I. Khái niệm về đất và quá trình hình thành đất 1. Khái niệm về đất , các yếu tố hình thành đất và ảnh hưởng của các yếu tố này đến quá trình hình thành đất Việt Nam. 1.1. Khái niệm về đất Đất đã có từ lâu nhưng KN về đất mới có từ thế kỷ 18. Trong từng lĩnh vực khác nhau, các nhà khoa học KN về đất khác nhau. Nhà bác học Đôcutraiep (18461903) người đặt nền móng đầu tiên cho khoa học đất đưa ra một định nghĩa tương đối hoàn chỉnh về đất: “Đất là một vật thể có lịch sử tự nhiên hoàn toàn độc lập. Nó là sp’ tổng hợp của đá mẹ, khí hậu, sinh vật, địa hình và thời gian”. Sau này người ta bổ sung them yếu tố thứ 6 là yếu tố con người. Đ = f (ĐM, SV, KH, ĐH, CN)t (Đ: đất; ĐM: đá mẹ; SV: sinh vật; KH: khí hậu; ĐH: địa hình; CN: con người; t: thời gian) 1.2. Các yếu tố hình thành đất và ảnh hưởng của các yếu tố này đến quá trình hình thành đất Việt Nam 1.2.1. Yếu tố đá mẹ và mẫu chất Các đá lộ ra ở phía ngoài cùng của vỏ Trái đất bị phong hóa liên tục cho ra các sản phẩm phong hóa và tạo thành mẫu chất. Dưới sự tác động của sinh vật, mẫu chất biến đổi dần dần để tạo thành đất. Thành phần khoáng vật, thành phần hóa học của đá quyết định thành phần mẫu chất và đất. Đá bị phá hủy để tạo thành đất được gọi là đá mẹ. Đá mẹ: Là cơ sở vật chất ban đầu cũng là vật chất chủ yếu trong sự hình thành đất. Các loại đá mẹ khác nhau có thành phần khoáng vật và thành phần hóa học khác nhau, do vậy trên các loại đá khác nhau hình thành nên các loại đất khác nhau. Mẫu chất: Có 2 loại mẫu chất: + Mẫu chất tại chỗ: hình thành ngay trên đá mẹ, có thành phần, tính chất giống đá mẹ. + Mẫu chất phù sa: được lắng đọng từ vật liệu phù sa của hệ thống sông ngòi nên có thành phần phức tạp. Khi chưa có sự sống xuất hiện quá trình phá hủy đá diễn ra theo chu trình:
MÔN CƠ SỞ NGÀNH I Khái niệm đất trình hình thành đất Khái niệm đất , yếu tố hình thành đất ảnh hưởng yếu tố đến trình hình thành đất Việt Nam 1.1 Khái niệm đất Đất có từ lâu KN đất có từ kỷ 18 Trong lĩnh vực khác nhau, nhà khoa học KN đất khác Nhà bác học Đôcutraiep (1846-1903) người đặt móng cho khoa học đất đưa định nghĩa tương đối hoàn chỉnh đất: “Đất vật thể có lịch sử tự nhiên hoàn toàn độc lập Nó sp’ tổng hợp đá mẹ, khí hậu, sinh vật, địa hình thời gian” Sau người ta bổ sung them yếu tố thứ yếu tố người Đ = f (ĐM, SV, KH, ĐH, CN)t (Đ: đất; ĐM: đá mẹ; SV: sinh vật; KH: khí hậu; ĐH: địa hình; CN: người; t: thời gian) 1.2 Các yếu tố hình thành đất ảnh hưởng yếu tố đến trình hình thành đất Việt Nam 1.2.1 Yếu tố đá mẹ mẫu chất Các đá lộ phía vỏ Trái đất bị phong hóa liên tục cho sản phẩm phong hóa tạo thành mẫu chất Dưới tác động sinh vật, mẫu chất biến đổi để tạo thành đất Thành phần khoáng vật, thành phần hóa học đá định thành phần mẫu chất đất Đá bị phá hủy để tạo thành đất gọi đá mẹ - Đá mẹ: Là sở vật chất ban đầu vật chất chủ yếu hình thành đất Các loại đá mẹ khác có thành phần khoáng vật thành phần hóa học khác nhau, loại đá khác hình thành nên loại đất khác - Mẫu chất: Có loại mẫu chất: + Mẫu chất chỗ: hình thành đá mẹ, có thành phần, tính chất giống đá mẹ + Mẫu chất phù sa: lắng đọng từ vật liệu phù sa hệ thống sông ngòi nên có thành phần phức tạp Khi chưa có sống xuất trình phá hủy đá diễn theo chu trình: * Ảnh hưởng đá mẹ tới hình thành đất Việt Nam Đá mẹ Việt Nam phong phú, có nhiều loại xen kẽ nhau, ảnh hưởng lớn tới hình thành đất Các loại đá mẹ khác hình thành nên loại đất khác Vì ảnh hưởng đá mẹ yếu tố hình thành đất mà đất VN phong phú - Đá mẹ chứa nhiều Ca, Mg, Fe, dễ phong hóa tầng đất dày, thành phần giới nặng, màu đất đậm, kết cấu đất tốt, giàu dinh dưỡng - Đá mẹ chứa nhiều Si, Na, K, khó phong hóa tầng đất mỏng, thành phần giới nhẹ, màu đất nhạt, kết cấu, nghèo dinh dưỡng 1.2.2 Yếu tố sinh vật Sinh vật yếu tố chủ đạo trình hình thành đất định chiều hướng phát sinh, phát triển tích lũy độ phì cho sản phẩm phong hóa, chuyển sản phẩm phong hóa thành đất Tham gia vào trình hình thành đất có nhiều loại sv như: vsv, đv, tv * Vi sinh vật - Phân giải tổng hợp chất hữu cơ: VSV phân giải hợp chất hữu từ dạng phức tạp thành dạng đơn giản cuối tạo thành hợp chất khoáng dễ tan cho trồng sử dụng Ngoài vsv có khả tổng hợp nên hợp chất mùn, thành phần độ phì nhiêu - Trong trình sống vsv hút thức ăn tạo nên hợp chất hữu cho thể, sau chết cung cấp lượng chất hữu cho đất - Cố định đạm: Trong đá mẹ đạm, nhờ số vsv có khả hút đạm khí trời tích lũy đạm cho sp phong hóa tạo đất * Thực