Chuyên đề Để giải quyết vấn đề “đủ ăn” và “ở tốt” của cây về mặt hóa học đất chúng ta cần quan tâm những vấn đề gì

tác không hợp lý như sử dụng nhiều thuốc bảo vệ thực vật, sử dụng phân bón không đúng...Quá trình này làm cho đất tích lũy nhiều chất độc như: CH4, H2S, PH3...ảnh hưởng đến sự phát triển của cây trồng. Đất chứa nhiều chất độc sẽ làm cho đất bị dí chặt, các chất dinh dưỡng sẽ chuyển sang dạng khó tiêu cây không hút được, chẳng hạn như lân sẽ chuyển sang dạng lân tổng số, đạm NO3- chuyển sang dạng khử N2 gây hiện tượng mất đạm. Bên cạnh đó, các quá trình hóa học trong đất bị trì trệ, VSV không hoạt động được. Như vậy đất sẽ chuyển sang trạng thái khử không tốt cho sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Muốn cho cây trồng phát triển thuận lơi và đạt năng suất cao phải thay đổi môi trường đất từ trạng thái khử sang trạng thái oxy hóa bằng cách tiêu nước, phơi ruộng, cày ải phơi đất, bón vôi khử độc và cải tạo đất... Đất không bị mặn Đất bị mặn là do quá trình tích lũy muối trong đất, làm cho nông độ muối tăng lên. Đại bộ phận đất bị mặn ở Việt Nam chủ yếu là muối của ion Cl-. Đất mặn có ảnh hưởng xấu đến sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng: - Khi nồng độ muối tan cao, áp xuất thẩm thấu của môi trường lớn hơn áp suất rễ, ngăn cản sự xâm nhập của nước vào tế bào thực vật, lamg cho cây không hút được nước. - Muối xâm nhập vào cây nhiều sẽ được tích lũy lại và gây độc cho cây. - Làm giảm pH môi trường, giảm Eh của đất. - Ngăn cản sự hút dinh dưỡng của cây trồng. Để giảm độ mặn của đất cần tác động các biện pháp kỹ thuật, trong đó chủ yếu là sử dụng nước để thau chua, rửa mặn. Ngoài ra có thể sử dụng vôi để bón để giảm các yếu tố gây mặn. Để đảm bảo môi trường sống thích hợp cho cây trồng còn nhiều yếu tố chi phối, nhưng trên đó là những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sống của cây trồng. Đảm bảo được các yếu trên thuận lợi sẽ tạo điều kiện cho cây trồng phát triển bình thường. PHẦN III. KẾT LUẬN Các quá trình hóa học diễn ra ở trong đất theo nhiều hướng khác nhau, mỗi hướng có những ảnh hưởng nhất định đến độ phì của đất và đời sống của cây trồng. Các hạn chế về hóa học trong đất liên quan đến chế độ dinh dưỡng và môi trường sống của cây trồng. Do đó cần phải được khắc phục đồng thời, thậm chí đi trước một bước mới có thể đảm bảo việc bón phân phát huy hiệu lực và nâng cao hiệu quả kinh tế trong sản xuất. Để cho cây trồng sinh trưởng và phát triển thuận lợi thì đất phải tốt, tức phải đảm bảo 4 yêu cầu: đủ uống, đủ ăn, ở tốt và đứng vững. Tuy nhiên, đất sẽ không thể đảm bảo đầy đủ 4 yêu cầu trên nếu chúng ta tác động không đúng, không cải tạo và nâng cao độ phì nhiêu cho đất sẽ làm cho đất dần dần bị thoái hóa. Vì vậy, trong thực tiễn sản xuất cần phải nhận thức những đặc điểm quan trọng này, trên cơ sở đó đưa ra những giải pháp kỹ thuật khắc phục các mức hạn chế háo học của độ phì nhiêu, chuyển háo phì nhiêu tiềm tàng sang độ phì nhiêu hữu hiệu. Đảm bảo cung cấp cho cây đầy đủ dinh dưỡng và môi trường sống thích hợp nhằm xây dựng một nền nông nghiệp sinh thái bền vững. Chuyên đề 2 PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ Đất là một vật thể tự nhiên có quá trình phát sinh và phát triển riêng của nó, phụ thuộc vào nhiều yếu tố tác động hàng ngày. Phải khẳng định rằng: Đất không phải là là một “vật chết” mà “đất ở thể sống, đất biến hóa vô vàn theo bàn tay lao động của con người”. Nghĩa là đất có thể thay đổi theo chiều hướng tốt hơn hay xấu đi do tác động của tự nhiên như: nắng nóng, mưa, gió, và tác động của quá trình sản xuất như bón phân, chăm sóc cây trồng... Đất là một vật thể rất không hoàn thiện so với nhu cầu của cây. Có những chất trong đất mà cây không cần, có những chất cây cần mà đất không có, hoặc có quá nhiều hay quá ít. Vì vậy, khi nói đến độ phì nhiêu thì chúng ta quan tâm đến chất dễ tiêu chứ không quan tâm đến tổng số. Độ phì nhiêu đất là cơ sở, là tiềm năng của sản xuất và là chủ đề được quan tâm nghiên cứu, vì độ phì nhiêu đất là yếu tố quyết định năng suất cây trồng. Yếu tố cơ bản làm đất khác đá mẹ căn bản là ở độ phì nhiêu. Độ phì nhiêu của đất hiểu một cách vắn tắt là khả năng của đất cung cấp cho cây trồng trong quá trình sinh trưởng, phát triển một số lượng nước và chất dinh dưỡng cần thiết. Đất phì nhiêu không chứa chất có hại cho cây trồng như: H2S, CH4... ở đất trũng; sắt, nhôm ở đất phèn; Clo ở đất mặn. Theo V.R Williams: Độ phì nhiêu của đất là khả năng của đất có thể cung cấp cho cây nước, thức ăn khoáng và các yếu tố cần thiết khác (không khí, nhiệt độ,...) để cho cây sinh trưởng và phát triển bình thường. Để hiểu rõ và có sự nhìn nhận sâu sắc, toàn diện hơn về các yếu tố lý tính, hoá tính của đất tham gia vào sự cấu thành độ phì nhiêu và mối quan hệ hữu cơ giữa các đặc tính đó với chế độ dinh dưỡng cây trồng chúng tôi tiến hành nghiên cứu chuyên đề: “Chứng minh vai trò của các yếu tố lý học và hóa học của đất tham gia vào sự cấu thành độ phì nhiêu của đất”. PHẦN II. NỘI DUNG 1. Vai trò của các yếu tố hóa học tham gia vào sự cấu thành độ phì nhiêu của đất * Chất hữu cơ Mùn là nguồn nguyên liệu quan trọng để tạo nên độ phì nhiêu đất. Nó là nguyên liệu cơ bản để làm cho mẫu chất biến thành đất. Nhiều năm chúng ta đều xác nhận mùn trong đất là một nguồn dinh dưỡng có tương quan rất chặt chẽ với độ phì nhiêu của đất, nhất là trong điều kiện nhiệt đới nóng ẩm của nước ta. Dưới tác động của độ nhiệt và độ ẩm cao, mùn bị phân giải nhanh chóng và bị rửa trôi dần dần, đất rừng sau khi khai phá để trồng trọt thì chỉ số canh tác (biểu hiện bằng % mùn) ở đất trồng trọt chỉ bằng 18 - 20% đất rừng. Theo Nguyễn Tử Siêm (1990) cà phê trên đất đỏ bazan Ferralsols muốn có năng suất ổn định phải có tỉ lệ mùn là 3,5%; trên đất đỏ vàng Acrisols phải có tỉ lệ mùn là 2,5%. Lương Đức Loan nghiên cứu vai trò chất hữu cơ trong việc nâng cao độ phì nhiêu của đất đỏ bazan trồng cà phê ở Tây Nguyên cho rằng: đất mới khai hoang từ rừng có hàm lượng chất hữu cơ khá cao 5 - 6% chỉ cần sau 4 - 5 năm canh tác cây lương thực ngắn ngày thì chất hữu cơ giảm sút trung bình 50 - 60%. Chất mùn như là "kho" dự trữ chất hữu cơ của đất: Chất mùn được khoáng hoá từ từ, cung cấp dần thức ăn cho cây, ngoài ra nó còn có vai trò cải tạo đất. Chất hữu cơ và mùn ảnh hưởng