Nghiên cứu khả năng thấm của đất trên các loại hình sử dụng đất chính tại xã chiềng khoi, yên châu, sơn la

luận văn, thạc sĩ, tiến sĩ, cao học, khóa luận, đề tài

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . 1 BỘ GIÁO DỤC VÀO ðÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM -----------------*------------------- NGUYỄN ðỨC DŨNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG THẤM DƯỚI CÁC LOẠI HÌNH SỬ DỤNG ðẤT KHÁC NHAU TẠI Xà CHIỀNG KHOI, YÊN CHÂU, SƠN LA LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: Khoa học ñất Mã số : 60.62.15 Người hướng dẫn khoa học: TS. BÙI HUY HIỀN HÀ NỘI – 2010 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . i Li cm ơn Tôi xin chân thành cảm ơn Tiến sỹ Bùi Huy Hiền, Tiến sỹ Gerhard Clemens ñã tận tình hướng dẫn và giúp ñỡ ñể tôi hoàn thành luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn các quý thầy, cô giáo ñã giảng dạy và giúp ñỡ trong thời gian học tập. Cảm ơn Ban ðào tạo Sau ñại học Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam ñã tạo ñiều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành tốt khóa học. Tôi xin chân thành cảm ơn chương trình: “Quản lý ñất dốc Việt Nam” thuộc trường ðại học Hohenheim, chương trình Việt - ðức và các bạn ñồng nghiệp ñã giúp ñỡ tôi trong thời gian nghiên cứu trên thực ñịa và hoàn thiện luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh ñạo Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, Bộ môn Nghiên cứu Sử dụng ñất cùng tập thể cán bộ nghiên cứu của Viện Thổ nhưỡng Nông hóa ñã tạo ñiều kiện thuận lợi và ñóng góp ý kiến quý báu cho tôi hoàn thiện luận văn này. Hà nội, tháng 10 năm 2010 Nguyễn ðức Dũng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . ii Li cam ñoan Các kết quả của công trình nghiên cứu của ñề tài là hoàn toàn trung thực, do tôi và các cộng sự trực tiếp thực hiện, chưa ñược sử dụng cho một công trình nghiên cứu nào khác. Các trích dẫn sử dụng trong luận văn ñược ghi rõ tên tài liệu trích dẫn, tác giả và nguồn gốc các tài liệu ñó. ðã cảm ơn tất cả những cơ quan, tổ chức và những người giúp ñỡ tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này. Người viết cam ñoan Nguyễn ðức Dũng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . iii Mục lục Trang Trang phụ lục bìa i Lời cảm ơn ii Lời cam ñoan iii Mục lục iv Danh mục các bảng, biểu, hình vii MỞ ðẦU 1 1. Tính cấp thiết của ñề tài 1 2. Mục tiêu của ñề tài 3 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài 3 3.1. Ý nghĩa khoa học 3 3.2. Ý nghĩa thực tiễn 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ðỀ TÀI. 4 1.1. Quá trình, tốc ñộ và vai trò thấm nước của ñất 4 1.1.1. Quá trình thấm nước vào ñất 4 1.1.2. Tốc ñộ thấm của ñất 5 1.1.3. Vai trò và ý nghĩa của tốc ñộ thấm 5 1.1.4. Phân cấp tốc ñộ thấm 7 1.2. Các yếu tố ảnh hưởng ñến tốc ñộ thấm của ñất 8 1.2.1. Các yếu tố môi trường ảnh hưởng ñến tốc