vật - Tạo khối lượng lớn chất hữu cho đất - TV hút thức ăn có chọn lọc nên số lượng, chất lượng chất hữu khác a/h đến đất khác * Động vật - Thông qua trình tiêu hóa thức ăn biến chất hữu phức tập thành chất hữu đơn giản cung cấp chất dinh dưỡng cho - Làm cho đất tơi xốp, thoáng khí, xáo trộn lớp đất với Tham gia vào trình có nhiều đv như: giun, dế, kiến, mối, chuột… => SV có t/d trình tích lũy độ phì để chuyển sp phong hóa thành đất nâng cao độ phì nhiêu cho đất * Ảnh hưởng sinh vật tới hình thành đất VN - Ảnh hưởng tv đến đất: Nơi rừng tầng đất dày, ẩm, nhiều mùn, nhiều thảm mục, đất có kết cấu tốt, tơi xốp, nhiều dinh dưỡng Nơi ko rừng đất bị xói mòn nghiêm trọng, tầng đất mỏng, khô cứng, nhiều sỏi đá, mùn, kết cấu kém, nghèo dinh dưỡng + Thảm tv khác cho ta loại đất khác nhau: Đất hình thành rừng rộng tốt; rừng kim, bụi, gai xấu; rừng sú vẹt đước đất bị chua, mặn - Động vật vsv nước ta phong phú, có vai trò quan trọng việc tạo kết cấu đất phân giải, tổng hợp hợp chất hữu 1.2.3 Yếu tố khí hậu Tham gia vào trình hình thành đất thể qua: Nước mưa, nhiệt độ, gió; chất khí quyển: O2, CO2, NO2; nước…… Khí hậu a/h trực tiếp gián tiếp đến trình hình thành đất: - Ảnh hưởng trực tiếp: Khí hậu ảnh hưởng trực tiếp tới trình phong hóa đá, thay đổi nhiệt tạo phá hủy vật lý + Nước mưa định độ ẩm, mức độ rửa trôi, pH dung dịch đất tham gia tích cực vào phong hóa hóa học phong hóa vật lý + Nhiệt độ làm cho đất nóng hay lạnh, thúc đẩy trình hóa học, hòa tan tích lũy chất hữu - Yếu tố a/h gián tiếp: Biểu qua: giới sv; quy luật phân bố địa lý theo vĩ độ, độ cao, khu vực Vùng khí hậu khác sv khác nhau, đất khác * Ảnh hưởng khí hậu tới hình thành đất Khí hậu VN khí hậu nhiệt đới ẩm có mùa: mùa khô, mùa mưa - Mùa mưa: Mưa nhiều, mưa tập trung gây nên trình xói mòn, rửa trôi miền núi, lũ lụt đồng Quá trình xói mòn, rửa trôi làm cho lớp đất mặn ngày mỏng dần, đất bị chua nghèo dinh dưỡng, đất bị bạc màu, có nơi trơ sỏi đá Vùng trũng ngập nước trình glây diễn mạnh hình thành đất lầy - Mùa khô: Nước bốc mạnh, gây hạn hán cho nhiều vùng, tạo đk cho trình tích lũy Fe, Al, hình thành kết von đá ong, đất bốc phèn, mặn 1.2.4 Yếu tố địa hình - Ảnh hưởng trực tiếp: Các đặc trưng địa hình như: dáng đất, độ cao, độ dốc,…a/h trực tiếp tới nhiều trình diễn đất Vùng đồi núi, vùng cao đồng trình rửa trôi xói mòn diễn mạnh Trong thung lũng vùng đồi núi hay vùng trũng đồng diễn trình tích lũy chất Lượng nước đất phụ thuộc địa hình; vùng cao thường thiếu nước, trình oxy hóa diễn mạnh; vùng trũng thường dư ẩm, trình khử chiếm ưu thế… - Ảnh hưởng gián tiếp: Ảnh hưởng thông qua yếu tố khí hậu sinh vật Càng lên cao nhiệt độ giảm dần theo quy luật đồng thời ẩm độ tăng lên Sự thay đổi khí hậu kéo theo thay đổi sv Ở độ cao khác có đặc trưng khí hậu sv khác * Ảnh hưởng địa hình tới hthành đất VN - Vùng đồng bằng: Có dạng địa hình chính: Cao, vàn, trũng + Nơi có địa hình cao: thường xảy trình rửa trôi, đất thường chua, bị khô hạn, có tích lũy Fe, Al + Địa hình vàn: thường đất tốt, thích hợp với nhiều loại trồng + Địa hình trũng: Thường xuyên ngập nước tạo thành đất glây, đất phù sa úng nước, đất than bùn - Vùng trung du: vùng tiếp giáp đồng vùng đồi núi, địa hình dạng bậc thang xen vùng đồi gò dốc thoải nên trình rửa trôi sét dinh dưỡng diễn mạnh - Vùng đồi núi Đặc điểm chung địa hình vùng đồi núi cao, dốc, chia cắt Đất ko giữ nước thường bị khô hạn Mùa mưa xói mòn xảy mạnh tầng đất thường mỏng, đất chua, nghèo dinh dưỡng, có nơi tầng đất mặt, trơ sỏi đá Quá trình tích lũy Fe, Al diễn mạnh, hình thành nhiều kiểu kết von đá ong làm cho đất xấu Xen kẽ vs vùng đồi vùng thung lũng, tích lũy sp từ cao đưa xuống, đất dày tốt hơn, có đất bị sinh lầy khó canh tác Vùng cao nguyên tới bị xói mòn mạnh thiếu nước 1.2.5 Yếu tố thời gian Thời gian tuổi đất, gồm tuổi tuyệt đối tuổi tương đối - Tuổi tuyệt đối: tính từ mẫu chất tích lũy chất hữu đến nay, nói cách khác là tuổi cacbon hữu đất tuổi mùn đất - Tuổi tương đối: mức độ phát triển đất, chênh lệch giai đoạn phát triển loại đất yếu tố hình thành khác 1.2.6 Yếu tố người * Tác động tích cực - Làm thay đổi hoàn cảnh thiên nhiên, thay đổi nhân tố hình thành đất theo hướng có lợi cho đồng thời nâng cao độ phì nhiêu cho đất - Thông qua thủy lợi, ng cải tạo đc đất mặn, đất phèn, cải tạo đc glây, đất lầy, chống úng, chống khô hạn cho đất - Thông qua biện pháp bón phân, bón vôi, canh tác hợp lý… ng nâng cao suất ây trồng