Chương 1. GIỚI THIỆU KHOA HỌC ĐẤT Bài 1. Giới thiệu môn học 1. 1 Đất là một tài nguyên tự nhiên.
Đất của chúng ta là một lọai tài nguyên tự nhiên có giới hạn, Việt nam chỉ có hơn 33 triệu ha đất tự nhiên. Trong đó đất sử dụng trong nông nghiệp khoảng 10 triệu ha, đất lâm nghiệp khỏang hơn 11 triệu ha, còn lại là đất sử dụng với các mục đích khác. Do vấn đề tăng dân số, một phần đất, nhất là đất nông nghiệp được chuyển đổi mục đích sử dụng, như đất ở, xây dựng, công nghiệp…., nên diện tích đất nông nghiệp ngày càng giảm, nhất là tỉ lệ diện tích đất/ đầu người.2 Các quan điểm về khoa học đất - Pedology (phát sinh học đất): ngành khoa học nghiên cứu các yếu tố và tiến trình hình thành đất, bao gồm việc mô tả, giải thích các phẩu diện đất, cá thể đất và các lọai đất trên bề mặt vỏ quả đất. Từ pedology được sử dụng đồng nghĩa với khoa học đất và với một tên khác là phát sinh học đất.
Vì vậy, phát sinh học đất xem đất là một thực thể tự nhiên. - Edaphology (thổ nhưỡng học): là ngành khoa học nghiên cứu những ảnh hưởng của đất đến sinh vật, đặc biệt là cây trồng. Các môn học như độ phì nhiêu đất đai, bảo tồn đất nẳm trong quan điểm này 1.3 Các định nghĩa về đất. Từ các quan điểm trên nên có 1 số định nghĩa về đất.
Đối với nông nghiệp thường định nghĩa đất theo quan điểm thổ nhưỡng học.Vai trò của đất Trong bất cứ một hệ sinh thái nào, đất cũng đều có 5 vai trò quan trọng nhất. Các vai trò đó là: 2.Môi trường sinh trưởng của thực vật a. Giúp thực vật đứng vững: Đất là nơi bộ rễ cây trồng ăn sâu vào, và giữ cây đứng vững. Cung cấp O2 và thải khí CO2 của rễ cây: Sự phát triển của rễ cây phụ thuộc vào tiến trình hô hấp để nhận năng lượng.
Do rễ hô hấp nên sẽ nhận khí O2 và thải khí CO2 vào đất, đây là vai trò quan trọng của đất đối với rễ. Giữ nước và cung cấp nước: Một vai trò quan trọng khác là đất luôn có độ rỗng nhất định nên có khả năng giữ lại được nước và cung cấp cho cây trồng. Điều chỉnh ẩm độ và nhiệt độ: Khi ẩm độ đất thay đổi, nhiệt độ đất cũng thay đổi một phần, do đó cũng sẽ ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của rễ. Nơi chứa một số chất gây độc: có nhiều nguyên nhân có thể hình thành nên các chất gây độc cho rễ.
Các chất độc này có thể tạo ra bởi con người, rễ cây, vi sinh vật hay do các phản ứng hóa học tự nhiên. Cung cấp các chất dinh dưỡng: đất cung cấp các chất dinh dưỡng cho cây trồng dưới dạng các ion. Con người và động vật sẽ sử dụng các ion này làm thức ăn, vì vây có thể nói các chất khoáng con người sử dụng gián tiếp thông qua đất. Một vai trò cơ bản của đất trong sự sinh trưởng phát triển của cây trồng là đất có khả năng cung cấp liên tục các chất dinh dưỡng cho cây trồng.