ñộ thấm 9 1.2.1.1. ðịa hình, ñộ dốc với tốc ñộ thấm của ñất 9 1.2.1.2. Thảm thực vật, ñộ che phủ với tính thấm nước của ñất 11 1.2.1.3. Các yếu tố môi trường với tốc ñộ thấm của ñất 13 1.2.2. Các thuộc tính của ñất ảnh hưởng ñến tốc ñộ thấm 15 1.2.2.1. Lý tính ñất với tốc ñộ thấm của ñất 15 1.2.2.2. Mao quản, ñộ chặt, sự hình thành váng bề mặt với tốc ñộ thấm của ñất 20 1.2.2.3. Tính chất hóa học với tốc ñộ thấm của ñất. 26 1.2.3. Hình thức sử dụng ñất, kỹ thuật canh tác với tốc dộ thấm của ñất 30 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . iv 1.2.3.1. Hình thức sử dụng ñất với tốc ñộ thấm 30 1.2.3.2. Kỹ thuật canh tác với tốc ñộ thấm của ñất 32 1.3. ðặc ñiểm ñất dốc và các nghiên cứu về tốc ñộ thấm của ñất ở Việt Nam 39 1.3.1. Vai trò và ñặc ñiểm ñất dốc 39 1.3.1.1. Vai trò của ñất dốc 39 1.3.1.2. ðặc ñiểm ñất dốc ở Việt Nam 40 1.3.2. Các nghiên cứu về tốc ñộ thấm ở Việt Nam 41 CHƯƠNG 2 : NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42 2.1. ðối tượng và phạm vi nghiên cứu 42 2.2. Nội dung nghiên cứu 42 2.3. Phương pháp nghiên cứu 42 2.3.1. Phương pháp lấy mẫu ñất 42 2.3.2. Phương pháp phân tích các tính lý, hóa học của ñất 43 2.3.3 Xử lý số liệu 45 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 46 3.1. ðặc ñiểm của khu vực nghiên cứu 46 3.1.1. ðặc ñiểm về ñiều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của huyện Yên Châu 46 3.1.1.1. ðặc ñiểm về ñiều kiện tự nhiên 46 3.1.1.2. ðiều kiện kinh tế - xã hội của huyện Yên Châu 49 3.1.2. ðặc ñiểm của xã Chiềng Khoi huyện Yên Châu 51 3.1.2.1. ðiều kiện tự nhiên 51 3.1.2.2. ðiều kiện kinh tế, xã hội 51 3.1.2.3. Các loại hình sử dụng ñất và thực trạng sản xuất nông nghiệp của xã Chiềng Khoi 52 3.2. Hiện trạng sử dụng và tính chất lý, hoá học ñất ở xã Chiềng Khoi 56 3.2.1. Hiện trạng sử dụng và tính chất lý hóa của ñất ở các vị trí xác ñịnh tốc ñộ thấm. 56 3.2.2. Hình thức sử dụng ñất và tốc ñộ thấm của ñất 73 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . v 3.2.3. Thời ñiểm xác ñịnh và tốc ñộ thấm của ñất 78 3.2.4. Tính chất vật lý và tốc ñộ thấm của ñất 83 3.2.5. Tính chất hóa học và tốc ñộ thấm của ñất 93 3.2.6. Tổ hợp các tính chất lý hóa với tốc ñộ thấm của ñất 100 3.2.7. Một số nhận xét và ñề xuất các biện pháp nâng cao tốc ñộ thấm của ñất 102 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 104 1. Kết luận 104 2. ðề nghị 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO 107 PHẦN PHỤ LỤC 122 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . vi Danh mục các bảng, các biểu ñồ và hình ảnh Danh mục các bảng Trang Bảng 1.1 : Phân cấp tốc ñộ thấm theo thời gian của FAO 7 Bảng 1.2: Phân cấp tốc ñộ thấm theo chiều sâu tầng ñất 8 Bảng 1.3: Phân cấp tốc ñộ thấm theo thời gian 8 Bảng 1.4 : Tốc ñộ thấm, dòng chảy bề mặt và lượng ñất mất ở các ñộ dốc khác nhau 10 Bảng 1.5 : Thành phần cấp hạt ảnh hưởng tới tốc ñộ thấm của ñất. 