đến hầu hết tất cả các tính chất của đất. - Mùn ảnh hưởng đến tỷ trọng, dung trọng, độ xốp, đến tính liên kết, tính dính, tính dẻo, sức cản, khả năng trương co. Mùn làm cho tỷ trọng, dung trọng, tính liên kết, tính dính, tính dẻo, sức cản giảm nên việc cày bừa dễ dàng hơn, cây sinh trưởng, phát triển thuận lợi. - Mùn có khả năng liên kết với các keo sét, tạo nên kết cấu bền và làm đất tơi xốp, cải thiện được thành phần cơ giới đất. - Điều hoà chế độ nhiệt và không khí trong đất. + Vì mùn có màu đen, nên có khả năng điều hoà nhiệt trong đất, tránh cho cây ít bị hại khi thời tiết thay đổi đột ngột: Mùn nhiều thì khả năng giữ nhiệt tốt, không làm cho đất nóng nhanh. Ví dụ như đất cát - hàm lượng mùn thấp vì vậy làm cho đất nóng nhanh, nguội nhanh, tạo ra biên độ nhiệt lớn dẫn đến khả năng sinh trường phát triển của cây bị giảm. Còn đất nhiều mùn thì tạo ra biên độ nhiệt điều hoà, giúp cây thích ứng kịp thời với sự thay đổi của điều kiện môi trường. + Đất cát ít mùn, thoáng khí, thừa không khí làm cho quá trình khoáng hoá xảy ra mạnh, tạo ra một lúc quá nhiều chất dinh dưỡng, cây không sử dụng hết kịp thời nên bị rửa trôi nhiều, làm lãng phí chất hữu cơ. Còn đất chứa nhiều mùn thì quá trình khoáng hoá vừa phải, nó cung cấp thức ăn từ từ cho cây, không làm lãng phí chất dinh dưỡng. - Điều hoà chế độ nước + Đất giàu mùn nên có độ tơi xốp cao, hút ẩm tốt, giữ nước lâu, đồng thời làm cho nước ít chảy tràn trên mặt đất nên hạn chế việc rửa trôi, xói mòn các chất dinh dưỡng trong đất, tạo điều kiện cho cây hút đủ nước và chất dinh dưỡng, quá trình sinh trưởng, phát triển được thuận lợi. + Đất cát không giữ được nước, mưa xong là hết nước (khô ngay) hay đất sét quá chặt thì nó gây việc nước chảy tràn trên mặt. - Mùn là một loại keo nên nó làm tăng hàm lượng keo ở trong đất, tăng khả năng hấp phụ của đất, tăng khả năng giữ nước, giữ chất dinh dưỡng, giữ phân bón khi bón vào đất, hạn chế được sự rửa trôi các chất dinh dưỡng, làm cho cây có đủ thức ăn. - Đất giàu mùn làm tăng tính đệm của đất, nên pH rất ít bị biến động, ổn định môi trường sống cho cây, không làm ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, phát triển của cây. + Tính đệm càng cao thì khả năng giữ chất dinh dưỡng của đất càng tốt thông qua khả năng trao đổi cation. Căn cứ vào tính đệm để người ta có thể tính toán được lượng phân và lượng vôi cần bón trong 1 lần bón cho đất theo nguyên tắc: Tính đệm càng cao thì lượng bón trong 1 lần tăng lên và ngược lại tính đệm càng thấp thì phải giảm đi (vì nếu tính đệm thấp mà bón nhiều quá thì sẽ làm cho cây không thích ứng kịp và cây sẽ chết). - Mùn là kho dự trữ tức ăn tốt cho cây và VSV đất, vì trong đó có đủ các nguyên tố đa lượng và vi lượng, đặc biệt là đạm, một nguyên tố không thể thiếu được cho các sinh vật. Đất giàu mùn thì các sinh vật trong đất phát triển tốt. - Mùn là chất kích thích sinh trưởng và chất kháng sinh đối với thực vật (chủ yếu là ở nhân vòng của mùn) nên loại mùn nào có nhiều nhân thì có khả năng kích thích sinh trưởng và chất kháng sinh tốt hơn (như acid humic). Vì vậy, dùng mùn phun cho cây thì cây sinh trưởng tốt hơn và có khả năng chống được một số bệnh nấm. Ví dụ: dùng muối của mùn là humat Na phun lên cây thì thấy lượng men catalaza ở rễ tăng, lượng men peroxydaza ở lá tăng, vì thế làm cây hô hấp tốt, rễ phát triển mạnh. Như vậy, mùn là nguyên liệu chính để tạo nên độ phì nhiêu cho đất, là dấu hiệu phân biệt đất và đá. Chính vì những tác dụng to lớn của mùn đối với cây trồng mà chúng ta phải tìm cách bảo vệ và nâng cao hàm lượng mùn trong đất, ví dụ: Hạn chế xói mòn, rửa trôi bằng cách: che phủ bằng thảm thực vật, làm đường đồng mức, đắp bờ, đào mương để hạn chế dòng chảy ở các vùng đất đồi núi, đất dốc không đốt nương, làm rẫy. Ở vùng đất đồng bằng: không được cày ủi, làm mất tầng đất mặt vì mùn tập trung chủ yếu ở tầng đó. Có chế độ tưới tiêu khoa học, hạn chế được sự rửa trôi mùn. Tạo pH đất trung tính và tạo ra được nhiều mùn tốt và nhiều mùn (acid humic). Thường xuyên bón phân hữu cơ, khi thu hoạch phải vùi trả lại sản phẩm phụ cho đất, trồng xen cây phân xanh * Hàm lượng các nguyên tố dinh dưỡng ở trong đất - Hàm lượng N N là nguyên tố dinh dưỡng quyết định năng suất cây trồng, N trong từng loại đất phụ thuộc vào hàm lượng hữu cơ trong đất, đất giàu mùn thì có nhiều N. Ở nước ta qua nhiều số liệu phân tích thấy đất mùn trên núi cao Alisols giàu đạm tổng số nhất (0,4 - 0,7%), ở Fanxipan đất mỡ vỡ hoang sau khi chặt phá rừng đất có nhiều mùn, giàu N (0,4%) nhưng sau 1 thời gian canh tác thì mùn đạm trong đất giảm dần, vấn đề cân bằng N trên đất đỏ vàng Acrisols và đất đỏ bazan Ferralsols trở thành cấp bách. Theo Phạm Gia Tu, đất lầy thụt Mollic Gleysols ở Phú Thọ tỉ lệ mùn 5,6 - 14,2%, có tỉ lệ đạm khá cao (0,16 - 0,63%). - Hàm lượng P2O5 Đối với đất P là một chỉ tiêu của độ phì nhiêu đất "đất giàu P mới có độ màu mỡ cao và ngược lại đất có độ màu mỡ cao đều giàu P". (E.Detrunk, 1931). Giữa P trong đất và năng suất cây trồng có mối tương quan. Trong đất, sau nhiều năm chỉ bón đạm, tỉ lệ N/P trong đất rất mất cân đối, mối tương quan nói trên không rõ. Từ khi nhập giống mới là những giống yêu cầu P cao hơn, thì cấp thiết phải bổ sung P cho đất. Cây hấp thu P dạng H2PO4 ở pHKCl thấp, còn hấp thu H2PO42- ở pHKCl cao. Bón lân cùng với đạm tăng hệ số sử dụng đạm 57 - 62%. Bón P + Zn (5mg Zn + 100mg P2O5/lít) cho lúa, khả năng hút đạm của lúa cũng tăng lên. Như vậy bón lân tiết kiệm được đạm. Ở đất chua có Fe, Al, ion H2PO4 chiếm phần lớn (99%) dễ xảy ra phản ứng với các ion Fe, Al tạo thành photphat sắt nhôm khó hoàn tan hơn. - Hàm lượng K2O Sau đạm và lân thì kali là nguyên tố dinh dưỡng quan trọng thứ 3 đối với cây trồng. Các kết quả nghiên cứu cho thấy, kali trong đất tập trung chủ yếu vào các hạt limon mịn và vừa, nếu còn chứa khoáng nguyên sinh. Như vậy sự phân bố về mức độ tập trung kali tuỳ thuộc vào nguồn đá mẹ, mức độ phong hoá, và tuỳ thuộc sự hình thành đất. Lượng Kali dễ tiêu trong dất đỏ bazan thấp hơn so với đất phát triển trên Pocfirit (Fridland, 1973). Phần K trao đổi, K dễ tiêu thụ là phần chủ yếu cung cấp thức ăn cho cây. Nhìn chung đất Việt Nam đa số có quá trình phong hoá mạnh, silicat bị phá huỷ nên lượng K còn lại để phục vụ cho dinh dưỡng cây trồng tương đối thấp. Khi bón nhiều phân