Đất là một nguồn tài nguyên độc lập, thiết yếu và không thể thay thế cho mọi sinh vật trên cạn, bao gồm cả con người. Đất phát triển dựa trên sự tương tác qua lại giữa sinh vật với đá và khoáng vật; với nước; với không khí và khí hậu là yếu tố kiểm soát cường độ của các tương tác này. Sự hình thành đất là một quá trình lâu dài và phức tạp. Có năm yếu tố chính ảnh hưởng đến sự hình thành của đất là: đá mẹ, sinh vật, khí hậu, địa hình và thời gian. Sự tương tác và phối hợp giữa những yếu tố này quyết định đặc tính cuối cùng và phân biệt của mỗi loại đất. Quá trình tương tác và phối hợp giữa các yếu tố khác nhau sẽ tạo ra các loại đất khác nhau và ảnh hưởng lên sự phân bố của chúng. Các tác động của con người theo thời gian đã trở thành một yếu tố quan trọng trong sự hình thành của đất. Con người đã có những tác động tiêu cực cũng như tích cực đến sự hình thành của đất.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI *** - BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC YẾU TỐ HÌNH THÀNH ĐẤT VIỆT NAM Học viên Người hướng dẫn khoa học : : Hà Nội, tháng năm 2019 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Đất nguồn tài nguyên độc lập, thiết yếu thay cho sinh vật cạn, bao gồm người Đất phát triển dựa tương tác qua lại sinh vật với đá khống vật; với nước; với khơng khí khí hậu yếu tố kiểm sốt cường độ tương tác Sự hình thành đất q trình lâu dài phức tạp Có năm yếu tố ảnh hưởng đến hình thành đất là: đá mẹ, sinh vật, khí hậu, địa hình thời gian Sự tương tác phối hợp yếu tố định đặc tính cuối phân biệt loại đất Quá trình tương tác phối hợp yếu tố khác tạo loại đất khác ảnh hưởng lên phân bố chúng Các tác động người theo thời gian trở thành yếu tố quan trọng hình thành đất Con người có tác động tiêu cực tích cực đến hình thành đất Học viên thực chuyên đề “Nghiên cứu đặc điểm yếu tố hình thành đất Việt Nam” để thu hiểu biết sâu rộng đặc điểm yếu tố hình thành đất Việt Nam phục vụ cho công việc nghiên cứu sau CHƯƠNG Q TRÌNH PHONG HĨA KHỐNG VẬT, ĐÁ VÀ SẢN PHẨM CỦA NĨ Q trình phá hủy khống vật đá gọi q trình phong hóa Từ “phong hóa” biểu thị đá mẹ bị biến đổi ảnh hưởng thời tiết Ban đầu, sau toàn phạm vi khối đá rắn bị nứt bị nghiền nát phần, nước sau xâm nhập vào vết nứt sau tiếp xúc trực tiếp lâu dài với khống chất đá, thành phần hóa học chúng bị thay đổi Q trình phong hóa khơng thể xảy ra, xảy khơng hồn hảo triệt để khơng có nước Nước có tác dụng rửa lũa hịa tan khống vật, đồng thời mơi trường phản ứng hóa học xảy làm biến đổi khoáng vật từ dạng sang dạng khác Nguồn lượng để thực trình phong hóa chủ yếu lượng Mặt Trời mà Trái Đất nhận Nguồn lượng vô tận, liên tục dễ dàng chuyển hóa từ dạng nhiệt sang dạng khác, trình phong hóa liên tục xảy khắp nơi Các q trình phong hóa diễn mạnh mẽ bề mặt Trái Đất nơi tiếp xúc trực tiếp với khí thủy Một số đá phong hóa dễ dàng có số khác có sức kháng cự Ví dụ đá trầm tích phong hóa nhanh chóng tạo hạt cát phù sa nhỏ hơn, đá núi lửa có khả kháng cự phong hóa tốt Sự phong hóa đá rắn thành hạt cát phù sa giai đoạn cuối phong hóa q trình nhiều năm đề hồn thành mà thêm vào đó, chuỗi q trình phong hóa tiếp tục diễn nhiều mức độ khác Trong khí hậu ấm áp, ẩm ướt vùng nhiệt đới, tốc độ cường độ phong hóa cao so với khu vực ơn đới [1,3] Tùy thuộc vào yếu tố tác dụng lên đá sản phẩm tạo thành, phong hóa chia thành ba loại phong hóa gồm phong hóa vật lý, phong hóa hóa học phong hóa sinh học Sự phân chia loại phong hóa tương đối, thực tế, q trình phong hóa liên quan mật thiết hỗ trợ cho nhau, tùy