Độ phì, quản lý và nâng cao độ phì nhiêu của đất

Độ phì, quản lý và nâng cao độ phì nhiêu của đất

PHẦN I MỞ ĐẦU

Đất đai là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá, là thành phần quan trọng hàng đầu củamôi trường sống Trong sản xuất nông nghiệp đất vừa là đối tượng lao động, vừa là tư liệusản xuất không thể thay thế được Do vậy, lĩnh vực đánh giá tài nguyên đất rất được quantâm nhằm đề ra các giải pháp sử dụng đất hợp lý trên mỗi vùng lãnh thổ nhất định

Việt Nam là nước 3/4 diện tích đất ở vùng đồi núi, có độ dốc cao, lượng mưa lớn(1800 - 2000mm/năm) tập trung vào 4 - 5 tháng mùa mưa với lượng mưa chiếm tới 80%tổng lượng mưa, thì hiện tượng xói mòn đất luôn xảy ra và gây hậu quả nghiêm trọng Phảilàm gì để đảm bảo lương thực cho khoảng 85 triệu dân như hiện nay, trong khi diện tíchđất nông nghiệp ngày một bị thu hẹp?, phải sử dụng đất như thế nào để có năng suất câytrồng cao nhất và bền vững

Từ thực tiễn trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu chuyên đề: "Độ phì, quản lý vànâng cao độ phì nhiêu của đất" vì đây chính là cơ sở của một nền nông nghiệp bền vững

PHẦN II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

2.1 ĐỘ PHÌ?

2.1.1 Độ phì nhiêu của đất?

Trong sản xuất nông nghiệp đất là tư liệu sản xuất cơ bản, phổ biến, quý báu nhất.Tư liệu sản xuất này nếu được sử dụng đúng thì nó không những không bị hao mòn mà cóthể ngày một tốt hơn.

Muốn sử dụng đúng đất phải đánh giá được chất lượng của chúng Muốn xây dựng,chỉ đạo kế hoạch phát triển kinh tế nông nghiệp cũng phải nắm được chất lượng đất.Trong các chương trước, khi nói về thành phần và tính chất của đất chúng ta đều có nhậnxét và đánh giá từng mặt của đất Nhưng để đánh giá tổng hợp chất lượng của đất phải cóchỗ dựa vững chắc Chỗ dựa này chính là khả năng sản xuất ra sản phẩm cây trồng

Khả năng sản xuất của đất cũng chính là nội dung chủ yếu của độ phì nhiêu đất Sựphát triển của học thuyết độ phì nhiêu đất gắn liền với tên tuổi của V R Viliamx Ông đãnghiên cứu một cách chi tiết sự hình thành và phát triển của độ phì nhiêu trong quá trìnhhình thành đất tự nhiên, các điều kiện xuất hiện độ phì nhiêu trong sự phụ thuộc vào mộtsố đặc tính của đất, cũng như đã hình thành các luận điểm cơ bản về nguyên tắc chungnâng cao độ phì nhiêu đất và sử dụng nó trong sản xuất nông nghiệp.

Độ phì nhiêu có thể được định nghĩa như sau: Độ phì nhiêu là khả năng của đất cóthể thoả mãn các nhu cầu của cây về các nguyên tố dinh dưỡng, nước, đảm bảo cho hệthống rễ của chúng có đầy đủ không khí, nhiệt và môi trường lý hoá học thuận lợi cho sinhtrưởng và phát triển bình thường.

Độ phì nhiêu là đặc tính chất lượng cơ bản của đất phân biệt nó với đá Khái niệmđất và độ phì nhiêu gắn bó chặt chẽ với nhau Độ phì nhiêu của đất là kết quả của sự pháttriển của quá trình hình thành đất cũng như quá trình trồng trọt khi sử dụng đất vào mụcđích sản xuất nông nghiệp.

Người ta chia ra các yếu tố và điều kiện của độ phì nhiêu đất Các yếu tố của độ phìnhiêu bao gồm nguyên tố dinh dưỡng, nước, không khí và nhiệt là những yếu tố cần thiết

đặc tính, chế độ, sự tương tác phức tạp của chúng quyết định khả năng đảm bảo các yếutố độ phì.

