Thoái hóa đất

hiện tượng chai cứng và đá của đất

CHUYÊN ĐỀ THOÁI HÓA ĐẤT “CHAI CỨNG VÀ ĐÁ CỦA ĐẤT”

I. ĐẶT VẤN ĐỀ

Đất đai là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá, là thành phần quan trọng hàng đầu của môi trường sống Trong sản xuất nông nghiệp đất vừa là đối tượng lao động vừa là tư liệu sản xuất không thể thay thế được Cuộc sống của con người phụ thuộc rất nhiều vào lớp đất trồng trọt để sản xuất ra lương thực,thực phẩm và các nguyên liệu sản xuất công nghiệp phục vụ cho cuộc sống của mình

lớp đất có khả năng canh tác này lại luôn chịu những tác động mạnh mẽ của tự nhiên và các hoạt động của con người Những tác đông này có thể làm chúng bị thoái hóa và dần mất đi khả năng sản xuất của đất, một trong những nguyên nhân làm đất bị thoái hóa dần đi là do hiện tượng đất bị chai cứng và đá

Hiện tượng chai cứng và đá do các quá trình tích tụ Fe3+, Al3+ trong đất và

do quá trình xói mòn làm trơ lớp đá và lầm mất khả năng canh tác, trên thế giới hầu như quốc gia nào cũng chịu ảnh hưởng của hiện tượng trên, Việt Nam cũng

là một trong số đó, do vậy chúng tôi tiến hành tìm hiểu vấn đề “ Chai cứng và đá

ở Việt Nam”

II. NỘI DUNG

1. Tình hình thoái đất trên thế giới

Tổng diện tích đất trên thế giới 14.777 triệu ha, với 1.527 triệu ha đất đóng băng và 13.251 triệu ha đất không phủ băng Trong đó, 12% tổng diện tích

là đất canh tác, 24% là đồng cỏ, 32% là đất rừng và 32% là đất cư trú, đầm lầy Diện tích đất có khả năng canh tác là 3.200 triệu ha, hiện mới khai thác hơn 1.500 triệu ha Tỷ lệ đất có khả năng canh tác ở các nước phát triển là 70%; ở các nước đang phát triển là 36% Trong đó, những loại đất tốt, thích hợp cho sản xuất nông nghiệp như đất phù sa, đất đen, đất rừng nâu chỉ chiếm 12,6%; những loại đất quá xấu như đất vùng tuyết, băng, hoang mạc, đất núi, đất đài nguyên chiếm

đến 40,5%; còn lại là các loại đất không phù hợp với việc trồng trọt như đất dốc, tầng đất mỏng,

2. Tình hình thoái hóa đất ở Việt Nam

Đất là môi trường thích hợp cho sự sinh trưởng phát triển của cây, nó cung cấp nước, oxy cũng như dinh dưỡng cho cây trồng

Sự hình thành đất là một quá trình lâu dài có liên quan mật thiết với địa hình, khí hậu, thực vật, động vật, đá mẹ và con người

Ngày nay, dưới tác động của con người đất bị thoái hóa nhanh chóng Đất

bị suy thoái là những loại đất do những nguyên nhân tác động nhất định theo thời gian đã và đang mất đi những đặc tính và tính chất vốn có ban đầu trở thành các loại đất mang đặc tính và tính chất không có lợi cho sinh trưởng và phát triển của các loại cây trồng

Quá trình laterit ở miền Đông Nam Bộ nói riêng và đất dốc đồi núi Việt Nam nói chung đã và đang xảy ra một cách mãnh liệt ở hầu khắp các vùng đất, loại đất Riêng ở vùng Đông Nam Bộ với diện tích đất 357.176 ha chiếm tỉ lệ 15.14% đất toàn miền, laterite ở miền Đông đáng báo động khẩn cấp”.Đất bị laterit hay còn gọi là đá ong có ở nhiều nơi trên vùng đồi núi bazan và khu vực Bắc bộ Đá ong tập trung ở một số nơi như An Nhơn (Bình Định), các dải đồi nằm ven biển ở khu vực bãi Rạn (Tam Quang- Núi Thành- Quảng Nam), làng

Hình 1 Một “mỏ” đá ong được mở ngay trên mép con đường nối Cảng Kỳ Hà và

điểm du lịch bãi Rạn

3. Khái niệm về quá trình thái hóa đất kết von thành đá

Đất bị kết von thành đá là quá trình rửa trôi và tích tụ tuyệt đối các cation

Fe3+, Fe2+; Al3+; Mn6+ trong các tầng đất, dưới tác động của điều kiện môi trường như sự phong hóa, dòng chảy, mực nước ngầm thay đổi, mất thảm phủ, xói mòn

