Cải Tạo Đất Mặn

Hiện nay trên thế giới cũng như Việt Nam đang đứng trước hiện tượng ô nhiễm môi trường sinh thái đất, nước, không khí nghiêm trọng mà nguyên nhân là do các hoạt động của con người trong nhiều thập kỷ gần đây đã làm tăng đáng kể những tác nhân gây 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 đổi bất lợi và không thể đảo ngược của môi trường tự nhiên. Hiện tượng băng tan và mực nước biển dâng cao do sự nóng lên của toàn cầu đã làm gia tăng quá trình xâm nhập mặn 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 tích đất 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 của đất mặn từ đó có biện pháp tốt nhất MỤC LỤC MỞ ĐẦU4 NỘI DUNG5 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 thái9 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 vật10 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 muối20 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 thuật24 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 trí28 5.2.3. Phương pháp gieo trồng. 28 5.2.4. Các phương pháp tưới28 Chương 6. Xâm nhập mặn do biến đổi khí hậu gây ra. 30 Tài liệu tham khảo. 35

docx36 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 09/01/2013 | Lượt xem: 5137 | Lượt tải: 30download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Cải Tạo Đất Mặn, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
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 tìm kiếm 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 chỉ dạy, giúp đỡ em học tốt môn học Xử Lý Ô Nhiễm Và Thoái Hoá Môi Trường Đất trong suốt học kỳ vừa qua Em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến tất cả các thầy cô trong Viện Môi Trường đã hết 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 trường Đại học Công Nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh đã giúp đỡ em tìm thêm thông tin tài liệu 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 môi trường sinh thái đất, nước, không khí nghiêm trọng mà nguyên nhân là do các hoạt động của con người trong nhiều thập kỷ gần đây đã làm tăng đáng kể những tác nhân gây 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 đổi bất lợi và không thể đảo ngược của môi trường tự nhiên. Hiện tượng băng tan và mực nước biển dâng cao do sự nóng lên của toàn cầu đã làm gia tăng quá trình xâm nhập mặn 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 tích đất 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 của đất mặn từ đó có biện pháp tốt nhất. NỘI DUNG Chương 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 nguyên thủy 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 môi trường đất, nước khi các môi trường thành phần này từ chỗ chưa bị mặn trở thành mặn. Chương 2 . Cơ sở lý thuyết đất mặn 2.1. Các quá trình mặn hóa Đất mặn là do kết hợp của nhiều yếu tố: đất chứa muối, địa hình trũng không thoát nước, mực nước ngầm mặn nông, khí hậu khô hạn và sinh vật ưa muối. Trong tất cả các yếu tố trên, nước ngầm mặn thường là nguyên nhân trực tiếp làm cho đất bị 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 những anion: 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 Loại đất  Độ dẫn điện, mmhos/cm, 250C (của phần trích bão hòa)  % Na dung lượng trao đổi các bazo   Đất mặn (pH> 5,5; [Cl]=0,05 – 0,25%  >4  <15   Đất mặn kiềm  >4  >15   Đất không mặn kiềm  <4  <15   2.1.2.Nguyên nhân gây mặn: Dựa vào nguồn gốc, đặc điểm tích lũy muối, người ta chia quá trình mặn hóa này thành 3 loại: *Ảnh hưởng của nước biển: Xảy ra ở miền nhiệt đới do ảnh hưởng trực tiếp của biển.Nước biển xâm nhập vào nội đồng theo con sông ngoài khi thủy triều lên cao,qua các trận mưa bão vỡ đê biển hoặc vào mùa khô khi nước ngọt ở các con sông chảy ra biển có lưu lượng thấp,nước ngọt không đủ lực để đẩy nước mặt khi thủy triều mạnh.Nước mặn cũng theo các mao mạch ,đường nứt trong đất,đi qua các con đê biển thấm sâu vào nội đồng.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 trình mặn hóa là do ảnh hưởng của nước biển, do đó thành phần các loại muối tan ở đất mặn Việt 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 trong đất,chỉ những muối dễ tan như:NaCl, MgCl2, Na2SO4,…mới bị hòa tan, rửa trôi nhưng cũng không được vận chuyển đi xa,mà tích đọng ở những địa hình trũng không thoát nước dưới dạng nước ngầm.Do hanh khô và mực nước ngầm nông,muối được di chuyển 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 rất thấp(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. Quá trình 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 bị mặn hóa.Giữa độ sâu và độ mặn của nước ngầm và độ mặn của đất có tương quan chặt chẽ.Để xác định mối tương quan này Pôlưnôp (1966) đã đưa ra khái niệm “độ sâu lâm giới” hay “độ sâu tới hạn” của nước ngầm.