Bài giảng khoa học đất Trần Xuân Miễn MỤC LỤC 1. Khái niệm về đất và độ phì nhiêu 3 2. Nguồn gốc và thành phần cơ bản của đất 4 3. Ðất là cơ sở sinh sống và phát triển thực vật, là tư liệu sản xuất cơ bản của nông nghiệp 5 4. Ðất là một bộ phận quan trọng của hệ sinh thái 5 1.2.1. Ðá mẹ và mẫu chất 7 1.2.2. Sinh vật 8 1.2.3. Khí hậu 10 1.2.4. Ðịa hình 10 1.2.5. Thời gian 11 1.2.6. Con người 11 1.3.1. Khoáng vật 12 1.3.2. Các loại đá hình thành đất (Đá mẹ) 16 2.3.1. Cấu tạo phẫu diện đất 30 2.3.2. Màu sắc đất 31 2.3.3. Chất mới sinh và chất lẫn vào 32 3.1. Keo đất 33 3.1.1. Khái niệm 33 3.1.2. Ðặc tính cơ bản của keo đất 34 3.1.3. Phân loại keo đất 36 3.1.4. Các loại keo sét trong đất 41 3.2. Khả năng hấp phụ của đất 46 3.2.1. Khái niệm chung 46 3.2.2. Các dạng hấp phụ của đất 46 3.2.3. Hấp phụ trao đổi ion 49 3.3. Ảnh hưởng của keo đất, khả năng hấp phụ đến tính chất đất và chế độ bón phân và cải tạo đất 54 3.3.1. Quan hệ giữa keo đất với quá trình hình thành đất 54 3.3.2. Quan hệ giữa keo đất với lý tính đất 54 3.3.3. Quan hệ giữa keo đất với hoá tính đất 55 3.3.4. Quan hệ giữa khả năng hấp phụ của đất với chế độ bón phân và cải tạo đất 55 3.4. Biện pháp duy trì và nâng cao khả năng hấp phụ của đất 56 4.2. Các nguyên tố hoá học chính trong đất và khả năng cung cấp chúng cho cây 59 4.2.1. Silic trong đất 59 4.2.2. Nhôm trong đất 59 4.2.3. Sắt trong đất 60 4.2.4. Ca và Mg trong đất 60 4.2.5. Lưu huỳnh trong đất 61 4.2.6. Nitơ trong đất 61 4.2.7. Phospho (lân) trong đất 62 4.2.8. Kali trong đất 64 4.2.9. Nguyên tố vi lượng trong đất 64 4.3. Dung dịch đất 67 4.3.1. khái niệm chung 67 4.3.2. Ý nghĩa của dung dịch đất 67 4.3.3. Thành phần và nồng độ của dung dịch đất 68 4.4. Phản ứng chua của đất 69 4.4.1. Nguyên nhân gây chua cho đất 69 4.4.2. Các loại độ chua của đất 71 - 1 - Bài giảng khoa học đất Trần Xuân Miễn 4.5 Phản ứng kiềm của đất 75 4.6 Phản ứng đệm của đất 76 4.6.1. Khái niệm 76 4.6.2. Nguyên nhân tạo nên tính đệm của đất 77 4.7. Phản ứng oxy hoá khử của đất 79 4.7.1. Khái niệmvề phản ứng oxy hoá khử 79 4.7.2. Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình oxy hoá khử 80 4.7.3. Ý nghĩa thực tiễn của phản ứng oxy hoá khử 81 5.1 Thành phần cơ giới 83 5.1.1. Khái niệm về cấp hạt cơ giới và thành phần cơ giới đất 83 5.1.2. Phân chia cấp hạt cơ giới 83 5.1.3. Thành phần và đặc tính của các cấp hạt cơ giới 84 5.1.4. Phân loại đất theo thành phần cơ giới 86 5.2 Một số tính chất vật lý cơ bản của đất 88 5.2.1. Tỷ trọng của đất 88 5.2.2. Dung trọng của đất 90 5.2.3. Ðộ xốp của đất 91 5.3. Một số tính chất cơ lý của đất 92 5.3.1. Tính liên kết của đất 92 5.3.2. Tính dính của đất 93 5.3.3. Tính dẻo của đất 93 5.3.4. Tính trương và tính co của đất 94 5.3.5. Sức cản của đất 95 6.1 Khái niệm, mục đích và yêu cầu của phân loại đất 97 6.2. Vài nét về sự phát triển của phân loại đất trên thế giới 98 a/ Trước Docuchaev 98 b/ Từ Docuchaev đến giữa thế kỷ XX 98 c/ Từ giữa thế kỷ XX đến nay 99 6.3. Phân loại đất theo phát sinh 99 6.3.1 Cơ sở của phương pháp 99 6.3.2 Nội dung phương pháp 100 6.4. Phân loại đất của Mỹ 102 6.4.1 Cơ sở của phương pháp 102 6.4.2 Nội dung của phương pháp 103 6.5. Phân loại đất theo FAO- UNESCO 108 6.5.1 Cơ sở của phương pháp 108 6.5.2 Nội dung của phương pháp 108 6.6. Phân loại đất ở Việt Nam 114 6.6.1. Tình hình công tác nghiên cứu phân loại ở Việt Nam 114 6.6.2 Cơ sở phân loại đất