Tài liệu Bài giảng đất lâm nghiệp dành cho sinh viên ngành lâm nghiệp

TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH KHOA NÔNG LÂM NGƢ BÀI GIẢNG ĐẤT LÂM NGHIỆP Nguyễn Thị Quỳnh Phương Năm 2016 TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH KHOA NÔNG LÂM NGƢ BÀI GIẢNG (Lƣu hành nội bộ) ĐẤT LÂM NGHIỆP (Dành cho sinh viên ngành Lâm nghiệp) Nguyễn Thị Quỳnh Phương Năm 2016 LỜI NÓI ĐẦU Đất lâm nghiệp là môn học nhằm cung cấp những kiến thức cơ bản nhất về đất và những kiến thức ngành Đất lâm nghiệp cho sinh viên chuyên ngành lâm nghiệp tại trường Đại học Quảng Bình. Trong suốt những năm qua, nội dung môn học Đất lâm nghiệp luôn thay đổi cùng với sự thay đổi của chương trình giảng dạy. Đặc biệt là sau khi đổi mới chương trình giáo dục Đại học phù hợp với nhu cầu của xã hội. Bài giảng Đất lâm nghiệp nhằm phục vụ cho công việc giảng dạy và học tập của sinh viên thuộc chuyên ngành Lâm nghiệp và cũng là tài liệu tham khảo tốt cho những chuyên ngành gần. Bài giảng được biên soạn dựa trên sự tham khảo của rất nhiều tài liệu của các tác giả trong và ngoài nước liên quan đến đất và thổ nhưỡng nói chung, đất lâm nghiệp nói riêng. Tuy nhiên đã có nhiều cố gắng, song chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả mong nhận được sự góp ý của các thầy cô, sinh viên và độc giả trong và ngoài trường để cuốn giáo trình này càng hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! MỞ ĐẦU 1. MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG CỦA MÔN ĐẤT LÂM NGHIỆP Mục tiêu của môn Đất lâm nghiệp là cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản nhất về đất lâm nghiệp, bao gồm cả những kiến thức đại cương về đất và kiến thức chuyên ngành Đất lâm nghiệp. Sau khi học xong môn Đất lâm nghiệp, sinh viên sẽ có những hiểu biết về thành phần, cấu tạo, quá trình phát sinh phát triển, sử dụng và bảo vệ đất. Ngoài những kiến thức chung về đất, học viên còn được cung cấp những thông tin quan trọng về đất rừng Việt Nam, những đặc thù riêng, những thuận lợi khó khăn trong việc quản lý và sử dụng bền vững đất rừng. Đây là một môn học cơ sở để học môn học này sinh viên cần phải có các kiến thức của các môn học cơ bản và cơ sở khác như: Hoá học, vật lý, sinh vật, khí tượng và nông hóa học. Các kiến thức trong môn học này cũng có nhiều liên hệ tới các môn học chuyên môn của ngành Lâm nghiệp. Nội dung cơ bản của môn Đất lâm nghiệp trong giáo trình này bao gồm: Nghiên cứu về nguồn gốc của đất và các quy luật phát sinh, phát triển của nó cũng như quy luật phân bố đất đai trên lục địa. Nghiên cứu về thành phần, cấu tạo và tính chất lý hóa học, sinh học quan trọng của đất nói chung và đất rừng nói riêng. Nghiên cứu độ phì nhiêu và cân bằng dinh dưỡng cho đất rừng. Nghiên cứu đặc điểm cơ bản của đất rừng Việt Nam. Điều tra, phân loại đất lâm nghiệp phục vụ cho sản xuất và bảo vệ đất lâm nghiệp. 2. KHÁI NIỆM VỀ ĐẤT 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 mà bên dưới là đá và khoáng vật sinh ra nó, bên trên là thảm thực bì và khí quyển. 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 thể 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 động, 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 phần cơ bản của đất gồm 3 thể: Thể rắn, thể lỏng và thể khí. Tính theo tỷ lệ % về thể tích thì thể rắn chiếm 50% (trong đó chất vô cơ 45%, chất hữu cơ 5%), thể lỏng 25% và thể khí 25%. 3. TẦM QUAN TRỌNG CỦA ĐẤT ĐỐI VỚI SẢN XUẤT VÀ MÔI TRƢỜNG Đối với sản xuất nông lâm nghiệp: đất là một tư liệu sản xuất vô cùng quý giá, cơ bản và không gì thay thế được. Nhờ có đất mà con người có thể tiến hành các sản xuất để tạo ra các sản phẩm thực vật để nuôi sống con người và chăn nuôi. Có thể nói sự phát triển của con người luôn gắn liền với đất. Thực vật muốn sinh trưởng phát triển được phải cần có đủ 5 yếu tố là: Ánh sáng (quang năng), nhiệt lượng (nhiệt năng), không khí (O2 và CO2), nước và thức ăn khoáng. Trong đó ba yếu tố: ánh sáng, nhiệt lượng và không khí là do thiên nhiên cung cấp (còn gọi là các yếu tố vũ trụ); Nước là yếu tố vừa do thiên nhiên vừa do đất cung cấp; Còn thức ăn khoáng gồm rất nhiều nguyên tố N, P, K, S, Ca, Mg,... và các nguyên tố vi lượng thì hoàn toàn là do đất cung cấp. Vì vậy, nếu cùng một loại giống cây trồng, với các biện pháp canh tác như nhau và điều kiện thời tiết khí hậu bình thường, thì trên các loại đất khác nhau năng suất cây trồng cao hay thấp nói