3.3.1. Nguồn gốc sự hình thành đất mặn
Đất mặn là loại đất chứa nhiều muối tan (1 – 1,5% hoặc cao hơn), nhất là ở lớp đất mặt. Những loại muối tan trong đất mặn thường là: NaCl, Na2SO4, NaHCO3, CaCl2, CaSO4, MgCl2 … Nguồn gốc của các muối này có thể khác nhau: từ lục địa,
từ biển hoặc từ sinh vật … Nói chung, nguồn gốc ban đầu của chúng xuất phát từ
thành phần khoáng của nham thạch núi lửa. Nhờ quá trình phong hoá, các khoáng
đó bị phân huỷ thành muối tan, di chuyển, tập trung ở những vùng có địa hình trũng, không thoát nước.
Ở các miền nhiệtđới mưa nhiều như nước ta, do sự phong hoá thổ nhưỡng xảy
ra mãnh liệt, nên các loại muối, kể cả những loại muối khó tan như CaCO3, CaSO4
… cũng bị hoà tan và có điều kiện tích luỹ sẽ hình thành nên đất mặn. Ở miền nhiệt đới có đất mặn có nguồn gốc biển thì thành phần muối tương tự như thành phần
muối có trong nước biển.
Ở các vùng khô hạn, các muối khó tan thường ở lại trong đất, chỉ có những
muối dễ tan mới bị hoà tan, nhưng vì khô hạn nên dung dịch muối không di chuyển
ra mà tích luỹ ở nơi trũng, dưới dạng nước ngầm. Ở những vùng này vì khô hạn và mực nước ngầm nông, muốiđược di chuyển và tập trung lên lớpđất mặt, do sự bốc
hơi và thoát hơi nước, nên có nơi muối được tập trung lên mặt đất thành lớp muối
trắng.
Như vậy, sự hình thành đất mặn là do kết quả tác động của nhiều yếu tố: mẫu
thổ chứa nhiều muối tan, địa hình trũng không thoát nước, mực nước ngầm chứa
muối gần mặt đất, khí hậu khô hạn …
3.3.2. Các loại đất mặn
Căn cứ vào quá trình phát sinh, tính chất vật lí, hoá học và sinh học, người ta
chia đất mặn thành 3 loại chính: đất solonsac, solonet và đất solot (Kopda, 1950).
* Đất solonsac: Loại đất này hình thành do quá trình tích luỹ muối có hàm lượng muối cao (1 – 1,5%) có khi tạo nên lớp muối trắng trên mặt đất. Vì vậy, người ta còn gọi loại đất này là đất kiềm trắng. Đất solonsac thường có phản ứng
trung tính hoặc kiềm yếu. Đất solonsac điển hình rất mặn, cây trồng không thể sinh trưởng và phát triển được.
* Đất solonet: Loại đất này được hình thành từ đất solonsac do quá trình thoát mặn, có nghĩa là đất solonsac được rửa mặn một cách tự nhiên hoặc nhân tạo. Đất
* Đất solot: loại đất này được hình thành do đất solonet bị rửa mặn mãnh liệt. Trong quá trình này, ion Na+ ở keo đất bị thay thế bởi H+. Do đó, đất solot thường có phản ứng chua.
3.3.3. Đặc điểm của đất mặn và ảnh hưởng của hàm lượng cao của muối tan
đến sinh trưởng, phát triển của cây trồng.
Do có chứa một lượng muối tan cao, đất mặn thường có những tính chất lý học, hoá học, sinh học không thích hợp với sinh trưởng, phát triển của cây trồng. Khi khô, đất nứt nẻ, khi ướt, đất bị dính bết, hạt đất trương mạnh bịt kín các khe hở
làm cho đất trở nên không thấm nước.
Ở nước ta, đất mặn có phản ứng trung tính, kiềm yếu, có khi hơi chua. Ở vùng khô hạn, đa số đất mặn có phản ứng kiềm hoặc rất kiềm, có khi pH đất tới 11 – 12.
Ở độ pH này, không loại cây trồng nào có thể sinh trưởng được.