Đó là độ sâu mà từ đó nước ngầm mặn có thể leo lên theo mao quản,làm mặn lớp đất mặt.Độ sâu tới hạn phụ thuộc vào độ khô hạn,vào thành phần cơ giới,độ chặt và độ xốp của đất. 2.2. Phân loại độ mặn và đất mặn Để đánh giá độ mặn, những phương pháp thường dùng là: * Phương pháp hóa học: Xác định tổng số muối tan hoặc hàm lượng các muối thành phần bằng những phương pháp hóa học. Căn cứ vào hàm lượng tổng số muối tan ở Việt Nam các nhà khoa học đất đã đưa ra thang đánh giá như sau: Cấp độ mặn  Tổng số muối tan (%)  Hàm lượng Cl- (%)   Đất mặn nhiều  >1  >0,25   Đất mặn trung bình  0,5 – 1,0  0,15 – 0,25   Đất ít mặn  0,25 – 0,5  0,05 – 0,15   Đất rất ít mặn và không mặn  <0,25  <0,05   * 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 thẩm thấu của dung dịch đất. Thường EC được đo ở điều kiện chẩn, khi cho đất bão hòa nước tới giới hạn dính và ở 250C Tương quan giữa EC và lượng muối tan như sau: EC (millihos/cm)  Tổng số muối tan (ppm)   4  3.000   8  5.000   >15  10.000   Phân loại đất mặn: Căn cứ vào quá trình phát sinh, tính chất vật lý, tính chất hóa học, tính chất sinh vật học người ta chia đất mặn ra 3 loại chính: Đất Solonchat (Solonchak) hay đất kiềm trắng, hình thành do quá trình trầm tích mặn, có hàm lượng muối cao (1-1,5%) có khi thành lớp trắng xóa trên mặt đất 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 tính hoặc 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 là trong trường hợp đất mặn giàu sôđa (Na2SO3). Đất có phản ứng kiềm và rất kiềm (pH = 8 – 12) Đất Solot (Solod): được hình thành do sự gột rửa đất Solonet một cách mãnh liệt. Trong quá trình này Na+ trên keo đất được thay bởi H+. Đất có phản ứng chua. 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 bằng các thuật ngữ trong phản ứng sau: Sét – Ca + 2Na → Sét – Na2 + Ca2+ Sét – Mg + 2Na → Sét – Na2 + Mg2+ Nếu Ca2+ và Mg2+ được giải phóng và kết tủa ở dạng muối không hòa tan thì phương trình trên nghiêng về bên phải và trong từng trường hợp, phản ứng này gần như diễn ra hòan toàn. Kết quả nghiên cứu của Kelley Lumins (1921) cho thấy, nếu môi 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 ra nếu cho Na2CO3 hấp thụ vào đất. Khi có Na2CO3 thì lương Na+ hấp thu vào đất lại cao hơn so với NaCl và NaNO3. Các muối của Ca2+ và Mg2+ có gốc chloride hay nitrate dễ hòa 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 trong đất. Bảng 4.1: ảnh hưởng của các loại muối Na khác nhau lên đất Yolo (Kelley và Cumins, 1921) Thêm 10 m.e với các muối  Các bazo trong dung dịch (m.e)  Na+ được hấp thụ (m.e)    Ca2+  Mg2+  Na+    NaCl NaNO3 Na2CO3  2.2 2.2 0.3  1.0 1.0 0.2  7.6 7.1 5.0  2.4 2.9 5.0   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 trao đổi bazo cũng diễn ra khác hẳn. Bảng 4.2: ảnh hưởng của tỷ lệ giữa Na:Ca (Kelley, Brown và Liebig, 1940) Dung dịch được sử dụng  Tỷ lệ Na:Ca  Dung dịch đất phản ứng  Hấp thụ Na+(m.e/lit)   NaCl  CaCl2   Ca2+  Mg2+  Na+    10.4  0  1:1  2.22  1.13  7.74  2.66   10.4  10.4   9.3  2.98  9.40  1.30   20.8  0  2:1  3.63  1.70  15.40  5.40   20.8  10.4   10.70  3.40  18.30  2.50   3.1.3. Ảnh hưởng của muối Na lên CaCO3 Các phản ứng hóa học, ngoại trừ trao đổi bazo, cũng diễn ra do kết quả của quá trình tích tụ các muối hòa tan trong đất mặn. Các phản ứng giữa các muối của Na và CaCO3 quan trọng hơn. CaCO3 hòa tan trong muối trung tính nhiều hơn là trong nước cất do ảnh hưởng của một phần áp lực của CO2. CO2 có mặt trong không khí. Rễ thực vật và vi sinh vật đất thải CO2 trong quá trình sống và độ ẩm đất luôn chứa CO2 hòa tan. Dung dịch đất của các ion Ca2+, CO32- và HCO3-, thêm vào đó ion Na+ và các anion của những muối Na trung tính. Camionetal (1901) và Breazeable (1917) qua nghiên 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 ra nhờ 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) chứng minh rằng, thêm một lượng 0,2% NaCl hay Na2SO4 làm giảm quá trình amon hóa của mao mạch trong đất cát ở Anheim, California. Nếu hơn 10% các muối này được amon hóa thì hầu hết đều bị ức chế. Mặt khác, sự thêm vào của Na2CO3 đã thúc đẩy quá trình amon hóa lên đến nồng độ 0,1%. Greaves (1916) cũng đưa ra kết quả tương tự với một loại 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 Nitrat hóa, nhưng Na2CO3 thì có tính độc cao hơn đối với đất ngay cả với nồng độ thấp 0,05%. Lipmen và Sharp (1912) tìm ra NaCl ở nồng độ dưới 0,5%, gây ảnh hưởng đến quá trình cố định đạm của các vi khuẩn có nốt sần, còn Na2SO4 thì thể hiện tính độc ở nồng 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, ở nồng 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 lên hoạt động vi sinh vật trong đất và trong mối liên quan với áp lực thẩm thấu của dung dịch. Các muối ban đầu trong đất mặn ở nồng độ thấp không độc, thật sự thì quá trình amon 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 quá trình 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 qua quan sát thấy sống được trên đất mặn lẫn đất không mặn. Một số loài có khả năng chống chịu các điều kiện tự nhiên mặn rất cao nhưng cũng có một số loài như Atroplex phát triển tốt hơn trên đất trung bình. Theo Hilgand (1970) loài Sanrptires, Saltwort và Greasewood chỉ phát triển trong điều kiện có nồng độ muối cao. Tuy nhiên, đối với lại cây Greasewood thì Hilgand đã bị nhầm, ở chừng mực nào đó, có thể nói rằng, loại Atroplex có thể chống chịu với nồng độ muối cao. Đa số thực vật lại không chịu với đất 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 thực vật mặn đó là khí hậu và điều kiện đất. Ở California, loài chịu mặn tốt được tìm thấy rất nhiều trên loại đất mặt đen của thung lũng Joaquin, nơi mà nhiệt độ đôi khi quá thấp so với độ đóng băng , vào mùa hè lại nóng. Tuy nhiên, cây gỗ dầu thì dường như không có mặt tại thung lũng này. Mặt khác, gỗ dầu rất nhiều và phát triển mãnh liệt trên đất mặn đen ở phía Tây Great Basin của vùng Sierra Mountain. Ở đó, có độ cao khoảng 2000 – 3000m và thời tiết hầu như là mùa đông quanh năm, nhiệt độ thấp hơn nhiệt 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 đất không mặn hơn là trên đất mặn và ngược lại trong mùa hè. Thực tế, thực vật trên đất không mặn mất sinh khối vào lúc thời tiết nóng trong khi thực vật trên đất mặn tiếp tục gia 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 tan giảm 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 khi thay đổi mùa sẽ ảnh hưởng lên sự phản ứng của nó với NaCl. Khi tăng trưởng xảy ra vào 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 dưới tác động của muối. Nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu cẩn thận về sự phân bố giống loài trong mối tương quan với khí hậu và điều kiện mặn của đất. Theo Hilgard, phần lớn thực vật chịu mặn tự nhiên phát triển và chống chịu hạn một cách mãnh liệt, nhằm kìm hãm sự vận chuyển và sự giải phóng nước ra khỏi cơ thể thực vật. Vấn đề này được chú ý khi chúng ta đến những vùng mà sinh lý, sinh thái thực vật chịu sự điều khiển 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 thẩm thấu của nó. Nhiều nhà khoa học cho rằng, sinh trưởng của thực vật trên đất mặn có thể gặp khó khăn trong việc thỏa mãn nhu cầu về nước của chúng. Hilgard chứng minh rằng: tính chống hạn của sinh vật bản địa đối với đất mặn. Ông cho rằng: sự hấp thụ nước bởi thực vật bị kìm hãm ở nồng độ 0,5% muối hòa tan và ở nồng độ 0,3% muối hòa 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 nổ lực điều tra về sự tương quan của nước, đất, dưới ảnh hưởng của muối hòa tan. Sau một thời gian họ cho rằng các ảnh hưởng thẩm thấu chủ yếu có khả năng phản ứng đối với 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 nông nghiệp, mà ở đó có nhiều loại muối. So sánh nồng độ thẩm thấu của muối được sử dụng theo từng cách khác nhau, các số liệu về tốc độ tăng trưởng được điều tra trong nhiều trường hợp, áp suất thẩm thấu của cây có tương quan gần với áp suất thẩm thấu của dung dịch được sử dụng, hay trong trường hợp đất, có cùng áp suất thẩm thấu với dung dịch đất. NaCl và Na2SO4 cho cùng kết quả, ngoại trừ có sự pha loãng tuyệt đối thì hoạt động 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 SO42- Kết quả quan trọng của các nghiên cứu này nói lên: áp suất thẩm thấu của thực vật 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. Điều này cho thấy vị trí của Cl- trong đất mặn và trong nước tưới. Cl- tích lũy trong nhiều loại thực vật khác nhau, trên nhiều vùng khác nhau. Giống Cam, Quýt và cây Mooc rất nhạy 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 bị bạc 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 khô dần 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 ra rằng, lá cây Cam, Quýt và cây Mooc bị cháy khi Cl- tích tụ ở nồng độ quá mức bình thường (0,05%). Sự phát triển của thực vật trên đất mặn chứa NaCl. Mỗi ngày thường gây ra bệnh ở cây mà không có triệu chứng rõ rang và làm cho tốc độ phát triển của cây không bình thường. Thực tế Eaton (1935b, 1942) cho rằng nồng độ cực tiểu của Cl- có thể kìm hãm sự phát triển. Nhưng Chapman và Liebig (1940), quan sát thấy tốc độ phát triển của cây Cam non ở vùng cây nông nghiệp đất cát không bị kìm hãm bởi việc thêm 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 và lúa 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 phần nhỏ NaCl. Các quan sát này có sự tương đồng với thực tề là NaCl xâm nhập lâu vào đất 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 của Cation 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 so với 