chung phụ thuộc vào khả năng cung cấp nước và thức ăn của đất. Đối với môi trường, đất được coi như một "hệ đệm", như một "phễu lọc" luôn luôn làmtrong sạch môi trường với tất cả các chất thải thông qua hoạt động sống của sinh vật nói chung và con người nói riêng. Trong môi trường thiên nhiên của một vùng thì thực vật, động vật, vi sinh vật, thổ nhưỡng làm thành một hệ sinh thái. Khoa học môi trường khẳng định: đất khô ng những là tư liệu sản xuất cơ bản của nông nghiệp mà còn được coi là một bộ phận quan trọng của hệ sinh thái một vùng. Loài người luôn tìm cách cải tạo môi trường đất để phù hợp với yêu cầu của sản xuất và cuộc sống. Nhưng mặt khác sự hoạt động của con người có lúc cũng làm phá hủy cân bằng sinh thái tự nhiên, hậu quả của nó sẽ mang lại một số tổn thất khô ng bù đắp được. Ví dụ: hậu quả của ô nhiễm đất có thể gây nên tình trạng hoang hóa đất, thay đổi hệ sinh thái đất, thay đổi hệ sinh thái đồng ruộng, thậm chí có thể dẫn đến sự diệt vong của một số sinh vật trong vùng, gây ảnh hướng xấu đến sức khỏe con người và gia súc. CHƢƠNG 1. QUÁ TRÌNH PHONG HÓA VÀ HÌNH THÀNH ĐẤT 1.1. SỰ PHONG HÓA ĐÁ VÀ KHOÁNG 1.1.1. Khái niệm Khoáng vật: là những hợp chất hóa học tự nhiên, được hình thành do các quá trình lý học, hoá học, địa chất học phức tạp xảy ra trong vỏ Trái đất. Người ta chia các khoáng vật chia làm 2 loại: + Khoáng vật nguyên sinh: là những khoáng vật hình thành đồng thời với đá và hầu như chưa bị biến đổi về thành phần và trạng thái, là khoáng vật có trong các loại đá, là thành phần tạo nên đá. Bảng 1.1. Một số loại khoáng vật nguyên sinh cơ bản có ở trong đất Loại khoáng vật Loại phụ - Ôlivin 1. Silicat Chiếm 75% khối lượng vỏ trái đất - Mica + Mica trắng + Mica đen - Ogit - Hocnoblen - Penpat - Thạch anh 2. Oxit - Hematit - Pirit - Caxit 3. Cacbonat - Đôlonit - Siderit - Apatit 4. Photphat - Photphorit - Thạch cao 5. Sunphat - Alonit Nguồn: Cao Liêm, 1985 + Khoáng vật thứ sinh: do khoáng vật nguyên sinh phá huỷ, bị biến đổi về thành phần và trạng thái mà tạo nên. Đá: là một tập hợp các khoáng vật và là thành phần chủ yếu tạo nên vỏ Trái đất. Đá phần lớn do hai hay nhiều khoáng vật kết hợp với nhau tạo thành, tuy nhiên vẫn có một số ít đá chỉ do một loại khoáng tạo nên (đá vôi chỉ do khoáng vật Canxit CaCO3; đá apatit chỉ do một khoáng vật apatit). Các loại đá bị phong hoá tạo ra mẫu chất, làm nguyên liệu hình thành đất thì gọi là đá mẹ. Căn cứ vào nguồn gốc hình thành, người ta chia đá ra 3 nhóm: Đá macma, đá trầm tích và đá biến chất. * Đá macma: Hình thành do khối macma nóng chảy từ trong lòng đất phun ra ngoài, do nhiệt độ hạ thấp đột ngột bị ngưng kết lại tạo thành đá. Dựa vào tỷ lệ SiO2 (%) mà người ta chia ra các loại sau: đá macma siêu axit và axit >65%, macma trung tính (52 – 65%) và macma bazơ và siêu bazo<52%. + Macma siêu axit và axit: Thường màu trắng xám, trọng lượng nhẹ, khoáng điển hình là thạch anh, mica, octoclaz. - Đá pecmatit: Là đá macma xâm nhập, có màu hồ ng; xám sáng; khoáng vật có Octoclaz, thạch anh và mica. - Đá Granit (còn gọi là đá Hoa cương): Là đá macma xâm nhập, màu xám sáng, kho áng vật gồm Octoclaz, thạch anh, mica, đôi khi có hocnơblen hoặc ôgit. - Đá Liparit (hay Riolit): Là đá macma phún xuất, thành phần khoáng vật giống granit, màu xám sáng. + Macma trung tính: Thường có màu xám, xanh xám, trọng lượng nặng trung bình. - Sienit:Là đá macma xâm nhập; thành phần khoáng vật có octoklaz, hocnơblen,... màu xám. - Trakit: Là đ á macma phún xuất, thành phần kho áng vật có octoklaz, hocnơblen,... màu xám. - Đá Diorit: Là đá macma xâm nhập; kho áng vật có plagioklaz, hocnơblen; có màu xám xanh nhạt. - Andezit: Là đá macma phún xuất; màu xám xanh, thành phần khoáng vật có plagioklaz, hocnơblen và ogit,... + Macma bazơ và siêu bazơ: Thường có màu xám đen và đen. Trọng lượng nặng. Khoáng điển hình là Ogit, Olivin. - Đá gabro: Là đ á macma xâm nhập; khoáng vật có ogit, plagioklazơ; màu đen hoặc xám lục. - Đá Bazan (còn gọi là đá Huyền vũ): Là đá macma phún xuất; kho áng vật có ogit, plagioklazơ, màu đen hoặc xanh đen. - Điaba: Là đ á macma phún xuất; kho áng vật có ogit, plagioklazơ, có màu đen hoặc xanh đen. - Đá Đunit, Périđôtit và Pirôxênit: Là đá macma xâm nhập; khoáng vật các đá này đều có Ôlivin, Ôgit. * Đá trầm tích: Được hình thành từ sản phẩm phá huỷ của các đá khác, có thể là sản phẩm vỡ vụn cơ học, hoặc các chất hoà tan trong nước, hoặc từ xác sinh vật chết đi, chúng được nước mang đi và tích đọng ở sông, biển, hồ,...lúc đầu thường rời rạc, sau đó do những chất hoá học tự nhiên, hoặc bị sức ép chúng gắn chặt lại với nhau tạo thành đá cứng rắn, gọi là đá trầm tích. Do vận động địa chất, sự hoạt động “tạo sơn” mà đá trầm tích nằm ở đáy biển, đáy hồ được nhô lên tạo thành các dãy núi đá. Hiện nay đá trầm tích chiếm khoảng 75% diện tích mặt đất. Ví dụ: Đá vôi được tạo thành ở biển, do nhiều loài sinh vật biển trong cơ thể chứa nhiều canxi khi chết đi để lại như san hô, trai, ốc, nhuyễn thể, v.v... * Đá biến chất: Đá macma hoặc trầm tích chịu tác động của nhiệt độ cao hoặc áp suất lớn thì bị biến đổi về thành phần khoáng vật, thành phần hoá học và cả về kiến trúc tạo nên đá biến chất. Đá biến đổi do nhiệt độ cao (núi tửa phun) gọi là đá biến chất nhiệt; đá biến đổi do áp suất lớn (bị đè nén xuống) gọi là đá biến chất động lực. Một số đá biến chất phổ biến như: - Đá phiến mica: Do các vảy mica xếp thành lớp nên gọi là phiến mica. - Đá Gơnai:Có thành phần kho áng vật giống đá granit (thạch anh, phenpat, mica, hoocnơblen). Nếu từ macma thì gọi là octogơnai, nếu từ đá trầm tích thì gọi là paragơnai. - Đá hoa (cẩm thạch): Là sản phẩm kết tinh của đá vôi hay những đá trầm tích giàu canxi khác; có màu trắng, hơi lục, hồ ng, vàng hoặc đỏ; sủi bọt với HCl lo ãng nhưng yếu hơn đá vôi. - Đá quăczit: Do cát và cát kết biến đổi tạo thành. Đá có màu trắng, khi bị lẫn thì hơi đỏ, đỏ thẫm, còn gọi là đá “óc chó”. 1.1.2. Các loại phong hóa đá Các loại phong hóa đá là sự tác động của các yếu tố ngoại cảnh làm cho đá và khoáng cấu tạo nên vỏ Trái đất bị phá hủy dưới các hình thức khác nhau. Sản phẩm của quá trình này gọi là mẫu chất, là nguyên liệu để hình thành đất. Dựa vào tính chất và tác nhân gây ra quá trình phong hoá, người ta phân biệt ra 3 loại phong hoá đá: 1.1.2.1. Phong hóa lý học: Là sự vỡ vụn các loại đá thành những hạt nhỏ hơn, chưa có sự thay đổi về thành phần và tính chất hoá học. Tác nhân gây ra là các yếu tố vật lý, chủ yếu là nhiệt độ, nước và gió. - Tác nhân nhiệt độ: đá được cấu tạo từ nhiều khoáng vật khác nhau, các khoáng vật khác nhau lại có hệ số giãn nở khác nhau. Khi nhiệt độ thay đổi thì các khoáng vật co giãn không đồng thời, nên đá sẽ bị nứt vỡ ra. Biên độ nhiệt càng lớn thì sự nứt vỡ càng mãnh liệt - Tác nhân của nước: “nước chảy đá mòn”, nước chảy sẽ bào mòn đá, các phần tử trên bề mặt đá bị bứt ra khỏi đá. Nước xâm nhập vào kẽ nứt của đá, khi nhiệt độ xuống dưới O0C sẽ bị đóng băng, thể tích tăng lên ép vào thành kẽ nứt làm cho đá nứt to hơn, bị vỡ vụn thêm. - Tác nhân của gió: Gió thổi mạnh cuốn bay đá, cuốn các hạt bụi nhỏ va đập vào đá cũng có tác dụng mài mòn dần khối đá lớn đứng đầu ngọn gió. 1.1.2.2. Phong hóa hóa học: Là sự phá huỷ đá bằng các phản ứng hoá học. Tác nhân chủ yếu là H2O, O2, CO2. Phong hóa hóa học bao gồm 4 loại: - Quá trình hòa tan: Nước có khả năng hòa tan một số chất trong khoáng vật. Tác dụng hòa tan của nước thường được tăng lên do trong nước còn có các chất tan khác. Ví dụ: CaCO3 + H2O + CO2 Ca(HCO3)2 Đá vôi Bica cbonat canxi (dễ tan) - Quá trình sét hóa (thuỷ phân): Các chất kiềm, kiềm thổ trong mạng tưới tinh thể của khoáng vật được thay thế bằng ion H+, để tạo ra các khoáng vật thứ sinh, trở nên dạng dễ hoà tan hơn. K2O.Al2 O3.6SiO2 + nH2O + CO2 +4SiO2.nH2O Al2O3.2SiO2.2 H2O +K2CO3 Phenpat kali Kaolinit Opan - Quá trình Hyđrat hóa (thuỷ hợp): Là quá trình mà nước kết hợp với khoáng vật ngay trong mạng tưới tinh thể của chúng hay nói cách khác là nước tham gia vào cấu tạo tinh thể của khoáng vật. Ví dụ: CaSO4 + 2 H2O CaSO4.2H2O Anhydryt Thạch cao - Quá trình Oxy hóa: do tác dụng của oxy và nước đá sẽ bị phá huỷ theo quá trình oxy hoá tạo thành chất dễ tan hơn. Ví dụ: FeS2 + n H2 O + n O2 Pyrit Fe2O3.n H2O + Fe(OH)3 + H2SO4 Limonit 1.1.2.3. Phong hóa sinh học: Là sự phá huỷ đá bởi các nhân tố sinh vật, bao gồm: vi sinh vật, thực vật, động vật (kể cả con người). Ví dụ: Địa y và rêu bám rễ vào kẽ nứt, hoà tan và hút chất dinh dưỡng từ đá. Rễ cây lớn cũng có thể đâm vào kẽ nứt của đá rồi lớn dần lên làm đá vỡ to ra. Các hợp chất hữu cơ do xác sinh vật phân hủy mang tính axit cũng có tác dụng phá hủy đá. 1.1.3. Độ bền phong hóa Đá và khoáng bị phá hủy với những tốc độ khác nhau. Khả năng chống lại sự phá hủy đó của chúng gọi là độ bền phong hoá. Độ bền phong hóa phụ thuộc vào bản chất của