Tiểu luận Mặn hóa,các phương pháp cải tạo và quản lý đất mặn

MỞ ĐẦUHiện nay trên thế giới cũng như Việt Nam đang đứng trước hiện tượng ô nhiễm môitrường sinh thái đất, nước, không khí nghiêm trọng mà nguyên nhân là do các hoạtđộng của con người tr

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 4

NỘI DUNG 5

Chương 1 Một số khái niệm cơ bản: 5

1.1 Đất mặn 5

1.2 Mặn hóa 5

Chương 2 Cơ sở lý thuyết đất mặn 5

2.1 Các quá trình mặn hóa 5

2.1.1 Phân loại mặn hóa: 5

2.1.2.Nguyên nhân gây mặn: 6

2.2 Phân loại độ mặn và đất mặn 7

Chương 3 Các ảnh hưởng của mặn hóa 9

3.1 Ảnh hưởng mặn hóa lên môi trường sinh thái 9

3.1.1 Ảnh hưởng của các loại muối Na khác nhau lên hoạt tính keo đất 9

3.1.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ Na+ hòa tan đến các bazo hòa tan 9

3.1.3 Ảnh hưởng của muối Na lên CaCO3 10

3.1.4 Ảnh hưởng của Na+ lên vi sinh vật 10

3.2 Ảnh hưởng đất mặn với sự phát triển của cây trồng: 11

3.2.1 Thực vật bản địa 11

3.2.2 Tác động của muối hòa tan 12

3.2.3 Hấp thụ cation 16

Chương 4 Biện pháp và mô hình cải tạo đất mặn 20

4.1 Biện pháp cơ học: cạo muối 20

4.2 Biện pháp thủy lợi: rữa mặn 20

4.3 Biện pháp nông nghiệp 20

4.3.1 Mô hình trồng cây chịu mặn 21

4.4 Biện pháp sinh học 22

4.4.1 Mô hình sử dụng đất mặn nuôi tôm kết hợp trồng lúa theo đúng kỹ thuật 24

4.4.2 Mô hình nuôi tôm càng xanh trên ruộng lúa Việt Nam: 25

Chương 5 Quản lý đất mặn 27

5.1 Đất mặn ven biển và đất mặn đồng bằng 27

5.2 Đất mặn lục địa 27

5.2.1 Lựa chọn cây trồng và cơ cấu cây trồng 27

5.2.2 Trồng cây đúng vị trí 28

5.2.3 Phương pháp gieo trồng 28

5.2.4 Các phương pháp tưới 28

Chương 6 Xâm nhập mặn do biến đổi khí hậu gây ra 30

Tài liệu tham khảo 35

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, em cảm ơn Ban giám hiệu trường đại học Công Nghiệp Thành phố

Hồ Chí Minh đã cho chúng em tiếp cận với phương pháp học tín chỉ và làm tiểu luận,phương pháp học này đòi hỏi chúng em phải siêng năng và phát huy toàn bộ khả năng

tự học, tự nghiên cứu tài liệu Phương pháp này đã giúp em rất nhiều trong việc tìmkiếm tài liệu và thông tin giúp em hiểu bài sâu sắc hơn

Em xin gởi lời chân thành cảm ơn đến GS_TSKH Lê Huy Bá đã tận tình chỉdạy, giúp đỡ em học tốt môn học Xử Lý Ô Nhiễm Và Thoái Hoá Môi Trường Đấttrong suốt học kỳ vừa qua

Em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến tất cả các thầy cô trong Viện Môi Trường đãhết lòng truyền đạt kiến thức, ủng hộ, giúp đỡ chúng em trong suốt quá trình học tập

để chúng em hoàn thành tốt môn học này

Cuối cùng Em cũng xin gởi lời cảm ơn đến các thầy cô quản lý thư viện trườngĐại học Công Nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh đã giúp đỡ em tìm thêm thông tin tàiliệu để có thể hoàn thiện bài tiểu luận này một cách tốt nhất

MỞ ĐẦU

Hiện nay trên thế giới cũng như Việt Nam đang đứng trước hiện tượng ô nhiễm môitrường sinh thái đất, nước, không khí nghiêm trọng mà nguyên nhân là do các hoạtđộng của con người trong nhiều thập kỷ gần đây đã làm tăng đáng kể những tác nhângây hiệu ứng nhà kính (nồng độ khí thải trong các hoạt động công nghiệp, giao thông,

sự gia tăng dân số…), làm trái đât nóng dần lên, từ đó gây ra hàng loạt những thay đổibất lợi và không thể đảo ngược của môi trường tự nhiên Hiện tượng băng tan và mựcnước biển dâng cao do sự nóng lên của toàn cầu đã làm gia tăng quá trình xâm nhậpmặn vào đất liền gây ra những hậu quả nghiêm trọng

Ở Việt Nam hiện nay quá trình nhiễm mặn ngày càng gia tăng làm cho diện tíchđất trồng bị thu hẹp Vì vậy việc cải tạo đất mặn là cấp bách và cần sự quan tâm của tất

cả mọi người, nhưng để làm tốt việc này ta cần tìm hiểu các tính chất hóa, lý sinh củađất mặn từ đó có biện pháp tốt nhất

NỘI DUNGChương 1 Một số khái niệm cơ bản

1.1 Đất mặn

Đất mặn là đất có chứa nhiều muối hòa tan (1-1.5% hoặc hơn): NaCl, Na2SO4,CaCl2, CaSO4, MgCl2, NaHCO3… Những loại muối này có nguồn gốc khác nhau(nguồn gốc lục địa, nguồn gốc biển, nguồn gốc sinh vật…), nhưng nguồn gốc nguyênthủy của chúng là từ các thành phần khoáng của đá núi lửa Trong quá trình phong hóa

