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:
Trang 1MÔN CƠ SỞ NGÀNH
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.
- 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 cóthành phần phức tạp
Khi chưa có sự sống xuất hiện quá trình phá hủy đá diễn ra theo chu trình:
* Ảnh hưởng của đá mẹ tới sự hình thành đất ở Việt Nam
Trang 2Đá mẹ ở Việt Nam rất phong phú, có nhiều loại xen kẽ nhau, ảnh hưởng rất lớn tới sựhình thành đất Các loại đá mẹ khác nhau hình thành nên các loại đất khác nhau Vì vậy
do sự ảnh hưởng của đá mẹ và các yếu tố hình thành đất mà đất VN rất phong phú
- Đá mẹ nào chứa nhiều Ca, Mg, Fe, dễ phong hóa tầng đất dày, thành phần cơ giớinặng, màu đất đậm, kết cấu đất tốt, giàu dinh dưỡng
- Đá mẹ nào chứa nhiều Si, Na, K, khó phong hóa tầng đất mỏng, thành phần cơ giớinhẹ, màu đất nhạt, không có kết cấu, nghèo dinh dưỡng
1.2.2 Yếu tố sinh vật
Sinh vật là yếu tố chủ đạo trong quá trình hình thành đất vì nó quyết định chiều hướngphát sinh, phát triển và tích lũy độ phì cho sản phẩm phong hóa, chuyển sản phẩmphong hóa thành đất Tham gia vào quá trình hình thành đất có nhiều loại sv như: vsv,
đv, tv
* Vi sinh vật
- Phân giải và tổng hợp chất hữu cơ: VSV phân giải các hợp chất hữu cơ từ dạng phứctạp thành các dạng đơn giản hơn cuối cùng tạo thành các hợp chất khoáng dễ tan chocây trồng sử dụng Ngoài ra vsv còn có khả năng tổng hợp nên các hợp chất mùn, thànhphần cơ bản của độ phì nhiêu
- Trong quá trình sống vsv hút thức ăn tạo nên các hợp chất hữu cơ cho cơ thể, sau khichết đi cung cấp 1 lượng chất hữu cơ cho đất
- Cố định đạm: Trong đá mẹ không có đạm, nhờ 1 số vsv có khả năng hút đạm khí trờitích lũy đạm cho sp phong hóa tạo đất
* Thực vật
- Tạo ra khối lượng lớn chất hữu cơ cho đất
- TV hút thức ăn có chọn lọc nên số lượng, chất lượng chất hữu cơ khác nhau a/h đếnđất cũng khác nhau
* Ảnh hưởng của sinh vật tới sự hình thành đất ở VN
- Ảnh hưởng của tv đến đất: Nơi còn rừng thì tầng đất dày, ẩm, nhiều mùn, nhiều thảmmục, đất có kết cấu tốt, tơi xốp, nhiều dinh dưỡng Nơi ko còn rừng thì đất bị xói mònnghiêm trọng, tầng đất mỏng, khô cứng, nhiều sỏi đá, ít mùn, kết cấu kém, nghèo dinhdưỡng
Trang 3+ Thảm tv khác nhau cho ta các loại đất khác nhau: Đất được hình thành dưới rừng cây
lá rộng thì tốt; dưới rừng cây lá kim, cây bụi, cây gai thì xấu; dưới rừng sú vẹt đước thìđất bị chua, mặn
- Động vật và vsv ở nước ta cũng rất phong phú, có vai trò quan trọng trong việc tạo rakết cấu đất và phân giải, tổng hợp các hợp chất hữu cơ
1.2.3 Yếu tố khí hậu
Tham gia vào quá trình hình thành đất được thể hiện qua: Nước mưa, nhiệt độ, gió; cácchất trong khí quyển: O2, CO2, NO2; hơi nước……
Khí hậu a/h trực tiếp và gián tiếp đến quá trình hình thành đất:
- Ảnh hưởng trực tiếp: Khí hậu ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình phong hóa đá, sự thayđổi nhiệt tạo sự phá hủy vật lý
+ Nước mưa quyết định độ ẩm, mức độ rửa trôi, pH của dung dịch đất và tham gia tíchcực vào phong hóa hóa học và phong hóa vật lý
+ Nhiệt độ làm cho đất nóng hay lạnh, thúc đẩy quá trình hóa học, hòa tan các và tíchlũy chất hữu cơ
- Yếu tố a/h gián tiếp: Biểu hiện qua: thế giới sv; quy luật phân bố địa lý theo vĩ độ, độcao, khu vực Vùng khí hậu khác nhau thì sv khác nhau, đất cũng khác nhau