Việt Nam 115 6.6.3. Một số bảng phân loại đất 117 - 2 - Bài giảng khoa học đất Trần Xuân Miễn MỞ ĐẦU KHÁI NIỆM CHUNG VỀ THỔ NHƯỠNG 1. Khái niệm về đất và độ phì nhiêu Trên mặt địa cầu có chỗ là một khối rắn chắc, có chỗ là bãi cát mênh mông hoang mạc, có chỗ cây cối mọc xanh tươi bát ngát. Loài người gọi vùng thứ nhất là đá (nham thạch), vùng thứ hai là sa mạc và vùng thứ ba là thổ nhưỡng. Như vậy thổ nhưỡng là đất mặt tơi xốp của vỏ lục địa, có độ dầy khác nhau, có thể sản xuất ra những sản phẩm của cây trồng. Nguồn gốc của đất là từ các loại "đá mẹ” nằm trong thiên nhiên lâu đời bị phá huỷ dần dần dưới tác dụng của yếu tố lý học, hoá học và sinh học. Tiêu chuẩn cơ bản để phân biệt giữa "đá mẹ" và đất là độ phì nhiêu, nếu chưa có độ phì nhiêu, thực vật thượng đẳng chưa sống được thì chưa gọi là thổ nhưỡng. Thổ nhưỡng học là khoa học nghiên cứu đất nhằm giải quyết những vấn đề quan trọng của sản xuất xã hội có liên quan đến đất. Do yêu cầu sử dụng đất khác nhau, loài người đã dùng các phương pháp nghiên cứu đất khác nhau và lích luỹ được rất nhiều kiến thức về đất. Nhưng cũng có các nhận thức khác nhau về đất. Thí dụ đối với các công trình xây dựng nhà cửa, đường sá, thuỷ lợi thì đất chỉ là nguyên liệu chịu lực cho nên các cán bộ thuỷ lợi và xây dựng thường coi đất là một loại nguyên liệu, chỉ quan tâm đến các tính chất vật lý và cơ lý của đất. Còn trong sản xuất nông nghiệp đất là cơ sở sinh sống và phát triển cây trồng. Cây trồng có thể sống trên đất là nhờ độ phì nhiêu. Độ phì phát huy được tác dụng nhờ các yếu tố bên trong của đất (môi trường tự nhiên của khu vực và yếu tố kỹ thuật canh tác). Muốn có nhận thức đúng đắn về đất trồng cần phải nắm vững quan điểm độ phì làm trung tâm. Nhờ có độ phì mà đất trở thành đối tượng canh tác của loài người là tư liệu sản xuất cơ bản của nông nghiệp và là cơ sở để thực vật sinh trưởng và phát triển. Bởi vì độ phì nhiêu là khả năng của đất có thể cung cấp cho cây đồng thời và không ngừng cả nước lẫn thức ăn", khả năng đó nhiều hay ít (tức độ phì cao hay thấp) do các tính chất lý học, hoá học và sinh học đất quyết định; ngoài ra còn phụ thuộc vào điều kiện thiên nhiên và tác động của con người. Như vậy độ phì không phải là số lượng chất dinh dưỡng tổng số trong đất mà là khả năng cung cấp chất dinh dưỡng cho cây nhiều hay ít. Ðó là một chỉ tiêu rất tổng hợp, là sự phản ánh tất cả các tính chất của đất vì thế cần có quan điểm toàn diện. Ðã có nhiều quan điểm khác nhau về độ phì đất. Ricacđô và các nhà khoa học phương Tây cho rằng: "độ phì đất giảm dần". Các nhà Thổ nhưỡng Liên Xô (cũ) mà đại diện là Viliam thì cho rằng "độ - 3 - Bài giảng khoa học đất Trần Xuân Miễn phì đất không ngừng tăng lên, không có đất nào xấu mà chỉ có chế độ canh tác tồi mà thôi". Các Mác khi bàn về vấn đề địa tô đã chia độ phì đất làm 5 loại là: độ phì thiên nhiên, độ phìnhân tạo, độ phì tiềm tàng, độ phì hiệu lực và độ phì kinh tế. 2. Nguồn gốc và thành phần cơ bản của đất Các loại đá nằm trong thiên nhiên chịu tác dụng lý học, hoá học và sinh học dần dần bị phá huỷ thành một sản phẩm được gọi là mẫu chất. Trong mẫu chất mới chỉ có các nguyên tố hoá học chứa trong đá mẹ sinh ra nó, còn thiếu một số thành phần quan trọng như chất hữu cơ, đạm, nước vì thế thực vật thượng đẳng chưa sống được. Trải qua một thời gian dài nhờ tác dụng của sinh vật tích luỹ được chất hữu cơ và đạm, thực vật thượng