N thì nhu cầu bón K cũng tăng. Khi nông sản xuất khẩu cần chất lượng cao thì nhu cầu K sẽ tăng. Trong mối quan hệ giữa K và N hay nói chính xác là giữa K+ và NH4+ tuỳ tỷ lệ N/K có mặt trong dung dịch đất theo một cân bằng độ phì nhiêu thực tế của đất và căn cứ kết quả nghiên cứu mấy năm gần đây về hiệu lực K, trong chủ trương biện pháp bón phân cân đối thì cần phải tăng nhanh lượng phân kali thì mới đạt được mục tiêu kinh tế. Ví dụ: Mía, Lúa lai, Dứa, Vừng... (kali tăng năng suất vừng đến 50%). * Dung tích hấp thu (CEC) Lượng và chất của CEC là một chỉ tiêu quan trọng về độ phì nhiêu của đất, phản ánh khả năng chứa đựng và điều hoà dinh dưỡng, có liên quan đến phương pháp bón phân hợp lý. CEC phản ánh khả năng đầu tư thâm canh của đất. CEC càng cao thì khả năng thâm canh trên đất càng dễ, càng đầu tư phân bón nhiều mà không sợ lỗ. Còn đất có CEC thấp thì khó thâm canh tức đầu tư nhiều nhưng hiệu quả kinh tế giảm. Nhìn chung đất có dung tích hấp phụ càng cao thì càng tốt vì dung tích hấp thu đánh giá khả năng giữ nước, giữ chất dinh dưỡng, giữ phân bón của đất. Tuy nhiên CEC cao trong trường hợp các cation gây chua nhiều thì không tốt vì làm cho đất quá chua. Dựa vào CEC để có biện pháp bón phân thích hợp theo nguyên tắc: CEC càng nhỏ thì lượng bón 1 lần càng giảm nhưng tăng số lần bón/vụ. CEC càng cao thì lượng bón 1 lần càng tăng nhưng giảm số lần bón/vụ. Do vậy việc bảo vệ độ phì nhiêu cho đất luôn là yêu cầu bức thiết của sử dụng đất, là tiền đề cho việc cải thiện độ phì nhiêu thực tế thông qua dung tích hấp thu. Đối với đất có thành phần cơ giới nhẹ (như đất xám bạc màu, đất cát biển, đất xám nâu vùng bán khô hạn, ...) thông qua làm đất có thể đưa sét từ tầng sâu lên tầng mặt, song cần phải cày sâu dần đi đôi với bón phân. Cày sâu lật đất đột ngột, làm ruộng bậc thang ngay bằng cơ giới trên đất cạn mỏng lớp, không tránh khỏi làm giảm khả năng hấp thu trao đổi của đất và các yếu tố độ phì nhiêu hữu hiệu khác. Vì vậy các nghiên cứu đất đồi đều nhất trí khuyến nghị cày không lật đất, làm ruộng bậc thang dần và tránh dùng cơ giới hóa nặng. Hình 1: Làm ruộng bậc thang trên đất đồi Bổ sung chất hữu cơ vào đất có thể làm tăng nhanh phần đóng góp của hữu cơ vào dung tích hấp thu, một mặt tăng trị số CEC, mặt khác tăng cường điện tích âm trong vị trí trao đổi. Thông qua bón vôi và bổ sung Ca2+, Mg2+, K+ có nguồn gốc sinh học cũng như hóa học có thể đưa tỉ lệ kiềm trong CEC lên nhanh chóng, góp phần cải thiện dung tích hấp phụ của đất. Đất giàu chất hữu cơ, có CEC cao cũng là đất có khả năng dự trữ cao dinh dưỡng cho cây trồng. Nếu đất chua Al chiếm 60% CEC thì gây độc cho cây trồng. Đất bạc màu có CEC thấp thì CEC trở thành yếu tố hạn chế. Điện tích thừa của CEC đó là hiệu giữa giá trị tuyệt đối của CEC và tổng các ion tham gia vào, nó có ý nghĩa rất lớn đối với việc đánh giá độ phì nhiêu đất, nó thể hiện khả năng hấp thu bổ sung các cation dinh dưỡng trong dung dịch đất như: K+, Ca++, Mg++ và các vi lượng... Dung tích hấp thu có mối quan hệ với khả năng hấp thu đạm và lân. CEC càng cao thì khả năng hấp thu đạm và lân càng lớn, đất có CEC trên 20 1d1/100g đất có khả năng hấp thu đạm trên 20%, có khả năng hấp thu lân trên 30% so với đất có dung tích hấp thu dưới 10 1d1/100g đất. Khả năng giữ đạm chủ yếu là do hấp thu hoá lý. Chính vì lẽ đó ở những đất có dung tích hấp thu vì muốn khử chua người ta áp dụng biện pháp bón vôi mà hậu quả là Ca++ đã vào chiếm hết CEC đẩy các ion hoá trị tháp ra khỏi CEC, gây ra hiện tượng tăng đạm dễ tiêu tạm thời, nhưng cuối cùng là làm mất khả năng hấp thu đạm. Khả năng hấp thu lân chủ yếu là do tạo thành các photphat secquioxit do các khoáng có độ phân tán cao chứa hợp chất secquioxit và do các liên kết từ phức hệ hữu cơ - vô cơ tham gia vào thành phần CEC chủ yếu theo kiểu hấp thu hoá học. * Quá trình glây hóa Quá trình glây là hiện tượng đặc trưng xảy ra trong đất thừa ẩm, yếm khí do đất ngập nước dài ngày, hay do nước ngầm dâng cao gần mặt đất. Quá trình này rất phổ biến ở vùng đất đồng bằng và một số đất ngập nước vùng đồi núi như: đất lầy thụt, đất thung lũng dốc tụ trồng lúa nước,.... Bản chất của quá trình glây là quá trình khử sinh vật rất phức tạp trong điều kiện yếm khí, với sự tham gia của vi sinh vật yếm khí. Một đặc điểm quan trọng của quá trình glây là sự tích lũy các sản phẩm khử: Fe3+® Fe2+ do kết quả hoạt động của vi sinh vật yếm khí (nhóm vi sinh vật khử Fe và vi khuẩn Clostridium), cùng với sự khử Mn4+ ® Mn2+ và các sản phẩm phân giải chất hữu cơ trong điều kiện yếm khí (CH4, H2, H2S,...). Fe2+ sau khi được hình thành, nếu đất tiếp tục bị yếm khí thì nó cùng với silicat và khoáng sét tái tổng hợp ra silicat thứ sinh, trong đó Fe ở dạng hóa trị 2 làm cho các khoáng này có màu xanh, xanh lơ, hay xanh thẫm. Tùy theo mức độ glây mạnh hay yếu, nhiều hay ít mà mức độ biểu hiện màu sắc cũng khác nhau. Tầng đất chứa nhiều khoáng thứ sinh này sẽ có màu xanh đặc trưng và có mùi tanh hôi, gọi là tầng glây (tầng sét gan trâu). Nếu tình trạng ẩm của đất không kéo dài thì tầng glây không hình thành mà chỉ hình thành những vết glây, tầng đất có rải rác những vệt glây gọi là tầng bị glây hóa. Sản phẩm xuất hiện đầu tiên trong quá trình khử sắt là Fe(HCO3)2. Hợp chất sắt Fe(HCO3)2 rất dễ di động và háo khí, khi gặp oxy nó bị oxy hóa thành Fe3+. 4Fe(HCO3)2 + O2 + 2H2O ® 4Fe(OH)3¯ + 8CO2 Quá trình này nó tạo nên lớp váng có màu đỏ trên mặt ruộng ngập nước lâu ngày và những vệt đỏ vàng loang lổ xen kẽ với các vệt xám xanh trong đất có điều kiện khô và ẩm xen kẽ. Nếu điều kiện khô hạn kéo dài thì tạo thành kết von rải rác với các vệt glây. Hình 2: Đất bị glây hóa Trong quá trình glây còn sinh ra Mn2+ là ion dễ bị rửa trôi như sắt. Đó là hiện tượng tầng canh tác của đất phù sa bị nhạt dần từ màu nâu sang màu nâu nhạt, là do Fe2+ và Mn2+ bị rửa trôi nhiều, tạo ra đất gọi là đất "bạc điền" hay đất "gan gà". Trong quá trình glây còn tạo ra H2S và FeS. H2S tạo ra nhiều trong điều kiện đất có nhiều chất hữu cơ, lúc đó sẽ gây độc cho cây. Trong quá trình glây còn hình thành một số khoáng rất khó bị oxyhóa như FeCO3 (xiđêrit), Fe3(PO4)2.8H2O (vivianit), gây ra hiện tượng đất giàu lân tổng số nhưng nghèo lân dễ tiêu. Trong quá trình glây, đạm cũng bị biến đổi nhiều: NO3- bị khử thành N2 gây ra hiện tượng mất đạm