Đồ án Phân tích, đánh giá hiện trạng đất nhiễm phèn và biện pháp cải tạo ở xã Mỏ Công, huyện Tân Biên, tỉnh Tây Ninh

75 trang thiennha21 13/04/2022 4260

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Phân tích, đánh giá hiện trạng đất nhiễm phèn và biện pháp cải tạo ở xã Mỏ Công, huyện Tân Biên, tỉnh Tây Ninh", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

do_an_phan_tich_danh_gia_hien_trang_dat_nhiem_phen_va_bien_p.pdf

Nội dung text: Đồ án Phân tích, đánh giá hiện trạng đất nhiễm phèn và biện pháp cải tạo ở xã Mỏ Công, huyện Tân Biên, tỉnh Tây Ninh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG ĐẤT NHIỄM PHÈN VÀ BIỆN PHÁP CẢI TẠO Ở XÃ MỎ CÔNG, HUYỆN TÂN BIÊN, TỈNH TÂY NINH. Ngành: Môi Trường Chuyên ngành: Kỹ Thuật Môi Trường Mã ngành: 52520320 GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thanh Hương SVTH: Nguyễn Hải Triều MSSV: 1311090661 LỚP: 13DMT 01 TP. Hồ Chí Minh, Tháng 07/2017
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG ĐẤT NHIỄM PHÈN VÀ BIỆN PHÁP CẢI TẠO Ở XÃ MỎ CÔNG, HUYỆN TÂN BIÊN, TỈNH TÂY NINH. Ngành: Môi Trường Chuyên ngành: Kỹ Thuật Môi Trường Mã ngành: 52520320 GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thanh Hương SVTH: Nguyễn Hải Triều MSSV: 1311090661 LỚP: 13DMT01 TP. Hồ Chí Minh, Tháng 07/2017 i
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯ ỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH Tên đề tài: PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG ĐẤT NHIỄM PHÈN VÀ BIỆN PHÁP CẢI TẠO Ở XÃ MỎ CÔNG, HUYỆN TÂN BIÊN, TỈNH TÂY NINH. Hội đồng chấm đề tài tốt nghiệp: 1. Chủ tịch: 2. Thư ký: 3. Phản biện 1: 4. Phản biện 2: 5. Ủy viên: ii
LÝ LỊCH CÁ NHÂN Tôi tên là Nguyễn Hải Triều, sinh ngày 27 tháng 02 năm 1995 tại huyện Chơn Thành, tỉnh Bình Phước. Tốt nghiệp PTTH tại Trường Trung học phổ thông Lương Thế Vinh huyện Tân Biên, tỉnh Tây Ninh, năm 2013. Năm 2013 sau khi Tốt nghiệp PTTH tại Trường Trung học phổ thông Lương Thế Vinh và đậu vào Khoa Môi trường của Trường Đại học Công nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh. Tháng 4 năm 2017 được sự phân công của Khoa để tiến hành làm đề tài tốt nghiệp chuyên ngành Kỹ thuật môi trường với tên đề tài “Phân tích, đánh giá hiện trạng đất nhiễm phèn và biện pháp cải tạo đất nhiễm phèn ở xã Mỏ Công, huyện Tân Biên, tỉnh Tây Ninh”, đề tài được điều tra khảo sát tại xã Mỏ Công, huyện Tân Biên, tỉnh Tây Ninh và tiến hành phân tích mẫu tại phòng thí nghiệm của Khoa Công nghệ sinh học - Thực phẩm và Môi trường, trường Đại học Công nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh. Địa chỉ liên lạc: Nguyễn Hải Triều, lớp 13DMT01 Khoa Công nghệ sinh học - Thực phẩm và Môi trường. Điện thoại: 01279442663 Email: haitrieu272@gmail.com iii
LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Người viết cam đoan Nguyễn Hải Triều iv