Đất bị kết von, đá ong hóa là đất trong đó xảy ra quá trình tích lũy tuyệt đối Fe, Al Ở mức độ nhẹ tạo thành những đốm loang lổ đỏ vàng hoặc các ổ kết von đỏ vàng mềm Ở mức độ điển hình, Fe2O3 và Fe2O3.nH2O tạo thành kết von sắt và đá ong (Quy trình điều tra thoái hóa đất, … )

4. Các dạng kết von

a. Kết von tròn

Loại này có hình tròn, elip kích thước thông thường từ 1-10 mm Kết von tròn có độ cứng khác nhau Trong đó có một số dễ bóp vỡ, còn một số thì dùng dao khó khăn lắm mới bổ vỡ được

Thành phần chủ yếu của kết von tròn là oxit sắt chiếm 2/3 cả khối, rất ít kiềm và kiềm thổ nhất là magie, lượng mangan ít, trong kết von có nhôm tự do Thường ở giữa trung tâm hạt là 1 hạt nhân, có thể có 1 hay nhiều hạt keo kaolinit làm nhân Fe và Mn bám chặt xung quanh tâm đó và tạo nên những lớp hình cầu rắn chắc Trong đất feralite vùng đồi núi và cao nguyên, sự rửa trôi và tích tụ của

Fe và Mn tạo nên hạt kết von có màu nâu xám và không bóng Trong đất ở vùng đồi bazan có sự rửa trôi nhiều Mn2+, sau đó nó được oxy hoá thành Mn6+ và bám xung quanh 1 hạt keo tạo nên các lớp, cuối cùng tạo thành các hạt trơn, tròn, bóng hình đầu ruồi

Hinh 2 Đất bị kết von tròn

b. Kết von tổ ong

Loại này có hình thù không nhất định, nếu chúng kết chùm với nhau thì loại kết von tổ ong này có thể bức vách có hảng trăm lỗ tổ ong, bằng cách này chúng sẽ tạo thành đá ong tổ ong Màu của kết von tổ ong là màu sắt gỉ pha nâu, đặc điểm về thành phần của kết von tổ ong là lượng sắt ít và nhiều silic Các phần đỏ của sét này chứa nhiều sắt, khi lộ ra ngoài mặt đất thì rắn lại và tạo thành các hạt kết von tổ ong rời rạc hoặc là cả khối kết von kết liền nhau làm thành đá ong tổ ong

c. Kết von kết xi măng

Loại này hình dạng cũng giống như loại kết von tròn cũng giống cả kết von tổ ong và có thể có hình dạng trung gian Đó là những mảnh vụn khoáng nguyên chưa phong hóa bị oxy sắt kết xi măng Đặc điểm chính là các mảnh đá vụn kết với nhau trông rõ bằng mắt thường Trong kết von tròn và kết von tổ ong vẫn có các khoáng vật nguyên sinh chưa phong hoá lẫn vào nhưng hàm lượng của nó ít và khó có thể phân biệt được bằng mắt thường

d. Kết von giả

Loại này cũng có nhiều hình dạng khác nhau từ dạng rất tròn cho đến gần như rất giống tổ ong Đó là những mảnh khoáng nguyên vụn đã mỏn cạnh

thường là đá chưa phong hóa bị bao bên ngoài một màng sắt mỏng Màu này có màu thẫm gần như đen, ánh, làm cho kết von giả rất giống kết von thật, chỉ có thể phân biệt được sau khi đập xem kết cấu bên trong hat5 của nó

Quá trình đất bị chai cứng do hiện tuợng đất bị kết von đá ong ( quá trình tích lũy Fe3+, Al3+), hiện tượng này xảy ra ở những nơi có mức nước ngầm nông khi các lớp phía trên bề mặt bị khô nước ngầm sẽ đi từ dưới lên theo hệ thống mao quản trong đất đến một giới hạn nào đó, sắt ở dạng khử trong nước ngầm sẽ

bị oxi hóa (Fe3+), như Fe2O3, Fe2O3.nH2O theo thời gian sẽ bị kết von thành đá ong trong đất, hiện tượng này thường xảy ra ở những nơi có nơi độ dốc không cao lắm, có điều kiện tích tụ Fe, Al, Mn nhất là các vùng đồi núi

Ngoài ra còn một số nguyên nhân khác như:

+Thay đổi phản ứng môi trường (Từ chua đến kiềm) trên đường đi của Fe làm thay đổi đổi tình trạng oxi hóa khử kết quả là Fe bị kết tủa

