9.2.2.1. Suy giảm chất hữu cơ, mùn và chất dinh dưỡng
Đây là quá trình suy thoái nghiêm trọng nhất diễn ra trên đất dốc ở nước ta. Đầu tiên là tầng Ao bị bào mòn do xói mòn bề mặt (là tầng tiếp nhận nguồn chất hữu cơ chủ yếu), rồi quá trình rửa trôi theo chiều trọng lực đã làm hàm lượng mùn và các chất dinh dưỡng bị suy giảm nhanh chóng. Quá trình này diễn ra mạnh mẽ nhất vào mùa mưa, là thời gian có cường độ xói mòn và rửa trôi đất lớn nhất.
Sự suy giảm chất hữu cơ, mùn và chất dinh dưỡng diễn ra mạnh mẽ khi chuyển từ thảm rừng sang thảm cây trồng
Chất hữu cơ và mùn suy giảm dẫn đến hàng loạt các tính khác của đất bị thay đổi theo chiều hướng bất lợi và đất bị thoái hóa nhanh chóng.
9.2.2.2. Giảm khả năng trao đổi hấp phụ và độ no bazơ
Qua quá trình canh tác, nhất là cây ngắn ngày trên đất dốc, dung tích hấp thu và độ no bazơ của đất bị suy giảm đáng kể.
Sự suy giảm dung tích hấp thu không chỉ về lượng mà cả về chất, đó giảm tỉ lệ các kim loại kiềm trong thành phần CEC đồng thời với sự tăng tương đối của Al+++ và H+. Các khoáng sét trong đất đã nghèo lại cấu tạo chủ yếu bởi các khoáng có dung tích trao đổi thấp, hoạt động bề mặt kém (khoáng caolinit, gipxít). Do vậy khả năng trao đổi phụ thuộc mạnh vào thành phần hữu cơ mà nguồn này lại chịu ảnh hưởng mạnh của canh tác.
9.2.2.3. Tăng độ chua
Đất dốc, nhất là đất canh tác bị chua ở tầng mặt rất phổ biến. Chỉ sau 3 – 5 năm canh tác pH đất đã giảm đến trên một đơn vị.
Nguyên nhân cơ bản làm cho độ chua tăng lên nhanh chóng trên đất dốc chủ yếu là do xói mòn và rửa trôi. Do xói mòn và rửa trôi mà hàm lượng các chất kiềm và kiểm thổ bị suy giảm nhanh chóng, nhất là ở tầng mặt, nên đất bị chua.
Ngoài ra còn có tác động của cây trồng và vi sinh vật thu hút một cách chọn lọc các nguyên tố và các gốc có khả năng làm giảm pH đất, tiết ra các axit hữu cơ, cộng với việc sử dụng phân bón làm cho đất canh tác ngày càng chua và giảm tính năng của nó.
Cùng với độ chua tăng là việc giải phóng các chất sắt, nhôm dưới dạng di động gây độc cho cây trồng và sự cố định lân dưới các dạng khó tiêu làm giảm hoạt động của các sinh vật có ích (như các nhóm vi khuẩn cố định đạm và phân giải, các loại tảo lam, giun và các động vật đất…), tăng cường các nhóm vi sinh vật có hại cho cây trồng (như nấm, các nhóm xạ khuẩn..).
9.2.2.3. Tăng cường hàm lượng sắt, nhôm di động và khả năng cố định lân
Các vùng đất đồi chua giải phóng ra một hàm lượng sắt và nhôm di động lớn. Sau khi khai hoang càng lâu, càng nhiều phốt phát sắt nhôm từ dạng hoạt động chuyển sang không hoạt động và dạng bị cố kết hoàn toàn. Trong đất đồi thoái hoá dạng Al-P và Fe -P có thể đạt trên 55 % lân tổng
số. Lân hữu cơ cũng bị giảm đi từ 20 % xuống 10 – 15 %. Sự chuyển hoá này làm cho hầu hết đất đồi trở nên nghèo lân dễ tiêu, nhiều trường hợp đến mức vệt hoặc hoàn toàn không phát hiện được, trong khi mức độ tối thiểu cần cho phần lớn cây trồng trên đất đồi phải trên 10 mg P2O5/100g đất.
9.2.2.4. Suy giảm cấu trúc đất
Một trong các biểu hiện thoái hoá vật lý là đất bị phá vỡ cấu trúc (kết cấu). Nguyên nhân chính của quá trình này là việc lạm dụng cơ giới hoá trong khai hoang và canh tác bảo vệ đất.
Hàm lượng các đoàn lạp nhỏ hơn 0,25 mm tăng lên và đoàn lạp có giá trị nông học giảm mạnh ở các đất thoái hoá so với đất rừng. Khả năng duy trì cấu trúc giảm theo thời gian và đoàn lạp rất dễ bị phá vỡ khi gặp nước.
Sau 5 năm trồng lúa nương trên đất bazan chỉ số ổn định cấu trúc từ 0,1 đến 1,5, trên đất phiến thạch trồng sắn từ 0,7 lên 1,7. Hiện tượng các cấp đoàn lạp có giá trị nông học (> 1 mm) giảm đi một nửa so với đất rừng. Trong thành phần đoàn lạp lớn của đất bazan thoái hoá hầu như không còn humat Ca và humat Mg. Hàm lượng C trong đó cũng chỉ còn 50 %. Các vi đoàn lạp rễ bị rửa trôi, hơn nữa chúng chứa nhiều hữu cơ và đạm, cho nên khi mất cấu trúc thì đất cũng bị mất hữu cơ và đạm nhanh chóng.
9.2.2.5. Tăng độ chặt
Đất dốc bị cày xới, rửa trôi và mất chất hữu cơ, mất kết cấu sẽ làm cho độ xốp giảm xuống, dung trọng và độ chặt tăng lên. Số liệu bảng 4.9 cho thấy đất trở nên chặt cứng sau khi khai hoang, trồng độc canh, nhất là sắn và lúa nương.
9.2.2.6. Giảm khả năng thấm nước và sức chứa ẩm
Từ nguyên nhân suy giảm độ xốp, mất kết cấu mà đất dốc qua canh tác không hợp lý sẽ bị suy giảm khả năng thấm nước, sức chứa ẩm đồng ruộng bị thu hẹp kéo theo sự rút ngắn cung độ ẩm hoạt động, tăng nguy cơ khô hạn