đất nước xung quanh đường giao thông khí CO Xâm mặn nước biển nguyên nhân làm đất bị phèn hoá mặn hoá Các chất phóng xạ làm ô nhiễm đất, nhiên phân bố không rộng nhiều 141 • Biện pháp phòng chống ô nhiễm đất Phòng chống ô nhiễm đất cần tiến hành biện pháp sau: - Điều tra, phân tích xác định đất ô nhiễm: Điều tra phân tích đất bị ô nhiễm sở tiêu chuẩn đánh giá ô nhiễm đất bước quan trọng để xác định xem đất có bị ô nhiễm không phòng ngừa phát sinh làm ô nhiễm đất Đánh giá chất lượng đất, số kim loại nặng, NO3 - dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật sở so sánh với tiêu chuẩn quy định giới hạn ô nhiễm xác định mức độ ô nhiễm đất Từ đề giải pháp tối ưu để phòng chống - Ngăn chặn loại bỏ nguồn ô nhiễm: Đây biện pháp quan trọng biết ngăn chặn loại bỏ nguồn gây ô nhiễm chi phí thấp hiệu cao Tất nhà máy khu công nghiệp phải tuân thủ khắt khe quy định xử lý chất thải hoạt động sản xuất gây Theo quy định dây chuyền sản xuất tất nhà máy khu công nghiệp có công đoạn xử lý chất thải thực hạn chế nhiều nguồn gây ô nhiễm khu vực xung quanh Tuy nhiên, chạy theo lợi nhuận nên nhiều nhà máy nước ta bỏ qua thực qua loa công đoạn xử lý chất thải xây dựng Vì đòi hỏi quan chức cần thực nghiêm túc việc phê duyệt giám sát xây dựng nhà máy khu công nghiệp Chất thải đô thị không nên sử dụng cho sản xuất nông nghiệp Trong điều kiện bắt buộc phải xử lý trước sử dụng Sử dụng phân bón thuốc bảo vệ thực vật cần tính toán để dư lượng tồn đất ngắn - Biện pháp canh tác: + Biện pháp làm đất, phơi đất, lật đất có tác dụng cải thiện đáng kể đất bị ô nhiễm + Sử dụng vôi khử chua độc cho đất + Bón phân hữu để tăng cường hoạt động vi sinh vật nhằm phân giải bớt nguyên tố gây ô nhiễm + Thay trồng lương thực thực phẩm, ăn hoa, cảnh lâm nghiệp đất bị ô nhiễm nặng + Sử dụng loại có khả hấp thu mạnh kim loại nặng đất Đến nay, nhà khoa học thống kê khoảng 400 loài thuộc 45 họ thực vật có khả “ăn” kim loại nặng (nồng độ tích lũy thân cao gấp hàng trăm lần so với bình thường) mà không bị tác động đến đời sống Khi tích lũy hàm lượng kim loại nặng cao, loài sâu bọ dám ăn chúng Ví dụ: Dương xỉ, cải xoong, thơm ổi, hoa dại - Thực nghiêm ngặt Luật bảo vệ môi trường: Tất người dân phải thực nghiêm ngặt Luật bảo vệ môi trường Những cá nhân tổ chức vi phạm phải xử lý theo quy định Luật 142 CÂU HỎI ÔN TẬP Xói mòn đất gì? Trình bày tác hại xói mòn đất? Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến xói mòn đất Việt Nam? Trình bày biện pháp chống xói mòn? 10 Thoái hóa đất dốc? 11 Trình bày trình thoái hóa đất dốc Việt Nam biện pháp phục hồi? 12 Ô nhiễm đất gì? 13 Trình bày nguyên nhân gây ô nhiễm đất biện pháp khắc phục? 143 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Nguyễn Ngọc Bình (1996) Đất rừng Việt Nam NXB Nông nghiệp, Hà Nội Trần Văn Chính nnk (2006) Giáo trình Thổ nhưỡng học NXB Nông nghiệp, Hà Nội Vũ Năng Dũng (2005) Kết