Đánh giá tính chất và đề xuất hướng sử dụng các nhóm đất mặn, phèn huyện hoà bình tỉnh bạc liêu

luận văn, thạc sĩ, tiến sĩ, cao học, khóa luận, đề tài

Bộ giáo dục và đào tạo Trường đại học nông nghiệp hà nội

-*** -

ĐINH GIA TUấN

ðÁNH GIÁ TÍNH CHẤT VÀ ðỀ XUẤT HƯỚNG SỬ DỤNG CÁC NHểM ðẤT MẶN, PHẩN

HUYỆN HềA BèNH - TỈNH BẠC LIấU

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan, các số liệu và kết quả nghiên cứu trình bày trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và ch−a đ−ợc sử dụng để bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam đoan, mọi giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã đ−ợc cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã đ−ợc chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả

ðinh Gia Tuấn

Lời cám ơn

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS TS Đỗ Nguyên Hải, người

đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài cũng như trong quá trình hoàn chỉnh luận văn tốt nghiệp

Xin chân thành cám ơn các thầy, cô giáo khoa Sau Đại học; Bộ môn Khoa học đất - Khoa Tài nguyên & Môi trường - Trường Đại học Nông nghiệp

Hà Nội đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thiện luận văn tốt nghiệp

Xin chân thành cám ơn Lãnh đạo Tổng cục Quản lý đất đai, Trung tâm

điều tra, đánh giá tài nguyên đất, Trung tâm Đánh giá đất đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thiện luận văn tốt nghiệp

Xin chân thành cám ơn Sở Tài nguyên và môi trường; Sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn tỉnh Bạc Liêu, UBND huyện, phòng Tài nguyên và Môi Trường, phòng Nông nghiệp và Phát triển nông thôn huyện Hòa Bình và gia

đình, bạn bè, đồng nghiệp đã nhiệt tình ủng hộ, giúp đỡ tôi trong cả quá trình học tập cũng như thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Tác giả

Tác giả

đinh gia tuấn

đinh gia tuấn

MỤC LỤC

1 MỞ đẦU 1

1 Tắnh cấp thiết của ựề tài 1

2 Mục ựắch nghiên cứu 2

3 Yêu cầu của ựề tài 2

2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 3

2.1 Khái niệm về ựất và ựộ phì của ựất 3

2.1.1 Chất lượng ựất 3

2.1.2 độ phì của ựất và phân loại ựộ phì của ựất 9

2.2 Các phương pháp và chỉ tiêu ựánh giá ựộ phì của ựất 13

2.2.1 đánh giá sinh trưởng phát triển và năng suất cây trồng 13

2.2.2 đánh giá ựặc trưng hình dáng ựất, hắnh thái phẫu diện ựất 14

2.2.3 đánh giá ựộ phì thông qua các chỉ tiêu lý, hóa, sinh học ựất 15

2.3 Tình hình nghiên cứu về chất lượng ựất nông nghiệp trên thế giới và tại Việt Nam 23

2.3.1 Tình hình nghiên cứu chất lượng ựất nông nghiệp trên thế giới 23

2.3.2 Tình hình nghiên cứu chất lượng ựất nông nghiệp ở Việt Nam 25

2.4 Một số nghiên cứu về nhóm ựất mặn, phèn ở Việt Nam và vùng ựồng bằng sông Cửu Long 29

2.4.1 Quá trình hình thành ựất mặn, phèn ở Việt Nam 29

2.4.2 đất mặn, phèn ở vùng đồng bằng sông Cửu Long 31

3 đỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38

3.1 đối tượng và phạm vi nghiên cứu 38

3.1.1 đối tượng nghiên cứu 38

3.1.2 Phạm vi nghiên cứu 38

3.2 Nội dung nghiên cứu 38

3.2.1 Nghiên cứu các yếu tố tự nhiên, kinh tế và xã hội có liên quan ựến ựiều kiện hình thành và sử dụng ựất tại huyện Hòa Bình, tỉnh Bạc Liêu 38

3.2.2 Nghiên cứu ựặc ựiểm của các loại ựất trong nhóm ựất mặn và phèn phân bố trên ựịa bàn huyện Hòa Bình 39

3.2.3 đánh giá chất lượng ựất sản xuất nông nghiệp theo ựộ phì nhiêu 39

3.2.4 ðề xuất hướng sử dụng, cải tạo ñất hợp lý ñể cải thiện ñộ phì ñất 39

3.3 Phương pháp nghiên cứu 39

3.3.1 Phương pháp ñiều tra thu thập số liệu, tài liệu thứ cấp: 39

3.3.2 Phương pháp lấy mẫu 39

3.3.3 Phương pháp phân tích ñất 39

3.3.4 Phương pháp ñề xuất hướng sử dụng và cải tạo ñất hợp lý 40

3.3.5 Phương pháp xử lý số liệu 40

4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 41

4.1 ðiều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội huyện Hòa Bình 41

4.1.1 ðiều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên và môi trường 41

4.1.2 Tình hình phát triển kinh tế - xã hội 51

4.2 Hiện trạng sử dụng ñất huyện Hòa Bình 55

4.3 Tính chất ñất mặn, phèn ở huyện Hòa Bình 56

4.3.1 Mô tả hình thái và tính chât các loại ñất trong nhóm ñất mặn và phèn 57

4.3.2 Nhận ñịnh chung về một số tính chất của nhóm ñất mặn, phèn ở huyện Hòa Bình tỉnh Bạc Liêu 80

4.5 ðề xuất hướng sử dụng nhóm ñất mặn, phèn ở huyện Hòa Bình 85

4.5.1 Hiện trạng các loại hình sử dụng ñất ở huyện Hòa Bình 85

4.5.2 ðề xuất hướng sử dụng ñất ở huyện Hòa Bình 90

2.5.3 Hướng cải tạo nhóm ñất mặn và ñất phèn 95

5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 99

5.1 KẾT LUẬN 99

5.2 KIẾN NGHỊ 100

TÀI LIỆU THAM KHẢO 101

PHỤ LỤC 106

Danh môc c¸c ch÷ viÕt t¾t

TPCG Thành phần cơ giới

CEC Dung tích hấp phụ trao ñổi cation của ñất

GDP Tổng sản lượng nội ñịa

FAO Tổ chức Lương Thực - Nông Nghiệp Liên Hiệp Quốc

UNESCO Tổ chức Giáo dục, Khoa Học và Văn hóa Liên Hiệp Quốc WRB Cơ sở tham chiếu thế giới

USDA Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ

DANH MỤC BẢNG

Bảng 4.1: Tài nguyên ñất huyện Hòa Bình - tỉnh Bạc Liêu theo phát sinh học 45

Bảng 4.2: Chuyển dịch cơ cấu kinh tế của huyện giai ñoạn 2005 - 2010 52

Bảng 4.3 Hiện trạng sử dụng ñất huyện Hòa Bình năm 2010 56

Bảng 4.4: Kết quả phân tích phẫu diện HB - 01 59

Bảng 4.5: Kết quả phân tích phẫu diện HB - 03 62

Bảng 4.6: Kết quả phân tích phẫu diện HB - 04 64

Bảng 4.7: Kết quả phân tích phẫu diện HB - 05 66

Bảng 4.8: Kết quả phân tích phẫu diện HB - 06 71

Bảng 4.9: Kết quả phân tích phẫu diện HB - 07 74

Bảng 4.10: Kết quả phân tích phẫu diện HB - 33 77

Bảng 4.11: Kết quả phân tích phẫu diện HB - 28 79

Bảng 4.12: Quy mô diện tích các loại ñất phân theo những yếu tố hạn chế 81

Bảng 4.13: Quy mô diện tích ñất bị nhiễm mặn trong huyện Hòa Bình 81

Bảng 4.14: Quy mô diện tích các loại ñất có tầng sinh phèn và tầng phèn 82

Bảng 4.15: Một số ñặt tính về tính chất nông hóa của nhóm ñất mặn, phèn ở huyện Hòa Bình 84

Bảng 4.16: Sự hiện diện của các loại hình sử dụng ñất ở các vùng ñất khác nhau 85

Bảng 4.17: Các hệ thống sử dụng ñất hiện có của huyện Hòa Bình 86

Bảng 4.18: Hiện trạng các loại hình sử dụng ñất hiện có của huyện Hòa Bình 87

Bảng 4.19: Quy mô các dạng ñất theo ñặc ñiểm và hướng sử dụng khác nhau 91

Bảng 4.20: ðề xuất hướng sử dụng ñất của huyện Hòa Bình 94

1 MỞ đẦU

1 Tắnh cấp thiết của ựề tài

đất ựai là tư liệu sản xuất ựặc biệt, là cơ sở của sản xuất nông nghiệp,

là ựối tượng lao ựộng ựộc ựáo, là môi trường sản xuất ra lương thực, thực phẩm, là một nhân tố quan trọng của môi trường sống,Ầ Vì vậy, chiến lược

sử dụng ựất hợp lý là một phần trong chiến lược nông nghiệp sinh thái bền vững của tất cả các nước trên thế giới cũng như ở nước ta hiện nay

Nông nghiệp là hoạt ựộng sản xuất cổ xưa nhất và cơ bản nhất của loài người Hầu hết các nước trên thế giới ựều phải xây dựng nền kinh tế trên cơ

sở phát triển nông nghiệp dựa vào khai thác tiềm năng của ựất, lấy ựó làm bàn ựạp cho việc phát triển các ngành khác Vì vậy, tổ chức sử dụng nguồn tài nguyên ựất hợp lý, có hiệu quả cao theo quan ựiểm sinh thái và phát triển bền vững ựang trở thành vấn ựề mang tắnh toàn cầu Mục ựắch của việc sử dụng ựất là làm thế nào ựể bắt nguồn tư liệu có hạn này mang lại hiệu quả kinh tế, sinh thái và xã hội cao nhất, ựảm bảo lợi ắch trước mắt và lâu dài Nói cách khác, mục tiêu hiện nay của nhân loại là xây dựng một nền nông nghiệp toàn diện về kinh tế, xã hội, môi trường một cách bền vững để thực hiện mục tiêu này cần bắt ựầu từ nâng cao hiệu quả sử dụng ựất trong nông nghiệp, như GS

Bùi Huy đáp ựã viết Ộphải bảo vệ một cách khôn ngoan tài nguyên ựất còn lại cho một nền sản xuất nông nghiệp bền vữngỢ

Xã hội ngày càng phát triển, trình ựộ khoa học kỹ thuật ngày càng cao, con người tìm ra nhiều phương thức sử dụng ựất có hiệu quả hơn Tuy nhiên,

do có sự khác nhau về chất lượng, mỗi loại ựất bao gồm những yếu tố thuận lợi và hạn chế cho việc khai thác sử dụng (chất lượng ựất thể hiện ở yếu tố tự nhiên vốn có của ựất như ựịa hình, thành phần cơ giới, hàm lượng các chất dinh dưỡng, chế ựộ nước, ựộ chua, mặnẦ), nên phương thức sử dụng ựất cũng khác nhau ở mỗi vùng, khu vực, mỗi ựiều kiện kinh tế xã hội cụ thể

Hòa Bình là huyện ven biển của tỉnh Bạc Liêu, có ựịa hình tương ựối bằng phẳng, ựất màu mỡ thắch hợp với nhiều loại cây trồng, sản xuất ựược nhiều vụ trong năm Hiện nay, sản xuất nông nghiệp trong huyện ựã cơ bản chuyển sang sản xuất hàng hóa, phát triển tương ựối toàn diện, tăng trưởng khá Những chuyển biến tắch cực của nền kinh tế theo hướng công nghiệp hóa, hiện ựại hóa ựòi hỏi cơ cấu sử dụng ựất có sự chuyển ựổi cho phù hợp nhằm thỏa mãn nhu cầu sử dụng ựất Việc chuyển ựổi cơ cấu sử dụng ựất nông nghiệp của huyện còn mang tắnh tự phát chưa hiệu quả và không bền vững nhất là việc chuyển ựổi ựất trồng lúa nước sang nuôi trồng thủy sản ở khu vực ven biển ựã làm môi trường ựất, nước thay ựổi theo chiều hướng xấu, nhiều nơi ựã bị nhiễm mặn và giảm diện tắch ựất trồng lúa nước ảnh hưởng tới phát triển bền vững, an ninh lương thực và các vấn ựề xã hội khác

