PHÂN LOẠI ĐẤT MẶN

Dựa vào nồng độ muối hòa tan trong nước được chiết xuất từ đất bão hòa để xác định độ mặn của đất (FAO, 1985) đất mặn được chia thành bốn nhóm (bảng 1.3).

Bảng 1.6 Phân loại đất mặn (FAO, 1985)

Nồng độ muối của đất Ece (trích bão hòa)

g/l mmhos/cm, dS/m, mS/cm Độ mặn 0-3 0-4,5 Không mặn 3-6 4,5-9 Hơi mặn 6-12 9-18 Mặn vừa >12 >18 Rất mặn

Theo Bùi Chí Bửu và ctv., (2003) cho rằng đất mặn có thể được phân chia làm hai nhóm chính dựa theo nguồn gốc phát sinh mặn: mặn ven biển (coastal salinity), hoặc vùng cửa sông do nước biển xâm nhập vào mùa khô, có thể trồng trọt bình thường trong mùa mưa và mặn bên trong đất do mao dẫn từ tầng dưới lên (inland salinity) có thể do phá rừng, không có tán cây che phủ.

Dựa vào các chỉ tiêu pH, EC, SAR, ESP theo Trung tâm nghiên cứu đất mặn (USDA) đất mặn được chia thành 3 loại như bảng 1.4

Bảng 1.7 Phân loại đất mặn dựa vào các chỉ tiêu pH, EC, SAR, ESP (được trích dẫn bởi

Nguyễn Mỹ Hoa và ctv., 2012).

Phân loại đất mặn pH EC SAR ESP

Đất mặn (saline soil) <8,5 >4 <13 <15 Đất mặn sodic >8,5 >4 >13 >15 Đất sodic >8,5 <4 >13 >15

Ngoài ra, theo Abrol và ctv., (1988) đất mặn được phân loại dựa vào độ dẫn điện Ece và độ bảo hòa sodium ESP (bảng 1.5)

Bảng 1.8 Hệ thống phân loại đất mặn theo Abrol và ctv., 1988

Loại đất Ece (mS/cm) ESP

Đất không mặn < 4 < 15 Đất mặn > 4 < 15 Đất kiềm – mặn > 4 > 15 Đất kiềm < 4 > 15

Theo Abrol và ctv., (1988) đất có Ece >4 mS/cm là đất mặn và ở mức độ này thì đủ gây ảnh hưởng bất lợi cho cây trồng (bảng 1.6).

Bảng 1.9 Phân loại đất mặn dựa vào sự sinh trưởng và phất triển của cây trồng (Abrol và ctv., 1988)

Phân loại đất mặn Ece (mS/cm) Ảnh hưởng đến cây trồng

Không mặn 0 – 2 Ảnh hưởng không đáng kể đến sự sinh trưởng và phát triển của cây

Mặn nhẹ 2 – 4 Chỉ một vài loại cây nhạy cảm mới bị ảnh hưởng đến năng suất bởi mặn

Mặn trung bình 4 – 8 Năng suất của nhiều loại cây bị giới hạn

Mặn nhẹ 8 – 16 Chỉ có vài loại cây có khả năng chống chịu mới cho được năng suất

Rất mặn > 16 Chỉ có một ít loại cây trồng kháng mặn mới cho được năng suất

Một hệ thống phân loại khác được Donal A. Horneck (2007) đề suất, phân loại đất mặn thành 3 nhóm (bảng 1.7): đất mặn (saline soil), đất kiềm (sodic soil) và đất kiềm – mặn (saline – sodic soil) dựa vào các chỉ tiêu ESP, SAR và Ece.

Bảng 1.10 Phân loại đất mặn theo Donal A. Horneck (2007)

Phân loại đất Ece (mS/cm) ESP SAR

Đất không mặn < 4 < 13 < 15

Đất mặn > 4 < 13 < 15

Đất kiềm < 4 > 13 > 15

14

1.6 CƠ CHẾ CHỐNG CHỊU MẶN

Cơ chế chống chịu mặn của cây lúa được biết thông qua nhiều công trình nghiên cứu rất nổi tiếng (Akbar và ctv., 1972; Korkor and Abdel-Aal, 1974; Maas and Hoffman, 1977; Mori và ctv., 1987). Mặn ảnh hưởng đến hoạt động sinh trưởng của cây lúa dưới những mức độ thiệt hại khác nhau, ở từng giai đoạn sinh trưởng, phát triển khác nhau (Bùi Chí Bửu, 2003).