+Thành phần cát thô ở trên và ở dưới là sét nặng

+ Xói mòn

Xói mòn đất là quá trình làm mất lớp đất trên bề mặt và phá hủy các tầng đất trên mặt và phá hủy các tầng đất bên dưới do tác động của nước mưa, băng tuyết tan hoặc do gió Trong đó xói mòn đất do nước là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến sự chai cứng đất.Mưa rào với cường độ cao: tác động của hạt mưa tới bề mặt đất làm phá vỡ cấu trúc hạt và gây ra sự nén chặt, bịt kín các khe hở trên bề mặt đất

+Chặt phá rừng

Chặt phá rừng làm giảm thảm che phủ của thực vật dẫn đến quá trình rửa trôi mạnh, làm trơ sỏi đá Suy giảm mực nước ngầm trong đất dẫn đến hiện tượng kết von đá ong

+Sử dụng phân bón không cân đối

Sử dụng nhiều phân hóa học gây hại cho môi trường đất, việc bón phân hóa học không cân đối đã làm ảnh hưởng xấu đến đất đai, dẫn đến tình trạng đất đai bị nghèo kiệt dinh dưỡng, chai cứng, pH trong đất tăng cao

f. Tác hại của quá trình đất bị kết von đá

+ Làm cơ lý tính đất giảm sút, giữ ẩm kém, hút và giữ nước kém

+ Có điều kiện rửa trôi, xói mòn mạnh hơn vì thực vật bì không phát triển + Nghèo dinh dưỡng cho thực vật và vi sinh vật Nếu chỉ có một lượng nhỏ sẽ kích thích một vài thực vật phát triển như tăng cường khả năng tạo củ của cây rễ củ, tăng độ thoáng khí và thoát nước

+ Khi xuất hiện đá ong môi trường xấu đi nhanh chóng Đá ong xuất hiện

ở tầng mặt thì không thực vật, vi sinh vật nào sống được Hóa lý tính của đất trở nên tê liệt môi trường sinh thái trở nên sinh thái đất chết

g. Biện pháp khắc phục

Sự phục hồi đất là cách thức tự trả lại cho đất những tính chất và khả năng sản xuất mà nó từng có trước khi lâm vào tình trạng suy thoái Hay nói cách khác, đó là những biện pháp khoa học kỹ thuật tác động vào các loại đất đã, đang

bị suy thoái (do quá trình sử dụng đất không hợp lý hoặc do tác động của môi trường xung quanh gây nên), nhằm tạo cho đất trở lại với những tính chất và khả năng ban đầu

Kiến thiết đồng ruộng

+ Canh tác đất dốc: Phải đảm bảo chống xói mòn rửa trôi đất, chống hiện tượng đất bị khô hạn, dẫn đến kết von đá ong hóa Biện pháp kiến thiết ruộng trên đất dốc hữu hiệu nhất là làm ruộng bậc thang, trồng cây theo đường đồng mức

Không để mất rừng: Thực hiện các biện pháp bảo vệ rừng rừng có thể giúp ta duy tùy được hàm lượng chất dinh dưỡng trong đất ngăn chặn quá trình rửa trôi tích tụ các ion sắt và mangan trong đất

Hiện nay phá rừng trái phép dưới nhiều hình thức và mục đích khác nhau đang diễn ra rất phức tạp Những năm vừa qua, nhiều chính sách hỗ trợ của Nhà nước đã được thực hiện như chương trình 132, 134, 135 đã có tác động tích cực, góp phần thay đổi bộ mặt của các vùng nông thôn, miền núi, song vẫn chưa giải quyết được triệt để nạn phá rừng Với việc đẩy mạnh các hoạt động truyền thông

về quản lý bảo vệ rừng trong những năm gần đây, nhận thức của đa số người dân

về hành vi này đã được nâng lên rõ rệt Nhiều người dân đã biết phá rừng trái phép là hành vi vi phạm pháp luật và sẽ gây hại về môi trường Tuy nhiên, do tác hại của phá rừng không diễn ra ngay nên người dân thường chỉ thấy cái lợi trước mắt mà không quan tâm đến cái hại lâu dài Hơn nữa, các hình thức xử phạt và chế tài của luật pháp vẫn chưa đủ mạnh, chưa đủ sức răn đe, việc xử lý vi phạm gặp rất nhiều khó khăn Nhiều trường hợp người vi phạm là người dân tộc thiểu

số, đời sống khó khăn, không có khả năng chấp hành các quyết định xử phạt, dẫn đến nhiều vụ việc không xử lý triệt để, do vậy tính giáo dục và răn đe chưa được

