Khoáng sét và sự liên quan của chúng với một vài chỉ tiêu lý hóa học trong một số Đất ở Việt Nam - Chương 4

Trong khoa học nghiên cứu đất trồng, để đạt được những kết quả xác định chắc chắn về phát sinh học đất

Chơng 4 Khoáng sét trong nhóm đất đen nhiệt đới vùng đồi núi Nhóm đất đen nhiệt đới bao gồm các loại đất đen, xám đen, nâu đen hình thành trên sản phẩm đọng Cacbonat thuộc các thung lũng vùng núi đá vôi Sơn La, Hà nam ninh, Hà Sơn Bình, Hà tuyên, dãy Trờng sơn; trên sản phẩm rửa trôi lắng đọng của Bazan hoặc Tuff Bazan thuộc các thung lũng thấp của cao nguyên Tây Nguyên và trên đá siêu Bazơ Secpentinit vùng núi Na-Thanh Hoá. Tuy nhóm đất đen ở Việt Nam chiếm một diện tích nhỏ so với các loại đất khác song có ý nghĩa quan trọng trong phát sinh học và phân loại đất Việt Nam và có độ phì vợt hẳn lên trên đất Ferralit đỏ vàng (Nguyễn Vy - Đỗ Đình Thuận 1976). Các nhà thổ nhỡng nghiên cứu đất Việt Nam đều thống nhất rằng do thành phần đá mẹ và sản phẩm tích đọng là trung tính hoặc kiềm lại hình thành ở địa hình thấp không bị rửa trôi mạnh nên đất có độ pH trung tính đến kiềm (Fridland 1965, 1973; Nguyễn Vy - Trần Khải 1969, 1976; Cao Liêm 1971, 1975). Chính môi trờng pH này cũng là nguyên nhân quan trọng trong sự tạo khoáng sét trong đất. Các tác giả trên đều cho rằng đây là loại đất duy nhất ở Việt Nam có khoáng sét Montmenilonit, là loại khoáng sét 3 lớp thờng thấy ở đất đen đồng cỏ vùng ôn đới (Treonozen) hoặc đất đen Vertisol thuộc lớp vỏ phong hoá Magalit. Song theo chúng tôi, vấn đề nghiên cứu thành phần khoáng sét trên những loại đất đen điển hình của nớc ta cần tiếp tục để có những kết luận thực tiễn, chắc chắn. Từ trớc đến nay, những tài liệu và kết quả nghiên cứu khoáng sét của nhóm đất này đã đợc công bố còn quá ít và các tác giả trên đa phần đã nhận định dựa theo quy luật lý thuyết về sự hình thành khoáng sét của nhóm đất đen nhiệt đới. Chỉ có kết quả phân tích trên đất đen đọng Cacbonat ở Mộc Châu- Sơn La của Nguyễn Vy (1969) cho thấy đất có khoáng sét Montmenilonit. Còn bằng phơng pháp nhiệt sai, Fridland (1973) chỉ tìm thấy ở đất đen trên Tuff Bazan Phủ quỳ khoáng sét hỗn hợp Illit - Montmenilonit và khoáng u thế là Meta Haluzit. Cha có một kết quả xác định khoáng sét trên đất đen siêu Bazơ Secpentinit đợc công bố, loại đất mà Fridland và Cao Liêm (1975), Nguyễn Vy - Trần Khải (1976) đã dựa vào quy luật phát sinh và tính chất đất phán đoán rằng có khoáng sét Montmenilonit điển hình hơn cả. Ngoài ra các tác giả còn nhận thấy trong đất đen xuất hiện cả khoáng sét Hydromica, Kaolinit chứng tỏ ít nhiều trong đất có quá trình Ferralit nên đã thống nhất với Fridland rằng ở Việt Nam loại đất đen này thuộc lớp vỏ phong hoá Magalit - Ferralit. Để tiếp tục nghiên cứu khoáng sét của nhóm đất này, chúng tôi đã tiến hành trên 3 loại đất phổ biến và đặc trng ở vùng đồi núi nớc ta là: - Đất đen trên sản phẩm đọng Cabonat thuộc thung lũng Hoa - Mộc Châu - Sơn La. - Đất đen trên sản phẩm tích đọng đá Bazan vùng cao nguyên Tây Nguyên. - Đất đen trên đá siêu Bazơ Secpentinit của núi Na - Nông Cống - Thanh Hoá. 1. Đất đen trên sản phẩm đọng Cabonat Loại đất này chiếm diện tích nhiều hơn cả trong nhóm đất đen. Chúng đợc hình thành tại các thung lũng thấp, bằng phẳng, không thoát nớc của vùng núi đá vôi, tập trung chủ yếu ở các tỉnh miền núi phía Bắc. Canxi của các núi đá