Xuất phát từ những vấn ựề cấp thiết ựó, tôi tiến hành nghiên cứu ựề tài:

Ộđánh giá tắnh chất và ựề xuất hướng sử dụng các nhóm ựất mặn, phèn huyện Hòa Bình, tỉnh Bạc LiêuỢ

2 Mục ựắch nghiên cứu

- đánh giá các tắnh chất lý hóa học của nhóm ựất mặn, phèn ở huyện Hòa Bình, tỉnh Bạc Liêu

- đề xuất hướng sử dụng, cải tạo cho nhóm ựất mặn, phèn của huyện

3 Yêu cầu của ựề tài

- Nghiên cứu ựầy ựủ các ựiều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội có liên quan

và tác ựộng ựến quá trình hình thành, sử dụng ựất

- Xác ựịnh ựược những tắnh chất cơ bản của 2 nhóm ựất mặn, phèn theo các yếu tố phân cấp về ựộ phì và vấn ựề hạn chế ở các loại ựất này

- đề xuất những biện pháp khả thi cho sử dụng, cải tạo các nhóm ựất

mặn và phèn trong vùng nghiên cứu

2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu về chất lượng ựất là một nội dung quan trọng của Thổ nhưỡng học nhằm giải quyết những vấn ựề quan trọng của xã hội có liên quan ựến ựất đó là mối quan hệ giữa chất lượng ựất và các ngành sản xuất, ựặc biệt là sản xuất nông nghiệp [32]

2.1 Khái niệm về ựất và ựộ phì của ựất

2.1.1 Chất lượng ựất

2.1.1.1 Khái niệm

Theo William, ựất là tầng mặt tơi xốp của lục ựịa có khả năng tạo ra sản phẩm của cây trồng với thành chắnh là ựộ phì của ựất Nhờ có ựộ phì mà ựất ựã trở thành tài nguyên cơ bản trong sản xuất nông nghiệp

Theo Docuchaev, ựất là vật thể tự nhiên ựộc lập và cũng như khoáng vật, ựộng, thực vật, ựất không ngừng thay ựổi theo thời gian và không gian

đất hay Ộlớp phủ thổ nhưỡngỢ là phần trên cùng của vỏ phong hóa của trái ựất ựược hình thành do tác ựộng tổng hợp của 5 yếu tố: sinh vật, khắ hậu,

ựá mẹ, ựịa hình và thời gian (tuổi tương ựối) Nếu là ựất ựã ựược khai thác sử dụng thì sự tác ựộng của con người là yếu tố thứ 6 hình thành ựất Giống như vật thể sống khác, ựất cũng có quá trình phát sinh, phát triển và thoái hóa do các hoạt ựộng về vật lý, hóa học và sinh học luôn xảy ra trong nó

Vào những năm cuối thập kỷ 80 của thế kỷ XX, Hội Khoa học ựất Mỹ

ựã cho rằng chất lượng ựất ựược quyết ựịnh chủ yếu bởi các thuộc tắnh cơ bản mang tắnh kế thừa của ựất như: ựá mẹ, quá trình phong hoá, các yếu tố thời tiết khắ hậu Chất lượng ựất còn là khả năng của ựất ựáp ứng các nhu cầu sinh trưởng, phát triển của cây trồng mà không làm thoái hoá ựất ựai hoặc gây tổn hại ựến hệ sinh thái môi trường (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2006) [35]

Hiện nay có nhiều ý kiến khác nhau về ựịnh nghĩa chất lượng ựất Trong hoạt ựộng sản xuất nông nghiệp, chất lượng ựất ựồng nghĩa với

khả năng sản xuất hàng hoá ở mức ñộ cao, giữ vững và nâng cao năng suất, ñạt lợi nhuận tối ña và duy trì nguồn tài nguyên ñất cho các thế hệ tương lai Các nhà tự nhiên học xem xét chất lượng ñất trong mối quan hệ hài hoà giữa cảnh quan và môi trường xung quanh Theo các nhà môi trường học thì chất lượng ñất phản ánh các chức năng của nó biểu hiện ở khả năng bảo tồn ña dạng sinh học, nâng cao chất lượng nước, thúc ñẩy quá trình tuần hoàn dinh dưỡng trong một hệ sinh thái

Như vậy, mỗi ñối tượng quan tâm ñến chất lượng ñất ở một góc ñộ khác nhau nhưng hầu hết các nghiên cứu ñều nhằm 2 mục tiêu sau: ñiều khiển quá trình cải thiện chất lượng ñất và kiểm tra ñịnh lượng ñất tại một quốc gia hoặc một vùng cụ thể

Mặc dù vẫn còn nhiều quan ñiểm khác nhau về chất lượng ñất, việc nghiên cứu và xác ñịnh chất lượng của ñất vẫn là vấn ñề quan trọng trong sản xuất Các nghiên cứu này cho biết mối liên kết giữa thực tiễn quản lý với những ñặc trưng có thể quan sát của ñất (các chỉ tiêu chất lượng ñất), các quá trình xảy ra trong ñất (quá trình tuần hoàn dinh dưỡng, khoáng hoá, mùn hoá,

sa mạc hoá…) và việc thực hiện các chức năng của ñất (khả năng sản xuất của ñất và chất lượng môi trường) Các mối liên hệ này ñều ñược phản ánh qua các thuộc tính của ñất [18]

2.1.1.2 Thuộc tính cơ bản của chất lượng ñất

Theo Larson và Pierce (1991) có hai thuộc tính cơ bản của chất lượng ñất

là thuộc tính về bản chất (intrinsic quality) và ñộng thái (dynamic quality) [33]

- Thuộc tính về bản chất (thuộc tính kế thừa): thể hiện chức năng kế thừa của ñất từ các yếu tố thổ nhưỡng và các yếu tố hình thành ñất khác như

ñá mẹ, ñịa hình, khí hậu, thời gian, sinh vật Sự khác biệt giữa các loại ñất chủ yếu là do thuộc tính bản chất gây nên ðây là thuộc tính khá bền vững và ít thay ñổi trong thời gian ngắn Tuy nhiên, thuộc tính bản chất cũng có thể bị thay ñổi dưới tác ñộng của con người và môi trường [18]

Theo Carter và cộng sự (1997) các quá trình thay ñổi dài hạn xảy ra trong khoảng hàng trăm năm ñến hàng ngàn năm thường ñặc trưng cho thuộc tính bản chất của ñất như: các quá trình mặn hoá, podzol hoá, glây hoá, kết von hoá xảy ra trong thời gian dài [32]

- Thuộc tính ñộng thái: thể hiện sự dễ thay ñổi về chất lượng ñất theo thời gian sử dụng Trong nông nghiệp, thuộc tính ñộng thái phản ánh kết quả của việc sử dụng và quản lý ñất [35] Các quá trình thay ñổi ngắn hạn (từ vài giây ñến 1 năm) thường ñặc trưng cho thuộc tính ñộng thái: quá trình bay hơi, thẩm thấu, rửa trôi, trao ñổi ion,… trong ñất và dung dịch ñất [21]

Như vậy, khái niệm chất lượng ñất là một khái niệm rộng, nó ñược ứng dụng trong các lĩnh vực của sản xuất và ñời sống ðể ñánh giá chất lượng ñất trong sản xuất nông nghệp các nhà khoa học ñất sử dụng thuật ngữ ñộ phì nhiêu ñất Thuật ngữ ñộ phì nhiêu ñất chỉ ra những khác biệt giữa chất lượng ñất cho sản xuất nông nghiệp

2.1.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng ñến chất lượng ñất

a Các yếu tố hình thành ñất ảnh hưởng ñến chất lượng ñất

* Ðá mẹ và mẫu chất: ñá mẹ là cơ sở vật chất ban ñầu và cũng là cơ sở

vật chất chủ yếu trong sự hình thành ñất và chất lượng ñất Các loại ñá mẹ khác nhau có thành phần khoáng vật và hoá học khác nhau, do vậy trên các loại ñá mẹ khác nhau hình thành nên các loại ñất có chất lượng khác nhau: ñất hình thành trên ñá mẹ khó phong hóa như ñá granít có ñộ dầy tầng ñất từ mỏng ñến trung bình, thành phần cơ giới nhẹ và nghèo các chất dinh dưỡng; trong khi ñất hình thành trên ñá mẹ dễ phong hóa như ñá bazan thường tạo ra tầng ñất rất dày, thành phần cơ giới nặng và chứa nhiều các chất dinh dưỡng

Về mẫu chất, có hai loại: mẫu chất tại chỗ và mẫu chất phù sa Mẫu chất tại chỗ hình thành ngay trên ñá mẹ, có thành phần và tính chất giống ñá

mẹ Mẫu chất phù sa ñược lắng ñọng từ vật liệu phù sa của hệ thống sông ngòi nên có thành phần rất phức tạp [6]

* Sinh vật: sinh vật tác động lên mẫu chất, tạo thành chất hữu cơ trong

mẫu chất, làm thay đổi mẫu chất và chuyển mẫu chất thành đất Tham gia vào quá trình hình thành đất và chất lượng đất cĩ nhiều nhĩm sinh vật khác nhau

nhưng chủ yếu là thực vật màu xanh, động vật đất và vi sinh vật đất

+ Vai trị của thực vật: thực vật là nguồn cung cấp chất hữu cơ chủ yếu

cho mẫu chất và đất 4/5 chất hữu cơ trong đất cĩ nguồn gốc từ thực vật Trong hoạt động sống của mình, thực vật hút nước, chất khống trong mẫu chất và đất, đồng thời nhờ quá trình quang hợp tạo thành các chất hữu cơ trong cơ thể Sau khi chết, xác của chúng rơi vào mẫu chất và đất bị phân giải trả lại các chất lấy từ đất và bổ sung cacbon, nitơ, tạo thành chất hữu cơ

trong mẫu chất [6]

+ Vai trị của động vật đất: động vật sống trong đất cĩ nhiều lồi như:

giun, kiến, mối trong đĩ giun đất cĩ vai trị rất lớn trong sự tạo độ phì đất Các loại động vật này trong quá trình sống chúng di chuyển trong đất tạo hang, tổ,… làm cho đất thống khí Bên cạnh đĩ, các lồi động vật này cịn cĩ chức năng phân hủy chất hữu cơ và tạo các hạt kết viền bền vững làm cho đất tơi xốp Khi chết xác chúng được phân giải cung cấp nhiều nitơ và các chất

khống cho đất, làm tăng độ phì đất

+ Vai trị của vi sinh vật: tập đồn vi sinh vật trong đất rất phong phú

với nhiều chủng loại khác nhau và số lượng cĩ thể cĩ tới hàng trăm triệu con trong một gam đất Trong đất, các quá trình phân giải xác hữu cơ, quá trình hình thành mùn, quá trình chuyển hố đạm trong đất, quá trình cố định đạm từ khí trời, trải qua nhiều phản ứng, nhiều giai đoạn và mỗi phản ứng, giai đoạn đều cĩ sự tham gia của một lồi sinh vật cụ thể

Hầu hết các lồi vi sinh vật đều sinh sản theo cách tự phân nên lượng sinh khối tạo ra trong đất lớn, sau khi chết xác các lồi vi sinh vật bị phân giải gĩp phân cung cấp chất hữu cơ và tạo độ phì đất

Như vậy, sau khi sự sống xuất hiện, giới sinh vật đã cĩ những tác động

sâu sắc về nhiều mặt tới mẫu chất ñể chuyển mẫu chất thành ñất, sinh vật tiếp tục tác ñộng tới ñất ñể ñất ngày càng phát triển Nói cách khác nếu không có sinh vật thì chưa có ñất, vì vậy các nhà khoa học cho rằng sinh vật là yếu tố quyết ñịnh trong sự hình thành ñất [6]