đá, khoáng bị phong hóa và những điều kiện môi trường. Cụ thể như sau: - Những loại đá chứa nhiều những loại khoáng bền và cấu tạo bởi càng ít khoáng vật thì chúng có độ bền càng cao. - Độ bền phong hóa giảm khi hàm lượng Fe2+ tăng. - Độ bền phong hóa giảm khi hàm lượng SiO2 giảm. - Cấu trúc của đá và khoáng càng rỗng độ bền phong hóa càng giảm. - Độ bền phong hóa tăng khi hàm lượng các cấp hạt mịn trong đá tăng lên. - Đá axit khó bị phong hóa hơn các đá bazơ. - Trong điều kiện nóng ẩm, bao giờ đá và khoáng cũng bị phong hóa mạnh hơn so với điều kiện khô lạnh. - Độ bền phong hóa của đá liên quan tới độ dày đất. Đá có độ bền phong hóa kém, dễ bị phá huỷ, độ dày đất lớn và ngược lại. 1.1.4. Vỏ phong hóa Trong những điều kiện phong hóa không giống nhau, sẽ có những sản phẩm phong hóa khác nhau được tạo ra và những loại vỏ phong hóa được hình thành. Theo Fritlan (1964), vỏ phong hóa ở Việt Nam được phân chia như sau: - Vỏ phong hóa Feralit: phổ biến ở vùng trung du, tích luỹ nhiều khoáng thứ sinh như Kaolinit, Gipxit, Gơtit. Có ở độ cao từ 25 - 1700m ở miền Bắc và từ 50 - 1800m ở miền Nam. - Vỏ phong hóa Alit: phổ biến ở vùng núi cao (1700 - 1800m). - Vỏ phong hóa Macgalit - Feralit: chứa nhiều Ca2+ màu đen, khoáng thứ sinh chủ yếu là Kaolinit, có Monlmorilonil nhưng thường chiếm tỷ lệ thấp, gặp ở các vùng đá bọt bazan và đá vôi. - Vỏ phong hóa trầm tích Sialit: hình thành ở những vùng phù sa đồng bằng, bao gồm nhiều khoáng nguyên sinh như Thạch anh, Phenphat, Mica và cả Canxit. 1.2. QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH ĐẤT 1.2.1. 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 để 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 tuần hoàn: Đại tuần hoàn địa chất và tiểu tuần hoàn sinh học. Đại tuần hoàn địa chất Khi sự sống chưa xuất hiện, trên Trái đất chỉ có vòng đại tuần 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 trũng, 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 để tạo thành mẫu chất. Tiểu tuần hoàn sinh học Tiểu tuần hoàn sinh học diễn ra kể từ khi sinh vật xuất hiện trên trái đất. Quá trình này có sự tham gia của sinh vật từ bậc thấp lên bậc cao: địa 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 đất. 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 xốp và muối khoáng cho vòng tiểu tuần hoàn sinh học. Ngược lại vòng tiểu tuần hoàn tích lũy chất hữu cơ cho mẫu chất, hình thành mùn - yếu tố chủ yếu 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, tiểu tuần hoàn sinh học là bản chất của quá trình hình thành đất. 1.2.2. Các yếu tố hình thành đất 1.2.2.1. Yếu tố sinh vật: vi sinh vật, thực vật và động vật. * Vi sinh vật: tham gia vào hầu hết các quá trình chuyển 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 để tổng 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 dàng được thế hệ sau khoáng hóa. - Chuyển hóa hợp chất hữu cơ trong đất: Vi sinh vật tham gia vào các quá trình cố định nitơ phân tử, quá trình nitrat hóa, amôn hóa, phản nitrat hóa. Trong đó quá trình cố 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 cố 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 azotobacte, clostridium, azospirillum, tảo lam... + Ngoài ra trong đất có nhiều loại vi khuẩn chuyển 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. - Thảm thực vật có tác dụng bảo vệ đất, giữ ẩm, chống 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 hổng trong đất, làm cho nước và không khí dễ dàng thâm nhập vào đất nên cải thiện được chế độ nước và chế độ không khí trong đất. - 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. 1.2.2.2. 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 chuyển, 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 vật phát triển chậm. Ở đó việc tổng hợp và chuyển 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. 1.2.2.3. Yếu tố địa hình - Địa hình ảnh hướng đến việc phân phối lại nhiệt lượng và độ ẩm trong đất. ở miền đồi núi nước ta, càng lên cao nhiệt độ càng giảm, ẩm độ càng tăng. - Địa hình ảnh hướng đến khí hậu, do đó sẽ ảnh hướng đến sinh vật và cuối cùng sẽ ảnh hướng đến đất. - Địa hình ảnh hướng đến các quá trình xói mòn, rửa trôi, bồi tụ...Nước chảy từ cao xuống thấp gây xói mòn, rửa trôi chất dinh dưỡng ở đất cao và bồi tụ nơi đất thấp. 1.2.2.4. 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. 