đá, những muối này bị hòa tan, di chuyển tập trung ở những dạng địa hình trũng,không thoát nước

1.2 Mặn hóa

Mặn hóa là quá trình xâm nhiễm và tích tụ các muối và kim loại kiềm trong môitrường đất, nước khi các môi trường thành phần này từ chỗ chưa bị mặn trở thànhmặn

Chương 2 Cơ sở lý thuyết đất mặn

2.1.1 Phân loại mặn hóa:

Môi trường có thể nhiễm các loại mặn sau:

- Mặn hóa do muối: bao gồm các muối NaCl, Na2SO4, MgSO4, MgCl2, NaNO3,Mg(NO3)2, CaCl2, …nghĩa là muối kim loại kiềm và kiềm thổ, gốc axit là nhữnganion: Cl-, SO42-, NO3-, CO32-,…trong đó vai trò của Cl- là quan trọng nhất

- Mặn hóa do kiềm: quá trình tích lũy nhiều kim loại, chủ yếu là kim loại kiềm

và kiềm thổ, có thể là Na, K, Ca, Mg, Ba trong đó vai trò Na là quan trọng nhất

Các tiêu chuẩn xác định mặn của môi trường đất

(của phần trích bão hòa)

% Na dung lượng trao đổi

các bazoĐất mặn (pH> 5,5;

2.1.2.Nguyên nhân gây mặn:

Dựa vào nguồn gốc, đặc điểm tích lũy muối, người ta chia quá trình mặn hóanày thành 3 loại:

*Ảnh hưởng của nước biển:

Xảy ra ở miền nhiệt đới do ảnh hưởng trực tiếp của biển.Nước biển xâm nhậpvào nội đồng theo con sông ngoài khi thủy triều lên cao,qua các trận mưa bão vỡ đêbiển hoặc vào mùa khô khi nước ngọt ở các con sông chảy ra biển có lưu lượngthấp,nước ngọt không đủ lực để đẩy nước mặt khi thủy triều mạnh.Nước mặn cũngtheo các mao mạch ,đường nứt trong đất,đi qua các con đê biển thấm sâu vào nộiđồng.Có nơi cách xa biển tới 40 km vẫn bị ảnh hưởng của quá trình này.Ở Việt Nam,đất mặn có xấp xỉ 2 triệu hecta, chiếm gần 6% tổng diện tích đất tự nhiên và quá trìnhmặn hóa là do ảnh hưởng của nước biển, do đó thành phần các loại muối tan ở đất mặnViệt Nam giống như thành phần muối tan của nước biển

*Quá trình mặn hóa lục địa:

Ở những vùng khô hạn và bán khô hạn,các loại muối khó tan vẫn còn lại trongđất,chỉ những muối dễ tan như:NaCl, MgCl2, Na2SO4,…mới bị hòa tan, rửa trôi nhưngcũng không được vận chuyển đi xa,mà tích đọng ở những địa hình trũng không thoátnước dưới dạng nước ngầm.Do hanh khô và mực nước ngầm nông,muối được dichuyển và tập trung lên mặt đất thành một lớp vỏ muối trắng xóa dày đến 1-2 cm

Các nguyên nhân gây nên mặn hóa lục địa là:

- Dâng nước mao quản từ nước ngầm (là nguyên nhân chính).

- Do gió chuyển muối cùng với bụi từ biển và các hồ nước mặn.

- Do giáng thủy rửa muối từ các yếu tố địa hình cao xuống chỗ thấp.

- Do sự khoáng hóa xác thực vật ưa mặn (galofit) trong chúng chứa nhiều

muối, đôi khi đến 50% khối lượng chất khô

- Do tưới tiêu không hợp lý.

*Quá trình mặn hóa thứ sinh:

Thường xảy ra ở những vùng khô hạn và bán khô hạn,lượng giáng thủy rấtthấp(200-500 mm), do đó nền nông nghiệp có tưới và cần tưới phổ biến.Do việc quản

lý đất tưới và dùng nguồn nước tưới bị nhiễm mặn, nên tầng đất bề mặt bị nhiễm mặn.Như vậy do tác động nhân sinh đã làm mặn hóa tầng mặt Quá trình này phổ biến rộng

ở vùng Trung Đông, Tây Á và rất nguy hiểm đối với sản xuất nông_lâm nghiệp Quátrình thường diễn ra nhanh, mạnh vì nguyên nhân gây mặn sẽ từ dưới đất lên và từ trên

bề mặt đất đi xuống

Trong đó, mực nước ngầm mặn thường là nguyên nhân trực tiếp làm cho đất bịmặn hóa.Giữa độ sâu và độ mặn của nước ngầm và độ mặn của đất có tương quan chặtchẽ.Để xác định mối tương quan này Pôlưnôp (1966) đã đưa ra khái niệm “độ sâu lâmgiới” hay “độ sâu tới hạn” của nước ngầm.Đó là độ sâu mà từ đó nước ngầm mặn cóthể leo lên theo mao quản,làm mặn lớp đất mặt.Độ sâu tới hạn phụ thuộc vào độ khôhạn,vào thành phần cơ giới,độ chặt và độ xốp của đất

* Phương pháp điện hóa:

Người ta thường tiến hành đo độ dẫn điện của dung dịch đất Ký hiệu là: EC

Độ dẫn điện thường tỷ lệ thuận với hàm lượng tổng số muối tan và áp suất thẩmthấu của dung dịch đất Thường EC được đo ở điều kiện chẩn, khi cho đất bão hòanước tới giới hạn dính và ở 250C

Tương quan giữa EC và lượng muối tan như sau:

- Đất Solonchat (Solonchak) hay đất kiềm trắng, hình thành do quá trình trầmtích mặn, có hàm lượng muối cao (1-1,5%) có khi thành lớp trắng xóa trên mặtđất do đó có tên gọi là đất kiềm trắng Đất Solonchat điển hình rất mặn, không

có loại cây nào có thể sinh trưởng, phát triển được Đất có phản ứng trung tínhhoặc kiềm yếu

- Đất Solonet (Solonetz) hay đất kiềm đen hình thành do quá trình thoát mặn,nghĩa là khi đất Solochat bị thau rửa một cách tự nhiên hoặc nhân tạo đặc biệt làtrong trường hợp đất mặn giàu sôđa (Na2SO3) Đất có phản ứng kiềm và rấtkiềm (pH = 8 – 12)

- Đất Solot (Solod): được hình thành do sự gột rửa đất Solonet một cách mãnhliệt Trong quá trình này Na+ trên keo đất được thay bởi H+ Đất có phản ứngchua

Trong thực tiễn sản xuất, căn cứ vào thành phần và tỷ lệ giữa các loại muối,người ta còn chia đất mặn clorua-sunfat, sunfat-clorua

Chương 3 Các ảnh hưởng của mặn hóa

3.1 Ảnh hưởng mặn hóa lên môi trường sinh thái

3.1.1 Ảnh hưởng của các loại muối Na khác nhau lên hoạt tính keo đất.

Trong hầu hết các trường hợp mà đất bị hấp thụ ion Na đều được miêu tả bằngcác thuật ngữ trong phản ứng sau:

Nếu Ca2+ và Mg2+ được giải phóng và kết tủa ở dạng muối không hòa tan thìphương trình trên nghiêng về bên phải và trong từng trường hợp, phản ứng này gầnnhư diễn ra hòan toàn Kết quả nghiên cứu của Kelley Lumins (1921) cho thấy, nếumôi trường đất tích lũy nhiều muối Na (bảng 4.1), thì đồng thời một lượng lớn Na+

được hấp thụ sẽ có một lượng Ca2+ và Mg2+ đượ hấp thu theo Nhưng điều đó ít xảy ranếu cho Na2CO3 hấp thụ vào đất Khi có Na2CO3 thì lương Na+ hấp thu vào đất lại caohơn so với NaCl và NaNO3 Các muối của Ca2+ và Mg2+ có gốc chloride hay nitrate dễhòa tan hơn các gốc khác trước khi chúng được thay thế Trong khi với gốc cacbonate,

Ca2+ và Mg2+ ở dạng muối hòa tan nhiều hơn một ít Khi đó, mức độ hào tan của Na+

của các bazo trao đổi trong đất bị ảnh hưởng lâu dài bởi các loại muối Na tích tụ trongđất

Bảng 4.1: ảnh hưởng của các loại muối Na khác nhau lên đất

Yolo (Kelley và Cumins, 1921)Thêm 10 m.e

1.01.00.2

7.67.15.0

2.42.95.0

3.1.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ Na + hòa tan đến các bazo hòa tan

Khi các muối của Ca2+ hoặc Ca2+ và Mg2+ hay Na+ tích tụ trong đất thì sự traođổi bazo cũng diễn ra khác hẳn

Bảng 4.2: ảnh hưởng của tỷ lệ giữa Na:Ca (Kelley, Brown và Liebig, 1940)

3.1.3 Ảnh hưởng của muối Na lên CaCO 3

Các phản ứng hóa học, ngoại trừ trao đổi bazo, cũng diễn ra do kết quả của quátrình tích tụ các muối hòa tan trong đất mặn Các phản ứng giữa các muối của Na vàCaCO3 quan trọng hơn CaCO3 hòa tan trong muối trung tính nhiều hơn là trong nướccất do ảnh hưởng của một phần áp lực của CO2 CO2 có mặt trong không khí Rễ thựcvật và vi sinh vật đất thải CO2 trong quá trình sống và độ ẩm đất luôn chứa CO2 hòatan

Dung dịch đất của các ion Ca2+, CO32- và HCO3-, thêm vào đó ion Na+ và cácanion của những muối Na trung tính Camionetal (1901) và Breazeable (1917) quanghiên cứu đã cho thấy, khả năng hòa tan của CaCO3 trong các muối NaCl hay Na2SO4

yếu đi nếu thêm vào dung dịch đó một muối Ca hòa tan hay Na2CO3 Ca2+ được sinh ranhờ sự trao đổi các bazo và có xu hướng giảm lượng CaCO3 hòa tan và khi mà Na2CO3

là một thành phần của các muối tích tụ, lượng Ca CO3 hòa tan có thể biến mất

3.1.4 Ảnh hưởng của Na + lên vi sinh vật

Sinh vật có thể chịu ảnh hưởng bởi sự tích tụ muối Lipman (1912a) chứngminh rằng, thêm một lượng 0,2% NaCl hay Na2SO4 làm giảm quá trình amon hóa củamao mạch trong đất cát ở Anheim, California Nếu hơn 10% các muối này được amonhóa thì hầu hết đều bị ức chế Mặt khác, sự thêm vào của Na2CO3 đã thúc đẩy quá trìnhamon hóa lên đến nồng độ 0,1% Greaves (1916) cũng đưa ra kết quả tương tự với mộtloại đất ở Logan, Ultah Ngược lại các ảnh hưởng lên quá trình amon hóa, Lipmen(1912b) thấy rằng 0,1% NaCl và 0,2% Na2SO4 rõ ràng cũng thúc đẩy quá trình Nitrathóa, nhưng Na2CO3 thì có tính độc cao hơn đối với đất ngay cả với nồng độ thấp0,05%