độ phì cho đất - Thông qua biện pháp giới hóa ng hạn chế đc độ cao, độ dốc, thiết kế đồng ruộng hợp lý - Trồng rừng, bảo vệ rừng hạn chế đc xói mòn đất, giữ đất, giữ nước cho đất * Tác động tiêu cực - Phá rừng, đốt nương, phá rẫy bừa bãi làm cho đất bị xói mòn mạnh, làm cho đất xấu chí đất - Cấy chay bóc lột đất hay bón phân vô liên tục mà ko bón phân hữu làm cho đất xấu dần thành đất bạc màu - Công nghiệp phát triển, việc xử lý chất thải, nước thải, khí thải ko tốt gây ô nhiễm đất - Chiến tranh tàn phá, rừng bị trơ trụi, đất bị cày nát or ô nhiễm chất độc Đá khoáng vật tạo thành đất 2.1 Khoáng vật Khoáng vật hợp chất có tự nhiên, giống thành phần cấu tạo, hình thành trình lý hoá học xảy vỏ trái đất Khoáng vật nằm đá chưa bị biến đổi gọi khoáng nguyên sinh Qua trình phong hoá khoáng vật bị biến đổi thành phần, cấu tạo để tạo thành khoáng thứ sinh, loại khoáng thường nằm sản phẩm phomg hoá đất Khoáng vật tồn thể: rắn, lỏng, khí, chủ yếu thể rắn Khoáng vật thể rắn hình thành tồn dạng kết tinh tạo thành tinh thể vô định hình, hầu hết khoáng vật dạng tinh thể Hình dạng tinh thể liên kết theo quy luật nguyên tử, ion phân tử tạo nên mạng lưới tinh thể Các khoáng vật khác có hình dạng, kích thước, độ cứng, tỷ trọng, màu sắc, vết vỡ, thành phần hoá học, khác Đây dấu hiệu để nhận biết để phân lạo khoáng vật tự nhiên Tuỳ điều kiện hình thành mà số khoáng vật có kích thước khác (VD: khoáng vật mica mỏng có kích thước từ vài mm2 đến hàng m2) Một số khoáng vật có thành phần kết tinh mạng lưới tinh thể khác tạo nên khoáng vật có tính chất vật lý khác 2.2 Đá hình thành đất KN: Đá hay nhiều khoáng vật khác tập hợp tạo thành Dựa vào nguồn gốc người ta chia đá làm nhóm chủ yếu: đá macma, đá trầm tích, đá biến chất - Đá macma: đá tạo thành đông cứng dung thể silicat (macma nóng chảy lòng đất) Khi đá macma đông đặc sâu tạo nên đá macma xâm nhập, trái lại macma trào lên mặt đất đông đặc tạo nên đá phun trào - Đá trầm tích: tạo thành phá huỷ, biến đổi, lắng đọng, gắn kết đá có từ trước hoạt động sinh vật Quá trình làm biến đổi không biến đổi thành phần hoá học đá gốc Có loại đá trầm tích sau: + Đá vun học (đá vụn thô, đá cát, bột, đá sét) + Đá hoá học ( đá cacbonat, đá silic, đá phốt phát) + Đá sinh học ( đá than) - Đá biến chất: hình thành biến đổi thàh phần khoáng vật kiến trúc cấu tạo đá, tác dụng trình nội sinh xảy độ sâu khác vỏ trái đất Có loại đá biến chất: biến chất nhiệt, biến chất động lực học, biến chất tiếp xúc, biến chất khu vực (Gơnai, đá hoa, quăcczit ) Đá mác ma Đá trầm tích Đá biến chất Quá trình phong hoá đá khoáng vật tạo thành đất, phân loại trình phong hoá 3.1 Quá trình phong hoá đá khoáng vật tạo thành đất KN: Dưới tác động nhân tố bên (nhiệt độ, nước, hoạt động VSV, ) mà trạng thái vật lý hoá học đá khoáng vật bề mặt đất bị biến đổi Quá trình gọi trình phong hoá Kết trình phong hóa đá khoáng chất bị phá vỡ thành mảnh vụn, hòa tan, chuyển làm cho trạng thái tồn thành phần hóa học hoàn toàn thay đổi Kq tạo vật thể vụ xốp-sp phong hóa sau trình phong hóa gọi mẫu chất 3.2 Phân loại trình phong hoá * Phong hoá lý học Là trình làm vỡ vụn đá mà không làm thay đồi thành phần hoá học đá gốc Nguyên nhân: + Sự thay đổi nhiệt độ + Sự thay đổi áp suất (mao quản) + Sự đóng băng củ nước kẽ nứt + Sự kết tinh muối * Phong hoá hoá học Quá trình phá huỷ đá khoáng chất phản ứng hoá học Phong hoá hoá học làm cho thành phần khoáng vật thành phần hoá học đá thay đổi - Kết + Làm đá vụn xốp + Xuất hện khoáng thứ sinh ( khoáng mới) - Các phản ứng hoá học xảy trình phong hoá đá + Phản ứng hoà tan: loại muối clorua sunfat cation kim loại kiềm kiểm thổ khoáng dễ hoà tan + Phản ứng hydrat hoá (quá trình ngậm nước) Nước phân tử có cực, nên khoáng chất có cation anion có hoá trị tự hút phân tử nước trở thành ngậm nước + Phản ứng oxy hoá Trong khoáng chất cấu tạo đá, chứa nhiều ion hoá trị thấp (Fe 2+, Mn2+), ion bị oxy hoá thành hoá trị cao làm cho khoáng bị phá huỷ thay đổi thành phần + Phản ứng thuỷ phân Nước bị phân ly thành H+ + OH- Quá trình phong hoá hoá học làm đá vỡ vụn thay đồi thành phần khoáng đá * Phong hoá sinh học Là trình biến đổi học, hoá học loại khoáng chất tác dụng sinh vật sp chúng Sinh vật hút nguyên tố dinh dưỡng trình phong hoá giải phóng để tồn Sinh vật tiết axit hữu ( axit axetic, malic, oxalit, ) CO dạng H2CO3 Các axit phá vỡ phân giải đá khoáng chất Những VSV hoạt động phân giải giải phóng axit vô (axit