MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Hiện nay Việt Nam có khoảng một triệu ha đất mặn chiếm khoảng 9,9% diện tích đất sản xuất nông nghiệp, trong đó vùng đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) có diện tích đất mặn khoảng 0,8 triệu ha [5], chiếm chiếm 80% diện tích đất mặn cả nƣớc. Quá trình mặn hóa đƣợc hình thành chủ yếu do bị nhiễm nƣớc mặn bởi thủy triều hoặc do nƣớc mặn từ các dòng chảy ngầm di chuyển lên bề mặt đất. Quá trình mặn hóa có quan hệ chặt chẽ với vị trí địa lý, địa hình, sự hình thành và mức độ mặn, tác động của dòng chảy, sự xâm lấn của nƣớc biển và các hoạt động sản xuất của con ngƣời.
Một nguyên nhân khác của sự mặn hóa là vấn đề sử dụng nƣớc mặn từ các kênh tiêu dẫn vào đồng ruộng khi thiếu nƣớc ngọt. Ở một số vùng có các dòng suối nƣớc mặn ngầm rất gần với mặt đất, sƣ bốc hơi trong canh tác cây trồng cạn cũng là nguyên nhân kéo nƣớc mặn lên làm nhiễm mặn tầng đất mặn. ĐBSCL là một trong những đồng bằng rộng, phì nhiêu ở Đông Nam Á và trên thế giới, một vùng đất quan trọng trong sản xuất lƣơng thực lớn nhất nƣớc và cũng là vùng thủy sản, vùng cây ăn trái nhiệt đới trọng điểm của quốc gia nằm ở hạ lƣu của lƣu vực sông Mê Kông với tổng diện tích là 39.734 km2, chiếm khoảng 12% diện tích tự nhiên cả nƣớc với dân số trên 17 triệu ngƣời. Vấn đề xâm nhập mặn của vùng ĐBSCL đang diễn ra trên phạm vi rất rộng, tập trung ở các tỉnh ven biển ĐBSCL vùng tiếp giáp với biển Đông và Vịnh Thái Lan có tổng chiều dài đƣờng biển trên 700 km gồm nhiều cửa sông và hệ thống kênh rạch dày đặc bao gồm các tỉnh Bạc Liêu, Cà Mau, Kiên Giang, Tiền Giang, Trà Vinh, Long An, Sóc Trăng, Bến Tre thƣờng xuyên chịu tác động triều biển Đông.
Vào mùa khô thời tiết diễn biến phức tạp nhiều đợt nắng nóng kéo dài kết hợp với thủy triều dâng diễn ra theo chu kỳ hàng năm đã làm cho cho nƣớc mặn xâm nhập sâu vào nội đồng dọc theo các triền sông nhƣ: ở Bạc Liêu mặn xâm nhập sâu 40 km, ở Cà Mau mặn xâm nhập vào 50 km [21], đã gây ra những tác động xấu đến sản xuất nông nghiệp, làm tăng tính mặn trong đất. Cùng với sự phát triển kinh tế-xã hội, nuôi trồng thủy sản trong những năm gần đây đã có những bƣớc phát triển nhảy vọt, cơ cấu ngành có sự 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com chuyển dịch mạnh theo hƣớng phát triển nuôi trồng thủy hải sản do liên tục gia tăng diện tích nuôi trồng, trong đó có nhiều diện tích lúa đƣợc chuyển sang nuôi tôm, nhiều diện tích rừng ngập mặn bị chặt phá nhƣờng chỗ cho phát triển thủy sản đã làm gia tăng thêm diện tích đất mặn cho vùng ĐBSCL. Chính vì vậy việc “Đánh giá diễn biến chất lượng môi trường đất mặn ở ven biển đồng bằng sông Cửu Long” sẽ là cơ sở để đề xuất các giải pháp quản lý môi trƣờng đất mặn phục vụ sản xuất nông nghiệp vùng ĐBSCL phát triển bền vững. Mục tiêu của đề tài - Xác định diễn biến chất lƣợng đất mặn theo thời gian và không gian giai đoạn đoạn 2009-2013.