Có khoảng 92 nguyên tố hóa học trong tự nhiên cây trồng có thể hấp thu, trong đó 18 nguyên tố là tối cần thiết. Các nguyên tố cần thiết được phân loại thành các nhóm sau: Các nguyên tố cây trồng sử dụng với lượng lớn (>0.1% trọng Các nguyên tố cây trồng lượng chất khô) sử dụng một lượng nhỏ (<0.1% trọng lượng chất khô) Từ không khí và Nguyên tố đa lượng Nguyên tố trung Nguyên tố vi lượng nước lượng Carbon (CO2) Đạm (NO3, NH4+) Calcium (Ca2+) Sắt (Fe2+) Hydrogen (H2O) Lân (H2PO4-, HPO42-) Magnesium (Mg2+) Manganese (Mn2+) Oxygen (H2O) Kali (K+) Sulfur (SO42-) Boron (HBO4-) Kẽm (Zn2+) Đồng (Cu2+) Chlorine (Cl-) Cobalt (Co2+) Molybdenum(MoO42-) Nickel (Ni2+) Ngoài ra cây trồng còn có thể hấp thu trực tiếp một số ít chất hữu cơ, nhưng phần lớn chất hữu cơ được tổng hợp từ các nguyên tố vô cơ.Hệ thống điều hòa chế độ nước Vai trò chính của đất trong việc điều hòa chế độ nước là giữ nước và lọc nước. Tất cả các nguồn nước của chúng ta đều phải di chuyển qua đất hoặc chảy tràn trên mặt đất. Khi mưa, một phần nước sẽ được đất giữ lại và cây trồng sẽ sử dụng, phần khác sẽ thấm sâu vào đất và đi vào nước ngầm, cuối cùng sẽ đi vào sông.
Nếu bị nhiễm bẩn, nước sẽ được lọc thông qua các tầng đất. Ngược lại nếu tầng đất quá nông, hoặc đất không thấm được, phần lớn nước sẽ không thể vào đất, chủ yếu là chảy tràn trên mặt, gây nên hiện tượng xói mòn đất. Hệ thống luân chuyển vật chất Nếu không có sự luân chuyển của vật chất trong tự nhiên, sinh vật sẽ không thể tồn tại. Quả đất được bao phủ bởi một tầng dày các sinh vật, nên quá trình luân chuyển là một quá trình quan trọng nhất.
Đất đóng vai trò chính trong quá trình địa hóa học. Đất chuyển hóa các chất hữu cơ thành mùn, biến đổi các chất hữu cơ thành các dạng hữu dụng cho cây trồng và động vật, trả lại carbon vào khí quyển dưới dạng CO2, CO2 sẽ được sử dụng bởi các sinh vật thông qua hoạt động quang hợp. Một số loại đất có thể chứa một lượng lớn chất hữu cơ, nên ảnh hưởng rất lớn đến sự thay đổi khí hậu toàn cầu thông qua “hiệu ứng nhà kính”.Nơi trú ngụ của sinh vật Khi chúng ta nói bảo vệ hệ sinh thái có nghĩa là chúng ta phải bảo vệ hàng tỉ sinh vật, bao gồm hàng ngàn loài trên quả đất. Các sinh vật bao gồm từ vi sinh vật đến các động vật lớn.
Tất cả đều có vai trò nhất định đến hệ sinh thái.Nền tảng xây dựng các cơ sở hạ tầng Đất là cơ sở, vật liệu chính cho con người xây dựng các cơ sở hạ tầng như nhà cửa, đường sá, sân bay,… 3. Đất là 1 vật thể tự nhiên Đất là một vật thể tự nhiên có ba chiều: chiều dài, rộng và sâu, tương tự như núi, hồ, thung lũng… Đất gồm các lớp như sau: 3.Lớp đất thực: là lớp đá đã bị phong hóa hoàn toàn, không còn mang tính chất cấu tạo của đá, nơi sinh vật có thể sinh sống.Lớp mẫu chất: gồm lớp đất thực và mẫu chất (lớp đá đã phong hóa (biến đồi một phần).Đá nền: Phần đá hoàn toàn chưa bị phong hóa. Đá khi được phơi bày trên bề mặt quả đất, tiếp xúc với khí quyển sẽ bị phân rã thành một vật liệu không còn mang tính chất hoàn toàn của đá. Lớp này được gọi là mẫu chất nằm phía trên đá nền.
Mẫu chất có thể bị di chuyển đến nơi khác do nước, gió, trọng lực. Vì vậy mẫu chất có thể có hoặc không liên quan đến đá tại chỗ. Thông qua các quá trình phong hóa và hoạt động của sinh vật, đá, khoáng sẽ biến đổi thành đất. Đất là sản phẩm của quá trình phân hủy và tổng hợp xen kẽ nhau.