LỜI CẢM ƠN Đề tài được hoàn thành theo chương trình đào tạo Kỹ Sư, chuyên ngành Kỹ Thuật môi trường, tại Trường Đại học Công Nghệ (HUTECH) TP. Hồ Chí Minh. Tôi xin chân thành cảm ơn đến Ban Giám hiệu trường Trường Đại học Công nghệ (HUTECH) TP. Hồ Chí Minh; Khoa Công nghệ sinh học - Thực phẩm và Môi trường, cùng toàn thể các Thầy Cô trong khoa đã tạo mọi điều kiện thuận lợi trong việc thực hiện đề tài và trong suốt quá trình học tập; Nhân dịp này tôi xin chân thành tỏ lòng biết ơn đến Cô Nguyễn Thị Thanh Hương - Khoa môi trường, trường Đại học Tôn Đức Thắng và Thầy Lê Thanh Quang - Viện Khoa học Lâm nghiệp Nam Bộ đã tận tình hướng dẫn, động viên và giúp đỡ tôi hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp này. Cũng qua đây tôi xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Trung Dũng, phụ trách phòng thí nghiệm của Khoa đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu. Sau cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến bạn bè lớp 13DMT01, cũng như người thân đã luôn động viên và giúp đỡ tôi hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp này. Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn! v
MỤC LỤC 1. ĐẶT VẤN ĐỀ 1 2. Mục tiêu của đề tài 3 1.1 Mục tiêu chung 3 1.2 Mục tiêu cụ thể 3 3. Nội dung nghiên cứu 3 4. Phương pháp nghiên cứu 3 4.1 Phương pháp điều tra và thu thập mẫu đất 3 4.2 Phương pháp phân tích mẫu 4 5. ĐỐI TƯỢNG - PHẠM VI NGHIÊN CỨU 4 6. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 5 7. BỐ CỤC LUẬN VĂN 5 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 6 1.1 Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 6 1.2 Tài nguyên thiên nhiên 7 1.3 Tài nguyên nhân văn 9 1.4 Thực trạng môi trường 9 1.5 Điều kiện kinh tế - xã hội 10 1.5.1 Thực trạng phát triển kinh tế 10 1.5.2 Thực trạng phát triển xã hội 11 1.6 Hiện trạng sử dụng đất theo mục đích sử dụng 12 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐẤT PHÈN, MÔI TRƯỜNG VÀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG VÙNG ĐẤT PHÈN 14 2.1 Giới thiệu chung về đất phèn 14 2.1.1 Định nghĩa đất phèn 14 vi
2.1.2 Quá trình hình thành đất phèn 14 2.1.2.1 Những nhân tố cấu thành chất phèn 16 2.1.3 Phân bố và nghiên cứu đất phèn 17 2.1.3.1 Trên thế giới 17 2.1.3.2 Ở Việt Nam 18 2.1.4 Phân loại đất phèn 22 2.1.4.1 Phân loại theo nhân dân vùng đất phèn 23 2.1.4.2 Phân loại đất phèn theo Việt Nam 24 2.1.4.3 Những nghiên cứu về phân loại đất phèn 26 2.1.5 Những nghiên cứu về tính chất của đất phèn 27 2.1.6 Nghiên cứu cải tạo và sử dụng đất phèn 29 2.1.7 Độc chất trong đất phèn 31 2.1.7.1 Khái niệm chung về độc chất trong đất phèn 31 2.1.7.2 Các loại độc chất trong đất phèn 31 2.1.7.3 Biến động độc chất trong đất phèn. 34 2.2 Ô nhiễm môi trường vùng đất phèn 34 2.2.1 Ô nhiễm môi trường đất do nhiễm phèn 34 2.2.2 Môi trường vùng đất phèn 35 2.2.3 Hiện trạng ô nhiễm môi trường đất do nhiễm phèn 39 CHƯƠNG 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42 3.1 Vật liệu và phạm vi nghiên cứu 42 3.2 Nội dung nghiên cứu 42 3.3 Phương pháp nghiên cứu 42 3.3.1 Phương pháp điều tra và thu thập mẫu đất 42 3.3.2 Phương pháp phân tích mẫu 43 3.3.3 Phương pháp xử lý số liệu và phân tích thống kê 45 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 46 4.1 Hiện trạng của từng mô hình và kết qủa phân tích 46 4.1.1 Hiện trạng của mô hình đất hoang hóa 46 vii