- Tìm hiểu các biện pháp canh tác và định hƣớng các giải pháp quản lý môi trƣờng đất mặn phục vụ sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản ở địa bàn nghiên cứu 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Cung cấp nguồn cơ sở dữ liệu cho việc đánh giá hiện trạng môi trƣờng đất mặn ở vùng ven biển đồng bằng sông Cửu Long, qua đó định hƣớng các giải pháp quản lý và sử dụng đất mặn một cách hợp lý. 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1 – TỔNG QUAN 1. Khái niệm, nguồn gốc phát sinh, phân loại và đặc điểm đất mặn 1.
Khái niệm Đất mặn là đất chứa nhiều muối hòa tan (1-1,5% hoặc hơn). Những loại muối tan thƣờng gặp trong đất mặn là: NaCl, Na2SO4, CaCl2, CaSO4, MgCl2, NaHCO3. Những loại muối này có nguồn gốc khác nhau (Nguồn gốc lục địa, nguồn gốc biển, nguồn gốc vi sinh vật.), nhƣng 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 tập trung chủ yếu ở những dạng địa hình trũng, không thoát nƣớc. Ở vùng nhiệt đới, mƣa nhiều nhƣ Việt Nam, sự phong hóa đã xảy ra mạnh mẽ, tất cả những loại muối kể cả muối khó tan nhƣ CaCO 3, CaSO4, v.
cũng bị hòa tan và rửa trôi ra sông ra biển [10]. Nguồn gốc phát sinh Đất bị mặn hóa do hàng loạt nguyên nhân có quan hệ với nhau. Tuy nhiên, sự phong hóa của các đá và khoáng vật của vỏ trái đất là nguồn cung cấp muối tan chủ yếu cho đất và cho biển. Nguồn gốc các muối của một khu vực nào đó có thể do một hoặc một số những yếu tố sau đây [23, 41] - Các quá trình phong hóa: Muối đƣợc hình thành trong đất do các quá trình phong hóa.
Trong các điều kiện ẩm ƣớt muối trong đất theo nƣớc di chuyển ra suối, sông, biển và đại dƣơng. Do đó, hiếm khi thấy ở các vùng khí hậu ẩm ƣớt có đất mặn lục địa. Trong điều kiện khô hạn và bán khô hạn, các sản phẩm phong hóa tích tụ tại chỗ và hình thành nên đất mặn và đất mặn kiềm. - Tưới bằng nước mặn: Một hiện tƣợng thƣờng thấy ở các vùng khí hậu khô hạn và bán khô hạn là sự có mặt của nƣớc ngầm chứa muối.
Việc khai thác nƣớc ngầm để tƣới ngày càng tăng lên do thiếu nguồn nƣớc mặt và đây chính là nguyên nhân làm cho đất bị mặn. - Mực nước ngầm nông: Do việc quản lý tƣới tiêu chƣa tốt, sau khi tƣới mực nƣớc ngầm dâng lên, ở một số khu vực mực nƣớc ngầm thậm chí dâng lên với tốc 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com độ rất cao: 1-2 m/năm. Nƣớc ngầm chứa muối leo lên theo mao quản làm cho đất bị mặn. Sự bốc hơi vùng đọng nƣớc cũng có thể đƣa lƣợng muối đáng kể lên mặt đất.
- Muối hóa thạch: Sự tích lũy muối tại vùng khô hạn thƣờng bao gồm cả “muối hóa thạch” có nguồn gốc từ các trầm tích hoặc dung dịch bị giữ lại trong các trầm tích biển trƣớc đây. Sự giải phóng muối có thể xảy ra một cách tự nhiên hoặc do các hoạt động của con ngƣời. - Chuyển động của muối: Các muối hòa tan có xu hƣớng di chuyển từ nơi cao đến nơi thấp, từ nơi ẩm đến nơi khô hơn, từ ruộng đƣợc tƣới đến ruộng không đƣợc tƣới,… Muối cũng có thể tích tụ ở những nơi mà việc tiêu nƣớc hạn chế do việc xây dựng hệ thống thủy lợi và các hoạt động khác. - Xâm nhập nước biển: Ở các vùng ven biển, đất bị nhiễm mặn thông qua các con đƣờng: (i) khi thủy triều lên làm ngập đất, (ii) nƣớc biển đi vào đất liền qua các sông, (iii) dòng nƣớc ngầm, (iv) các thể khí chứa muối, có thể di chuyển vào sâu trong đất liền, sau đó đƣợc mƣa đƣa xuống đất.