Nhiều nghiên cứu ghi nhận rằng tính chống chịu mặn xảy ra ở giai đoạn hạt nảy mầm. Sau đó trở nên rất mẫn cảm trong giai đoạn mạ (cây có 2-3 lá), rồi trở nên chống chịu trong giai đoạn tăng trưởng. Kế đến, nhiễm trong thời kì thụ phấn và thụ tinh. Cuối cùng, thể hiện phản ứng chống chịu trong thời kì hạt chín (Pearson et al., 1966, IRRI 1967). Tuy nhiên, một vài nghiên cứu ghi nhận ở giai đoạn lúa trổ, cây lúa không mẫn cảm với stress do mặn (Kaddah và et al., 1975). Do đó, người ta phải chia ra nhiều giai đoạn để nghiên cứu một cách đầy đủ cơ chế chống chịu mặn cả cây trồng (Bùi Chí Bửu, 2003).

Thiệt hại do mặn trước hết là giảm diện tích lá. Trong điều kiện thiệt hại nhẹ, trọng lượng khô có xu hướng tăng lên trong một thời gian, sau đó giảm nghiêm trọng do suy giảm diện tích lá. Trong điều kiện thiệt hại nặng hơn, trọng lượng khô của chồi và của rễ suy giảm tương ứng với mức độ thiệt hại. Ở giai đoạn mạ, lá già hơn sẽ mất khả năng sống sót sớm hơn lá non (Bùi Chí Bửu, 2003).

Thiệt hại do mặn được gây ra bởi sự mất cân bằng áp suất thẩm thấu và sự tích tụ nhiều ion Cl− (Bùi Chí Bửu, 2003).

Thiệt hại do mặn còn được ghi nhận bởi hiện tượng hấp thu một lượng quá thừa sodium, và độc tính của sodium làm cho clorua trở thành anion trơ (neutral), có tác dụng bất lợi với một phổ rộng về nồng độ (Bùi Chí Bửu, 2003).

Sự mất cân bằng Na-K cũng là yếu tố làm hạn chế năng suất (Dvitt et al., 1981). Ion kali có một vai trò quan trọng làm kích hoạt enzyme và đóng mở khí khổng tương ứng với tính chống chịu mặn của cây trồng, thông qua hiện tượng tích lũy lượng kai trong chồi thân (Ponnamperuma, 1984). Yeo and Flower (1984) đã tổng kết tính chống chịu mặn theo từng nội dung như sau:

 Hiện tượng ngăn chặn muối: Cây không hấp thu một lượng muối dư thừa nhờ hiện tượng hấp thu có chọn lọc.

 Hiện tượng tái hấp thu: Cây hấp thu một lượng muối thừa nhưng được tái hấp thu trong mô libe. Na+ không chuyển đến chồi thân.

 Chuyển từ rễ đến chồi: Tính trạng chống chịu mặn được phối hợp với một mức độ cao về điện phân ở rễ lúa và mức độ thấp về điện phân ở chồi, làm cho sự chuyển vị Na+ ít hơn từ rễ đến chồi.

 Hiện tượng ngăn cách từ lá đến lá: lượng muối dư thừa được chuyển từ lá non sang lá già, muối được định vị tại lá già không có chức năng, không thể chuyển ngược lại.

 Chống chịu ở mô: cây hấp thu muối và được ngăn cách ở không bào của lá, làm giảm ảnh hưởng độc hại của muối đối với hoạt động của cây.

 Ảnh hưởng pha loãng: cây hấp thu muối nhưng sẽ làm loãng nồng độ muối nhờ tăng cường tốc độ phát triển nhanh và gia tăng hàm lượng nước trong chồi.