Lipmen và Sharp (1912) tìm ra NaCl ở nồng độ dưới 0,5%, gây ảnh hưởng đếnquá trình cố định đạm của các vi khuẩn có nốt sần, còn Na2SO4 thì thể hiện tính độc ởnồng độ 1,2% Nhưng với NaCl ở nồng độ trên được ghi nhận là độc Na2CO3 có nồng

độ ít hơn hoặc bằng 0,4% quá trình cố định đạm được thúc đẩy nhanh hơn một ít, ởnồng độ 0,5% Na2CO3 thì sự cố định đạm thật sự được đẩy mạnh Greaves và Lund(1921) và cùng Greaves (1912) thảo luận về ảnh hưởng của các cation và aninon lênhoạt động vi sinh vật trong đất và trong mối liên quan với áp lực thẩm thấu của dungdịch Các muối ban đầu trong đất mặn ở nồng độ thấp không độc, thật sự thì quá trìnhamon hóa và nitrat hóa có thể bị đồng hóa Nhưng ở giới hạn độc có một sự tương

quan mật thiết giữa độc tính và áp suất thẩm thấu Ở áp suất thẩm thấu là 15atm quátrình amon hóa giảm xuống gần một nửa so với đất không mặn.

3.2 Ảnh hưởng đất mặn với sự phát triển của cây trồng:

3.2.1 Thực vật bản địa

Thực vật tự nhiên của đất mặn dễ nhận biết được, mặc dù có một vài loài quaquan sát thấy sống được trên đất mặn lẫn đất không mặn Một số loài có khả năngchống chịu các điều kiện tự nhiên mặn rất cao nhưng cũng có một số loài như Atroplexphát triển tốt hơn trên đất trung bình Theo Hilgand (1970) loài Sanrptires, Saltwort vàGreasewood chỉ phát triển trong điều kiện có nồng độ muối cao Tuy nhiên, đối với lạicây Greasewood thì Hilgand đã bị nhầm, ở chừng mực nào đó, có thể nói rằng, loạiAtroplex có thể chống chịu với nồng độ muối cao Đa số thực vật lại không chịu vớiđất mặn Loại cỏ Bermuda dễ thích nghi với các nhu cầu sinh trưởng

Ta biết rằng, các loại đất mặn khác nhau thì có hệ số thực vật khác nhau, phân

bố ở những vùng khác nhau Hai yếu tố tác động lên sự phân bố và phát triển của thựcvật mặn đó là khí hậu và điều kiện đất Ở California, loài chịu mặn tốt được tìm thấyrất nhiều trên loại đất mặt đen của thung lũng Joaquin, nơi mà nhiệt độ đôi khi quáthấp so với độ đóng băng , vào mùa hè lại nóng Tuy nhiên, cây gỗ dầu thì dường nhưkhông có mặt tại thung lũng này Mặt khác, gỗ dầu rất nhiều và phát triển mãnh liệttrên đất mặn đen ở phía Tây Great Basin của vùng Sierra Mountain Ở đó, có độ caokhoảng 2000 – 3000m và thời tiết hầu như là mùa đông quanh năm, nhiệt độ thấp hơnnhiệt độ đóng băng rất nhiều

Một sự quan sát rất thú vị của Wadleigh, ông đã phát hiện ở vùng Riverside,California có loại cỏ chịu mặn phát triển tốt trong những tháng thời tiết mát trên đấtkhông mặn hơn là trên đất mặn và ngược lại trong mùa hè Thực tế, thực vật trên đấtkhông mặn mất sinh khối vào lúc thời tiết nóng trong khi thực vật trên đất mặn tiếp tụcgia tăng sinh khối Wadleigh cho rằng, sự mất sinh khối trong điều kiện khí hậu nóng

là do sự ngưng tụ quá mức, nếu diều này đúng thì khuynh hướng sẽ là: Muối hòa tangiảm sự ngưng tụ trong các loài thực vật này

Năm 1916, Lipman cũng phát hiện ra đối với cây lúa mì và lúa mạch thì khithay đổi mùa sẽ ảnh hưởng lên sự phản ứng của nó với NaCl Khi tăng trưởng xảy ravào mùa Đông trong nhà kính ở Berkeley, California, cả hai loài đều thực hiện sự

đồng hóa bởi việc hấp thụ NaCl làm dung dịch dinh dưỡng cơ bản, vào thời điểm mùa

hè sự đồng hóa xuất hiện đồng thời

Rõ ràng, một hay nhiều yếu tố khí hậu đều ảnh hưởng lên sinh lý thực vạt dướitác động của muối Nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu cẩn thận về sự phân bố giốngloài trong mối tương quan với khí hậu và điều kiện mặn của đất Theo Hilgard, phầnlớn thực vật chịu mặn tự nhiên phát triển và chống chịu hạn một cách mãnh liệt, nhằmkìm hãm sự vận chuyển và sự giải phóng nước ra khỏi cơ thể thực vật Vấn đề nàyđược chú ý khi chúng ta đến những vùng mà sinh lý, sinh thái thực vật chịu sự điềukhiển của muối