nghiên cứu đất phân bón 20 năm đổi Khoa học công nghệ nông nghiệp PTNT 20 năm đổi mới, tập NXB Chính trị quốc gia, Hà Nội Nguyễn Thế Đặng Nguyễn Thế Hùng (1999) Giáo trình Đất NXB Nông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Thế Đặng, Đào Châu Thu Đặng Văn Minh (2003) Đất đồi núi Việt Nam NXB Nông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Thế Đặng, Đặng Văn Minh Nguyễn Thế Hùng (2007) Giáo trình Vật lý đất NXB Nông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Thế Đặng, Đặng Văn Minh, Nguyễn Thế Hùng, Hoàng Hải Đỗ Thị Lan (2008) Giáo trình Đất trồng trọt NXB Nông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Thế Đặng, Nguyễn Ngọc Nông, Đặng Văn Minh, Nguyễn Thế Hùng, Dương Thị Thanh Hà, Phan Thị Thu Hằng, Hà Xuân Linh (2011) Giáo trình Đất Dinh dưỡng trồng NXB Nông nghiệp, Hà Nội Fridland V.M (1973) Đất vỏ phong hoá nhiệt đới ẩm NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 10 Hội khoa học đất Việt Nam (2000) Đất Việt Nam NXB Nông nghiệp, Hà Nội 11 Hà Quang Khải, Đỗ Đình Sâm Đỗ Thanh Hoa (2002) Đất lâm nghiệp NXB Nông nghiệp, Hà Nội 12 Đỗ Thị Lan Nguyễn Thế Đặng (2003) Thoái hoá phục hồi đất phương thức canh tác truyền thống người dân tộc thiểu số tỉnh Bắc Kạn, Việt Nam Tạp chí Khoa học đất, số 4/2003 13 Cao Liêm cộng (1975) Giáo trình thổ nhưỡng học NXB Nông thôn, Hà Nội 14 Đặng Văn Minh, Nguyễn Thế Đặng, Dương Thanh Hà, Hoàng Hải Đỗ Thị Lan (2006) Giáo trình Đất lâm nghiệp NXB Nông nghiệp, Hà Nội 15 Nguyễn Mười nnk (2000) Thổ nhưỡng học NXB Nông nghiệp, Hà Nội 16 Nguyễn Tử Siêm, Trần Khải Lê Văn Tiềm (2000) 144 Hoá học đất Đất Việt Nam NXB Nông nghiệp, Hà Nội 17 Trần Kông Tấu (1974) Áp lực ẩm số loại đất miền Bắc Việt Nam Tuyển tập “Nghiên cứu đất – phân” tập IV NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 18 Trần Kông Tấu Nguyễn Thị Dần (1984) Độ ẩm đất với trồng NXB Nông nghiệp, Hà Nội 19 Trần Kông Tấu (2005) Vật lý thổ nhưỡng môi trường NXB Đại học Quốc gia, Hà Nội 20 Ngô Nhật Tiến Nguyên Xuân Quát (1970) Giáo trình Đất NXB Nông nghiệp, Hà Nội 21 Vũ Cao Thái (1977) Đất mặn đất phèn Việt Nam Báo cáo hội thảo đất có vấn đề Việt Nam Hà Nội, 1977 22 Đào Châu Thu (2003) Khoáng sét liên quan chúng với vài tiêu lý hoá học số loại đất Việt Nam Đất Việt Nam NXB Nông nghiệp, Hà Nội 23 Ngô Nhật Tiến Nguyên Xuân Quát (1970) Giáo trình Đất NXB Nông nghiệp, Hà Nội 24 Bùi Thế Vĩnh (1996) Nghiên cứu hàm lượng S số đất miền Bắc Việt Nam ảnh hưởng S đến suất chất lượng đậu tương, lạc ngô Luận án tiến sỹ nông nghiệp Tiếng nước ngoài: 25 Daniel Hillel (1982) Introduction to Soil Physics Academic Press, INC New York The USA 26 Daniel Hillel, A W Warrick, R S Baker, and C Rosenzweig (1998) Environmental Soil Physics, Academic Press, USA 27 Đang Van Minh, D.W Anderson and R.E Farrell (2002) Indicators for assessing soil quality after long-term tea cultivation in Northern Mountainous