nitric, sunfuric, ) làm tăng trình phá huỷ đá Tảo địa y có khả phá huỷ thông qua tiết hệ rễ len lỏi vào khe đá Tác dụng phong hoá học hệ rễ len lỏi gây áp suất đá II Chất hữu mùn đất Khái niệm chất hữu mùn đất, nguồn gốc vai trò chúng môi trường đất 1.1 Chất hữu 1.1.1 Khái niệm: CHC hợp phần quan trọng đất, làm cho đất có tính chất khác với mẫu chất Số lượng tính chất chất hữu có vai trò định đến trình hình thành tính chất chúng 1.1.2 Nguồn gốc Khác với chất khoáng, CHC nguồn gốc từ đá mẹ Trong đất tự nhiên nguồn cung cấp CHC cho đất tàn tích sinh vật, bao gồm sp rơi rụng thực vật, xác động thực vật VSV Đối với đất trồng trọt, xác động thực vật trình bón phân hữu a, Tàn tích sinh vật + Sinh vật sống đất, lấy chất dinh dưỡng từ đất để sinh trưởng, phát triển, chết để lại tàn tích hữu (xác hữu cơ) Trong tàn tích sinh vật, chủ yếu (tới 4/5) tàn tích thực vật màu xanh Trong trình sống chúng quang hợp tạo chất hữu chết chúng để lại cho đất: thân, rễ, cành, lá, hạt + Thực vật màu xanh có nhiều loại, số lượng chất lượng chất hữu chúng đưa vào đất khác Cây gỗ sống lâu năm cung cấp chủ yếu cành, khô rụng tạo thành mặt đất tầng thảm mục đất rừng, sau bị phân giải vi sinh vật đất Cây thân cỏ cho lượng chất hữu nhiều tốt hơn, lượng hữu mà chúng để lại đất chủ yếu lại rễ + Ngoài thực vật màu xanh có xác động vật vi sinh vật, lượng chúng không nhiều, thường không vượt 100 - 200 kg/ha/năm đa số loại đất, song chất lượng lại tốt dinh dưỡng trồng + Thành phần hoá học tàn tích hữu khác tuỳ thuộc vào nguồn gốc chúng Ngoài hợp chất hữu tàn tích sinh vật có chứa lượng nguyên tố tro Lượng chứa tỷ lệ chúng phụ thuộc vào loại sinh vật điều kiện sống chúng Trong thành phần tro có K, Ca, Mg, Si, P, S, Fe Chúng chứa nhiều thân cỏ + Sau chết, xác sinh vật vào đất bị phân giải chuyển hoá thành hợp chất mùn b, Phân hữu Ðối với đất trồng trọt, nơi có mức độ thâm canh cao phân hữu nguồn lớn bổ sung chất hữu cho đất tăng lượng mùn đất Hiện có nhiều loại phân hữu cơ: phân chuồng, phân bắc, phân rác, phân xanh, bùn ao Số lượng chất lượng chúng tuỳ theo trình độ kỹ thuât canh tác, thâm canh trồng nơi 1.1.3 Vai trò CHC Chất hữu có vai trò vô quan trọng, ảnh hưởng đến tất trình xảy đất hầu hết tính chất lý hoá, sinh học đất Vai trò chất hữu là: - CHC tham gia tích cực vào trình phong hoá hình thành đất Đặc biệt sinh vật sống axit hữu đất di chuyển, tích luỹ hợp chất hữu có vai trò quan trọng việc hình thành đặc trưng phẫu diện đất - CHC nguồn dự trữ cung cấp dinh dưỡng cho trồng Thành phần chủ yếu CHC nói chung mùn đất nói riêng bao gồm C, H, O Ngoài ra, chúng chứa lượng đáng kể chất khoáng khác N, P, K, S,… Sau trình khoáng hoá chất giải phóng trở thành chất dinh dưỡng cung cấp cho trồng CHC đất nguồn cung cấp thức ăn lượng trực tiếp nhiều loài SV Chính vậy, số lượng chất lượng xác hữu có vai trò định phân bổ hđ khu hệ SV đất - Nhiều CHC khác có hoạt tính sinh học cao, đặc biệt axit mùn có tác dụng kích thích sinh trưởng phát triển rễ cây, làm tăng tính thẩm thấu màng tế bào Có khả làm tăng hoạt tính enzim oxy hoá-khử, làm tăng khả sử dụng dinh dưỡng trồng - CHC có ảnh hưởng đến nhiều tính chất hoá học hoá lý đất ảnh hưởng đến điện oxy hoá-khử, làm tăng khả hấp phụ, khả đệm đất - CHC có a/h đến tính chất lý học đất a/h đến cấu trúc đất, tính chất không khí, nhiệt độ, độ ẩm, dung trọng, độ xốp 1.2 Mùn đất 1.2.1 Khái niệm Mùn sản phẩm hình thành đất trình tích lũy phân giải không hoàn toàn điều kiện yếm khí xác thực vật tồn dư sinh vật khác đất vi sinh vật đất 1.2.2 Vai trò mùn - Chất mùn có vai trò quan trọng hình thành cấu trúc trì độ bền cấu trúc đất Chất mùn kết gắn phân tử học với tạo thành đoàn lạp có độ bền với xói mòn ngoại lực khác tác động vào đất - Hàm lượng CHC đất độ bền cấu trúc liên quan chặt chẽ với Hàng năm có bổ sung xác hữu thực vật trì có hiệu độ bền cấu trúc - Trong đất thường xảy trình suy thoái CHC nhanh trình tích luỹ chúng Việc trì độ bền cấu trúc đòi hỏi bổ sung CHC cho đất, đất trồng vùng nhiệt đới - Mùn có vai trò to lớn trình tạo thành đất, hình thành phẫu diện đất tạo cấu trúc đất - Axit mùn có tác dụng trực tiếp trình phong hoá đá, khoáng thực vật chất kích thích sinh trưởng - Các đất có thành phần giới nhẹ (đất cát, đất xám bạc màu) khả trao đổi cation từ 60-96% chất mùn Do tính chất hấp phụ trao đổi cation lớn chất mùn, mà tính đệm đất lớn - Mùn có vai trò toàn diện độ phì đất, a/h đến tính chất lý hoá sinh học đất Quá