3.2.2 Tác động của muối hòa tan

a Sự thẩm thấu

Thực tế việc tăng thêm một muối hòa tan vào dung dịch làm tăng áp suất thẩmthấu của nó Nhiều nhà khoa học cho rằng, sinh trưởng của thực vật trên đất mặn cóthể gặp khó khăn trong việc thỏa mãn nhu cầu về nước của chúng Hilgard chứng minhrằng: tính chống hạn của sinh vật bản địa đối với đất mặn Ông cho rằng: sự hấp thụnước bởi thực vật bị kìm hãm ở nồng độ 0,5% muối hòa tan và ở nồng độ 0,3% muốihòa tan thì việc hấp thụ của thực vật kết thúc Nhiều nhà sinh lý học thực vật của thế

kỷ 19 và những năm đầu của thế kỷ 20 đã tìm ra tác động của muối lên sự thẩm thấu

Wadleigh và các cộng sự trong thí nghiệm ở vùng Riverside, California, đã nổlực điều tra về sự tương quan của nước, đất, dưới ảnh hưởng của muối hòa tan Saumột thời gian họ cho rằng các ảnh hưởng thẩm thấu chủ yếu có khả năng phản ứng đốivới sự kìm hãm tốc độ tăng trưởng của thực vật trên vùng đất mặn

Các nhà điều tra này đưa ra nhiều loại thực vật khác nhau ở vùng đất nôngnghiệp, mà ở đó có nhiều loại muối So sánh nồng độ thẩm thấu của muối được sửdụng theo từng cách khác nhau, các số liệu về tốc độ tăng trưởng được điều tra trongnhiều trường hợp, áp suất thẩm thấu của cây có tương quan gần với áp suất thẩm thấucủa dung dịch được sử dụng, hay trong trường hợp đất, có cùng áp suất thẩm thấu vớidung dịch đất

NaCl và Na2SO4 cho cùng kết quả, ngoại trừ có sự pha loãng tuyệt đối thì hoạtđộng của Na2SO4 sẽ yếu hơn so với NaCl Do đó, nhu cầu áp suất thẩm thấu của

Na2SO4 mạnh hơn so với NaCl Khi so sánh các muối này dựa vào áp suất thẩm thấu

Trong dung dịch, rễ thực vật chứa nhiều nồng độ cation khác nhau cũng như đối với

Cl- và SO4

2-Kết quả quan trọng của các nghiên cứu này nói lên: áp suất thẩm thấu của thựcvật rất quan trọng trong đất mặn

b Tác động của Chloride:

Clo tác động cả hai mặt: có lợi và có hại cho cây

Người ta biết đến nhiều loài cây bị giảm năng suất do nồng độ Cl- thấp Điềunày cho thấy vị trí của Cl- trong đất mặn và trong nước tưới Cl- tích lũy trong nhiềuloại thực vật khác nhau, trên nhiều vùng khác nhau Giống Cam, Quýt và cây Mooc rấtnhạy với Cl-

Kelley và Thomas (1920) cho biết: chỉ vài trăm ppm Cl- trong đất có thể gây ra

sự úa lá ở cây Cam, Quýt và cây Mooc, tiếp theo là sự khô lá của cây Những lá này bịbạc màu, nhưng chúng có thể bình thường trở lại trong vài tuần và sau đó biến mất.Chu trình này có thể tiếp diễn trong nhiều năm mà không làm cho cây chết Sự khôdần nhiều loại lá cây ăn quả khác nhau được quan sát ở đất chứa phần trăm Cl- đáng

kể Điều này dẫn đến hiện tượng cháy lá do chloride Reed và Haas (1924) phát hiện rarằng, lá cây Cam, Quýt và cây Mooc bị cháy khi Cl- tích tụ ở nồng độ quá mức bìnhthường (0,05%)

Sự phát triển của thực vật trên đất mặn chứa NaCl Mỗi ngày thường gây rabệnh ở cây mà không có triệu chứng rõ rang và làm cho tốc độ phát triển của câykhông bình thường Thực tế Eaton (1935b, 1942) cho rằng nồng độ cực tiểu của Cl- cóthể kìm hãm sự phát triển Nhưng Chapman và Liebig (1940), quan sát thấy tốc độphát triển của cây Cam non ở vùng cây nông nghiệp đất cát không bị kìm hãm bởi việcthêm vào 20 me/lít Cl- đối với dung dịch dinh dưỡng chuẩn Lipman, Davis và West(1926) quan sát thấy rằng, trong dung dịch dinh dưỡng thì sự phát triển của lúa mì vàlúa mạch được đồng hóa một cách xác định, bởi việc thêm vào 5.000 ppm NaCl.Kearney và Cameron (1902) xác định rằng: Sự phát triển của rễ cây Đậu Trắng(Lupinusalbus) và cây cỏ Linh Lăng (Medicago Savita) cũng bị đồng hóa bởi 1 phầnnhỏ NaCl Các quan sát này có sự tương đồng với thực tề là NaCl xâm nhập lâu vàođất ở vùng khí hậu ẩm như cách thức để gia tăng vụ mùa

Theo Liebig và Chapman (1972) Cl- được thêm vào để tạo hỗn hợp CaCl2,MgCl2 và KCl nhằm tạo ra tỷ lệ tương đương giữa Ca2+ : Mg2+ : K+ trong các vùng

nông nghiệp nồng độ Na+ thấp và cố định trong các vùng nông nghiệp Ở đó, tỷ số củaCation luôn không cố định, thường thì Cl- xâm nhập và tạo ra NaCl.