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 nhập MgCl2 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 thấu của CaCl2, NaCl và MgCl2 tác động lên sự phát triển của cây Đậu trong dung dịch đất trồng. Họ kết luận rằng: ảnh hưởng của NaCl và CaCl2 tương tự nhau. Cả hai đều làm giảm tốc độ phát triển khi gia tăng nồng độ thẩm thấu; MgCl2 làm giảm sự phát triển một 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 thấu của Sulfat và Chloride lên sự phát triển và tồn tại của thực vật họ Đậu trong dung dịch đất trồng và phát hiện ra một số triệu chứng ở những vùng đất trồng khác nhau. Trọng lượng 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 tạo nhiều độc tố hơn MgCl2. Mặt khác Hayward và Spurr (1944) cho rằng: có mối tương quan giữa nồng độ thẩm thấu cao của Na2SO4 và độc tính cao so với NaCl. Gauch và Wadleigh (1944) cũng có cùng một kết quả thí nghiệm với sự phát triển của cây cao su trong đất cát. Mặt khác, Magistad (1943) kết luận rằng: ở nồng độ thẩm thấu thì Cl- sẽ độc hơn 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-, nhưng với những loại thực vật khác thì triệu chứng có thể khác nhau. Chẳng hạn, Hass và Thomas (1928) chỉ ra rằng: SO42- gây nên chứng vàng ở lá chanh, tương tự như sự thâm 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 lớn HCO3-. Khi sử dụng đồng vị cacbon ở dạng KHCO3, Overstreet (1940) phát hiện ra chỉ một ít lượng HCO3- bị hấp thụ bởi rễ cây lúa mạch. Từ những kết quả thực tế cho thấy 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 thực vật. Nhiều loại thực vật có khả năng hấp thu một lượng Na+ lớn mà không gây ra triệu chứng bệnh lý. Hơn nữa, Na+ có thể thay thế cho K+ khi sự phát triển của cây trong điều kiện bình thường. Trường hợp đồng thời xuất hiện các cation thì khó xác định ảnh 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 của các cation trong đất làm cho khả năng hấp thu của thực vật cũng thay đổi. Một số thí nghiệm của Overstreet xác định được ảnh hưởng của Na+ hòa tan tác động lên sự hấp thu Ca2+, Mg2+ và K+ của rễ cây lúa mạch. Với nồng độ thẩm thấu, Wadleigh phát hiện rằng thực vật hấp thụ nhiều Na+ từ NaHCO3 hơn từ NaCl, Na2SO4, khi NaHCO3 là một muối kiềm thì sẽ dễ dàng xác định ảnh 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 cho thấy rằng, sự thấm lọc của các muối hào tan ở các điểm thí nghiệm đất vẫn có tính độc cao 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 hơn 50% 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 Lúa Mạch. Trong một thí nghiệm tương tự đối với sự phát triển của thực vật họ Lúa Mạch khi cho nhiều Na+ vào đất, rễ cây sẽ dẹt một cách không bình thường và dài không quá 2,54 cm. Có sự xuất hiện của những rễ bị ngộ độc nặng, khi Na+ duy trì trong đất sẽ làm 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 là bình thường. Chúng phát triển hệ thống rễ con một cách rộng rãi, khi loại đất này không chứa CaCO3 và các yếu tố cùng biến đổi H2O, CaCO3 hòa tan bị tác động bởi tiến trình ẩm hóa Na+ thì Ca2+ có sẵn bị giới hạn. Hơn nữa, Na+ đất có khả năng chuyển hóa 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 ướt chứa 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 là dung dịch đất trồng mà không bổ sung chất cho nó, cây Lúa Mạch nảy mầm và cây non lớn lên sau 18 ngày. Thực vật tạo sự phát triển bình thường và chúng phát triển rộng bộ rễ con. Nguyên tố đọc tồn tại ở pha cứng của đất. Đến đây, chúng ta biết được rằng độc tính là do Na+ trao đổi vật chất trong đất. Cách thức để hiểu và giải thích về độc 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 toàn cần 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 họ Lúa 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 cây Yến Mạch và cây Mù Tạt. Ông nhấn mạnh về tầm quan trọng của Ca2+ đối với dinh dưỡng 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 nảy mầm do trong đất có hơn 70% Na+. Khi kết quả phát triển bình thường của cây thì tỷ lệ trao đổi Ca2+ so với Na+ lớn hơn 30:70. Thorne (1944) nhấn mạnh rằng: cây Cà Chua giảm khả năng trao đổi Na+ quá 40%, trong thí nghiệm của ông; Na+ chứa trong cơ thể thực vật gia tăng và Ca2+ giảm xuống khi khả năng trao đổi chất của Na+ tăng lên. Kết quả của Ratner và Thore chỉ ra rằng: sự phát triển bình thường của mùa vụ sẽ không diễn ra trừ khi đất có khả năng trao đổi từ 30-40% lượng Na+ ẩm. Đây là điểm mấu chốt 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 tính cao. Cây lúa mạch có thể hấp thụ Mg2+ bằng việc trao đổi với Ca2+ có trong hạt và cũng trao đổi ion trong rễ. Khi cây không có khả năng hấp thụ Ca2+ từ đất, thì tỷ số giữa 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 năng trao đổi cao và gây độc mạnh cho thực vật. Gerdoiz (1931) cho rằng: cây yến