ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM GIÁO TRÌNH NOI BO DAT VA SỬ DUNG DAT LAM NGHIEP Dành cho sinh viên ngành Lâm nghiệp (Tài liệu lưu hành nội bộ) Thái Nguyên, năm 2020 CHUONG I DAT VA QUA TRINH HINH THANH DAT 11. KHAINIEM VE DAT Hiện nay có rất nhiều định nghĩa về đất nếu nhìn từ góc độ khác nhau. Theo quan điểm thổ nhưỡng học: đất là một phần vỏ trái đất, là lớp phủ lục địa ma bén dưới là đá và khoáng vat sinh ra nó, bên trên là thảm thực bì và khí quyền. Trên góc độ nông nghiệp: đất là lớp mặt tơi xốp của lục địa có khả năng sản xuất ra sản phẩm của cây trồng.
Như vậy khả năng sản xuất ra sản phẩm cây trồng là thuộc tính không thé thiếu được của đất (William). Theo nguồn gốc phát sinh: đất là một vật thể tự nhiên được hình thành do sự tác động tổng hợp của năm yếu tố là: khí hậu, đá mẹ. địa hình, sinh vật và thời gian. Đất được xem như một thể sống, nó luôn luôn vận dong, biến đổi và phát triển.
Đất được cấu tạo nên bởi các chất khoáng (chủ yếu từ đá mẹ) và các hợp chất hữu cơ do hoạt động sống của sinh vật cung cấp. Vì vậy sự khác nhau cơ bản giữa đất và sản phẩm vỡ vụn của đá là: đất có độ phì nhiêu trong khi đá và khoáng lại không có. Thành phan cơ bản của đất gồm 3 thể: Thể rắn, thể lỏng và thé khí. Tính theo tỷ lệ % về thể tích thì thể rắn chiếm 50% (trong đó chất vô cơ 45%, chất hữu cơ 5%), thé long 25% va thé khi 25%.
QUA TRINH HINH THANH DAT 1. Tuần hoàn vật chất và sự hình thành đất Ta có thể chia quá trình hình thành đất làm 2 giai đoạn: - Đá bị phong hóa thành mẫu chất, giai đoạn này được gọi là quá trình phong hoá. - Mẫu chất biến thành đất, giai đoạn này được gọi là quá trình hình thành đất. Mẫu chất đã có khả năng thấm, giữ nước và khí nhưng còn thiếu phần quan trọng nhất đề trở thành đất đó là chất hữu cơ.
Sự hình thành đất là một quá trình biến đổi vật chất rất phức tạp, diễn ra ở lớp ngoài cùng của vỏ trái đất, dưới tác động của nhiều yếu tố khác nhau. Có thể nói đó là sự kết hợp của 2 vòng tuân hoàn: Đại tuần hoàn địa chất và tiểu tuân hoàn sinh học. Đại tuần hoàn địa chất: Khi sự sống chưa xuất hiện. trên Trái dat chỉ có vòng đại tuân hoàn địa chất.
Nước bốc hơi từ đại dương tạo thành mưa, mưa thấm vào lớp vỏ phong hóa (kết quả của quá trình phong hóa hóa học và lý học), bào mòn các chất, cuốn chúng ra biển hoặc các vùng trùng, dần dần hình thành nên đá trầm tích. Trải qua các chấn động địa chất, đá trầm tích trồi lên rồi lại chịu các quá trình phong hóa tiếp theo. Vòng tuần hoàn như vậy diễn ra trong một thời gian dài (hàng tỉ năm) trên phạm vi rộng lớn. Thực chất của vòng đại tuần hoàn địa chất là quá trình phong hoá đá đề tạo thành mẫu chất.
Tiên tuần hoàn sinh học: Tiểu tuần hoàn sinh học diễn ra kề từ khi sinh vật xuất hiện trên trái đất. Quá trình này có sự tham gia của sinh vật từ bậc thấp lén bac cao: dia y, vi sinh vật, thực vật, động vật và đặc biệt là con người. Quá trình đại tuần hoàn địa chất đã tạo ra nguồn thức ăn trong đất cho sinh vật. Thực vật hút thức ăn trong đất để sinh trưởng, phát triển.