điều kiện cụ thể mà ba trình xảy mạnh 1.1 Q TRÌNH PHONG HĨA KHỐNG VẬT VÀ ĐÁ 1.1.1 Phong hóa vật lý Phong hóa vật lý trình phá hủy đá tác dụng nhiệt độ áp suất làm cho đá bị nứt nẻ vỡ vụn, không thay đổi thành phần khống vật hóa học so với thành phần ban đầu đá mẹ Quá trình phá hủy đá yếu tố nhiệt độ gọi phong hóa nhiệt Q trình phá hủy đá yếu tố áp suất gọi phong hóa học [1] Phong hóa nhiệt thể rõ rệt vùng hoang mạc khơ nóng với chênh lệch lớn nhiệt độ ngày đêm Tại vùng này, lượng mưa thấp, nhiệt độ ban ngày lên tới 70 – 80 oC ban đêm xuống tới -40oC Do trình truyền nhiệt thực từ vào bên khối đá, nên vào ban ngày lớp khối đá nung nóng giãn nở ra, phần bên nguội lạnh Vào ban đêm, nhiệt độ giảm xuống, lớp đá bị co lại Sự dao động nhiệt ngày qua ngày làm cho khoáng vật tạo đá bị co giãn liên tục Do hệ số giãn nở nhiệt khoáng vật khác nên liên kết chúng bị phá vỡ, khe nứt xuất hiện, ngày mở rộng ăn sâu vào khối đá Kết khối đá bị vỡ ra, ban đầu tảng lớn, tiếp đến dăm cục nhỏ cuối cát, bột Các khống vật khác có hệ số giãn nở khác Ví dụ hệ số giãn nở thạch anh 0,00031; calxit 0,00020… Màu sắc khoáng vật yếu tố quan trọng phong hóa nhiệt Khống vật sẫm màu olivin, pyroxen, amphibol, biotit có khả hấp thụ nhiệt lớn dễ bị phá hủy khoáng vật sáng màu hấp thụ nhiệt thạch anh, muscovit [1,4] Tác động nước đóng băng, rễ tăng trưởng, muối kết tinh khe nứt đá gây phong hóa học Khi đóng băng, thể tích nước tăng lên khoảng 10 – 11%, tạo thành nêm chèn sâu vào khe nứt gây áp lực lớn làm cho khối đá bị vỡ toác thành mảnh riêng biệt Trong trình tăng trưởng, rễ cối ngày lớn, xuyên sâu vào khe nứt đá, tương tự đóng nêm làm cho đá bị nứt Sự kết tinh muối khe nứt nhỏ làm cho đá bị dập vỡ Hiện tượng thường xảy khí hậu khô, Mặt Trời làm cho nước bốc muối khe nứt kết tinh lại Sự tăng trưởng cá tinh thể muối qua thời gian gây áp lực làm cho khe nứt mở rộng dần đến lúc đó, đá nguyên khối bị phá vỡ [1] 1.1.2 Phong hóa hóa học Phong hóa hóa học q trình phá hủy, biến đổi đá thành phần khoáng vật nguyên tố xảy phản ứng hóa học khoáng vật đá mẹ ban đầu với tác nhân phong hóa Các q trình phong hóa gồm thủy phân, oxy hóa, hydrat hóa, carbonat hóa… thủy phân oxy hai trình phổ biến quan trọng [1] - Thủy phân: chế phân hủy chủ yếu khoáng vật silicat alumosilicat Do phản ứng thủy phân, nguyên tố kiềm, kiềm thổ giải phóng dạng cation hịa tan nước, silic phần tạo acid silic, phần giữ lại khoáng vật sét với nhơm Ví dụ: 2KAlSi3O8 + 11H2O 2K+ + 2OH- + 4Al2Si2O5(OH)4 + 4H4SiO4 Orthclas Kaolinit - Oxy hóa: phản ứng oxy khống vật chứa nguyên tố thay đổi số oxy hóa sắt, lưu huỳnh, mangan Phản ứng oxy hóa đóng vai trị lớn việc phân hủy khống vật chứa Fe2+ Ví dụ: Khống vật pyrit bị oxy hóa biến đổi sau: 2FeS2 + 7O2 + 2H2O = 2FeSO4 + 2H2SO4 12FeSO4 + 3O2 + H2O = 4Fe2(SO4)3 + 4Fe(OH)3 - Hydrat hóa: q trình thâm nhập phần từ nước vào mạng lưới tinh thể khoáng vật làm suy yếu cấu trúc bền vững làm thay đổi thành phần hóa học khống vật Ví dụ: CaSO4 + 2H2O CaSO4.2H2O Anhydrit Thạch cao Fe2O3 + nH2O Fe2O3.nH2O Hematit Limonit - Carbonat hóa: phản ứng có tham gia ion carbonat [CO3]2- Ví dụ: PbSO4 + H2CO3 PbCO3 + H2SO4 [1,6] Anglesit Cerussit 1.1.3 Phong hóa sinh học Phong hóa sinh học q trình biến đổi học, hóa học loại khống chất đá tác động sinh vật sản phẩm chúng Mọi sinh vật từ bậc thấp đến bậc cao tham gia phá hủy khoáng vật đá Rễ len lỏi vào khe nứt để hút nước chất khoáng, theo thời gian, rễ to dần phá vỡ đá Nhưng song song với q trình đó, rễ tiết H2O CO2 tạo H2CO3 để hịa tan đá khống vật Khi chết đi, xác sinh vật bị phân hủy sinh axit hữu góp phần hịa tan khoáng vật đá Nhà khoa học tiếng người Nga Vecnatxki cho rằng: "Hoạt động hoá học vỏ Trái Ðất, gần 99% có liên quan tới q trình sinh hố học" [3] 1.2 VỎ PHONG HĨA Sản phẩm q trình phong hóa vỏ phong hóa – thể địa chất nằm phần vỏ Trái Đất, gồm sản phẩm hình thành chỗ q trình phong hóa Những sản phẩm phân bố có quy luật từ xuống tạo thành lớp khác cấu tạo, thành phần vật chất gọi đới (zone) tầng (horizon) phong hóa [1] 1.2.1 Các loại vỏ phong hóa Căn vào q trình tích lũy, thành phần tính chất, vỏ phong hóa chia thành vỏ phong hóa chỗ vỏ phong hóa trầm tích - Vỏ phong hóa chỗ: sản phẩm phong hóa tích lũy đá mẹ tạo thành vỏ phong hóa chỗ Vỏ phong hóa chỗ gồm loại sau: o Vỏ phong hóa vụn thơ: thường gặp vùng xói mịn mạnh, mảnh vụ học có kích thước lớn tích lũy đá mẹ o Vỏ phong hóa feralit: phổ biến vùng ơn đới có khí hậu ơn hịa Hầu hết khống vật silicat, nhơm silicat hóa sét silic bắt đầu bị rửa trôi với kim loại kiềm, kiềm – thổ Các khoáng vật ngun sinh cịn lại khống vật bền vững thạch anh (SiO2) o Vỏ phong hóa alit: phổ biến vùng nhiệt đới cận nhiệt đới nơi q trình phong hóa diễn mạnh - Vỏ phong hóa trầm tích: sản phẩm phong hóa di chuyển theo dịng nước chảy hay bị gió thổi theo, tích lũy lại gặp điều kiện thời tiết thuận lợi tạo thành vỏ phong hóa trầm tích Vỏ phong hóa trầm tích gồm loại sau: o Vỏ phong hóa trầm tích siallit: có phần chủ yếu sét, keo sét, ngồi cịn có limon cát Khống vật ngun sinh có thạch anh, felspat o Vỏ phong hóa carbonat – siallit: thành phần tương tự vỏ phong hóa siallit có chứa lượng CaCO3 định o Vỏ phong hóa clorua, sunfat, carbonat – siallit: thành phần vỏ phong hóa giống hai vỏ phong hóa có chứa thêm muối clorua sunfat chất kiềm kiềm đất [1,9] 1.2.2 Vỏ phong hóa Việt Nam Lãnh thổ Việt Nam nằm khu vực nội chí tuyến có nhiệt cao độ ẩm lớn, thuận lợi cho q trình phong hóa hóa học Mặt khác, phân hóa khí hậu theo vĩ độ độ cao với địa chất với nhiều loại đá khác tạo nên lớp vỏ phong hóa đa dạng gồm kiểu siallit, sialferit, ferosiallit, feralit ferit [1] - Vỏ phong hóa feralit hình thành chủ yếu đá basalt trầm tích biến chất Tây Nguyên Nam Trung Bộ Thành phần khoáng vật đặc trưng vỏ feralit gồm gibbsit, goethit, ngồi có kaolinit, montmorillonit hydromica Trên vỏ phong hóa hình thành nên nhóm đất feralit – đất đỏ vàng nước ta [1,3] - Vỏ phong hóa siallit hình thành đá magma acid (granit, ryolit, felsit…) thuộc vùng núi thấp, trung bình cao Các đá có nhiều nơi, vỏ phong hóa siallit phân bố rải rác khắp lãnh thổ Việt Nam dạng đốm da báo [1,3] - Vỏ phong hóa ferosiallit phổ biến lãnh thổ Việt Nam, phát triển hầu hết loại đá dạng địa hình khác nhau; từ vùng gị đồi thấp thoải đến vùng núi cao; từ miền Đông Bắc Bộ, Tây Bắc Bộ, dọc theo dãy Trường Sơn, Tây Nguyên vùng cực Nam Trung Bộ [1] - Vỏ phong hóa sialferit phát triển đá granit, ryolit, đá phiến, đá phiến kết tinh thạch anh – felspat Kiểu vỏ gặp Tú Lệ, Sa Pa, Pu Si Lung, Fansipan, Điện Biên, Tam Lang, Tam Lung, phía Tây tỉnh từ Thanh Hóa đến Bình Thuận [1] - Vỏ phong hóa ferit thường có diện phân bố hẹp, gặp số nơi Bắc Giang, Vĩnh Phúc phía Tây tỉnh miền Trung [1] CHƯƠNG CÁC YẾU TỐ HÌNH THÀNH ĐẤT Sự hình thành đất trình lâu dài phức tạp Ước tính inch đất từ 500 tới 1000 năm để hình thành Đất liên tục hình thành liên tục bị xói mịn Theo nhà bác học người Nga Dokuchaev năm 1883 đất hình thành tác động phối hợp năm yếu tố là: đá mẹ, sinh vật, khí hậu, địa hình thời gian Sự tác động năm yếu tố định chi phối tất trình hình thành biến đổi diễn đất để hình thành nên loại đất khác Sau Dokuchaev, nhà thổ nhưỡng học bổ sung thêm yếu tố tác động người lên hình thành đất [3,9] Hình 2.1 Sự hình thành đất Nguồn: www.fao.org 2.1 ĐÁ MẸ Đá mẹ nói chung vật liệu địa chất nơi tất tầng/lớp đất hình thành Các khống vật đất hình thành lên tảng đất Chúng 10 đất Hydromagnesite thúc đẩy q trình tân hóa khống vật [3,4] Có thể kể đến q trình diễn đất có tham gia trực tiếp gián tiếp loài vi sinh vật q trình hình thành mùn, q trình chuyển hóa đạm đất, trình phân giải xác hữu cơ… Mỗi q trình có tham gia loài sinh vật cụ thể Vi sinh vật tham gia vào q trình phân giải hữu thành dạng vơ cho trồng hấp thụ, biến dạng vô khó tiêu thành dạng dễ tiêu Vi sinh vật sống vùng rễ có quan hệ mật thiết với cây, chúng sử dụng chất tiết làm chất dinh dưỡng, đồng thời cung cấp chất dinh dưỡng cho qua trình hoạt động phân giải Ngược lại, vi sinh vật tiết vitamin chất sinh trưởng có lợi trồng Trong trình hoạt động vi sinh vật, nhóm háo khí hình thành nên thành phần mùn axit humic Axit humic có vai trò quan trọng với axit mùn khác có tác dụng kích thích phát triển hệ rễ để hấp thu chất dinh dưỡng tốt hơn, sinh trưởng phát triển mạnh Hầu hết loài vi sinh vật sinh sản theo cách tự phân nên lượng sinh khối tạo đất lớn, sau chết xác loài sinh vật bị phân giải góp phần cung cấp chất hữu tạo độ phì cho đất [4,11] 2.3 KHÍ HẬU Khí hậu yếu tố quan trọng việc hình thành đất Các đặc trưng khí hậu nhiệt độ, độ ẩm khơng khí, lượng mưa… có ảnh hưởng lớn tới hình thành đất Nhiệt độ độ ẩm ảnh hưởng đến tốc độ hòa tan, q trình phân hủy hóa học, rửa trơi hay lắng đọng thành phần đất Ở vùng ấm ẩm, thành phần dễ hòa tan (như cation Ca, Na, K Mg) bị rửa trơi hồn tồn khỏi đất, để lại khống chất khơng bị ảnh hưởng oxit sắt Các loại đất có xu hướng màu mỡ nhiều chất dinh dưỡng hòa tan Ở mặt khác, khu vực ấm tương đối khơ, canxi cacbonat sunfat kết tủa tích tụ để tạo thành lớp cứng độ sâu đất Ở vùng khơ hơn, muối có độ hịa hịa tan cao natri clorua 14 bị giữ lại đất Chất hữu – phần lại bị phân hủy phần thực vật động vật – có xu hướng tích tụ mơi trường tương đối mát mẻ lại phân hủy nhanh chóng mơi trường ấm áp [5,9] Ảnh hưởng khí hậu nhìn thấy mạnh mẽ khu vực trải qua thay đổi điều kiện khí hậu (từ ẩm đến khơ từ ấm đến lạnh) dựa tảng đá mẹ Ví dụ Nga, nơi khí hậu chiếm vai trị ưu hình thành đất Các loại đất trưởng thành tương thích dù hay nhiều với khí hậu khu vực gọi đất địa đới Trường hợp đất vùng khí hậu định giữ số ảnh hưởng đá mẹ gọi đất địa đới chỗ Tuy nhiên, trình hình thành đất bị hạn chế mạnh mẽ điều kiện khí hậu địa phương đất trì đặc tính đá mẹ gọi đất phi địa đới [5] Mỗi đới khí hậu Trái Đất có lồi thực vật đặc trưng Ví dụ: thực vật đặc trưng khí hậu ơn đới kim, thực vật đặc trưng khí hậu nhiệt đới rộng… 2.4 ĐỊA HÌNH Yếu tố thứ tư hình thành đất hình dạng cảnh quan hay có nghĩa địa hình khu vực nơi đất phát triển Địa hình ảnh hưởng đến hình thành đất theo nhiều cách khác Khi đất phẳng, trình trao đổi lượng, trình nước chảy vào có xu hướng thẳng đứng, đất thường phát triển tới độ sâu đặc trưng Ngược lại, nơi địa hình nghiêng dốc, phần đáng kể lượng nước mưa chảy xuống (hiện tượng gọi dòng chảy) quét qua bề mặt đất gây xói mịn Do đó, đất địa hình nghiêng dốc có xu hướng nơng khơ so với đất nằm cao nguyên thung lũng Nước chảy từ mặt đất dốc xuống mang lại nhiều độ ẩm lắng đọng trầm tích bổ sung thung lũng vùng đất thấp Đất thung lũng chí tích tụ nước ngầm nơng nước bị cản