Chương 1 TỔNG QUAN 1. TỔ NG QUAN VỀ ĐẤT 1. Khái niệm về đất Đất là sản phẩm của quá trình phong hóa đá mẹ trải qua một thời gian dài nhờ tác dụng của vi sinh vật; là nơi tích lũy các chất mà thực vật có thể sinh trưởng và phát triển. Quá trình hình thành đất [5], [7] Quá trình hình thành đất là một quá trình biến đổi rất phức tạp của vật chất diễn ra ở lớp ngoài cùng của vỏ Trái Đất dưới tác động của nhiều yếu tố tự nhiên và nhân tạo.
Theo quan điểm nguồn gốc thì quá trình này bắt đầu bằng sự phá hủy vật liệu ban đầu được gọi là đá mẹ, sản phẩm chủ yếu là các chất vô cơ có kích thước khác nhau. Quá trình phá hủy đá mẹ - quá trình phong hóa - xảy ra dưới các hình thức khác nhau. Dựa vào tính chất người ta phân biệt được ba loại phong hóa: lý học, hóa học, sinh học. Kết quả của quá trình phong hóa đá là tạo sản phẩm phong hóa, sản phẩm này tiếp tục biến đổi tạo sản phẩm trung gian giữa sản phẩm phong hóa và đất gọi là “mẫu chất”.
Theo thời gian, các yếu tố tự nhiên như sinh vật, khí hậu, địa hình và con người tác động lên mẫu chất và dần dần bổ sung thêm một phần mới đó là chất hữu cơ. Chính phần này mới làm cho mẫu chất trở thành đất với đầy đủ thuộc tính lý học, hóa học, sinh học và đặc tính sử dụng của nó. Theo quan điểm lịch sử thì quá trình hình thành đất chỉ từ khi bắt đầu có sự sống xuất hiện. Nó tiến hóa cùng với sự sống từ thấp đến cao mà một phần được phản ánh qua mối quan hệ hữu cơ: đất – cây – đất, có tác dụng tuần hoàn theo kiểu xoắn trôn ốc.
Nghĩa là, sau một chu kì sống, sinh vật trả lại cho đất một lượng vật chất nhiều hơn so với khi nó lấy. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hình thành đất [5], [7]] Có năm yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hình thành đất: sinh vật, khí hậu, đá mẹ, địa hình và tuổi. Đối với đất trồng, còn chịu tác động của con người. Sinh vật Đây là yếu tố chủ đạo vì nhờ đó mẫu chất trở thành đất đồng thời chịu tác động nhiều nhất của đất.
Tham gia vào quá trình hình thành đất có nhiều sinh vật nhưng có thể phân thành ba nhóm chính: vi sinh vật, thực vật, động vật. - Trong đất có rất nhiều vi sinh vật, có thể có hàng trăm triệu con trong 100g đất. Vi sinh vật giúp phân giải và tổng hợp chất hữu cơ, cố định nitơ từ không khí (chỉ có ở vi sinh vật cố định đạm). - Thực vật là nguồn cung cấp chất hữu cơ chủ yếu cho đất.
Nhờ khả năng quang hợp, hàng năm thực vật để lại cho đất hàng tấn, thậm chí hàng chục tấn chất xanh có chất lượng khác nhau tùy thuộc vào loài thực vật. - Động vật cung cấp chất hữu cơ bằng chất thải và bằng cả cơ thể của chúng khi chết đi. Chúng cũng góp phần cải thiện một số tính chất vật lý của đất như tính thoáng khí, tạo kết cấu. Trong số các loài động vật, phải kể đến vai trò của giun đất.
Trong đất có nhiều giống giun và số lượng của chúng cũng rất nhiều. Theo Russell, trong 1 ha đất tốt có thể có tới 2. Khí hậu Yếu tố khí hậu một mặt ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình hình thành và biến hóa, mặt khác tác động gián tiếp qua sinh vật. Nước và nhiệt độ đóng vai trò quan trọng trong quá trình phá hủy đá.