Mạch và cây 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 ra việc gia tăng từng phần CaCO3 sẽ khắc phục được độc tính của Mg2+ có trong đất và Vlamis 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 và độc 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 này cũn 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 sự phát triển của cây trồng. Nếu có sự thay đổi của các Cation bởi ion K+, NH4+, H+ thì phần trăm Na+ hay Mg2+ sẽ không còn quan trọng và Ca2+ sẽ là nhân tố giảm độc. Mặt khác, nếu Ca2+ là cation thay thế thì Ca2+ trong dung dịch cũng gia tăng, thực tế này có tầm 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 hơn nhiều so với nồng độ tác động của Cl- và SO42-. Kelley và Brown (1928) chứng minh rằng: giống cam, Quýt và cây Mooc chỉ chịu 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 một phần 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 của mùa thu; còn ở cây chanh những lá này xuất hiện ở những giai đoạn đầu của mùa xuân. Nồng độ của Boron ảnh hưởng mạnh đến lá của cây này. Ngoài ra, Boron có khuynh 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 ăn quả là những cây nhạy cảm nhất với Boron. Nhiều loại thực vật đã bị thương vong khi trong dung dịch dinh dưỡng không chứa quá 1- 5ppm Boron. Trong khi cây Củ Cải Đường và cây Mía bị tác động khi Boron vượt quá 25ppm. Cỏ Linh Lăng và các thực vật khác có thể chịu được nồng độ Boron từ 10 – 15ppm. Khi so sánh những con số này 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. Thực vật 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 có hai 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 cấu trúc đất tất cả đều ảnh hưởng đến lượng muối có sẵn. Magistad (1943) đã chứng minh rằng: khi thực vật phát triển trên miền khí hậu ẩm lạnh thì sự chống chịu muối cao hơn. So với thực vật phát triển trên vùng ấm và khô, nhiều loại thực vật khác lại chịu tác động ít về khí hậu. Magistad và Chgistainsen (1944) đưa ra danh sách các thực vật có liên quan đến khả năng chống chịu các muối thông thường. Điều này được phân loại một cách rõ ràng. 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 có khả năng chịu đựng được nồng độ muối vượt quá 25ppm, cỏ Linh Lăng và các thực vật khác chỉ có thể chịu đựng được nồng độ từ 10 – 15ppm Boron. Na2CO3 và NaHCO3 là muối độc nhất trong đất kiềm, kết tiếp là NaCl và Na2SO4. Những loại muối này có ảnh hưởng lên sinh khối của thực vật, hơn nữa nồng độ thẩm thấu của NaCl, Na2SO4, CaCl2 cũng gây độc đối với thực vật nếu lượng Ca2+ là không phù hợp, muối Mg hòa tan quá cao thì sẽ rất độc cho thực vật. Chương 4 . Biện pháp và mô hình cải tạo đất mặn Nhìn chung đất mặn có độ phì tiềm tàn khá, nhưng do chứa nhiều muối tan, tính chất vật lý, hóa học, tính chất sinh vật học của đất xấu, nên phần lớn không trồng trọt được hoặc có trồng trọt nhưng năng suất không cao. Những kết quả nghiên cứu ở nước ta và trên thế giới đã chứng minh: đất mặn có thể cải tạo thành đất trồng trọt tốt, cho năng suất cao không kém các loại đất khác. Vì vậy, được xem là nguồn tài nguyên tiềm tàng, là đối tượng mở rộng diện tích canh tác. Tùy theo điều kiện khí hậu, điều kiện thủy văn địa chất, tùy theo độ mặn và tính chất vật lý, hóa học của từng loại đất cụ thể, đất mặn có thể cải tạo bằng một trong nhưng biện pháp sau đây: Biện pháp cơ học: cạo muối Dùng biện pháp cơ học để loại bỏ muối tích lũy trên mặt đất. Đây là phương pháp đơn giản và kinh tế nhất để cải tạo đất mặn nếu khu đất cần cải tạo có diện tích nhỏ như: mảnh đất nhỏ trong vườn, một miếng đất ngoài đồng. Việc cạo muối chỉ cải thiện sự phát triển của thực vật một cách tạm thời vì muối sẽ lại được tích lũy. . Biện pháp thủy lợi: rữa mặn Rữa mặn bằng nước mưa hay nước tưới là biện pháp duy nhất để loại bỏ muối thừa ra khỏi đất. Phương pháp này có hiệu quả nếu việc tiêu nước thuận lợi vì nó sẽ hạ thấp mực nước ngầm và loại bỏ muối khỏi các vị trí chứa nhiều muối. Để thực hiện biện pháp này cần thực hiện xây dựng hệ thống thủy lợi hoàn chỉnh để đưa nước vào các cánh đồng tưới để rữa mặn và từ đó tiêu nước đi. Việc rữa mặn được tiến hành theo nhiều mùa, tùy theo điều kiện về nguồn nước ngọt sẳn có. Song song với việc rữa mặn cần tiến hành tiêu nước ngầm, hạ thấp mực nước ngầm tới mức cho phép. 4.3. Biện pháp nông nghiệp Kỹ thuật canh tác nông nghiệp như cày sâu không lật, xới nhiều lần, cắt đứt mao quản làm cho muối không bốc lên mặt ruộng. Cải tạo đất luân canh cơ cấu cây trồng vật nuôi, trên các vùng đất mặn, sát biển thì nuôi trồng thủy hải sản, tiếp theo là trồng cói và các cây chịu mặn, trong cùng là trồng lúa. Từ thực tiễn luân canh cơ cấu cây trồng ở các vùng biển ta đã đút kết kinh nghiệm: lúa lấn cói, cói lấn cá, cá lấn biển. Biến đất mặn