đẳng sống được, có nghĩa là đã hình thành thổ nhưỡng. Như vậy có thể nói nguồn gốc ban đầu của đất là từ đá mẹ. Thí dụ ở nước ta có đất nâu đỏ trên đá bazan, đất nâu đỏ trên đá vôi, đất vàng đỏ trên phiến thạch sét hoặc đá biến chất như phiến thạch Mica, Gơnai Dù là đất nông nghiệp, đất lâm nghiệp, đất đồng cỏ, thậm chí đất hoang đều gồm có các thành phần cơ bản sau đây: Chất vô cơ - Chất rắn Chất hữu cơ Thổ nhưỡng - Khe hở giữa các hạt Không khí Nước - Các loài sinh vật Trong đó: * Chất vô cơ do đá phá hủy tạo thành chiếm 95% trọng lượng hay 38% thể tích của chất rắn. * Chất hữu cơ do xác sinh vật phân huỷ chiếm dưới 5% trọng lượng hoặc 12% thể tích chất rắn. * Không khí một phần từ khí quyển nhập vào (O 2 + N 2 ) hoặc do đất sinh ra (CO 2 và hơi nước). * Nước chủ yếu do từ ngoài nhập vào, vì có hoà tan nhiều chất cho nên nước trong đất thực chất là dung dịch đất. * Sinh vật trong đất có nhiều loài như côn trùng, giun, nguyên sinh động vật, các loài tảo và một số lượng rất lớn vi sinh vật. Những thành phần trên có thể rất khác nhau về tỷ lệ phối hợp. Thí dụ trong đất than bùn hàm lượng chất hữu cơ có thể tới 70-80%. Ngược lại trong đất cát, hoặc đất xói mòn - 4 - Không khí Nước Chất vô cơ Chất hữu cơ Bài giảng khoa học đất Trần Xuân Miễn trơ sỏi đá không có thực bì che phủ thì hàm lượng chất hữu cơ chỉ có mấy phần nghìn mà thôi. Không khí và nước trong đất cũng thay đổi rất nhiều bởi vì hai thành phần này tồn tại trong các khe hở của đất, nó không những phụ thuộc độ chặt, độ xốp mà còn phụ thuộc độ ẩm của đất. Cả hai thành phần này cộng lại có thể chiếm trên 50% thể tích đất. Cần quan tâm đến thành phần sinh vật, đặc biệt là vi sinh vật bởi vì hầu hết các quá trình biến hoá phức tạp xảy ra trong đất đều có sự tham gia của vi sinh vật. Với nội dung của giáo trình, ở đây chỉ đề cập đến ảnh hưởng của vi sinh vật đến đất. 3. Ðất là cơ sở sinh sống và phát triển thực vật, là tư liệu sản xuất cơ bản của nông nghiệp Ðặc điểm cơ bản của sản xuất nông nghiệp là tạo ra chất hữu cơ trong đó có sản xuất thực vật. Trong cuộc sống thực vật cần có đủ 5 yếu tố là ánh sáng (quang năng), nhiệt lượng (nhiệt năng), không khí (O 2 và CO 2 ), nước và thức ăn khoáng. Trong đó 3 yếu tố đầu do thiên nhiên cung cấp (yếu tố vũ trụ), nước vừa do thiên nhiên vừa do đất cung cấp, còn thức ăn khoáng gồm rất nhiều nguyên tố như N, P, K, S, Ca, Mg và các nguyên tố vi lượng là do đất cung cấp. Như vậy những năm thời tiết khí hậu bình thường, trong điều kiện cùng một loại giống và trình độ canh tác tương tự thì năng suất cây trồng trên các loại đất cao hay thấp nói chung phụ thuộc vào khả năng cung cấp thức ăn của đất. Ngoài ra đất còn là nơi để cho cây cắm rễ, "bám trụ" không bị nghiêng ngả khi mưa to gió lớn. Một loại đất được gọi là tốt phải bảo đảm cho thực vật "ăn no" (cung cấp kịp thời và đầy đủ thức ăn), "uống đủ" (chế độ nước tốt), "ở tốt" (chế độ không khí và nhiệt độ thích hợp) và "đứng vững" (rễ cây có thể mọc rộng và sâu). Sản xuất nông nghiệp bao gồm 2 nội dung lớn là: sản xuất thực vật (trồng trọt) và sản xuất động vật (chăn nuôi). Chúng ta biết rằng nếu không có thực vật hút thức ăn trong đất qua tác dụng quang hợp biến thành chất hữu cơ thực vật thì động vật không thể có nguồn năng lượng cần thiết để duy trì cuộc sống của chúng. Bởi vậy đất không những là cơ sở sản xuất thực vật mà còn là cơ sở để sản xuất động vật. Trồng trọt phát triển thì chăn nuôi cũng phát triển. 