vôi xung quanh rửa trôi xuống tích đọng lại thành lớp Cacbonat canxi khá dày. Đất hình thành thờng tích luỹ nhiều Canxi, Magie và mùn do có độ phì khá (bảng 3), đồng thời ảnh hởng đặc biệt đến sự tạo khoáng sét, kết quả xác định khoáng sét ở loại đất này nh sau: - Trên đờng DTA của các lớp đất phẫu diện từ 0-120 cm (hình 13) cho chúng tôi nhận biết đợc sự có mặt của khoáng Illit và Montmenilonit, tại hiệu ứng thu nhiệt ở 100-140C biểu hiện sự bốc hơi nớc hấp thu của chúng và hiệu ứng toả nhiệt 950C của Montmenilonit, tại đây khoáng này bị phá huỷ để tạo khoáng mới (Jasmund 1955; Bosler và Stake 1970). Hiệu ứng thu nhiệt tại 880-890C là hiệu ứng thu nhiệt thứ 2 của Montmenilonit cũng khá rõ (tại đó khoáng sét bị mất ion OH). Khoáng sét Kaolinit với hiệu ứng 550-560C xuất hiện ở 2 lớp đất đầu xong rất yếu. Tại các tầng đất dới, ở khoảng nhiệt độ này, chúng tôi thấy xuất hiện hiệu ứng 520-530C của khoáng SiO2 13: DTA - Đất đen đọng Cacbonat H.14: DTA - Đất đen trên SecpentinH. - Trên đờng phân tích nhiệt TG của các tầng đất, chúng tôi cũng thu đợc kết quả là sự có mặt của khoáng sét 3 lớp khá rõ qua tỷ lệ % trọng lợng nớc giảm của khoáng 3 lớp (0-250C) khá lớn là 8%, trong khi đó của khoáng sét 2 lớp (420-560C) chỉ chiếm có 3,43% (bảng 9). Cũng từ đờng TG cho chúng tôi nhận biết ở đất này hàm lợng chất hữu cơ ở lớp mặt rất cao và giảm dần theo chiều phẫu diện, ví dụ từ 0-1000C của lớp mặt trọng lợng giảm 19,4% xuống đến dới cùng chỉ còn 16%. Bảng 9: Phân tích nhiệt (TG): Trọng lợng nớc giảm của các khoáng sét trong đất đen trên sản phẩm đọng Cácbonát. Độ sâu tầng đất (cm) Khoảng nhiệt độ nung (0C) Trọng lợng giảm (mg) Tỷ lệ % trọng lợng giảm 0 -20 0 - 250 0 - 180 180 - 370 420 - 560 0 - 1000 59 47 45 24 136 8,43 6,71 6,43 3,43 19,43 20 - 43 0 - 250 80 - 210 260 - 390 480 - 580 43 38 31 17 6,72 5,94 4,84 2,66 43 - 75 0 - 250 30 - 180 460 - 600 0 - 1000 55 45 20 111 7,90 6,40 2,40 15,90 75 - 120 0 - 250 20 - 130 200 - 350 420 - 580 0 - 1000 56 42 20 25 112 8,00 6,00 2,86 3,57 16,00 - Trên các đờng XRD của phơng pháp tia Runtgen của các tầng đất (hình 15) cũng nh theo cấp hạt < 2àm đến >56àm (hình 16), chúng tôi không phát hiện đợc hiệu ứng điển hình của Montmenilonit độc lập (15) mà chỉ nhận đợc hiệu ứng của khoáng này ở 4,45 - 4,5. Tại hiệu ứng 14,4 - 14,7 theo chúng tôi đó là khoáng sét hỗn hợp Illit - Montmenilonit và khi sử lý mẫu no Glucol, không thấy có sự biến đổi vị trí hiệu ứng, có nghĩa là khoáng sét không trơng mạnh. Sự xuất hiện khoáng Illit đặc biệt rõ ở cấp hạt sét < 2àm của mẫu đất, tại các hiệu ứng 10,0 - 4,9 - 2,57 , còn ở cấp hạt khác cũng nh ở đất tự nhiên khoáng sét này chỉ thể hiện mạnh ở hiệu ứng 2,57; Khoáng Kaolinit có hiệu ứng 7,14 và 3,57 yếu trong mẫu đất, song lại khá rõ khi tách cấp hạt , nhất là ở các cấp hạt < 2àm và 6,3 -56 àm. H.15: Đất đen trên sản phẩm Cacbonat H.16: XRD - Đất đen trên sản phẩm đọng Cacbonat Bảng 10: Hàm lợng các khoáng sét và khoáng vật trong đất đen đọng Cácbonát Loại khoáng H: Chiều cao Pick V: H khoáng/H Bohmit V trung % khoáng H1V1H2V2H3V3bình Bohimit 11,4 13,4 13,3 Kaolinit (d=7,14) 3,0 0,26 1,2 0,08 2,1 0,15 0,18 8,0 Thạch anh (d=4,26) 7,0 0,60 5,9 0,44 5,9 0,45 0,49 15,0 Kaolinit (d=3,04) 6,8 0,60 6,7 0,50 7,2 0,54 0,56 7,1 Thạch anh (d=3,34) 26,3 2,30 26,9 2,00 26,9 2,0 2,11 16,0 Montmoril-lonit (d=4,5) 7,8 7,5 8,5 Có