trồng lúa những năm qua ở vùng đồng bằng sông Cửu Long
Ngoài những hậu quả do việc sử dụng không hợp lý, không bền vững làm tăng nhanh quá trình phèn hóa và dẫn đến đất bị thoái hóa, cạn kiệt dinh dưỡng, không còn khả năng canh tác, còn có một nguyên nhân cơ bản gây nên ô nhiễm môi trường đất phèn là các độc chất trong đất phèn.
* Độc chất nhôm ( ion Al3+)
Al3+được xem là một ion gây độc bặc nhất ởđất phèn.
a b
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 55
Nước càng trong xanh bao nhiêu càng nhiều độc chất Al3+ bấy nhiêu, nghĩa là phèn càng cao bấy nhiêu.
Ngộ độc Al3+ xảy ra phổ biến trên đất sulfic tropaquepts ở đồng bằng sông Cửu Long, cũng có thể xảy ra ở trong các loại đất như Ultisols và Oxysols khi canh tác cây trồng cạn. Các loại đất này bao gồm cả đất xám nhiễm phèn ở phía bắc
ĐBSCL ( giáp Campuchia). Tuy nhiên các loại đất này có độc tố Al3+ ảnh hưởng
đến cây trồng cạn nhưng cây lúa có thể không bịảnh hưởng.
Theo kết quả phân tích về đất phèn ĐBSCL năm 2013, hàm lượng Al3+ ở
mức trung bình cao đến cao, dao động trong khoảng 0,41 – 25,85 cmolc/kg,. Khi hàm lượng Al3+ cao sẽ gây độc cho cây, ảnh hưởng đến quá trình sinh lý, sinh hóa của cây, cuối cùng là ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cây ( Fageria và CTV, 1998).
Độc tố Al3+ trong đất phèn có thể loại bỏ hoặc giảm thiểu bằng biện pháp cày
ải làm cắt đứt mao dẫn và tạo nên một lớp đất che phủ bề mặt để ngăn chặn nước mao quản mang Al3+ lên bề mặt và giảm sự bốc hơi nước của đất.
Một biện pháp khác được sử dụng thường xuyên và có hiệu quả là thiết lập hệ thống kênh tiêu phèn hợp lý ( Võ Tòng Xuân và CTV, 1982). Hệ thống kênh này có thể thúc đẩy quá trình tiêu các muối phèn dễ tan trong đầu mùa mưa ở lớp đất mặt. Ngoài ra còn có thể chọn giống cây trồng có tính kháng hoặc chịu phèn tốt đưa vào cơ cấu trồng trọt.
* Độc chất sắt ( Fe tđ)
Fe tđ là một chỉ tiêu rất đặc thù đối với đất phèn. Thông thường, ởđất phèn hàm lượng Fe tđ rất cao, nó cũng là một trong những chỉ tiêu ảnh hưởng lớn đến sự
sinh trưởng và phát triển của cây lúa. Do chế độ canh tác đặc thù của cây lúa bắt buộc có nước trong quá trình sinh trưởng và phát triển, dưới trạng thái nước ngập nhiều, hóa tính của đất phèn thay đổi, hàm lượng nhôm giảm mạnh, hàm lượng Fe tđ tăng lên. Kết quả phân tích đất phèn ĐBSCL năm 2013 cho thấy hàm lượng Fe tđ nằm trong khoảng 0,8-11,3 cmol/kg.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 56
Trong đất phèn, ở điều kiện thoáng khí lượng Fe2+ dễ chuyển thành Fe3+. Fe3+ là một ion kém linh động hơn Fe2+ và ít gây độc hơn.
Hợp chất Fe2+ dễ tan trong nước và khi tan gây chua đất. Khi pH vượt quá 4,5 thì Fe(OH)2 có hiện tượng trầm lắng trong dung dịch và tan nhiều trong điều kiện pH = 3,5. Cũng như Al3+, Fe2+ làm giảm pH nhưng chậm hơn.
Sắt trong đất có thể ở dạng FeS2 hay FeS dưới tầng Pyrite và có mặt trong tầng yếm khí với các phản ứng khử. Khi rễ lúa bị đen tức ởđó đã có nhiều FeS2 sản phẩm của quá trình khử bám vào.
Trong tầng Jarosite, nếu ở dạng ôxit hay hydroxyt Fe3+ có màu vàng xỉn của sắt, lúc này sắt không còn thể hiện tính độc hóa học cao nhưở các dạng khác.
Nhóm đất phèn đã phát triển ( sunfic tropaquespt) có tầng phèn sâu hơn 50cm dưới mặt đất thì ít thấy xuất hiện độc sắt sau khi lớp đất mặt bị ôxy hóa. Nồng
độ Fe có xu hướng tăng cùng với độ mặn. Điều này làm cho đất phèn trong vùng bị ảnh hưởng của thủy triều càng có nhiều vấn đề phức tạp hơn.
Cây lúa bị ngộ độc Fe có biểu hiện lá có màu nâu tím hoặc màu vàng đến vàng da cam ( Tanaka và Yoshida, 1970). Để khắc phục hiện tượng ngộ độc sắt, biện pháp tốt nhất chúng ta làm ngập đất một thời gian trước khi gieo sạ ( để tránh
điểm cực đại của Fe), làm tăng sự cung cấp O2 trong lớp đất mặt bằng việc tiêu nước, bón phân ( để tạo thế cân bằng dinh dưỡng), bón vôi và rửa mặn( để tăng tỷ lệ
bicarbonat/tổng số anion).
* Độc chất sunphat ( Sunphat (SO4) và lưu huỳnh (S))
Cùng với Fe2+, Fe3+, ion SO42- là một trong hai yếu tốđầu tiên tạo nên phèn. Trong đất phèn, S có thể ở dạng FeS,FeS2, H2S, S tự do, S dạng hữu cơ hoặc dạng SO32-, SO2, SO42- . Trong đó các dạng gây độc là H2S , SO42- , SO2 và SO32- . Với một lượng nhỏ, S là dinh dưỡng cho cây và mức bình thường là 2,0 – 5,0% . Nếu vượt qua ngưỡng này sẽ gây độc cho cây. Sự gây độc của S không phải vì tính chất hóa học của S mà vì sự ngưng tụ cao của muối có hại cho cây trồng( trong cây tích lũy từ 0,4 – 15%). Hàm lượng SO42- trong đất phèn ĐBSCL nằm trong khoảng 0,3- 0,99 % như vậy mức độ nào đấy thì S vẫn chưa nguy hại đến cây trồng.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 57
Trong Sts có chứa H2S nồng độ gây độc H2S cho lúa vào khoảng 0,1 ppm trong dung dịch đất. H2S trong đất ngập nước gây ra chủ yếu từ quá trình khử SO42-. Hàm lượng H2S và các dạng phức hợp khác nhau của nó như H+ và HS-, khác nhau theo pH. Dạng H2S hiện diện chủ yếu trong đất chua.
H2S giảm sức ôxy hóa của rễ và kéo theo ngộđộc Fe2+ bởi vì lúc đó bộ rễ không có khả năng ôxy hóa Fe2+ở bề mặt rễ.
Trên đất phèn được khuyến cáo không nên sử dụng dạng phân có chứa sunphat, mà nên kết hợp bón vôi để tăng pH trên 5,2 trong điều kiện ngập nước, ngăn ngừa ngộđộc H2S và cả SO42-.