* Khí hậu: có tác ñộng ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp tới quá trình

hình thành ñất

+ Ảnh hưởng trực tiếp: khí hậu ảnh hưởng trực tiếp ñến quá trình

phong hoá ñá: sự thay ñổi nhiệt ñộ tạo sự phá huỷ vật lý; lượng mưa và chế

ñộ mưa ảnh hưởng tới phong hoá vật lý và hoá học, Nhiều quá trình diễn ra trong ñất như khoáng hoá, mùn hoá, rửa trôi, xói mòn, chịu sự tác ñộng rõ rệt của khí hậu và hình thành lên các loại ñất khác nhau Ở các ñiều kiện khí hậu khác nhau ñã hình thành nên những loại ñất có chất lượng khác nhau

Những nơi có lượng mưa lớn hơn lượng bốc hơi thì lượng nước thừa sẽ di chuyển trên mặt ñất và thấm sâu xuống ñất tạo nên các quá trình xói mòn và rửa trôi và những nơi có lượng mưa càng lớn thì ñất bị hoá chua càng mạnh

+ Ảnh hưởng gián tiếp: ảnh hưởng gián tiếp của khí hậu thông qua yếu

tố sinh vật, khí hậu góp phần ñiều chỉnh lại yếu tố sinh vật Mỗi ñới khí hậu trên Trái ñất có các loài thực vật ñặc trưng Các loài thực vật khác nhau thì trong quá trình sống cũng như xác chúng khi chết ñi bỏ lại trong ñất phần cơ thể có hàm lượng dinh dưỡng khác nhau và ñất cũng có chất lượng khác nhau

* Ðịa hình:

+ Ảnh hưởng trực tiếp: các ñặc trưng của ñịa hình như dáng ñất, ñộ

cao, ñộ dốc ảnh hưởng trực tiếp ñến nhiều quá trình diễn ra trong ñất Vùng ñồi núi, vùng cao ở ñồng bằng quá trình rửa trôi xói mòn diễn ra mạnh Ngược lại trong các thung lũng ở vùng ñồi núi hoặc vùng trũng ở ñồng bằng diễn ra quá trình tích luỹ các chất Lượng nước trong ñất cũng phụ thuộc ñịa hình; vùng cao thường thiếu nước, quá trình ôxy hoá diễn ra mạnh; vùng trũng thường dư ẩm, quá trình khử chiếm ưu thế, kết quả ở các ñịa hình

khác nhau hình thành nên các loại ñất có chất lượng khác nhau

+ Ảnh hưởng gián tiếp: ñịa hình ảnh hưởng gián tiếp ñến sự hình thành

ñất thông qua yếu tố khí hậu và sinh vật Càng lên cao nhiệt ñộ càng giảm theo quy luật ñộ cao tăng 100 m, nhiệt ñộ giảm 0,50C và ẩm ñộ tăng lên Sự thay ñổi khí hậu kéo theo sự thay ñổi của sinh vật Ở các ñộ cao khác nhau có các ñặc trưng khí hậu, sinh vật khác nhau và hình thành nên các loại ñất khác nhau (ñất có chất lượng khác nhau)

b Sự tác ñộng của con người

Con người ñã có những tác ñộng rất sâu sắc, nhiều mặt ñối với các vùng ñất ñược sử dụng vào sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp và ñã làm biến ñổi nhiều vùng theo các hướng khác nhau, hình thành nên một số loại ñất ñặc trưng (như ñất lúa nước ñược hình thành từ ñất phù sa, ñất xám, ñất mặn, ñất phèn, sau một thời gian sử dụng trồng lúa nước)

Tuỳ theo từng tác ñộng của con người có thể làm cho ñất biến ñổi theo chiều hướng tốt hoặc xấu Khi sử dụng ñất không ñúng, ñất sẽ bị mất dần tính chất ban ñầu của nó và ñộ phì ngày càng giảm sút trầm trọng Hàng năm, cây trồng ñã lấy ñi từ ñất một lượng dinh dưỡng lớn hơn nhiều so với lượng dinh dưỡng ñược bù lại thông qua bón phân, tuần hoàn hữu cơ và hoạt ñộng của vi sinh vật Ngoài ra lượng dinh dưỡng trong ñất còn mất ñi do xói mòn Trong nhiều trường hợp lượng chất dinh dưỡng mất ñi do xói mòn còn lớn gấp nhiều lần so với lượng dinh dưỡng cây lấy ñi Theo ước tính, trong vòng vài ba thập

kỷ qua, 1/3 ñất nông nghiệp thế giới bị xói mòn trầm trọng làm tốc ñộ mất ñất nông nghiệp do xói mòn ñã lên ñến 10 triệu ha/năm (Pimentel - 1995) Nhà ñịa chất học Sheldon Judson (1968) ñã ước tính, do hoạt ñộng nông nghiệp của con người ñã làm tăng lượng ñất xói mòn lên nhiều lần so với ñất có thảm thực vật tự nhiên che phủ và tổng lượng phù sa từ các con sông ñổ ra biển hàng năm ñã tăng từ 9 tỷ tấn lên 24 tỷ tấn [23]

Theo Brown (1985), việc sử dụng phân hoá học trong nông nghiệp thế

giới ñã tăng lên rất mạnh: lượng phân hoá học sử dụng ñã tăng từ 15 triệu tấn (1950) lên 114 triệu tấn (1983) Như vậy với việc thâm canh cây trồng và bón nhiều phân hoá học thay cho phân hữu cơ là một trong những nguyên nhân gây chua hoá ñất nông nghiệp Cùng với ñó là việc chặt phá rừng và canh tác nông nghiệp không hợp lý làm cho quá trình xói mòn, rửa trôi diễn ra mạnh hơn, ñất chua hoá nhanh hơn, ñặc biệt ở ñất ñồi núi dốc [23]

Cùng với quá trình chua hoá là quá trình mặn hoá ñất nông nghiệp do bón nhiều phân hoá học liên tục Theo Ghassemi và các cộng sự (1995), mặn hoá là xu hướng suy thoái ñất nông nghiệp khá phổ biến hiện nay trên phạm

vi toàn thế giới, ñặc biệt với ñất cây trồng màu thâm canh có tưới Thâm canh càng cao, yêu cầu nước tưới càng lớn Trong nước tưới bao giờ cũng chứa một lượng muối nhất ñịnh và lượng muối ñó thường ñược tích ñọng lại dần trong ñất, làm ñất mặn hoá dần,… Do ñó, việc bón phân hoá học liên tục trong nhiều năm, ít bón phân hữu cơ, sẽ làm cho hàm lượng mùn trong ñất giảm xuống, phá vỡ kết cấu viên của ñất sẽ làm cho ñất không còn tơi xốp, mất dần khả năng thấm nước và chai cứng [23]

Việc khai thác quá mức các vùng ñất nông nghiệp, rừng và ñồng cỏ chăn thả, làm cho ñất suy thoái dần, cạn kiệt nước, chất dinh dưỡng và mất dần khả năng trồng trọt, dẫn ñến sa mạc hoá Theo các nhà khoa học, hiện tượng sa mạc hoá xuất hiện ở một số vùng khô hạn là do: chặt phá rừng, cát bay ven biển, mặn hoá, phèn hoá, khai thác nông nghiệp quá mức và không hợp lý và khai thác mỏ bừa bãi

2.1.2 ðộ phì của ñất và phân loại ñộ phì của ñất

2.1.2.1 Khái niệm ñộ phì của ñất

Theo V.R Wiliam, ñộ phì của ñất là tính chất cơ bản, dấu hiệu của chất lượng ñất không phụ thuộc vào biểu hiện số lượng

A.V.Petecbuagsky cho rằng ñất khác ñá mẹ căn bản là ở ñộ phì của ñất

ðộ phì của ñất biểu hiện một cách vắn tắt là khả năng của ñất cung cấp cho

cây trồng trong quá trình sinh trưởng một số lượng nước và chất dinh dưỡng cần thiết ðất phì nhiêu không chứa chất có hại cho cây trồng như H2S, CH4,

ở ñất trũng; không chứa sắt, nhôm ở ñất phèn; không chứa Clo ở ñất mặn [1]

Kết quả nghiên cứu năm 1959 của Forestier chỉ ra rằng ñộ phì của ñất

là do tổng số sét, limon và tổng số bazơ trao ñổi quyết ñịnh Ở Ấn ðộ, Tamhale - 1960 lại khẳng ñịnh ñộ phì của ñất ñược xác ñịnh theo hàm lượng

N - P - K dễ tiêu và tổng số cacbon hữu cơ [1]

Theo Trần Khải (1997) thì chất hữu cơ và ñộ ẩm ñất là 2 yếu tố quan trọng hạng nhất giữ vai trò ñiều tiết ñộ phì thực tế của ñất [16]

Mỗi khái niệm ở trên ñều ñã chỉ ra ñược một hay vài ñặc trưng của ñộ phì của ñất Trên cơ sở ñó các nhà khoa học ñất Việt Nam ñã ñưa ra một khái niệm về ñộ phì của ñất tương ñối toàn diện: “ðộ phì của ñất là khả năng của ñất có thể thoả mãn các nhu cầu của cây về các nguyên tố dinh dưỡng, nước ñảm bảo cho hệ thống rễ của chúng lượng ñầy ñủ không khí, nhiệt và môi trường lý, hoá học thuận lợi cho sinh trưởng và phát triển bình thường” [6]

Mức ñộ ñộ phì của ñất ñược ñánh giá bằng các chỉ tiêu cụ thể của các chế ñộ ñất: nhiệt, nước - không khí, dinh dưỡng, lý - hóa học, sinh học, muối

và oxy hóa - khử (ñây là những thông số quan trọng nhất)

Các thông số của chế ñộ ñất lại ñược quyết ñịnh bởi các ñiều kiện khí hậu, các ñặc tính của ñất: thành phần cơ giới, khoáng vật và thành phần hóa học, trữ lượng tiềm tàng của các nguyên tố dinh dưỡng cũng như hàm lượng

di ñộng của chúng; hàm lượng, thành phần và trữ lượng mùn, cường ñộ của các quá trình sinh học, các phản ứng và ñặc tính lý, hóa học khác

Các quá trình ñịa hóa học và ñịa chất học cũng có ảnh hưởng ñến sự hình thành ñộ phì nhiêu ñất (dòng nước ngầm cứng, mềm, ngọt hoặc nước khoáng, sự xói mòn tầng mùn, …)

Ngày nay ñể ñánh giá ñộ phì của ñất, người ta dựa vào các chỉ tiêu cụ thể như hàm lượng các chất dinh dưỡng tổng số và dễ tiêu, các chỉ số về tính

chất lý hoá học của ñất như ñộ chua, hàm lượng mùn, ñộ ẩm, thành phần cơ giới,… Trên cơ sở ñó mà áp dụng cho những cây trồng nhất ñịnh Thông thường những ñất có ñộ phì cao thích hợp cho nhiều loại cây trồng khác nhau

2.1.2.2 Các dạng ñộ phì của ñất

Các Mác khi bàn về vấn ñề ñịa tô ñã chia ñộ phì của ñất làm 5 dạng: ñộ phì thiên nhiên, nhân tạo, tiềm tàng, hiệu lực, kinh tế Sau này, các nhà khoa học ñất nghiên cứu phân loại ñộ phì của ñất trong công tác quản lý và sử dụng ñất vào mục ñích sản xuất nông nghiệp ñã thừa nhận cách phân loại ñộ phì này của Mác phù hợp với các luận chứng khoa học

- ðộ phì tự nhiên của ñất (ñộ phì thiên nhiên) có trong tất cả các loại ñất tự nhiên Nó xuất hiện trong quá trình hình thành ñất dưới ảnh hưởng của các yếu tố hình thành ñất (như sinh vật, ñá mẹ, khí hậu, ñịa hình và thời gian)

và ñược quyết ñịnh bởi sự tương tác phức tạp của các ñặc tính và chế ñộ ñất

Nó hoàn toàn chưa chịu sự tác ñộng của con người [6]

Hiện nay, ñộ phì thiên nhiên của ñất chỉ thể hiện ñặc trưng ở các ñất hoang hoá, ñất rừng chưa chịu tác ñộng khai thác và sử dụng của con người