Illit (d=2,56) 1,8 0,16 2,1 0,15 2,52 0,18 0,17 3,3 - ảnh chụp dới kính hiển vi điện tử tia xuyên (ảnh 6) cho chúng tôi nhận biết khoáng Montmenilonit rất rõ, đó là dạng đám mây (bông xốp) do Montmenilonit thờng không có dạng tinh thể hoàn chỉnh, không sắc cạnh mà là các lớp phiến lởm chởm sắp đặt song song lên nhau (Rosler và Starke 1970). Trên ảnh của kính hiển vi chụp nổi chúng tôi còn nhận đợc tinh thể khoáng Canxi độc lập chứng tỏ đất của sản phẩm Cacbonat (ảnh 7). A6: HVDT - Đất đen trên sản phẩm đọng Cacbonat A7: HDVT (chụp nổi)- đất đen trên sản phẩm đọng Cacbonat Nh vậy bằng cả 3 phơng pháp trên, chúng tôi đã thu đợc kết quả phù hợp với ý kiến của Nguyễn Vy - Trần Khải (1976) rằng khoáng sét của đất đen trên sản phẩm đá vôi khá phức tạp và có Montmenilonit. Song theo chúng tôi, sự tồn tại của Montmenilonit ở dạng độc lập rất ít mà chủ yếu là ở dạng hỗn hợp khoáng Illit - Montmenilonit. 2. Đất đen trên sản phẩm đọng Bazan Loại đất này phân bố chủ yếu ở các thung lũng khá bằng phẳng của vùng cao nguyên Tây Nguyên: Gia Lai-Kontum, Đắc Lắc và Lâm Đồng, thung lũng rộng lớn ở Cheo Reo, ở vùng đất Bazan Phủ Quỳ-Nghệ Tĩnh cũng có một diện tích nhỏ đất này (Cao Liêm 1975; Nguyễn Vy - Đỗ Đình Thuận 1977). Đất đợc hình thành hoặc trên sản phẩm Tuff Bazan gần các miệng núi lửa hoặc do sản phẩm rửa trôi của đất đỏ Bazan lắng đọng lại cùng với chất hữu cơ của mùn. Do đó màu sắc của đất đen trên Bazan không chỉ hẳn là đen nh đất trên sản phẩm đọng Cacbonat mà còn có thể là đen, xám đen, hoặc nâu đen. Để bổ xung tài liệu thành phần khoáng sét của loại đất đen này mà trớc đây Fridland (1973) mới chỉ phân tích trong đất đen Nghệ Tĩnh (phía Bắc Việt Nam), sau ngày giải phóng miền nam, chúng tôi đã điều tra lấy mẫu đất đen vùng Tây Nguyên, kết quả xác định thành phần khoáng sét trong loại đất này nh sau: - Trên đờng DTA của 2 mẫu đất đen và xám đen, chúng tôi đều thấy sự xuất hiện đồng thời của khoáng sét 3 lớp và 2 lớp khá rõ (hình 17), trong đó hiệu ứng thu nhiệt của Montmenilonit (120-125C) rất sâu, hiệu ứng thu nhiệt thứ 2 của khoáng này (780C) cũng rõ hơn ở đất đen trên Cacbonat và hiệu ứng toả nhiệt 960C cũng rõ rệt, nhọn hơn. Hiệu ứng 560C của Kaolinit ở đây khá sâu, chứng tỏ hoặc quá trình Ferralit đã chi phối đáng kể loại đất này (xám đen) hoặc do Kaolinit ở trên núi đất đỏ vàng rửa trôi xuống lẫn vào. - Trên đờng XRD của các mẫu đất cũng cho chúng tôi nhận xét tơng tự là có sự tồn tại độc lập và song song của khoáng sét Montmenilonit và Kaolinit. Bằng phơng pháp tia Runtgen, chúng tôi xác minh rằng ở đây khoáng Montmenilonit khá điển hình dạng độc lập (15,03; 15,09) không thấy có xuất hiện rõ hiệu ứng của khoáng sét Mica. Khi làm no Gryxenrin, hiệu ứng tăng lên đến 17, càng chứng tỏ đó là Montmenilonit. Bên cạnh đó, Kaolinit cũng cho hiệu ứng rất rõ (7,2 và 3,56) (hình 17). H17: Đất đen trên sản phẩm Bazan - Dới ảnh kính hiển vi điện tử tia xuyên (Viện Vệ sinh dịch tễ chụp) cho thấy sự xuất hiện của Montmenilonit dạng tinh thể lởm chởm xốp cũng khá rõ, lác đác có những tinh thể nhỏ 6 cạnh của Kaolinit (ảnh 8). A8: HVDT - Đất đen trên sản phẩm Bazan - Kết quả trên đều cho thấy rằng trong loại đất đen trên sản phẩm đọng Bazan có khoáng Montmenilonit dạng độc lập tơng đối rõ hơn. Tuy nhiên trong đất vẫn còn một lợng Kaolinit đáng kể là đặc điểm chính của sự khác biệt giữa