16 Bảng 1.6 : Tốc ñộ thấm trên các loại hình sử dụng ñất 31 Bảng 1.7: Diện tích ñất nương rẫy ở Việt Nam 39 Bảng 1.8 : Tính chất ñất của một số hệ thống canh tác khi chuyển từ ñất rừng sang ñất nương rẫy 41 Bảng 2.1 : Các hình thức sử dụng và vị trí dốc xác ñịnh tốc ñộ thấm 42 Bảng 3.1 : Các loại ñất của huyện Yên Châu 48 Bảng 3.2 : Tình hình phân bố sử dụng ñất của huyện Yên Châu 50 Bảng 3.3 : Diện tích, năng suất và sản lượng của một số loại cây trồng 54 Bảng 3.4 : Một số tính chất lý, hóa tính ñất CT 1 57 Bảng 3.5 : Một số tính chất lý, hóa tính ñất CT 2,3 59 Bảng 3.6 : Một số tính chất lý, hóa tính ñất CT 4 61 Bảng 3.7 : Một số tính chất lý, hóa tính ñất CT 5 63 Bảng 3.8 : Một số tính chất lý, hóa tính ñất CT 6 65 Bảng 3.9 : Một số tính chất lý, hóa tính ñất CT 7 67 Bảng 3.10 : Một số tính chất lý, hóa tính ñất CT 8 69 Bảng 3.11: Một số tính chất lý, hóa tính ñất CT 9 71 Bảng 3.12 : Tốc ñộ thấm nước trên các loại hình sử dụng ñất 75 Bảng 3.13 : Tốc ñộ thấm giữa mùa mưa và mùa khô trên các loại hình sử dụng ñất 78 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . vii Bảng 3.14 : Mối tương quan (r 2 ) giữa thành phần cơ giới và tốc ñộ thấm của ñất 84 Bảng 3.15 : Mối tương quan (r 2 ) giữa dung trọng, tỷ trọng, ñộ xốp và tốc ñộ thấm của ñất 86 Bảng 3.16 : Mối tương quan (r 2 ) giữa thành phần ñoàn lạp và tốc ñộ thấm của ñất. 88 Bảng 3.17 : Mối tương quan (r 2 ) giữa hàm lượng các bon hữu cơ vàtốc ñộ thấm của ñất. 93 Bảng 3.18 : Mối tương quan (r 2 ) giữa cation, CEC, pH và tốc ñộ thấm của ñất 94 Bảng 3.19 : Mối tương quan giữa lý, hóa tính và tốc ñộ thấm giờ ñầu 98 Bảng 3.20 : Mối tương quan giữa lý, hóa tính và tốc ñộ thấm 99 Danh mục các biểu và ñồ thị Biểu ñồ 3.1 : Các loại hình sử dụng ñất chính tại xã Chiềng Khoi 52 Biểu ñồ 3.2: Các loại hình sử dụng và tốc ñộ thấm của ñất 77 Biểu ñồ 3.3: Tổng lượng nước thấm vào ñất sau 180 phút 77 Biểu ñồ 3.4 : Diễn biến của tốc ñộ thấm về mùa vụ trên các loại hình sử dụng ñất tại Chiềng Khoi, huyện Yên Châu 81 Danh mục các hình Hình 3.1: Bản ñồ huyện Yên Châu, tỉnh Sơn La 47 Hình 3.2 : Hiện trạng sử dụng ñất của xã Chiềng Khoi, huyện Yên Châu năm 2005 53 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . 1 MỞ ðẦU 1.Tính cấp thiết của ñề tài ðộ thấm là một thuộc tính của ñất, ñược tính bằng lượng nước có thể thấm qua lớp ñất bề mặt trong một thời ñiểm nhất ñịnh. Tốc ñộ thấm của ñất có ý nghĩa rất quan trọng trong chế ñộ thủy văn vì nó không chỉ kiểm soát mức ñộ chảy tràn bề mặt của ñất mà còn là chế ñộ nước của cả hệ sinh thái (Stolte, 2003) [171]. Sự hiểu biết một cách khoa học về ñộ thấm của ñất ñai một vùng còn giúp cho việc quy hoạch sử dụng ñất hợp lý, tạo ñiều kiện ñể sử dụng nguồn nước tốt nhất và giảm thiểu nguy cơ xói mòn do nước (Mwanjalolo và Tenywa, 1998) [140]. Tốc ñộ thấm chịu sự tác ñộng của các yếu tố môi trường như: ñịa hình, ñộ dốc (Rawls và cộng