* Ảnh hưởng của khí hậu tới sự hình thành đất
Khí hậu VN là khí hậu nhiệt đới ẩm có 2 mùa: mùa khô, mùa mưa
- Mùa mưa: Mưa nhiều, mưa tập trung gây nên quá trình xói mòn, rửa trôi ở miền núi,
lũ lụt ở đồng bằng Quá trình xói mòn, rửa trôi làm cho lớp đất mặn ngày càng mỏngdần, đất bị chua và nghèo dinh dưỡng, đất bị bạc màu, có nơi trơ sỏi đá Vùng trũngngập nước quá trình glây diễn ra mạnh hình thành đất lầy
- Mùa khô: Nước bốc hơi mạnh, gây hạn hán cho nhiều vùng, tạo đk cho quá trình tíchlũy 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 của địa hình như: dáng đất, độ cao, độ dốc,…a/htrực tiếp tới nhiều quá trình diễn ra trong đất Vùng đồi núi, vùng cao ở đồng bằng quátrình rửa trôi xói mòn diễn ra mạnh Trong các thung lũng ở vùng đồi núi hay vùngtrũng ở đồng bằng diễn ra quá trình tích lũy các chất Lượng nước trong đất cũng phụthuộc địa hình; vùng cao thường thiếu nước, quá trình oxy hóa diễn ra mạnh; vùngtrũng thường dư ẩm, quá trình khử chiếm ưu thế…
- Ảnh hưởng gián tiếp: Ảnh hưởng thông qua yếu tố khí hậu và sinh vật Càng lên caonhiệt độ càng giảm dần theo quy luật đồng thời ẩm độ tăng lên Sự thay đổi khí hậu kéotheo sự thay đổi của sv Ở các độ cao khác nhau có đặc trưng về khí hậu và sv khácnhau
* Ảnh hưởng của địa hình tới sự hthành đất ở VN
Trang 4- Vùng đồng bằng: Có 3 dạng địa hình chính: Cao, vàn, trũng
+ Nơi có địa hình cao: thường xảy ra quá trình rửa trôi, đất thường chua, bị khô hạn, cótích lũy Fe, Al
+ Địa hình vàn: thường là đất tốt, thích hợp với nhiều loại cây trồng
+ Địa hình trũng: Thường xuyên ngập nước tạo thành đất glây, đất phù sa úng nước, đấtthan bùn
- Vùng trung du: là vùng tiếp giáp giữa đồng bằng và vùng đồi núi, địa hình dạng bậcthang xen vùng đồi gò dốc thoải nên quá trình rửa trôi sét và dinh dưỡng diễn ra mạnh
- Vùng đồi núi
Đặc điểm chung của địa hình vùng đồi núi là cao, dốc, chia cắt Đất ko giữ được nướcthường bị khô hạn Mùa mưa xói mòn xảy ra mạnh tầng đất thường mỏng, đất chua,nghèo dinh dưỡng, có nơi mất cả tầng đất mặt, trơ sỏi đá Quá trình tích lũy Fe, Al diễn
ra mạnh, hình thành nhiều kiểu kết von đá ong làm cho đất xấu
Xen kẽ vs vùng đồi là vùng thung lũng, tích lũy các sp từ cao đưa xuống, đất dày và tốthơn, tuy vậy có những đất bị sinh lầy khó canh tác
Vùng cao nguyên tới nay cũng bị xói mòn mạnh và thiếu nước
1.2.5 Yếu tố thời gian
Thời gian là tuổi của đất, gồm tuổi tuyệt đối và tuổi tương đối
- Tuổi tuyệt đối: được tính từ khi mẫu chất được tích lũy chất hữu cơ đến nay, nói cáchkhác là chính là tuổi cacbon hữu cơ trong đất hay là tuổi mùn của đất
- Tuổi tương đối: chỉ mức độ phát triển của đất, sự chênh lệch về giai đoạn phát triểncủa các loại đất do các yếu tố hình thành khác nhau
1.2.6 Yếu tố con người
* Tác động tích cực
- Làm thay đổi hoàn cảnh thiên nhiên, thay đổi các nhân tố hình thành đất theo hướng
có lợi cho mình đồng thời nâng cao độ phì nhiêu cho đất
- Thông qua thủy lợi, con ng đã 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… con ng đã nâng cao năngsuất ây trồng và độ phì cho đất
- Thông qua biện pháp cơ giới hóa con ng hạn chế đc độ cao, độ dốc, thiết kế đồngruộng hợp lý