trở đất thung lũng thơng khí Các loại đất hình thành phần liên tiếp cảnh quan có xu hướng khác điều kiện vi khí hậu, chúng nằm 15 vùng khí hậu vĩ mô đá mẹ tương tự Sự nối tiếp loại đất – từ cao nguyên đỉnh đồi đến đáy đồi đến thung lũng – gọi “toposequence” hay “catena” (từ tiếng Latin có nghĩa “một chuỗi”) [5,11] Địa hình ảnh hưởng gián tiếp đến hình thành đất thơng qua yếu tố khí hậu sinh vật Càng lên cao nhiệt độ giảm dần theo quy luật độ cao tăng 100 m, nhiệt độ giảm 0,5 oC, đồng thời ẩm độ tăng lên Sự thay đổi khí hậu kéo theo thay đổi sinh vật Ở độ cao khác có đặc trưng khí hậu sinh vật khác Năm 1968, Cao Liêm tìm quy luật hình thành đất theo độ cao dãy núi Hoàng Liên Sơn sau: Ðộ cao (m) Loại đất Dưới 1000 m Ðất Feralít 1000-1800 m Ðất Feralít - mùn núi 1800-2300 m Ðất mùn alít núi cao 2300-2900 m Ðất mùn thơ núi > 2900 m Ðất mùn thô than bùn núi [3] 2.5 THỜI GIAN Yếu tố thứ năm hình thành đất thời gian mà qua trình hình thành đất hoạt động Thời gian yếu tố hình thành đất trình khác cuối định đặc tính đất Các q trình hoạt động từ từ ảnh hưởng chúng lên hình thành đất lên đến đỉnh điểm việc hình thành đất trưởng thành sau vài kỷ thiên niên kỷ Tốc độ hình thành đất bị ảnh hưởng điều kiện độ ẩm nhiệt độ diễn khu vực Trong điều kiện ẩm ướt thúc đẩy trình phong hóa hình thành đất điều kiện mát khơ lại hạn chế Khi điều kiện tồn khoảng thời gian dài, loại đất thu đạt đặc tính ổn định thực tiễn [5,10] Theo dòng thời gian, chất ban đầu đá mẹ dần trở nên quan trọng đất đảm nhận đặc tính chịu ảnh hưởng mạnh mẽ 16 khí hậu từ xác định q trình sinh hóa, sinh lý biểu cuối chúng Khí hậu định cường độ rửa trôi nước Trong đất khu vực ẩm ướt thường không giữ muối dễ hịa tan đất vùng khơ cằn lại có xu hướng tích tụ muối Ở nơi khô cằn thế, nước bay muối bị bỏ lại có xu hướng tích tụ Trải qua khoảng thời gian dài, hình thành đất khơng kết thúc tình trạng cân thực ổn định mà chí cịn dẫn đến tình trạng tự thối hóa (như đất có chất khơng thấm nước đất với tình trạng ngập úng hồn tồn) [4,5] Thời gian tuổi đất, gồm tuổi tuyệt đối tuổi tương đối Tuổi tuyệt đối tuổi cacbon hữu đất hay tuổi mùn đất Ðể xác định tuổi mùn, dùng phương pháp phóng xạ cacbon C 12 có đồng vị phóng xạ C13 C14, thể sống thực vật tỷ lệ C 13 C14 số giống khí Sau chết C 14 không bền bị phân huỷ giảm dần, từ lượng C14 lại mùn dựa vào chu kỳ bán phân rã C 14, tính tuổi mùn đất Tuổi tương đối đất dùng để đánh giá phát triển biến đổi diễn đất nên khơng tính thời gian cụ thể Dựa vào hình thái đất để có nhận xét hình thành phát triển đất Đất non hình thành từ đá mẹ phù sa tàn tích thường màu mỡ (vì giữ lại chất dinh dưỡng hòa tan) so với loại đất già bị rửa chất dinh dưỡng [3,4] 2.6 TÁC ĐỘNG CỦA CON NGƯỜI Yếu tố thứ sáu đạt mức độ quan trọng trình hình thành đất tác động người Những tác động bao gồm việc phát quang thảm thực vật tự nhiên dẫn đến kết phá vỡ toàn hệ sinh thái tự nhiên; việc định hình lại bề mặt đất thay đổi mơ hình nước; việc bóc tách canh tác học lớp đất mặt dẫn đến việc nén, phá vỡ cấu trúc đất, làm xói mịn chất hữu cơ; mơ hình canh tác theo mùa loại bỏ sinh khối; tạo thay đổi cách áp dụng thuốc trừ sâu, phân bón, hệ thống tưới tiêu nước Tuy nhiên, khơng phải tất ảnh hưởng người phá hủy Ở số nơi, quản lý hợp lý độ phì, 17 chất hữu độ ẩm đất thực tăng cường suất đa dạng sinh học đất Do đó, đất quản lý khác biệt rõ rệt so với đất ban đầu đất tự nhiên Những tác động tốt người như: bố trí trồng phù hợp với tính chất đất; xây dựng cơng trình thuỷ lợi; đắp đê ngăn lũ nước