thành đồng cỏ chăn nuôi gia súc bằng cách gieo các hạt cỏ chịu mặn có giá trị làm thức ăn gia súc Bằng biện pháp kỹ thuật canh tác: cày sâu không lật xới đất nhiều lần,cắt đứt mao quản làm cho muối không thể bốc lên mặt Bằng biện cải tạo đất mặn bằng luân canh cơ cấu cây trồng: cây chịu mặn giỏi như cói, lác, rừng ngập mặn. 4.3.1. Mô hình trồng cây chịu mặn Trồng các giống lúa chịu mặn như M6, BM9855 của nông dân tỉnh Thanh Hóa Mô hình trồng các loại cây chịu mặn gỏi như cói, lác, rừng ngập mặn Bằng cách áp dụng tổng hợp nhiều biện pháp như: + Biện pháp thủy lợi: rửa mặn, loại trừ muối tan trong đất, hạ nước ngầm và tiêu nước ngầm mặn. * Theo kinh nghiệm của nông dân Hải Phòng, nên rửa mặn vào lúc trời nắng to và nên làm vào đầu mùa mưa khi trời nắng, đã có đủ nước ngọt để rửa mặn. Ruộng mặn nên rửa nhiều lần tốt hơn là rửa một lần (mỗi lần khoảng 2.000m3 nước/ha). Nước dùng để rửa mặn là nước mưa hoặc lấy nước sông theo con nước. Sau khi cày, bừa kỹ rồi chờ bùn lắng xuống mới tháo nước đi và cho nước mới vào. Cần đắp bờ chắc, đào mương thẳng cho nước thoát nhanh. Trong quá trình làm đất, phải làm cho ruộng phẳng, san bằng, không để có chỗ gồ ghề, dễ sinh bốc mặn. * Rửa mặn phải đi đôi với việc hạn chế sự ngấm mặn từ dưới đất lên. Khi cày, phải cày lật gốc rạ lên, tiến hành bừa sớm ngay khi có đủ nước ngọt, bừa nhiều lần và cắt đứt mao quản ở các tầng lớp đế cày, ngăn cản sự thấm mặn đến khi có mưa, nước mưa sẽ làm tan muối ở lớp đất mặt và thoát đi. * Một số cách rửa mặn thông thường khi làm đất trên ruộng mặn - Cho nước vào ruộng sâu 15-20 cm, ngâm 1-2 ngày, bừa nông 3-4 cm vài lần cách quãng, ngâm 1-2 ngày rồi tháo nước vào buổi trưa hoặc buổi chiều. Làm xong lại cho nước vào và tiếp tục làm như vậy 2 lần. Lần thứ 3, cày nông 5-6cm đều cả ruộng và ngâm nước 1 đêm. Lần 4 cũng làm như vậy, nhưng cày sâu hơn (8-10cm), sau đó bừa kỹ cho đất tơi, ngâm 1-2 ngày rồi lại tháo nước ra và thay nước mới. - Những ruộng bị mặn ít rửa 3-4 lần, ruộng bị mặn nhiều rửa 7-8 lần. - Ở những nơi thiếu chủ động nước, thì đắp bờ cao và chắc để giữ nước mưa, ngâm 1-2 ngày rồi bừa, cách vài hôm lại bừa lại. Khi có mưa to, nên tháo nước đi và thay bằng nước mới. Nếu ngâm hàng tuần mới có mưa, cũng tháo nước để đuổi mặn, nhưng phải giữ lại ít nhất 4-5cm nước để duy trì không cho đất bị khô và nứt nẻ. Ruộng sau khi được rửa mặn cần bón nhiều phân xanh, phân hữu cơ, kết hợp với phân lân và phân đạm. + Biện pháp nông lý:cày sâu, đưa CaCO3 và CaSO4 ở các lớp đất sâu lên tầng trên mặt, cày phá đáy, san bằn mặt ruộng 4.4. Biện pháp sinh học Chọn và lai tạo các loại cây trồng, các giống cây chịu mặn, điều tra nghiên cứu và đề xuất các giống cây trồng, vật nuôi trên vùng đất mặn. Xác định hệ thống cây trồng có khả năng chịu mặn khác nhau, phù hợp với từng giai đoạn cải tạo đất, xác định hệ thống kỹ thuật canh tác hợp lý đảm bảo đất không bị tái nhiễm mặn Và một mô hình kinh tế mới là:trồng màu và cây ăn trái trên vùng đất mặn ( huyện Ngọc Hiển) đã mang lại hiệu quả kinh tế cao và góp phần nâng cao thu nhập của người dân Một vài hình ảnh điển hình: Hình : Các loại xoài, táo đang mùa thu hoạch Hình: thu hoạch hoa màu Hình: cải tạo đất,lấp vụ sau khi thu hoạch xong 4.4.1. Mô hình sử dụng đất mặn nuôi tôm kết hợp trồng lúa theo đúng kỹ thuật     - Để sản xuất thành công một vụ lúa trên đất nuôi tôm, việc nắm chắc lịch thời vụ là yếu tố hết sức quan trọng Cũng theo kinh nghiệm của nhiều nông dân thì trung bình cứ 1ha mạ gieo trên sân có thể cấy được từ 13-15ha, vì mạ trên sân đẻ nhánh rất nhiều và đất trong vuông tôm có phù sa nên cây lúa đẻ nhánh rất tốt, do đó chỉ cần cấy thưa từ 7 - 8 cây/tầm là vừa Hình: mạ đang sinh trưởng, phát triển tốt,sẵn sàng để cấy trên đất nuôi tôm (xã Thạnh Phú, huyện Cái Nước Mô hình trồng dừa trên đất mặn Trồng rừng ngập mặn trên đất mặn 4.4.2. Mô hình nuôi tôm càng xanh trên ruộng lúa Việt Nam: Mô hình 2 vụ lúa xen canh 1 vụ tôm:  Ruộng được trồng 2 vụ lúa Hè-Thu và Đông-Xuân. Tôm được nuôi kết hợp với lúa Hè-Thu và thu hoạch trước khi bắt đầu vụ Đông Xuân. Mô hình này thích hợp cho vùng lũ thấp, vẫn giữ sản xuất lúa Hè-Thu.  / Mô hình 1 vụ lúa luân canh 1 vụ tôm: Ruộng không trồng vụ lúa Hè-Thu mà chỉ thả nuôi tôm từ khoảng tháng 3-4 và thu hoạch vào tháng 10-11, sau đó trồng 1 vụ lúa Đông-Xuân.  Mô hình hiện được áp dụng rộng rãi, đặc biệt là vùng ngập lũ sâu, lúa Hè -Thu không đảm bảo hoặc năng suất thấp do lũ đến sớm. / Mô hình 2 vụ lúa luân canh 1 vụ tôm:  Sau vụ lúa Hè-Thu, tôm được thả nuôi trong mùa lũ đến đầu vụ lúa Đông-Xuân thì thu hoạch để cải tạo ruộng trồng lúa Đông-Xuân. Mô hình này có thời gian nuôi ngắn nên phải tuân thủ đúng thời vụ và phải thả tôm giống có kích cỡ lớn.   / + Biện pháp hóa học: ion Na+ đóng vai trò quan trọng trong đất mặn, nó có thể ở dạng các muối tan như NaCl, NaHCO3, Na2SO4… và quan trọng hơn là Na+ ở dạng trao đổi hấp phụ trên bề mặt keo đất. Những tính chất xấu của đất mặn về phương diện vật lý, hóa học, sinh vật học, tính chất vật lý nước chủ yếu do ion này gây nên. Muốn cải tạo đất măn, điều kiện tiên quyết là phải loại trừ ion Na+ trong dung dịch đất và trong phức hệ hấp phụ bằng việc thay thế bởi ion Ca2+. Đó là nội dung và nguyên lý cơ bản trong cải tạo hóa học đất mặn. Muốn vây, người ta dùng thạch cao (CaSO4.2H2O) hoặc photpho thạch cao. Khi bón thạch cao vào đất các phản ứng xảy ra như sau: CaSO4  [KĐ] Ca2+ + Na2SO4 Na2CO3 + CaSO4  CaCO3 + Na2SO4 ([KĐ]) : keo đất Kết quả ở 2 trường hợp trên đều tạo thành Na2SO4, muối này dễ tan sẽ bị nước mưa hoặc nước tưới rửa đi. Ở Việt Nam, vôi cũng được xem là nguyên liệu chính để cải tạo đất mặn (kể cả đất mặn trung tính và kiềm yếu). Bón vôi và các hợp chất khác có chứa Ca cho đất sẽ làm tăng Ca2+ trong dung dịch đất. Ca2+ sẽ thay thế Na+ trên keo đất làm cho đất có kết cấu và do đó có khả năng thấm nước tốt. Phản ứng xảy ra như sau: - Đối với đất solonet: CaCO3 + CO2 + H2O  Ca(HCO3)2 Ca(HCO3)2  [KĐ] Ca2+ + 2NaHCO3 - Đối với đất solot: CaCO3  [KĐ] Ca2+ + CO2 + H2O Chương 5. Quản lý đất mặn Để quản lý đất mặn người ta phân chia đất mặn thành các loại sau: 5.1. Đất mặn ven biển và đất mặn đồng bằng Quản lý đất này chủ yếu tập trung vào tránh ảnh hưởng của thủy triều, tránh ảnh hưởng của sự xâm nhập mặn. Cần xây dựng hệ thống đê điều cao, vững chắc ổn định để ngăn ảnh hưởng của nước biển mặn. Phải xây dựng các cống ngăn mặn để tránh xâm nhập mặn vào mùa khô. Việc khai thác nguồn nước ngầm quá mức sẽ thúc đẩy việc xâm nhập mặn vào con đường dưới đất và gây mặn cho đất. Việt nam có hơn 3260 km đường bờ biển với gần một triệu ha đất mặn. Đất mặn của Việt nam được hình thành chủ yếu do ảnh hưởng của thủy triều và nước ngầm mặn. Khi nghiên cứu đánh giá tiềm năng đất ngập mặn đồng bằng sông Cửu Long, trên cơ sở thành phần cơ giới đất, hàm lượng chất hữu cơ trong đất và tầng phèn tiềm tàng nằm ở gần mặt đất (0-50cm) hay ở sâu (>50cm), các nhà nghiên cứu đã đề xuất phân chia ra các loại đất ngập mặn sử dụng trong lâm nghiệp. Đó là các loại phụ: đất phù sa ngập bùn rất loãng, đất phù sa ngập bùn loãng, đất phù sa ngập mặn dạng sét, đất phù sa ngập mặn phèn tiềm tàng, đất than bùn, ngập mặn phèn tiềm tàng. Trên cơ sở thực tiễn sử dụng đất các tác giả đã đề xuất định hướng cho việc sử dụng đất ngập mặn trong lâm nghiệp: Cần nhanh chóng phục hồi lại thảm thực vật rừng ngập mặn ở đồng bằng sông Cửu Long để bảo vệ và phát triển bền vững các tài nguyên vùng ven biển: lâm sản và thủy sản. Bảo vệ tính đa dạng sinh học về thực vật, động vật của hệ sinh thái rừng ngập mặn đặc sắc của nước ta để nghiên cứu khoa học và phát triển ngành du lịch sinh thái vùng ven biển. Nâng cao tác dụng phòng hộ, chống xói lở, cản sóng bảo vệ đê ven biển, đảm bảo sản xuất nông nghiệp, cố định và mở rộng bãi bồi vùng cửa sông, tạo điều kiện để đồng bằng lấn nhanh ra biển”. Trên cơ sở xác định rõ thế mạnh của vùng đất ngập mặn ven biển là khai thác và nuôi trồng thủy sản, đặc biệt là nuôi tôm, các tác giả đã đề xuất các mô hình canh tác lâm ngư kết hợp nhằm nhanh chóng khôi phục lại thảm thực vật rừng ngập mặn phong phú và đặc sắc của nước ta, theo hướng lâm nghiệp xã họi, gắn các hoạt động sản xuất của ngư dân địa phương với nghề rừng. 5.2. Đất mặn lục địa 5.2.1. Lựa chọn cây trồng và cơ cấu cây trồng Một chiến lược sẵn có đối với bà con nông dân vùng đất mặn là lựa chọn các loại cây, các giống cây trồng có thể chịu được độ mặn ở mức vừa đến cao. Luân canh thích hợp với các loại cây có lượng bốc thoát hơi nước thấp, có các cơ cấu rễ khác nhau có thể giúp duy trì năng suất của những đất mặn. Trừ các đất mặn ven biển có mực nước ngầm nằm nông và đất phèn, không bao giờ nên trồng lúa trên đất mặn lục địa vì nó sẽ làm mực nước ngầm dâng lên và làm mặn đất 5.2.2. Trồng cây đúng vị trí giai đoạn nảy mầm và trong các giai đoạn đầu của thời kỳ sinh trưởng hầu hết thực vật nhạy cảm với độ mặn của đất và trở nên có khả năng chịu mặn tốt hơn vào những giai đoạn cuối (trừ cây lúa, sự căng thẳng về độ mặn gây tác hại nhiều nhất ở giai đoạn thụ phấn và làm cho cây không hình thành hạt). Do độ nhạy cảm lớn ở giai đoạn nảy chồi nên trong giai đoạn gieo trồng cần làm cho độ mặn đất ở nền càng thấp càng tốt. Nếu mức độ mặn làm giảm sự mọc của cây, năng suất tiềm tàng có thể giảm nhiều hơn so với các dự báo dựa trên các tài liệu về khả năng chịu mặn của cây. Có thể đạt được độ mặn thấp ở vùng rễ cây bằng những kỹ thuật canh tác đối với tầng đất mặt, tức là quản lý hình dạng của nền ruộng