Vietnam Proceeding of the 17 th World Congress of Soil Science 14-21 August 2002, Bangkok, Thailand Paper 1070 Symposium 32 28 De jong (1997) Soil physics Lecture book University of Saskatchewan, Canada 29 Don Scott H (2000) Soil Physics- Agricultural and Environmental Aplications Iowa State University Press/ Ames The USA 30 Edward J Plaster (1992) Soil science and management The third edition Delmar Publisher ITP 145 31 Malcolm E.S (2000) Handbook of Soil Science CRS Press LLC 32 Nguyen The Dang and C Klinnert (2001) Problems and solutions for organic management in Vietnam Proceedings of International workshop on tropical organic management: Opportunities and limitation, Bonn (Germany); 7-10 June 1999 Kluwer Express, Holland 33 Nyle C Brady and Ray R Weil (1999) The Nature and Properties of Soils Prentice Hall, INC USA 34 Scheffer und Schachtschabel (1998) Lehrbuch der Bodenkunde Enke Verlag Stuttgart, Germany 35 Schnitzer M and S.U Khan (1978) Soil organic matter Elsevier, Amsterdam 36 Stevenson F.J (1986) Cycle of soil CRS Press LLC 37 Tran Kong Tau (1990) Physical properties and water regime of main types of soils in Vietnam Transactions 14th International Congress of Soil Science, Volume V: Commission V Kyoto, Japan 38 U.S Dept Agriculture (2000) Munsell Soil Color Charts Year 2000 revised washable edition 39 William A.Jyry et.al (1991) Soil physics fifth edition John Wiley and Sons, INC USA 40 Wischmeier, W and D.D Smith (1978) Predicting rainfall erosion losses A guide to conservation planning U.S Dept Agric., Agri Handbook 146 [...]... kết giảm, tạo điều kiện tốt cho quá trình hoà tan và các phản ứng hoá học khác - Quá trình sét hoá: Các khoáng vật silicat, nhôm silicat do tác động của H 2O, CO2 sẽ bị biến đổi tạo thành các khoáng sét Các chất kiềm và kiềm thổ trong khoáng vật bị H + chiếm chỗ trong mạng lưới tinh thể được tách ra dưới dạng hoà tan Như vậy thực chất của quá trình sét hoá là các quá trình hoà tan, hydrat hoá chuyển các... cho đất nóng lên và sự mất năng lượng từ đất làm cho đất lạnh đi Ta có thể chia quá trình hình thành đất làm 2 giai đoạn: + Đá bị phong hoá thành mẫu chất, giai đoạn này được gọi là quá trình phong hoá + Mẫu chất biến thành đất, giai đoạn này được gọi là quá trình hình thành đất Đá mẹ Quá trình Phong hoá Mẫu chất 16 Quá trình hình thành đất Đất Mẫu chất đã có khả năng thấm, giữ nước và khí nhưng còn thiếu... nào? Những loại thường gặp? 8 Đá biến chất là gì? Hình thành như thế nào? Nêu một số loại đá biến chất? 9 Nêu khái niệm quá trình phá hủy đá và khoáng? 10 Trình bày các dạng phong hóa đá và khoáng? 