4. Ðất là một bộ phận quan trọng của hệ sinh thái Sinh thái học là môn khoa học nghiên cứu về mối quan hệ giữa các sinh vật với môi trường. Trên địa cầu có vô số sinh vật, các sinh vật này cùng với môi trường của chúng tạo thành sinh quyển. Sinh quyển do nhiều hệ sinh thái tạo thành. Mỗi hệ sinh thái có tổ hợp sinh vật riêng của nó. Trong môi trường thiên nhiên của một vùng thì động vật, vi sinh vật, thổ nhưỡng làm thành một hệ sinh thái. Đó là một bộ phận quan trọng trong hệ sinh thái - 5 - Bài giảng khoa học đất Trần Xuân Miễn của vùng. Mặt khác tình hình đất của một vùng lại có quan hệ với những yếu tố khác cấu tạo nên hệ sinh thái của vùng đó, giữa chúng có quan hệ điều tiết cân bằng lẫn nhau và khống chế nhau. Vì vậy, trong khoa học môi trường, đất không những là tư liệu sản xuất cơ bản của nông nghiệp mà còn được coi là một bộ phận quan trọng của hệ sinh thái một vùng. Ðất có ý nghĩa quan trọng đối với loài người tương tự như nước, không khí, sinh vật và khoáng sản. Loài người sống trong môi trường thiên nhiên, luôn tìm cách cải tạo môi trường xung quanh để phù hợp với yêu cầu của sản xuất và cuộc sống, lập nên cân bằng động của hệ sinh thái. Nhưng mặt khác sự hoạt động của loài người cũng có lúc phá huỷ cân bằng sinh thái thiên nhiên mà hậu quả là những tổn thất không bù đắp được. Thí dụ hậu quả của ô nhiễm đất không những gây nên tình trạng hoang hoá đất, thay đổi hệ sinh thái đất từ đó làm thay đổi hệ sinh thái đồng ruộng, thậm chí có thể dẫn đến sự hủy diệt một số sinh vật trong vùng. Ô nhiễm đất còn có thể gây ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ con người và gia súc. Những năm gần đây, khoa học môi trường đã đòi hỏi công tác thổ nhưỡng có biện pháp giám định, phòng ngừa và xử lý ô nhiễm đất, định ra tiêu chuẩn làm sạch hoá đất. Từ đó ta thấy Thổ nhưỡng học cận đại đã có sự phát triển mới, nó đã trở thành một bộ phận quan trọng trong khoa học môi trường. Từ những ý nghĩa trên, việc sử dụng đất không những căn cứ vào yêu cầu của nền kinh tế quốc dân và sự phát triển nông nghiệp mà còn phải xuất phát từ góc độ khoa học môi trường, chú ý đến vấn đề cân bằng động trong toàn bộ hệ sinh thái tự nhiên. Nếu đất phù hợp với nông nghiệp thì làm nông nghiệp, phù hợp với lâm nghiệp thì phát triển rừng. Ðất phù hợp với chăn nuôi thì phát triển đồng cỏ Ðối với những vùng đất bị ô nhiễm nghiêm trọng thì cấm trồng cây lương thực thực phẩm hoặc chăn thả gia súc mà nên chuyển sang trồng cây lâm nghiệp hoặc cây lấy gỗ. Ðối với quản lý đồng ruộng cần lưu ý phòng chống ô nhiễm do thuốc trừ sâu, thuốc trừ cỏ hoặc ảnh hưởng của nước thải công nghiệp. Ðối với khai hoang cần chú ý chống xói mòn đất và khô cằn đất làm ảnh hưởng đến toàn bộ hệ sinh thái của khu vực. - 6 - Bài giảng khoa học đất Trần Xuân Miễn CHƯƠNG 1 CÁC NHÂN TỐ HÌNH THÀNH ĐẤT 1.1 Khái niệm chung về sự hình thành đất Sự hình thành đất là một quá t r ì nh biến đổi vật chất rất phức tạp diễn ra ở lớ p ngo ài cùng của vỏ T r ái đ ất, dưới t ác động của nhiều yếu tố khác nh a u. Khi T r ái đất chưa có sự sống, bấy giờ chỉ diễn ra sự phá huỷ đ á mẹ (phong hóa) tạo ra sản phẩm là các chất vô cơ có kích t hước khác nhau, gọi chung là mẫu chất. Mẫu chất bị nước cuốn trôi, trầm tích lại một nơi nào đó, dần dần h ì nh thành nên đá trầm tích. Có thể gọi đó là vò ng Đại tuần hoàn địa c hấ t . T h ực chất của