Động vật lại sử dụng thực vật làm thức ăn. Sau khi chết, xác động - thực vật được vi sinh vật phân hủy, cung cấp chất dinh dưỡng cho thế hệ thực vật sau. Hoạt động của vi sinh vật tạo mùn, cơ sở của độ phì nhiêu. Nhờ đó, vỏ phong hóa biến thành dat.
Vòng tuần hoàn này do sinh vật thực hiện trong thời gian ngắn, phạm vi hẹp nên được gọi là vòng tiểu tuần hoàn sinh học. Vòng đại tuần hoàn địa chất cung cấp môi trường tơi xóp và muối khoáng cho vòng tiêu tuần hoàn sinh học. Ngược lại vòng tiểu tuần hoàn tích lũy chất hữu cơ cho mẫu chất, hình thành mun - yéu t6 cha yéu hình thành độ phì, một thuộc tính cơ bản của đất. Như vậy, quá trình hình thành đất chính là sự thống nhất giữa 2 vòng tuần hoàn.
Đại tuần hoàn địa chất là cơ sở, tiéu tuần hoàn sinh học là bản chất của quá trình hình thành đất. Các yếu tố hình thành đất 1. Yếu tế sinh vật: vi sinh vật, thực vật và động vật. * Vị sinh vật: tham gia vào hầu hết các quá trình chuyền hóa phức tạp diễn ra trong đất.
- Khoáng hóa các hợp chất hữu cơ và tổng hợp mùn: Đây là chức năng quan trọng nhất của vi sinh vật, nhờ đó mà đá biến thành đất. Vi sinh vật tham gia vào quá trình phân giải chất hữu cơ, biến chúng thành chất khoáng cung cấp cho thực vật. Đồng thời vi sinh vật cũng sử dụng sản phẩm của quá trình phân giải chất hữu cơ đề tông hợp nên chất hữu cơ của cơ thể của mình và chất hữu cơ đặc biệt trong đất là mùn, thông qua quá trình mùn hóa. Mùn và xác vi sinh vật là nguồn dự trữ dinh dưỡng rất tốt và lại dễ dang duoc thé hé sau khoang hoa.
- Chuyên hóa hợp chất hữu cơ trong đất: Vi sinh vật tham gia vào các quá trình cô định nitơ phân tử, quá trình nitrat hóa, amôn hóa. Trong đó quá trình có định nitơ phân tử đáp ứng tới 30 - 60 % nhu cầu đạm cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của thực vật. Vi sinh vật có định nitơ có 2 loại: + Vi sinh vật cố định đạm cộng sinh trong rễ cây bộ đậu là rhizobium. + Vi sinh vật cố định đạm sống tự do trong đất: bao gồm các nhóm 2 azotobacte, clostridium, azospirillum, tao lam.
+ Ngoài ra trong đất có nhiều loại vi khuẩn chuyền hóa lưu huỳnh, lân, kali. * Thực vật: là nguồn cung cấp chất hữu cơ chủ yếu cho đất. - Thực vật có ảnh hướng sâu sắc đến quá trình hình thành đất. Ví dụ: Đất đen ôn đới có hàm lượng mùn rất cao (15%) chỉ được hình thành dưới đồng cỏ hay đồng cỏ xen kẽ rừng cây lá rộng ôn đới.
- Tham thực vật có tác dụng bảo vệ đất, giữ am, chéng xói mòn, rửa trôi. Ví dụ: ở các nước nhiệt đới mưa nhiều như Việt Nam, đất không có tán cây che phủ vào mùa khô quá trình kết von hình thành đá ong diễn ra rất mạnh, vào mùa mưa tầng mặt lại bị hao mòn dần tạo thành đồi núi trọc. * Động vật - Động vật đào hang hốc để sống, tạo ra hệ thống khe hồng trong đất, làm cho nước và không khí đễ dàng thâm nhập vào đất nên cải thiện được chế độ nước và chế độ không khí trong đắt. - Động vật trực tiếp phân hủy chất hữu cơ trong đất cung cấp dinh dưỡng dễ tiêu cho cây sử dụng.