- Trồng rừng, bảo vệ rừng hạn chế đc xói mòn đất, giữ đất, giữ nước cho đất
* Tác động tiêu cực
Trang 5- Phá rừng, đốt nương, phá rẫy bừa bãi làm cho đất bị xói mòn mạnh, làm cho đất xấu đithậm chí mất đất
- Cấy chay bóc lột đất hay bón phân vô cơ liên tục mà ko bón phân hữu cơ cũng làmcho đất xấu dần đi thành đất bạc màu
- Công nghiệp phát triển, việc xử lý chất thải, nước thải, khí thải ko tốt gây ra ô nhiễmđất
- Chiến tranh tàn phá, rừng bị trơ trụi, đất bị cày nát or ô nhiễm chất độc
Khoáng vật tồn tại ở 3 thể: rắn, lỏng, khí, trong đó chủ yếu là thể rắn Khoáng vậtthể rắn hình thành và tồn tại ở 2 dạng cơ bản là kết tinh tạo thành các tinh thể và vôđịnh hình, hầu hết khoáng vật ở dạng tinh thể Hình dạng tinh thể do sự liên kết theoquy luật của các nguyên tử, ion hoặc phân tử tạo nên các mạng lưới tinh thể
Các khoáng vật khác nhau có hình dạng, kích thước, độ cứng, tỷ trọng, màu sắc,vết vỡ, thành phần hoá học, rất khác nhau Đây cũng là dấu hiệu để nhận biết để phânlạo khoáng vật trong tự nhiên
Tuỳ điều kiện hình thành mà một số khoáng vật có kích thước khác nhau (VD:khoáng vật mica là những tấm mỏng có kích thước từ vài mm2 đến hàng m2)
Một số khoáng vật có cùng thành phần nhưng kết tinh ở mạng lưới tinh thể khác
nhau tạo nên khoáng vật có tính chất vật lý khác nhau.
2.2 Đá hình thành đất
KN: Đá là do một hay nhiều khoáng vật khác nhau tập hợp tạo thành Dựa vàonguồn gốc người ta chia đá ra làm 3 nhóm chủ yếu: đá macma, đá trầm tích, đá biếnchất
- Đá macma: là những đá tạo thành do sự đông cứng của dung thể silicat (macmanóng chảy trong lòng quả đất)
Khi đá macma đông đặc dưới sâu tạo nên đá macma xâm nhập, trái lại khimacma trào lên mặt đất mới đông đặc thì tạo nên đá phun trào
- Đá trầm tích: được tạo thành do sự phá huỷ, biến đổi, lắng đọng, gắn kết củacác đá có từ trước hoặc do hoạt động của sinh vật Quá trình này có thể làm biến đổi
hoặc không biến đổi thành phần hoá học của đá gốc.
Có các loại đá trầm tích sau:
Trang 6+ Đá vun cơ học (đá vụn thô, đá cát, đã bột, đá sét)
+ Đá hoá học ( đá cacbonat, đá silic, đá phốt phát)
+ Đá sinh học ( đá than)
- Đá biến chất: hình thành do sự biến đổi thàh phần khoáng vật cũng như kiếntrúc và cấu tạo các đá, dưới tác dụng của các quá trình nội sinh xảy ra ở các độ sâu khácnhau trong vỏ trái đất
Có các loại đá biến chất: biến chất nhiệt, biến chất động lực học, biến chất tiếpxúc, biến chất khu vực (Gơnai, đá hoa, quăcczit )
3 Quá trình phong hoá đá và khoáng vật tạo thành đất, phân loại các quá trình phong hoá
3.1 Quá trình phong hoá đá và khoáng vật tạo thành đất
KN: Dưới tác động của những nhân tố bên ngoài (nhiệt độ, nước, hoạt động củaVSV, ) mà trạng thái vật lý và hoá học của đá và khoáng vật trên bề mặt đất bị biếnđổi Quá trình này gọi là quá trình phong hoá
Kết quả của quá trình phong hóa là đá và khoáng chất bị phá vỡ thành mảnh vụn,hòa tan, đi chuyển làm cho trạng thái tồn tại và thành phần hóa học hoàn toàn thay đổi
Kq tạo ra những vật thể vụ và xốp-sp phong hóa và sau quá trình phong hóa gọi là mẫuchất
3.2 Phân loại các quá trình phong hoá
Trang 7+ Sự thay đổi áp suất (mao quản)+ Sự đóng băng củ nước trong kẽ nứt+ Sự kết tinh của muối.