- ðộ phì hiệu lực: là phần ñộ phì tự nhiên có tác dụng ngay ñến cây trồng và cây dễ dàng hấp thu ñược Dựa vào ñộ phì này chúng ta tính toán những yếu tố cần bổ sung vào ñất trong mỗi vụ sản xuất ñể ñạt hiệu quả kinh

tế cao nhất

- ðộ phì tiềm tàng: là phần ñộ phì thiên nhiên tạm thời cây trồng chưa

sử dụng ñược và ñược ñặc trưng bởi trữ lượng tổng số của các nguyên tố dinh dưỡng cho cây, các dạng hợp chất của nó và sự tác ñộng tương hỗ phức tạp của tất cả các ñặc tính khác quyết ñịnh khả năng của ñất trong những ñiều kiện thuân lợi có thể ñảm bảo các yếu tố: nước, không khí, nhiệt và huy ñộng một lượng cần thiết các nguyên tố dinh dưỡng cho cây

ðộ phì tiềm tàng có thể chuyển thành ñộ phì hiệu lực và sự chuyển hoá

này không chỉ phụ thuộc vào ựiều kiện tự nhiên mà còn phụ thuộc vào trình

ựộ khoa học kỹ thuật, chế ựộ canh tác và các ựiều kiện kinh tế xã hội,

- độ phì nhân tạo: ựặc trưng cho mức ựộ tác ựộng của người sử dụng ựến ựất thông qua các kỹ thuật canh tác (làm ựất, bón phân, giống cây trồng,

Ầ) và các biện pháp cải tạo ựất (rửa mặn, rửa phèn, Ầ) Các tác ựộng này dẫn ựến sự thay ựổi về mặt chất lượng, số lượng các ựặc tắnh và chế ựộ của ựất Nếu tác ựộng theo chiều hướng tắch cực thì ựất ngày càng màu mỡ (bón phân hữu cơ cho ựất), ngược lại sẽ làm cho ựất ngày càng nghèo kiệt (chặt phá rừng ựầu nguồn tăng cường quá trình xói mòn, rửa trôi) [12]

- độ phì kinh tế: là mức ựộ kết hợp giữa ựộ phì tự nhiên và ựộ phì nhân tạo trong sản xuất nông nghiệp Hiểu biết về ựộ phì thực tế là tổng hợp những hiểu biết cơ bản về ựộ phì tự nhiên của ựất trong mối quan hệ với từng loại cây trồng trong những ựiều kiện cụ thể về chế ựộ nước, khắ hậu, tiến bộ khoa học kỹ thuật và những ựặc thù kinh tế - xã hội và văn hoá của ựịa phương độ phì này ựược ựánh giá thông qua năng suất cây trồng Vắ dụ ựất bạc màu ở Bắc Giang có ựộ phì nhiêu tự nhiên thấp nhưng có ựộ phì kinh tế cao

Theo Mác, ựộ phì kinh tế ựược biểu thị bằng hiệu quả năng suất lao ựộng Khi lực lượng sản xuất phát triển sẽ làm biến ựổi ựộ phì kinh tế, thay ựổi khả năng biến ựổi ựộ phì tiềm tàng thành ựộ phì hữu hiệu Như vậy, ựộ phì kinh tế cũng phụ thuộc vào mức ựộ phát triển của quan hệ sản xuất đó là mối quan hệ giữa con người với con người trong một xã hội nhất ựịnh [12]

Hiểu biết về ựộ phì thực tế chắnh là cơ sở ựể sử dụng ựất hợp lý và ngược lại - sử dụng ựất hợp lý mới có cơ sở khoa học ựể ựầu tư theo chiều sâu (thâm canh) Vì vậy trước khi tiến hành sản xuất, cần sử dụng phương pháp thắch hợp ựể ựánh giá ựộ phì của ựất, các kết quả này ựược dùng làm căn cứ

ựể lựa chọn phương thức canh tác và loại cây trồng phù hợp

2.2 Các phương pháp và chỉ tiêu ựánh giá ựộ phì của ựất

Lê đức và Trần Khắc Hiệp ựã tổng hợp các công trình nghiên cứu của các nhà khoa học trong và ngoài nước ựối với vấn ựề ựộ phì của ựất cho thấy:

từ xa xưa con người ựã biết ựánh giá ựộ phì của ựất thông qua kinh nghiệm sản xuất mà chủ yếu dựa vào việc quan sát ựất và năng suất cây trồng Các khái niệm nhất ựẳng ựiền (ruộng loại 1), nhị ựẳng ựiền (ruộng loại 2), bạc ựiền (ruộng xấu) ựã ựược sử dụng ựể chỉ các ựất tốt xấu khác nhau Hoặc các loại ựất màu ựen, xốp, thì tốt, canh tác dễ và cho năng suất cao; ngược lại ựất màu trắng, chặt sẽ khó canh tác và cây trồng cho năng suất thấp Tuy nhiên do tắnh phức tạp của ựộ phì cũng như hệ thống cây trồng ựa dạng nên việc ựánh giá ựộ phì của ựất vẫn luôn là vấn ựề khó khăn [12]

Rozop (1969) cho rằng hiện nay việc ựánh giá ựộ phì của ựất chủ yếu là dựa vào hàm lượng chất dinh dưỡng trong ựất Nhưng trong tương lai khi con người có ựủ khả năng làm thoả mãn ựầy ựủ nước và phân bón cho cây trồng thì một số tắnh chất vật lý ựất sẽ trở thành yếu tố ựộ phì nhiêu hàng ựầu

đối với các loại ựất nông nghiệp người ta thường sử dụng một số phương pháp ựánh giá ựộ phì của ựất như: ựánh giá sinh trưởng phát triển và năng suất cây trồng, ựánh giá các ựặc trưng về hình dáng ựất và hình thái phẫu diện ựất, ựánh giá ựộ phì ựất thông qua các chỉ tiêu lý, hoá và sinh học ựất

2.2.1 đánh giá sinh trưởng phát triển và năng suất cây trồng

Cây trồng phản ứng một cách khá trung thực về ựộ phì hiệu lực của ựất đất tốt thì cây sinh trưởng, phát triển cũng tốt và cho năng suất cao đất xấu cây trồng mọc kém, hay bị sâu bệnh và cho năng suất thấp

Sự thiếu hụt hay dư thừa các chất dinh dưỡng cũng dễ dàng nhận biết ựược thông qua các biểu hiện về mặt hình thái và năng suất của cây trồng Khi thiếu ựạm thì cây sinh trưởng kém, lá vàng; ngược lại, thân lá phát triển mạnh, cây yếu ớt dễ ựổ, năng suất cây trồng thấp Thiếu photpho thì lá cũng có màu xanh ựậm, khi thiếu trầm trọng thì lá có mầu nâu, lá nhỏ hẹp, mép lá bị rách

Năng suất cây trồng là biểu hiện cuối cùng của ựộ phì hiệu lực của ựất

Do vậy việc thống kê năng suất qua nhiều năm sẽ là kết quả phản ánh ựộ phì nhiêu của ựất một cách khá chắnh xác

đánh giá ựất thông qua ựánh giá sinh trưởng, phát triển và năng suất cây trồng ựã phản ánh khá ựúng về ựộ phì của ựất, lại ựơn giản dễ thực hiện nhưng ựòi hỏi thời gian dài qua nhiều vụ, nhiều năm Hạn chế của phương pháp này là chưa ựánh giá ựược các quá trình hình thành và biến ựổi trong ựất, kết quả cũng chỉ phần nào phản ánh ựộ phì hiệu lực ựối với một loại cây trồng cụ thể mà không thể áp dụng cho nhiều loại cây trồng có ựòi hỏi những ựiều kiện dinh dưỡng khác nhau Hơn nữa các biểu hiện của cây trồng về mặt dinh dưỡng nhiều khi gần giống nhau nên khó phân biệt và dễ bị nhầm lẫn

2.2.2 đánh giá ựặc trưng hình dáng ựất, hắnh thái phẫu diện ựất

Khi nghiên cứu hình thái phẫu diện ựất cần chú ý ựến một số ựiểm sau: + Màu sắc: có liên quan ựến thành phần các chất và ựộ ẩm ựất Màu ựen biểu hiện của mùn trong ựất, màu ựỏ vàng ựặc trưng cho sự tắch luỹ sắt trong ựất, màu trắng là các chất silic, thạch cao (CaSO4), màu xám trắng là các ựất bạc màu Thông thường ựất có màu ựen hoặc ựỏ tốt hơn màu xám hoặc trắng

+ Mức ựộ phân bố rễ cây, sự có mặt của sinh vật ựất, nhất là giun ựất cũng thể hiện ựộ phì nhiêu ựất đất tốt, cây phát triển mạnh và do vậy mật ựộ

rễ cây và giun trong ựất cũng nhiều hơn

+ độ xốp và ựộ chặt cũng là biểu hiện của ựộ phì: ựất tốt phải có ựộ xốp thắch hợp, ựất không chặt Thông thường ựộ xốp của ựất vào khoảng 40 - 50% ựược xem là thắch hợp cho cây trồng phát triển

+ Sự xuất hiện của các quá trình ựang xảy ra trong ựất: sự xuất hiện của quá trình glây có màu xanh xám với sự hình thành nhiều Fe2+ gây ựộc cho cây trồng Quá trình bạc màu, ựá ong hoá là biểu hiện của thoái hoá ựất

+ Tầng dày của phẫu diện ựất cũng ựược chú ý khi ựánh giá ựộ phì của

ựất, nhất là khi lựa chọn ựất cho các cây trồng lâu năm và trồng rừng Với ựất trồng cây nông nghiệp cần chú ý ựến tầng ựất mặt (tầng ựất canh tác) vì ựây là tầng phân bố chủ yếu của rễ cây trồng hàng năm

Việc ựánh giá ựộ phì nhiêu ựất thông qua hình dáng ựất và hình thái phẫu diện ựất ựòi hỏi phải có chuyên môn và kinh nghiệm Phương pháp này

có thể ựánh giá ựộ phì một cách khá chắnh xác nếu có kinh nghiệm tốt Tuy nhiên muốn ựịnh lượng chắnh xác hàm lượng các chất có trong ựất thì cần phải tiến hành ựánh giá thêm các chỉ tiêu lý, hoá và sinh học ựất

2.2.3 đánh giá ựộ phì thông qua các chỉ tiêu lý, hóa, sinh học ựất

Một số chỉ tiêu, tắnh chất thường ựược sử dụng ựể ựánh giá ựộ phì của ựất sản xuất nông nghiệp cụ thể như sau:

2.2.3.1 Tắnh chất vật lý

đặc tắnh vật lý của ựất là yếu tố ựầu tiên quyết ựịnh khả năng, tiềm năng năng suất cây trồng và hiệu quả ựầu tư Các chỉ tiêu vật lý ựể ựánh giá chất lượng ựất liên quan ựến: thành phần cơ giới, kết cấu ựất, dung trọng ựất,

tỷ trọng, ựộ xốp ựất, chế ựộ nước,Ầ

Thành phần cơ giới có ý nghĩa quan trọng, là một trong những yếu tố quyết ựịnh ựộ phì nhiêu của ựất Nó ựặc trưng cho nguồn gốc phát sinh của ựất, các tắnh chất ựất và ựộ phì của ựất đồng thời nó ảnh hưởng trực tiếp ựến hoạt ựộng của bộ rễ cây trồng [22]

Những loại ựất có thành phần cơ giới nhẹ có ưu ựiểm là ựất thoáng khắ thuận lợi cho quá trình oxy hóa, tổng thể tắch khe hở lớn thuận lợi cho quá trình cày bừa, làm ựất và quá trình phát triển của rễ cây, ựặc biệt là các cây trồng có củ (lạc, khoai lang, khoai tây) nhưng có hạn chế là ựộ phì tự nhiên thấp, khả năng giữ nước và các chất dinh dưỡng kém Ngược lại, ựất có thành phần cơ giới nặng, giàu cấp hạt sét, khả năng giữ nước của ựất tốt, hấp phụ ựược nhiều chất dinh dưỡng, có khả năng chống rửa trôi Tùy theo thành phần

tỷ lệ cấp hạt và dựa trên sơ ựồ tam giác xác ựịnh thành phần cơ giới ựất của

Harry Bucknam - Nyle C Brady, 1980 mà chia ñất ra thành các loại ñất có thành phần cơ giới khác nhau (Phụ lục 1)