1.2.2.5. Yếu tố thời gian - Khi nghiên cứu thời gian hình thành đất người ta phân biệt tuổi tuyệt đối và tuổi tương đối của đất. + Tuổi tuyệt đối là thời gian kể từ khi đất bắt đầu hình thành cho đến nay. Để xác định tuổi tuyệt đối thông qua tuổi của chất mùn trong đất. + 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 dày của lớp vỏ phong hóa và mức độ phân hóa các tầng của phẫu diện. Đất có tuổi tương đối trẻ là đất có tầng đất mỏng, phẫu diện chưa phân hóa rõ thành các tầng phát sinh khác nhau (tầng mặt, tầng tích tụ, tầng 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 rõ. Song sự phát triển đó đồng thời chịu sự tác động của qua lại của tất cả các yếu tố hình thành đất khác. 1.2.2.6. 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 để trồng trọt. - Tác động tích cực: Bằng các biện pháp thâm canh, đắp đê, thau chua, rửa mặn, trồng rừng chống xói mòn rửa trôi, làm ruộng bậc thang trên đất dốc...con người đã làm cho đất ngày một màu mỡ, làm lợi cho con người. - Tác động tiêu cực: Thông qua các hoạt động phá rừng, đốt nương làm rẫy, du canh du cư; áp dụng các biện pháp canh tác không hợp lý...con người đã tác động tiêu cực đến đất, làm đất xấu đi. 1.2.3. Các quá trình biến đổi của đất 1.2.3.1. Quá trình feralit và đá ong hoá Quá trình feralit Trong quá trình phong hoá ở á nhiệt đới hoặc nhiệt đới ẩm, các nguyên tố dễ hoà tan bị trôi, trong khi các oxit Fe và Al (đôi khi cả Mn, Ti) tích luỹ lại. Quá trình tích luỹ tương đối cao Fe và Al trong đất so với Si là quá trình feralit hoá, dẫn đến hình thành nhóm đất feralit. Đây là quá trình phổ biến nhất trong đất rừng và đất đồi núi Việt Nam nói chung với mức độ phong hoá rất mạnh, giải phóng Fe, Al, Mn (gibsit) và làm rửa trôi Si. Đặc trưng cơ bản của các đất feralit là có đủ 3 tầng phát sinh học A, B và C, tỷ lệ oxit silic thấp so với sesquioxit (Si/Al< 2), dung tích hấp thu thấp (< 20ml/100 g), đất chua, độ bão hoà kiềm thấp. Trong rừng tự nhiên của nhiệt đới ẩm, những nhược điểm về hoá học này không có gì nghiêm trọng, vì lẽ đất rất sâu dày, ưu việt về tính chất vật lý và cấu trúc cũng như chế độ nước làm cho thực bì nhiệt đới sinh trưởng hết sức thịnh vượng. Vòng tuần hoàn chất hữu cơ diễn ra nhanh và mạnh dưới các quần thể rừng với tuyệt đại đa số loài cây ưa chua với bộ rễ sâu. Quá trình feralit tất yếu dẫn đến hình thành các đất feralit là đất có sự tích luỹ sắt và nhôm ở thể tự do di động, ở thể keo hoặc ở dạng oxy-hydroxit. Đôi khi các oxit sắt, oxit nhôm tích tụ mạnh đến mức hình thành các mỏ (dạng bauxit). Quá trình đá ong hoá Sự tích luỹ sắt, nhôm là tiền đề cho sự hình thành kết von và đá ong, nhưng không phải luôn luôn đi đôi với sự đá ong hoá. Trong đất rừng Việt Nam, trừ rừng vùng trũng và đầm lầy, sự rửa trôi các kim loại kiềm (kể cả Si) và tích luỹ sắt và nhôm là quá trình chủ đạo. Khác với quá trình feralit hoá có sự tích luỹ tương đối sắt và nhôm, sự hình thành đá ong là quá trình tích luỹ tuyệt đối các hợp chất Fe, Al, Si (đôi khi cả Mn, Ti) ở thể oxit hay hydroxit mất nước. Thành phần chính của kết von là các oxit của sắt, silic, và nhôm. Trên vùng núi thấp, vùng đồi và cao nguyên thường hình thành kết von và đá ong trong điều kiện khí hậu có mùa mưa và mùa khô rõ rệt. Trong mùa mưa, các hợp chất oxit kim loại theo mao quản dâng lên, nước bốc hơi mạnh làm cho các hợp chất ngậm nước bị mất nước, trở nên rắn chắc kết vón lại. Kết von chùm hình thành nhiều nhất ở vùng chân đồi, trong khi kết von tảng xuất hiện nhiều hơn ở sườn đồi thấp, nơi mặt đất thuận lợi nhất cho sự rửa trôi và bốc hơi và các khối kết von nhỏ liên kết lại thành khối lớn. Sự hoà tan trở lại là không xảy ra do quá trình keo tụ và xi măng hoá là không thuận nghịch, ở nhiều vùng đất phù sa cổ (như Sơn Tây, Phú Thọ, Biên Hoà, Đồng Nai) đá ong gồm những dải rộng lớn, mềm xốp khi ở dưới mặt đất, nhưng sau khi khai thác phơi lộ ra, đá ong trở nên rắn chắc có thể dùng làm vật liệu xây dựng. Diện tích loại đất có kết von toàn quốc khoảng 342.300 ha, trong đó các tỉnh huyện miền núi và vùng cao 157.000 ha. Trên dạng lập địa này, rừng tự nhiên có đạt đến cực đỉnh cũng chỉ là tập hợp nghèo nàn của một số loài chịu hạn, bộ rễ của chúng luồn lách vào các khe đá để sống; do vậy hệ sinh thái rất mong manh. Một khi rừng bị chặt hạ thì khả năng phục hồi hầu như không còn, đất lập tức biến thành đất xói mòn trơ sỏi đá - một dạng hoang mạc nhiệt đới. 1.2.3.2. Quá trình glay vùng đồi núi Theo khái niệm hiện đại, glay được coi là tầng