* Phong hoá hoá học
Quá trình phá huỷ đá và khoáng chất bằng các phản ứng hoá học Phong hoá hoáhọc làm cho thành phần khoáng vật và thành phần hoá học của đá thay đổi
- Kết quả
+ Làm đá vụn xốp
+ Xuất hện khoáng thứ sinh ( khoáng mới)
- Các phản ứng hoá học xảy ra trong quá trình phong hoá đá
+ Phản ứng hoà tan: các loại muối clorua và sunfat của các cation kim loại kiềm
và kiểm thổ của các khoáng dễ hoà tan
+ Phản ứng hydrat hoá (quá trình ngậm nước)
Nước là phân tử có cực, nên nếu khoáng chất có các cation và anion có hoá trị tự
do sẽ hút phân tử nước và trở thành ngậm nước
+ Phản ứng oxy hoá
Trong các khoáng chất cấu tạo đá, chứa nhiều ion hoá trị thấp như (Fe2+, Mn2+),những ion này bị oxy hoá thành hoá trị cao hơn làm cho khoáng bị phá huỷ và thay đổithành phần
+ Phản ứng thuỷ phân
Nước bị phân ly thành H+ + OH-
Quá trình phong hoá hoá học làm đá vỡ vụn và thay đồi thành phần của khoáng
và đá
* Phong hoá sinh học
Là quá trình biến đổi cơ học, hoá học các loại khoáng chất và dưới tác dụng củasinh vật và những sp của chúng
Sinh vật hút những nguyên tố dinh dưỡng do các quá trình phong hoá trên giảiphóng ra để tồn tại
Sinh vật tiết ra các axit hữu cơ ( axit axetic, malic, oxalit, ) và CO2 dưới dạng
H2CO3 Các axit này phá vỡ và phân giải đá và khoáng chất
Những VSV hoạt động do phân giải cũng sẽ giải phóng ra các axit vô cơ (axitnitric, sunfuric, ) làm tăng quá trình phá huỷ đá
Tảo và địa y có khả năng phá huỷ đã thông qua bài tiết và hệ rễ len lỏi vào kheđá
Tác dụng phong hoá cơ học do hệ rễ len lỏi và gây áp suất trên đá
Trang 8II Chất hữu cơ và mùn trong đất
1 Khái niệm chất hữu cơ và mùn trong đất, nguồn gốc và vai trò của chúng đối với môi trường đất.
1.1 Chất hữu cơ
1.1.1 Khái niệm:
CHC là hợp phần quan trọng của đất, làm cho đất có những tính chất khác vớimẫu chất Số lượng và tính chất của chất hữu cơ có vai trò quyết định đến quá trìnhhình thành và các tính chất cơ bản của chúng
1.1.2 Nguồn gốc
Khác với các chất khoáng, CHC không có nguồn gốc từ đá mẹ Trong đất tựnhiên nguồn cung cấp CHC duy nhất cho đất là các tàn tích sinh vật, bao gồm các sp rơirụng của thực vật, xác động thực vật và các VSV Đối với đất trồng trọt, ngoài xác độngthực vật con do quá trình bón phân hữu cơ
a, Tàn tích sinh vật
+ Sinh vật sống trong đất, lấy chất dinh dưỡng từ đất để sinh trưởng, phát triển,khi chết để lại những tàn tích hữu cơ (xác hữu cơ) Trong tàn tích sinh vật, chủ yếu (tới4/5) là tàn tích thực vật màu xanh Trong quá trình sống chúng quang hợp tạo chất hữu
cơ và khi chết chúng để lại cho đất: thân, rễ, cành, lá, quả và hạt
+ Thực vật màu xanh có nhiều loại, số lượng và chất lượng chất hữu cơ chúngđưa vào đất cũng khác nhau Cây gỗ sống lâu năm cung cấp chủ yếu là cành, lá khô vàquả rụng tạo thành trên mặt đất một tầng thảm mục ở đất rừng, sau đó mới bị phân giảibởi vi sinh vật đất Cây thân cỏ cho lượng chất hữu cơ nhiều và tốt hơn, lượng hữu cơ
mà chúng để lại trong đất chủ yếu lại là rễ
+ Ngoài thực vật màu xanh còn có xác động vật và vi sinh vật, lượng của chúngkhông nhiều, thường không vượt quá 100 - 200 kg/ha/năm trong đa số các loại đất, songchất lượng lại rất tốt đối với dinh dưỡng cây trồng
+ Thành phần hoá học của những tàn tích hữu cơ rất khác nhau tuỳ thuộc vàonguồn gốc của chúng
Ngoài hợp chất hữu cơ trong tàn tích sinh vật có chứa một lượng các nguyên tốtro Lượng chứa và tỷ lệ giữa chúng phụ thuộc vào từng loại sinh vật và điều kiện sốngcủa chúng Trong thành phần tro có K, Ca, Mg, Si, P, S, Fe Chúng được chứa nhiều ởcác cây thân cỏ
+ Sau khi chết, xác sinh vật đi vào đất hoặc bị phân giải hoặc được chuyển hoáthành các hợp chất mùn