Mặt khác, khi xé nhỏ xác hữu cơ, động vật làm tăng tỉ diện bề mặt xác hữu cơ, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phân hủy hóa học và sinh học tiếp theo. - Xác chết động vật cung cấp chất hữu cơ cho đất. Yếu tố khí hậu * Ảnh hướng trực tiếp: Khí hậu tác động trực tiếp đến quá trình hình thành đất qua chế độ nước và nhiệt của đất. Nước hòa tan, di chuyên, rửa trôi hoặc tính tụ các chất trong đất.
Nhiệt độ cao hay thấp ảnh hướng đến tốc độ các phản ứng hóa học và hoạt động sinh học trong đất. Chế độ nước và nhiệt cũng ảnh hướng đến quá trình quan trọng trong đất: khoáng hóa và mùn hóa. Ví dụ: ở vùng có khí hậu lạnh, sự phân giải các khoáng vật và các chất hữu cơ trong đất yếu, sinh vat phát triển chậm. Ở đó việc tổng hợp và chuyền hóa các chất hữu cơ chậm.
* Ảnh hướng gián tiếp: Khí hậu ảnh hướng gián tiếp đến quá trình hình thành đất thông qua tác động của nước và nhiệt độ đến sinh vật. Chính vì vậy mà mỗi đới khí hậu lại hình thành nên một loại đất tương ứng. Yếu tố địa hình - Địa hình ảnh hướng đến việc phân phối lại nhiệt lượng và độ âm trong đất. ở miền đồi núi nước ta, càng lên cao nhiệt độ càng giảm.
ầm độ càng tăng. - Địa hình ảnh hướng đến khí hậu. do đó sẽ ảnh hướng đến sinh vật và cuối củng sẽ ảnh hướng đến đất. - Dia hình ảnh hướng đến các quá trình xói mòn, rửa trôi, bồi tụ.Nước chây từ cao xuống thấp gây xói mòn, rửa trôi chất đỉnh dưỡng ở đất cao và bồi 3 tụ nơi đất thấp.
Yếu tố đá mẹ Đá mẹ là nguyên liệu cơ bản để hình thành đất. Từ đá mẹ hình thành mẫu chất và sau đó hóa thành đất. Đá mẹ quyết định tính chất vật lý, hóa học của đất, nhất là ở giai đoạn đầu của quá trình hình thành đất, khi chưa có tác động của con người. Ví dụ: - Đất hình thành trên đá mẹ granit có độ dày tầng đất từ mỏng đến trung bình, thành phần cơ giới nhẹ và nghèo dinh dưỡng.
- Đất hình thành trên đá mẹ bazan có tầng đất rất dày, thành phần cơ giới nặng và chứa nhiều chất dinh dưỡng. Yếu tố thời gian - Khi nghiên cứu thời gian hình thành đất người ta phân biệt tuôi tuyệt đối và tuổi tương đối của đất. + Tuổi tuyệt đối là thời gian kẻ từ khi đất bắt đầu hình thành cho đến nay. Đề xác định tuổi tuyệt đối thông qua tuổi của chat min trong dat.
+ Tuổi tương đối chỉ mức độ phát triển của đất trong những điều kiện hình thành đất khác nhau. Tuổi tương đối của đất được xác định thông qua độ day của lớp vỏ phong hóa và mức độ phân hóa các tầng của phẫu diện. Đất có tuổi tương đối trẻ là đất có ting dat mong, phẫu diện chưa phân hóa rõ thành các tầng phát sinh khác nhau (tang mat, tang tich tu, tang rửa trôi. - Tuổi của đất nói lên thời gian tác động của các yếu tố hình thành đất và cường độ tác động đó.
Thời gian càng dài thì sự phát triển của đất càng TÔ. Song sự phát triển đó đồng thời chịu sự tác động của qua lại của tất cả các yếu tố hình thành đất khác. Yếu tố con người Con người chính là yếu tố hình thành đất đặc biệt. Con người tác động rõ rệt đến đất thông qua quá trình làm đất đề trồng trọt.