Mức độ độ phì nhiêu phụ thuộc vào các chỉ tiêu cụ thể của các chế độ đất: nhiệt,nước-khí, dinh dưỡng, lý-hoá học, sinh học, muối và oxi hoá-khử (đây là những thông sốquan trọng nhất)

Các thông số của chế độ đất lại được quyết định bởi các điều kiện khí hậu, các đặctính của đất: thành phần cơ giới, thành phần khoáng vật và thành phần hoá học, trữ lượngtiềm tàng của các nguyên tố dinh dưỡng cũng như hàm lượng di động của chúng, hàmlượng, thành phần và trữ lượng mùn, cường độ của các quá trình vi sinh vật, các phản ứngvà đặc tính lý hoá học khác.

Các quá trình địa hoá học và địa chất học cũng có ảnh hưởng đến sự hình thành độphì nhiêu đất (dòng nước ngầm cứng, mềm, ngọt hoặc nước khoáng, sự xói mòn tầngmùn…).

Tuy nhiên không phải đối với tất cả các đặc tính và chế độ của đất mọi chỉ tiêu sốlượng cho phép phân loại các thông số độ phì nhiêu đất phù hợp với yêu cầu của cây trồngđã được làm sáng tỏ

Khi đánh giá vai trò của từng đặc tính và chế độ đất trong quá trình hình thành độphì cần phải nhấn mạnh các luận điểm cơ bản sau: Độ phì nhiêu là kết quả của sự tươngtác phức tạp, tương tác của các đặc tính và chế độ đất; các chỉ tiêu đặc tính và chế độ đấtcó thể được đánh giá về mặt số lượng; thực vật khác nhau có các yêu cầu không giốngnhau về các đặc tính và chế độ đất; đặc tính và chế độ đất có tính chất động thái, nghĩa làchúng bị thay đổi theo thời gian.

Các chế độ và từng đặc tính của đất được hình thành trong mối quan hệ phụ thuộcvà tác động tương hỗ chặt chẽ với nhau Ví dụ, chế độ dinh dưỡng của đất là kết quả củaquá trình biến đổi phức tạp của các hợp chất vô cơ, các quá trình khoáng hoá và mùn hoáchất hữu cơ, hoạt động của các nhóm vi sinh vật và động vật đất, ảnh hưởng của các điềukiện kiềm-axit của môi trường, động thái của quá trình oxi hoá khử, các chế độ nước, khí vànhiệt trong đất…

Ngược lại, chế độ oxi hoá khử phụ lại phụ thuộc vào hàm lượng và dạng chất hữucơ, đặc tính vật lý của đất (quyết định điều kiện thông khí), các điều kiện thuỷ nhiệt của cácquá trình vi sinh vật trong đất…

Cấu trúc của đất là một đặc tính quan trọng của đất gắn liền với các chế độ khí, oxi hoá khử, các chỉ tiêu nông học đất phụ thuộc vào hàm lượng và thành phần mùn,thành phần cơ giới, các đặc tính lý hoá học và sự biến chuyển của các quá trình oxi hoákhử…

nước-Mối quan hệ chặt chẽ giữa các đặc tính và chế độ của đất một mặt cho thấy sự hìnhthành và phát triển độ phì nhiêu là một quá trình phức tạp, mặt khác đòi hỏi các nhà nônghọc phải hiểu rằng có thể thay đổi từng đặc tính hoặc chế độ của đất khi tác động đến đấtbằng các biện pháp xử lý, cải tạo, bón phân… khác nhau.

Có thể đánh giá định lượng đội phì nhiêu đất về kinh tế và sinh học

Đánh giá định lượng độ phì về mặt kinh tế dựa trên cơ sở đánh giá tương đối bằngcách cho điểm các chỉ tiêu định lượng các đặc tính của đất tương quan với năng suất câytrồng hoặc sản lượng của các quần lạc tự nhiên Nó có thể được biểu thị bằng giá trị thuđược trên một đơn vị diện tích.

Đánh giá định lượng độ phì nhiêu về mặt sinh học dựa trên cơ sở xác định chỉ tiêunăng suất sinh học trung bình năm của thực vật đặc trưng cho khả năng đảm bảo hiệu suấtquang hợp của đất.

Đánh giá định lượng độ phì nhiêu trên cơ sở các chỉ tiêu định lượng các đặc tính vàchế độ của đất cực kỳ quan trọng vì nó cho phép giải quyết các vấn đề nâng cao độ phì khisử dụng đất canh tác trên cơ sở tiêu chuẩn khoa học.