2.2.3.2 Phản ứng chua của ñất

Cuối thế kỷ XIX nhà hoá học người ðức tên là W.Maxwell ñã có những thí nghiệm về ảnh hưởng của các axit ñối với cây trồng Từ khi Sorensen ñưa khái niệm pH vào hoá học thì việc nghiên cứu ảnh hưởng của

pH môi trường ñối với cây trồng càng phát triển [1]

ðất có phản ứng chua khi trong ñất có chứa nhiều cation H+ và Al3+, mức ñộ chua phụ thuộc vào nồng ñộ của các cation H+ và Al3+ Nồng ñộ các cation này trong ñất càng cao thì ñất càng chua Phản ứng chua của ñất là yếu

tố ñộ phì quan trọng ðộ pH của ñất ảnh hưởng ñến các quá trình lý, hoá và sinh học ñất Những loại ñất có ñộ phì nhiêu ñều phải có một giới hạn pH nhất ñịnh không quá chua hoặc quá kiềm

ðộ chua của ñất ñược diễn tả bằng trị số pH (pH = - log [H+]) và giới hạn pH < 7 là ñất chua và ngược lại là ñất có tính kiềm

ðộ chua ñược diễn tả bằng trị số pHH2O là ñộ chua hoạt tính (ño pH ñất trong môi trường nước) và pHKCl là ñộ chua trao ñổi (ño pH ñất trong môi trường KCl 1M) ðộ chua hoạt tính ñược gây nên bởi các proton tự do trong dung dịch ñất có ảnh hưởng trực tiếp ñến ñời sống cây trồng và hoạt ñộng sinh khối trong ñất ðộ chua trao ñổi là ñộ chua tiềm năng ñược xác ñịnh thông qua việc ñịnh lượng bao gồm cả proton và ion Al3+ chứa trên bề mặt keo ñất, nó sẽ tác ñộng lên ñộ chua hiện tại khi có sự thay ñổi các thành phần trong dung dịch ñất và có ảnh hưởng ñến phân bố của thành phần các cation trên keo ñất [3]

ðộ pH của ñất có vai trò quan trọng trong việc hoà tan, phân huỷ, chuyển hoá các vật chất trong ñất ðất có phản ứng trung tính ñến kiềm là ñiều kiện thuận lợi cho quá trình tích luỹ nhóm mùn Humic, trong ñất có phản ứng chua quá trình tích luỹ nhóm mùn Funvic chiếm ưu thế

Giá trị pH ñất tăng lên thì khả năng hấp phụ trao ñổi của các keo sét tăng lên ðối với keo Kaolinit, pH = 2,5 - 6,0 thì CEC = 4 lñl/100g keo, tại giá trị pH = 7 thì CEC = 10 lñl/100g keo

Các vi khuẩn và xạ khuẩn có ích trong ñất thích nghi nhất ở môi trường trung tính Vi khuẩn Nitrat hoá thích nghi ở pH = 4 - 6, vi khuẩn cố ñịnh ñạm ở pH = 6 - 8 [6]

ðồng thời pH ñất tác ñộng ñến quá trình sinh trưởng, phát triển và năng suất cây trồng Phần lớn cây trồng chỉ phát triển tốt trong giới hạn pH thích hợp nhất ñịnh Tuy nhiên, khi pH ñất < 3 thì phần lớn rất hạn chế ñối với nhiều loại cây trồng trừ một số ít cây ưa môi trường chua như khoai tây, chè, cà phê, pH từ 3 - 4 hạn chế vừa và nếu pH > 4 ít hạn chế cây trồng [4]

2.2.3.3 Chất hữu cơ

Chất hữu cơ là thành phần vô cùng quan trọng của ñất, nó không chỉ là kho dinh dưỡng cho cây trồng mà còn có thể ñiều tiết các tính chất ñất theo chiều hướng tốt, chi phối lớn ñến khả năng làm ñất và sức sản xuất của ñất

Theo Wiliam thì “trạng thái chủ yếu của nguồn dinh dưỡng cho cây trồng nằm chủ yếu trong thành phần chất hữu cơ của thực vật và của chất mùn ðại bộ phận mùn của ñất không phải là sản phẩm trung gian của sự phân giải các chất hữu cơ mà là sản phẩm của những quá trình sống; ñó là sự tổng hợp hữu cơ do vi khuẩn mùn hoá” [26]

Mùn ñã ñược người ta xác ñịnh là một nguồn dinh dưỡng có tương quan rất chặt chẽ với ñộ phì của ñất, nhất là trong ñiều kiện khí hậu nhiêt ñới nóng ẩm của nước ta Dưới tác ñộng của nhiệt ñộ và ñộ ẩm cao, mùn bị phân giải nhanh chóng và bị rửa trôi mạnh, ñất rừng sau khi khai phá ñể trồng trọt thì chỉ số canh tác (biểu hiện bằng OC%) ở ñất trồng trọt chỉ bằng 18 - 20% ñất rừng Theo Nguyễn Tử Siêm, cà phê trên ñất ñỏ bazan muốn có năng suất

ổn ñịnh phải có tỷ lệ OC = 3,5%, trên ñất ñỏ vàng phải có OC = 2,5% [1]

Tỷ lệ mùn tổng số trong ñất rất khác nhau, ở ñất trung tính ít chua tỷ lệ

axit humic tương đối so với axit fulvic cao hơn là ở đất chua

Những nghiên cứu về mùn trong đất của Castagnol (1942), Fridland (1958 - 1964), Duchaufour (1968),… cho thấy chất hữu cơ và mùn cĩ vai trị đặc biệt quan trọng đối với độ phì của đất Trong thành phần của mùn cĩ chứa một

số chất cĩ khả năng kích thích sự phát triển của bộ rễ, nâng cao tính thẩm thấu của màng tế bào nên làm tăng khả năng hút nước, chất dinh dưỡng của cây

Mùn cĩ cấu trúc phức tạp, cĩ phản ứng với nhiều loại hợp chất nên nĩ tăng cường sự phân giải của vi sinh vật hoặc xúc tác cho sự phân giải của thuốc bảo vệ thực vật trong đất, cố định các chất gây ơ nhiễm trong đất làm giảm mức độ dễ tiêu của các chất độc đối với cây trồng

Mùn đĩng vai trị quan trọng làm tăng tính đệm của đất, tăng khả năng hấp thụ trao đổi cation của đất, làm cho tập đồn sinh vật đất phong phú về số lượng, đa dạng về chủng loại Chất hữu cơ và mùn là kho thức ăn cho cây trồng và vi sinh vật, quá trình khống hố chất hữu cơ cung cấp CO2 cho cây trồng quang hợp Kết quả nghiên cứu mùn trong đất Việt Nam của Ngơ Văn Phụ (1970 - 1979), Nguyễn Tử Siêm (1974 - 1979) cho thấy chất hữu cơ và mùn tạo cho đất cĩ kết cấu tốt, tăng cường các chất dinh dưỡng dễ tiêu đối với cây trồng, tăng cường tính thẩm thấu của đất,…

Theo Ponomarova (1961) bản chất độ phì của đất là mức năng lượng trong chất hữu cơ đất mà vi sinh vật là kẻ chuyển tiếp

Số lượng chất hữu cơ của đất được biểu thị bằng %C vì phần lớn chất hữu cơ là cacbon Hàm lượng chất hữu cơ (OM) = OC × 1.72 (FAO khuyến nghị xác định hàm lượng OC theo phương pháp Walkley - Black)

Theo Agricultural Compendium (1989) hàm lượng chất hữu cơ tổng

số của đất phân tích theo Walkley - Black được phân thành 5 cấp từ rất cao đến rất thấp (chi tiết tại Phụ lục 3)

2.2.3.4 Hàm lượng nitơ (N) trong đất

N là nguyên tố dinh dưỡng quyết định năng suất của cây trồng, N trong

từng loại ựất phụ thuộc vào hàm lượng hữu cơ trong ựất, nhìn chung ựất càng giàu mùn thì càng nhiều N

N có trong thành phần protit, các axit amin và các hợp chất khác tạo nên tế bào; N còn ở trong các phân tử diệp lục, không có N thì không có diệp lục và quá trình quang hợp N có ảnh hưởng quyết ựịnh ựến năng suất cây trồng vì nhu cầu nitơ trong suốt quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng rất lớn Lượng N cây trồng lấy ựi từ ựất tuỳ thuộc năng suất và loại cây trồng: ựể năng suất lúa ựạt 4 - 5 tấn/ha thì cây lúa lấy ựi từ ựất là 120 kg N/ha, năng suất ựạt 5 - 6 tấn/ha cần 140 kg N/ha Cây ngô lấy ựi 269kg N/ha từ ựất

ựể ựạt năng suất 10 tấn/ha để cây sắn ựạt 20 tấn củ và 40 tấn thân lá thì 1 ha ựất trồng sắn mất 252 kg N [18]

Như vậy, lượng N mà cây trồng lấy ựi từ ựất trong mỗi vụ là rất lớn nhưng N là nguyên tố ựặc biệt, nó không có trong thành phần của ựá mẹ và khoáng vật Qua nhiều số liệu phân tắch thấy rằng ựất mùn trên núi cao Alisols giàu ựạm tổng số nhất (0,4 - 0,7%) đất ở ựỉnh Fanxipan có nhiều mùn và giàu N (0,4%) sau khi mới vỡ hoang nhưng sau 1 thời gian canh tác thì mùn ựạm trong ựất giảm dần

Theo Bùi Huy đáp, ựất ở ựồng bằng các bãi sông Hồng có hàm lượng mùn từ 1 - 2%, N tổng số từ 0,1 - 0,17%; các bãi sông Thái Bình hàm lượng

N kém hơn chỉ có 0,07 ựến 0,1% Ngược lại vùng ựất chiêm trũng giàu ựạm (0,2% N) đất phù sa ựược trồng 2 vụ lúa có hàm lượng ựạm 0,07 - 0,12% đất mặn cũng chỉ có 0,19% N đất bạc màu nghèo dinh dưỡng hàm lượng N chỉ có 0,07% Tại đồng bằng sông Cửu Long, Hoàng Quốc Tuấn phân tắch thấy lớp ựất mặt 0 - 25 cm ựất phù sa có tầng loang lổ chứa 0,15% N, ựất phù

sa glây có 0,18%; ựất phèn có 0,18 - 0,27% N, ựất mặn có 0,11 - 0,13% N, ựất cát giồng có 0,05% N [21]

Trong ựất Việt Nam, N% chứa 0,1 - 0,2%, N tồn tại dưới 2 dạng vô cơ

và hữu cơ N vô cơ cây hút ựược dễ dàng và chỉ chiếm 1 - 2% N tổng số N

hữu cơ chiếm 80% N tổng số trong ñất, nhờ khoáng hoá và tác ñộng của vi sinh vật chuyển thành NH4+ cây mới hút ñược (Broadbent, 1978) [18]

ðịnh lượng hàm lượng N tổng số trong ñất theo phương pháp Kjeldhal nhằm xác ñịnh khả năng cung cấp N của ñất cho cây trồng Theo phương pháp này mức ñộ giàu, nghèo của N trong ñất ñược phân thành 5 cấp từ rất giàu ñến rất nghèo (chi tiết tại Phụ lục 4)

2.2.3.5 Hàm lượng Phôt pho (P)

Theo Fecxman (1883 - 1945) “Lân là nguyên tố của sự sống”, lân ñóng vai trò ñặc biệt trong sự trao ñổi chất, hút dinh dưỡng và vận chuyển các chất dinh dưỡng trong cây Lân tham gia vào thành phần các protit phức tạp của cây, cây giống ñược bón ñủ lân thì hạt giống có màu sắc ñẹp, sức nảy mầm tốt

và cây non sinh trưởng tốt Các cây trồng khác nhau nhu cầu P là khác nhau: cây lúa muốn ñạt năng suất 4 - 5 tấn/ha thì lấy 40 - 50 kg P2O5/ha từ ñất; khoai lang ñạt năng suất 10 tấn/ha lấy ñi 111 kg P2O5 từ ñất, sắn ñạt năng suất