của đất. Còn đối với lân thì phôtphat sắt 3 bị khử thành phôtphat sắt 2 đễ tan hơn lại có lợi cho cây. Quá trình glây mạnh xảy ra ở những đất ngập nước lâu ngày, như: đất lầy, đất phù sa úng nước, đất phèn,... Còn ở những đất như đất cát, đất bạc màu, đất đỏ vàng trồng lúa nước, đất trồng một vụ lúa và một vụ màu thì trong phẫu diện đất có thể xuất hiện tầng bị glây hóa mà thôi. Tùy theo thời gian ngập nước, mức độ yếm khí trong đất và độ sâu của mực nước ngầm mà tầng glây dày hay mỏng và ở nông hay sâu. Đặc điểm chung của tầng glây là có thành phần cơ giới nặng, dẻo, dính, bí chặt, không có kết cấu do kết cấu bị phá hủy, đất chua, nhiều chất độc cho cây trồng như CH4, H2S, PH3,... Đất bị glây mạnh, tầng glây nông thì ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng và phát triển của cây, kể cả những cây ưa nước như lúa. Vì vậy muốn đạt năng suất cao, ở những đất bị glây mạnh phải thay đổi môi trường đất từ trạng thái khử sang trạng thái oxyhóa, bằng cách tiêu nước phơi ruộng, cày ải phơi đất, bón vôi,... Hiện tượng glây là có hại, tuy nhiên đối với đất trồng lúa nước nếu không có hiện tượng glây chứng tỏ mực nước ngầm ở quá sâu, đất thoát nước rất nhanh dễ gây ra khô hạn. Đồng thời tầng glây sẽ hạn chế sự rửa trôi các chất dinh dưỡng và thấm nước xuống tầng sâu. Đối với đất lúa nước có tầng glây ở độ sâu 60 - 80cm là phù hợp và không gây ảnh hưởng gì xấu cho sự phát triển của cây lúa. * Qúa trình mặn hóa Quá trình mặn hóa là quá trình tích lũy muối trong đất, làm cho nồng độ muối tăng lên. Dựa vào nguồn gốc người ta chia ra 2 kiểu mặn là: mặn lục địa và mặn ven biển. - Mặn lục địa:Xảy ra ở vùng nằm sâu trong lục địa, có khí hậu khô hạn. Do 2 nguyên nhân: Các đá mẹ mặn khi phong hóa giải phóng ra muối hoặc do muối sinh ra trong quá trình phân giải chất hữu cơ chứa hàm lượng muối cao. Vì vậy việc cải tạo rất khó khăn. Ở nước ta đất mặn lục địa chỉ gặp rất ít ở Phan Rang (“cà giang muối”, “cà giang dầu”), nơi có khí hậu khô hạn, mưa ít và bốc hơi mạnh quanh năm. - Mặn ven biển: Gặp ở các dải đất ven biển, nơi có địa hình thấp (chủ yếu £ 1m; cao nhất khoảng 2m). Thành phần muối gây mặn: các loại muối gây mặn có ảnh hưởng khác nhau đến cây trồng. Có loại gây hại cho cây (như muối clorua), nhưng cũng có loại không gây hại cho cây (như các muối: CaCO3, Ca(HCO3)2, CaSO4,...) Nhóm đất mặn Việt Nam chủ yếu là quá trình hóa mặn các vùng đất ven biển. - Các anion: Trong đất mặn có chứa nhiều loại anion, theo thứ tự nhiều ít như sau: Cl - > SO42 - > HCO3 - > CO32 – Trong đất mặn, 2 anion Cl - và SO42 - gây tác hại nhiều cho cây trồng. Khi Cl - > SO42 - gọi là đất mặn clo và ngược lại. - Các cation: Hàm lượng các cation trong đất mặn thường gặp theo thứ tự như sau: Na+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ Nồng độ và thành phần muối tan quyết định mức độ gây hại. Khi nồng độ muối tan cao, áp suất thẩm thấu lớn sẽ ngăn chặn sự xâm nhập của nước vào tế bào thực vật, mặt khác, nếu các muối xâm nhập vào nhiều, tích lũy lại cũng có khả năng gây độc. Hình 3: Đất nhiễm mặn * Qúa trình phèn hóa Đất phèn được hình thành do sản phẩm bồi tụ phù sa với vật liệu sinh phèn ở khu vực có địa hình trũng, phát triển mạnh ở môi trường đầm mặn khó thoát nước, có nhiều chất hữu cơ chứa nhiều lưu huỳnh và chịu ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp của nước biển hiện nay hay trong quá khứ. Hai quá trình mặn hóa và chua hóa diễn ra rất mạnh trong đất quyết định sự hình thành và tính chất của đất phèn. Có nhiều ý kiến khác nhau về nguyên nhân làm cho đất chua và có chứa nhiều muối phèn. Theo nghiên cứu của các nhà Thổ nhưỡng Việt Nam cho rằng: nguyên nhân làm cho đất chua là do lưu huỳnh tích lũy lại theo 2 con đường: - Lưu huỳnh có nguồn gốc từ nước biển, do những phản ứng hóa học thuần túy tạo ra các muối sunfat ít tan khi nồng độ tăng lên thì kết tủa lại sinh ra nhiều SO42 - làm cho đất chua. - Con đường thứ hai là con đường tích lũy sinh học: Các cây chịu mặn như Sú, Vẹt, Đước, Bần,... trong quá trình sống đã hấp thu và tích lũy nhiều S, K, Na,... khi chết đi, xác của chúng được phân giải sinh ra nhiều lưu huỳnh phân tử hay khí sunfua. Các chất này tiếp tục bị biến đổi tạo ra SO42 - . Về nguồn gốc Fe và Al trong đất phèn được tích lũy theo 2 con đường khác nhau. Fe có thể tích lũy theo con đường sinh học hoặc tích lũy theo con đường hóa học thuần túy nhờ phân giải các secquixyt. Oxyt sắt hòa tan khi pH < 3,3 tạo ra được Fe2(SO4)3 hay FeCl3. Trong khi đó Al chỉ tích lũy nhờ các phản ứng hóa học. Al trong phiến gipxit của khoáng có thể trao đổi với H+ của axit khi pH < 4 và phản ứng xảy ra chậm. Hình 4: Đất lúa nhiễm phèn Đất phèn được xác định bởi sự có mặt trong phẫu diện đất 2 loại tầng chẩn đoán chính là tầng sinh phèn (sunfidic horizon) và tầng phèn (sunfuric horizon). Đất chỉ có tầng sinh phèn gọi là đất phèn tiềm tàng, đất chỉ có tầng phèn gọi là đất phèn hoạt động. Đất phèn ở nước ta tập trung nhiều nhất ở đồng bằng sông Cửu Long, cũng là vùng đất phèn đáng kể trên thế giới. Các vùng đất phèn lớn ở Việt Nam đều được phát hiện ở các dạng địa mạo đồng lầy rừng ngập mặn, cửa sông hay đồng bằng lạch triều và các trũng đầm lầy biển cũ. Mẫu chất trầm tích chứa lưu huỳnh là nguồn chính sinh phèn, nơi hội tụ các điều kiện thuận lợi cho sự tích tụ pyrit như nước biển giàu SO42-, đầm lầy giàu hữu cơ và yếm khí. Sự có mặt của jarosit là đặc trưng chỉ thị cho đất phèn hoạt tính. * Quá trình chua hóa Đất bị chua do 5 nguyên nhân sau đây: - Do bản thân đất được hình thành từ các loại đá nghèo các cation kiềm và kiềm thổ. - Do các cation kiềm trong đất bị rửa trôi, làm giảm chất kiềm trong đất. - Hàng năm cây hút đi nhiều chất kiềm của các muối khoáng trong đất như: NH4+, K+, Ca+, Mg+,… - Chất hữu cơ trong đất được vi sinh vật phân giải và chuyển hóa tạo ra nhiều loại axit hữu cơ và axit vô cơ đã làm cho đất bị chua. - Do con người bón phân hữu cơ và phân vô cơ vào đất: Các đất không chua gồm toàn bộ nhóm đất mặn có pH từ trên 5,5 cho đến trung tính và kiềm, đất mặn lục địa, các đất phù sa trung tính ít chua của châu thổ sông Hồng và sông Cửu Long và một diện tích hạn chế đất đen, đất tích vôi. Còn lại tất cả các đất khác đều chịu tác động quá trình chua hóa do rửa trôi mất các nguyên tố kiềm, kiềm thổ và tích lũy các ion gây phản ứng