Thực vật khác nhau (nhóm thực vật) có yêu cầu khác nhau về các điều kiện đất Vìvậy khi đánh giá độ phì nhiêu đất theo các chỉ tiêu đặc tính và chế độ của nó cần phải tínhđến yêu cầu của các thực vật cụ thể Ví dụ phản ứng chua mạnh thích hợp đối với cây chènhưng lại có thể gây chết đối với cây họ đậu Các chỉ tiêu đặc tính và chế độ đất thay đổitheo thời gian và phụ thuộc vào chu kỳ mùa của quá trình hình thành đất, các biện pháp tácđộng đến đất và thời gian sử dụng đất cho sản xuất nông nghiệp Vấn đề này là một trongnhững nguyên nhân quyết định cần thiết phải điều tiết độ phì nhiêu đất.

2.1.2 Các dạng độ phì của đất:

Độ phì nhiêu của đất được chia thành các dạng như sau: độ phì tự nhiên (thiên nhiên), độphì tiềm tàng, độ phì hiệu lực, độ phì nhân tạo và độ phì kinh tế.

quyết định bởi sự tương tác phức tạp của các đặc tính và chế độ đất Nó hoàn toàn chưachịu sự tác động của con người.

Trong độ phì tự nhiên có một phần tác dụng ngay đến cây trồng, một phần khác donhiều nguyên nhân khác nhau cây trồng không sử dụng trực tiếp được Phần độ phì cây dễdàng hấp thu được gọi là độ phì hiệu lực

Phần độ phì thiên nhiên tạm thời cây cây trồng chưa sử dụng được gọi là độ phìtiềm tàng Độ phì này được đặc trưng bởi trữ lượng tổng số của các nguyên tố dinh dưỡngcủa cây, các dạng hợp chất của nó và sự tác động tương hỗ phức tạp của tất cả các đặctính khác quyết định khả năng của đất trong những điều kiện thuận lợi có thể đảm bảo cácyếu tố: nước, không khí, nhiệt và huy động một lượng cần thiết các nguyên tố dinh dưỡngcho cây Ví dụ, P trong đất đỏ có thể tồn tại ở nhiều dạng: phốt phát hữu cơ, phốt phátcanxi, phốt phat sắt, nhôm…Cây trồng tạm thời chưa sử dụng được các phốt phát sắt,nhôm vì chúng rất khó tan.

Sự khai thác đất để canh tác nông nghiệp đã dẫn đến sự thay đổi cơ bản sự pháttriển tự nhiên của các quá trình, chế độ và đặc tính của đất Sự thay đổi này được gây ra doxử lý, bón phân, cải tạo đất…Sự thay đổi về mặt chất lượng và số lượng các đặc tính và chếđộ của đất do tác động của con người đặc trưng cho độ phì nhân tạo.

Trình độ khoa học càng phát triển thì vai trò của con người đối với đất càng lớn Từchỗ con người chỉ biết lợi dụng độ phì tự nhiên của đất (trồng, cấy chay), tiến lên biết cáchchuyển hoá độ phì tiềm tàng thành hiệu lực, biết cải tạo những tính chất xấu của đất, conngười đã làm thay đổi hẳn độ phì nhiêu của đất và tạo ra độ phì mới: độ phì nhân tạo.

Như vậy trên những mảnh đất có độ phì tự nhiên như nhau, một phần nhất địnhcủa độ phì này được cây sử dụng Mức độ sử dụng phần độ phì còn lại tuỳ thuộc vào tácđộng của người dụng đất

Để nêu lên mối quan hệ chặt chẽ giữa đất với điều kiện kinh tế, xã hội, người ta đãđưa ra khái niệm độ phì kinh tế Khi sử dụng đất cho sản xuất nông nghiệp, sự kết hợp giữađộ phì nhân tạo với độ phì tự nhiên tạo ra độ phì kinh tế (hoặc độ phì hữu hiệu) Nó đượcthể hiện bằng năng suất cây trồng Độ phì kinh tế không chỉ phụ thuộc vào mức độ của độphì nhiêu tự nhiên mà còn phụ thuộc rất nhiều vào các điều kiện sử dụng đất, gắn chặt chẽvới các quan hệ kinh tế xã hội.Vì vậy, mặc dù độ phì là một đặc tính khách quan của đất,

nhưng về phương diện kinh tế phải luôn hiểu theo một tương quan nhất định, tương quanvới mức độ phát triển của khoa học kỹ thuật và việc ứng dụng các thành tựu này.