Tất cả những cơ chế này đều nhằm hạ thấp nồng độ Na+ trong các mô chức năng, do đó làm giảm tỉ lệ Na+/K+ trong chồi (<1). Theo Bùi Chí Bửu (2003), tỉ lệ Na+/K+ trong chồi được xem như là chỉ tiêu chọn lọc giống lúa chống chịu mặn.

Mỗi một giống lúa đều có một hoặc hai cơ chế nêu trên, không phải có tất cả (Yeo và Flowers 1984). Phản ứng của cây trồng đối với tính chống chịu mặn vô cùng phức tạp, đó là hiện tượng tổng hợp từ những yếu tố riêng lẽ. Yeo và Flowers (1984) kết luận rằng phản ứng tốt nhất làm gia tăng tính chống chịu mặn phải gắn liền với việc tối ưu hóa nhiều đặc điểm sinh lý, có tính chất độc lập tương đối với nhau. Do vậy, mục tiêu của chúng ta là phối hợp tất cả những cơ chế sinh lý ấy vào trong giống lúa chống chịu mặn (Bùi Chí Bửu, 2003).

1.7 ĐẤT PHÈN 1.7.1 Định nghĩa

Đất phèn là đất có chứa nhiều gốc sunphat (SO4 2−

) và có độ pH rất thấp chỉ khoảng 2-3, lượng chất độc Al3+, Fe2+, SO4

2

rất cao. Trong đất phèn khả năng trao đổi và đệm của môi trường đất bị phá vỡ không thể tự làm sạch được nữa. Do đó môi trường đất bị ô nhiễm nặng, động thực vật và vi sinh vật bị tiêu diệt ang loạt. Phèn được sinh ra có thể do nguyên nhân oxy hóa phèn tiềm tang (FeS) tại chỗ để tạo thành axit H2SO4 chứa nhiều độc chất Al3+, Fe2+,SO4

2

, hay cũng có thể do phèn đi từ nơi khác gây nhiễm phèn cho môi trường sinh thái đất. Quá trình thứ nhất là quá trình phèn hóa, quá trình thứ hai là quá trình nhiễm phèn.

16

1.7.2 Nguồn gốc và quá trình hình thành đất phèn

Viện IRRI đã đưa ra nguồn gốc đất phèn trên quan điểm của Moormann đã xác định them nguồn gốc hai loại đất phèn tiềm tàng và đất phèn cố định.

 Đất phèn tiềm tàng: Sự tạo thành khoáng Pyrit, khoáng vật chiếm 2 – 10% trong đất. Sự lắng tụ prite được tạo thành bởi sự khử sunphat thành sunphit dưới tác dụng của vi sinh vật. Sau đó sunphit sẽ bị oxy hóa từng phần thành sunphua. Sự tác động qua lại giữa các ion sắt II và sắt III với sunphit và sunphua cũng có sự tham gia của vi sinh vật. Như vậy sự tạo thành Pyrit ( FeS và FeS2) cần có sunphat, sắt, chất hữu cơ đã phân hủy, vi khuẩn có khả năng khử sunphat trong điều kiện yếm khí và thoáng khí xảy ra luân phiên nhau qua không gian và thời gian.

 Đất phèn cố định: Hay còn gọi là phèn hoạt tính. Khi đất phèn tiềm tàng thoáng khí trong một thời gian lâu, khi mà mạch nước ngầm giảm xuống dưới lớp đất chứa Pyrit trong nhiều tuần lễ để có quá trình phèn hóa từ phèn tiềm tàng thành phèn hoạt tính. Lớp Pyrit còn ẩm ướt do sự nâng lên của mặt đất hoặc bờ biển hoặc sự lên xuống thủy triều và được oxy thâm nhập, thì những hạt pyrit li ti, bị oxy hóa thành những sunphat sắt II (dễ hòa tan) và axit sunphurit. Dưới tác dụng của vi khuẩn Thiobacillus chuyển Fe2+ thành Fe3+ để tạo thành phèn. Sự xuất hiện của Fe3+ dưới dạng Fe2(SO4)3 và của Kfe3(SO4)2(OH)6 làm cho đất có màu vàng. Khi đã xuất hiện tầng vàng tức là đất phèn chuyển từ phèn tiềm tàng sang phèn hoạt động hay phèn cố định.