đề cao Chính vì vậy, tình trạng phá rừng trái phép vẫn tiếp tục xảy ra dưới mọi hình thức

h. Giải pháp về kỹ thuật:

Các giải pháp kỹ thuật thuộc lĩnh vực phát triển rừng như trồng rừng, khoanh nuôi tái sinh, nông lâm kết hợp Cần nghiên cứu chọn loại cây trồng phù hợp với từng địa phương, đáp ứng được lợi ích kinh tế cũng như môi trường Nên chọn cách trồng rừng hỗn giao để phòng cháy, thử nghiệm và ứng dụng kỹ thuật xây dựng băng xanh cản lửa và các kỹ thuật tiến bộ khác trên nguyên tắc các vùng rừng tập trung được quy hoạch hợp lý và khoa học Nghiên cứu ứng dụng phương pháp dự báo cháy rừng theo độ ẩm của vật liệu cháy cho rừng thông Đối với các khu rừng cần phục hồi phải tiến hành chăm sóc, phát dây leo để tạo điều kiện để rừng sinh trưởng và phát triển nhanh, mặt khác làm giảm khối lượng vật liệu cháy trong rừng Nghiên cứu ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật cho công tác chữa cháy rừng dần dần thay thế phương pháp thủ công hiện đang áp dụng Nghiên cứu các vật liệu xây dựng thay thế gỗ từ rừng tự nhiên Khuyến khích việc sử dụng các loại sản phẩm đó để từng bước thay đổi thói quen sử dụng

gỗ và các sản phẩm khác có nguồn gốc từ rừng tự nhiên Phục hồi các giá trị văn hóa truyền thống của các cộng đồng dân tộc liên quan đến hoạt động bảo vệ và phát triển rừng

Không để mạch nước ngầm lên xuống thất thường: Thực hiện các biện pháp bảo vệ mạch nước ngầm không để nó bị ô nhiễm mất đi do thiếu ý thức của con người Tính ổn định của mạch nước ngầm không còn nữa dẫn đến hình thành nên quá trình laterite hóa ở những vùng này

Việc bảo vệ nguồn tài nguyên nước ngầm có thể nói là không khó khăn, tuy nhiên việc này đòi hỏi sự thống nhất đồng lòng của tất cả mọi người trong xã hội

Qua số liệu kiểm tra tình hình sử dụng nước tại một số quận huyện ngoại thành thành phố cho thấy hơn 95% hộ gia đình sử dụng nước dưới đất phục vụ cho nhu cầu ăn uống, tắm rửa vệ sinh hàng ngày và chăn nuôi, trồng trọt … với hình thức khai thác chủ yếu là giếng khoan (khoảng 98%)

Qua kết quả khảo sát cũng cho thấy ý thức tự bảo vệ, giữ gìn vệ sinh nguồn nước của người dân chưa cao, giếng khoan tại các hộ dân bố trí quá gần các nơi có nguy cơ gây ô nhiễm nguồn nước ngầm cao như nhà vệ sinh, sàn nước, bể tự hoại,… và phần lớn các giếng khoan không có bệ giếng bảo vệ Việc

sử dụng nguồn nước còn nhiều hoang phí, chưa có ý thức tiết kiệm nước, không tận dụng nguồn nước mưa, nước ao hồ để sử dụng trong tưới cây, làm mát… khai thác sử dụng tài nguyên nước chưa đúng quy định của nhà nước, chưa nhận thức đầy đủ về bảo vệ tài nguyên nước và môi trường Do đó để có nguồn nước sử dụng bền vững, cần có những hoạt động tích cực nhằm bảo vệ nguồn tài nguyên nước tốt hơn

Hạn chế quá trình rửa trôi xói mòn và tích lũy sắt và mangan

Xây dựng và thực thi các biện pháp chống xói mòn, cụ thể là: Bảo vệ rừng đầu nguồn, trồng mới hoặc nuôi dưỡng rừng dầu nguồn Cần xác định cụ thể về phạm vi, diện tích, chủng loại của rừng đầu nguồn

Xây dựng và thiết lập mạng lưới hồ chứa có ý nghĩa nhiều mặt:

+ Hạn chế lũ lụt

+ Kết hợp sản xuất thủy điện ( nhà máy thủy điện: Hòa Bình, Thác Bà, Trị An…)

+ Cung cấp nước tưới cho cây trồng vào mùa khô (thủy lợi)

+ Kết hợp phát triển nghề nuôi trồng thủy sản

+ Cải thiện điều kiện tiểu khí hậu và môi trường…

Phòng chống xói mòn trên phạm vi khu vực: phương pháp này được thực thi ở những khu vực nhỏ như một nương rẫy, một quả đồi hay một cánh đồng