loại đất đen nhiệt đới của Việt Nam với các loại đất đen khác của thế giới. 3. Đất đen trên đá siêu Bazơ Secpentinit Đây là loại đất đen có diện tích rất nhỏ và chỉ tập trung điển hình nhất ở vùng núi Na - Thanh Hoá. Tuy đất này ít, không có ý nghĩa trong sản xuất nông nghiệp song nó lại là đối tợng quan tâm và nghiên cứu của nhiều nhà thổ nhỡng trong và ngoài nớc. Khi nghiên cứu về tình hình phát sinh các loại đất cũng nh các đặc tính lý hoá sinh học của chúng, các nhà thổ nhỡng đều thống nhất rằng ở Việt Nam đây là loại đất duy nhất mang tính chất của một loại đất đen điển hình thông qua tỷ lệ SiO2/Al2O3 > 3 (bảng 3) và đặc biệt khoáng sét Montmenilonit là khoáng đặc trng. Để có thể dùng khoáng sét này làm cơ sở chứng minh quy luật hình thành vỏ phong hoá của đất này cũng nh tính chất đặc biệt của đất, chúng tôi đã tiến hành xác định thành phần khoáng sét và một số tính chất lý hoá học của đất, kết quả nghiên cứu nh sau: - Nghiên cứu khoáng sét bằng phơng pháp nhiệt sai và tia Runtgen, chúng tôi đều nhận thấy sự tồn tại của khoáng Montmenilonit đặc biệt rõ. Hiệu ứng thu nhiệt 140-160C của khoáng 3 lớp rất sâu, cũng nh hiệu ứng ở 800C (lớp đất 0-20 cm) và hiệu ứng toả nhiệt gần 1000 chứng tỏ đó là khoáng Montmenilonit. Sự có mặt của Kaolinit ở hiệu ứng 550C rất ít vì chúng đều nông và tù (hình 18). - Đặc biệt kết quả xác định bằng tia Runtgen khẳng định cho chúng tôi rằng khoáng sét Montmenilonit là khoáng sét đặc trng cho đất này. Trên các đờng XRD của các lớp đất trong phẫu diện từ 0-6- cm (hình 18) đều thấy hiệu ứng 15-16 của Montmenilonit rất rõ, trong khi đó hiệu ứng của Kaolinit rất yếu, không đáng kể. Để kiểm tra chắc chắn, chúng tôi xử lý mẫu keo bằng cách làm no Glyxerin thì thấy hiệu ứng 15 của Montmenilonit thay đổi đến 17, chứng tỏ Montmenilonit đã bị trơng lên; khoáng sét Mica ở đây cũng hầu nh không xuất hiện. Nh vậy Montmenilonit đã hình thành trực tiếp từ sản phẩm phá huỷ của đá siêu Bazơ Secpentinit giàu Magie (40,15%) (Nguyễn Văn Chiến 1960) và có độ pH kiềm (bảng 3). Kết quả trên cũng cho thấy rằng ở đất này cũng cha có sự chuyển hoá khoáng sét rõ (từ Montmenilonit thành Kaolinit) nh ở loại đất đen trên sản phẩm đọng Cacbonat. H18: Đất đen trên Secpentin Nhận xét chung: Từ các kết quả xác định khoáng sét trên cho thấy rằng các đất đen vùng đồi núi Việt Nam đều có thành phần khoáng sét đặc trng cho loại đất đen thuộc vỏ phong hoá Magalit, đó là Montmenilonit hoặc hỗn hợp khoáng Illit - Montmenilonit. ở đây thành phần đá mẹ trung tính, kiềm, siêu kiềm cùng với địa hình thấp, trũng không bị rửa trôi là nguyên nhân chủ yếu hình thành nên khoáng sét 3 lớp Montmenilonit (Caller 1950; Mohr và cộng sự 1972; Hardon 1950; Kenchana - Cowds 1966; Jackson 1968; Pagel 1981 .). Thực vật, mẫu đất lấy phân tích đều thuộc sản phẩm đá mẹ: Bazơ (Cacbonat, Tuff hoặc Bazan); siêu Bazơ (Secpentinit) với hàm lợng CaO và đặc biệt MgO khá cao (bảng 3). pH các loại đất này khoảng từ trung tính đến kiềm yếu (bảng 3), đồng thời các mẫu đất này đều phân bố ở những thung lũng hoặc chân đồi thấp không có sự rửa trôi mạnh. Sự hình thành khoáng sét Montmenilonit của đất thông thờng chỉ xảy ra ở các vùng ôn đới với những điều kiện môi trờng trung tính , kiềm, xong kết quả của các công trình nghiên cứu của Dames (1949, 1950); Mohr và Van Barer (1954); Jackson (1968); Fridland (1973) cho