Wadleigh và Gauch (1944) so sánh mối tương quan giữa nồng độ thẩm thấu của

3 hợp chất CaCl2, NaCl và MgCl2 đối với sự phát triển của cây cao su ở vùng đất cát

Họ nhân thấy rằng: cùng các nồng độ được sử dụng thì MgCl2 có độc tính cao nhất,CaCl2 không gây tác động, trừ khi nó ở nồng độ cao nhất Sự giảm sút tốc độ phát triển

là do NaCl ở tất cả các nồng độ, tuy nhiên ảnh hưởng của NaCl cũng ít hơn nhiều sovới MgCl2

Khi các muối này xâm nhập vào đất thì rất khó để xác định hiệu quả của chúng,bởi vì có sự chuyển hóa lẫn nhau Kelley và Cummins (1921) cho rằng : sự xâm nhậpMgCl2 vào những loại đất làm thay đổi bản chất của nó, tạo ra sự tương tác với Ca2+

cao hơn Mg2+ (Lê Huy Bá, 1986)

Gauch và Wadleigh (1944) so sánh với các ảnh hưởng từ nồng độ thẩm thấucủa CaCl2, NaCl và MgCl2 tác động lên sự phát triển của cây Đậu trong dung dịch đấttrồng Họ kết luận rằng: ảnh hưởng của NaCl và CaCl2 tương tự nhau Cả hai đều làmgiảm tốc độ phát triển khi gia tăng nồng độ thẩm thấu; MgCl2 làm giảm sự phát triểnmột cách rõ ràng hơn so với các Chloride khác ở nồng độ cao Cả các Cation Na+ và

Cl- đều ảnh hưởng lên sự phát triển của cây đậu khi các muối đơn thâm nhập vào hoặc

là dung dịch dinh dưỡng hoặc là đất trồng thì khó xác định được tác động của nó lên

sự phát triển ở giai đoạn ion đơn

c Tác động của Sunfat:

Đối với thực vật, sulfat có độc tính ít hơn Chloride, một phần là do hoạt tính Cl

-cao hơn và linh động hơn SO42- Nhưng không phải khi nào điều đó cũng đúng

Gauch và Wadleigh (1944) so sánh những ảnh hưởng bởi nồng độ thẩm thấucủa Sulfat và Chloride lên sự phát triển và tồn tại của thực vật họ Đậu trong dung dịchđất trồng và phát hiện ra một số triệu chứng ở những vùng đất trồng khác nhau Trọnglượng khô của thực vật thí nghiệm thu được tương tự với Na2SO4, NaCl và CaCl2

nhưng nồng độ MgSO4 nhỏ hơn nhiều so với những muối khác Thực tế MgSO4 tạonhiều độc tố hơn MgCl2 Mặt khác Hayward và Spurr (1944) cho rằng: có mối tươngquan giữa nồng độ thẩm thấu cao của Na2SO4 và độc tính cao so với NaCl Gauch vàWadleigh (1944) cũng có cùng một kết quả thí nghiệm với sự phát triển của cây cao sutrong đất cát

Mặt khác, Magistad (1943) kết luận rằng: ở nồng độ thẩm thấu thì Cl- sẽ độchơn SO42- gây độc tương tự nhau đối với vườn củ cải đường và Đậu Hayward và Long(1942) phát hiện rằng: Cl- độc hơn trên cây Đào so với SO42-.

Đối với một số thực vật thì triệu chứng độc của SO42- tương tự như Cl-, nhưngvới những loại thực vật khác thì triệu chứng có thể khác nhau Chẳng hạn, Hass vàThomas (1928) chỉ ra rằng: SO42- gây nên chứng vàng ở lá chanh, tương tự như sựthâm nhập của Boron, còn Cl- thì gây nên chứng cháy lá

d Tác động của Bicacbonate:

Khi rễ thực vật nhả ra CO32- không có nghĩa là nó phải hấp thu lượng lớnHCO3- Khi sử dụng đồng vị cacbon ở dạng KHCO3, Overstreet (1940) phát hiện rachỉ một ít lượng HCO3- bị hấp thụ bởi rễ cây lúa mạch Từ những kết quả thực tế chothấy Ca2+ của Ca(HCO3)2 tạo ra sự đồng hóa với nhiều loại thực vật

e Tác động của Na+ hòa tan

Tác động thẩm thấu của một lượng Na+ hòa tan không gây độc cao đối với thựcvật Nhiều loại thực vật có khả năng hấp thu một lượng Na+ lớn mà không gây ra triệuchứng bệnh lý Hơn nữa, Na+ có thể thay thế cho K+ khi sự phát triển của cây trongđiều kiện bình thường Trường hợp đồng thời xuất hiện các cation thì khó xác địnhảnh hưởng của từng cation do sự tác động của Na+ hòa tan, làm cho cả cation và anion

có thể được liên kết bởi sự đồng hợp Na+ có thẻ gây nên sự thay đổi tỷ lệ có sẵn củacác cation trong đất làm cho khả năng hấp thu của thực vật cũng thay đổi Một số thínghiệm của Overstreet xác định được ảnh hưởng của Na+ hòa tan tác động lên sự hấpthu Ca2+, Mg2+ và K+ của rễ cây lúa mạch