Trên đất canh tác cây hàng năm: cây hàng năm có đặc điểm là tán che phủ thấp,bộ rễ phát triển yếu, đất bị xáo xới, làm cỏ trong quá trình canh tác các biện pháp thường áp dụng:

Hàng gieo dày, gieo trồng các hàng theo dạng nanh sấu ( các hàng gieo so

le nhau)

+Trồng xen, trồng gối, xây dựng mô hình nông lâm kết hợp

+Lên luống cắt ngang sườn dốc (khoai lang, khoai mì…)

+Trồng theo băng, tạo băng đệm: dùng cỏ khô, cỏ tươi, thân cây… trải đều ngang dốc để ngăn dòng chảy

+Trồng băng chống xói mòn: trồng thảm phủ cây họ đậu, trồng cỏ vertiver theo đường đồng mức

+Làm ruộng bậc thang

+Trên đất canh tác cây lâu năm: Cà phê, chè, ca cao, điều, tiêu…

Thiết kế các đai rừng chắn gió ngăn cản cát lấp các làng mạc,ruộng vườn xói mòn, đặt biệt là các vùng ven biển (trồng phi lao)

Chống xói mòn cho đất bằng polymer: Ngoài việc trồng cây phòng hộ, cải tạo các hệ thống chắn nước, thoát nước để làm giảm sự xói mòn của đất, còn có một phương pháp được ứng dụng rộng rãi trên thế giới hiện nay - sử dụng polymer

Duy trì hệ thống thảm phủ thực vật: Thảm phủ thực vật càng dày càng tốt ngăn chặn được rửa trôi xói mòn, duy trì độ ẩm trong nước độ màu mỡ trong đất Các biện pháp bảo vệ thảm phủ thực vật cũng giống như biện pháp bảo vệ rừng kết hợp với trồng cây gây rừng

Phải có biện pháp khai thác laterite tổ ong tránh làm cho vùng đất đó chết (Tìm hiểu về laterite,2000)

5. Hiện tượng đất bị chai cứng

a. Khái niệm

Những lớp đất cứng là những lớp đất liên tiếp mỏng của bề mặt đất thường ngăn cản nước, không khí vào nước và cản trở cây con mọc lên Chúng thường có độ dày nhỏ hơn 2 inch và rất đồ sộ

b. Sự hình thành các lớp đất cứng

Các lớp đất cứng và những khe nứt được hình thành do tác động của nước mưa hay do băng tan

Tác động của nước mưa làm vỡ các viên đất nhỏ, bào mòn một lớp đất sét mỏng chỉ để lại cát và một ít phù sa trên bề mặt đất

Dưới tác động của nước mưa, các lớp đất cứng vỡ ra thành những hột nhỏ

ở nhiều loại đất có độ co rút, phình ra cao xảy ra thường xuyên theo chu kỳ khô ẩm

Dưới tác động của băng tan, các lớp đất cứng được hình thành do ảnh hưởng của quá trình nhào nặn khi băng hình thành, tan chảy và thay đổi Nhiệt

độ, nguồn nước, nguồn nhiên liệu kiểm soát quá trình hình thành lớp đất cứng do băng tan Các lớp đất cứng này thường có độ dày từ 3/8 đến 5/8 inch so với độ dày 1- 4 inch của các lớp đất cứng hình thành do tác động của nước mưa

Những khe nứt ẩm ướt cùng với lớp đất cứng do tác động nước mưa và băng tan có kích cỡ và mức độ khác nhau Cả 2 (kích cỡ và mức độ) có ảnh hưởng tới thành phần chính của lớp đất cứng Các khe nứt trên lớp đất cứng do tác động của nước mưa rộng ¼ inch, chúng bị thấm ướt, do đó không ảnh hưởng đấn việc tăng sự thấm hút Còn các khe hứt trên lớp đất cứng do băng tan rộng từ

¼- ¾ inch Chúng không thấm ướt do đó làm tăng độ thấm hút nước

c. Đặc điểm của đất bị chai cứng

Độ chặt của đất là do sự nén một khối lượng đất nhất định xuống một thể tích nhỏ hơn và đặt trưng bằng dung trọng của đất, độ xốp hoặc khả năng chống lại sự đâm xuyên độ chặt của đất sẽ được tăng lên do tác động đè nén của các công cụ sản xuất như: máy cày, máy kéo, các phương tiện vận chuyển trên đất

Mức độ bị nén chặt của đất phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau, đặt biệt

là thành phần cơ học và cấu trúc đất, lực nén, thường theo chiều thẳng đứng làm