chua như H+, Al3+ và Fe3+. Trong đất chua ngập nước, ngoài H+ thì sự có mặt của Fe2+ góp phần to lớn trong việc tăng và duy trì pH cao hơn đất không ngập nước. Khi bị ngập nước trị số pH có thể tăng lên từ 1 đến 2 đơn vị do có sự gia tăng nồng độ các ion NH4+, Fe2+, Mn2+, các sản phẩm khử ôxy mang tính kiềm. Ở đất chua có sự chênh lệch thực tại pHH2O và độ chua thủy phân pHKCl rất lớn, còn đất trung tính và kiềm chênh lệch không đáng kể. Đất núi đồi độ chua thủy phân cao (6 - 15 ldl/100g đất), gấp 2 - 5 lần đất phù sa đồng bằng (0,5 - 10,0 ldl/100g). Độ chua thủy phân tỉ lệ thuận với hàm lượng mùn và Al3+ di động. * Quá trình oxi hóa khử Phản ứng oxi hóa-khử là phản ứng phổ biến xảy ra trong đất. Tùy theo trạng thái của đất mà phản ứng có thể xảy ra theo chiều hướng oxi hóa - khử có ý nghĩa thực tiễn rất quan trọng. Nó liên quan chặt chẽ tới dạng tồn tại của chất dinh dưỡng trong đất. Do vậy nó ảnh hưởng tới chế độ dinh dưỡng của cây. Quá trình oxy hóa là quá trình kết hợp với oxy, mất hydrô hay mất điện tử. Ngược lại quá trình khử là quá trình nhận điện tử, nhận hydrô hay mất oxy. Để đánh giá tình trạng oxi hóa - khử trong đất, người ta dùng đại lượng gọi là cường độ oxy hóa - khử..... Quá trình oxi hóa - khử chịu ảnh hưởng bởi sự tồn tại của các hệ thống oxi hóa - khử trong đất như Cu2+ - Cu+, PO43- - H3P... Nếu đất tồn tại nhiều hệ thống oxi hóa khử thì điện thế oxy hóa khử của đất tương đương với điện thế oxi hóa - khử của hệ thống có giá trị cao nhất. Điện thế oxi hóa khử còn chịu ảnh hưởng của các biện pháp kỹ thuật kỹ thuật áp dụng. Ví dụ: cày bừa, xới xáo, làm đất, sục bùn, phá váng sẽ làm Eh tăng lên. Bón phân hữu cơ sẽ làm giảm Eh; rút nước phơi ruộng làm Eh tăng lên. Ngoài ra, mật độ gieo trồng, mùa sinh trưởng của cây, làm ải hay làm dầm đều là những biện pháp có ảnh hưởng tới Eh đất trong một thời gian nhất định. PH cũng có ảnh hưởng lớn tới Eh của đất: 2H+ + 2e.... Trung bình khi thay đổi 1 đơn vị PH thì Eh thay đổi từ 57-59 mv. Nói tóm lại, tất cả các quá trình hóa học trên đây luôn xảy ra đồng thời trong đất. Tuy nhiên, tùy bản chất của mỗi loại đất mà mức độ của mỗi quá trình khác nhau, điều này quyết định đến đặc điểm đặc trưng của mỗi loại đất. Nắm rõ các quá trình hóa học này để có những biện pháp hợp lý mang lại hiệu quả cao cho sản xuất. 2. Vai trò của các yếu tố lý học của đất tham gia vào sự cấu thành độ phì nhiêu của đất 2.1. Kết cấu đất Các hạt cơ giới đơn lẻ ở trong đất vì một lý do nào đó chúng được dính lại với nhau thành những hạt có kích thước lớn hơn, gọi đó là những hạt kết đất (đoàn lạp). Đất chứa hạt kết gọi là đất có kết cấu. Tuy nhiên, trong sản xuất nông nghiệp, những hạt kết có kích thước rất nhỏ hoặc rất lớn đều không có ý nghĩa cho sản xuất nông nghiệp, gọi là những hạt kết không có ý nghĩa về mặt nông học. Những hạt kết được coi là có ý nghĩa về mặt nông học là những hạt kết có kích thước từ 0,25 - 10mm và bền trong nước. Và tốt hơn cả là những hạt kết có kích thước từ 1 - 3mm. Đây là nhóm hạt kết bền trong nước nhất và có nhiều mùn, đạm, lân hơn cả. Đất chứa nhiều các hạt kết có ý nghĩa về mặt nông học là đất có kết cấu tốt và đất chứa nhiều hạt kết ít có ý nghĩa về mặt nông học là đất có kết cấu xấu. Kết cấu đất được coi như là một yếu tố của độ màu mỡ đất. - Kết cấu đất đã làm cho chế độ nước, chế độ nhiệt, chế độ không khí trong đất được điều hoà: ở đất có kết cấu viên, đất có thể thấm hút gần hết nước mưa, nước tưới vì có nhiều khe hổng giữa các hạt kết. Trong các hạt kết có nhiều khe hở mao quản giữ nước. Khi hạt kết đầy nước, nước ngấm xuống sâu, đọng lại ở tầng dưới thành nước ngầm, khi lớp đất mặt bị khô, nước này sẽ leo theo các mao quản lên tầng trên đến rễ cây. Nước lại được dự trữ trong các khe hở mao quản bên trong hạt kết. Đồng thời, ngoài những ống mao quản thì còn có những khe hở phi mao quản thì lại chứa không khí. Như vậy, đất vừa đủ nước, vừa đủ không khí, nên đất không bị bí chặt. Khi đất có nước thì đất không bị nóng lên quá nhanh, không bị nguội đi quá nhanh, do đó tạo ra biên độ nhiệt trong đất nhỏ có lợi cho sự sinh trưởng, phát triển của cây. - Việc cung cấp thức ăn từ đất cho cây được điều hoà và được một thời gian dài ở đất có kết cấu viên. Không khí ở bên ngoài các hạt kết, cho nên ở ngoài các hạt kết vi khuẩn háo khí hoạt động mạnh, phân giải chất hữu cơ cung cấp thức ăn cho cây. Mặt khác, vi khuẩn háo khí sử dụng oxy, tạo điều kiện cho vi khuẩn yếm khí hoạt động. Quá trình yếm khí sẽ tích luỹ mùn và chất hữu cơ trong đất. Đất sét bị bí thì quá trình yếm khí mạnh, quá trình mùn hoá mạnh, khoáng hoá yếu, đo đó tạo được ít thức ăn cho cây. Hình 5: Đất bị dí chặt Đất quá thoáng, quá rời rạc (như đất cát) thì quá trình khoáng hoá mạnh từ đầu vụ, mùn hoá nhỏ, đất không tích luỹ được mùn. Trong lúc đầu vụ cây chưa cần nhiều thức ăn mà quá trình khoáng hoá tạo nhiều thức ăn, dẫn đến thức ăn thừa, cây hút không hết, bị rửa trôi. Đến cuối vụ thì cây thiếu chất dinh dưỡng. Đất bí quá thì quá trình yếm khí mạnh, do đó các nguyên tố tồn tại chủ yếu ở trạng thái khử, vì vậy dễ gây ngộ độc cho cây. - Đất có kết cấu tốt thì quá trình canh tác dễ dàng: cày vừa, xới xáo nhẹ nhàng, công làm đất ít (đất cát mưa xong thì nó nén chặt lại phải cày xới. Còn đất sét thì nó bí chặt thì phải cày bừa nhiều). - Đất có kết cấu tốt thì sự nảy mầm của hạt, sự đâm xuyên của rễ cây trong đất được dễ dàng. Do đó, rễ có thể ăn sâu, lan rộng để tìm nước, tìm chất dinh dưỡng. Vì vậy, cần phải tạo ra kết cấu viên bền vững cho đất, duy trì nó để đảm bảo tốt các chết độ nước, thức ăn cho cây trồng, đảm bảo thu hoạch ngày càng tăng, tức là đảm bảo cho đất có độ phì cao vì chính kết cấu đất là công cụ điều tiết độ phì đất. - Đất không có kết cấu như đất cát rời rạc, đất dễ bị khô hạn vì nước trong đất bốc hơi rất nhanh. Đất sét nặng, thấm nước chậm, nước dễ chảy tràn, mất nước, mất màu đất. Đất không có kết cấu dễ bị hạn nhất là những mùa khô nóng làm trở ngại lớn cho sản xuất. Đất không có kết cấu chế độ thức ăn phụ thuộc chế độ nước: Khi đất có nước thì thiếu không khí, vi khuẩn háo khí không hoạt động được, chất hữu cơ không được phân giải thành thức ăn nuôi cây, khi đất có không khí thì lại thiếu nước, thức ăn được phân giải ra nhưng không có nước, cây không hút được. 2.2. Thành phần cơ giới đất (TPCG) Trong quá trình phong hoá đá và khoáng vật để hình thành đất thì nó tạo ra các hạt vô cơ có kích thước khác nhau (từ rất nhỏ đến rất lớn), gọi là hạt cơ giới (chiếm 97-98% trong đất) và gộp chung thành 3 nhóm gọi là cấp hạt cơ giới: Cấp hạt cát, cấp hạt thịt (Limon hay bụi) cấp hạt sét. Mỗi một cấp hạt chiếm một tỷ lệ % nhất định so với trọng lượng của đất, ví dụ: ở 1 loại đất nào đó có: cát: 65%; thịt: 25%; sét: 10%. Tổ hợp tỷ lệ % của các cấp hạt cơ giới có trong đất gọi là thành phần cơ giới (TPCG). Thành phần cơ giới đất là một bộ phận hết sức quan trọng (97-98% của đất). Có thể gọi 3 cấp hạt: cát, thịt, sét là "bộ xương" của đất, từ "bộ xương": này bổ sung thêm chất hữu cơ, các nguyên tố dinh dưỡng... sẽ tạo ra độ phì nhiêu cho đất. Đây là bộ phận không thể cải tạo được vì nó là mẫu chất do quá trình phong hoá đá tạo ra, tuy nhiên người ta có thể cải thiện được TPCG đất, ví dụ: Đất rời rạc thì người ta bón nhiều phân hữu cơ vào để cho đất bớt rời rạc, hay đất sét bón nhiều phân hữu cơ để cho đất tơi xốp hơn, đất đỡ chặt hơn. TPCG đất chiếm tỷ lệ lớn ở trong đất, quyết định mọi tính chất của đất, tính chất lý học, hoá học, sinh học ... + Nếu cấp hạt càng bé thì nguyên tố Silic càng ít và các nguyên tố càng nhiều. Vì vậy, cấp hạt càng bé hàm lượng dinh dưỡng càng cao: Hàm lượng dinh dưỡng của đất sét lớn hơn đất thịt, đất thịt lớn hơn đất cát. + Hàng càng bé thì năng lượng tự do mặt ngoài của hạt đất càng cao à khả năng hấp thụ càng lớn. Vì vậy, đất nào chứa nhiều hạt nhỏ thì dung tích hấp thu càng cao, do đó khả năng gĩư nước, giữ chất dinh dưỡng càng cao. + Hạt càng nhỏ thì khả năng hút ẩm, giữ ẩm càng tốt, vì vậy làm cho đất giữ nước nhiều hơn và giữ được lâu hơn. + Hạt càng nhỏ thì tính liên kết, tính dính, tính dẻo, tính trương co, sức cản càng lớn. + Hạt càng nhỏ thì khe hở giữa các hạt đất càng nhỏ, tạo được trong đất nhiều ống mao quản, khả năng dâng cao của nước mao quản càng cao. + Hạt càng nhỏ khả năng thấm nước càng kém, do đó nhiều khi dễ gây hiện tượng lầy lội trên mặt đất, gây hiện tượng yếm khí (dễ xảy ra ở vùng đất sét). + Hạt càng nhỏ thì khả năng giữ chất dịnh dưỡng càng tốt, tuy nhiên cây trồng khó hút vì sẽ càng muốn hút được chất dinh dưỡng thì phải thắng được lực giữ chất dinh dưỡng của đất. Nhiều khi trong đất nhiều chất dinh dưỡng nhưng cây vẫn thiếu thức ăn, không hút được chất dinh dưỡng. Đồng thời khi bón phân vào những đất này thì phải bón với lượng lớn thì cây mới hút được, nếu không đất sẽ giữ hết. - TPCG ảnh hưởng đến chiều hướng chuyển hoá các chất do vi sinh vật hoặc oxi hoá khử: + Đất cát, do quá khoáng khí nên chiều hướng khoáng hoá là chính, quá trình mùn hoá giảm, do đó quá trình tích luỹ mùn kém, các chất dinh dưỡng dễ bị rửa trôi, cây bị thiếu hụt chất dinh dưỡng. + Đất sét: Quá trình yếm khí mạnh à quá trình mùn hoá tăng. Đất cát: Do Eh quá cao nên các chất ở trong đất chủ yếu tồn tại ở trạng thái oxi hoá. - TPCG ảnh hưởng đến việc cung cấp thức ăn cho cây (cây trồng lấy thức ăn dễ hay khó: Đất cát cây lấy thức ăn dễ hơn đất sét). - TPCG đất ảnh hưởng đến chế độ canh tác: ảnh hưởng đến số lượt cày bừa, số lượt làm đất, ví dụ: đất cát không cần cày, không xới xáo nhiều. Còn đất sét thì phải xới xáo nhiều, cày bừa nhiều, do đó ảnh hưởng đến chi phí của công làm đất, công xới xáo, ảnh hưởng đến giá thành sản phẩm. Thành phần cơ giới đã làm cho các loại đất có các tính chất khác nhau, từ đó ảnh hưởng đến cây trồng cũng khác nhau, cụ thể là: Đất cát: Do kẽ hở giữa các hạt cát lớn, nên đất thoát nước nhanh. Đất cát giữ nước kém cho nên dễ bị khô hạn. Do nhiều kẽ hở lớn, nên đất cát rất thoáng khí, vi sinh vật háo khí hoạt động mạnh, chất hữu cơ thường phân giải nhanh cho nên đất cát thường nghèo mùn, cây thiếu thức ăn nếu không có biện pháp bổ sung dinh dưỡng thích hợp. Đất cát tơi xốp, cày bừa nhẹ nhàng, đỡ tốn công, rễ cây phát triển thuận lợi, nhưng nếu mưa to hoặc ngập nước thì đất cát hay bị dí dẽ. Đất cát nóng nhanh lạnh nhanh nên bất lợi cho cây trồng và vi sinh vật. Đất cát ít keo, thiếu chất dinh dưỡng, khả năng giữ nước và giữ phân kém. Khi nước nhiều sẽ thành trạng thái bùn loãng, dễ bị rửa trời. Nếu bón nhiều phân cây trồng dễ bị lốp đổ vì hút thức ăn quá liều lượng, hoặc bị rửa trôi mất. Cho nên biện pháp bón phân cho đất cát là bón ít, bón nhiều lần, nếu bón phân hữu cơ thì cần cùi sâu để đỡ phân giải nhanh. Thích hợp cho các cây lấy củ và cây họ đậu. Đất sét: Sét hình thành chủ yếu do phong hoá từ silicat và aluminosilicat thứ sinh, oxyt sắt, nhôm và một số từ khoáng nguyên sinh khó phong hoá. Sét có tính trương và co mạnh, có tính tạo hình, khả năng hấp thu cao, có hiện tượng mao dẫn. Do thoáng khí kém, sức chứa cao, nhiệt độ giảm, độ hút ẩm lớn, nên hay bị glây. Chất hữu cơ phân giải chậm nên được tích luỹ nhiều hơn ở đất cát. Mặt khác, mùn và sét thường kết hợp với nhau làm thành một dạng phức bền vững hơn. Đất sét khó thấm nước, cho nên có khả năng giữ nước, giữ phân tốt. Do ít bị rửa trôi nên đất sét nói chung giàu chất dinh dưỡng hơn đất cát. Tuy nhiên, khi đất sét không có kết cấu, nghèo chất hữu cơ, giữ quá chặt thức ăn bất lợi cho cây trồng. Đất thịt: Đất thịt mang tính chất trung gian giữa đất cát và đất sét. Nếu là đất thịt nhẹ thì ngả về phía đất cát, nếu là đất thịt nặng thì ngả về phía đất sét. ở đất thịt nhẹ và đất thịt trung bình, chế độ nước và khí được phối hợp điều hoà, thuận lợi cho nhiều quá trình sinh vật, hoá học diễn ra trong đất, mặt khác cày bừa, làm đất cũng nhẹ nhàng hơn đất sét, về mặt cây trồng có thể vừa trồng lúa, vừa trồng màu cũng được. Bởi vậy nông dân ta thường thích đất thịt nhẹ và đất thịt trung bình. 2.3. Các tính chất cơ bản của đất - Tỷ trọng Tỷ trọng của đất là trọng lượng đất các hạt đất sít vào nhau không có khe hở ở trạng thái khô kiệt trong một đơn vị thể tích. Đơn vị tính: g/cm3 hoặc kg/dm3 hoặc tấn/m3. Tỷ trọng của đất phụ thuộc vào: Thành phần khoáng vật, thành phần cơ giới đất và hàm lượng chất hữu cơ trong đất. - Dung trọng Dung trọng là trọng lượng khô kiệt của một đơn vị thể tích đất ở trạng thái tự nhiên . Đơn vị tính: g/cm3 hoặc kg/dm3 hoặc tấn/m3. Dung trọng của đất phụ thuộc vào các yếu tố như tỷ trọng, ngoài ra còn phụ thuộc vào kết cấu và độ xốp của đất. Các loại đất tơi xốp thường có dung trọng nhỏ và ngược lại