2.1.3 Các chỉ tiêu quan trọng của độ phì đất2.1.3.1 Ch ỉ tiêu hình thái :

* Độ dày tầng đất: Theo phân cấp của Hội Khoa học đất Việt Nam ((2000), tầng dàycủa đất được phân thành 3 cấp:

> 100cm: tầng đất dày

50 – 100cm: tầng dày trung bình< 50cm: tầng đất mỏng

Bảng 1 Kích thước của các loại cấu trúc (mm)

Nguồn: FAO, Trung tâm thông tin đất, 1980

* Tỷ trọng của đất (Dp) dao động từ 2,5 đến 2,8; trung bình 2,65 phụ thuộc vào tỷtrọng của các khoáng vật và chất hữu cơ trong đất

* Dung trọng của đất (Db) dao động từ 0,9 đến 1,8 g/cm3 Đất có thành phần cơ giớikhác nhau dung trọng của đất khác nhau (bảng 2)

Bảng 2 Dung trọng của các loại đất có thành phần cơ giới khác nhau

Bảng 3 Dung trọng của các loại đất có thành phần cơ giới khác nhau

Nguồn: FAO, Trung tâm thông tin đất, 1980

- Nếu độ xốp được tính toán theo công thức:P = (1 – Db/Dp) x 100

thì độ xốp được đánh giá theo Katrinxki như sau:

Bảng 5 Đánh giá độ xốp của đất (Katrinxki)

Sức hút ẩm của đất (SMT- soil moisture tension) và giá trị pF

SMT được tính bằng chiều cao cột nước (cm) = 0,3/d; d; đường kính của mao quản(cm)

pF là logarit của SMT đặc trưng cho sức hút ẩm của đất, pF = lg(SMT)

Bảng 6 Đặc trưng của độ ẩm mao quản đất

Đường kính maoquản (m)

quản (m)

ME - Đương lượng ẩm (moisture equivalent) tại pF = 2,51 (1/3atm) được dùng làmgiá trị đặc trưng cho độ ẩm của đất ở Mĩ.

WP - Điểm cây héo, tương ứng với pF = 4,2 (15atm) Tại giá trị này rễ cây không hútđược nước, cây bị héo.

OD – Khô kiệt (oven dry), tương ứng với pF =7, khi này hàm lượng ẩm của đất đượcxem là bằng 0.

Bảng 7 Đặc điểm vật lý nước của đất có thành phần cơ giới khác nhau

Đất FC (% thể tích) WP (% thể tích) AMC (% thể tích =mm/dm)

SP trung bình(% khối lượng

đất khô kiệt)Khoảng

dao động

Khoảngdao động

Khoảngdao động

* Chế độ nhiệt của đất: nhiệt độ đất là một trong những chỉ tiêu đặc trưng cho chếđộ nhiệt của nó, trong đó khoảng thời gian có nhiệt độ hoạt tính (> 10oC) ở độ sâu 20cm cóý nghĩa đặc biệt (vì đa số rễ cây phân bố ở đây) Tổng nhiệt độ hoạt tính của lớp đất này làchỉ tiêu cung cấp nhiệt chủ yếu của đất

Bảng 8 Đánh giá khả năng cung cấp nhiệt của đất ở Liên Xô cũ (V N Dimo)

Tổng nhiệt độ hoạt tính của đất ở đọ sâu 20cm (oC)

Khả năng cung cấpnhiệt của đất

Tổng nhiệt độ hoạttính của đất ở đọ sâu

20cm (oC)

Khả năng cung cấpnhiệt của đất

Nguồn: FAO, Trung tâm thông tin đất, 1980

+ Các đặc tính cơ lý đất (xem chương 11)

2.1.3.3 Các ch ỉ tiêu hoá h ọ c

* Hàm lượng tổng số của chất hữu cơ và nitơ trong đất

Bảng 10 Hàm lượng tổng số của chất hữu cơ và nitơ trong đất

Nguồn: Agricultural Compendium, 1989

* Hàm lượng lân dễ tiêu trong đất

Bảng 14 Hàm lượng lân dễ tiêu trong đất được chiết rút bằng các dung dịch khác nhau

* Hàm lượng kali dễ tiêu trong đất

Bảng 15 Hàm lượng kali dễ tiêu trong đất (phương pháp amonaxetat)

Nguồn: Agricultural Compendium, 1989

* Hàm lượng cation bazơ trao đổi trong đất

Bảng 16 Hàm lượng cation bazơ trao đổi trong đất (lđl/100g đất)

Nguồn: Agricultural Compendium, 1989

* Hàm lượng dễ tiêu của một số nguyên tố vi lượng

Nguồn: Agricultural Compendium, 1989

* Dung tích hấp phụ (dung tích trao đổi cation – CEC), tổng bazơ trao đổi (S), độ bãohoà bazơ của đất (BS)