11 Khái niệm quá trình hình thành đất? 12 Trình bày các yếu tố hình thành đất? 13 Trình bày phẫu diện đất điển hình? 24 Chương 2 CHẤT VÔ CƠ, HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT 2.1 Thành phần hoá học đất Đến nay, người... kiềm, kiềm thổ dễ tan trong nước Các loại muối Sunphat, Cacbonat của kim loại kiềm thì dễ tan, nhưng của kim loại kiềm thổ lại khó tan trong nước + Bề mặt tiếp xúc của chất tan với dung môi càng lớn khả năng tan của nó càng tăng Phong hoá lý học đã làm cho các khối đá, khoáng vỡ vụn do đó làm tăng bề mặt tiếp xúc của đá với môi truờng tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình hoà tan - Quá trình hydrat... gặp ở Phú Thọ, Lào Cai, Yên Bái, Kon Tum 1.2 Quá trình phong hóa khoáng vật và đá 1.2.1 Khái niệm Đá và khoáng sau khi hình thành dưới tác động của các yếu tố ngoại cảnh dần bị biến đổi Tổng hợp những sự biến đổi lâu dài phức tạp làm cho đá, khoáng bị phá huỷ và quá trình đó được gọi là quá trình phong hoá Sự phong hoá đá, khoáng là tổng hợp những quá trình phức tạp, đa dạng làm biến đổi về lượng và... Quá trình sét hoá rất phổ biến và có tầm quan trọng trong phong hoá hoá học vì phần nhiều các loại khoáng trong đất thuộc nhóm Silicat và Alumin - silicat + Quá trình oxy hoá: Đa số các khoáng vật dễ bị oxy hoá và phá huỷ nhanh chóng, nhất là các khoáng vật có chứa sắt như Olivin, Ogit, Hoocnơblen, Pyrit,… có chứa nhiều Fe2+ nên rất dễ tham gia vào quá trình oxy hoá Ví dụ điển hình như pyrit có quá trình. .. các quá trình phong hoá khác tiếp theo được thuận lợi hơn 1.2.2.2 Phong hoá hoá học Phong hoá hoá học là sự phá huỷ đá, khoáng bằng các phản ứng hoá học Bởi vậy phong hoá hoá học làm thay đổi thành phần và tính chất của đá, khoáng Đây cũng là đặc điểm cơ bản khác với phong hoá lý học đã được trình bày ở phần trên Những tác nhân quan trọng nhất trong quá trình này là H2O, CO2 và O2 Các quá trình chủ... trình chủ yếu của phong hoá học là: quá trình hoà tan, hydrat hoá, hoá sét và oxy hoá - Quá trình hoà tan: Quá trình hoà tan là hiện tượng các khoáng vật và đá bị hoà tan trong nước Tất cả các loại đá, khoáng khi tiếp xúc với nước đều bị hoà tan nhưng mức độ rất khác nhau Có mức độ hoà tan nhỏ bé đến mức ta không thể nhận ra chúng bằng những cách thông thường Quá trình này đã làm thay đổi thành phần và... triển Ở Việt Nam các quá trình phong hóa xảy ra mãnh liệt và triệt để vì chịu ảnh hưởng của điều kiện nhiệt đới ẩm Trong các dạng phong hóa thì phong hóa hóa học chiếm ưu thế 1.3 Quá trình hình thành đất 1.3.1 Tuần hoàn vật chất và sự hình thành đất Sự phát sinh và phát triển của đất cũng giống như bất cứ vật thể tự nhiên nào, muốn phát sinh và phát triển phải trải qua quá trình đấu tranh thống nhất... thay đổi thành phần và tính chất của các loại đá, khoáng Ví dụ: CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2 Quá trình hoà tan chịu ảnh hưởng của 1 số yếu tố sau: 14 + Nhiệt độ làm tăng cường quá trình hoà tan Thông thường nhiệt độ tăng lên 10 0C thì sự hoà tan tăng lên từ 2 - 3 lần Nước ta là nước nhiệt đới ẩm nên quá trình hoà tan rất đáng quan tâm + Độ pH của môi trường cũng ảnh hưởng lớn đến sự hoà tan Khi nước