4.1.2 Hiện trạng của mô hình đất trồng lúa 46 4.1.3 Hiện trạng của mô hình đất trồng mì 47 4.1.4 Kết quả phân tích và đánh giá 49 KẾT LUẬN, KẾN NGHỊ VÀ BIỆN PHÁP CẢI TẠO 55 Kết luận 55 Kiến nghị 55 Biện pháp cải tạo 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 Tiếng việt 59 PHỤ LỤC 1 .63 PHỤ LỤC 2 . 63 PHỤ LỤC 3 . 64 PHỤ LỤC 4 . 65 viii
DANH MỤC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ Hình 1.1: Bảng đồ đất tỉnh Tây Ninh 4 Hình 1.2: Bảng đồ xã Mỏ Công và khu vực nghiên cứu 7 Hình 2.1: Phân bố Loại đất phèn và diện tích 18 Hình 2.2: Tổng diện tích bao loại đất phèn ở ĐBSCL 19 Hình 2.3: Thực vật trước khi hình thành đất phèn ( ở rừng Đước và rừng Tràm) 36 Hình 2.4: Thực vật chỉ thị vùng phèn 38 Hình 3.1: Dùng khoan để lấy mẫu Hình 3.2: Dùng túi nylon để đựng mẫu 43 Hình 3.3: Phân tích Mùn và Nhôm tại PTN Hutech 44 Hình 4.1: Hiện trạng ở mô hình đất hoang hóa 46 Hình 4.2: Hiện trạng ở mô đất trồng lúa 47 Hình 4.3: Hiện trạng ở mô đất trồng khoai mì 48 Biểu đồ 4.1: Độ chua của đất 51 Biểu đồ 4.2: Hàm lượng dinh dưỡng của đất 51 Biểu đồ 4.3: Hàm lượng độc chất của đất .51 Biểu đồ 4.4: Tỷ trọng của đất . .51 Biểu đồ 4.5:Thành phần cơ giới của đất .51 DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1: chỉ tiêu và phương pháp phân tích mẫu 44 Bảng 4.1: Kết quả phân tích hiện trạng đất hoang hóa 49 Bảng 4.2: Kết quả phân tích hiện trạng đất trồng lúa 49 Bảng 4.3: Kết quả phân tích hiện trạng đất trồng mì 50 ix
MỞ ĐẦU 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Đất đai là tài nguyên quốc gia vô cùng quý giá, là tư liệu sản xuất đặc biệt, là tài sản, nguồn lực to lớn của đất nước, quyền sử dụng đất là hàng hóa đặc biệt. Khai thác, sử dụng hợp lý, hiệu quả và tiết kiệm tài nguyên đất là động lực phát triển của xã hội. Việt Nam là một nước đang phát triển, với đặc điểm là một nước có nền kinh tế chủ yếu phụ thuộc vào nông nghệp với tỷ lệ lao động trong lĩnh vực nông lâm nghiệp chiếm khoảng 70% cho thấy vai trò vô cùng to lớn đối với sự phát triển kinh tế xã hội của đất nước. Sau nhiều năm đổi mới, từ một nước phải nhập khẩu lương thực, đến nay Việt Nam không những có đủ lương thực tiêu dùng mà còn trở thành một trong những quốc gia đứng đầu thế giới về xuất khẩu lúa gạo. Để làm được điều đó là do có một cơ chế chặc chẽ giữa cơ chế, chính sách của nhà nước, việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật trong sản xuất và sự lao động cần cù, sáng tạo của người lao động. Để nền nông nghiệp phát triển bền vững, thì vấn đề sử dụng và cải tạo đất là hết sức quan trọng. Ngoài những mặt đã đạt được, ngành nông nghiệp cần phải tập trung giải quyết một số vấn đề liên quan đến chất lượng đất, cải tạo đất. Trong