b, Phân hữu cơ
Ðối với đất trồng trọt, nhất là những nơi có mức độ thâm canh cao thì phân hữu
cơ là một nguồn lớn bổ sung chất hữu cơ cho đất và tăng lượng mùn trong đất Hiện nay
Trang 9có nhiều loại phân hữu cơ: phân chuồng, phân bắc, phân rác, phân xanh, bùn ao Sốlượng và chất lượng của chúng tuỳ theo trình độ kỹ thuât canh tác, thâm canh cây trồng
- CHC là nguồn dự trữ và cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng Thành phần chủyếu của CHC nói chung và mùn đất nói riêng bao gồm C, H, O Ngoài ra, chúng cònchứa một lượng đáng kể các chất khoáng khác như N, P, K, S,… Sau quá trình khoánghoá các chất này sẽ được giải phóng trở thành các chất dinh dưỡng cung cấp cho câytrồng CHC trong đất cũng là nguồn cung cấp thức ăn và năng lượng trực tiếp của nhiềuloài SV Chính vì vậy, số lượng và chất lượng các xác hữu cơ có vai trò quyết định sựphân bổ và hđ của khu hệ SV đất
- Nhiều CHC khác nhau có hoạt tính sinh học cao, đặc biệt là các axit mùn có tácdụng kích thích sinh trưởng phát triển của rễ cây, làm tăng tính thẩm thấu của màng tếbào Có khả năng làm tăng hoạt tính của enzim oxy hoá-khử, làm tăng khả năng sửdụng dinh dưỡng của cây trồng
- CHC có ảnh hưởng đến nhiều tính chất hoá học và hoá lý của đất như ảnhhưởng đến điện thế oxy hoá-khử, làm tăng khả năng hấp phụ, khả năng đệm của đất
- CHC cũng có a/h đến các tính chất lý học của đất như a/h đến cấu trúc đất, tínhchất không khí, nhiệt độ, độ ẩm, dung trọng, độ xốp
độ bền với xói mòn và các ngoại lực khác tác động vào đất
- Hàm lượng CHC đất và độ bền cấu trúc liên quan chặt chẽ với nhau Hàng năm
có bổ sung xác hữu cơ thực vật đã duy trì có hiệu quả độ bền cấu trúc
Trang 10- Trong đất thường xảy ra quá trình suy thoái CHC nhanh hơn quá trình tích luỹchúng Việc duy trì độ bền cấu trúc đòi hỏi bổ sung CHC cho đất, nhất là đất trồng cácvùng nhiệt đới.
- Mùn có vai trò rất to lớn trong quá trình tạo thành đất, hình thành phẫu diện đất
- Mùn có vai trò rất toàn diện đối với độ phì đất, a/h đến mọi tính chất lý hoá vàsinh học của đất
2 Quá trình khoáng hoá và mùn hoá tàn tích sinh vật tạo thành chất hữu cơ và mùn trong đất, các yếu tố có ảnh hưởng đến các quá trình khoáng hoá và mùn hoá.
2.1 Quá trình khoáng hoá
* KN: là quá trình phân giả các hợp chất hữu cơ tạo thành các hợp chất khoáng đơn giản
( CO2, H2O, NO3-, NH4+, Ca2+, K+,…) sp cuối cùng là những hợp chất tan và khí Nhờquá trình này mà đã tạo ra chất dinh dưỡng dễ tiêu cho cây trồng sử dụng
Đây là quá trình biến đổi phức tạp và trải qua nhiều giai đoạn khác nhau
- GĐ1: khi các xác hữu cơ có cấu tạo phức tạp sẽ bị phân huỷ bời men VSV tiết
ra để trở thành các sp có cấu tạo đơn giản (đường, axitamin, axit béo)
- GĐ2: từ sp đơn giản dưới tác dụng cảu quá trình OXH- khử, khoáng, cacsboxintạo thành các sp chung gian (axit hữu cơ mạnh vòng, axit vô cơ)
- GĐ3: từ sp chung gian sẽ bị khoáng hoá hoàn toàn và sp cuối cùng là các chấtkhoáng dễ tiêu và khí
* Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình khoáng hóa:
+ các loại VSV đất
+ các yếu tố nhiệt, độ ẩm, ánh sáng
+thành phần của các xác hữu cơ ảnh hưởng tới quá trình khoáng hoá
2.2 Quá trình mùn hoá
* Khái niệm: Là quá trình phân giải, tái tổng hợp các CHC tạo thành chất mùn với sự
tham gia tích cực của các VSV
Mùn là những hợp chất hữu cơ cao phân tử phức tạp, chúng là sp của quá trìnhmùn hoá các CHC thông thường
* Những quan điểm của quá trình hình thành
Trang 11Những người theo quan điểm hoá học cho rằng quá trình hình thành chất mùn chỉđơn giản là các phản ứng hoá học.