Mưa nhiều rửa trôi mạnh các ion kiềm, kiềm thổ làm đất trở nên chua, nắng kéo dài đất trở nên khô hạn. Mỗi đới khí hậu có những loại đất đặc thù của nó. Địa hình Địa hình khác nhau thì sự thâm nhập của nước, nhiệt, các chất hòa tan sẽ khác nhau. Càng lên cao nhiệt độ càng thấp, hệ sinh vật cũng thay đổi cho phù hợp.
Ở vùng đồi và đồng bằng, ngoài tác dụng phân phối lại độ ẩm, địa hình còn có tác động xói mòn và tích lũy. Địa hình ảnh hưởng tới hoạt động sống của sinh vật, tới chiều hướng và cường độ của quá trình hình thành đất. Đá mẹ Từ đá mẹ khác nhau, dưới tác động của các yếu tố hình thành đất mà các loại đất được tạo thành có thành phần cấp hạt và tính chất hóa lý khác nhau. Thành phần 4 và tính chất chịu ảnh hưởng của đá mẹ thường được biểu hiện rõ rệt ở giai đoạn đầu của quá trình hình thành đất, càng về sau sẽ bị biến đổi sâu sắc do quá trình hóa học và sinh học xảy ra trong đất.
Trong hệ thống phân loại đất Việt Nam cho đến nay người ta vẫn chia nhóm đất miền núi ra chi tiết dựa vào các nhóm đá mẹ như đất feralit hình thành trên đá macma bazơ, đất feralit hình thành trên đá macma axit và đá biến chất hoặc đất feralit hình thành từ đá cacbonat… 1. Thời gian Chiều dài tuổi của đất được tính từ khi đất bắt đầu hình thành nghĩa là khi sản phẩm phong hóa bắt đầu tích lũy chất hữu cơ cho đến khi đạt được một sự ổn định nào đó, ta gọi đó là tuổi hình thành tuyệt đối. Đất có tuổi càng cao, thời gian hình thành đất càng dài thì sự phát triển của đất càng rõ rệt. Con người Từ khi con người biết sử dụng đất trồng trọt đã tác động vào đất rất sâu sắc, làm cho đất thay đổi nhanh chóng.
Sự tác động này có thể làm cho đất ngày càng màu mỡ hoặc thoái hóa đi. Một ví dụ điển hình cho hướng thứ nhất là việc nhân dân ta quai đê lấn biển, thau chua rửa mặn để khai thác vùng đất mặn nơi hình thành ven biển. Trong lúc đó, đồng bào miền núi sống du canh du cư đã phát rừng làm rẫy, sau vài vụ gieo trồng đất bị kiệt quệ lại bỏ đi tìm nơi khác. Theo Các Mác việc sử dụng và khai thác đất hợp lí hay không còn do trình độ khoa học và chế độ chính trị xã hội quyết định.
Vai trò của chất hữu cơ và mùn đối với đất và cây trồng [6] Chất hữu cơ và mùn là chỉ tiêu biểu thị đất khác với đá mẹ và có khả năng sản xuất vì chúng đưa vào đất C và N. Xét hình thái phẫu diện đất, tầng đất hữu cơ và mùn biểu thị đất màu mỡ, có nhiều tính chất lý hóa tốt. Trong phân loại đất, tầng mùn là một chỉ tiêu phân loại quan trọng. Chất hữu cơ và chất mùn là chỉ tiêu độ phì nhiêu của đất.
Keo mùn kết hợp với các cation và khoáng sét tạo ra các phức hệ keo ngưng tụ tạo kết cấu cho đất làm cho đất tơi xốp, lưu thông nước, điều hòa nhiệt độ đất. Vì thế mùn là nhân tố chủ yếu ổn định và cải thiện kết cấu đất. Keo mùn giúp tăng khả năng giữ nước, 5 tính thấm nước, hạn chế quá trình rửa trôi, xói mòn và chảy nước bề mặt. Keo mùn cũng giúp cải thiện thành phần cơ giới của đất, điều hòa nhiệt độ tránh sự thay đổi đột ngột nhiệt độ của đất ảnh hưởng xấu đến cây.