bị thay đổi do sự khử sinh hoá học trong những điều kiện bị ẩm ướt quá mức, giàu chất hữu cơ, bị phân huỷ bởi các vi sinh vật yếm khí. Tầng đặc trưng này có màu xanh, lam xám hay màu xanh bẩn. Trên đất đồi núi glay hình thành ở những sườn thừa nước quanh năm, hoặc bão hoà nước tạm thời nhưng luôn luôn có ẩm và che phủ bởi tầng mùn thô dày hoặc trong các thung lũng hẹp chứa than bùn. Các tầng đất bị glay hoá phải có điều kiện kèm theo là khá giàu sét và các phức hệ sét-mùn không bị oxy hoá. Màu xanh hay xám đặc trưng được cho là màu của các kim loại hoá trị 1 hoặc 2 (K+, Fe2+, Mn2+, ) thay vì hoá trị cao (như Fe3+, Al3+) thường có màu đỏ hay vàng rực rỡ. Cùng với việc rừng bị phá, nguồn nước ít dần, than bùn bị khai thác và nhiều diện tích đất thung lũng chuyển thành ruộng bậc thang lúa nước, quá trình glay hoá trên vùng rừng đồi núi cũng có xu hướng giảm đi. Theo đó là những thảm thực bì ưa nước (như chuối rừng, tre, cỏ sậy, điềng điễng,...) cũng bị thu hẹp. Diễn biến của quá trình glay hoá trên vùng đồi núi có thể là một dấu hiệu rất rõ của việc thu hẹp nguồn sinh thuỷ và sự suy thoái của loại rừng mọc trên đất ẩm ướt thường xuyên. 1.2.3.3. Quá trình mặn hoá Đất mặn là đất có chứa hơn 0,1% muối theo trọng lượng. Mặn hoá do nước biển Đối với đất mặn biển thì quá trình mặn hoá đã bắt đầu cùng với sự thành tạo đất từ các phần tử lơ lửng trong nước biển (bãi bồi). Các diện tích được bồi đã dời xa biển thì còn ảnh hưởng của thuỷ triều hoặc do vỡ đê hoặc nước ngầm mặn. Độ cao so với mặt biển là từ mức âm cho đến 1-2m. Thực vật tiên phong là các cây chịu mặn điển hình như cây mắm, vẹt, đước, bần, sú. Trong môi trường ngập nước chúng chịu nổi độ mặn cao tới > 1% muối tổng số và độ độc của các ion có trong muối biển (Na+, K+, Cl-, I+, SO42-,...). Càng xa biển, mức độ mặn hoá càng giảm dần, thành phần muối biến đổi do nước mưa và nước tưới rửa mặn, thành phần loài cũng thay đổi, vẹt, đước, cóc, dừa nước, cói... trở nên ưu thế hơn. Nhóm đất mặn được chia ra làm 3 loại theo dạng lập địa: (i) đất mặn sú, vẹt, đước; (ii) đất mặn điển hình; và (iii) đất mặn kiềm có glay. Theo mức độ mặn lại có thể chia ra 3 cấp: mặn nhiều; mặn trung bình và mặn ít. Chỉ tiêu quan trọng để phân định là tổng số muối tan, Cl- và SO42-. Mặn hoá do nước ngầm Đất mặn hình thành do nước ngầm là đất mặn lục địa tìm thấy ở vùng bán khô hạn giữa Phan Rang và Phan Thiết, nơi lượng mưa trung bình năm rất thấp (chỉ chung quanh 800 mm/năm). Nước ngầm thực chất biến thành dung dịch muối (như nước suối khoáng Vĩnh Hảo), gặp hạn muối bốc lên mặt đất làm nhiễm mặn toàn bộ phẫu diện. Đất mặn kiềm glay chỉ chiếm vài trăm ha duy nhất ở Ninh Thuận và Bình Thuận với tên gọi đất cà giang. Đất mặn được gọi là cà giang muối khi các tinh thể NaCO3 tích đọng trên mặt đất (trước đây đã từng khai thác làm xà phòng); còn đất cà giang dầu có phản ứng kiềm hơn và giàu chất hữu cơ nên có màu sẫm hơn. 1.2.3.4. Quá trình phèn hoá Việt Nam là một trong những nước có nhiều đất phèn, diện tích khoảng 1,863 triệu ha, tập trung ở đồng bằng sông Cửu Long và rải rác ven biển từ Hải Phòng đến Ninh Bình. Đất phèn hình thành ở các vùng trũng khó thoát nước, giàu chất hữu cơ và dưới ảnh hưởng của biển thoái. Phèn hoá bao gồm hai quá trình mặn hoá và chua hoá. Các muối gây mặn chủ yếu là NaCl và Na2SO4, nguồn muối phèn cũng có thể từ mẫu chất đưa lại, nhưng không nhiều so với nguồn gốc trầm tích biển. Đến nay các nhà thổ nhưỡng Việt Nam thống nhất quá trình phèn hoá xảy ra do các hợp chất chứa S tích luỹ lại, tạo ra H2SO4 trong điều kiện thuận lợi cùng với sự tích luỹ sinh học các muối có chứa gốc lưu huỳnh. Hai dạng khoáng chứa lưu huỳnh phổ biến là pyrit và jarosit tạo thành các ổ khoáng thứ sinh nguyên chất trong các mẫu chất của đất phèn. Xác hữu cơ của quần thể cây ngập mặn (mắm, bần, đước, sú,...) phân giải yếm khí hình thành ra các dạng khử H2S, FeS, khi bị oxy hoá chúng biến thành H2SO4. Axit sulfuric kết hợp với nhôm di động hoặc hợp chất nhôm để tạo ra phèn Al3(SO4)2. Phèn bị thuỷ phân tạo ra một lượng axit mới. Nguồn Fe và Al có thể là từ hai nguồn: sesquioxit có trong huyền phù của phù sa hoặc muối Fe và Al có nguồn gốc biển. Vì lẽ nguồn sinh phèn nằm ngay trong nội tại mẫu chất sinh thành đất nên biện pháp cải tạo chỉ có thể là giảm thiểu oxy hoá, ngăn chặn việc sinh ra quá nhiều axit H2SO4 chứ khó có thể chuyển hoá đất phèn thành đất không phèn. Từ đó