trình khoáng hoá mùn hoá tàn tích sinh vật tạo thành chất hữu mùn đất, yếu tố có ảnh hưởng đến trình khoáng hoá mùn hoá 2.1 Quá trình khoáng hoá * KN: trình phân giả hợp chất hữu tạo thành hợp chất khoáng đơn giản ( CO2, H2O, NO3-, NH4+, Ca2+, K+,…) sp cuối hợp chất tan khí Nhờ trình mà tạo chất dinh dưỡng dễ tiêu cho trồng sử dụng Đây trình biến đổi phức tạp trải qua nhiều giai đoạn khác - GĐ1: xác hữu có cấu tạo phức tạp bị phân huỷ bời men VSV tiết để trở thành sp có cấu tạo đơn giản (đường, axitamin, axit béo) - GĐ2: từ sp đơn giản tác dụng cảu trình OXH- khử, khoáng, cacsboxin tạo thành sp chung gian (axit hữu mạnh vòng, axit vô cơ) - GĐ3: từ sp chung gian bị khoáng hoá hoàn toàn sp cuối chất khoáng dễ tiêu khí * Các yếu tố ảnh hưởng tới trình khoáng hóa: + loại VSV đất + yếu tố nhiệt, độ ẩm, ánh sáng +thành phần xác hữu ảnh hưởng tới trình khoáng hoá 2.2 Quá trình mùn hoá * Khái niệm: Là trình phân giải, tái tổng hợp CHC tạo thành chất mùn với tham gia tích cực VSV Mùn hợp chất hữu cao phân tử phức tạp, chúng sp trình mùn hoá CHC thông thường * Những quan điểm trình hình thành 10 + Đất dính ít: 0,1 g/cm3 e, Tính dẻo đất Đất ẩm tác động vào lực mà hình dáng thay đổi mà không vỡ nát ra, tính dẻo đất Khi ẩm đất mang nhiều màng nước, hạt đất lôi kéo làm tính dính Nếu nước sức hút phân tử màng nước yếu, đất không dẻo có nghĩa đất nứt ra; trái lại đất ẩm khoảng cách hạt đất rộng đất nhão lỏng dẻo Tính dẻo lợi cho làm đất, đất không tơi f, Tính trương tính co đất Khi ẩm đất tăng thể tích gọi tính trương đất; khô đất giảm thể tích gọi tính co đất Đất trương hay co thay đổi thể tích hấp thụ hay nước Tính trương, co đất phụ thuộc vào thành phần giới, kết cấu đất, số lượng, thành phần, tính keo đất Đất nhiều keo sức trương co lớn Thành phần giới khác tính trương co khác Đất phân loại sau: + Đất cát trương co 0,5-1% thể tích + Đất thịt nhẹ trương co 1,5 -3,5% thể tích +Đất thịt trung bình trương co – 4,5% thể tích + Đất thịt nặng trương co 4,5-6% thể tích + Đất sét trương co 6- 8% thể tích + Đất sét nặng trương co >10% thể tích Đấ có cation hấp thụ khác tính trương co khác nhau, theo thứ tự sau: Na > K+ > Mg++ > Ca++ > Al+++ > Fe+++ + IV Tính chất hoá học đât Khái niệm, đặc điểm, cấu tạo, tính chất keo đất, giải thích khả hấp phụ đất a, Khái niệm Keo đất phân tử rắn có đường kình từ 10 -6 – 10-4 mm, chúng thường lơ lửng dung dịch, chui qua giấy lọc quan sát cấu tạo chúng bẳng kính hiển vi điện tử Keo đất có thành phần: rắn, lỏng , khí Thể rắn lỏng phức tạp bao gồm nhiều phần tử có kích thước khác Dựa vào độ lớn mức độ phân tán dung dịch nước thể rắn người ta chia làm loại: (1) Những hạt có kích thước 10-6mm gọi hệ phân tán phân tử 18 (2) Những hạt có kích thước từ 10-6 – 10-4 mm gọi dung dịch keo hay hệ phân tán keo (3) Những hạt có kích thước lớn 10-4 mm gọi hệ phân tán thô b, Cấu tạo keo đất Keo đất dạng tinh thể vô định hình Hướng phân tán hệ keo gọi mixen keo Một mixen keo có cấu tạo gồm lớp: Nhân mixen: tập hợp phân tử vô cơ, hữu hay hữu cơ-vô cơ, có cấu tạo tinh thể hoạch vô định hình: axit mùn; hydroxit sắt; nhôm, silic phân tử khoáng thứ sinh Tính chất phân ly nhận mixen yếu tố định dấu điện tích keo Lớp ion tạo điện thế: Trên bề mặt nhân keo có lớp ion tạo thành phân ly hay nguồn gốc mang điện tích khác, gọi lớp ion tạo điện Dấu điện tích keo dấu lớp ion tạo điện Keo silic, keo hữu có lớp tạo điện mang dấu âm, gọi keo âm; keo hydroxit, Fe, Al, môi trường axit có lớp ion tạo điện mang dấu dương, gọi keo dương Lớp ion bù: hạt keo mang điện lớp ion tạo điện sức hút tĩnh điện mà tạo thành lớp ion trái dấu bao bên hạt keo gọi lớp ion bù Lớp ion bù với lớp ion điện tạo nên lớp ion kép Do lực hút tính điện hạt keo phụ thuộc vào khoảng cách với lớp ion điện nên chúng chịu lực hút tính điện khác nhau, phân thành lớp Lớp ion cố định: gồm ion bù gần hạt keo hơn, chịu lực hút tính điện mạnh, bám chặt nên hạt keo không di chuyển Tẩng ion khuếch tán: gồm ion cách xa hạt keo cua lớp ion bù, chịu sức hút tĩnh điện yếu nên dễ di chuyển dung dịch mixen keo c, Tính chất keo đất Keo đất có điện tích lớn có lượng bề mặt, nên có khả hấp phụ lớn Năng lượng bề mặt keo đất sinh bề mặt tiếp xúc keo đất với dung dịch đất - Keo đất mang điện tích nên tham gia vào nhiều phản ứng trao đổi phản ứng khác - Tính ưa nước kỵ nước: keo đất mạng điện tích nên chúng không hút ion mà phần tử có cực Vì phân tử nước có tính lưỡng cực nên thường