Ảnh hưởgn xấu của đất mặn đối với cây trồng, tước hết là do áp suất thẩm
thấu cao của dung dịch đất. Áp suất này thay đổi tỉ lệ thuận với nồng độ muối tan. Khi áp suất của dung dịch đất từ 10 – 12at, cây bị chết. Ngoài ra, cây còn bị tác dụng độc do nồng độ cao của các ion. Các ion thường thấy trong đất mặn và kiềm
mặn là Cl-, SO4 2-
, HCO3 -
, Na+, Mg2+ …
3.3.4. Biện pháp nông hoá cải tạo đất mặn.
Đất mặn có độ phì nhiêu tiềm tàng khá cao, nhưng do chứa nhiều muối tan, nên phần lớn không trồng trọtđược hoặc trồng trọt không có năng suất cao. Vì vậy,
đất mặnđược coi là nguồn tài nguyên tiềm tàng cầnđược cải tạo.
Có thể dùng nhiều biện pháp cải tạo khác nhau như rửa mặn (biện pháp thuỷ
lợi), trồng các loại cây có khả năng chống chịu mặn (biện pháp sinh học) hoặc biện
pháp nông hoá …
Cơ sở của biện pháp nông hoá cải tạo đất mặn là xuất phát từ bản chất của đất
mặn có chứa nhiều ion Na+ không những trong dung dịch đất dưới dạng muối tan như NaCl, NaHCO3, Na2SO4 … (đất solonsac) mà còn tiềm tàng trên bề mặt của
phức hệ hấp phụ có thể trao đổi (đất solonet). Hàm lượng ion Na+ cao gây nên nhiều ảnh hưởng xấu đến tính chất vật lý, hoá học và sinh học, do đó ảnh hưởng đến sinh trưởng của cây trồng, cần được cải tạo bằng cách loại trừ và thay thế ion Na+ bằng Ca2+.
* Cải tạo độ kiềm của đất, thay thế Na+ bằng Ca2+:
Để cải tạođất kiềm mặn, người ta thường bón các hợp chất của canxi, có phản ứng kiềm như thạch cao, phôtpho thạch cao. Phản ứng ở đất kiềm mặn khi bón thạch cao cũng diễn ra tương tự như ởđất kiềm.
Nếu đất kiềm mặn giàu CaCO3 cần phải bón vào đất những chất tạo ra H+, để
chuyển Ca2+ ở dạng không tan thành dạng tan có thể trao đổi với Na+. Ví dụ, có thể
bón lưu huỳnh, pirit, nhôm sunfat, sắt sunfat.
Phản ứng giữa lưu huỳnh hoặc pirit vớiđất có vi sinh vật như sau: 2S + 3O2 2SO3
SO3 + H2O H2SO4
Với pirit: 2FeS2 + 7O2 + 2H2O 2FeSO4 + 2H2SO4
Axit H2SO4 được hình thành trong đất mặn kiềm (giàu CaCO3) sẽ phản ứng
với CaCO3:
H2SO4 + CaCO3 = CaSO4 + CO2 + H2O Na+
KĐ + CaSO4 KĐ ]Ca2+ + Na2SO4 Na+
Nhôm sunfat, sắt sunfat cũng là nguyên liệu cải tạođất mặn kiềm:
Al2(SO4)3 + 6CaCO3 + 6H2O = 3CaSO4 + 3Ca(HCO3)2 + 2Al(OH)3 Al3+, Fe3+ là những cation có hoá trị cao, có khả năng làm keo đất kết tụ, tránh
được hiện tượng rửa trôi chất dinh dưỡng và làm cho đất có kết cấu thích hợp.
Đối vớiđất solot và đất solonet bị solot hoá, người ta có thể dùng các hợp chất
canxi khó tan như CaCO3, CaO: Na+
KĐ + CaCO3 KĐ ]Ca2+ + NaHCO3 H+
H+
KĐ + CaCO3 KĐ ]Ca2+ + H2O + CO2 H+
Biện pháp hoá học cải tạo đất mặn không chỉ làm thay đổi tính chất hoá học
mà còn làm thay đổi cả tính chất lí học của đất và tạo điều kiện cho việc áp dụng
các biện pháp khác một cách có hiệu quả hơn.