Với nồng độ thẩm thấu, Wadleigh phát hiện rằng thực vật hấp thụ nhiều Na+ từNaHCO3 hơn từ NaCl, Na2SO4, khi NaHCO3 là một muối kiềm thì sẽ dễ dàng xác địnhảnh hưởng của pH lên sự hấp thụ Na+ hơn

3.2.3 Hấp thụ cation

a Ảnh hưởng của sự biển đổi Na+

Thực tế thì tính độc gia tăng khi tỷ lệ % của Na+ trong tổng số cation cugnx có

sự biến đổi cao Chẳng hạn: các biến đổi về cải tạo đất mặn gần Fresno, Califonia chothấy rằng, sự thấm lọc của các muối hào tan ở các điểm thí nghiệm đất vẫn có tính độccao đối với cây Lúa Mạch, cây Đậu Bò và cây cỏ Linh Lăng Kelley và Thomas

(1928) quan sát đưa ra, sau khi thấm lọc, sự biến đổi của Na+ trong đất vẫn còn hơn50% so với khả năng biến đổi của nó

Người ta đã chứng minh Na+ trong đất ướt độc đối với bộ rễ thực vật họ LúaMạch Trong một thí nghiệm tương tự đối với sự phát triển của thực vật họ Lúa Mạchkhi cho nhiều Na+ vào đất, rễ cây sẽ dẹt một cách không bình thường và dài không quá2,54 cm Có sự xuất hiện của những rễ bị ngộ độc nặng, khi Na+ duy trì trong đất sẽlàm cho chết cây Mặt khác, thực vật họ Lúa Mạch trong đất ẩm chứa Ca2+ và trong đất

có nước thẩm thấu và ngay cả trong đất không có nước thẩm thấu thì sự xuất hiện làbình thường Chúng phát triển hệ thống rễ con một cách rộng rãi, khi loại đất nàykhông chứa CaCO3 và các yếu tố cùng biến đổi H2O, CaCO3 hòa tan bị tác động bởitiến trình ẩm hóa Na+ thì Ca2+ có sẵn bị giới hạn Hơn nữa, Na+ đất có khả năng chuyểnhóa các ion Ca2+, Mg2+ và H+ từ rễ thực vật khi tiếp xúc trao đổi với ion Na

Để rút ngắn thí nghiệm này, Kelley (1927) quan tâm đến độ pH của đất ướtchứa Na+ không vượt quá 7,8 Ngoài ra, đất không chịu tác động của hóa chất kiềm.Ông chỉ ra rằng: dung dịch đất đuôc quan sát này không gây tác động độc cho thực vật

họ Lúa Mạch

Sự trích ly Na+: đất ẩm trong nước, bỏ qua sự lọc keo và sau đó sử dụng như làdung dịch đất trồng mà không bổ sung chất cho nó, cây Lúa Mạch nảy mầm và câynon lớn lên sau 18 ngày Thực vật tạo sự phát triển bình thường và chúng phát triểnrộng bộ rễ con Nguyên tố đọc tồn tại ở pha cứng của đất Đến đây, chúng ta biết đượcrằng độc tính là do Na+ trao đổi vật chất trong đất Cách thức để hiểu và giải thích vềđộc tính của nó đến nay chưa rõ Cây Lúa Mạch hấp thụ phần lớn Na+ mà hấp thụ Ca2+

ít hơn Mặc dù ít nhưng bất cứ 1 sự giải thích đúng nào cũng cho rằng Ca2+ hoàn toàncần thiết đối với sự phát triển bình thường của thực vật bậc cao

Sự thiếu Ca2+ là yếu tố qua trọng trong thí nghiệm bởi phản ứng của thực vật họLúa Mạch đối với đất khi cho ẩm với K, NH4, H Trong những trường hợp này thì đất

bị độc 1 cách rõ ràng

Gedroiz (1931) cũng phát hiện ra rằng, đất ẩm nhân tạo gây độc cao cho câyYến Mạch và cây Mù Tạt Ông nhấn mạnh về tầm quan trọng của Ca2+ đối với dinhdưỡng thực vật, ông cũng chỉ ra rằng: khả năng trao đổi Ca2+ có thể bị thay thế bởi Na+

trong đất kiềm và với loại đất đó thì không phải là nơi phù hợp cho thực vật phát triển

Năm 1935, Ratner cho rằng: cả Lúa Mì và Yến Mạch chết sớm sau khi nảymầm do trong đất có hơn 70% Na+ Khi kết quả phát triển bình thường của cây thì tỷ lệtrao đổi Ca2+ so với Na+ lớn hơn 30:70 Thorne (1944) nhấn mạnh rằng: cây Cà Chuagiảm khả năng trao đổi Na+ quá 40%, trong thí nghiệm của ông; Na+ chứa trong cơ thểthực vật gia tăng và Ca2+ giảm xuống khi khả năng trao đổi chất của Na+ tăng lên Kếtquả của Ratner và Thore chỉ ra rằng: sự phát triển bình thường của mùa vụ sẽ khôngdiễn ra trừ khi đất có khả năng trao đổi từ 30-40% lượng Na+ ẩm Đây là điểm mấuchốt để đi đến sự dung hòa của các thí nghiệm

b Tác động của Mg2+ trao đổi

Kết quả điều tra của các nhà khoa học đưa ra: đất có chứa Mg2+ tạo ra độc tínhcao Cây lúa mạch có thể hấp thụ Mg2+ bằng việc trao đổi với Ca2+ có trong hạt vàcũng trao đổi ion trong rễ Khi cây không có khả năng hấp thụ Ca2+ từ đất, thì tỷ sốgiữa Ca và Mg trong cây theo chiều nghịch là quá lớn Kho đó, cây Lúa Mạch có thể