đó việc nghiên cứu, cải tạo đất phèn để có thể đưa vào sử dụng các diện tích đất này nhằm tận dụng tối đa diện tích canh tác đang được quan tâm hàng đầu. Việt Nam là một trong những nước có diện tích đất phèn rộng lớn trên thế giới. Đất phèn tập trung chủ yếu ở đồng bằng sông Cửu Long chiếm diện tích lớn nhất trong tổng diện tích đất phèn cả nước. Sau đồng bằng sông Cửu Long là miền Đông Nam Bộ, rồi đến đồng bằng sông Hồng có diện tích ít nhất trong cả nước. Diện tích đất phèn hàng triệu héc ta, tập trung ở vùng đồng bằng sông Cửu Long và miền Đông Nam Bộ. Muốn cải tạo đất phèn để đưa vào sản xuất, ta phải tìm hiểu nguồn gốc, sự phân bố, phân loại, biết được động vật, thực vật sống trên đất phèn; hiểu rõ về mặt lý tính, hóa tính, những độc chất và sự biến động phức tạp của độc chất để từ đó tìm ra hướng sử dụng tốt nhất, tiết kiệm được tối đa nguồn nhân lực trong công tác thủy lợi, khai hoang mở rộng diện tích, tiết kiệm được vật tư, phân bón, thuốc phòng trừ sâu bệnh. 1
Ở Việt Nam có khoảng 3 triệu hecta đất bị nhiễm mặn và phèn, chiếm khoảng 40% diện tích đất nông nghiệp (6,9 triệu hecta, 1996) trong đó đất phèn gần 2 triệu hecta và đất mặn khoảng 1 triệu hecta. Việc khai khác phần diện tích này một cách có hiệu quả phục vụ sản xuất nông nghiệp, ngư nghiệp ngày càng trở nên cấp bách và có ý nghĩa quan trọng đối với nền kinh tế quốc dân. Tây Ninh thuộc khu vực Đông Nam Bộ là vùng có địa hình chuyển tiếp từ cao nguyên Nam Trung Bộ xuống đồng bằng sông Cửu Long, đất đai tương đối bằng phẳng. Địa hình vừa mang đặc điểm của một cao nguyên, vừa có dáng thấp, sắc thái của vùng đồng bằng.Tây Ninh có nhiều vùng địa hình khác nhau, có tiềm năng dồi dào về đất, trên 96% quỷ đất thuận lợi cho phát triển cây trồng các loại, từ cây lúa nước đến cây công nghiệp ngắn ngày, dài ngày và cây ăn quả các loại. Đất đai Tây Ninh có thể chia làm 5 nhóm đất chính với 15 loại đất khác nhau, trong đó đất phèn chiếm tỷ lệ tương đối cao đang được đặc biệt quan tâm. Tân Biên là một trong những huyện thuộc tỉnh Tây Ninh có diện tích đất nông nghiệp lớn nhất, vì vậy vấn đề cải tạo đất phèn được nông dân của huyện đặc biệt quan tâm, trong phạm vị của huyện thì xã Mỏ Công có diện tích đất lớn nhất trong tất cả các xã, và hầu hết là đất canh tác nông nghiệp. Xã Mỏ Công là nơi tập trung dân số tương đối đông của huyện, tốc độ tăng trưởng kinh tế ngày càng tăng, kinh tế ngày càng phát triển thì các hoạt động sản xuất của xã ngày càng gia tăng, nhiều hơn và năng động hơn, phát triển thì không ngừng nhưng qũy đất thì hạn chế, do đó việc điều tra, phân tích đánh giá để cải tạo đất phèn để đưa vào sử dụng trong nông nghiệp là rất có ý nghĩa. Cải tại đất phèn là vấn đề khó khăn đối với các nhà khoa học về cải tạo đất của nước ta và nhiều nước trên thế giới. Trong những năm gần đây ở nước ta đã có nhiều đề tài nghiên cứu về đất phèn đã đạt được những thành công nhất định. Nhằm đóng góp vào việc nghiên cứu phân tích và đánh giá khả năng sử dụng đất phèn cho Xã Mỏ Công, do vậy chúng tôi chọn đề tài “Phân tích, đánh giá hiện trạng đất nhiễm phèn và biện pháp cải tạo ở Xã Mỏ Công, huyện Tân Biên, tỉnh Tây Ninh”. 2