có thể thấy một ứng dụng thực tế là cần phải giữ rừng ngập mặn, rừng tràm cùng với lớp than bùn phủ trên mặt đất để "ém phèn", luôn luôn giữ đất trong trạng thái khử. 1.2.3.5. Quá trình podzol hoá ở vùng nhiệt đới ẩm Việt Nam Quá trình podzol hoá dẫn đến hình thành đất podzol điển hình thường xảy ra ở vùng ôn đới với các điều kiện tối thiểu: khí hậu ôn hoà hay lạnh, rừng lá kim và vũ lượng (hoặc tuyết) đủ lớn. Trong phẫu diện đất hình thành một tầng A2 điển hình (tầng chẩn đoán) hay tầng chỉ thị podzol. Trong tầng này, Fe và Al đã bị hoà tan rửa đi, mất màu vàng hay đỏ, còn lại chủ yếu là các oxit silic có màu tro bạc. Trường hợp keo đất dịch chuyển không bị phá huỷ thì chỉ coi là rửa trôi đơn thuần (lessivage). Ở vùng nhiệt đới ẩm, không có những điều kiện podzol hoá điển hình như vùng ôn đới, tuy vậy hệ quả của một khối lượng axit mùn chua đối với sự phá huỷ keo hữu cơkhoáng là rất rõ ràng và xét về hình thái học phẫu diện thì sự hiện diện của tầng A2 giữa màu tro bạc là khá phân biệt một cách tương phản với màu đỏ (của oxit sắt) hay màu vàng (của oxit nhôm) phổ biến trong đất feralit nhiệt đới ẩm, tuy tích luỹ SiO2 không nhiều. Thành phần chất hữu cơ hoàn toàn là mùn thô. Vì thế một nhóm nhỏ loại đất vùng núi cao của Việt Nam, theo phân loại trên quan điểm nặng về lịch sử phát sinh học, đã được tạm xếp vào nhóm đất podzol nhiệt đới. Các khoanh đất podzol đã gặp ở các vùng núi cao Tây Côn Lĩnh, Sìn Hồ, Ngọc Linh, Sa Thầy và cao nguyên Lang Biang. Diện tích nhóm đất này không lớn và chưa có thống kê chính xác. Hầu hết diện tích đất này hình thành trên đá mẹ thô, độ dốc lớn, rất mẫn cảm với sự rửa trôi vì thế một khi mất rừng lập tức bị thoái hoá nặng nề (ví dụ ở xã Diên Bình, Kon Tum). 1.2.3.6. Quá trình xói mòn và rửa trôi Quá trình xói mòn Trong các nguy cơ gây xói mòn đất ở Việt Nam thì xói mòn do nước là nguy cơ chủ đạo phổ biến nhất bởi các lý do sau đây: - Lượng mưa lớn : 1.500-2.500 mm/năm, - Mưa phân bố không đều trong năm: 80% tập trung trong 5 tháng, - Cường độ mưa lớn: 41-62% lượng mưa vượt ngưỡng gây xói (25mm/h), - Năng lượng xâm kích hạt mưa cao: 28.000-41.000 J/m2, 46-65%, - Tổng năng lượng mưa có khả năng gây xói mòn, - Địa hình dốc: dốc > 20o chiếm 58,2 % diện tích vùng đồi núi, - Trong 10,8 triệu ha đất trống đồi trọc kiểm kê năm 2000 có đến 90,8% (9,4 triệu ha) là đất dốc trên 15o, - Phần lớn đất đồi núi có tầng mỏng < 50 cm, - Tính xói mòn của nhiều đất cao: phổ biến là K = 0,20 - 0,30 hoặc hơn, - Lớp phủ tự nhiên thấp: bình quân 28% so với ngưỡng an toàn là 50%, - Khả năng chống đỡ kém của cây trồng và rừng trồng, - Lớp thảm cành khô lá rụng mỏng: phần lớn là 0 cm, dày nhất là 5 cm, - Canh tác không chống xói mòn, chủ yếu trồng chay. Xói mòn do gió tuy ít phổ biến hơn, nhưng cũng tỏ ra nghiêm trọng ở vùng đất có thành phần cơ giới nhẹ: đất cát ven biển, đất đồi vùng bán khô hạn miền Trung, các đất đỏ vàng Tây Nguyên trong mùa khô, giải đất Khu 4 cũ gió Lào, vùng cao nguyên Sơn La. Hiện tượng này đến nay chỉ mới có những ghi nhận định tính, chưa có những nghiên cứu chi tiết cho từng vùng xung yếu như ven biển miền Trung, vùng nội địa gió mạnh ở Tây Nguyên, Quảng Trị, Ninh Thuận, Bình Thuận, Sơn La. Tuy vậy nguy cơ làm mất đất là hiển nhiên, đặc biệt là sự di chuyển các cồn cát biển vào sâu ở những nơi không có hàng cây chắn gió. Dựa vào các chỉ tiêu cho bản đồ tỷ lệ nhỏ về thoái hoá đất do con người ở Đông Nam Á thì Việt Nam là 1 trong 8 nước của khu vực có xói mòn do gió ở mức độ đáng kể (trung bình đến mạnh). Nguy cơ xói mòn do gió ở Việt Nam bị chi phối bởi các yếu tố chủ đạo sau: Tốc độ gió, thành phần cấp hạt đất, độ ẩm đất và không khí, mức độ che phủ, mức độ cản trở của băng chắn. Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy đất có rừng che phủ có lượng xói mòn ít nhất (khoảng 2-5 tấn/ha), đất trồng chè theo rãnh đồng mức 3-4 tấn/ha, đất trồng sắn và các loại cây ngắn ngày khác có lượng đất trôi khoảng 40-100 tấn/ha tuỳ theo độ che phủ, trên đất trồng không được che phủ có lượng đất trôi lớn nhất 80-100 tấn/ha tuỳ theo loại đất. Kết quả nghiên cứu về các biện pháp chống xói mòn bảo vệ đất thấy rằng: - Biện pháp sinh học luôn tạo lớp phủ cây trồng có ý nghĩa quyết định trong việc bảo vệ đất chống xói mòn. Tổ hợp cơ cấu cây trồng theo nông lâm kết hợp có thể tạo lớp phủ tốt cho đất trong mùa mưa, giảm lượng xói mòn đáng kể. - Tạo hàng rào cây xanh theo