biết rằng trên các đá mẹ giàu thuỷ tinh núi lửa, trên đá macnơ, đá vôi macnơ, đá siêu bazơ ở điều kiện nhiệt đới ẩm, thờng thấy hình thành các sản phẩm phong hoá chứa nhiều Montmenilonit. Do đó kết quả về sự tồn tại khoáng Montmenilonit trong các loại đất đen của chúng tôi phù hợp với quy luật tạo khoáng này, điển hình nhất là sự tạo khoáng ở đất đen trên đá siêu bazơ Secpentinit. Rõ ràng do thành phần đá mẹ chứa nhiều Magie (Mg++) ở đây rất cao, thậm chí đã gây độc cho nhiều loại cây trồng 30-40 ldl/100g đất (Nguyễn Vy - Đỗ Đình Thuận 1977) làm cho pH đất trung tính, kiềm ổn định là điều kiện cơ bản của sự tạo thành Montmenilonit trong đất. Ngay bên cạnh dải đồi đất đen này là vùng núi đá Secpentinit, ngời ta đã và đang khai phá đá siêu bazơ này để sản xuất phân Magie chất lợng cao. Hiện nay, nhờ sự giúp đỡ của Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp, Ban Nông nghiệp tỉnh Thanh Hoá cùng huyện Nông Cống cũng đang triển khai đề tài nghiên cứu và khai thác loại đất đen này để cải tạo cho vùng đất bạc màu của huyện vì đất đen có cùng tích hấp thu cao và cấu trúc tốt, Kết quả xác định sự có mặt của Montmenilonit dạng độc lập ở đất này của chúng tôi là một thực tế có ý nghĩa xác minh thêm đặc tính tốt của đất này. Còn sự tồn tại khoáng Montmenilonit dạng độc lập ở đất trên Tuff và sản phẩm đá Bazan vùng cao nguyên Tây Nguyên theo chúng tôi gắn liền với sự tạo thành sét Bentonit do sản phẩm phun trào của núi lửa. Theo nghiên cứu của các tác giả thế giới (Correus và Schlunz 1936; Noll 1949; Schuller 1953; Jasmund 1955) thì Montmenilonit là thành phần chính của sét Bentonit, sản phẩm tạo thành do sự phong hoá tro núi lửa - Montmenilonit thờng tạo thành ở giai đoạn sau thuỷ nhiệt của sản phẩm phun trào và ở những địa hình thấp, tại đó Mg++ ; Ca++ ; Fe++ không bị rửa trôi, có phản ứng đất trung tính, kiềm và tỷ số SiO2 / Al2O3 cao. Theo báo cáo của các nhà địa chất thuộc Liên đoàn bản đồ địa chất Việt Nam (Lê Lợi - Đào Ngọc Dinh 1979) thì sét Bentonit vùng Tây Nguyên tạo thành trong các trũng hồ Nêôgien có quang cảnh núi lửa. ở đó các Tuff tro núi lửa của các phun trào Bazan trong môi trờng kiềm là một phần nguyên liệu chính để tạo sét . Các Bazan trẻ (QII-IV) gồm chủ yếu là Bazan Olivin kiềm và Bazan đá giàu kiềm chứa nhiều Ziricon, Granst, Ranhetit, Cremit cũng có sự liên quan với sự tạo thành sét Bentonit. Các tác giả cũng đã giới thiệu một số địa điểm chứa nhiều sét Bentonit nh ở Di Linh, Bảo lộc (Lâm Đồng) với trầm tích Neogien có tới 5 lớp sét, mỗi lớp dày từ 4-12 mét; vùng Kontum, sông Ba thì các dải sét thờng lộ ra dọc theo thung lũng với 1-2 lớp sét, mỗi lớp dày từ 2-4 mét. Bằng phân tích nhiệt sai và Runtgen, các tác giả trên thấy rằng thành phần khoáng vật chủ yếu của sét Bentonit vùng Tây Nguyên là Montmenilonit với tỷ lệ tới 60-70%. Nh vậy lớp đất đen trên những thung lũng trầm tích sét này có khoáng Montmenilonit là điều dễ hiểu. Theo chúng tôi, một vấn đề ngợc lại cũng có thể đặt ra là sự có mặt của khoáng Montmenilonit trong vùng đất đen nào đó của Tây Nguyên có cảnh quan núi lửa sẽ giúp ta phán đoán đợc các lớp sét Bentonit có thể xuất hiện ở lớp dới - Bentonit là một khoáng sản hiếm và quý, rất cần cho nhiều ngành công nghiệp nh làm chất tẩy màu, tẩy dầu mỡ, dùng trong công nghiệp sản xuất đờng, tẩy chất bẩn trong rợu, trong công nghiệp sản xuất phân