2. Mục tiêu của đề tài 1.1 Mục tiêu chung Phân tích thành phần lý hóa học đất phèn trên ba dạng mô hình canh tác (đất trồng lúa nước, đất trồng mì và đất bị nhiễm phèn khó canh tác đối chứng) tại xã Mỏ Công, huyện Tân Biên, tỉnh Tây Ninh nhằm đưa ra hướng đề xuất cải tạo và phục hồi. 1.2 Mục tiêu cụ thể Xác định mức độ biến động về thành phần dinh dưỡng (N, P, K tổng số, dễ tiêu), hàm lượng mùn, độ chua của đất và nồng độ một số độc tố chính trong đất 3+ 2+ 2- phèn (Al , Fe , SO4 ) trên các dạng mô hình canh tác của khu vực nghiên cứu. Xác định mối tương quan giữa các đặc tính lý hóa với các dạng hô hình canh tác, đề xuất giải pháp và hướng cải tạo đất phèn tại khu vực nghiên cứu. 3. Nội dung nghiên cứu Để đạt được các mục tiêu đề ra, đề tài cần phải thực hiện những nội dung sau: - Phân tích hàm lượng dưỡng (C, N, P, K) và nồng độ của một số độc tố chính 3+ 2+ 2- (Al , Fe , SO4 ) và độ chua của đất trên các ba dạng mô hình hiện có tại khu vực nghiên cứu. - Phân thành phần vật lý đất tại khu vực nghiên cứu. - Đánh giá thực trạng đất nhiễm phèn, so sánh sự chênh lệch các chỉ tiêu trong đất của các nhóm đất được phân tích - Phân tích, đánh giá tiềm năng của ba dạng mô hình hiện có tại khu vực nghiên cứu. 4. Phương pháp nghiên cứu 4.1 Phương pháp điều tra và thu thập mẫu đất Dựa theo báo cáo của Phân viện Quy hoạch và thiết kế Nông nghiệp Miền Nam về điều tra bổ sung chỉnh lý xây dựng bản đồ đất tỷ lệ 1/10.000 các tỉnh vùng Đông Nam Bộ cho quy hoạch sử dụng đất của tỉnh Tây Ninh, năm 2004 3
4.2 Phương pháp phân tích mẫu Mẫu sau khi lấy về được thực hiện theo các qui trình phòng thí nghiệm. Phương pháp phân tích đất dựa theo hướng dẫn thực hành phân tích đất của TS.Thái Văn Nam, Đại học Kỹ thuật công nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh, tài liệu hướng dẫn phân tích của trung tâm thông tin và đất quốc tế (International soil reference and information centre, ISRIS/FAO tác giả van Reeuwijk,1995) và sổ tay hướng dẫn phân tích đất nước và cây trồng, nhà suất bản nông nghiệp, 1996. Mẫu được phân tích tại Phòng thí nghiệm của trường và phòng thí nghiệm - Bộ môn sinh thái môi trường- Viện Khoa học lâm nghiệp Nam Bộ, 2.3.4 Phương pháp xử lý số liệu và phân tích thống kê Số liệu thu thập được xử lý theo phương pháp thống kê và xử lý số môi trường. Sử dụng phần mềm Excel 7.0 để tính toán và xử lý số liệu ANOVA. 5. ĐỐI TƯỢNG - PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Đối tượng nghiên cứu: đất nông nghiệp, mà cụ thể là đất bị nhiễm phèn tại xã Mỏ Công trên 3 hiện trạng: Đất bị bỏ hoang, đất trồng mì và đất trồng lúa. Hình 1.1: Bảng đồ đất tỉnh Tây Ninh 4