20 tấn củ thì cần lấy 94 kg P2O5/1 ha ñất [18]

E.Detrunk (1931) cho rằng “ñất giàu P mới có ñộ màu mỡ cao và ngược lại ñất có ñộ màu mỡ cao ñều giàu P” Trong các loại ñất Việt Nam, ñất giàu P nhất là ñất nâu ñỏ trên Bazan, hàm lượng P trung bình trong ñất Việt Nam là 0,03 - 0,2%, ñất nghèo P nhất là ñất cát [27]

Như vậy, hàm lượng P trong ñất biến ñổi rất lớn tuỳ theo loại ñất Tiến hành ñánh giá P trong ñất là việc làm quan trọng trước ñể ñánh giá chất lượng ñất Theo Lê Văn Căn (1968), hàm lượng P trong dịch công phá ñược ñịnh lượng bằng phương pháp so màu xanh Molipñen và ñược phân thành 3 cấp từ giàu ñến nghèo Khả năng cung cấp P trực tiếp của ñất cho cây trồng ñược ñánh giá qua chỉ số P dễ tiêu Hàm lượng P dễ tiêu trong ñất ñược ñịnh lượng bằng phương pháp Olsen và phân thành 4 cấp từ giàu ñến rất nghèo (chi tiết tại Phụ lục 5) [4]

2.2.3.6 Hàm lượng Kali (K)

Kali có ý nghĩa lớn trong việc tích luỹ, di chuyển tinh bột và ñường Nó còn có khả năng giúp cây trồng chống lại các ñiều kiện bất thuận của môi trường như chống bệnh, chống rét Cùng với N và P thì K cũng là nguyên tố dinh dưỡng ña lượng ñối với cây trồng Lượng K mà cây trồng cần trong quá trình sinh trưởng và phát triển là rất lớn, cây lúa cần 126,5 kg K2O ñể ñạt năng suất 4 tấn thóc/ha; cây khoai lang cần 229 kg K2O ñể thu ñược 10 tấn hạt/ha, mất 154 kg K2O ñể thu ñược 20 tấn củ sắn/ha [18]

Tuy nhiên, trong ña số các loại ñất Việt Nam, quá trình phong hoá mạnh, silicat bị phá huỷ nên lượng K tổng số trong ñất biến ñộng rất lớn Các loại ñất phù sa do chứa nhiều silicat nên chứa nhiều K hơn các loại ñất ñịa thành ðất càng nhẹ càng chứa nhiều cát, càng ít K Ở các chân ñất chua mặn

tỷ lệ K2O tương ñối cao là do sự tích luỹ của các loại muối biển Giữa tỷ lệ K2O tổng số và mức ñộ bão hoà bazơ có một sự liên quan chặt chẽ và trực tiếp Cụ thể là mức ñộ bão hoà bazơ càng cao thì tỷ lệ K tổng số càng cao Trên cùng một chân ñất, ñất càng chua càng thiếu K [6]

Do ñó cần thiết phải tiến hành ñánh giá hàm lượng K trong ñất ñể bổ sung K cho cây trồng kịp thời [4]

Các chỉ tiêu dùng ñể ñánh giá hàm lượng K trong ñất bao gồm:

+ Hàm lượng K tổng số ñược ñịnh lượng theo phương pháp quang kế ngọn lửa ñược phân thành 3 cấp (chi tiết tại Phụ lục 6)

+ Hàm lượng K dễ tiêu ñược ñịnh lượng theo phương pháp amôn axetat ñược phân thành 4 cấp (chi tiết tại Phụ lục 6)

2.2.3.7 Dung tích hấp thụ (CEC) và ñộ no bazơ

Dung tích trao ñổi cation của ñất là tổng số cation (kể cả cation kiềm và không kiềm) ñược ñất giữ ở trạng thái trao ñổi trong 100 gam ñất, tính bằng

ly ñương lượng/gam [6]

CEC có tác dụng làm tăng tính ñệm của ñất, có ảnh hưởng ñến chế ñộ dinh dưỡng trong ñất thông qua cơ chế trao ñổi cation và tạo phức, cơ chế

giảm bớt ñộ ñộc của các nguyên tố trong ñất như sắt, nhôm di ñộng ðất càng nhiều mùn và montmorilonit thì CEC càng lớn [6]

CEC trong ñất ñược ñịnh lượng bằng phương pháp amôn axetat ở pH = 8,2 và ñược phân thành 5 cấp từ rất cao ñến rất thấp (chi tiết tại Phụ lục 7)

2.2.3.8 Các Cation kiềm thổ trao ñổi

- Ca2+: về mặt dinh dưỡng, lượng Ca2+ trao ñổi thấp là 0,40 1ñ1/100 gam ñất Mandra (1995) (dẫn theo Vũ Hữu Yêm, 2007) [28] cho rằng khi

Ca2+ < 2 1ñl/100 gam ñất ñã phải bón vôi ñể cải tạo ñất Nhu cầu cung cấp vôi cho ñất còn ở chỗ phải bảo ñảm cân ñối Ca/Mg

- Mg2+: ñối với cây trồng, khi lượng Mg2+ trao ñổi ñạt 0,28 - 0,40 1ñ1/100 gam ñất, tuỳ theo loại ñất và loại cây mà cây trồng không phản ứng với việc phân magiê nữa (Lombin và Fayemi, 1975 - dẫn theo Vũ Hữu Yêm, 2007) [28] Cần phải bảo ñảm ñủ magiê cho cây, song lại phải khống chế không ñể magiê vào cây quá nhiều sẽ gây ngộ ñộc cho cây Do vậy, phải xét mối cân ñối Ca2+/Mg2+ - K+/Mg2+ và (Ca2+ + Mg2+)/K+ bảo ñảm cho kết cấu ñất ñược bền vững và cây trồng phát triển tốt (Vũ Hữu Yêm, 2007) [28]

Hàm lượng canxi và magiê trao ñổi trong ñất ñược phân cấp thành 4 cấp từ giàu ñến rất nghèo (chi tiết tại Phụ lục 8)

2.2.3.9 Các nguyên tố vi lượng

Ngoài những nguyên tố ña và trung lượng (N, P, K, Ca, Mg, ) muốn tăng năng suất và phẩm chất nông sản, cần phải xác ñịnh các nguyên tố vi lượng cần thiết trong ñất ñể có thể ñảm bảo cung cấp ñủ cho yêu cầu của cây trồng Yêu cầu về phân vi lượng là vô cùng cấp thiết, cần tìm hiểu hàm lượng của các nguyên tố vi lượng trong ñất canh tác ñể sử dụng phân vi lượng nhằm nâng cao hiệu suất sử dụng ñất và chất lượng sản phẩm cây trồng [26]

Các nguyên tố vi lượng là các nguyên tố dinh dưỡng ñóng vai trò rất quan trọng trong hoạt ñộng sống của cây trồng nhưng hàm lượng của chúng trong cây chứa tỷ lệ rất ít, từ 10-3 - 10-5% Một số nguyên tố vi lượng quan

trọng như molipden (Mo), Bo (B), kẽm (Zn), ựồng (Cu), mangan(Mn), niken (Ni), coban (Co), iot (I), fluor (F),Ầ [6]

2.2.3.10 Vi sinh vật ựất (VSVđ)

Sinh vật sống trong các lớp ựất, tham gia vào các chu trình chu chuyển vật chất gồm vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm tảo và ựộng vật nguyên sinh Số lượng

và khối lượng sinh vật ựất rất lớn, trong 1g ựất có hàng trăm triệu ựến hàng tỉ

cá thể và về khối lượng trong diện tắch 1 ha có ựến 5 - 7 tấn vi khuẩn, hàng trăm ựến hàng triệu nấm và xạ khuẩn Chúng có vai trò rất quan trọng ựối với

hệ sinh thái, tham gia vào quá trình nitrat hoá, phản nitrate hóa, khử Fe3+thành Fe2+ ở các ựầm lầy; cố ựịnh nitơ từ khi quyển cung cấp cho cây trồng (vi khuẩn cố ựịnh ựạm); phân giải các chất hữu cơ (vi khuẩn dị dưỡng),

Việc nghiên cứu các tắnh chất lý, hoá học cơ bản như trên ựã trình bày

là một yêu cầu tất yếu khi tiến hành nghiên cứu chất lượng ựất đối với các loại ựất ựặc thù như ựất phèn, mặn cần tiến hành nghiên cứu ựồng thời các yếu tố hạn chế năng suất cây trồng như H2S, Cl-, SO4-2, Na+, Al+3, Ầ[16]

Phương pháp ựánh giá ựộ phì của ựất thông qua các chỉ tiêu lý, hoá và sinh học ựất là phương pháp ựược sử dụng phổ biến nhất hiện nay đánh giá chất lượng ựất theo phương pháp này ựược tiến hành nhanh chóng, ựộ chắnh xác cao nhưng ựòi hỏi phải có trang thiết bị và trình ựộ chuyên môn

2.3 Tình hình nghiên cứu về chất lượng ựất nông nghiệp trên thế giới và tại Việt Nam

2.3.1 Tình hình nghiên cứu chất lượng ựất nông nghiệp trên thế giới

Ở Nga, nhà khoa học Lômônôxốp (1711 - 1765) ựã tiến hành nghiên cứu ựất checnozems Những kết quả nghiên cứu của ông ựược thể hiện ở trong công trình phân loại ựất checnozems ở Nga Trong ựó, ông ựã nêu ra học thuyết hình thành ựất checnozems, mô tả tắnh chất của chúng, những số liệu phân tắch ựặc ựiểm hình thái, quy luật phân bố và phương pháp nâng cao

ựộ phì nhiêu của chúng Theo ông, nghiên cứu ựất không chỉ xem xét từng

yếu tố, từng ñiều kiện riêng rẽ mà phải xét chúng trong mối liên quan của chúng với nhau Ngoài ra ông còn nêu ra các phương pháp nghiên cứu nguyên nhân làm cho khô hạn ở vùng ñất thảo nguyên và ñã ñưa ra các biện pháp cải thiện chế ñộ nước ở vùng này ñể nâng cao ñộ phì nhiêu ñất

N.M.Sibirxev ñã nghiên cứu phân loại, lập bản ñồ ñất, phương pháp nghiên cứu ñất, biện pháp ñấu tranh với khô hạn và ñánh giá ñất Sibirxev ñã nhấn mạnh sự hình thành ñất là kết quả biến ñổi của ñá do tác ñộng tổng hợp của các yếu tố sinh vật và vi sinh vật

P.A.Kosttrev (1985 - 1890) ñã xác ñịnh ñất là lớp thổ bì, trong ñó có một khối lớn rễ thực vật phát triển và nhấn mạnh mối liên quan chặt chẽ của

sự hình thành ñất với hoạt ñộng sống của thực vật Lần ñầu tiên ông ñã ñưa ra khái niệm về sự hình thành mùn liên quan ñến hoạt ñộng sống của vi sinh vật Những công trình của ông về tốc ñộ phân giải xác thực vật phụ thuộc vào nhiệt ñộ, ñộ ẩm, tính chất lý học của ñất và hợp chất cacbonat canxi có ý nghĩa rất quan trọng Và ông ñã chỉ ra vai trò to lớn của cấu trúc ñất bền trong nước ñối với ñộ phì nhiêu của ñất Ông ñã nêu lên sự liên hệ chặt chẽ giữa các biện pháp kỹ thuật nông nghiệp với những tính chất của ñất và nhấn mạnh sự cần thiết phải thay ñổi các biện pháp canh tác cho phù hợp với ñiều kiện khí hậu và ñất ñai của từng vùng