những đất bí chặt, kém tơi xốp thì dung trọng lớn. Các tầng đất càng xuống sâu thì dung trọng tăng dần. - Độ xốp Độ xốp của đất là tỷ lệ % các khe hở chiếm trong đất so với thể tích chung của đất. Đơn vị tính: %. Độ xốp của đất phụ thuộc vào các yếu tố như tỷ trọng, dung trọng và kết cấu của đất. Ngoài ra độ xốp đất còn phụ thuộc rất lớn vào các biện pháp canh tác như: cày, bừa, xới xáo. Độ xốp của đất có thể biến động từ 30-70% tùy thuộc vào loại đất và kết cấu đất. Thường được phân cấp như sau: Bảng 1: Bảng phân cấp độ xốp của đất P(%) Mức độ = 50 Thích hợp > 50 Xốp > 70 Rất xốp < 50 Kém xốp < 30 Đất bị dí chặt Theo một số tài liệu cho thấy rằng: Độ xốp đất trồng trọt tốt nhất là 50%, khi đó chế độ nước và không khí trong đất được điều hòa và chế độ cung cấp thức ăn cho cây cũng được điều hòa tốt. - Tính liên kết của đất Tính liên kết là đặc tính của hạt đất hút lẫn nhau để sít lại nhau, có tác dụng chống lại các lực tác động bên ngoài muốn làm rời chúng ra. Nói cách khác tính liên kết là sự dính kết giữa các phân tử đất với nhau. Khi đất khô tính chất này biểu hiện rõ, những loại đất có tính liên kết lớn thường tạo thành những kiểu kết cấu tảng. Nguyên nhân gây ra tính liên kết: Do năng lượng bề mặt của hạt đất, do các chất kết gắn trong đất, do sức nen cơ giới. Những yếu tố ảnh hưởng đến tính liên kết của đất là: thành phần cơ giới, độ ẩm đất, kết cấu đất, hàm lượng mùn và thành phần cation hấp phụ. Ý nghĩa thực tiển: Tính liên kết của đất ảnh hưởng lớn đến bộ rễ của cây (nếu tính liên kết lớn thì bộ rễ của cây khó ăn sâu). Tính liên kết còn ảnh hưởng lớn đến việc làm đất dễ hay khó. - Tính dính của đất Tính dính của đất là đặc tính của đất có thể bám vào các vật bên ngoài khi tiếp xúc với đất như cày bừa, như máy móc, nông cụ, cả người tham gia làm đất. Nguyên nhân gây ra là do sức căn bề mặt ngoài của các hạt đất tạo ra sức hút giữa các hạt đất với vật bên ngoài. Tính dính phụ thuộc các yếu tố sau: - Thành phần cơ giới của đất: Đất càng nặng thì tính dính càng lớn. - kết cấu đất: Đất có kết cấu tốt thì tính dính giảm. - Độ ẩm: Độ ẩm đất tăng thì tính dính tăng, nhưng tăng đến một thời hạn nào đó thì đất bị nhão ra và mất tính dính. - Hóa trị của các ion trên bề mặt hạt keo đất. Tính dính của đất lớn thì việc làm đất khó khăn và phải tốn nhiều năng luợng hơn. - Tính dẻo của đất Khi đất ẩm, nếu tác động vào một lực nào đó nếu hình dạng của nó có thể bị thay đổi mà không bị vỡ nát ra, đó là tính dẻo của đất. Tính dẻo thể hiện khả năng nặn tạo ra được hình dạng nhất định, nên còn gọi là tính tạo hình hay tính nặng. Nguyên nhân gây ra tính dẻo là do lực liên kết của các hạt đất. Tính dẻo của đất còn phụ thuộc vào các yếu tố sau: Thành phần cơ giới đất, độ ẩm đất, lượng chất hữu cơ trong đất, thành phần cation hấp phụ trên bề mặt keo đất. Ý nghĩa thực tiễn của tính dẻo: Tính dẻo gây khó khăn cho việc làm đất. Nếu đất có tính dẻo lớn, gặp trạng thái ướt sẽ tạo thành thỏi, kết cấu tảng, không tan vỡ; còn ởv trạng thái khô thì ngược lại rất cứng rắn, tăng lực cảng đối với cung cụ làm đất và khó vỡ vụn. Tuy nhiên tính dẻo có tác dụng tốt trong việc sản xuất, sứ và tạo hình. - Tính trương và co của đất Là đặc tính của đất có thể thay đổi thể tích khi độ ẩm thay đổi. Khi lượng nước trong đất tăng lên thì thể tích của đất tăng lên, gọi là tính trương; khi khô thì thể tích đất bị giảm đi, gọi là tính co. Tính trương co của đất phụ thuộc vào các yếu tố sau: - Thành phần cơ giới: Đất càng nặng thì tính trương co càng tăng. - Thành phần và hàm lượng keo sét. - Thành phần các cation hấp phụ trong đất. Ý nghĩa thực tiễn: Tính trương co đều bất lợi. Trên các đất thịt nặng và đất sét thì bảo hòa nước sẽ trương phình lấp hết các khe hở tạo nên dòng chảy bề mặt gây nên xói mòn rửa trôi. Đất có tính trương co mạnh, khi làm ruộng mạ nếu bị khô cạn mặt đất sẽ bị nứt nẻ làm đất rễ cây và càng làm tăng khả năng bốc hơi nước làm đất mất ẩm xuống các tầng sâu. - Sức cản của đất Sức cản của đất là khả năng chống lại các vật tác động vào đất gọi là lực cản riêng của đất. Nguyên nhân gây ra là do tổng hợp của lực liên kết, lực dính, lực dẻo, lực ma sát của đất. Các yếu tố ảnh hưởng đến lực cản của đất: - Thành phần cơ giới đất: Đất có thành phần cơ giới càng nặng thì sức cảng của đất càng tăng. - Độ ẩm của đất: Đất khô có lực cản lớn hơn đất ướt. - Kết cấu đất: Đất có kết cấu thích hợp ở dạng viên làm giảm sức cản so với kết cấu đất dạng tảng. - Ngoài ra việc bón vôi và đặc biệt là bón phân hữu cơ sẽ làm giảm lực cản một cách rỏ rệt. - Nước trong đất + Vai trò nước trong đất: Nhà bác học Nga G.H. Vưxoski đã ví nước trong đất như "như máu trong cơ thể động vật". Bởi vì nước có vai trò đặc biệt quan trọng đối với các quá trình hóa học, sinh học, sinh hóa học xãy ra trong đất, là yếu tố không thể thay thế được, quyết định cho tất cả sự sống trên trái đất. Đối với đất: - Nước tham gia vào sự phân hủy các khoáng vật và đá trong quá trình hình thành đất. - Nước tham gia vào tất cả các phản ứng hóa học xảy ra trong đất. - Hàm lượng nước trong đất ảnh hưởng đến nồng độ, thành phần chất tan trong dung dịch đất, từ đó ảnh hưởng đến các đặc tính của dung dịch đất như: pH, Eh, tính đệm. - Nước ảnh hưởng đến trạng thái của keo đất và khả năng trao đổi của nó. - Nước ảnh hưởng có tính chất quyết định đến tính chất vật lý của đất. - Hàm lượng nước trong đất chi phối chiều hướng chuyển hóa vật chất trong đất, từ đó ảnh hưởng đến khả năng cung cấp thức ăn cho cây và việc tích lũy các chất trong đất. - Sự di chuyển nước có thể gây ảnh hưởng xấu đến độ phì đất, vì nó có thể làm rửa trôi các chất dinh dưỡng, phá vở kết cấu đất, gây xói mòn. Đối với sinh vật đất: - Mọi sinh vật sống, sinh trưởng, phát triển đều phải cần nước; không co nước thì mọi sinh vật đều chết. - Nhờ có nước hòa tan các chất dinh dưỡng trong đất thì cây mới hút được. - Nước ảnh hưởng dến sự phân bố các quần thể vi sinh vật trong đất, thừa nước thì vi sinh vật yếm khí phát triển, khô hạn thì hệ vi sinh vật háo khí phát triển. Các dạng nước trong đất Nước trong đất có 7 dạng. Nhưng tuỳ theo lực giữ nước mà cây có thể hút được một số dạng nước nhất định. - Nước liên kết hoá học: Lực giữ nước rất lớn > 10.000atm. - Nước hấp thu: Nuớc hấp thu chặt (lực giữ nước 50 - 10.000atm), nước hấp thu hờ (15 - 50atm) cây