- Phạm vi nghiên cứu: đề tài được thực hiện tại khu vực xã Mỏ Công, đây là xã đặc trưng cho vùng đất nhiễm phèn, khảo sát và lấy mẫu tại mỗi hiện trạng là 3 lần lặp lại trên 3 tầng đất, - Mẫu đất phân tích để đánh giá đất nhiễm phèn được lấy trên tầng phát sinh của đất, nằm trong khoảng từ 0 - 15cm, 15 - 45cm và 45 - 100cm. Tổng số mẫu cho 3 hiện trạng là 09 mẫu. 6. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI - Ý nghĩa khoa học: Đề tài góp phần xây dựng cơ sở đánh giá hiện trạng và sử dụng đất, đề xuất định hướng biện pháp cải tạo đất để sử dụng hợp lý và hiệu quả đất tại khu vực nghiên cứu. - Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là tài liệu giúp cho địa phương có cơ sở phục vụ cho công tác cải tạo và sử dụng đất, đề ra các giải pháp sử dụng đất hợp lý và hiệu quả. 7. BỐ CỤC LUẬN VĂN Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, nội dung của luận văn gồm có 4 chương: Chương 1: Tổng quan về tài liệu Chương 2: Tổng quan về đất phèn, môi trường và vấn đề nhiễm phèn ỏ khu vực nghiên cứu Chương 3: Nội dung và phương pháp nghiên cứu Chương 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận 5
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu Tây Ninh nằm ở phía tây vùng Đông Nam bộ với diện tích tự nhiên: 402.817 ha (chiếm 17.15% diện tích tự nhiên vùng Đông Nam Bộ). Đặc biệt có đường ranh giới phía đông và đông nam giáp TP. Hồ Chí Minh một trung tâm kinh tế, công nghiệp, thương mại và dịch vụ lớn vào bậc nhất nước ta, đồng thời cũng là một thành viên của vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, nơi được xem là vùng kinh tế động lực của quốc gia. Gồm có 8 huyện và 1 thành phố, Tân Biên là huyện biên giới nằm ở phía bắc tỉnh Tây Ninh, phía đông giáp huyện Tân Châu, phía nam giáp huyện Châu Thành và thành phố Tây Ninh, phía bắc và tây giáp Campuchia với đường biên giới dài gần 90km. Có vị trí địa lý thuận lợi để phát triển kinh tế mậu biên, đông lực để phát triển thương mại dịch vụ, vùng sản xuất cây công nghiệp và nông nghiệp có thế mạnh của tỉnh. Tọa độ của huyện 11°35′14″ Vĩ Bắc, 105°57′53″ độ kinh Đông, huyện có 1 thị trấn và 9 xã. Xã Mỏ Công nằm về phía Tây Bắc của Huyện và được thành lập vào năm 1986. Xã Mỏ Công nằm ở tọa độ 11°27′33″ Vĩ Bắc, 106°2′32″ độ kinh Đông. - Phía Bắc và Tây giáp xã Tân Phong, - Phía đông giáp với xã Tân Hưng thuộc huyện Tân Châu, - Phía Nam giáp với xã Trà Vong huyện Tân Biên. 6
Hình 1.2: Bảng đồ xã Mỏ Công và khu vực nghiên cứu 1.2 Tài nguyên thiên nhiên Địa hình: Địa hình đặc trưng cho vùng rìa chuyển tiếp giữa đồi thấp và đồng bằng, nghiêng theo hướng từ đông bắc xuống tây nam. Phía bắc là đồi thấp lượn sóng nhẹ với độ cao trung bình 20 - 45m, phía nam là đồng bằng có độ cao trung bình 3-10m, song do quá trình kiến tạo đã tạo nên các bậc thềm cao và các dải bãi bồi thấp chưa thật hoàn chỉnh. Ở đây có di tích lịch sử văn hóa với truyền thuyết dân gian được nhiều người biết đến, đang là điểm du lịch khá hấp dẫn. Với địa hình cao, ít ô nhiễm, tưới tiêu chủ động, có thể lựa chọn thời vụ sản xuất và thu hoạch một số cây trồng (rau, đậu, cây ăn quả ), trong lúc nơi khác khó sản xuất được, sẽ có giá trị kinh tế cao và khai thác được lợi thế về thị trường. Đặc trưng địa hình, phù hợp cho việc hình thành các trang trại, xây dựng đồng ruộng luân canh có tưới, xây dựng hệ thống thủy lợi và thực hiện cơ giới hóa phục vụ SXNN trên quy mô khá lớn. Tuy nhiên cần chú ý ngăn chặn một cách hữu hiệu tình trạng rữa trôi, xói mòn đất ở địa hình cao và chống ngập úng cho vùng đất thấp. Khí hậu: 7