bị keo hấp thụ Nếu keo âm đầu cựa dương (H +) tiếp xúc với keo ngược lại Quá trình gọi trính hydrat hoá keo Dựa vào mức độ hydrat hoá, keo đất chia làm nhóm: 19 + Keo ưa nước có độ hydrat hoá cao, màng nước bao xung quanh dày, keo axit humic, axit fuvic, keo axit silixic + Keo không ưa nước có mức độ hydrat hoá thấp, màng nước bao xung quanh mỏng như: hydroxit sắt, nhôm, kaolinit - Tính tụ keo tán keo: khả chống lại gắn kết phân tử keo lại với dung dịch ảnh hưởng chất điện phân, phản ứng môi trường…giữ cho keo trạng thái phân tán (trạng thái sol) gọi khả tán keo keo trạng thái gọi keo tán hay sol keo - Sự chuyển keo trạng thái phân tán sang trạng thái ngưng tụ, gọi tụ keo (trạng thái gel) Quá trình ngưng tụ keo keo màng nước keo trở nên trung hoà điện tích kết hợp với phân tử (hạt keo) có điện tích trái dấu d, Khả hấp phụ keo đất - KN: khả giữ lại chất trạng thái hoà tan phần khoáng chất phân tán dạng keo hay hạt nhỏ, VSV thể huyền phù thô khác gọi khả hấp phụ đất - Nhờ keo có tỷ diện lớn keo có lớp ion mang điện bao bọc quanh keo giữ ion trái dấu chung quanh sở để tạo tính hấp phụ đất Một số tính chất hoá học đất: phản ứng chua, phản ứng đệm, phản ứng oxy hoá khử a, Phản ứng chua Đất chua, trung tính hay kiềm ảnh hưởng tới trồng, VSV đất nhiều tính chất khác đất Đất chua dung dịch đất có nồng độ [H+] > [OH-] Đất trung tính dung dịch đất có nồng độ [H+] = [OH-] Đất kiềm dung dịch đất có nồng độ [H+] < [OH-] Ngoài ion H+ gây chua có ion Al3+ gián tiếp gây chua cho đất có khả thuỷ hoá để tạo thành H+ Al(HO)2+ + HOH Al(HO)2+ + H+ Al(HO)2+ + HOH Al(HO)3 + H+ Ion gây chua tự dung dịch đất hút bám bề mặt keo đất Tuỳ vị trí ion gấy chua mà thể độ chua khác ảnh hưởng đến trồng, VSV đất khác Người ta biểu thị độ chua đất số tiêu sau: pH pH = - Lg [ H+ ] 20 Khi pH = 7: đất có phản ững trung tính pH > 7: đất có phản ứng kiềm pH < 7: đất có phản ứng chua Trong thực tế người ta đo loại pH để xác định độ chua - pHH 20: biểu thị đọ chua hoạt tính gây iuon H + dung dịch đất Những ion H+ rút khỏi đất nước cất Độ chua gây chua trực tiếp cho Song độ chua chưa đo hết khả gây chua a/h xấu đến sinh vật đất, đất luôn xảy p/ư trao đổi keo đất dung dịch đất Vì vật để thực người ta đo pHKCl - pHKCL: phần độ chua trao đổi gây số ion H +, Al3+ hấp phụ trền bề mặt hạt keo toàn ion gây chua dung dịch Những ion rút khỏi đất băng muối trung tinh (KCl) Người ta vào pHKCl để xác định mức độ cần thiết việc bón vôi cho đất H (ldl/100g đất) biểu thị độ chua thuỷ phân: độ chua thuỷ phân độ chua gây toàn ion H+ Al3+ bám keo đất dung dịch ( hay toàn ion gây chua có đất) Để xác định độ chua dùng muối thuỷ phân (CH 3COONa) để dẩy toàn ion gây chau khỏi keo đất sau chuẩn độ chua Độ chua tạm thời chưa gây chau trực tiếp, phần lớn nằm dạng tiềm tàng, để khử chua cho đất người ta vào độ chau thuỷ phân để xác định lượng vôi bón b, Tính đệm đất * KN: Phản ứng dung dịch đất dường không thay đổi tác dụng dung dịch bên ngoài, gọi tính đệm dung dịch đất Tính đệm dung dịch khả giữ cho pH thay đổi tác động yếu tố hoá học sinh học làm tăng cường H+ OH- đất Tính đệm đất trước hết liên quan đến trình trao đổi ion khả chống lại axit hoá kiềm hoá dung dịch * Các nguyên nhân gây tính đệm - Trên bề mặt keo đất có cation kiềm không kiềm hấp thụ, xảy p/ư trao đổi trung hoà làm cho pH dung dịch đất không thay đổi KĐ] H+ + NaOH KĐ]Na+ + HOH KĐ] Ca2+ + 2HCl KĐ]2H+ + CaCl2 - Trong đất có mùn, axit hữu ( axit amin, axit humic, axit axetich, ) đệm axit, bazơ - Do tác dụng nhôm di động đất đệm với bazo: pH < nhôm di động có phân tử nước bao bọc ( gọi ion nhôm thuỷ hoá) Lúc tăng chất kiềm 21 phân tử nước phân ly thành H+ OH- H+ trung hoà với chất kiềm OH- nhôm giữ lại Nếu pH>5 nhôm kết tủa khả đệm - Do đất có chứa số chất có khả trung hoà axit ( CaCO3) CaCO3 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + H2O + CO2 Đất giàu mùn, giàu keo tính đệm lớn Tính đệm dất giữ cho pH đất thay đổi đột ngột tạo ổn định cho sinh vật đất thích nghi dần với phản ứng dụng dịch đất để sịnh trưởng, phát triển tốt Căn vào tính đệm để điều chỉnh lượng vôi bón cho thích hợp Thường tính đệm lớn phải bón nhiều so với lượng bón lý thuyết, tính đệm nhỏ bón c, Tính oxy hoá khử * KN: Trong đất tồn chất oxy hoá chất khử, nên trình oxy hoá- khử xảy phổ biến Chất oxy hoá chất có khả nhận electron, chất khử chất có khả cho electron Mỗi chất oxy hoá sau nhận electron trở thành chất khử gọi chất khử