1.7.3 Phân loại đất phèn

 Phèn nóng: Chủ yếu do sunphat sắt FeSO4, Fe2(SO4)3 tạo thành, ít nhôm và sunphat nhôm. Mức độ độc hại phèn này ít hơn so với phèn nhôm. Trên mặt nước ở ruộng, ở kênh mương thường có một lớp váng màu vàng. Váng vàng này dính vào chân tay khi làm ruộng, thường gây ngứa và dễ gây mục quần áo.

 Phèn lạnh: Chủ yếu do sunphat nhôm tạo nên Al2SO4, loại này độc hại hơn phèn nóng. Nước trong ruộng và trên kênh mương ở khu vực đất phèn này trong suốt (nhìn thấy đáy kênh mương). Ở những vùng này, trong vụ hè thu, nếu không đủ nước tưới dễ bị xì phèn gây chết lúa và cây cối. Các loại động thực vật rất khó sống và phát triển ở vùng này.

 Phèn đỏ: Về bản chất phèn đỏ cũng như phèn nóng, do Sunphat sắt và Oxit sắt ngâm nước gây nên. Nước trên ruộng thường có váng vàng đỏ ánh trên mặt. Mức độ độc hại không cao.

 Phèn trắng: Về bản chất phèn trắng giống như phèn lạnh, do Sunphat nhôm gây nên. Ở những vùng phèn nhiều và thiếu nước vào cuối mùa thu, muối Al2(SO4)3 bốc lên mặt và kết tinh thành những hạt muối tròn có đường kính vài milimet dính vào nhau thành từng cụm, khi ẩm thì nhờn trơn, khi khô thì giòn, nhẹ, dễ vỡ, dễ tan vào nước. Ở những vùng đất phèn xuất hiện loại muối này trên mặt đất vào cuối mùa khô tức là đã đạt đến đỉnh cao của sự độc hại, vào những trận mưa đầu mùa nếu lượng mưa không đủ lớn để

rửa trôi và đưa những muối này ra những kênh lớn hoặc thấm xuống tầng sâu mà đọng lại ở một số vùng trũng, thấp thì nước rất trong và độc hại.

 Phèn đen: Những vùng phèn có tầng hữu cơ lẫn lộn với hợp chất phèn thường gặp ở những vùng trũng. Phẫu diện thường có màu đen, mức độ phèn phụ thuộc vào môi trường nước xung quanh và đặc điểm về nguồn nước mặt và nguồn nước ngầm. Diện tích loại đất này không lớn, mức độ phèn cũng không như phèn lạnh và phèn trắng.

1.7.4 Cải tạo đất phèn

Trong đất phèn có chứa rất nhiều lưu huỳnh ở các dạng khác nhau, trong đó có những dạng gây độc cho cây trồng như sunfua, sunfat, sunfit… Như vậy trên đất phèn thì không nên bón những loại phân có chứa lưu huỳnh như đạm sunfat hay phân 16-16-8- 13S.

Việc bón lân ngoài cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng còn có tác dụng hạ độc phèn rất hiệu quả. Có thể sử dụng Super lân hoặc kết hợp phun phân bón lá có chứa lân. Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy bón lót phân lân nung chảy, hiệu quả luôn cao hơn không bón lót phân lân. Sau khi lúa đã ra rễ trắng thì có thể bón các loại phân khác.

Phân lân sử dụng riêng và bón lót sớm lúc làm đất lần cuối sẽ hiệu quả hơn. Nếu trộn phân vào lúa giống đã lên mộng thì lúa sẽ bị gãy mộng. Việc bón phân lân sớm còn có tác dụng hạn chế được sự cắn phá của ốc bưu vàng mà không cần dùng thuốc hóa học.