vò ng đại tuần hoàn địa chất là quá trình phong hóa đá để tạo thành mẫu c h ất . Khi Trái đ ất có sinh vật, đã bổ s ung t hêm một phần mới đó là các hợp chất hữu cơ. Mặc dù c h ất h ữ u cơ chỉ là một phần nhỏ của trọng lượng đất, nhưng đã l àm cho mẫu chất trở t hành đất, có thuộc tí nh s i nh học của nó là độ phì và có khả năng sản xuất ra s ản phẩm cây trồng, gọi đó là vòng Tiểu t uần hoàn sinh vật. Đây là vòng tuần hoàn không kh é p kín, mà theo kiểu xoáy trôn ốc. Nghĩa là sau một c hu k ì sống, sinh vật trả lại cho đất một lượng chất hữu cơ nhiều hơn, làm cho đất ngày càng phì nhiêu, mà u mỡ h ơ n. Như vậy, quá trình hình thành đất chỉ bắt đầu từ khi có sự sống xuất hiện. Bởi vậy bản chất c ủ a qu á trình h ì nh t hành đất là sự t hố ng nhất mâu thuẫn g i ữa vòng đại tuần ho àn địa chất và vò ng tiểu t u ầ n hoàn sinh học. Cơ sở của quá trình hình thành đất là vòng đại t uần hoàn địa c h ất , còn bản chất c ủa quá trình hình thành đất là vòng tiểu t uần ho àn sinh v ật . 1.2 Các nhân tố hình thành đất Năm 1883, nhà bác học người Nga V.V.Docuchaev cho rằng đất được hình thành do sự tác động tổng hợp của 5 yếu tố: Ðá mẹ và mẫu chất, sinh vật, khí hậu, địa hình và thời gian. Sự tác động của các yếu tố trên quyết định và chi phối các quá trình hình thành và biến đổi diễn ra trong đất để hình thành nên các loại đất khác nhau. Những quan điểm của V.V.Docuchaev được coi là học thuyết về phát sinh đất. Sau V.V.Docuchaev, các nhà thổ nhưỡng học bổ sung thêm một yếu tố nữa là sự tác động của con người trong sự hình thành đất. 1.2.1. Ðá mẹ và mẫu chất Các đá lộ ra ở phía ngoài cùng của vỏ Trái Ðất bị phong hoá liên tục cho ra các sản phẩm phong hoá và tạo thành mẫu chất. Ðược sự tác động của sinh vật, mẫu chất biến dổi dần dần để tạo thành đất. Thành phần khoáng vật, thành phần hoá học của đá quuyết định thành phần mẫu chất và đất. Ðá bị phá huỷ để tạo thành đất được gọi là đá mẹ. - 7 - Bài giảng khoa học đất Trần Xuân Miễn Ðá mẹ là cơ sở vật chất ban đầu và cũng là cơ sở vật chất chủ yếu trong sự hình thành đất. Các loại đá mẹ khác nhau có thành phần khoáng vật và hoá học khác nhau, do vậy trên các loại đá mẹ khác nhau hình thành nên các loại đất khác nhau. Ví dụ: - Ðấthình thành trên đá mẹ là granít có độ dầy tầng đất từ mỏng đến trung bình, thành phần cơ giới nhẹ và nghèo các chất dinh dưỡng. - Ðấthình thành trên đá mẹ là bazan có tầng đất đất rất dầy, thành phần cơ giới nặng và chứa nhiều các chất dinh dưỡng. Trong việc nghiên cứu, phân loại đất vùng đồi núi Việt Nam chúng ta thường dựa vào cơ sở đầu tiên là đá mẹ. Về mẫu chất, cần phân biệt rõ 2 loại: mẫu chất tại chỗ và mẫu chất phù sa. Mẫu chất tại chỗ hình thành ngay trên đá mẹ, có thành phần và tính chất giống đá mẹ. Mẫu chất phù sa được lắng đọng từ vật liệu phù sa của hệ thống sông ngòi nên có thành phần rất phức tạp. Ngoài ra ở vùng đồi núi còn gặp mẫu chất dốc tụ. Sự phân biệt giữa mẫu chất và đất có tính chất tương đối, nhiều trường hợp rất khó phân biệt. Mẫu chất phù sa ở Việt Nam thực chất là nhóm đất phù sa có nhiều tính chất tốt của nước ta. Khi chưa có sự sống xuất hiện trên Trái Ðất, quá trình phá huỷ đá mẹ diễn ra theo chu trình: phá huỷ biến đổi Ðá mẫu chất Ðất Chu trình này có tên là đại tuần hoàn địa chất và được coi là cơ sở để tạo thành đất. 1.2.2. Sinh vật Sự sống xuất hiện cách đây 500-550 triệu năm (kỷ Cambri của nguyên đại cổ sinh) sinh