CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Đặc điểm đất xám bạc màu 1. Đặc điểm hình thành và phân bố đất xám bạc màu Theo quan điểm phát sinh học thì đất xám bạc màu được xếp trong nhóm đất xám (Cao Liêm, 1976). Khi ứng dụng phân loại đất theo FAO - UNESCO, các nhà khoa học đất Việt Nam đã kết luận nhóm đất xám bạc màu miền Bắc Việt Nam tương ứng nhóm đất chính là Acrisols và được chia ra các đơn vị đất như sau: đất xám bạc màu điển hình - Haplic Acrisols, đất xám có tầng loang lổ - Plinthic Acrisols và đất xám glây - Gleyic Acrisols.
Nhóm đất xám bạc màu ở nước ta phân bố chủ yếu ở Đông Nam Bộ, Tây Nguyên và Trung du Bắc Bộ với tổng diện tích khoảng 3,1 triệu ha, gồm 3 đơn vị đất sau: đất xám bạc màu trên phù sa cổ có diện tích 1,4 triệu ha, tập trung chủ yếu ở miền Đông Nam Bộ và một số tỉnh miền Bắc như: Vĩnh Phúc, Bắc Giang, Bắc Ninh, Thái Nguyên,…; đất xám bạc màu glây trên phù sa cổ có diện tích khoảng 400 nghìn ha với chế độ canh tác điển hình là một vụ lúa - một vụ màu (khoai lang, đậu, lạc, thuốc lá,…) tập trung ở miền Bắc và Tây Ninh, Đồng Nai,…; đất xám bạc màu trên sản phẩm phong hóa của đá macma axit và đá cát phân bố chủ yếu ở một số tỉnh miền Trung (Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 2001). Ở miền Bắc đất xám bạc màu có diện tích khoảng 260.000 ha phân bố thành vùng và dải lớn như sau: dải phía Bắc lớn nhất chạy từ Vĩnh Yên kéo sang Thái Nguyên về phía Bắc Hà Nội; dải từ Hải Dương tới Quảng Ninh bị chia cắt thành từng vùng nhỏ; dải phía Tây và Tây Nam đồng bằng Bắc Bộ kéo dài từ Phú Thọ qua Hà Tây (cũ) đến Nam Định; ở Bắc Trung Bộ có dải rìa phía Tây Thanh Hóa, Tây Nghệ An, Tây Hà Tĩnh kéo vào Thừa Thiên - 5 Huế. Diện tích đất xám bạc màu của vùng Bắc Bộ tập trung chủ yếu ở các tỉnh: Bắc Giang (54.000 ha), Vĩnh Phúc (37.000 ha), Phú Thọ (2.500 ha), Hải Dương (7.500 ha), Quảng Ninh (6.000 ha), Bắc Ninh (13.500 ha) và Thái Nguyên (10. Ở vùng Bắc Trung Bộ đất xám bạc màu phân bố chủ yếu ở các tỉnh: Nghệ An (29.300 ha), Hà Tĩnh (25.700 ha), Quảng Bình (7.000 ha) và Thừa Thiên - Huế (6.
Theo Hồ Quang Đức và cs (2012), diện tích đất XBM miền Bắc của 13 tỉnh trên bản đồ đất tỷ lệ 1/250.096,3 ha (tương đương giảm 10,8% diện tích) so với diện tích đất XBM trên bản đồ đất miền Bắc ở tỷ lệ 1/500. Tính chất lý, hóa đặc trưng của đất xám bạc màu Đất xám bạc màu thường phân bố ở địa hình cao, thành phần cơ giới nhẹ thuận lợi cho quá trình khoáng hóa và rửa trôi. Một số tích chất lý, hóa tính của đất xám bạc màu trên phù sa cổ đã được các nhà khoa học Viện Thổ nhưỡng Nông hóa đưa ra năm 2001 như sau: Bảng 1. Chỉ tiêu lý, hóa tính đất xám bạc màu (lớp đất mặt 0 - 16 cm) TT Chỉ tiêu Đơn vị Trung bình 1 Dung trọng (g/cm3) 1,20 2 Tỷ trọng (g/cm3) 2,52 3 Độ xốp % 52,4 TPCG: 2 - 0,2 cm % 1,0 0,2 - 0,02 mm % 58,7 4 0,02 - 0,002 mm % 29,7 < 0,002 mm % 10,6 6 5 pHH2O - 5,1 6 pHKCl - 4,2 7 OCts % 1,20 8 Nts % 0,10 9 P2O5ts % 0,03 10 K2Ots % 0,18 11 P2O5dt mg/100g 0,9 12 K2Odt mg/100g 5,65 13 CEC Cmol/kg 5,62 14 Ca++ Cmol/kg 1,68 15 Mg++ Cmol/kg 0,28 16 BS (độ no bazơ) % 53,0 Nguồn: Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 2001 (phẫu diện VN 06) Đất xám bạc màu có đặc điểm sau: phản ứng từ chua nhiều đến ít chua (pHH2O trung bình là 4,94 và pHKCl trung bình là 4,33); hàm lượng cacbon hữu cơ tổng số, đạm tổng số, lân tổng số và kali tổng số đều ở mức nghèo đến trung bình; dung tích hấp thu thường biến động từ thấp đến trung bình; độ no bazơ thấp.