mặn; bổ sung chất dinh dưỡng đất loại phân bón… Tuy nhiên, thật đáng buồn trường hợp có can thiệp người giúp cải tạo đất tốt hơn, suất tăng lên ngày hơn, quy mô nhỏ so với trường hợp có can thiệp người gây suy thối đất [3,5] CHƯƠNG HÌNH THÁI ĐẤT Hình thái đất thể phẫu diện đất hay nói cách khác hình thái đất phẫu diện đất Phẫu diện đất mặt cắt thẳng đứng từ mặt đất xuống sâu 3.1 CẤU TẠO PHẪU DIỆN ĐẤT Quan sát phẫu diện đất, từ mặt xuống sâu thường có tầng đất khác màu sắc, thành phần giới, độ chặt, độ xốp, mức độ đá lẫn, phân bố rễ trồng, độ ẩm Phẫu diện đất mặt cắt thẳng đứng từ bề mặt đất xuống tầng đá mẹ Các loại đất khác có độ dày đặc trưng phẫu diện khác Phẫu diện đất hình thái biểu bên ngồi phản ánh q trình hình thành, phát triển tính chất đất Khi quan sát mặt cắt thẳng loại đất tự nhiên, ta thấy diện nhiều hay lớp đất phân biệt với nhau, mặt cắt bao gồm nhiều lớp đất gọi phẫu diện đất (trắc diện đất) Vậy, phẫu diện đất tiết diện thẳng đứng đất gồm có lớp (layer) hay tầng liên tiếp V.V.Docuchaev người dùng ký tự chữ in hoa ký hiệu cho tầng đất, theo ông từ mặt xuống sâu có tầng A, B, C Tầng A lớp đất (còn gọi tầng mặt, tầng canh tác), tầng tích luỹ chất hữu mùn, đồng thời tầng A tầng rửa trôi, tuỳ mức độ nghiên cứu mà tầng A chia 18 thành A00, A0 (tầng thảm mục), A1, A2, A3 Tầng B tầng tích tụ chất rửa trơi từ tầng A xuống, chia thành B 1, B2, B3 Tầng C tầng mẫu chất nằm đá mẹ phát sinh đất [3] Một phẫu diện đất đầy đủ thường chia thành lớp từ xuống sau: - Vùng bề mặt: quan sát thơng thường phần rõ ràng loại đất vùng bề mặt Thông qua vùng bề mặt, vật chất lượng vào rời khỏi đất Bề mặt nhẵn rỗ, địa khối dạng hạt, liền mạch nứt gãy, cứng dễ vỡ, phẳng dốc, trần trụi phủ, bỏ hoang canh tác Các điều kiện vùng bề mặt ảnh hưởng mạnh đến trình thấm nước, khuếch tán khí q trình nảy mầm tăng trưởng thực vật [5] - Lớp đất mặt hay tầng mặt (topsoil): thường ký hiệu tầng A Tầng khu vực hoạt động sinh học chủ yếu Ở đây, động thực vật dư lượng chúng tương tác với vô số vi sinh vật vô đa dạng Chỉ nhúm lớp đất mặt chứa tới hàng tỉ vi sinh vật Do đó, lớp đất mặt nói chung làm giàu chất hữu cơ, bao gồm dư lượng sản phẩm động thực vật giai đoạn phân hủy khác Sự tập trung chất hữu tạo cho tầng đất màu tối Ở trạng thái tự nhiên, tầng mặt phần màu mỡ đất, giàu chất dinh dưỡng chất hữu Tuy nhiên, đưa vào canh tác, lớp đất mặt trở nên dễ bị suy thối chúng thường bị giẫm đạp, chèn ép, nghiền nát, bóc trần lớp phủ thực vật phải chịu tác động trực tiếp mưa bão gió Do đó, hàm lượng chất hữu cao ban đầu tầng A thường bị cạn kiệt dẫn đến khả sinh sản tự nhiên kết cấu tầng có xu hướng xấu Rễ phát triển chủ yếu tầng đất này, có rễ cạn Khi cày canh tác, lớp gọi tầng canh tác [3,5] - Lớp đất bên (subsoil): thường ký hiệu tầng B nơi số vật liệu khơng bền khống chất hịa tan hạt đất sét lọc từ tầng A xuống có xu hướng tích tụ Do tầng B mơ tả 19 khu vực q trình bồi tích Những tích lũy áp lực đất mức kết hợp để làm giảm độ xốp lớp đất sâu Trong số trường hợp, tầng B dày đặc gây ức chế q trình thơng khí, làm chậm nước bên chống lại xâm nhập phát triển rễ Do tầng B làm giàu đất sét nên thường dày tầng A, chứa nhiều đất sét tầng A lại chất hữu hoạt động sinh học cấu trúc tầng B thường lớn [5] - Lớp đá mẹ: thường ký hiệu C, lớp đá mẹ đất Tầng C bao gồm vật liệu đá bị phong hóa bị phân mảnh phần – vùng chuyển tiếp lớp đất bên lớp đá gốc bên - Lớp đá gốc: cứng, chưa phân hóa ký hiệu tầng D Các tầng A, B, C nhận rõ ràng số trường hợp nhìn chung đa phần nhận loại đất địa