hoàn toàn không sử dụng được. - Nước mao quản: Lực giữ nước mao quản của đất rất bé (từ 0,08- 6,25atm) nên dạng nước này cây dễ sử dụng. Vì thế nước mao quản là nguồn cung cấp nước chủ yếu cho cây trồng là nguồn nước dự trữ chính trong đất. + Nước mao quan treo: Là các nước trong các ống mao quan không liên kết gì với mạch nước ngầm. Trường hợp mạch nước ngầm ở quá sâu, nước mao quản không được nước ngầm cung cấp, mà do tưới hoặc do mưa. Đây là dạng nước dữ ẩm chủ yếu cho tầng đất mặt. + Nước mao quản leo: Là nước trong các ống mao quản nối nới mạch nước ngầm và thường xuyên được nước ngầm cung cấp. - Nước trọng lực: Lực giữ nước tuy rất nhỏ nhưng cây hút được ít do thời gian tiếp xúc ngắn và di chuyển quá nhanh. - Nước ngầm: Nước ngầm có tác dụng tạo ra viền mao quản. Nếu viền mao quản là vùng rễ cây thì có tác dụng cấp nước cho cây. - Hơi nước: Là nước ở thể hơi, được đất giữ lại nhờ lực hấp phụ. Hơi nước là một thành phần của không khí đất, nó chứa trong những lỗ hổng tự do không chứa nước của đất. Thực vật không sử dụng được dạng nước này, mà chỉ sử dụng khi nước thể hơi đã chuyển sang thể lỏng. - Nước ở thể rắn: Là nước trong các khe hở của đất ở trạng thái rắn. dạng nước này chỉ có ở vùng ôn đới hoặc các vùng cao nguyên Việt Nam khi nhiệt độ xuống quá thấp. - Không khí trong đất Các chất khí trong đất rất cần thiết cho các vi sinh vật sống trong đất, cho các quá trình sinh học tiến hành thuận lợi. Trong các chất khi người ta chú ý đến oxi và cacbonic. Hai chất khí nay có tác động đến nhiều mặt về tính chất đất, ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến năng suất cây trồng. Vai trò oxi: - Tác động trực tiếp đến sự hô hấp của cây trồng. Thiếu oxi quá trình hô hấp yếu, cây thiếu năng lượng hoạt động dẫn đến năng suất thấp. - Đất thoáng khí giúp rễ cây phát triển thuận lợi, hút nước và thức ăn mạnh, sinh trưởng phát triển nhanh. Đặc biệt giai đoạn nảy mầm, cây cần nhiều oxi. - Thiếu oxi quá trình yếm khí phát triển, sinh ra các chất độc trong đất,giảm trữ lượng dinh dưỡng, ảnh hưởng xấu đến lý tính đất. Ngược lại đủ oxi quá trình háo khí phát triển, tạo cho đất có nhiều tính chất tốt. Vai trò cacbonic: - Trong quá trình quang hợp cây hút một phần từ không khí đất. - CO2 tham gia vào các phản ứng hóa học trong đất góp phần tăng cường thức ăn cho cây. - Nhưng nếu trong đất nhiều CO2 sẽ ảnh hưởng xấu đến quá trình hô hấp của sinh vật, đặc biệt là giai đoạn nảy mầm của cây và sự phát triển hệ rễ. Tính thông khí của đất Là khả năng di chuyển không khí qua đất. Là một đặc tính rất quan trọng của đất, là nhân tố thường xuyên quyết định tốc độ trao đổi khí giữa đất và khí quyển, tức là quyết định lượng O2, CO2 trong đất, do đó ảnh hưởng đến quá trình hoạt động của vi sinh vật, các phản ứng đất, ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống cây trồng. Biện pháp điều tiết không khí trong đất Muốn điều tiết chế độ không khí có lợi cho cây trồng, ta dùng các biẹn pháp làm tăng hàm lượng và cải thiện thành phần không khí trong đất, bằng các biện pháp sau: - Tăng cường và cải thiệt kết cấu đất, làm tăng độ hổng phi mao quản, giảm độ hổng mao quan, muốn vậy cần cày sâu và bón phân hữu cơ. - Làm tăng độ thoáng đất bằng cách lên luống, làm cỏ sục bùn, xới đất, phá ván sau mưa. - Phơi ải, xếp ải là biện pháp rất tốt để cải thiện thành phần không khí trong đất, nhằm làm tăng những hợp chất oxi hóa, giảm các chất khi độc, chất độc. Những ruộng khó thoát nước hoặc thời gian phơi ải không cho phép thì phải làm giầm, bừa kỹ nhiều lần cho đất ngấu. - Nhiệt trong đất Nguồn nhiệt chính cung cấp cho đất là năng lượng bức xạ Mặt Trời. Hằng số năng lượng Mặt Trời là năng lượng của tia sáng Mặt Trời chiếu thẳng góc đến 1 cm2 đất trong một phút khi quả đất cách Mặt Trời một khoảng trung bình. Ngoài nguồn nhiệt chính này thì có nguồn nhiệt cung cấp từ các phản ứng hóa học, sinh hóa học trong đất và một số nguồn nhiệt khác. Nhiệt trong đất ảnh hưởng đến tất cả các giai đoạn sinh trưởng phát triển cây trồng. PHẦN III. KẾT LUẬN Như vậy, muốn nâng cao độ phì nhiêu của đất và thu được năng suất cao, ổn định, thì phải tác động đồng thời các yếu tố đó đối với đời sống cây trồng. Tuy nhiên, vai trò của từng yếu tố không như nhau, tùy thuộc vào từng trường hợp cụ thể mà đưa một số yếu tố nào đó lên hàng đầu. Qua nghiên cứu một số vấn đề trên ta thấy các tính chất lý học và hoá học của đất có mối quan hệ mật thiết với độ phì nhiêu của đất. Mối quan hệ này hết sức phức tạp, nó liên quan đến các quá trình hoá, lý học xảy ra trong đất và các quá trình sinh hoá, sinh lý xảy ra trong mỗi cơ thể sinh vật. Ở những vùng đất rừng nguyên sinh thì mối quan hệ này qua thời gian dài đã thiết lập được một mối quan hệ rất bền vững, ổn định. Còn đối với đất nông nghiệp, dưới sự tác động của con người trong quá trình sản xuất để tạo ra lương thực, thực phẩm phục vụ cho đời sống của con người nên trên đất nông nghiệp các mối quan hệ này thay đổi rất lớn. Các mối quan hệ có thể được thành lập và bị phá vỡ trong thời gian ngắn theo kế hoạch sản xuất của con người về thời vụ, đối tượng cây trồng, phương thức sản xuất, đầu tư phân bón, công nghệ sản xuất,…. Nên để bảo đảm sản xuất có hiệu quả, giữ được độ phì nhiêu cho đất, bảo vệ hệ sinh thái đồng ruộng, tiến tới sản xuất nông nghiệp bền vững đòi hỏi người sản xuất nông nghiệp cần có sự nhìn nhận sâu hơn, toàn diện hơn mối quan hệ giữa đất và cây trồng, trên cơ sở hiểu rõ các đặc tính của đất, khả năng cung cấp dinh dưỡng của đất, các đặc tính sinh lý của đối tượng cây trồng để vận dụng vào thực tiễn sản xuất với kế hoạch sản xuất hợp lý, khoa học và hiệu quả. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Độ phì nhiêu của đất và dinh dưỡng cây trồng, Nxb Nông Nghiệp Hà Nội – 2005. GS. Đỗ Ánh. [2] Sổ tay sử dụng phân bón, Nxb Nông Nghiệp TP.Hồ Chí Minh – 2000, Nguyễn Xuân Trường – Lê Văn Nghĩa – Lê Quốc Phong - Nguyễn Đăng Nghĩa. [3] Canh tác học, Nxb Nông Nghiệp Hà Nội – 1987. Lý Nhạc – Dương Hữu Tuyền – Phùng Đăng Chính. [4] Bài giảng Mối quan hệ đất và cây trồng (dành cho học viên cao học), T.S Lê Thanh Bồn. [5] Hỏi – Đáp về đất, phân bón & cây trồng, Nxb Nông Nghiệp Hà Nội – 2002. Viện Thổ Nhưỡng – Nông Hóa ACIAR – World Vision. [6] Bón phân cân đối và hợp lý cho cây trồng, Nxb Nông Nghiệp Hà Nội – 2005. [7]