+ Theo Vacsman (1936) thì nhân của chất mùn được hình thành do linhin kết hợpvới các chất khoáng kiềm trong đất, sau đó các phản ứng OXH sẽ gắn kết them các axithữu cơ khác để hình thành chất mùn Ngoài ra trong quá trình phân giải các xác hữu cơ,một loại sp màu đen vô định hình, có thành phần phức tạp được hình thành gọi là chấtmùn
+ Scheffer cho rẳng sự hình thành axit humit có thể bằng co đường sinh hoá vàcũng có thể bằng con đường hoá học đơn thuần
Ngày nay, nhiều bẳng chứng cho thấy sự hình thành chất mùn có sự tham gia tíchcực cảu các quá trình sinh hoá, đặc biệt là các VSV đất Sự hình thành chất mùn bằngcon đường hoá học đơn thuần là rất hạn chế, nó chỉ có thể gặp ở những nơi có đk bất lợicho các quá trình sinh học như đất quá chua hoặc quá nhiều độc tố Chúng ức chế cácquá trình sinh học xảy ra
Quan điểm sinh hoá về sự hình thành chất mùn cho rằng chất mùn được hìnhthành từ sp phân giải và tái tổng hợp các chất hữu cơ thông thường với sự tham gia tíchcực của các phản ứng sinh hoá, đặc biệt là các enzim do các VSV tiết ra
* Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình mùn hóa:
+ Chế độ nhiệt, không khí, và nước của đất
+ Thành phần cơ giới và các t/c lý hóa học của đất
+ Thành phần và cường độ hoạt động của các vsv
+ Thành phần xác hữu cơ đất
3 Hệ thống hoá bằng sơ đồ các giai đoạn của quá trình khoáng hoá và quá trình mùn hoá tàn tích sinh vật tạo chất hữu cơ trong đất.
III Tính chất vật lý của đất
1 Hạt cơ giới, cấp hạt cơ giới và thành phần cơ giới đất
Thành phần cơ giới đất là một trong những chỉ tiêu quan trọng, khi ta muốn thểhiện đặc tính của đất hoặc tầng đất ở ngoài đồng ruộng cũng như khi ở trong phòng thí
Trang 12nghiệm Chính vì thế, việc xác định thành phần cơ giới đất là một trong những phươngpháp phân tích phổ biến nhất hiện nay.
KN hạt cơ giới: Kết quả của quá trình hình thành đất đã tạo ra được những hạt
đất riêng rẽ có kích thước và hình dạng khác nhau Những hạt đất đó được gọi là “phần
tử cơ giới đất” hay còn gọi là hạt cơ giới đất Những phân tử nằm trong cùng một
phạm vi kích thước nhất định thì được gọi là cấp hạt cơ giới Những cấp hạt khác nhau
thì có tính chất và thành phần hoá học khác nhau Có 3 cấp hạt là: cấp hạt cát, cấp hạtlimông và cấp hạt sét
Tỷ lệ tương đối giữa các phân tử cơ giới có kích thước khác nhau trong đất được
gọi là thành phần cơ giới đất.
Thành phần cơ giới đất đề cập đến các tỷ lệ khác nhau của 3 loại hạt: cát, thịt và
sét trong một loại đất nào đó Thành phần hạt sẽ xác định kích thước và số lượng các lỗ
hổng giữa các hạt, mà sẽ là nơi được nước và không khí chiếm giữ
Đất cát có tỷ lệ lỗ hổng vào khoảng 25% trong khi đó đất sét khoảng 60% Trungbình đất canh tác có tỷ lệ khoảng 35-45%, đất tốt như nâu đỏ đạt đến 65%
Các hạt được phâ định dựa theo đường kính (D) hạt như sau:
Cát: 0.2 mm > D> 0.02 mmThịt: 0.02 mm > D > 0.002 mmSét: 0.002 mm > D
Ngoài ra thành phần cơ giới đất còn được phân thành:
+ Thành phần cơ giới thô+ Thành phân cơ giới trung bình+ Thành phần cơ giới mịn
Thành phần cơ giới đất có ý nghĩa quan trọng trong sản xuấ nông nghiệp Đất cóthành phần cơ giới nhẹ có lượng cát cao, dễ cày, tốn ít năng lượng trong việc chuẩn bịđất hươn lượng đất có lượng sét cao
Nói chung, đất cát có ít các lỗ hổng hơn nhưng lỗ hổng lại lớn hơn đất sét, dokích thước của các hạt lớn hơn Do đó, sau các cơn mưa lớn, đất sét giữ lại được nhiềunước hơn đất cát
2 Tính chất chủ yếu của các nhóm đất chính có thành phần cơ giới khác nhau (đất cát, đất sét, đất thịt)
Ở cấp hạt bụi khả năng hút nước phân tử tăng đột ngột, đọ thấm nước giảm độtngột, tính dính, tính dẻo, tính trương co xuất hiện và tăng nhanh Chính vì vậy mà căn
cứ vào cấp hạt này người ta đã phân ra thành 2 cấp hạt cơ bản: đó là cát vật lý có kíchthước >0.01 mm và sét vật lý có kích thước <= 0.001 mm Căn cứ vào tỷ lệ (%) của 2cấp hạt này người ta phân loại đất ra thành: đất cát, đất thịt, đất sét
+ Đất cát: có từ 80-100% hạt cát vật lý, 0-20% hạt sét vật lý
Trang 13Khả năng hấp phụ kém, dễ bị rửa trôi, đất cát nghèo chất dinh dưỡng.