đường đồng mức có thể giảm tốc độ dòng chảy nên giảm được lượng đất trôi 50-60% so với đối chứng. Năng suất cây trồng tăng 1525% mặc dù hàng rào cây xanh họ đậu chiếm khoảng 10% diện tích, song năng suất cây trồng vẫn tăng 15-25%. - Biện pháp sinh học nếu kết hợp được với các biện pháp công trình đơn giản như tạo mương bờ theo đường đồng mức, rãnh, luống...hiệu quả chống xói mòn càng rõ. - Bón phân hoá học kết hợp hữu cơ và trả lại phụ phẩm cây trồng cải thiện độ phì nhiêu đất và giảm lượng xói mòn. Thiệt hại do xói mòn và rửa trôi là rất lớn khi đất mất rừng đưa vào canh tác cây ngắn ngày. Trên cơ sở lượng đất trôi chỉ tính trung bình là 10 tấn đất/năm, với hàm lượng C: 1%; N: 0,1%; P2O5: 0,08%; K2O: 0,05%, thì ước tính cứ mỗi ha hàng năm mất đi một lượng dinh dưỡng của cây trồng tương đương với 0,5 tấn phân chuồng, 20 kg phân đạm urê, 44 kg phân lân super, và 10 kg K2SO4. Quá trình rửa trôi Nếu xói mòn và dòng chảy bề mặt có thể dễ dàng nhận thấy thì rửa trôi theo chiều sâu tầng đất diễn ra ngấm ngầm, lặng lẽ rất ít được nhận biết, song mức độ tai hại của nó không nhỏ. Cùng với năm tháng nước mưa thấm rửa liên tục từ bề mặt qua các tầng đất, hoà tan chất hữu cơ, phá huỷ khoáng sét, mang theo chất dinh dưỡng. Ngay cả khi mặt đất có sự che phủ nhất định thì nước mưa ban đầu vốn trung tính cũng dần dần trở thành dung dịch có phản ứng axít, với tư cách một dung môi hoà tan và mang ra khỏi tầng đất các nguyên tố dinh dưỡng dễ tan, dễ tiêu đối với cây trồng. Các chất hoà tan mạnh như hợp chất hữu cơ, kim loại kiềm, kiềm thổ, silic bị rửa trôi nhanh hơn cả. Hệ quả là đất trở nên nghèo kiệt chỉ còn lại phần xương xẩu gồm các hạt thô, đồng thời các tính chất quyết định độ phì nhiêu cũng bị biến đổi, đất trở nên rắn, chua, độ bão hoà bazơ thấp. 1.2.4. Hình thái phẫu diện đất 1.2.4.1. Khái niệm Tất cả những quá trình diễn ra trong đất đều để lại những dấu vết trong nó.Nghiên cứu những dấu vết đó ta biết được tính chất, đặc điểm của đất, thậm chí còn biết được lịch sử của sự hình thành đất và chiều hướng phát triển của nó. Đặc điểm phân lớp là đặc điểm quan trọng của đất mà nhiều tính chất lý hóa học và độ phì của đất phụ thuộc vào nó. Mặt cắt thẳng đứng từ mặt đất xuống đến tầng đá mẹ, nó thể hiện các tầng đất được gọi là phẫu diện đất. Phẫu diện đất được mô tả thông qua những đặc điểm bề ngoài có thể cảm nhận được bằng các giác quan thì gọi là hình thái phẫu diện đất. Từ hình thái ta có thể suy ra những tính chất bên trong của nó. 1.2.4.2. Các tầng đất rừng và đặc điểm của chúng Một phẫu diện đất rừng điển hình thường gồm các tầng đất sau: Tầng thảm mục, tầng mùn (tầng rửa trôi), tầng tích tụ, tầng mẫu chất, tầng đá mẹ. Một phẫu diện đấ t rừng điển hình được thể hiện qua hình 1.1. Hình 1.1. Sơ đồ một phẫu diện đất rừng điển hình + Tầng thảm mục nằm trên mặt đất nhưng nó có tầm quan trọng lớn đối với đất rừng. Tầng này được kí hiệu là A0 (có sách kí hiệu là O), ở đây nó chứa những cành lá, xác thực vật rơi rụng. Tầng này cũng được chia nhỏ hơn A01, A02 và A03.Tầng A01 chứa những chất hữu cơ chưa phân giải. Tầng A02 chứa những chất hữu cơ đã bị phân giải một phần, A03 chứa những chất hữu cơ đã phân giải mạnh, một phần đã thành mùn. Tầng thảm mục chỉ xuất hiện ở đất dưới rừng, dưới đồng cỏ, nơi mà chất hữu cơ được trả lại cho đất khá nhiều. Mặt khác sự có mặt của tầng này còn liên quan tới điều kiện phân giải các hợp chất hữu cơ, bản chất của các chất hữu cơ. Những nơi điều kiện phân giải các hợp chất hữu cơ thuận lợi, tầng này hoặc không xuất hiện, hoặc mỏng,khôn gđiển hình. Ở nước ta, càng lên cao theo độ cao tuyệt đối, càng dễ tìm thấy tầng dưới rừng cây họ Dầu, cây lá kim cũng dễ xuất hiện tầng A0 hơn. + Tầng mùn (tầng rửa trôi): Ký hiệu là A Tại đây, các hợp chất mùn được hình thành. Đất thường màu đen, nâu đen,có kết cấu viên, tơi xốp, giàu dinh dưỡng. Tuy nhiên dưới tác dụng của nước nó cũng là tầng bị rửa trôi. Phần lớn các loại vi sinh vật đất đều tập trung ở tầng này. Trong tầng A lại có thể xuất hiện những tầng khác nhau: A1, A2, A3. - A1 là tầng tích luỹ mùn nhiều nhất, màu đen nhất. Tại đây các hợp chất hữu cơ được phân giải, tổng hợp để tạo nên các hợp chất mùn trong đất. Đất thường có kết cấu viên, tơi xốp, giàu dinh dưỡng. - A2 là tầng rửa trôi mạnh nhất. Tại đây các chất dinh dưỡng và hợp chất mùn bị phá hủy và rửa trôi xuống các tầng sâu. Bởi vậy, hàm lượng chất dinh dưỡng và mùn ở