Đất xám bạc màu sự rửa trôi đã làm giảm dần các nguyên tố kiềm và kiềm thổ, giảm khả năng hấp thu các chất dinh dưỡng, giảm hàm lượng các nguyên tố dinh dưỡng đa lượng, trung lượng như: photpho, kali, canxi, magiê, lưu huỳnh,… và các nguyên tố vi lượng cũng giảm dần. Sự suy thoái theo hướng này kéo theo hàng loạt các chỉ tiêu khác cũng xấu đi như độ chua tăng, độ no bazơ giảm, CEC giảm, nhưng ngược lại hàm lượng nhôm và sắt di động 7 ngày càng tăng và gây độc cho cây trồng. Điển hình cho sự suy thoái theo hướng này được thể hiện trên hàng triệu ha đất xám bạc màu (Lê Xuân Đính, 2000). Quá trình thoái hóa về thành phần khoáng sét của đất là một trong những nguyên nhân chi phối các tính chất lý, hóa học và khả năng duy trì độ phì của đất.
Sự phá hủy và biến đổi khoáng sét trong các tầng đất ở loại hình 2 lúa và 2 lúa - 1 màu là do quá trình oxy hóa khử được lặp đi lặp lại trong đất, kết hợp với sự rửa trôi theo chiều sâu là nguyên nhân tích lũy vật chất ở các tầng đất bên dưới và mất sét ở tầng mặt. Quá trình phá hủy sét diễn ra rất mạnh mẽ ở loại hình sử dụng đất 2 lúa - 1 màu làm cho các thành phần khoáng sét ở đây rất thấp và thay vào đó thành phần quartz lại hoàn toàn chiếm ưu thế. Độ phì tiềm tàng của đất còn liên quan chặt chẽ tới quá trình biến đổi thành phần các khoáng vật trong đất. Tỷ lệ kaolinit và quartz trong các tầng của phẫu diện đất xám bạc màu ảnh hưởng rất lớn đến khả năng hấp phụ dinh dưỡng thấp của loại đất này.
Đối với đất xám bạc màu việc cung cấp các chất dinh dưỡng cho cây trồng đòi hỏi phải được đáp ứng thường xuyên; lượng phân bón nên chia một cách thích hợp theo yêu cầu phát triển của từng giai đoạn của cây trồng mới có thể hạn chế được sự thất thoát do sự rửa trôi trong đất (Đỗ Nguyên Hải và cs, 2005). Tổng quan về Ca, Mg và S trong đất 1. Canxi trong đất 1. Sự phân bố và chuyển hóa canxi trong đất Canxi (Ca) chiếm 3,64% trọng lượng phần vỏ cứng của trái đất, tuy nhiên Ca phân bố không đồng đều mà biến động rất rộng trong đất.
Ở trong đất cát thuộc các vùng khí hậu ẩm ướt, hàm lượng Ca thường rất thấp. Hàm lượng Ca ở những vùng đất không kiềm, khí hậu ẩm thường dao động trong khoảng 0,7 - 1,5% và ở vùng nhiệt đới ẩm chỉ số này là 0,1 - 0,3%. Hàm 8 lượng Ca ở những vùng đất kiềm biến động trong khoảng 1 - 2,5%. Tuy nhiên, ở những nơi có sự hiện diện của CaCO3, hàm lượng này có thể đạt tới 3%.
Hàm lượng Ca ở các vùng đất khô hạn thường cao, điều này được lý giải là do mưa ít và mức độ rửa trôi thấp. Nguồn Ca trong đất là từ các đá và khoáng tạo thành. Khoáng anorthite (CaAl2Si2O3) là khoáng nguyên sinh quan trọng nhất của Ca, mặc dù hàm lượng pyroxenes (augite) và amphiboles (hornblende) cũng thường có mặt khá lớn ở trong đất. Ngoài ra còn có một lượng nhỏ Ca trong các khoáng nguyên sinh từ biotite, apatite.