Mùn quyết định những tính chất hóa học quan trọng của đất. Đất giàu mùn có khả năng trao đổi hấp phụ cation cao, có tính đệm cao, chống chịu tốt với sự thay đổi đột ngột về pH đất, đảm bảo các phản ứng hóa học và oxi hóa khử xảy ra bình thường, không gây hại cho cây trồng. Ngoài ra, mùn còn là kho dự trữ thức ăn cung cấp từ từ và thường xuyên cho cây trồng và vi sinh vật đất. Hợp chất mùn chứa nhiều nguyên tố dinh dưỡng lại có khả năng khoáng hóa chậm và thường xuyên thành các chất vô cơ đơn giản cho cây trồng sử dụng như N, P, K, Ca, Mg, S, vi lượng, trong đó N đặc biệt cao.
Vì vậy, đất giàu mùn nếu không có nguồn phân vô cơ bổ sung thì vẫn cho năng suất ổn định. Vì mùn có khả năng trao đổi cation nên tạo ra sự trao đổi dinh dưỡng cung cấp cho cây, trong đó phức hệ keo sét mùn là phức hệ điều tiết thức ăn quan trọng nhất của đất đối với cây trồng. Đất giàu chất hữu cơ, mùn sẽ có quần thể vi sinh vật phong phú, các quá trình phân giải, tổng hợp của vi sinh vật nhanh hơn, đất càng có độ màu mỡ cao, thuận lợi cho cây trồng sinh trưởng, phát triển.1: Đánh giá độ phì nhiêu của đất Hàm lượng mùn (%) Phân loại đất < 1% Đất rất nghèo mùn 1-2% Đất hơi nghèo mùn 2-4% Đất có mùn trung bình 4-8% Đất giàu mùn > 8% Đất rất giàu mùn 6 1. Vai trò của nitơ đối với dinh dưỡng của cây trồng [6], [7] Cây trồng nói chung chỉ đồng hóa được nitơ ở dạng các hợp chất vô cơ như: NH4+ hay NO3 -.
Chỉ có cây họ đậu mới đồng hóa được nitơ tự do trong không khí. Dạng nitơ này sau khi tham gia phản ứng nitrat hóa, amoni hóa xảy ra trong thiên nhiên, hoặc do kết quả hoạt động của vi sinh vật sống tự do trong đất hay vi sinh vật trong nốt sần của rễ cây họ đậu, bèo hoa dâu tạo ra NO3-, NH4+. Cây trồng đồng hóa được nitơ ở dạng này hay dạng khác lại phụ thuộc môi trường của phản ứng và nồng độ của ion có mặt trong dung dịch đất. Đối với cây trồng nitơ có những vai trò: 1.
Nguyên tố cơ bản cần thiết cho thực vật Nitơ là thành phần quan trọng của tất cả các protit đơn giản và phức tạp trong nguyên sinh chất của tế bào thực vật. Nguồn nitơ chủ yếu cần cho dinh dưỡng của cây trồng là muối nitrat và muối amoni. Các chất vô cơ này sau khi được cây trồng hấp thụ, phải qua quá trình biến đổi phức tạp mới tạo nên sản phẩm cuối cùng là aminoaxit và protit. Thành phần của các axit nucleic, vitamin, enzim.
Nitơ cũng có trong thành phần các axit nucleic (ribonucleic RNA và deoxiribonucleic DNA), chúng có vai trò đặc biệt quan trọng trong sự trao đổi chất của thực vật. Ngoài ra, nitơ còn là thành phần của các photphatit, alcaloit trong một số vitamin, các enzim và nhiều chất hữu cơ khác của tế bào thực vật. Thành phần chủ yếu của clorofin Nitơ là một trong những thành phần chủ yếu của clorofin. Đối với cây trồng có chứa clorofin, cơ thể của chúng có khả năng tự dưỡng.
Những cây trồng không có clorofin thì không có khả năng đó mà phải sống ở những nơi có sẵn chất hữu cơ.