Bảng 19 Đánh giá CEC của đất và độ no bazơ của đất

Mức độ CEC8,2 (lđl/100g/đất)

pH2.5(H2O)tương ứng với

Phân loại chế độ oxi hoá khử của đất dựa vào độ lớn của thế năng oxi hoá khử (Eh).Các giá trị Eh khác nhau dẫn đến sự thay đổi về chất các quá trình oxi hoá khử trong đất,kèm theo sự thay đổi các điều kiện dinh dưỡng của thực vật và hướng của quá trình hìnhthành đất Theo U Kh Patrik dựa vào giá trị Eh có thể chia quá trình oxi hoá khử của đấtthành bốn mức như sau:

Bảng 20 Phân cấp quá trình oxi hoá khử của đất (theo U Kh Patrik)

Quá trình khử vừa phải (+150) – (+450)

Nguồn: Trích theo D X Orlov Hoá học đất, 19922.1.3.5 Các ch ỉ tiêu sinh h ọ c đ ấ t

Theo tính toán của các nhà khoa học cho thấy: trên 1ha đất trồng trọt (độ sâu 20 –30cm) có từ 5 – 7tấn vi khuẩn, từ 2 – 3tấn nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn, động vật nguyênsinh…và từ 3 – 4tấn động vật không xương sống (giun, ấu trùng, sâu bọ, tuyến trùng…) Vìvậy khi đánh giá về sinh học đất có thể dùng các chỉ tiêu sau:

+ Số lượng vi sinh vật trong đất

+ Khả năng nitrat hoá và khả năng cố định đạm trong đất+ Cường độ phân giải xenluloza

+ Hô hấp của đất

+ Hoạt tính men của đất

2.1.4 Các yếu tố quyết định độ phì nhiêu

Ngoài yếu tố khí hậu là yếu tố tiên quyết sự tồn tại của sinh vật, riêng về mặt đất đaicó thể sắp xếp tầm quan trọng tương đối giữa các yếu tố quyết định độ phì nhiêu theo thứtự sau:

- Lân và lưu huỳnh (S) - Chất vi lượng

Ngoài ra đất tốt phải là loại đất không có chất độc, không bị ô nhiễm.

2.2 BIỆN PHÁP QUẢN LÝ VÀ NÂNG CAO ĐỘ PHÌ NHIÊU ĐẤT

2.2.1 Chống xói mòn, rửa trôi

2.2.1.1 Ở Việt Nam xói mòn do nước là chủ yếu Mức độ xói mòn lệ thuộc vào lượng mưa,cường độ mưa, độ dốc, độ che phủ của thảm thực vật

Lượng nước chảy và lượng đất bị xói mòn.

Lượng đấtmấttấn/ha/năm

Hoà Bình Phiến sét 17 O

Ngô+đậu đenkhông băng chắn

Hoà Bình Phiến sét 17 O

Sắnkhông băng chắn

Theo nghiên cứu về lượng xói mòn trên đất canh tác rẫy ở Tây Bắc của hội Khoa HọcĐất Việt Nam:

Vụ Độ dày tầng đất bị xói mòn (cm) Lượng đất mất (tấn/ha)

như Tây Bắc mất đi khoảng 3cm đất mặt, tương đương 150 - 300 tấn đất/ha Mỗi nămnước cuốn ra biển khoảng 250 triệu tấn phù sa màu mỡ, riêng song Hồng mất đi khoảng 80triệu m3/năm Xói mòn làm thay đổi tính chất hóa lí đất, số liệu thể hiện trong bảng sau:

Chỉ tiêu qua sát Số lượng bị trôi (%)

(Nguồn: “Thổ Nhưỡng học”, Nhà Xuất Bản Nông nghiệp, 1979)

Theo Trần Đức Toàn và cộng sự (1998) sau khi đo kết quả xói mòn trên các hệ thốngcanh tác tại huyện Tam Dương (cũ) - Vĩnh Phúc Trong điều kiện lượng mưa/năm thay đổitừ 800 - 1890mm thì lượng đất mất và lượng dinh dưỡng mất trên đất đồi trọc khoảng599,2kg chất hữu cơ, 52kg đạm, 26,2kg lân và 34,6kg kali trong 1 năm Còn trên đất trồngsắn thì mất 295kg hữu cơ, 28,3kg đạm, 21,3kg lân và 22,4 kg kali trong 1 năm cụ thể đượcthể hiện trong bảng sau:

Hệ thống canh tác Dòng chảy mặt(m3/ha/năm)

Đất mất (tấn/ha/năm)

Dinh dưỡng mất(kg/ ha/năm)