Sau một thời gian dài, sự tích lũy này có thể làm cho đất bị mặn. - Phân bón hóa học và các chất thải: Việc sử dụng phân bón hóa học, phân chuồng trong nông nghiệp ngày càng tăng lên, ảnh hƣởng trực tiếp đến tích lũy muối trong đất không đáng kể, song tác động gián tiếp có thể làm tăng thêm tốc độ nhiễm mặn của đất. Phân loại đất mặn Căn cứ vào quá trình phát sinh, tính chất, đặc điểm, mối quan hệ với sự sinh trƣởng của cây trồng và theo yêu cầu của sử dụng và cải tạo đất, đất mặn đƣợc chia thành hai loại chính. (1) Đất mặn: Là đất chứa muối tan trung tính, có hại đối với sự sinh trƣởng của hầu hết các loại cây trồng.
Các muối tan chủ yếu là natri clorua và natri sunphat. Tuy nhiên, trong đất mặn cũng chứa canxi, magiê clorua và canxi, magiê sunphat. Có một số tiêu chí để phân loại đất mặn nhƣ sau: - Theo thành phần và tỷ lệ giữa các loại muối: Đất mặn clorua, đất mặn sunphat, đất mặn clorua – sunphat và đất mặn sunphat – clorua [24, 32]. 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Theo mức độ mặn: Đất mặn ít, đất mặn trung bình và đất mặn nhiều [32, 44].
- Theo nguồn gốc muối: Đất mặn lục địa, đất mặn ven biển [24]. - Theo nguyên nhân gây mặn: Đất mặn nguyên sinh (do mẫu chất chứa nhiều muối, do nƣớc ngầm ở nông…) và đất mặn thứ sinh (do tác động của con ngƣời gây nên: tƣới lƣợng nƣớc quá lớn làm dâng mực nƣớc ngầm mặn, dùng nƣớc lợ, nƣớc mặn để tƣới vào đồng ruộng,…) [24]. - Theo pHKCl: Đất mặn trung tính, đất mặn kiềm [24]. (2) Đất mặn kiềm: Trƣớc đây gọi là đất kiềm (Alkali), là đất chứa các muối natri thủy phân kiềm, chủ yếu là Na2CO3.
Đất mặn kiềm khác đất mặn về tính chất hóa học, phân bố địa lý, địa hóa và sinh học. Trong tự nhiên, các loại muối natri không xuất hiện tách biệt nhau hoàn toàn. Trong hầu hết các trƣờng hợp, hoặc các muối trung tính, hoặc muối thủy phân kiềm đóng vai trò quyết định trong quá trình hình thành đất và tính chất của chúng [40]. Đất mặn kiềm thoái hóa: Đƣợc gọi là một giai đoạn phát triển của đất do kết quả của sự trôi muối, có xu hƣớng làm cho chất hữu cơ và sét chuyển xuống dƣới phẫu diện, hình thành một lớp chặt có màu sẫm, mặt trên có ranh giới rõ rệt.
Loại này có diện tích lớn ở miền Tây Canada, Australia và Mỹ [40, 43, 48]. Trên thế giới hiện có 3 trƣờng phái phân loại đất chính đó là: Phân loại theo nguồn gốc phát sinh, phân loại định lƣợng theo FAO-UNESCO và Soil Taxonomy [3, 46, 53]. So sánh các hệ phân loại cho nhóm đất mặn Việt Nam FAO-UNESCO Soil Taxonomy Nhóm đất mặn Salic Fluvisols Aquents/Fluvents 1. Đất mặn sú, vẹt, đƣớc Gleyi – Salic Fluvisols Epiaquents 2.
Đất mặn nhiều Hapli – Salic Fluvisols Hydraquents 3. Đất mặn trung bình và Molli – Salic Fluvisols Fluvaquents ít Nguồn: Viện Thổ Nhưỡng Nông Hóa, 2001 [31]. 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Đặc điểm của đất mặn Do tác động của ion Na+ nên đất mặn có độ trƣơng lớn khi gặp nƣớc và giảm thể tích mạnh khi khô, làm cho đất mặn hay nứt nẻ và có thể tạo thành các váng muối màu trắng trên mặt đất.
Hiện tƣợng trƣơng và co mạnh đó thƣờng đƣợc giải thích bằng khả năng tán keo của natri [40].