4.5.2.1. Khỏi niệm
Thoỏi hoỏ là khỏi niệm để chỉ sự suy giảm theo chiều hướng xấu đi so với ban đầu. Thoỏi hoỏ đất được hiểu là quỏ trỡnh suy giảm độ phỡ nhiờu của đất từ đú làm cho sức sản xuất của đất bị suy giảm theo.
4.5.2.2. Cỏc quỏ trỡnh thoỏi húa đất dốc
Suy giảm chất hữu cơ, mựn và chất dinh dưỡng
Đõy là quỏ trỡnh suy thoỏi nghiờm trọng nhất diễn ra trờn đất dốc ở nước ta. Đầu tiờn là tầng Ao bị bào mũn do xúi mũn bề mặt (là tầng tiếp nhận nguồn chất hữu cơ chủ yếu), rồi quỏ trỡnh rửa trụi theo chiều trọng lực đó làm hàm lượng mựn và cỏc chất dinh dưỡng bị suy giảm nhanh chúng. Quỏ trỡnh này diễn ra mạnh mẽ nhất vào mựa mưa, là thời gian cú cường độ xúi mũn và rửa trụi đất lớn nhất.
Sự suy giảm chất hữu cơ, mựn và chất dinh dưỡng diễn ra mạnh mẽ khi chuyển từ thảm rừng sang thảm cõy trồng. Cỏc kết quả nghiờn cứu trờn cỏc loại đất dốc ở Việt Nam đều cho kết luận rằng chỉ sau 4 – 5 năm chuyển từ thảm rừng sang thảm cõy trồng đó làm cho hàm lượng mựn giảm đi quỏ nửa so với khi cũn rừng, nhất là canh tỏc cỏc cõy trồng ngắn ngày.
Chất hữu cơ và mựn suy giảm dẫn đến hàng loạt cỏc tớnh khỏc của đất bị thay đổi theo chiều hướng bất lợi và đất bị thoỏi húa nhanh chúng.
Giảm khả năng trao đổi hấp phụ và độ no bazơ
Qua quỏ trỡnh canh tỏc, nhất là cõy ngắn ngày trờn đất dốc, dung tớch hấp thu và độ no bazơ của đất bị suy giảm đỏng kể (Bảng 5.9).
Sự suy giảm dung tớch hấp thu khụng chỉ về lượng mà cả về chất, đú giảm tỉ lệ cỏc kim loại kiềm trong thành phần CEC đồng thời với sự tăng tương đối của Al+++ và H+. Cỏc khoỏng sột trong đất đó nghốo lại cấu tạo chủ yếu bởi cỏc khoỏng cú dung tớch trao đổi thấp, hoạt động bề mặt kộm (khoỏng caolinit, gipxớt). Do vậy khả năng trao đổi phụ thuộc mạnh vào thành phần hữu cơ mà nguồn này lại chịu ảnh hưởng mạnh của canh tỏc.
Tăng độ chua
Đất dốc, nhất là đất canh tỏc bị chua ở tầng mặt rất phổ biến. Chỉ sau 3 – 5 năm canh tỏc pH đất đó giảm đến trờn một đơn vị.
Nguyờn nhõn cơ bản làm cho độ chua tăng lờn nhanh chúng trờn đất dốc chủ yếu là do xúi mũn và rửa trụi. Do xúi mũn và rửa trụi mà hàm lượng cỏc chất kiềm và kiểm thổ bị suy giảm nhanh chúng, nhất là ở tầng mặt, nờn đất bị chua.
Bảng 5.9: Dung tớch hấp thu dưới ảnh hưởng của canh tỏc
Đất và sử dụng đất Dung tớch hấp thụ (me/100g đất) Tỉ lệ Ca trong dung tớch hấp thụ (%)
Đất đỏ vụi
- Dưới rừng 22,5 41
- Sau 2 vụ lỳa nương 18,6 28
- Bỏ hoỏ sau 2 chu kỳ lỳa 16,5 25
- Sau 18 năm trồng sắn 15,2 16
- Sau 20 năm lỳa nước 25,7 56
Đất đỏ vàng phiến thạch
- Dưới rừng 20,6 35
- Sau 2 chu kỳ lỳa nương 16,3 23
- Sau 15 năm trồng sắn 10,4 23
- Vườn quả hỗn hợp 18,9 46
- Sau 16 năm lỳa nước 24,1 48
(Nguyễn Tử Siờm, Thỏi Phiờn, 1999)
Ngoài ra cũn cú tỏc động của cõy trồng và vi sinh vật thu hỳt một cỏch chọn lọc cỏc nguyờn tố và cỏc gốc cú khả năng làm giảm pH đất, tiết ra cỏc axit hữu cơ, cộng với việc sử dụng phõn bún làm cho đất canh tỏc ngày càng chua và giảm tớnh năng của nú.
Cựng với độ chua tăng là việc giải phúng cỏc chất sắt, nhụm dưới dạng di động gõy độc cho cõy trồng và sự cố định lõn dưới cỏc dạng khú tiờu làm giảm hoạt động của cỏc sinh vật cú ớch (như cỏc nhúm vi khuẩn cố định đạm và phõn giải, cỏc loại tảo lam, giun và cỏc động vật đất…), tăng cường cỏc nhúm vi sinh vật cú hại cho cõy trồng (như nấm, cỏc nhúm xạ khuẩn..).
Phần lớn đất ở nước ta đều chua, pH thường dao động trong khoảng 3,5 - 5,5 và với giỏ trị hay gặp nhất là 4 - 4,5 và tỉ lệ nghịch với hàm lượng nhụm di động. Sau 3-4 năm canh tỏc cõy trồng cạn ngắn ngày, pH giảm trung bỡnh 0,5 đơn vị. Bún vụi một cỏch tạm thời và trong một thời gian ngắn pH lại giảm xuống như cũ. Hiện nay, đất chua cú pH dưới 5 ở tầng B chiếm 23 triệu ha hay 70 % tổng diện tớch toàn quốc.
Trong đất hiện đang sản xuất nụng nghiệp đất chua chiếm 6 triệu ha hay 84 % tổng diện tớch đất nụng nghiệp. Đất chua hỡnh thành ở những vựng cú lượng mưa trờn 1000mm (toàn bộ lónh thổ Việt Nam trừ vựng bỏn khụ hạn Phan Rang) ở trờn mọi loại đỏ mẹ. Tỉ lệ đất chua so với tổng diện tớch đất của cỏc vựng kinh tế sinh thỏi được thể hiện như sau:
Vựng nỳi trung du Bắc Bộ: 84 % Duyờn hải Trung Bộ: 78%
Tõy Nguyờn: 100%
Đụng Nam Bộ: 88%
Tăng cường hàm lượng sắt, nhụm di động và khả năng cố định lõn
Cỏc vựng đất đồi chua giải phúng ra một hàm lượng sắt và nhụm di động lớn. Cỏc chất này cú năng lựa giữ chặt lõn thụng qua nhúm hydroxyl. Nhất là khi chất hữu cơ bị mất, khả năng giữ lõn tăng vọt từ vài trăm tới 1000 ppm hoặc hơn. Khi chất hữu cơ mất đi
1 % thỡ khả năng giữ chặt lõn tăng lờn khoảng 50 mg/100g đất (Nguyễn Tử Siờm, Thỏi Phiờn , 1991). Sau khi khai hoang càng lõu, càng nhiều phốt phỏt sắt nhụm từ dạng hoạt động chuyển sang khụng hoạt động và dạng bị cố kết hoàn toàn. Trong đất đồi thoỏi hoỏ dạng Al-P và Fe -P cú thể đạt trờn 55 % lõn tổng số. Lõn hữu cơ cũng bị giảm đi từ 20 % xuống 10 – 15 %. Sự chuyển hoỏ này làm cho hầu hết đất đồi trở nờn nghốo lõn dễ tiờu, nhiều trường hợp đến mức vệt hoặc hoàn toàn khụng phỏt hiện được, trong khi mức độ tối thiểu cần cho phần lớn cõy trồng trờn đất đồi phải trờn 10 mg P2O5/100g đất. Điều tra 7.500 lụ trồng cà phờ trờn đất bazan cho thấy số lụ cú hàm lượng lõn dễ tiờu dưới 10 mg P2O5/100g đất chiếm tới 89 %, trong đú cú tới 61 % số lụ cú lõn dễ tiờu dưới 5mg P2O5/100g đất.
Chất hữu cơ giữ một vai trũ hết sức quan trọng trong việc giảm khả năng cố định lõn. Điều này cho thấy cần phải bổ sung liờn tục nguồn lõn hữu cơ cho đất. Ngay cả một số đất giàu hữu cơ như đất bazan thỡ dịch chiết của cỏc cõy xanh vẫn thể hiện mạnh hiệu ứng cản cố định lõn và phõn chuồng vẫn cú hiệu lực cao. Tương quan mựn và lõn dễ tiờu luụn phỏt hiện được trờn cỏc đất feralit vựng đồi.
Suy giảm cấu trỳc đất
Một trong cỏc biểu hiện thoỏi hoỏ vật lý là đất bị phỏ vỡ cấu trỳc (kết cấu). Nguyờn nhõn chớnh của quỏ trỡnh này là việc lạm dụng cơ giới hoỏ trong khai hoang và canh tỏc bảo vệ đất.
Đất đồi nỳi hiện nay cũn lại tầng A0 và A1 rất mỏng, thậm chớ hoàn toàn vắng mặt tầng Ao. Lớp thảm mục hoặc bị xúi mũn hoặc bị gom làm củi đun khụng cũn tỏc dụng bảo vệ tầng mặt. Lớp đất mặt kể cả đất đỏ bazan và đất đỏ trờn đỏ vụi mựn và sột đều bị rửa trụi mạnh.
Hàm lượng cỏc đoàn lạp nhỏ hơn 0,25 mm tăng lờn và đoàn lạp cú giỏ trị nụng học giảm mạnh ở cỏc đất thoỏi hoỏ so với đất rừng. Khả năng duy trỡ cấu trỳc giảm theo thời gian và đoàn lạp rất dễ bị phỏ vỡ khi gặp nước.
Sau 5 năm trồng lỳa nương trờn đất bazan chỉ số ổn định cấu trỳc từ 0,1 đến 1,5, trờn đất phiến thạch trồng sắn từ 0,7 lờn 1,7. Hiện tượng cỏc cấp đoàn lạp cú giỏ trị nụng học (> 1 mm) giảm đi một nửa so với đất rừng. Trong thành phần đoàn lạp lớn của đất bazan thoỏi hoỏ hầu như khụng cũn humat Ca và humat Mg. Hàm lượng C trong đú cũng chỉ cũn 50 %. Phần gắn kết cũn lại chỉ là phần hữu cơ liến kết với sesquyoxyde, khi mất nước cỏc chất này bị keo tụ khụng thuận nghịch làm cho đất bị chai cứng. Cỏc vi đoàn lạp rễ bị rửa trụi, hơn nữa chỳng chứa nhiều hữu cơ và đạm, cho nờn khi mất cấu trỳc thỡ đất cũng bị mất hữu cơ và đạm nhanh chúng.
Tăng độ chặt
Đất dốc bị cày xới, rửa trụi và mất chất hữu cơ, mất kết cấu sẽ làm cho độ xốp giảm xuống, dung trọng và độ chặt tăng lờn. Số liệu bảng 5.10 cho thấy đất trở nờn chặt cứng sau khi khai hoang, trồng độc canh, nhất là sắn và lỳa nương.
Bảng 5.10: Độ chặt của đất dưới ảnh hưởng của canh tỏc
Cặp quan trắc so sỏnh C % Độ chặt (kg/cm2)
- Dưới rừng thứ sinh 8,31 3,75 - Sau 2 chu kỳ lỳa nương (15 năm) 2,32 9,45
- Sau 16 năm trồng sắn 2,20 6,67
Đất đỏ nõu Bazan
- Cà phờ
+ Giữa hàng khụng trồng xen 3,34 1,40
+ Giữa hàng tủ cú xen tủ muống 4,08 0,86 - Lỳa nương
+ Năm thứ 2 3,23 2,80
+ Bỏ hoang sau 4 năm lỳa nương 2,43 4,53
(Nguyễn Thế Đặng và Cs, 2008)
Giảm khả năng thấm nước và sức chứa ẩm
Từ nguyờn nhõn suy giảm độ xốp, mất kết cấu mà đất dốc qua canh tỏc khụng hợp lý sẽ bị suy giảm khả năng thấm nước, sức chứa ẩm đồng ruộng bị thu hẹp kộo theo sự rỳt ngắn cung độ ẩm hoạt động, tăng nguy cơ khụ hạn (Bảng 5.11).
Khỏc với vựng đồng bằng là vựng cú mực nước ngầm cao và canh tỏc cú tưới, vựng đồi nỳi cõy trồng thường chịu canh tỏc tối thiểu và dựa vào nguồn nước trời. Việc giảm sức chứa ẩm dẫn đến việc giảm năng suất cõy trồng, làm cỏc cõy hàng năm và cõy lõu năm trong giai đoạn cũn non bị chết khụ trong cỏc giai đoạn hạn gay gắt. Một nguy cơ lớn cho mụi trường là đất giảm sỳt khả năng thấm hỳt ẩm sẽ là tiền đề cho xúi mũn mónh liệt và sinh ra lũ quột trờn miền cao.
Bảng 4.11: Tốc độ thấm nước của đất rừng và đất canh tỏc
Loại đất Tốc độ thấm n-ớc (m/s)
D-ới rừng Sau 2 vụ lúa Bỏ hoá
Đất đỏ đá vôi 7,40 3,92 2,15
Đất đỏ vàng phiến thạch 7,10 2,75 1,71
(Nguyễn Thế Đặng và Cs, 2008)