Tương đối ôn hòa, chia thành hai mùa rỏ rệt mùa mưa và mùa khô. Mùa khô thường kéo dài từ tháng 12 năm trước đến tháng 4 năm sau, mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 11. Nhiệt độ tương đối ổn định, với nhiệt độ trung bình năm 26 - 27 0C và ít thay đổi. Tài nguyên nước toàn tỉnh Nước mặt: Tỉnh Tây Ninh thuộc lưu vực của 2 con sông chính là Sài Gòn và sông Vàm Cỏ Đông thuộc hệ thống sông Đồng Nai, có tổng lượng nước 31 tỷ m3/năm, cho phép xây dựng các công trình thủy lợi khai thác nguồn nước mặt phục vụ phát triển nông nghiệp nông thôn. Sông Sài Gòn: Bắt nguồn từ vùng núi Lộc Ninh, tỉnh Bình Phước, tổng chiều dài 280 km, đoạn chảy qua Tây Ninh dài 135 km, diện tích lưu vực tại Thủ Dầu Một là 4.200 km2. Năm 1979 đã xây dựng hồ chứa nước Dầu Tiếng khai thác sử dụng nguồn nước đa mục tiêu có cao tình mực nước chết là 17 m, dung tích chứa 470 triệu m3, mực nước dâng bình thường 24.4 m, dung tích toàn hồ 1.58 tỷ m3 và dung tích hữu ích là 1.1 tỷ m3 nước. Sông Vàm cỏ Đông: Bắt nguồn từ Campuchia chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, dài 220 km, đoạn chảy qua Tây Ninh dài 151 km, chiều rộng trung bình 80 - l00m. Mùa mưa dòng chảy chiếm tới 80% tổng lượng nước cả năm, còn mùa khô, tháng kiệt nhất, tại Gò Dầu Hạ tần suất 75% chỉ đạt 10m3/s. Xã Mỏ Công có hệ thống các con kênh được cung cấp từ hồ Dầu tiếng giúp cân bằng sinh thái, phục vụ tưới tiêu trong nông nghiệp, cung cấp nước cho nuôi trồng thủy sản. Nguồn nước ngầm phân bố rộng khắp trên địa bàn của xã, đãm bảo cho sản xuất và chất lượng đời sống của người dân. Nguồn nước mặt chủ yếu từ sông Sài Gòn cung cấp về các con kênh, mương đã được xây dựng, đảm bảo nước tưới phục vụ sản xuất nông nghiệp và cấp nước cho sinh hoạt. Nước ngầm: Nước ngầm tầng sâu ở Tây Ninh được đánh giá ở mức trung bình, theo kết quả khoan khai thác của Trung tâm nước sạch nông thôn thì nước ngầm có chất lượng đạt tiêu chuẩn nước dùng cho sinh hoạt. Ngoại trừ phần giáp Campuchia của 8
Trảng Bàng, Bến cầu, tầng nước ngầm xuất hiện ở độ sâu > 100 m mới có thể sử dụng được, còn ở tầng < 100 m dễ bị nhiễm sắt. Do hồ Dầu Tiếng tạo ra áp lực nước hồ chứa cho vùng sau đập và xung quanh hồ cùng với lượng nước thấm từ kênh dẫn, đã tạo ra nguồn nước ngầm tầng nông khá dồi dào nhưng có thể gây hại cho những vùng thấp. Nhìn chung chất lượng nước tốt có thể phục vụ cho SXNN và sinh hoạt của con người. Tài nguyên rừng: Tài nguyên rừng có vị trí vô cùng quan trọng, đặc biệt là chức năng phòng hộ và có giá trị về cảnh quan môi