bón tổng hợp, . Nh vậy các kết quả xác định có khoáng sét Montmenilonit dạng độc lập và chiếm u thế trong một số loại đất đen trên đá siêu Bazơ Secpentinit và ở một số địa điểm thung lũng đất đen trên Tuff và đá bazan cho phép chúng tôi nhận định rằng ở Việt Nam vẫn có loại đất đen nhiệt đới điển hình nh một số vùng nhiệt đới của thế giới (Vertisol). Tuy nhiên diện tích loại đất này rất ít, không có ý nghĩa lớn trong sản xuất nông nghiệp. Khi xét đến sự có mặt của các khoáng sét khác trong nhóm đất này, chúng tôi cũng nhận thấy nh một số tác giả trong và ngoài nớc rằng đất đen ở nớc ta còn có các khoáng Illit, Vecmiculit, Chlorit, Kaolinit, . Trong nhiều mẫu đất nghiên cứu chúng tôi phát hiện thấy Montmenilonit thờng tồn tại ở dạng khoáng sét hỗn hợp Illit - Montmenilonit hơn là dạng độc lập. Goocbunop (1974) cũng xác nhận rằng đa số trờng hợp Montmenilonit trong đất thờng ở dạng hỗn hợp với khoáng Illit hoặc Vecmiculit. Sự có mặt của khoáng sét Kaolinit, một khoáng sét đặc trng cho loại vỏ phong hoá Ferralit tro trong đất đen nhiệt đới Việt Nam cũng đã và đang là vấn đề bàn luận và chú ý trong ngành phát sinh học đất nớc ta. Từ kết quả xác định khoáng sét trong một số mẫu đất đen ở chân núi lửa Hòn én (Phủ quỳ - Nghệ an) và đất đen đọng Cacbonat ở cao nguyên Mộc Châu - Sơn La, Fridland (1973) đã nhận định ở Việt Nam chỉ có vỏ phong hoá Magalit Ferralit vì thành phần khoáng sét của đất đen có cả Montmenilonit và Kaolinit. Từ đó Fridland (1973) cũng nh Nguyễn Vy - Trần Khải (1978) đều cho rằng nhóm đất đen nhiệt đới Việt Nam khác đất đen Veritsol hoặc đất Magalit của một số vùng nhiệt đới khác trên thế giới (những đất đen có chứa tới 40-60% Montmenilonit) nh ở ấn độ, Inđonexia, Sudan, Nam phi, Marốc. Sự hình thành đất đen Vertisol ở các vùng ôn đới và nhiệt đới khác không chỉ do yếu tố đá mẹ (trung tính - bazơ) và địa hình bằng phẳng mà còn chịu ảnh hởng rất lớn của chất hữu cơ (axit humid) của các hệ thực vật thân thảo (savan đồng cỏ) tạo nên một pH đất trung tính kiềm rất ổn định (Aubert 1965; Dudall 1965; Finck 1963; Pagel 1981). Trong khi đó ở điều kiện nhiệt đới nóng ẩm với địa hình vô cùng phức tạp, núi cao xen kẽ với các lũng của vùng đồi núi nớc ta làm cho các sản phẩm phong hoá tạo đất không ổn định cho dù đó là các sản phẩm của đá trung tính, bazơ. Đặc điểm đó đã tác động rất lớn đến sự tạo khoáng trong đất vùng đồi núi nớc ta nói chung và đất đen nói riêng. Sự có mặt của khoáng sét Kaolinit trong đất đen Việt Nam theo chúng tôi là do 2 hiện tợng sau đây chi phối: - Kaolinit của đất đỏ vàng (Ferralit hoá) từ các đỉnh hoặc sờn núi cao bao bọc xung quanh lũng đất đen rửa trôi xuống, lẫn vào (hiện tợng ngoại sinh). Hiện tợng này xảy ra khá rõ ở các mẫu đất đen thuộc các thung lũng hẹp hoặc chân sờn húi của núi đá vôi vùng Tây bắc Bắc Việt Nam (Mộc Châu - Sơn La) hoặc núi đá Bazan cao nguyên Tây Nguyên. - Kaolinit đợc hình thành ngay trong các đất đen do quá trình chuyển hoá khoáng 3 lớp Illit hoặc Montmenilonit (hiện tợng nội sinh) theo sơ đồ chuyển hoá khoáng sét của Jackson (1968 - hình 2) hoặc của Goocbunop (1974): Tro núi lửa Plagoclas Alophan Montmenilonit Kaolinit Hoặc Biotit Vecmiculit Montmenilonit Hydromica Kaolinit Muscovit Sự chuyển hoá này xảy ra ở những đất hoặc phân bố trên các chân sờn có địa hình dốc hơn, bị rửa trôi hơn làm môi trờng đất chua