Sự phân rã các đá, khoáng và sự phân giải các chất hữu cơ là quá trình phân hủy; sự hình thành nên các khoáng mới, mùn là các quá trình tổng hợp của đất. Sự tổng hợp là quá trình hình thành nên các tầng phát sinh của đất. Phẩu diện đất và các tầng phát sinh.1 Phẩu diện đất: là một hố đào sâu khoảng 1.2m, rộng 1m, bề mặt của các tầng phát sinh của đất phơi bày trên một mặt phẳng thẳng đứng. Trên bề mặt thẳng đứng ta có 4 thể nhận thấy các tầng phát sinh khác nhau trong một phẩu diện đất.
Các tầng này có thể được phân biệt bằng màu sắc, độ chặt, và các tính chất khác. Các tầng phát sinh có thể có độ dày khác nhau, ranh giới giữa các tầng phát sinh có thể phân biệt rõ ràng hoặc không rõ. Các tầng bên trên là đá bị phong hóa hoàn toàn, phần dưới sâu thường là đá bị phong hóa một phần, gọi là mẫu chất. Mẫu chất có thể là do đá phong hóa tại chỗ, nhưng cũng có thể được mang từ nơi khác đến.
Chất hữu cơ phân giải từ dư thừa thực vật thường được tích lũy trong tầng đất mặt, nên tầng mặt thường có màu tối sậm hơn các tầng bên dưới.Các tầng phát sinh: Trong một phẩu diện đất có thể có các tầng phát sinh sau: -Tên gọi theo danh pháp quốc tế: a) Tầng O: là lớp hữu cơ trên mặt đất. b) Tầng A: là tầng mặt, chứa nhiều chất hữu cơ. c) Tầng E: tầng rửa trôi mạnh nằm ngay bên dưới tầng A, bị rửa trôi mạnh nên thường có màu trắng xám. d) Tầng B: là tầng tích tụ các sản phẩm rửa trôi từ các tầng trên xuống.
e) Tầng C: Tầng mẫu chất. f) Tầng R: Tầng đá nền. Tên gọi thông thường a. Tầng đất mặt: Tầng A giàu chất hữu cơ thường được gọi là tầng đất mặt.
Với đất canh tác, tầng đất mặt thường dày khoảng 12-25cm. Trong trường hợp này, tầng đất mặt được gọi là tầng đất cày, tầng canh tác. Tầng đất cày có thể tồn tại hàng trăm năm, mặc dù không còn canh tác n ữa. Trên đất canh tác, phần lớn rễ cây tập trung trong tầng đất mặt.
Tầng đất mặt chứa nhiều chất dinh dưỡng và nước hữu dụng cho cây trồng. Các tính chất hóa học của các chất dinh dưỡng trong lớp đất mặt rất dễ thay đổi bởi sự bổ sung các chất hữu cơ và phân bón. Cấu trúc vật lý của lớp đất mặt rất nhạy cảm với phương pháp quản lý đất đai như phương pháp làm đất, bón phân hữu cơ. Độ dày tầng đất mặt thường có tương quan với khả năng sản xuất của đất.
Duy trì cấu trúc tốt của lớp đất mặt là công việc tối quan trọng trong sản xuất nông nghiệp. Tầng đất sâu: Tầng đất nằm ngay bên dưới tầng đất mặt được gọi là tầng đất sâu. Mặc dù nằm sâu bên dưới nhưng tầng đất này cũng chịu ảnh hưởng rất lớn bởi các kỹ thuật canh tác. Phần lớn nước cung cấp cho cây trồng nằm ở tầng đất sâu này.
Một số loại đất có tầng sâu chứa nhiều chất dinh dưỡng. Nhiều loại đất có sự phân chia rõ ràng giữa tầng đất mặt và tầng đất sâu, nhưng có một số loại lại có sự phân chia không rõ ràng, có tính chất tương tự như tầng mặt. 5 Các tầng đất sâu thường có tính thấm nước kém, cản trở sự phát triển của rễ, tích tụ chất chua, kiềm. Tính thoát nước kém của tầng đất sâu kém có thể làm cho tầng đất mặt bị ngập nước.
Nhiều tiến trình hóa học, sinh học và lý học xảy ra trong tầng đất mặt cũng có thể xảy ra trong tầng sâu.