và quản lý tưới. Chúng ta biết rằng muối có xu hướng tích lũy ở mép (rìa) của các vùng đất bị làm ướt khi thực hiện tưới rãnh (hình 2.13). Nếu đặt các cây con ở ngoài trung tâm của đỉnh luống thì cây con sẽ ở nơi có độ mặn thấp và có điều kiện tối ưu về độ ẩm. Khi độ mặn của đất cao thì không nên tưới ở khoảng không gian giữa các luống để đảm bảo sự tích lũy muối tối đa ở khu vực đó và để cho sườn của các luống đất được tưới không bị mặn, tạo điều kiện thích hợp cho trồng cây. Nếu đất bị mặn do nước lợ trong khi nước có chất lượng tốt chỉ có hạn thì giải pháp tốt nhất là trước khi gieo trồng tiến hành tưới bằng nước có chất lượng tốt. Điều này sẽ đảm bảo cho đất có độ mặn thấp nhất ở giai đoạn nảy mầm. 5.2.3. Phương pháp gieo trồng Các hạt nảy mầm bị ảnh hưởng mạnh bởi tác dụng thẩm thấu của các muối, làm tăng tỷ lệ cây non bị chết và cây mọc không tốt. Do đó, bất cứ ở đâu có thể được thì nên vãi các hạt. Để đạt được điều này thì nên sử dụng các cây con khoẻ, cũ, được trồng trên các vườn ươm có đất tốt. 5.2.4. Các phương pháp tưới Phương pháp tưới ảnh hưởng đến độ sâu tưới, dòng chảy mặt, tổn thất do thấm sâu, độ đồng đều của tưới, do đó ảnh hưởng đến độ mặn của đất. Khi tưới rãnh hoặc tưới nhỏ giọt (hình 2.14) thì ở ngay dưới nguồn nước tưới độ mặn sẽ thấp, còn xuống sâu thì độ mặn tăng lên. ở giữa nguồn nước ở rãnh hay điểm nguồn, độ mặn có giá trị trung bình (trên mặt đất có độ mặn cao nhất) và độ ẩm tối ưu cho sự phát triển của cây trồng. Các hệ thống tưới ngầm không rửa được phần đất ở phía trên nguồn nước. Dòng nước di chuyển lên phía trên bốc hơi và làm tích lũy muối trên mặt đất. Nếu không có nước mưa hoặc nước tưới để rửa thì chắc chắn muối sẽ tích lũy trong đất ở mức độ độc hại đối với cây. Tưới phun thường cho phép sử dụng nước có hiệu quả và giảm tổn thất do thấm sâu. Trong điều kiện tưới phun mưa, sự phân bố muối theo phương ngang tương đối đồng đều, nhưng độ mặn của đất tăng lên theo độ sâu. Phương pháp tưới này rất có hiệu quả trong việc rửa lớp đất mặt và tạo ra môi trường không mặn , không có váng muối thích hợp cho sự nảy mầm và các giai đoạn phát triển ban đầu của thực vật. 5.2.5. Sử dụng các chất dinh dưỡng đúng đắn Áp suất thẩm thấu do độ mặn gây nên làm rối loạn dinh dưỡng thực vật. Mực nước ngầm cao, độ thông khí kém có thể hạn chế chiều dài của rễ và diện tích hấp thụ của nó và điều này có thể hạn chế khả năng hấp thụ dinh dưỡng thực vật. Ngay cả việc chuyển các chất dinh dưỡng hấp thụ được thành các chất hữu cơ cũng có thể bị ảnh hưởng bởi độ mặn của đất. Ảnh hưởng có hại của độ mặn đất ở mức độ vừa phải có thể được loại trừ dần nhờ việc sử dụng hợp lý phân bón. Có thể giảm thiểu ảnh hưởng độc hại của Cl− và SO42- nhờ việc sử dụng đúng đắn phân đạm và phân lân. Nhiều khi tổn thất chất dinh dưỡng do rửa mặn rất cao, cần được bù đắp bằng cách bón đủ phân cho đất. Thường người ta cho rằng việc bón phân vô cơ có thể làm trầm trọng thêm vấn đề do làm tăng quá mức hàm lượng muối trong đất. Tuy nhiên, khi xét đến bản chất và số lượng các muối trong phân bón, khả năng này không dễ dàng xảy ra. Trong thực tế, trong nhiều đất mặn nếu thiếu các chất dinh dưỡng sẽ làm giảm năng suất thực vật. Chương 6. Xâm nhập mặn do biến đổi khí hậu gây ra Nhiệt độ tăng cao trong những năm gần đây đã gây ra hiện tượng băng tan hai đầu địa cực và trên đỉnh những dãy núi cao, thể tích nước biển giản nở do nhiệt làm cho mực nước biển dâng cao. Mực nước biển dâng không chỉ gây ngập thành phố nhiều hơn, nặng hơn mà còn làm cho lưu lượng trên các sông kênh tăng lên, vận tốc dòng chảy thay đổi gây xói lở, bồi lắng khó kiểm soát. Hình 1 thể hiện hình ảnh sạt lở bờ song Sài Gòn khu vực thành phố Hồ Chí Minh và biểu đồ vận tốc dòng chảy tại Phú An, ứng với các kịch bản hiện trạng, khi nước biển dâng thêm 0,5 m và 1,0 m. Hình 1: Vận tốc tại Phú An ứng với các kịch bản Khi mực nước biển dâng cao, danh giới mặn trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh cũng có sự thay đổi, gây khó khăn cho sản xuất và đời sống. Kết quả tính toán xâm nhập mặn mùa khô năm 2005 (mặn ảnh hưởng lớn nhất tới thành phố Hồ Chí Minh), với kịch bản hiện trạng, độ mặn tại Phú An đạt 8 g/l, kịch bản nước biển dâng thêm 50 cm, độ mặn tương ứng đạt 9 g/l và khi mực nước biển tăng cao 100 cm, độ mặn là 10,3 g/l. Ranh giới mặn 4 g/l (giới hạn trên của lúa chịu mặn) cũng tiến sâu hơn. Khi mực nước triều tăng lên 50 cm ranh giới mặn 4g/l trên sông Sài Gòn tiến sâu hơn 3,5 km và trên sông Đồng Nai vào sâu hơn 2,0 km. Khi mực nước triều tăng lên 100 cm ranh giới mặn 4 g/l trên sông Sài Gòn tiến sâu hơn 8,0 km và trên sông Đồng Nai vào sâu hơn 4,8 km.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docxCải Tạo Đất Mặn.docx
Luận văn liên quan