Tóm lại: Đất cát không điều hoà chế độ nhiệt, khí, dinh dưỡng trong đất, đất kém
phì nhiều, bât lợi cho cây trồng và VSV
Đất cát thích hợp với những cây có của ( khoai tây, khoai lang, ), cây họ đậu(đậu xanh, đậu đen, lạc, ), các loại dưa (dưa hấu, dưa bở, ), các loại cây công nghiệp( thuốc lá, )
Đế cải tạo đất cát cần tăng tỷ lệ đất sét Biện pháp dẫn phù sa vào ruộng, bón bùn
ao, bùn sông, bón nhiêu fphaan hữu cơ
Đất sét chứa nhiều keo, dung tích hấp phụ lớn, giữ nước, giữ phân tốt, ít bị rửatrôi nên nhìn chung đất sét nhiều chất dinh dưỡng hơn đất cát Nhiều khi đất sét giữ chặtthức ăn làm cho cây trồng khó sử dụng
Đất sét mà nghèo CHC thì có sức cản lớn, khi khô thì chặt, cứng, nứt nẻ, khó làmđất
Đất sét thích hợp với lúa và cây công nghiệp dài ngày
Để cải tạo đất sét ta bón cát cho đất, bón phân chuồng, phân xanh, bón vôi để cảithiện thành phần cơ giới đất và cải tạo kết cấu cho đất
+ Đất thịt : có từ 20-50% sét vật lý, loại đất này có thể chia ra:
- Đất thịt nhẹ: có từ 20-30% hạt sét vật lý, 70-80% hạt cát vật lý
- Đất thịt trung bình: 34- 40% hạt sét vật lý, 60-70% hạt cát vật lý
Trang 14- Đất thịt nặng: 40-50% hạt sét vật lý, 50-60% hạt cát vật lý.
Tỷ lệ các hạt tương đối vì vậy đất thịt điều hoà được các chế độ nước, khí , nhiệttrong đất, điều hoà quá trính sinh hoá trong đất Đất thịt là loại đất thích hợp với nhiềuloại cây trồng Đất thịt mang tính chất trung gian giữa đất cát và đất sét
3 Kết cấu đất, ý nghĩa của kết cấu đất đối với môi trường đất
a, Khái niệm
Trong tự nhiên, các phần tử cơ giới không tồn tại riêng rẽ mà gắn kết với nhautạo thành những hạt lớn hơn có kích thước hình dạng khác nhau gọi là hạt kết
Sự dính kết các phần tử cơ giới thực hiện được là nhờ keo hữu cơ (mùn, keo hữu
cơ khác, ), keo vô cơ (Keo silic, keo sắt, nhôm, sét, ), keo vô cơ - hữu cơ (sét-mùn).Ngoài keo đất có các vsv, các loại côn trùng (đặc biệt là giun đất), cũng tham gia vàoquá trình tạo kết cấu đất
Tập hợp các hạt kết có kích thước, hình dạng, độ bền cơ giới và bền trong nướckhác nhau gọi là kết cấu đất
Kết cấu đất (cấu trúc đất) đề cập đến sự sắp xếp hoặc tập hợp các loại đất khácnhau Các hạt đất này được dính kết nhau nhờ các keo sét và hữu cơ, tạo thành các tậphợp đất có kết cấu lơn, nhỏ khác nhau Đất có thể có các dạng kết cấu chính như sau:
- Không kết cấu: các hạt đơn rời rạc nhau như cát ven biển
- Có kết cấu: cụm (viên), hạt, phiến dẹp, khối
Sự sinh trưởng cây trồng đòi hỏi đất có một kết cấu tốt, vì nó làm ảnh hưởng đến:+ Việc thẩm thấu và thoát nước
+ Việc cung cấp nước cho cây trồng
+ Việc hút dưỡng chất của rễ cây
+ Độ thoáng khí
+ Việc phát triển của rễ cây
+ Việc cày bừa và chuẩn bị đất
+ Việc nảy mầm và mọc của hạt giống sau khi gieo
Một loại đất có kết cấu lý tưởng là có kết cấu viên và có nhiều lỗ hổng Trongđiều kiện này, đất dễ canh tác (cày bừa, chuẩn bị đất ), cho phép rễ cây ăn sâu vào đấttốt hơn, và thoáng khí
b, ý nghĩa của kết cấu đất đối với môi trường đất
Kết cấu đất là chỉ tiêu cơ bản để đánh giá độ phì nhiêu, là bộ máy điều tiết cácchế độ nước, khí, nhiệt, dinh dưỡng trong đất
Đất có kết cấu tốt dẫn đến:
- Đất tơi xốp, làm đất dễ dàng, hạt dễ mọc, rễ cây dễ phát triển
Trang 15- Nước thấm nhanh, không gâu úng bí, không chảy lan tràn trên mặt, đồng thờigiữ được nhiều nước trong các khe hở mao quản cung cấp nước lâu dài cho cây.