hoá; hoặc đất đã bị mất lớp thảm thực vật, nghèo màu, nghèo cation. Ví dụ điển hình cho hiện tợng này là đất đen sờn Hòn én mà Fridland (1973) đã lấy làm mẫu phân tích, hoặc đất xám đen trên chân sờn núi Bazan vùng Tây Nguyên (hình 17). ở một số loại đất đen trên sản phẩm đọng Cacbonat ngay từ lúc đầu hình thành thờng phụ thuộc vào hàm lợng Ca++ đợc giải phóng từ đá vôi (Cao Liêm 1969) và vào địa hình của đất. ở các vị trí cao dốc hơn các thung lungc bằng phẳng thì Ca++ bị rửa tôi nhanh hơn, pH giảm là nguyên nhân của sự hình thành Kaolinit trong đất đen. Fridland (1973) cũng nhận thấy rằng các dãy núi đá vôi ở nớc ta không đồng đều về thành phần và mức độ kết tinh do điều kiện tái trầm tích các sản phẩm phong hoá của đá vôi và do chế độ nớc hoà tan đá khác nhau. Nếu điều kiện nào thuận lợi cho đất mang tính chất Cacbonat cao hơn (ở vùng đá vôi kết tinh yếu, địa hình lũng thấp, rông) thì trong đất khoáng sét Montmenilonit chiếm u thế hơn; ngợc lại, nếu các điều kiện tạo cho Ca++ trong đất ít hoặc bị giảm nhanh (vùng núi đá vôi khó hoà tan, địa hình cao dốc hơn) thì Kaolinit xuất hiện, đặc trng cho đất Magalit - Ferralit thậm chí dẫn đến sự phát sinh đất Magalit - Ferralit nâu là loại đất trung gian của đất Ferralit và Magalit - Ferralit. Sự có mặt của khoáng sét Montmenilonit ít hoặc nhiều đều làm cho đất đen có những tính chất khác hẳn các loại đất khác của nớc ta. Trớc hết là ở màu đen của đất tơng phản với màu đỏ vàng của nhóm đất Ferralit nằm trên địa hình cao ngay cạnh nó. Màu đen này là do keo sét Montmenilonit, keo mùn tạo thành hạt kết viên màu đen nhánh ngay cả ở đất chỉ có hàm lợng mùn thấp (Pagel 1968). Nói chung đất có độ phì khá cao, ngoài các yếu tố nh tầng đất dày vì hình thành từ sản phẩm lắng đọng hoặc từ đá mẹ để phong hoá; hàm lợng các chất dinh dỡng cao do thành phần khoáng vật của đá mẹ giàu dinh dỡng nh (Ca, Mg, P, S, vi lợng, .) (Finck 1971; Dudall 1965); thành phần cơ giới thờng từ trung tính đến nặng thì đất đặc biệt có dung tích hấp thu cao do khoáng Montmenilonit quyết định (T = 40-6- ldl/100g đất); chính vì vậy đất có khả năng giữ chất dinh dỡng nhiều, ít bị rửa trôi. Cấu trúc đất khi đủ ẩm rất tốt, ở đây dạng cấu trúc viên không do keo sét quyết định nh ở nhóm đất đỏ vàng mà do Montmenilonit kết hợp với mùn dạng Humatcanxi nên cũng khá bền, tạo điều kiện thích hợp cho các cây hoa màu phát triển. Song không phải Montmenilonit không có những nhợc điểm nhất định ảnh hởng đến tính chất đất và sinh trởng cây trồng. Nhợc điểm lớn nhất là khi đất ớt quá lâu thì Montmenilonit thể hiện tính trơng lên, phá vỡ kết cấu đất, phân tán mạnh gây bí và cây thiếu oxy; ngợc lại nếu để đất quá khô thì Montmenilonit sẽ co lại mạnh làm đất nứt nẻ, khô cứng, độ ẩm cây héo lớn ảnh hởng đến sự sống của cây, đến nảy mầm của hạt. đất giàu Montmenilonit lại thờng có pH trung tính, kiềm làm cho đất dễ thiếu Fe++, Mg++ và có nơi quá giàu Mg++ (đất trên Secpentinit) gây bệnh hoặc gây độc hại cho cây. Nếu chúng ta tìm hiểu kỹ và khắc phục đợc nhợc điểm trên thì có thể nói đất đen là loại đất phì nhiêu lý tởng của các loại hoa màu (bông, mía, đậu, .), cây thuốc cũng nh cây ăn quả của vùng đồi núi. Mối quan hệ của khoáng sét Montmenilonit với một số tính chất đất chúng tôi xin trình bày kỹ hơn ở chơng sau cuối. [...]