vật, trong đó chủ yếu là thực vật tác động lên mẫu chất, tạo thành chất hữu cơ trong mẫu chất, làm thay đổi mẫu chất và chuyển mẫu chất thành đất. Tham gia vào quá trình hình thành đất có nhiều loại sinh vật khác nhau nằm trong 3 ngành chính là thực vật màu xanh, động vật và vi sinh vật. + Vai trò của thực vật: Thực vật là nguồn cung cấp chất hữu cơ chủ yếu cho mẫu chất và đất. Khoảng 4/5 chất hữu cơ trong đất có nguồn gốc từ thực vật. Trong hoạt động sống của mình, các loài thực vật hút nước và các chất khoáng trong mẫu chất và đất, đồng thời nhờ quá trình quang hợp tạo thành các chất hữu cơ trong cơ thể. Sau khi chết, xác của chúng rơi vào mẫu chất và đất bị phân giải trả lại các chất lấy từ đất và bổ sung thêm cácbon, nitơ tạo thành chất - 8 - Bài giảng khoa học đất Trần Xuân Miễn hữu cơ trong mẫu chất. Sự tích luỹ chất hữu cơ làm cho mẫu chất xuất hiện độ phì và chuyển thành đất. Chu kỳ đất - cây - đất diễn ra liên tục trong tự nhiên làm cho độ phì đất tăng dần. Thực vật gồm các loại cây trong tự nhiên và hệ thống cây trồng trong sản xuất nông - lâm nghiệp. Dưới các kiểu rừng khác nhau gặp các loại đất có độ phì rất khác nhau. Ví dụ: đất dưới rừng tre, nứa hoặc trảng cỏ có độ phì thấp hơn đất dưới rừng cây lá rộng. Một số loài thực vật được dùng làm cây chỉ thị cho một số tính chất đất. Ví dụ: cây sim, cây mua là cây chỉ thị cho đất chua, cây sú vẹt chỉ thị của đất mặn v.v. + Vai trò của động vật: Các loài động vật có thể chia thành 2 nhóm: động vật sống trên mặt đất và động vật sống trong đất. Ðộng vật sống trên mặt đất gồm nhiều loài khác nhau, các chất thải trong cuộc sống rơi vào đất cung cấp một số chất dinh dưỡng. Sau khi chết xác chúng rơi vào đất bị phân giải bổ sung chất dinh dưỡng và chất hữu cơ cho đất. Ðộng vật sống trong đất có nhiều loài như: giun, kiến, mối Giun đất có vai trò rất lớn trong sự tạo độ phì đất. Theo Russell, một hecta đất tốt có thể có tới 2.500.000 cá thể các loại giun. Giun ăn đất, phân giun là các hạt kết viên bền vững làm cho đất tơi xốp. Khi chết xác chúng được phân giải cung cấp nhiều nitơ và các chất khoáng cho đất. Ðộng vật góp phần bổ sung chất hữu cơ và làm tăng độ phì đất. + Vai trò của vi sinh vật Tập đoàn vi sinh vật trong đất rất phong phú với nhiều chủng loại khác nhau. Về số lượng có thể có tới hàng trăm triệu con trong một gam đất. Các kết quả nghiên cứu cho thấy rất nhiều quá trình diễn ra trong đất có sự tham gia trực tiếp hay gián tiếp của tập đoàn vi sinh vật đất. Quá trình phân giải xác hữu cơ, quá trình hình thành mùn, quá trình chuyển hoá đạm trong đất, quá trình cố định đạm từ khí trời trải qua nhiều phản ứng, nhiều giai đoạn, mỗi phản ứng đều có sự tham gia của một loài sinh vật cụ thể. Hầu hết các loài vi sinh vật đều sinh sản theo cách tự phân nên lượng sinh khối tạo ra trong đất lớn, sau khi chết xác các loài vi sinh vật bị phần giải góp phần cung cấp chất hữu cơ và tạo độ phì đất. Như vậy, sau khi sự sống xuất hiện, giới sinh vật đã có những tác động sâu sắc về nhiều mặt tới mẫu chất để chuyển mẫu chất thành đất, sinh vật tiếp tục tác động với đất để đất ngày càng phát triển. Nói cách khác nếu không có sinh vật thì chưa có đất, vì vậy các nhà khoa học cho rằng sinh vật là yếu tố quyết định trong sự hình thành đất. - 9 - Bài giảng khoa học đất Trần Xuân Miễn 1.2.3. Khí hậu Các đặc trưng của khí hậu như nhiệt độ, ẩm độ không khí, lượng mưa ảnh