- Đất thoáng khí có lợi cho cây trồng và các loại vi sinh vật đất
- Trong đất chế độ nước, không khí, nhiệt, thức ăn điều hoà với nhau Quá trìnhhảo khí và quá trình yếm khí song song thực hiện, thức ăn được phân giải cung cấp chocây, mùn chất hữu cơ được tích luỹ
- Đất có kết cấu hạn chế được xói mòn
4 Dung trọng, tỷ trọng, độ xốp, tính dính, tính dẻo, tính trương - co của đất.
a, Tỷ trọng đất
Tỷ trọng dất là tỷ số khối lượng của một đơn vị thể tích đất ở trạng thái rắn, khôkiệt với các hạt đất xếp sít vào nhau so với khối lượng nước cùng thể tích ở điều kiệnnhiệt độ 40C Tỷ trọng được tính bằng công thức sau:
d = P/P1Trong đó:
- Chất hữu cơ và mùn trong đất càng nhiều thì tỷ trọng càng nhỏ
+ Đất giàu chất hữu cơ và mùn thì d = 2,5
+ Đất có chất hữu cơ và mùn trung bình thì d = 2,65
+ Đất ít chất hữu cơ và mùn thì d = 2,7
Trang 16Ý nghĩa thực tiễn: Tỷ trọng đất được sử dụng trong các công thức tính toán độ
xốp, công thức tính tốc độ, thời gian sa lắng của các cấp hạt đất (cát, limon, sét) trongphân tích thành phần cơ giới Thông qua tỷ trọng đất người ta cũng có thể đưa ra đượcnhững nhận xét sơ bộ về hàm lượng chất hữu cơ, hàm lượng sét hay tỷ lệ sắt, nhôm củamột loại đất cụ thể nào đó
b, Dung trọng đất
Dung trọng đất là khối lượng (g) một đơn vị thể tích đất (cm3) ở trạng thái tựnhiên (có khe hở) sau khi được sấy khô kiệt Dung trọng đất được xác định bằng cáchđóng ống kim loại hình trụ có thể tích bên trong 100 cm3 thẳng góc với bề mặt đất ởtrạng thái hoàn toàn tự nhên, sau đó đem sấy khô kiệt đất rồi tính theo công thức:
D = P/VTrong đó:
Dung trọng đất sét D = 1,0 - 1,5
Dung trọng đất cát D = 1,2 - 1.8
Dung trọng tầng thảm mục D = 0,2 - 0,4
Dung trọng tầng mùn D = 0,8 - 1,2
Ý nghĩa: Dung trọng đất được sử dụng trong việc tính độ xốp của đất, tính khối
lượng đất canh tác trên 1 ha đất xác định trữ lượng các chất dinh dưỡng, lượng vôi cầnbón cho đất hay trữ lượng nước có trong đất
Dựa vào độ nén của đất, dung trọng còn được dùng để kiểm tra chất lượng cáccông trình thuỷ lợi, đê, bờ mương máng, để đảm bảo độ vững chắc của các công trìnhtrên đòi hỏi dung trọng cần đạt được tối thiểu phải lớn hơn 1,5 g/cm3
c, Độ xốp đất
Độ xốp đất là tỷ lệ % các khe hở chiếm trong đất so với thể tích chung của đất
Độ xốp đất được tính theo công thức sau:
P% = (1-D/d) x 100
Trong đó: P% là độ xốp tính theo %
D: là dung trọng đất (g/cm3)