Có thể làm cho các chất độc bất động không gây hại cho cây trồng bằng cách bón vôi để giảm nhanh độ chua, nâng pH lên nhưng thường rất tốn tiền, việc bón vôi chủ yếu là cung cấp canxi cho cây trồng và vôi sẽ kết hợp với các độc chất sắt, nhôm làm cho chúng trở nên bất động không gây hại được nữa. Vấn đề khá quan trọng là bón phân hữu cơ hoai mục. Phân hữu cơ cũng có tác dụng như chất lân là khi bón vào ruộng sẽ kết hợp với các độc chất phèn làm cho chúng không gây độc. Như vậy để ít tốn kém thì bà con có thể dùng phân hữu cơ (rơm, rác…) đã ủ cho hoai mục bón cho đất phèn.

Theo Tiến sĩ Mai Thành Phụng, Trung tâm Khuyến nông Quốc gia, để khai thác đất phèn trông lúa đạt hiệu quả, cần phải kết hợp nhiều biện pháp như:

 Thiết kế đồng ruộng thuận lợi cho việc cải tạo đất phèn.

 Hệ thống kinh mương chắc chắn, dùng nước ém hay xả phèn đúng lúc.  Tăng cường sử dụng phân lân.

 Canh tác các giống lúa chống chịu phèn.

Việc đánh rãnh trên ruộng lúa để xả phèn và kết hợp bón lót lân là biện pháp rất đúng và rất hiệu quả. Để có thể xả phèn tốt thì hệ thống kênh mương cần được thiết kế như sau: Một mương xả phèn với độ sâu 1-1,2m, rộng 1,5-2m và nối với kênh nguồn. Mương này cón có tác dụng thuận tiện cho việc vận chuyển phân bón, giống, sản phẩm sau thu hoạch. Trong mỗi ruộng nên làm những mương giáp vòng quanh ruộng để xả

18

phèn, bề rộng và sâu chỉ cần 50-70cm. Đối với những những ruộng lớn thì nên xẻ thêm các mương xương cá trên ruộng nối với các mương giáp vòng để xả phèn tốt hơn.

Khi trồng lúa thì nhất thiết là phải có nước, đặc biệt là trên đất phèn cần có nước để rửa phèn. Nếu không có nước từ các kênh mương thì cũng phải tận dụng nước mưa nhưng năng suất lúa sẽ không cao. Trường hợp không có nước để rửa phèn, thì đầu mùa mưa nên đóng các ống bọng, nện dẽ bờ bao, cố gắng giữ nước lại trong ruộng. Khi giữ nước 1-2 ngày thì có thể trục qua một lần rồi xả nước để hạ phèn.

Triệu chứng lúa bị ngộ độc phèn sắt: khi ruộng lúa đang xanh thì mép lá sẽ chuyển sang màu tím, trên lá bắt đầu xuất hiện những đốm nâu chấm chấm rất nhỏ. Khi lá bị nặng sẽ chuyển sang màu vàng và có thể chết. Cần phân biệt bệnh đốm nâu với nhiễm phèn sắt. Bệnh đốm nâu thì trên lá sẽ xuất nhiện những đốm màu nâu hình bầu dục nhưng hai đầu tròn và thường xuất hiện ở chỗ đất gò trên ruộng hay ở những ruộng thiếu dinh dưỡng. có thể nhổ lúa lên để xem bộ rễ, nếu nhiễm phèn sắt nhẹ, thì rễ lúa sẽ có màu vàng hơi trắng. Còn nặng sẽ có màu vàng nâu. Nếu nặng nữa thì toàn bộ rễ sẽ chuyển sang màu đen và mềm nhũn, rễ ngắn và các lông hút trên rễ bị rụng hết.

Khi đã xác định được ruộng bị xì phèn thì nên có những biện pháp xử lý như xả và thay nước, bón phân lân, vôi.

Nguồn: ( http://timtailieu.vn/tai-lieu/de-tai-o-nhiem-moi-truong-dat-do-nhiem-phen-6683/ http://luanvan.net.vn/luan-van/de-tai-dat-phen-va-xu-ly-phen-cua-dat-36411/ )

CHƯƠNG 2

PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP