Theo phân loại phát sinh (genetic), tên “đất Feralit” được gọi là
“Latôxôn” từ những năm 50 của Thế kỷ XX. Theo Kellogg (1949) [14], các loại đất latôxôn có các đặc tính sau:
a) Trong phần tử sét có tỷ số SiO2/R2O3 thấp.
b) Phần khoáng có khả năng trao đổi từ trung bình đến thấp so với phần sét.
c) Hàm lượng các khoáng vật nguyên sinh thấp (không kể các khoáng vật rất bền).
d) Hàm lượng các chất hòa tan thấp.
đ) Các đoàn lạp có độ bền tương đối cao (không kể các latôxôn chưa thành thục trên các đá mẹ sét).
e) Có màu đỏ hoặc các màu khác có sắc thái lẫn đỏ.
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận án tiến sĩ khoa học nông nghiệp ……….. 7 g) Không nhất thiết phải có các tầng tích tụ từ các nơi đưa đến (latôxôn có thể gồm nhiều loại có thành phần cơ giới khác nhau tùy theo đá mẹ, quá trình hình thành sét và rửa trôi sét từ tầng trên của phẫu diện xuống trong quá trình phân hủy hoặc hòa tan, hay mức xen lẫn của tro hoặc limon trong tầng trên cùng). Đất latôxôn thường có tầng tích tụ sắt, nhôm và các nguyên tố khác như SiO2.
h) Lớp hữu cơ ở tầng A tương đối mỏng.
i) Hàm lượng các hạt limon nói chung thấp hơn so với các cấp hạt khác.
Theo nghiên cứu của V.M. Friđlanđ (1973) [14], tại Hội nghị Quốc tế của các nhà thổ nhưỡng năm 1955 Aubert đề nghị thay đổi chữ "latôxôn" bằng chữ "feralit" là tên gọi mà trước đó có một số tác giả vẫn dùng nhưng với nghĩa chưa chính xác. Đề nghị đổi tên của Aubert dựa trên yêu cầu phân biệt rõ ràng 2 quá trình khác nhau là:
- Quá trình hình thành latêrit (đá ong) có vỏ hay lớp mai cứng và có kết von do tích tụ tuyệt đối sắt và mangan;
- Quá trình feralit hóa (feralitic) là quá trình phong hóa có tích tụ nhiều sắt nhôm.
Khi xét thấy các tính chất chung của các loại đất feralit cũng giống các tính chất mà Kellogg đã nêu ra đối với các loại đất latôxôn, Aubert đã xác định thêm và nhấn mạnh các đặc điểm của các loại đất này như sau:
a)Hàm lượng các khoáng vật nguyên sinh thấp, trừ các khoáng vật rất bền như thạch anh.
b)Trong phần tử keo và trong đất có nhiều hydroxyt sắt, nhôm, mangan và titan, tỉ lệ SiO2/R2O3 và SiO2/Al2O3 thấp (tỉ lệ này thường thấp hơn 2, rất ít trường hợp bằng 2). Có trường hợp trong một số tầng có chứa nhôm tự do.
c)Phần keo trong các tầng phát triển đều là hyhroxyt sắt, nhôm, titan, liên kết với ít nhiều kaolinit, và đôi khi liên kết với một ít ilit.
d)Lượng limon thấp hoặc rất thấp.
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận án tiến sĩ khoa học nông nghiệp ……….. 8 e)Hàm lượng các chất hữu cơ và mùn thấp, không có mùn thô.
So sánh định nghĩa của Kellogg và định nghĩa của Aubert, ta thấy định nghĩa về đất feralit của Aubert có phần mở rộng hơn, về căn bản phù hợp hơn với tài liệu thực tế đối với các loại đất này. Tuy nhiên, ngay trong các đặc trưng đó, chỉ có 3 chỉ tiêu đầu là cơ bản và cần thiết; 2 chỉ tiêu cuối nếu xét theo tính chất chung của các loại đất feralit là không nhất thiết. Chẳng hạn như trong loại đất feralit của miền Bắc Việt Nam phát triển trên một số loại đá mẹ granit và đá nai nhiều thạch anh song vẫn chứa nhiều limon. Các loại đất feralit ở miền núi, nhất là trên các độ cao trên 700m - 900m, vẫn có hàm lượng chất hữu cơ cao và có cả mùn thô.
1.1.2.2. Diện tích, phân bố sử dụng đất đỏ vàng trên thế giới
Theo tài liệu Bản đồ đất thế giới của FAO-UNESCO (năm 2001) và Cơ sở tham chiếu tài nguyên đất thế giới 2006 (World reference base for soil resources 2006, World soil resources reports 103) [68], diện tích, phân bố và sử dụng các nhóm đất Ferralsols và Acrisols trên thế giới như sau:
a) Đất đỏ (Ferralsols) - Diện tích, phân bố đất đỏ
Tổng số diện tích của nhóm đất đỏ (Ferralsols) trên thế giới ước tính khoảng 750 triệu ha, hầu hết tập trung ở những vùng nhiệt đới và xích đạo, nơi có khí hậu ẩm ướt, lượng mưa lớn tập trung theo mùa, lượng mưa lớn hơn lượng bốc hơi, nhiệt độ cao; đá mẹ là macma bazơ, macma siêu ba zơ hoặc đá phiến sét dễ dàng bị phong hóa, gồm các phần lục địa Nam Mỹ (đặc biệt là Brazin) và châu Phi (Công gô, Cộng hòa Trung Nam Phi, Angola, Guinea và Đông Madagascar). Ngoài ra đất đỏ còn có những diện tích giới hạn ở những vùng có đá bazan dễ phong hóa và vùng khí hậu nóng, ẩm như Đông Nam châu Á, trong đó có Việt Nam
Các loại đất trong nhóm đất đỏ đại diện cho những loại đất có tầng phong hóa dày có màu đỏ hoặc vàng ở những vùng Nhiệt đới ẩm. Những loại
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận án tiến sĩ khoa học nông nghiệp ……….. 9 đất này có ranh giới các tầng đất không rõ ràng, các loại sét tích lũy trong đất chủ yếu là những thành phần sét có hoạt tính thấp (Kaolinite) và có hàm lượng sesquyoxit cao. Những tên gọi mang tính địa phương thường theo màu sắc đất. Nhiều loại đất trong nhóm này được người ta biết đến như Oxisols (Hoa Kỳ); Latosols (Brazil); Alitico, Feritico (Cuba); Sols ferralitiques (Pháp) và Ferralitic soils (Liên Bang Nga).
Các loại đất đỏ và vàng Nhiệt đới thường có hàm lượng sesquioxit cao.
Tên của đất Ferralit bắt nguồn từ tiếng Latin với từ “ferrum” có nghĩa là sắt và “alumen” có nghĩa là nhôm.
Đá mẹ: gồm vật liệu bị phong hóa mạnh từ những loại đá có nguồn gốc macma nhiệt có tuổi địa chất lâu đời và thường bắt gặp nhiều là đá mẹ bazan hơn là những loại đá có nguồn gốc silicat.
Địa hình thường đặc trưng bởi các dạng lượn sóng tuổi Pleistocene hoặc lâu hơn, một số ít mới được hình thành từ các đá mẹ dễ phong hóa ở vùng nhiệt đới ẩm hay cận nhiệt đới. Với đặc trưng phát triển từ quá trình phong hóa mạnh và sâu là kết quả của việc tích lũy các khoáng nguyên sinh bền (như quartz) bên cạnh các sesquioxit và Kaolinite. Các khoáng vật và khoáng sét trên liên quan đến giá trị pH thấp được giải thích bởi những cấu trúc vi hạt kết ổn định (pseudo-sand) và màu vàng (goethite) hoặc màu đỏ đặc trưng (hematite) trong đất.
- Sử dụng đất đỏ
Phần lớn các đất đỏ có những tính chất vật lý tốt, thể hiện ở tầng đất dày, thoát nước tốt có cấu trúc vi hạt kết bền, điều này giúp cho đất đỏ ít bị ảnh hưởng của quá trình xói mòn hơn các loại đất Nhiệt đới khác chịu tác động của quá trình phong hóa mạnh. Hầu hết các đất đỏ dễ bị vụn bở và dễ làm đất, chúng thường thoát nước tốt nhưng khả năng giữ nước thấp nên cũng dễ bị hạn.
Nghiên cứu của World reference base for soil resources 2006 [68] cho
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận án tiến sĩ khoa học nông nghiệp ……….. 10 thấy: Đất đỏ thường nghèo chất khoáng, khả năng giữ các cation dinh dưỡng kém. Dưới các thảm thực vật tự nhiên rễ cây hút các nguyên tố dinh dưỡng rồi trả cho tầng đất mặt các cành lá rơi rụng. Khối lượng dinh dưỡng được luân chuyển duy trì trong lượng sinh khối trả lại cho đất; những thành phần dinh dưỡng dễ tiêu tập trung chủ yếu ở thành phần hữu cơ của đất. Nếu quá trình tuần hoàn dinh dưỡng bị gián đoạn như ở một số trang trại canh tác có mức đầu tư thấp, các chất dinh dưỡng ở vùng rễ cây sẽ bị suy kiệt nhanh chóng.
Việc duy trì độ phì đất bằng biện pháp bón phân, che phủ hữu cơ trên bề mặt đất hoặc áp dụng các mô hình nông - lâm kết hợp để hạn chế xói mòn trên bề mặt là yêu cầu quản lý quan trọng khi sử dụng loại đất này.
Sự hấp thụ chặt (hay cố định lân trong đất) là đặc tính có vấn đề đối với đất đỏ. Đất đỏ nhìn chung nghèo N, K, những chất dinh dưỡng trung lượng (Ca, Mg, và S) và các nguyên tố vi lượng, silic cũng bị suy giảm, đặc biệt là đối với các cây trồng có yêu cầu silic cao.
Việc lựa chọn loại phân bón và phương pháp bón phân có ảnh hưởng lớn đến sự thành công trong sản xuất nông nghiệp trên đất đỏ. Bón những loại phân lân chậm tan (quặng photphat) với lượng lớn sẽ giảm thiểu sự thiếu lân trong một số năm. Do việc cố định lân nhanh, bón phân supe photphats được người ta lựa chọn và cần sử dụng một lượng nhỏ hơn nhiều so với những loại lân chậm tan. Việc bón quặng photphat nghiền là sự lựa chọn có tính khả thi trong điều kiện khi không có khả năng mua được phân lân.
Những trang trại canh tác theo kiểu nương rẫy lâu dài trên đất đỏ (Ferralsols) có thể trồng nhiều loại cây trồng lâu năm và các cây trồng hàng năm. Những đồng cỏ thâm canh cũng thường được cân nhắc trồng ở những diện tích đất đỏ không sử dụng cho mục đích sản xuất nông nghiệp. Với những đặc tính tốt về tính chất vật lý và thường phân bố ở những nơi có địa hình tương đối bằng phẳng hay lượn sóng nên đất đỏ có khả năng thâm canh nếu giải quyết được những vấn đề nghèo về tính chất hóa học đất [68].
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận án tiến sĩ khoa học nông nghiệp ……….. 11 Đất Ferralsols được sử dụng trồng nhiều loại cây trồng đa dạng, phong phú như: cây lương thực (lúa, ngô, khoai, sắn), cây màu, cây công nghiệp ngắn ngày (đậu, đỗ, mía, bông) và đặc biệt là các loại cây công nghiệp lâu năm có giá trị kinh tế cao (cao su, cà phê, điều, hồ tiêu) và các loại cây ăn quả nhiệt đới.
Sau đây là một số hình ảnh cảnh quan cây trồng trên đất Ferralsols:
Ảnh 1.1. Trồng hạt tiêu đen trên đất đỏ (Ferralsols) ở Brazil (Nguồn: ISRIC, NL, 1996)
Ảnh 1.2. Đồng cỏ và rừng trồng trên đất đỏ (Ferralsols) ở Brazil (Nguồn:
ISRIC, NL, 1996)
Ảnh 1.3. Trồng chuối trên đất đỏ (Ferralsols) ở Brazil. (Nguồn: ISRIC,
NL, 1996)
b) Đất xám (Acrisols)
- Diện tích, phân bố đất xám
Trên thế giới đất xám có diện tích khoảng 1000 triệu ha, thường phân bố ở các vùng nhiệt đới, nhiệt đới ẩm và vùng khí hậu ôn hòa ấm áp, tập trung nhiều nhất ở các vùng Đông Nam châu Á, ven rìa lưu vực Amazon, vùng miền nam Hoa Kỳ và cả phía Đông và Tây Phi.
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận án tiến sĩ khoa học nông nghiệp ……….. 12
Hình 1.1. Phân bố đất xám (Acrisols) trên thế giới
Đặc tính chung của đất xám được thể hiện ngay trong tên gọi bắt nguồn từ tiếng Latin, chữ “acer” là rất chua. Đất chua do quá trình phong hóa diễn ra mạnh, độ no bazơ thấp ở tầng mặt và một số tầng bên dưới. Nguồn gốc đá mẹ rất khác nhau hầu hết tập trung ở các loại đá mẹ trong nhóm macma axit có quá trình phong hóa mạnh mẽ các khoáng sét.
Hầu hết đất xám được hình thành ở những địa hình dạng đồi hoặc đồi lượn sóng ở những vùng khí hậu nhiệt đới ẩm, gió mùa, cận nhiệt đới hoặc vùng khí hậu ôn hòa ấm áp.
Theo World reference base for soil resources 2006 [68], đất xám (Acrisols) là nhóm đất có hàm lượng sét ở các tầng đất bên dưới cao hơn so với tầng mặt do kết quả hoạt động của quá trình phát sinh hình thành đất (đặc trưng bởi sự vận chuyển sét) dẫn đến sự hình thành tầng argic ở bên dưới.
Nhóm đất xám có những đặc trưng khác nhau về độ dày, nghèo cation trao đổi và khoáng sét hấp thụ thấp. Nhiều loại đất xám có liên quan đến loại đất
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận án tiến sĩ khoa học nông nghiệp ……….. 13 Podzol vàng đỏ (gặp ở Indonesia) Argissols (ở Brazin), đất vàng đỏ và đất Ultisols với các khoáng sét có hoạt tính thấp (ở Hoa Kỳ).
Sự phát triển của hình thái phẫu diện cho thấy có sự khác biệt về hàm lượng sét trong tầng mặt thường thấp hơn so với các tầng bên dưới, quá trình rửa trôi các cation kiềm luôn diễn ra ở môi trường ẩm dưới tác động của mức độ phong hóa mạnh.
- Sử dụng đất xám
Việc duy trì hàm lượng hữu cơ ở tầng đất mặt là rất quan trọng, giúp ngăn chặn, hạn chế xói mòn, là tiền đề cho hoạt động canh tác trên đất xám.
Việc làm sạch đất bằng cơ giới, suy giảm dinh dưỡng do cây hút và xói mòn đất đã làm cằn cỗi đất trên diện rộng. Ở những nơi có sự hình thành nhôm ở các tầng đất bên dưới có thể tạo ra các mức độ độc nhôm khác nhau đối với cây trồng.
Theo World reference base for soil resources 2006 [68], áp dụng các hệ thống trồng trọt thích hợp, bón đầy đủ, cân đối các loại phân bón và quản lý tốt là yêu cầu đối với loại đất này. Việc sử dụng rộng rãi hình thức canh tác đốt nương rẫy từ thời nguyên thủy là hình thức được người ta áp dụng trong nhiều thế kỷ. Nếu giai đoạn trên chỉ diễn ra trong thời gian ngắn (trong khoảng chỉ một hoặc vài năm) và giai đoạn bỏ hóa đủ dài trong nhiều thập kỷ thì nguồn tài nguyên đất xám vẫn có thể sử dụng tốt. Những trang trại đầu tư thấp trên đất xám, trồng các loại cây trồng chịu được chua như dứa, hạt điều, chè, cao su có thể thành công ở loại đất này. Việc mở rộng diện tích trồng cây cọ dầu trên đất xám (ở Malaysia và Sumatra) cũng là hướng đi mới được mở ra trong nhiều năm gần đây. Một diện tích lớn đất xám được người ta duy trì trồng rừng tạo thành một dải lớn rừng mưa ẩm có mật độ cây rừng cao với các cánh rừng mở.
Hầu hết các rễ cây tập trung ở tầng mùn trên mặt chỉ một số ít rễ có thể đâm sâu hơn xuống các tầng bên dưới. Ở Nam Mỹ đất xám cũng được người ta tìm thấy ở một số vùng savan. Đất xám thích hợp cho sản xuất các cây trồng nhờ
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận án tiến sĩ khoa học nông nghiệp ……….. 14 nước trời và được tưới sau khi đã cung cấp đầy đủ vôi và phân bón, ngoài ra còn cần giải pháp luân canh cây trồng kết hợp với cải thiện đồng cỏ để duy trì hàm lượng chất hữu cơ của đất.
1.1.3. Tổng quan nghiên cứu về nhóm đất đỏ vàng ở Việt Nam
Trong nửa đầu thế kỷ 20 đã có một số công trình nghiên cứu về đất đỏ vàng ở Việt Nam và Đông Dương của một số nhà khoa học người Pháp và Việt Nam như Rf. Auriol và Lâm Văn Vãng (1934), Castagnol và Phạm Gia Tu (1940) [16]. Các kết quả nghiên cứu giai đoạn này chưa đầy đủ về đất đỏ vàng ở Việt Nam.
Trong nửa sau của thế kỷ 20 đến nay, hàng loạt công trình nghiên cứu về đất đỏ vàng Việt Nam được công bố. Năm 1958, chuyên gia của Liên Xô cũ V.M. Fritland cùng với các nhà khoa học đất Việt Nam như Vũ Ngọc Tuyên, Tôn Thất Chiểu, Trần Văn Nam tiến hành điều tra nghiên cứu, phân loại và xây dựng sơ đồ thổ nhưỡng miền Bắc Việt Nam tỷ lệ 1/1.000.000.
Năm 1959 V.M. Fritland và nhóm nghiên cứu đã xây dựng bảng phân loại đất miền Bắc Việt Nam và được nghiên cứu chỉnh sửa vào năm 1964.
Tiếp theo là hàng loạt công trình nghiên cứu về đất Việt Nam nói chung và đất đỏ vàng nói riêng được công bố [27], [29], [35], [48], [50]. Các nhà khoa học đất công tác tại các cơ quan như Viện Thổ nhưỡng - Nông hóa, Viện qui hoạch và thiết kế nông nghiệp, trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, trường Đại học Khoa học Tự nhiên,... đã thực hiện các công trình nghiên cứu cơ bản, toàn diện về nhóm đất đỏ vàng ở nước ta.
Theo Hội Khoa học Đất Việt Nam, 1996 [17], công tác nghiên cứu, điều tra phân loại đất có hệ thống của Việt Nam được bắt đầu từ cuối thập kỷ 60 (của Thế kỷ XX) và được phân chia làm 2 thời kỳ:
Thời kỳ từ 1958 đến tháng 4 năm 1975: Ở miền Bắc đã xây dựng bản phân loại đất và điều tra xây dựng sơ đồ thổ nhưỡng miền Bắc (V.M. Fritland, Vũ Ngọc Tuyên, Tôn Thất Chiểu, Đỗ Ánh, Lê Thành Bá, Nguyễn Văn Dũng,
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận án tiến sĩ khoa học nông nghiệp ……….. 15 Trần Văn Nam, Phạm Tám, Nguyễn Đình Toại 1959). Tiếp theo đó là thời kỳ nghiên cứu phát triển phân loại đất và điều tra xây dựng các loại bản đồ tỷ lệ trung bình và lớn (Lê Duy Thước, Trần Khải, Vũ Ngọc Tuyên, Cao Liêm, Tôn Thất Chiểu, Đỗ Ánh, Vũ Cao Thái, Trần Khiêm, Lê Thái Bạt, Đào Cần, Nguyễn Công Pho, Nguyễn Khang, Phạm Dương Ưng). Ở miền Nam cũng đã tiến hành xây dựng bản phân loại đất và sơ đồ đất miền Nam (F.R. Morman 1960). Tiếp theo là những nghiên cứu phân loại đất, điều tra đất tỷ lệ lớn ở một số cơ sở và nhân sao phổ biến bản phân loại và sơ đồ đất chung ra từng tỉnh để sử dụng (Thái Công Tụng, Trương Đình Phú, Châu Văn Hạnh).
Thời kỳ sau tháng 4 năm 1975: Sau khi nước nhà được thống nhất, công tác điều tra phân loại xây dựng bản đồ đất được phát triển mạnh phục vụ quy hoạch phát triển chung và khai thác các vùng đất mới. Cùng với việc hoàn thành xây dựng bảng phân loại đất và bản đồ đất tỷ lệ 1/1.000.000 chung cả nước, đã nghiên cứu phổ biến bản phân loại đất tỷ lệ trung bình và lớn xuống khắp các tỉnh để thực hiện.
Cuối những năm 80 của thế kỷ 20, Khoa học Đất Việt Nam tiếp nhận và thực hiện các chương trình nghiên cứu đất theo tiêu chuẩn quốc tế.
Các kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học trong và ngoài nước đã xác định nhóm đất đỏ vàng ở Việt Nam khi phân loại theo FAO-UNESCO và WRB nằm trong các nhóm đất chính là Acrisols (AC), Ferralsols (FR) với các tên đất theo tiếng Việt Nam là đất xám feralít, đất đỏ [46], [16], [13].
1.1.3.1. Yếu tố chính hình thành đất đỏ vàng ở Việt Nam.
Những yếu tố chính hình thành đất đỏ vàng ở Việt Nam là khí hậu, địa hình, địa chất, thảm thực vật.
a) Khí hậu
Nước ta tuy nằm trọn vẹn trong vùng khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa, tuy vậy các đặc trưng khí hậu biến động rất phức tạp theo địa hình và các vùng địa lý tự nhiên. Kết quả nghiên cứu cho thấy phía Nam nước ta có các đặc trưng khí hậu nhiệt đới điển hình, phía Bắc cũng có đặc trưng khí hậu nhiệt