sự, 1993) [152], cường ñộ mưa, các tính chất của ñất (thành phần cấp hạt, sự phân bố, kích thước và ñặc tính mao dẫn, hàm lượng chất hữu cơ và cấu trúc của ñất) ngoài ra còn chịu tác ñộng của hệ thực vật, hình thức sử dụng ñất, ñộ sâu tầng ñất và ñộ ẩm ban ñầu (Dunne và Leopold, 1978) [63]. Khi bị mất hoặc giảm khả năng thấm thì ñất nhanh bị khô hạn, giảm sự hòa tan các chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng, hình thành nhanh lớp nước trên bề mặt và tạo dòng chảy ngay nếu mưa lớn; ñất bị dí hình thành lớp váng trên bề mặt làm cho ñất trở nên chặt, thiếu không khí, làm giảm khả năng cung cấp oxy cho bộ rễ cây trồng, ñồng thời giảm hoạt ñộng của sinh vật hảo khí. Thêm vào ñó, khi xuất hiện dòng chảy trên bề mặt, ñặc biệt trên ñất dốc, sẽ thúc ñẩy quá trình rửa trôi dinh dưỡng, thuốc trừ dịch bệnh xuống các vùng trũng hơn, tích trữ ở ao, hồ, sông, suối và các vùng hạ lưu. Nếu quá trình này xảy ra thường xuyên sẽ làm cho ñất mất dần khả năng sản xuất, gây hư hại các công trình thủy lợi, thủy ñiện và ô nhiễm môi trường. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . 2 Việt Nam có tổng diện tích ñất ñồi núi là 23.959.600 ha (chiếm 72,8 % diện tích tự nhiên toàn quốc), trong ñó ñất sử dụng cho nông nghiệp 4.413.700 ha (18,4 %) và cho lâm nghiệp 11.802.700 ha (49,3 %). ðây là cái “nôi” cung cấp lương thực cho hàng triệu người dân nhất là dân tộc thiểu số. Tuy vậy, do ñiều kiện khách quan và chủ quan như: ñịa hình, khí hậu nhiệt ñới, á nhiệt ñới, ẩm; mùa mưa tập trung, diện tích rừng ñầu nguồn ngày càng giảm mạnh do nhu cầu mở rộng diện tích canh tác, tập quán canh tác lạc hậu của người dân ñịa phương nên ñất dốc ñang bị suy thoái nghiêm trọng; sức sản xuất của ñất giảm dần, thậm chí mất khả năng sản xuất, làm ñảo lộn hệ sinh thái và thủy quyển. Thêm vào ñó, do biến ñổi khí hậu diễn ra phổ biến trong những năm gần ñây ñã và ñang tác ñộng tới các vùng sản xuất nông nghiệp. Từ vùng ñồng bằng cho tới miền núi, hiện tượng hạn hán hay mưa với cường ñộ lớn, mang tính chất khu vực xảy ra thường xuyên, nhất là ở những tỉnh miền núi gây tác ñộng tiêu cực không nhỏ tới sự an sinh của người dân. Chiều hướng và diễn biến khí hậu ngày càng bất thường, khó dự báo và gây tác ñộng ngày một lớn. Thiệt hại do lũ lụt và sạt lở ñất xảy ra thường xuyên, ngày càng nghiêm trọng ở hầu hết các tỉnh miền núi. ðộ thấm của ñất là một trong những ñiều nêu trên ñã dẫn ñến việc ñảo lộn cấu trúc của hệ sinh thái, chế ñộ thủy văn, chế ñộ nước trong ñất. Xuất phát từ lý do ñó ñề tài:“Nghiên cứu khả năng thấm dưới các loại hình sử dụng ñất khác nhau tại xã Chiềng Khoi, huyện Yên Châu, Sơn La” ñược thực hiện nhằm tìm hiểu bản chất tính thấm của ñất, làm cơ sở khoa học và thực tiễn, góp phần cho việc xây dựng và khuyến cáo các giải pháp kỹ thuật sử dụng ñất một cách hiệu quả, bền vững, ñặc biệt ở vùng cao Việt Nam. 2. Mục tiêu của ñề tài