... tích trên đất đen đọng Cacbonat ở Mộc Châu- Sơn La của Nguyễn Vy (1969) cho thấy đất có khoáng sét Montmenilonit. Còn bằng phơng pháp nhiệt sai, Fridland (1973) chỉ tìm thấy ở đất đen trên Tuff Bazan Phủ quỳ khoáng sét hỗn hợp Illit - Montmenilonit và khoáng u thế là Meta Haluzit. Cha có một kết quả xác định khoáng sét trên đất đen siêu Bazơ Secpentinit đợc công bố, loại đất mà Fridland và Cao Liêm... khoáng sét của nhóm đất này, chúng tôi đà tiến hành trên 3 loại đất phổ biến và đặc trng ở vùng đồi núi nớc ta là: - Đất đen trên sản phẩm đọng Cabonat thuộc thung lũng Hoa - Mộc Châu - Sơn La. - Đất đen trên sản phẩm tích đọng đá Bazan vùng cao nguyên Tây Nguyên. - Đất đen trên đá siêu Bazơ Secpentinit của núi Na - Nông Cống - Thanh Hoá. 1. Đất đen trên sản phẩm đọng Cabonat Loại đất. .. núi Na- Thanh Hoá. Tuy nhãm ®Êt ®en ë ViƯt Nam chiÕm mét diƯn tích nhỏ so với các loại đất khác song có ý nghĩa quan trọng trong phát sinh học và phân loại đất Việt Nam và có độ phì vợt hẳn lên trên đất Ferralit đỏ vàng (Nguyễn Vy - Đỗ Đình Thuận 1976). Các nhà thổ nhỡng nghiên cứu đất Việt Nam đều thống nhất rằng do thành phần đá mẹ và sản phẩm tích đọng là trung tính hoặc kiềm lại hình thành ở địa... mạnh nên đất có độ pH trung tính đến kiềm (Fridland 1965, 1973; Nguyễn Vy - Trần Khải 1969, 1976; Cao Liêm 1971, 1975). Chính môi trờng pH này cũng là nguyên nhân quan trọng trong sự tạo khoáng sét trong đất. Các tác giả trên đều cho rằng đây là loại đất duy nhất ở Việt Nam có khoáng sét Montmenilonit, là loại khoáng sét 3 lớp thờng thấy ở đất đen đồng cỏ vùng ôn đới (Treonozen) hoặc đất đen Vertisol... (1975), Nguyễn Vy - Trần Khải (1976) đà dựa vào quy luật phát sinh và tính chất đất phán đoán rằng có khoáng sét Montmenilonit điển hình hơn cả. Ngoài ra các tác giả còn nhận thấy trong đất đen xuất hiện cả khoáng sét Hydromica, Kaolinit chứng tỏ ít nhiều trong đất có quá trình Ferralit nên đà thống nhất với Fridland rằng ở Việt Nam loại đất đen này thuộc lớp vỏ phong hoá Magalit - Ferralit. Để... Song theo chúng tôi, vấn đề nghiên cứu thành phần khoáng sét trên những loại đất đen điển hình của nớc ta cần tiếp tục để có những kết luận thực tiễn, chắc chắn. Từ trớc đến nay, những tài liệu và kết quả nghiên cứu khoáng sét của nhóm đất này đà đợc công bố còn quá ít và các tác giả trên đa phần đà nhận định dựa theo quy luật lý thuyết về sự hình thành khoáng sét của nhóm đất đen nhiệt đới. Chỉ có...Chơng 4 Khoáng sét trong nhóm đất đen nhiệt đới vïng ®åi nói Nhãm ®Êt ®en nhiƯt ®íi bao gồm các loại đất đen, xám đen, nâu đen hình thành trên sản phẩm đọng Cacbonat thuộc các thung lũng vùng núi đá vôi Sơn La, Hà nam ninh, Hà Sơn Bình, Hà tuyên, dÃy Trờng sơn; trên sản phẩm rửa trôi lắng đọng của Bazan hoặc Tuff Bazan thuộc các thung lũng thấp của cao nguyên Tây Nguyên và trên đá siêu... Secpentinit của núi Na - Nông Cống - Thanh Hoá. 1. Đất đen trên sản phẩm đọng Cabonat Loại đất này chiếm diện tích nhiều hơn cả trong nhóm đất đen. Chúng đợc hình thành tại các thung lũng thấp, bằng phẳng, không thoát nớc của vùng núi đá vôi, tập trung chủ yếu ở các . 6,71 6 ,43 3 ,43 19 ,43 20 - 43 0 - 250 80 - 210 260 - 390 48 0 - 580 43 38 31 17 6,72 5, 94 4, 84 2,66 43 - 75 0 - 250 30 - 180 46 0 - 600 0 - 1000 55 45 20. mà chỉ nhận đợc hiệu ứng của khoáng này ở 4, 45 - 4, 5. Tại hiệu ứng 14, 4 - 14, 7 theo chúng tôi đó là khoáng sét hỗn hợp Illit - Montmenilonit và khi sử lý