hưởng rất lớn tới sự hình thành đất. + Ảnh hưởng trực tiếp: khí hậu ảnh hưởng trực tiếp đến phong hoá đá, sự thay đổi nhiệt độ tạo sự phá huỷ vật lý, lượng mưa và chế độ mưa ảnh hưởng tới phong hoá vật lý và hoá học Nhiều quá trình diễn ra trong đất như khoáng hoá, mùn hoá, rửa trôi, xói mòn chịu sự tác động rõ rệt của khí hậu. Những vùng có lượng mưa > bốc hơi, lượng nước thừa sẽ di chuyển trên mặt đất và thấm sâu xuống đất tạo nên các quá trình xói mòn và rửa trôi. Các nguyên tố kiềm, kiềm đất rất dễ bị rửa trôi, do vậy lượng mưa càng lớn đất bị hoá chua càng mạnh. Mối tương quan giữa lượng mưa và độ chua được thể hiện ở bảng 1.1. Bảng 1.1. Ảnh hưởng của lượng mưa đến độ chua của đất (Theo Jenny - Bán đảo Mabrikia) Lượng mưa hàng năm (mm) Nhiệt độ ( o C) H + (me/100g đất) Tổng cation kiềm trao đổi (me/100g đất) pH 600-1300 29,5 5,5 24,0 6,8 1300-1900 26,2 11,2 15,0 6,3 1900-2500 22,9 14,7 8,2 5,9 2500-3200 22,3 16,6 5,5 5,7 3200-3800 20,6 19,6 4,0 5,6 + Ảnh hưởng gián tiếp: Ảnh hưởng gián tiếp của khí hậu thông qua yếu tố sinh vật, khí hậu góp phần điều chỉnh lại yếu tố sinh vật. Mỗi đới khí hậu trên Trái Ðất có các loài thực vật đặc trưng. Ví dụ: thực vật đặc trưng của khí hậu nhiệt đới là cây lá rộng, thực vật đặc trưng của khí hậu ôn đới là các cây lá kim V.V.Docuchaev đã phát hiện ở mỗi đới khí hậu có những loại đất đặc thù riêng. 1.2.4. Ðịa hình Ðịa hình cũng ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp đến sự hình thành đất. + Ảnh hưởng trực tiếp: Các đặc trưng của địa hình như dáng đất, độ cao, độ dốc ảnh hưởng trực tiếp đến nhiều quá trình diễn ra trong đất. Vùng đồi núi, vùng cao ở đồng bằng quá trình rửa trôi xói mòn diễn ra mạnh. Ngược lại trong các thung lũng ở vùng đồi núi hoặc vùng trũng ở đồng bằng diễn ra quá trình tích luỹ các chất. Lượng nước trong đất cũng phụ thuộc địa hình; vùng cao thường thiếu nước, quá trình ôxy hoá diễn ra mạnh; Vùng trũng thường dư ẩm, quá trình khử chiếm ưu thế kết quả ở các địa hình khác nhau hình thành nên các loại đất khác nhau. - 10 - [...]... c do xỏc sinh vt li sau khi cht, lm cho mu cht xut hin nhng thuc tớnh mi c gi chung l phỡ v mu cht bin i thnh t Nh khoa hc ni ting ngi Nga Vecnatxki cho rng: "Hot ng hoỏ hc ca v Trỏi ét, gn 99% cú liờn quan ti quỏ trỡnh sinh hoỏ hc" 2.1.2 Sn phm phong hoỏ, v phong hoỏ - 23 - Bi ging khoa hc t Trn Xuõn Min a Sn phm v v phong hoỏ + Sn phm phong hoỏ: Cỏc sn phm phong hoỏ l kt qu ca quỏ trỡnh phỏ hu cỏc... thnh Aoo, Ao (tng thm mc), A1, A2, A3 Tng B l tng tớch t cỏc cht ra trụi t tng A xung, cú th c chia thnh B 1, B2, B3 Tng C l tng mu cht nm ngay trờn ỏ m phỏt sinh ra t - 30 - Bi ging khoa hc t Trn Xuõn Min Hin nay, cỏc nh khoa hc t ngh b sung thờm mt s tng t Theo Soil Taxonomy v FAO-UNESCO, trong phu din cú cỏc tng ln lt t trờn xung di nh sau: tng O, tng H, cỏc loi tng A, tng E, cỏc loi tng B v tng... (Ca, Na)(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6: Cú mu xanh, xanh en Hocnblen: (Ca,Na)2(Mg,Fe,Al,Ti) (Si4O11)2(OH)2: Cú mu xanh hoc xanh en, nhng nht hn ogit Mica: Cú cu to dng lỏ búc c d dng; Cú 2 loi l: - 12 - Bi ging khoa hc t Trn Xuõn Min - Mica trng (Muscovit): KAl2(AlSi3O10) (OH.F)2: Mu sc hu ht cú mu trng, cú khi vng c - Mica en (Biotit): K(Fe,Mg)3(Al Si3O10)(OH.F)2 cú mu en T l mica en ớt hn mica trng Phenpat:... nhng khi lp phng nh cú nhng mt bc thang Pirit (FeS2): Cú mu vng (cũn gi l Vng