Calcite (CaCO3) là dạng Ca chiếm ưu thế ở những vùng khô hạn. Ở những vùng đất chua và bị rửa trôi mạnh thì tình trạng thiếu Ca thường xảy ra phổ biến hơn ở những vùng đất khác. Ở những vùng đất chua có khí hậu ẩm, Ca tập trung ở dạng trao đổi và một số khoáng nguyên sinh. Các ion Ca2+, Al3+, H+ thường chiếm vai trò chủ đạo trong CEC ở các vùng này.
Ion H+ cao trong đất cũng ngăn cản cây hút Ca2+. Trong đất chua, dạng Ca dễ tiêu mà cây trồng sử dụng được thường là ít. Tỷ lệ Ca2+ bão hòa trong CEC giảm thì lượng Ca2+ cây hút cũng giảm. Theo Samuel và cs (1993) cho rằng trong khi các ion NH4+, K+, Mn2+ và Al3+ làm cản trở đến việc hút Ca của cây thì NO3- lại là nhân tố làm tăng quá trình hút Ca.
Lượng NO3- cao kích thích quá trình tổng hợp các anion hữu cơ và kết quả cũng sẽ kích thích sự hút cation, đặc biệt là Ca2+ của cây. Theo Rahmatullah và cs (1976), Ca2+ dư thừa trong đất thường được tích lũy nhiều ở quanh vùng rễ. Chính điều này sẽ làm cản trở một phần quá trình hút Ca2+ của cây. Mặc dù Ca2+ trong dung dịch đất thường lớn hơn 10 lần K+ vì vậy lượng Ca2+ cây trồng hút được thường nhỏ hơn K+.
Bởi vì Ca2+ chỉ qua được ở phần đầu lông hút nên dẫn đễn khả năng hút Ca2+ của cây thường rất kém. Hàm lượng Ca2+ trong đất phụ thuộc vào chế độ nước. Hàm lượng Ca2+ 9 trong đất tăng lên nhanh chóng theo thời gian ngập nước và khi đạt đến mức cao nhất lại bắt đầu giảm xuống. Tình trạng rửa trôi và xói mòn đất đã làm mất đi một lượng Ca đáng kể.
Theo Samuel và cs (1993) dẫn một số kết quả nghiên cứu cho thấy rằng, lượng Ca bị mất đi hàng năm khoảng 75 - 200 kg/ha. Lượng Ca mất đi hàng năm ở đất chua vùng Waburn vào khoảng 55 kg/ha/năm, ở đất thịt nặng thuộc vùng Broadbalk lượng Ca bị mất đi có thể lên đến 330 kg/ha. Ở Việt Nam, trừ những đất phát triển trên đá vôi, các loại đất khác đều có hàm lượng CaO không quá 1%. Các loại đất chua thường có hàm lượng CaO nhỏ hơn 0,5%.
Từ những kết quả phân tích của mạng lưới FADINAP đã phát hiện ra rằng trong 122 mẫu phân tích có đến 72% số mẫu thiếu Ca (Hội khoa học đất Việt Nam, 2000). Ngưỡng thiếu hụt canxi trong đất Một số kết quả nghiên cứu cho rằng tỷ lệ Ca2+ bão hòa đạt dưới 25% CEC thì cây trồng có phản ứng với phân Ca (Nguyễn Xuân Trường, 2002). Tuy nhiên, cũng có một vài loại cây trồng có nhu cầu Ca thấp nên khả năng bão hòa Ca đạt từ 10 - 15% CEC cũng đủ đáp ứng cho cây. Đối với cây lúa, để cây phát triển tốt và đạt năng suất cao nhất thì Ca2+ bão hòa cần phải đạt trên 20% CEC (Doberman và Fairhurust, 2000).
Đất sẽ bị thiếu Ca khi hàm lượng Ca tổng số nhỏ hơn 1,15g/100g đất, đất giàu canxi khi Ca tổng số trên 3,5g/100g đất (Jokionen và cs (1992). Magiê trong đất 1. Sự phân bố và chuyển hóa magiê trong đất Magiê chiếm 1,98% phần vỏ trái đất, hàm lượng magiê trong đất thường dao động trong khoảng từ 0,05% ở đất cát đến 0,5% ở đất sét.