đới điển hình – loại đất liên quan tới vùng khí hậu riêng biệt Trong trường hợp khác, đất khơng có tầng B phát triển rõ ràng đó, đất đặc trưng tầng A, C Đất gọi trưởng thành chịu tác động yếu tố hình thành đất thời gian đủ dài cho phát triển hình thái đầy đủ [5,10] 20 Hình 3.1 Cấu tạo phẫu diện đất Nguồn: [5] 3.2 THÀNH PHẦN CỦA ĐẤT Đất vật xốp, bao gồm thành phần (hay gọi pha): rắn, lỏng khí Các thành phần rắn kết dính lại với hình thành hạt, keo đất Giữa chúng lỗ hổng chứa khơng khí nước - Thành phần rắn – bao gồm tất vật liệu vơ (khống sét) hữu (mùn) Thành phần thường chiếm 50% thể tích đất - Thành phần lỏng – bao gồm nước đất dung dịch đất Trong môi trường lý tưởng, thành phần nước chiếm 25% thể tích - Thành phần hơi/khí – phần khơng khí đất chiếm khoảng 25% thể tích cịn lại, bao gồm tất loại khí chủ yếu cacbonic (CO2), oxygen nitơ (N2), đất bùn có them khí metan H2S (hyđro sulfit) Khơng khí đất chứa nhiều CO (do phân giải chất hữu cơ, hô hấp rễ thải ra) O2 [3] 21 Lượng CO2 đất phụ thuộc vào trạng thái đất Đất chặt có lượng CO2 nhiều đất tơi xốp Càng xuống sâu lượng CO tăng lên Trong đất nhiều CO2 O2 bất lợi cho nảy mầm hạt giống, cho hô hấp sinh trưởng bình thường trồng vi sinh vật 3.3 CẤU TRÚC ĐẤT Cơ cấu đất (cấu trúc đất) đề cập đến xếp tập hợp loại đất khác Các hạt đất dính kết nhờ keo sét hữu cơ, tạo thành tập hợp đất có cấu lớn, nhỏ khác Đất có dạng cấu sau: - Khơng có cấu: hạt đơn rời rạc đất cát ven biển - Có cấu cụm (viên), hạt, phiến dẹp, khối Sự sinh trưởng trồng địi hỏi đất phải có cấu tốt, làm ảnh hưởng đến: - Việc thấm nước - Việc cung cấp nước cho trồng - Việc hút dưỡng chất rễ - Độ thoáng khí - Việc phát triển rễ - Việc cày bừa chuẩn bị đất - Việc nảy mầm mọc hạt giống gieo [4] Một loại đất có cấu lý tưởng có cấu viên nhiều lỗ hổng Trong điều kiện này, đất dễ canh tác, cho phép rễ ăn sâu vào đất tốt 22 Hình 3.2 Các dạng cấu trúc đất Nguồn: [4] Độ dày đất xác định từ tầng mặt đến tầng đá mẹ hình thành đất Độ dày phẫu diện đất thay đổi từ 40-50 đến 100-150cm, có nơi dày 10m hay (Feralit đá basalt Tây Nguyên) 3.4 MÀU SẮC ĐẤT Màu sắc đất đặc điểm quan trọng phản ánh tính chất đất Ví dụ có nhiều loại đất gọi tên theo màu: đất đen, đất đỏ, đất xám… Dựa vào màu sắc đánh giá chất lượng độ phì đất Màu sắc đất phụ thuộc vào hàm lượng mùn thành phần khoáng học hoá học đất Màu sắc đất thay đổi phức tạp, phẫu diện đất tầng thường có màu sắc khác Màu sắc đất thay đổi theo độ ẩm tạo ba màu đen, đỏ trắng Các loại đất khác có màu sắc khác 23 - Màu đen đất chủ yếu mùn tạo nên, mùn nhiều đất đen độ phì lớn Ngồi mùn cịn có số hợp chất hố học có màu đen oxyt mangan - MnO2 - Màu đỏ đất chủ yếu oxyt sắt - Fe 2O3 tạo nên, oxyt sắt ngậm nước chúng có màu vàng Ðại phận đất vùng đồi núi vùng có địa hình cao Việt Nam có màu đỏ vàng hay loang lổ đỏ vàng chủ yếu Fe2O3 Fe2O3.nH2O tạo nên - Màu trắng đất chủ yếu thạch anh (SiO2), canxi carbonat (CaCO3) kaolinit tạo nên Những đất có màu trắng thường chứa nhiều SiO2, nghèo mùn chất dinh dưỡng Ðất xám bạc màu Việt Nam có màu trắng xám trắng [4,8] Sự phối hợp màu đen, đỏ trắng cho nhiều màu khác Zakharop xây dựng tam giác màu với đỉnh đen, đỏ trắng Ngày nay, nhà khoa học đất giới xây dựng thang màu chuẩn đất – thang màu Munsel Màu đất định lượng theo hệ thống màu cụ thể thuận lợi cho việc mơ tả màu sắc đất 24 Hình 3.3 Thang màu Munsel Nguồn: Internet 25 KẾT LUẬN Đá mẹ sản phẩm phá hủy đá gốc, nguồn cung cấp vật chất vô cho đất Do đó, đá mẹ định thành phần khống vật, thành phần giới ảnh hưởng