sng); khi ỏnh vo túe la v mựi khột lu hunh bay lờn Lp sunphat: l nhng mui ca axit sunphuric Cỏc khoỏng vt in - 13 - Bi ging khoa hc t Trn Xuõn Min hỡnh l: Anhydrit (hay thch cao khan) - CaSO 4: Cú mu trng, xỏm, hi ; Thng gp dng tp hp ụng c, dng ht nh Anhydrit thng c dựng sn xut xi mng Thch cao - CasO4.2H2O: Cú mu trng, mm,... quỏ trỡnh phong húa ỏ v quỏ trỡnh bin i ca t So vi khoỏng vt nguyờn sinh thỡ s lng khoỏng vt th sinh ớt hn nhiu v cú kớch thc bộ S phõn bit khoỏng vt th sinh vi khoỏng vt nguyờn sinh nhiu - 14 - Bi ging khoa hc t Trn Xuõn Min khi ch l tng i Vớ d: Thch anh trong ỏ l nguyờn sinh v thch anh trong t l th sinh Ngũi ta chia khoỏng vt th sinh ra 3 lp: Lp alumi nosilicat Lp aluminosilicat do cỏc khoỏng vt lp... [(Si.Al)4O10](OH)2.nH2O: mu trng vy hoc t m mng, thng gp trong t sột Secpentin - Mg6(SiO4)(OH)8: L sn phm ca khoỏng Olivi n bin i, mu xanh l ỏ cõy n xanh en, cũn gi l khoỏng "da rn" (vỡ thng nm ln vi ami ng to thnh nhng khoang trng en nh da rn cp no ng) Clorit - Mg4Al2(Si2Al2O10)(OH)8: L sn phm phỏ hy ca khoỏng Ogit; mu xanh l ỏ cõy, mm Cỏc khoỏng vt sột: L nhúm khoỏng vt cú tinh th rt nh, cu to dt, khi thm nc thỡ trng... Gtit - HFeO2 + Limụnit - Fe2O3.nH2O Oxit v hydroxit mangan: Mu en, mm, thng kt ta thnh nhng ht trũn nh trong t phự s a v t ỏ vụi Nh: + Manganit: Mn2 O3 H2 O + Psilụmờlan: mMnO.nMnO2 pH2 O - 15 - Bi ging khoa hc t Trn Xuõn Min Hydroxit silic: in hỡnh l ễpan, Si O2 nH2 O thng cú mu trng, xỏm, c to thnh khi cỏc loi silicat b phỏ hy, o xit silic c tỏch r a Lp Cacbonat, s unfat v cl orua Cỏc kim loi kim... ging granit, mu xỏm sỏng ỏ macma trung tớnh: - Sienit: L ỏ macma xõm nhp; thnh phn khoỏng vt cú octoklaz, hocnblen, mu xỏm - Trakit: L ỏ macma phỳn xut, thnh phn khoỏng vt cú octoklaz, - 16 - Bi ging khoa hc t Trn Xuõn Min hocnblen, mu xỏm - ỏ Diorit: L ỏ macma xõm nhp; khoỏng vt cú plagioklaz, hocnblen; cú mu xỏm xanh nht - Andezit: L ỏ macma phỳn xut; mu xỏm xanh, thnh phn khoỏng vt cú plagioklaz,... v khoỏng vt n gin hn ỏ macma (vớ d: ỏ vụi ch cú CaCO3, ỏ sột ch cú sột, ) - Cú th cú di tớch hu c Phõn l oi trm tớch Cn c sn phm gn kt to nờn ỏ m ngi ta chi a ỏ trm tớch ra lm 4 nhúm: - 17 - Bi ging khoa hc t Trn Xuõn Min ỏ trm tớch c hc (cũn gi l ỏ vn): L ỏ m sn phm to nờn ỏ l do s phỏ hu c hc ca cỏc ỏ khỏc Ngi ta thng da vo kớch thc ca cỏc sn phm v vn chia ra: ỏ vn khụng gn kt v ỏ vn gn kt - ỏ... thnh phn hoỏ hc khỏc vi ỏ ban u Cú cỏc loi sau õy: + Tỳp vụi: ỏ xp trng, hi xỏm hoc hi vng; si bt mnh vi HCl loóng Tỳp vụi c to thnh l do vụi kt ta bi cỏc dung dch nc quỏ bóo ho vụi trong - 18 - Bi ging khoa hc t Trn Xuõn Min khu vc giu ỏ vụi, do CaCO3 ho tan ng li + Tỳp silic (gõyờrit - ca sui nc núng): To thnh do s lng ng silic ca sui nc núng cha silic ho tan ỏ gm mt khoỏng cht SiO 2.nH2O (opan), b . dung dịch đất 68 4.4. Phản ứng chua của đất 69 4.4.1. Nguyên nhân gây chua cho đất 69 4.4.2. Các loại độ chua của đất 71 - 1 - Bài giảng khoa học đất Trần Xuân Miễn 4.5 Phản ứng kiềm của đất 75 . mòn đất và khô cằn đất làm ảnh hưởng đến toàn bộ hệ sinh thái của khu vực. - 6 - Bài giảng khoa học đất Trần Xuân Miễn CHƯƠNG 1 CÁC NHÂN TỐ HÌNH THÀNH ĐẤT 1.1 Khái niệm chung về sự hình thành đất Sự. tạo thành đất. Thành phần khoáng vật, thành phần hoá học của đá quuyết định thành phần mẫu chất và đất. Ðá bị phá huỷ để tạo thành đất được gọi là đá mẹ. - 7 - Bài giảng khoa học đất Trần Xuân