Những năm cuối thế kỷ XIX và ñầu thế kỷ XX, K.ð.Gơlinea (1867 - 1929) ñã tiến hành nhiều cuộc nghiên cứu thăm dò ñất ñai, nhất là nghiên cứu ñất vùng châu Á của Nga phục vụ cho việc di dân (1908 - 1915) Những kết quả nghiên cứu về phong hóa ñá, phát sinh học và phân loại ñất cho tới nay còn có giá trị lớn

V.R.Viliam (1863 - 1939) ñã nêu ra những quan ñiểm rất quan trọng về thực chất của quá trình hình thành ñất nói chung và ñặc ñiểm của từng quá trình hình thành ñất cụ thể nói riêng; vòng tuần hoàn ñịa chất và sinh học cụ thể ñược hình thành với ñộ phì nhiêu nhất ñịnh phụ thuộc vào ñặc ñiểm của

thực vật, vi sinh vật, ñộng vật, thời gian (tác ñộng của các yếu tố sinh vật vào

ñá mẹ) và ñiều kiện cụ thể của môi trường (khí hậu và ñịa hình) Những quan ñiểm của Viliam về quá trình hình thành ñất pôtzôn, ñất ñồng cỏ, ñất lầy có ý nghĩa rất lớn ñối với sự phát triển sau này của học thuyết phát sinh học thổ nhưỡng Ông ñã chỉ ra tính chất quan trọng nhất của ñất là ñộ phì nhiêu, ñã xem sự hình thành ñất là quá trình phát triển của ñộ phì nhiêu

Gêñrôits (1872 - 1932) ñã nêu ra ý nghĩa của keo ñất và khả năng hấp phụ trao ñổi cation ñối với sự phát triển những tính chất của ñất và dinh dưỡng khoáng của thực vật ðồng thời ông cũng nêu ra nhiều phương pháp nghiên cứu lý - hóa học ñất, ñề ra các biện pháp cải tạo ñất như bón vôi cho ñất chua, bón thạch cao cho ñất mặn,… Những công trình của ông ñược tiến hành trong giai ñoạn thổ nhưỡng ñang phát triển mạnh và là cơ sở cho những quan ñiểm lý - hóa học của quá trình hình thành ñất và biện pháp nâng cao ñộ phì nhiêu ñất

I.V.Tiurin (1892 - 1962) nghiên cứu về phát sinh học, ñịa lý thổ nhưỡng, hóa học ñất và nhiều phương pháp phân tích hóa học ñất Tiurin ñã

có cống hiến lớn lao về lĩnh vực chất hữu cơ, nhất là chất mùn của ñất Ông cho rằng chất mùn ñược hình thành là kết quả của quá trình sinh hóa hoạc phân giải và tổng hợp chất hữu cơ trong ñất; ñồng thời ông ñã nêu ra phương pháp nghiên cứu chúng (theo Nguyễn Hữu ðạt, 2005) [6]

Ngày nay các nhà khoa học ñất trên thế giới vẫn ñối diện với những thách thức mới nghiêm trọng và không ngừng tìm tòi nghiên cứu ñể giải quyết chúng ñó là suy thoái và ô nhiễm ñất

2.3.2 Tình hình nghiên cứu chất lượng ñất nông nghiệp ở Việt Nam

Một cánh tổng quát, có thể chia các kết quả nghiên cứu chất lượng ñất nông nghiệp ở nước ta theo các thời kỳ sau:

2.3.2.1 Thời kỳ trước Cách mạng tháng tám 1945

Sau khi chiếm ñược Việt Nam, thực dân Pháp ñã bắt ñầu tiến hành các

nghiên cứu về ựất và chất lượng ựất nhằm phục vụ công cuộc khai thác tài nguyên tại thuộc ựịa Trên toàn lãnh thổ đông Dương, Viện Nghiên cứu Nông

- Lâm nghiệp đông Dương (Institute of Research on Agriculture and Forestry

in Indochina) ựã thực hiện một số nghiên cứu tổng quát về ựất ở đông Dương, trong ựó tập trung vào các vùng ựất mới nhằm thiết lập ựược các ựồn ựiền trồng cây ngắn ngày và cây dài ngày

Ngoài ra, một số cơ quan khác của thực dân Pháp cũng thực hiện những cuộc khảo sát hoặc nghiên cứu về ựất, như Nha Canh nông và Thương mại đông Dương, Nha Canh nông Nam Kỳ, phòng Phân tắch Hóa học Nông nghiệp và Kỹ nghệ Sài Gòn,Ầ Năm 1986, nhóm khảo sát Pavie ựã tiến hành những cuộc khảo sát khu vực Trung Lào - Trung Bộ và đông Nam bộ Việt Nam Kết quả khảo sát này ựược công bố và ựược xem như tài liệu nghiên cứu ựất ựầu tiên của Việt Nam và cả đông Dương

Từ ựầu thế kỷ 20, nhiều công trình nghiên cứu khác do các nhà khoa học Pháp tiến hành là những nghiên cứu ựầu tiên về ựất ở nước ta (như J.Lan, F.Rroule, R.Dumont, M.Guillaume, P.Gourou,Y.Henry) Một số công trình nghiên cứu ựất tiêu biểu ở giai ựoạn này như Ộđất đông Dương Ộ(Le Sol) của E.M.Castagnol (1942), ỘVấn ựề và sử dụng ựất ở đông DươngỢ (1950) hay công trình nghiên cứu ựất ựỏ ở Nam Việt Nam ựã ựược Tkatchenko thực hiện nhằm phát triển các ựồn ựiền cao su (Trần An Phong, 2000) [20]

2.3.2.2 Thời kỳ từ tháng 8 năm 1945 ựến năm 1954

Trong giai ựoạn này, do ựất nước ta trải qua cuộc chiến tranh chống thực dân Pháp xâm lược nên không có công trình nghiên cứu về ựất và chất lượng ựất có giá trị nào ựược công bố

Trong giai ựoạn này các công trình nghiên cứu về ựất và chất lượng ựất

có ý nghĩa rất lớn ựối với việc quy hoạch và sử dụng ựất của cấp tỉnh, huyện

và các nông trường - trạm trại như: Fridland (1975) cùng cộng sự ựã khảo sát

và xây dựng sơ ựồ thổ nhưỡng miền Bắc Việt Nam (tỷ lệ 1/1.000.000) Năm

1963, ỘCác quá trình thổ nhưỡng ở miền Bắc Việt NamỢ cũng ựược Fridland

và cộng sự nghiên cứu Fridland và Lê Duy Thước (1963) ựã nghiên cứu phân vùng ựịa lý thổ nhưỡng miền Bắc Việt Nam Cao Liêm và cộng sự ựã lập Bản

ựồ ựất miền Bắc Việt Nam (tỷ lệ 1/500.000) thông qua tổng kết các kết quả ựiều tra từ cấp tỉnh, huyện và các nông trường - trạm trại Công trình nghiên cứu của Fridland và cộng sự (1973) về Ộđất vỏ phong hóa nhiệt ựới ẩm Việt NamỢ cũng ựã ựược công bố (Trần An Phong, 2000) [20]

b Các công trình nghiên cứu ở miền Nam

Trong giai ựoạn này các công trình nghiên cứu về ựất và chất lượng ựất

ở miền Nam dùng cho việc quy hoạch sử dụng ựất cũng ựược tiến hành như: Bản ựồ ựất tổng quát miền Nam (tỷ lệ 1/1.000.000) do Moorman lập năm

1961, ựây ựược xem là tài liệu ựầu tiên có tắnh chất tổng quát về nghiên cứu ựặc ựiểm thổ nhưỡng ở miền Nam nước ta Năm 1972, các bản ựồ ựất ở quy

mô tỉnh (tỷ lệ 1/100.000 và 1/200.000) cũng ựã ựược Sở địa học Sài Gòn ấn hành đồng thời, các công trình như Ộđất ựai miền châu thổ sông Cửu LongỢ,

Ộđất ựai miền đông Nam BộỢ,Ầ cũng ựược Thái Công Tụng và cộng sự thực hiện (Trần An Phong, 2000) [20]

2.3.2.4 Thời kỳ từ năm 1975 ựến nay

Trong giai ựoạn 1975 - 1995, các nghiên cứu ựánh giá chất lượng ựất cũng ựã bắt ựầu ựược thực hiện cùng với chương trình ựiều tra cơ bản các ựiêu kiện tự nhiên và tài nguyên thiên nhiên (Trần An Phong, 2000) [20]

Năm 1993, Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp ựã nghiên cứu ựánh giá ựất trên cả 9 vùng sinh thái của cả nước với bản ựồ tỷ lệ 1/250.000 Kết quả bước ựầu ựã xác ựịnh ựược tiềm năng ựất ựai của các vùng và khẳng

ựịnh việc vận dụng nội dung, phương pháp ựánh giá ựất của FAO theo tiêu chuẩn và ựiều kiện cụ thể của Việt Nam là phù hợp trong hoàn cảnh hiện nay (Nguyễn Hữu đạt) [9]

Viện Thổ nhưỡng - Nông hóa là viện nghiên cứu ựầu ngành về lĩnh vực ựất, phân bón và môi trường Trong gần 40 năm hoạt ựộng Viện ựã có nhiều công trình nghiên cứu về ựất như:

- điều tra về tài nguyên ựất, xây dựng phương pháp phân loại, lập bản ựồ ựất đã xây dựng ựược bản ựồ thổ nhưỡng miền Bắc Việt Nam, tỷ lệ 1/500.000; bản ựồ thổ nhưỡng toàn quốc tỷ lệ 1/1.000.000; bản ựồ ựất tỷ lệ 1/100.000 và 1/25.000 cho các tỉnh; bản ựồ chất lượng ựất thắch hợp cho cà phê, cao su,Ầ Nghiên cứu phân loại ựất theo FAO - UNESCO - WRB và USDA

- Nghiên cứu diễn biến ựộ phì nhiêu ựất, ựể ựề xuất các biện pháp khai hoang phục hóa, hạn chế xói mòn, cải tạo và sử dụng có hiệu quả ựất ựai

- Nghiên cứu tắnh chất lý, hóa, sinh học ựất (Hồ Quang đức, 2008) [11] Nhiều công trình nghiên cứu quan trọng về ựất và chất lượng ựất ựã có những ựóng góp ựáng kể vào ngành khoa học ựất như :

- đề tài cấp nhà nước KH 01-10 ỘNghiên cứu khắc phục yếu tố hạn chế, cải thiện ựộ phì nhiêu của ựất, nâng cao hiệu quả và tiết kiệm phân bón trên ựất canh tác cây lương thực - thực phẩmỢ

- đề tài KHCN 08.07 ỘXây dựng quy trình công nghệ cải tạo, sử dung

và bảo vệ ựất dốc cho sản xuất nông - lâm nghiệp bền vữngỢ

- Nghiên cứu phân loại ựất Việt Nam theo phương pháp ựịnh lượng của FAO-UNESCO

Như vậy, qua quá trình nghiên cứu về tài nguyên ựất và chất lượng ựất trên ta có thể nói rằng ngành khoa học ựất Việt Nam không ngừng phát triển

và ựạt ựược nhiều thành tựu to lớn, ựóng vai trò hết sức quan trọng cho quá trình phát triển ựất nước nói chung và ngành nông - lâm nghiệp nói riêng

2.4 Một số nghiên cứu về nhóm ñất mặn, phèn ở Việt Nam và vùng ðồng bằng sông Cửu Long

2.4.1 Quá trình hình thành ñất mặn, phèn ở Việt Nam

2.4.1.1 Quá trình hình thành ñất mặn (quá trình mặn hóa)

a Quá trình hình thành ñất mặn ven biển

ðất mặn ven biển là những ñất hình thành trên các trầm tích trẻ có nguồn gốc biển hoặc sông - biển và trong vòng ñộ sâu 0 - 100 cm còn bị ảnh hưởng của nước mặn và có phụ tầng chứa phèn

Như vậy, thành phần và tuổi của mẫu ñất, vị trí ñịa lý, ñiều kiện ñịa hình và khả năng xâm nhập của nước mặn từ biển là những yếu tố tham gia quá trình hình thành ñất mặn Song ñể xác ñịnh ñất mặn biển thì thành phần

và tuổi mẫu chất và ñộ mặn trong ñất vẫn là những chỉ tiêu không thể thiếu; trong ñó:

- Thành phần và tuổi mẫu chất xác ñịnh bằng chỉ tiêu hình thái kết hợp với phân tích hàm lượng mùn và phân bố các hạt trong ñất

- ðộ mặn trong ñất ñược xác ñịnh bằng ñộ dẫn ñiện, nồng ñộ muối hoặc ñộ chua của ñất ở thời ñiểm có mặn cao nhất trong năm, kết hợp với biểu hiện hình thái cột ñất và một số biểu hiện của môi trường cảnh quan, Theo quy ñịnh, ñất ñược xếp vào nhóm ñất mặn ven biển khi ít nhất ở một phụ tầng trong vòng 100 cm có ñộ dẫn ñiện của chiết xuất bão hòa ở 250C > 4 dS/m

b Quá trình hình thành ñất mặn nội ñịa

Mặn hóa bề mặt ñất là sự tích tụ các cation kiềm hoặc kiềm thổ lên bề mặt hoặc gần bề mặt ñất, gây ra do sự di chuyển của các cation kiềm từ các tầng ñất sâu hơn lên phía trên

ðối với các ñất phân bố trong ñiều kiện khí hậu khô hạn, sự thiếu ẩm gay gắt bề mặt ñất làm cho quá trình bốc thoát hơi nước xảy ra mạnh mẽ Kèm theo quá trình bốc thoát hơi nước là sự di chuyển của các cation kiềm từ các lớp ñất dưới sâu lên và tích tụ lên bề mặt ñất hoặc gần lớp ñất mặt

Quá trình di chuyển ngược của các cation kiềm như trên tạo cho đất ở vùng bán khơ hạn cĩ những đặc điểm khác biệt so với các đất hình thành trong điều kiện nhiệt đới ẩm Thay vì các cation kiềm trao đổi và bão hịa bazơ thấp đến rất thấp trong các vùng đất nhiệt đới ẩm thì ở vùng bán khơ hạn, các cation kiềm chiếm ưu thế trong dung dịch đất và trong phức hệ trao đổi làm cho bão hịa bazơ khá cao ðây là những yếu tố rất quan trọng trong việc duy trì mơi trường trung tính của đất, ngồi ra, cịn cĩ ý nghĩa trong việc tồn trữ và cung cấp một số nguyên tố trung và đa lượng vốn rất khan hiếm đối với đất ẩm nhiệt đới như canxi, magê và kali cho cây trồng Tuy nhiên, trong đất vùng bán khơ hạn, các quá trình phá hủy vật chất, nhất là quá trình khống hĩa hợp chất hữu cơ thường xảy ra mạnh mẽ hơn so với các đất vùng nhiệt đới ẩm là cho đất vùng bán khơ hạn thường bị thiếu hụt các hợp chất mùn

Quá trình kiềm hĩa cịn tạo ra một loại hình rất đặc biệt là đất mặn kiềm; đất cĩ pH > 9 vì cĩ chứa muối Na2CO3 và NaHCO3 với tỷ lệ cao

2.4.1.2 Quá trình hình thành đất phèn (quá trình phèn hĩa)

ðất phèn được hình thành do sản phẩm bồi tụ phù sa với vật liệu sinh phèn phát triển mạnh ở mơi trường đầm mặn, khĩ thốt nước Ở ðồng bằng sơng Cửu Long, nơi cĩ bề mặt đầm mặn rộng, phèn tiềm tàng phát sinh rất nhiều, nơi cĩ bề mặt hẹp thì phèn tiềm tàng mất dần và trở thành khơng phèn

Xác động, thực vật, đặc biệt là thảm thực vật rừng ngập mặn phổ biến

là họ Rhizophara và Avicenia chứa nhiều S, trong điều kiện yếm khí thường được tích lũy lại dưới dạng H2S, khi gặp Fe chuyển sang dạng FeS2, FeS2 gặp điều kiện oxy hĩa chuyển thành sunfat sắt và axit sunfuric Phản ứng này luơn tạo ra H2SO4 làm cho đất chua và chính H2SO4 lại tác động với khống sét tạo thành alumin sunfat là muối phèn

ðất phèn được xác định bởi sự cĩ mặt trong phẫu diện đất 2 loại tầng chuẩn đốn chính là tầng sinh phèn (sulfidic horizon) và tầng phèn (sulfiric

horizon) đất chỉ có tầng sinh phèn gọi là ựất phèn tiềm tàng, ựất có tầng phèn (ựôi khi có cả tầng sinh phèn) gọi là ựất phèn hoạt ựộng

Tầng sinh phèn (sulfidic horizon) là tầng tắch lũy vật liệu chứa phèn (sulfidic materials) là tầng sét hoặc hữu cơ ngập nước, thường ở trạng thái yến khắ có chứa SO3 trên 1,7%; khi oxy hóa pH ựo ựược có trị số nhỏ hơn hoặc bằng 3,5 Sự chênh lệch pH hình thành khi oxy hóa tầng sinh phèn thường ựạt 2,5 ựơn vị pHKCl Tầng sinh phèn ựặc trưng cho ựất phèn tiềm tàng

Tầng phèn (sulfiric horizon) là một dạng tầng B, xuất hiện trong quá trình hình thành và phát triển của ựất phèn Từ ựất phèn tiềm tàng, nếu gặp ựiều kiện háo khắ, các pyrite sẽ chuyển thành Jarosite - KFe3(SO4)2(OH)6 dưới dạng ựốm, vệt vàng rơm cơ pH thường dưới 3,5 Tầng Jarosite phèn thường vẫn ựược gọi là tầng phèn và tầng phèn là tầng chỉ thị cho ựất phèn hoạt ựộng

2.4.2 đất mặn, phèn ở vùng đồng bằng sông Cửu Long

2.4.2.1 Nhóm ựất mặn

đồng bằng sông Cửu Long là vùng tập trung nhiều ựất mặn nhất trong

7 vùng kinh tế nông nghiệp của cả nước, với diện tắch 674,5 nghìn ha, chiếm gần 70% diện tắch ựất mặn toàn quốc và 16,62% diện tắch tự nhiên toàn vùng Phân bố song song với bờ biển, kéo dài từ phắa biển đông (sâu vào khoảng 30 km) sang vịnh Thái Lan Theo ranh giới hành chắnh, ựất mặn của vùng tập trung ở các tỉnh Bạc Liêu (96,7 nghìn ha); Bến Tre (56,5 nghìn ha); Cà Mau (195,5 nghìn ha); Kiên Giang (53,2 nghìn ha); Sóc Trăng (160,3 nghìn ha); Trà Vinh (70,7 nghìn ha); Tiền Giang (31,2 nghìn ha),Ầ

a đặc ựiểm

Hầu hết các loại ựất mặn vùng đồng bằng sông Cửu Long là ựất bị nhiễm mặn từ nước biển (mặn tràn) và nước mặn mạch (mặn ngầm) đất có thể ựược rửa mặn trong mùa mưa ựể trồng trọt, nếu ựược cải tạo triệt ựể bằng biện pháp thủy lợi (ngăn mặn, tưới nước ngọt,Ầ) thì ựất mặn có thể sử dụng cho sản xuất nông nghiệp quanh năm như các loại ựất phù sa sông Theo phân

loại ñất của Việt Nam hiện nay và hệ thống phân loại ñất của Mỹ, của FAO - UNESCO, các loại ñất mặn trong nhóm ñất này không bao gồm ñất có tầng chứa vật liệu sinh phèn hay tầng phèn, chỉ còn yếu tố mặn là yếu tố hạn chế chính Căn cứ vào mức ñộ nhiễm mặn, ñất mặn ở ðồng bằng sông Cửu Long ñược phân ra 3 loại ñất sau: ñất mặn sú vẹt ñược (Mm) với diện tích là 37,9 nghìn ha; ñất mặn nặng (Mn) với diện tích 98,6 nghìn ha; ñất mặn ít và trung bình (M) với diện tích là 538,0 nghìn ha

b Tính chất

ðất mặn ở vùng ðồng bằng sông Cửu Long chủ yếu là do NaCl; trong các loại ñất mặn thì ñất mặn sú vẹt ñước thường xuyên ngập triều nên có ñộ mặn bão hòa (Na+: 7 - 8 lñl/100g ñất) Các loại ñất mặn khác thường có ñộ mặn thay ñổi theo mùa Trong mùa mưa, muối ñược hòa tan và rửa mặn nên hàm lượng muối giảm nhiều, ñất mặn nặng cũng có thể cấy ñược lúa (Cl-: 0,08 - 0,15% và EC: 2 - 3 ms/cm), còn ñất mặn ít hầu như không mặn Về mùa khô, ñất mặn nặng ở tầng mặt, hàm lượng Cl- lên tới 0,5 - 0,7%, EC từ 10

ðất thường có thành phần cơ giới nặng, hàm lượng sét 50 - 60%, có khi còn cao hơn (như một số trường hợp ñất mặn của các tỉnh Tiền Giang, Long An,…) Ở tỉnh Bến Tre các tầng sâu của phẫu diện, tỷ lệ sét chỉ là 35 - 48%

c Hướng sử dụng

Trong các loại ñất mặn, ñất mặn sú vẹt ñước là loại cần ñược bảo vệ nghiêm ngặt bởi hệ sinh thái rừng ngập mặn là lá chắn bảo vệ cho sản xuất bền vững trong nội ñồng ðất mặn nặng thường có ñịa hình thấp (ñộ cao phổ biến 0,5 - 0,8 m), xa nguồn nước ngọt nên vào mùa khô, nước ngầm mặn theo mao quản “leo” lên, gây mặn cho lớp ñất mặt Vì vậy, ñất mặn nặng có thể ưu tiên cho nuôi trồng thủy sản Riêng ñất mặn trung bình và ít chiếm gần 80% diện tích ñất mặn toàn vùng, phân bố ở ñịa hình cao từ 0,8 - 1,2 m xa biển và sông rạch, về mùa mưa dễ dàng thoát nước, dễ thau chua, rửa mặn nên cần ưu tiên sử dụng vào sản xuất nông nghiệp

2.4.2.2 Nhóm ñất phèn

Giống như nhóm ñất mặn, nhóm ñất phèn cũng có nhiều nhất ở vùng ðồng bằng sông Cửu Long Toàn vùng ðồng bằng sông Cửu Long có 1.541,2 nghìn ha ñất phèn, chiếm 38% diện tích tự nhiên của vùng và chiếm hơn 83% diện tích nhóm ñất phèn của cả nước Trong vùng ðồng bằng sông Cửu Long, diện tích nhóm ñất phèn phân bố tại các tỉnh, thành phố như sau: tỉnh An Giang có 99,3 nghìn ha; tỉnh Bạc Liêu có 115,4 nghìn ha; tỉnh Bền Tre có 15,6 nghìn ha; tỉnh Cà Mau có 259,3 nghìn ha; tỉnh Hậu Giang và thành phố Cần Thơ có 87,5 nghìn ha; tỉnh ðồng Tháp có 124,6 nghìn ha; tỉnh Kiên Giang có 398,3 nghìn ha; tỉnh Long An có 219,2 nghìn ha; tỉnh Sóc Trăng có 73,8 nghìn ha; tỉnh Tiền Giang có 31,7 nghìn ha; tỉnh Trà Vinh có 47,3 nghìn

ha và tỉnh Vĩnh Long có 69,2 nghìn ha

a ðặc ñiểm

ðất ñược hình thành từ các trầm tích ñầm lầy lợ và trầm tích sông - biển hỗn hợp có chứa vật liệu sinh phèn Trong ñiều kiện yếm khí, ñất phèn ở dạng tiềm tàng, phẫu diện chỉ có tầng pyrite (tầng sinh phèn) Khi có ñiều kiện thoát nước, tạo ra môi trường thoáng khí, các tầng ñất bên dưới có chứa pyrite (FeS2) bị oxy hóa chuyển thành tầng jarosite (tầng phèn), quá trình này

ñã sinh ra acid sulphuric (H2SO4) làm ñất chua (pHKCL < 3,5), ñồng thời giải