bị tác động độc bởi ion Mg

Những nhà khoa học khác phát hiên ra đất chứa Mg2+ có liên quan đến khả năngtrao đổi cao và gây độc mạnh cho thực vật Gerdoiz (1931) cho rằng: cây yến Mạch vàcây Mù Tạt thực sự không phát triển trong đất có chứa Mg2+ Vlamis và Jenny (1948)cũng nhận được cùng kết quả thí nghiệm ở trên cây rau Diếp Gerdsoiz phát hiện raviệc gia tăng từng phần CaCO3 sẽ khắc phục được độc tính của Mg2+ có trong đất vàVlamis cho rằng: Nếu Ca2+ cao hơn 20% thì khả năng trao đổi cơ bản sẽ giữ lại Mg2+,khi đó đất sẽ không ây độc cao cho cây rau Diếp Việc bộ sung muối Ca hòa tan vàđộc tính Mg2+ cho thấy rằng: tương tác của 2 chất này phụ thuộc vào Ca2+ có trong đất

và các ảnh hưởng này hiếm khi chịu tác động trực tiếp từ 1 chất Các thí nghiệm nàycũn nhấn mạnh tầm quan trọng Ca2+ trong đất kiềm Sự thay thế hoàn toàn của Ca2+ bởi

1 trong những Cation khác nhau sẽ khắc phục được tình trạng bất lợi của đất cho sựphát triển của cây trồng Nếu có sự thay đổi của các Cation bởi ion K+, NH4 , H+ thìphần trăm Na+ hay Mg2+ sẽ không còn quan trọng và Ca2+ sẽ là nhân tố giảm độc Mặtkhác, nếu Ca2+ là cation thay thế thì Ca2+ trong dung dịch cũng gia tăng, thực tế này cótầm quan trọng cho việc cải tạo đất mặn kiềm

c Tác động của Boron:

Boron là nguyên tố độc nhất trong đất mặn kiềm Với nồng độ thấp (vài ppm)Boron đã gây độc cho nhiều loại thực vật Cây ăn quả rất nhạy cảm với Boron hòa tan

Vì vậy, các cánh đồng ngũ cốc và rau quả tươi bị hư hỏng bởi nồng độ Boron nhỏ hơnnhiều so với nồng độ tác động của Cl- và SO42-.

Kelley và Brown (1928) chứng minh rằng: giống cam, Quýt và cây Mooc chỉchịu được nồng độ Boron thấp, lá cây chanh bị ngã sang màu vàng cam và tiếp theo là

bị đóm hay cháy lá Lá cây Mooc bị tác động của Boron gây ra sự cháy lá và chết mộtphần bó mạch Lá của cây Mooc và cây chanh sau đó bị rụng sớm Đối với cây Mooc

sẽ đi theo một chu trình mới của lá khi mùa hè sắp kết thúc và giai đoạn mở đầu củamùa thu; còn ở cây chanh những lá này xuất hiện ở những giai đoạn đầu của mùaxuân Nồng độ của Boron ảnh hưởng mạnh đến lá của cây này Ngoài ra, Boron cókhuynh hướng tích tụ trong lá nơi mà dấu hiệu của thương tích xảy ra

Scofield và Wilcox (1931) cũng xác minh kết luận của Kelley và Brown Eaton(1944) điều tra trên nhiều loại thực vật có liên quan tới Boron Ông thấy rằng: cây ănquả là những cây nhạy cảm nhất với Boron Nhiều loại thực vật đã bị thương vong khitrong dung dịch dinh dưỡng không chứa quá 1- 5ppm Boron Trong khi cây Củ CảiĐường và cây Mía bị tác động khi Boron vượt quá 25ppm Cỏ Linh Lăng và các thựcvật khác có thể chịu được nồng độ Boron từ 10 – 15ppm Khi so sánh những con sốnày với nồng độ của Cl thì rõ ràng Boron là nguyên tố có độc tính cao hơn nhiều

Mỗi loại thực vật có thể chịu đựng được ở nhiều nồng độ muối khác nhau Thựcvật liên quan tới tổng lượng muối cực đại, ở những loại đất khác nhau; tuy nhiên, các

dữ liệu nghiên cứu không thể giải thích về thời gian tồn tại của muối vì thường thì cóhai hay nhiều hơn các loại muối cùng tồn tại

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng lên khả năng hòa tan của muối đối với thực vật như:khí hậu, điều kiện đất, nồng độ và tỷ số ion Sự trao đổi tự nhiên của CaCO3 và cấutrúc đất tất cả đều ảnh hưởng đến lượng muối có sẵn Magistad (1943) đã chứng minhrằng: khi thực vật phát triển trên miền khí hậu ẩm lạnh thì sự chống chịu muối caohơn

So với thực vật phát triển trên vùng ấm và khô, nhiều loại thực vật khác lại chịutác động ít về khí hậu

Magistad và Chgistainsen (1944) đưa ra danh sách các thực vật có liên quanđến khả năng chống chịu các muối thông thường Điều này được phân loại một cách rõràng Nhìn chung có thể nói rằng: nhiều loại cây ăn quả chỉ chịu đựng được phần nhỏ

sự tác động của muối hòa tan Củ Cải Đường, Mía và một số thực vật hữu dụng khác