nhiều đến tính chất đất Các yếu tố khí hậu ảnh hưởng trực tiếp đến hình thành đất nhiệt ẩm Tác động nhiệt ẩm làm cho đá gốc bị phá huỷ (về mặt vật lí hố học) thành sản phẩm phong hố, sau tiếp tục bị phong hoá thành đất Nhiệt ẩm cịn ảnh hưởng tới hồ tan, rửa trơi tích tụ vật chất tầng đất, đồng thời tạo môi trường để vi sinh vật phân giải tổng hợp chất hữu cho đất Sinh vật đóng vai trị chủ đạo hình thành đất : thực vật cung cấp vật chất hữu cơ, rễ thực vật bám vào khe nứt đá làm phá huỷ đá Vi sinh vật phân giải xác sinh vật tổng hợp thành mùn Các đặc điểm địa hình ảnh hưởng đến hình thành đất như: địa hình dốc làm cho đất dễ bị xói mịn, tầng đất thường mong Ở nơi phẳng, trình bồi tụ ưu nên tầng đất thường dày giàu chất dinh dưỡng Thời gian hình thành đất cịn gọi tuổi đất Thời gian kể từ loại đất hình thành đến gọi tuổi tuyệt đối đất Tuổi đất nhân tố biểu thị thời gian tác động yếu tố hình thành đất dài hay ngắn, mặt khác cịn thể cường độ q trình tác động Con người có tác động tiêu cực đến hình thành đất số quy trình nơng nghiệp mà họ sử dụng Việc phát quang thảm thực vật tự nhiên, sử dụng đất bề mặt cho canh tác, thu hoạch nơng nghiệp thúc đẩy xói mịn làm tăng mát chất hữu đất Tuy nhiên người có tác động góp phần cải thiện đất cách lắp đặt hệ thống tưới tiêu bổ sung chất dinh dưỡng hữu cho khu vực bị khai thác Các yếu tố hình thành đất có tầm quan trọng đáng kể trình hình thành đất Sự tác động tổng hợp yếu tố cuối hình thành nên loại đất riêng biệt Nghiên cứu đặc điểm yếu tố hình thành đất tạo thuận lợi cho việc phân loại phân bố loại đất khác 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Đặng Mai, Ngô Quang Tồn (2016), “Phong Hóa” Bách khoa thư Địa chất NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, tr 1234 – 1247, Hà Nội [2] Lưu Thế Anh (2013), "Đánh giá điều kiện phát sinh thối hóa đất tỉnh Đăk Lăk Đăk Nông" Báo cáo chuyên đề Tiến sĩ [3] Thư viện số Trường Đại học Tài nguyên Mơi trường Hà Nội, “Sự hình thành đất” Hà Nội [4] Phan Tuấn Triều (2010), “Giáo trình: tài nguyên đất môi trường” NXB Thư viện số Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội, Hà Nội Tiếng Anh [5] D Hillel, “Soil Formation,” in Soil in the Environment, Springer, 2018, pp 15–26 [6] M Kutílek, D R Nielsen, M Kutílek, and D R Nielsen, “The Birth of Soils,” in Soil: The Skin of the Planet Earth, Elsevier Inc., 2015, pp 31– 69 [7] M J Wilson, “The importance of parent material in soil classification: A review in a historical context”, Catena, vol 182, pp 1–7, 2019 [8] R B Harrison and B D Strahm, “Soil Formation,” in Encyclopedia of Ecology, Elsevier Inc., 2008, pp 3291–3295 [9] Nico van Breeman and Peter Buurman, Soil Formation, vol 53, no 9, Kluwer Academic, 2019 [10] R P Voroney and R J Heck, The Soil Habitat, 4th ed, Elsevier Inc., 2015 [11] R C Amundson, “Soil Formation,” in Treatise on Geochemistry, vol 5, 27 no 1, Elsevier Inc., 2003, pp 1–35 28 ... tiêu cực tích cực đến hình thành đất Học viên thực chuyên đề “Nghiên cứu đặc điểm yếu tố hình thành đất Việt Nam? ?? để thu hiểu biết sâu rộng đặc điểm yếu tố hình thành đất Việt Nam phục vụ cho công... núi [3] 2.5 THỜI GIAN Yếu tố thứ năm hình thành đất thời gian mà qua q trình hình thành đất hoạt động Thời gian yếu tố hình thành đất trình khác cuối định đặc tính đất Các q trình hoạt động từ... tỉnh miền Trung [1] CHƯƠNG CÁC YẾU TỐ HÌNH THÀNH ĐẤT Sự hình thành đất q trình lâu dài phức tạp Ước tính inch đất từ 500 tới 1000 năm để hình thành Đất liên tục hình thành liên tục bị xói mịn