liên hợp với Mỗi cặp oxy hoá - khử liên hợp biểu hệ thức: -Ox: chất oxy hoá Ox + ne = Kh - Kh: chất khử liên hợp với chất oxy hoá - ne: số electron mà Ox nhận để thành Kh Chất oxy hoá Fe3+ + 1e Chất khử Fe2+ < ===> Mn4+ + 2e < === > Mn2+ Mn3+ + 1e < === > Mn2+ Cl2 + 2e < === > 2Cl- Như p/ư oxy hoá khử p/ư chất oxy hoá khử có trao đổi electron, hệ thống oxy hoá- khử ký hiệu Redox * Các yếu tố ảnh hưởng đến trình oxy hoá - khử 22 Trong dung dịch đất có chứa nhiều hệ thống oxy hoá- khử với nồng độ khác Nồng độ chất oxy hoá khử có hệ thống cao định điện oxy hoá - khử (Eh) môi trường - Nồng độ oxy hoá không khí đất, oxy hoà tan dung dịch đất tiết VSV định Eh dung dịch đất - Độ ẩm thay đổi làm thay đổi Eh đất đất ẩm nhiều trình khử mạnh, Eh giảm, ngược lại đất khô, trình oxy hoá mạnh, Eh tăng - Phản ứng dung dịch đất cúng a/h đến Eh: Clark đưa số rH2: số p/ư tương quan Eh pH rH2= (Eh/30) + 2pH rH2 = 28 – 34: đất thoáng rH2 = 22 – 25: đất yếm khí rH2 < 20: đất glây rH2 = 27: đất trung tính Các biện pháp canh tác, hay tác động vào đất khác làm thay đổi Eh như: cày sâu, bón phân hữu cơ, tưới,… hay chất khác đưa vào đất Khái niệm độ phì nhiêu đất tiêu đánh giá độ phì a, Khái niệm Độ phì nhiêu đất khả đất đảm bảo điều kiện thích hợp cho trồng đạt suất cao ổn định b, Các tiêu đánh giá độ phì nhiêu Cây trồng có nhiều loại, trồng có yêu cầu khác sinh thái đất Đất tốt cho loại chưa tốt cho loại khác Nhưng nhìn chung đất gọi độ phì nhiêu cao cần có tiêu sau: - Tầng đất dày ( đồi núi tầng đất mịn, đồng tầng canh tác) - Giàu cân đối chất dinh dưỡng - Có chế độ nước thích hợp - Có pH thích hợp - Đất tơi xốp, có kết câu - Không chứa chất độc hại - Tập đoàn vi sinh vật có lợi phát triển mạnh V Một số nhóm đất Việt Nam cần thiết phải bảo vệ đất 23 Phân loại đất: nguồn gốc, phân bố, tính chất, đặc trưng, hướng sử dụng cải tạo số nhóm đất điển hình vùng đồng bằng, vùng ven biển trung du miền núi 1.1 Đất cát (C); Arenosols (AR) a, Diện tích, phân bố, hình thành - Diện tích: 533.434 ha, có mặt 120 huyện, chiếm khoảng 1,61% diện tích tự nhiên nước - Đất cát biển phân bố tập trung ven biển tỉnh Nghệ An, hà Tĩnh, Quảng Bình, Thừa Thiên Huế, Ninh thuận, Bình Thuận,… Ngoài số diện tích phân bố cửa sông lớn, vùng đất đc hình thành từ đá mẹ sa thạch hay granit - Điều kiện hình thành: phạm vi phân bố nhóm đất cát biển trải dài từ Bắc Trung đến Nam Trung Bộ nên yếu tố hình thành đất điều kiện khí hậu, thảm thực vật có thay đổi định theo vùng - Quá trình hình thành: từ trình là: + Quá trình hoạt động địa chất biển, vận động nâng lên thềm biển cũ + Quá trình bôi tụ tạo lập đồng hệ thống sông ngắn miền Trung b, Tính chất - Tính chất vật lý: thành phần giới nhẹ, rời rạc, đất kết cấu, thường xuyên khô hạn - Tính chất hoá học: + Tính hấp phụ hạt to, keo + Đất không chua, tích luỹ nhiều kali + Tính đệm thấp mùn, keo + Tính oxy hoá khử cao; dung tích hấp phụ, đọ no bazo thấp + Tính chất sinh học + Quá trình khoáng hoá xay mạnh so với trình mùn hoá + Chất hữu phân giải nhanh tạo thành chất dinh dưỡng dễ tiêu, dễ bị rửa trôi Nhìn chung nhóm đất nghèo dinh dưỡng toàn diện, độ phì nhiêu thấp c, Hướng sử dụng - Đối với loại đất cồn cát thường trồng loại lâm nghiệp (phi lao, thông, đàn, keo chàm, ) để chắn sóng, chắn cát bảo vệ vùng đất ven biển 24 - Đối với đất cát địa hình phẳng có đk thuỷ lợi trồng lúa, loại hoa màu, nơi cao trồng ăn quả, công nghiệp (đậu, đỗ, lạc, vừng, cam, dưa hấu, dừa, dứa, mít, ) d, Cải tạo - Để sd tốt đất cát biển trước hết cần trọng biện pháp thuỷ lợi để giữ nước, tưới nước cho đất Những khu vực coa địa hình thấp trũng sau cải tạo trồng lúa nước, đáp ứng nhu cầu lương thực chỗ - Sd phân bón cần ý tăng cường lượng phân hữa cho đất để tăng cường lượng mùn kết cấu cho đất Khi sử dụng phân hữu ý vùi sâu để hạn chế trình đốt cháy tượng khoáng hoá diễn mạnh Phân hoá học không nên bón tập trung lúc khả hấp phụ đất thấp, trồng không kịp hút nên rễ bị rửa trôi gây lãng phí - Đối với trồng cần lựa chọn giống phù hợp với đk đất nghèo dinh dưỡng, khô hạn, chịu nhiệt độ cao bị đổ tác hại gió Nên ưu tiên loại họ đậu hệ thống luân canh để tăng hiệu sd đất, đồng thời bước cải thiện tính chất đất - Để bảo vệ đất cần xây dựng đai rừng chắn gió Về lâu dài dành nhiều diện tích cho việc trồng rừng, bảo vệ môi trường sinh thái, tạo vùng nghỉ mát, du lịch 1.2 Nhóm đất mặn (M); Salic fluviols (FLS) a, Diện tích, phân bố hình thành - Diện tích 971.356 - Phân bố: ven biển từ Bắc vào Nam tập trung đồng song Cửu Long chiếm tới 70,9% sau đến đông sông Hồng, Kh bốn cũ, Duyên hải Nam Trung Bộ - Hình thành: hình thành trình hoá mặn b, Tính chất đất * Đất mặn sú vẹt đước ( Mm) - Phân bố: phân bố nhiều vùng ven biển, tập trung vùng ven biển Nam Bộ từ Bến Tre đến Cà Mau Thảm thực vật mang tính đặc thù theo vùng Ở Nam Bộ thường gặp rừng đước, vẹt, bần, dừa nước; miền Bắc thường gặp sú, vẹt, trang - Tính chất: thành phần giới nặng, tầng mặt dở nước, dở đất trình bồi lắng, dạng bùn lỏng, lầy Ngập nước thuỷ triều, bão hoà NaCl, lẫn CHC, glây mạnh, đất trung tính, tẩng mặt hữu khá, đạm tổng số trung bình khá, lân tổng số trùng bình, kali tổng số giàu - Sử dụng: giải đất thảm rừng khác nhau, việc bảo vệ vùng biển, chắn sóng, chắn gió, bồi đắp phù sa có mô hình sd kết hợp lâm kết hợp 25 + Mô hình tôm chuyên canh có phòng hộ rừng ngập mặn đất trùng bùn mềm + Mô hình tôm- rừng dạng đất thấp bùn chặt + Mô hình rừng sú vẹt đước cua + Mô hình rừng sú, vẹt – nuôi trồng loại hải sản + Mô hình rừng đăng trang, vẹt bảo ven biển lắng đọng phù sa, phát triển thuỷ sản ven bờ * Đất mặn nhiều - Phân bố: phần lớn tập trung đb Sông Cửu Long Ngoài vùng khu bốn cũ, duyên hải Miền Trung, Đông Nam Bộ, - Hình thành: đất mặn nhiều thường mặn tràn vào theo thuỷ triều có nơi nước ngầm mặn, thường nằm đại hình thấp ven biển Về mùa mưa nước từ thượng nguồn đuổi nước mặn xa làm tầng đất mặn nên lúa mùa phát triển đến sát biển gọi mặn theo mùa - Tính chất: đất mặn có thành phần giới nặng, kết cấu, dẻo dính ngập nước, khô nứt nẻ Có tổng số muối tan > 1%, lượng chất dinh dưỡng trung bình đến khá, đất có phản ứng trung tính, chua (pH KCl: 5-7,2), mùn (2%-3%), lân tổng số nghèo (0,05-0,08%), lượng kali cao (16-27mg/100g đất) - Sử dụng: nhiều nơi trồng lúa địa phương có suất, phẩm chất cao Để cải tạo dùng biện pháp thuỷ lợi: quai đê, khoanh vùng, dẫn nước vào rửa mặn để trồng lúa Biện pháp chi phí cao không phát huy mạnh vùng Ở vùng đb sông Cửu Long người ta vượt đất để dải để dải đất cao trồng cạn, vùng thấp trồng lúa hay làm ao thả cá Nhiều nơi lợi dụng thuỷ triều nuôi tôm, cua rãnh, với phương thức nông dân thu nguồn lợi gấp 10 lần so với trồng lúa * Đất mặn trung bình - Phân bố: tiếp giáp với đất phù sa, bên vùng đất mặn nhiều, đại phận nằm địa phận trung bình cao ảnh hưởng thuỷ triều Tập trung đb sông Cửu Long, Duyên hải miền Trung - Tính chất: thành phần giới nặng ( nơi cao, xã sông có thành phần giới nhẹ), kết cấu Đất có phản ứng trung tính chua, mùn (2-4%) trung bình đến khá, đạm (0,1-0,2%) từ trung bình đến khá, lân (0,04-0,0,7%) trung bình nghèo, kali thường giàu (0,05-0,25%) - Sử dụng: đại phận trồng vụ lúa, nơi chủ động tưới tiêu thường cho suất cao Đây địa bàn trồng lúa có suất cao, thuận lợi cho việc nuôi trồng thuỷ sản có quan hệ với thuỷ triều Ở vùng đất mặn không nên hoá tuỳ tiện, làm không giữ đc môi trường sinh thái để sử dụng đa dạng hiệu 26 Nói chung khai thác vùng đất mặn để trồng lúa cần thiết để giải lương thực, hoàn cảnh nước đảm bảo lương thực vùng đất mặn nước lợ lúa gạo đặc sản chất lượng cao phải bước ưu tiên cho phương hướng sử dụng đất có hiệu nhất, nguồn lợi thuỷ sản, động thực vật đặc thù vùng 1.3 Đất phèn (S), Thionic fluvisols ( FLt) a, Diện tích, phân bố, hình thành - Diện tích: 863 128 - Phân bố: đất phèn nước ta tập trung chủ yếu đb sông Cửu Long, miền Băc có Hải Phòng, Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình, Thanh Hoá - Hình thành: đất phèn đc hình thành sp bồi tụ phù sa với vật liệu sinh phèn Trong đk yếm khí lưu huỳnh thường tích luỹ dạng H 2S gặp Fe chuyển sang FeS 2, gặp đk oxy hoá tạo thành Fe(SO 4) H2SO4 axit tác động vào khoảng sét tạo thành muối phèn Al2(SO4)3 Trong phẫu diện đất thường có tầng chuẩn đoán: tầng sinh phèn tầng phèn Tầng sinh phèn tầng tích luỹ vật liệu chứa phèn tầng sét CHC ngập nước Tầng phèn xuất trình hình thành phát triển đất phèn; tập trung khoảng jarôsite dạng đốm, vệt vàng rơm tầng thị cho đất phèn hoạt động b, Tính chất trung đất phèn - Lý tính: thành phần giới nặng, tỷ lệ sét vật lý chiếm 50-60% Trong đất nhiều Na+ nên ướt đất dính dẻo, khô rắn chắt khó làm đất Đất có tính trương co lớn, kết cấu - Hoá tính: đặc điểm bật đất vừa mặn vừa chua Mặn muối biển tồn lưu đất Theo chiều sâu phẫu diện hàm lượng muối đc tăng dần lên nhiều tầng có xác sú vẹt Về mùa khô muối thường bốc lên mặt ruộng Đất có phản ứng chua ( pHKCl