trường, lịch sử - văn hóa. Động vật dưới tán rừng có một số loài quý hiếm như: Khỉ, voọc, sóc, và một số loài chim thú quý hiếm Tài nguyên khoáng sản: Theo tài liệu kết quả thăm dò, khảo sát của ngành địa chất thì trên địa bàn có các loại khoáng sản làm vật liệu xây dựng như: cao lanh, đất sét, cuội sỏi 1.3 Tài nguyên nhân văn Nguồn lực: Số người trong độ tuổi lao động khá cao, nguồn nhân lực dồi dào, nhưng chủ yếu làm nông nghiệp. Cộng đồng dân cư xã với nhiều dân tộc sinh sống như Kinh, Khơme Và có nhiều tôn giáo khác nhau: Cao đài, Phật giáo, Hồi giáo, Thiên chúa giáo Tạo nên nguồn tài nguyên nhân văn đa dạng, phong phú mang đậm bản sắc dân tộc Việt Nam. 1.4 Thực trạng môi trường Môi trường đất: Chất lượng đất có dấu hiệu nhiễm phèn làm ảnh hưởng đết chất lượng của đất cũng như việc canh tác các loại cây trồng. Môi trường không khí: Chất lượng môi trường không khí trên đia bàn cơ bản chưa bị ô nhiễm SO2, NO2, CO, bụi và Pb. Thu gom xử lý chất thải rắn: Hiện tại 100% rác thải sinh hoạt ở chợ và các hộ dân sinh sống ven trục đường chính được thu gom, vận chuyển về bãi rác tập trung. 9
1.5 Điều kiện kinh tế - xã hội 1.5.1 Thực trạng phát triển kinh tế Cơ cấu các ngành kinh tế tiếp tục chuyển dịch theo định hướng, cụ thể như các ngành: Nông - lâm - thủy sản, công nghiệp - xây dựng, thương mại - dịch vụ. Gía trị sản xuất các ngành kinh tế đang được chính quyền xã đẩy mạnh, nhằm nâng cao chất lượng đời sống của người dân địa phương và góp phần làm tăng trưởng nền kinh tế của tỉnh. Nông nghiệp: Trồng trọt: Gía trị sản xuất nông nghiệp trên địa bàn được duy trì ổn định qua các năm, các loại cây trồng thay đổi liên tục theo mùa rất đa dạng. Về mặt sản lượng và phạm vị được duy trì ổn định, máy móc thiết bị phục vụ canh tác ngày càng được cải tiến hơn đem lại hiệu quả kinh tế cao cho ngành. Cây mì nhờ được giá đem lại hiệu quả kinh tế cao, nên người dân tận dụng diện tích đất trồng lúa, mía không hiệu quả để chuyển qua trồng mì. Tình hình sâu bệnh: Do ảnh hưởng của thời tiết, các đợt nắng nóng gay gắt và những tháng chuyển mùa, tình hình dịch bệnh trên các loại cây trồng phát sinh gây hại chủ yếu ở mức nhiễm nhẹ ảnh hưởng không đáng kể đến sinh trưởng cây trồng; tập trung chủ yếu ở bệnh rầy nâu, sâu cuốn lá, bệnh bọ trĩ trên cây lúa; bọ phấn, sâu xanh, thán thư, trên cây rau các loại. Riêng cây mì thời tiết tiếp tục khô hạn và nắng nóng thuận lợi cho các đối tượng thuộc nhóm côn trùng chích hút gia tăng. Cụ thể, bệnh rệp sáp bột hồng. Đến nay diên tích mì bị nhiễm bệnh đã được khống chế và giảm dần. Công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp: Tình hình công nghiệp chế biến trên một số lĩnh vực như sau: sản lượng đường mía, bột mì, hạt điều Gía trị sản xuất công nghiệp - xây dựng tăng, do đời sống của người dân ngày càng được cải thiện nhờ công tác quản lý và hổ trợ của chính quyền địa phương xã. Thương mại - dịch vụ Gía trị thương mại - dịch vụ trong đó, giá trị hàng hóa bán lẻ tăng, do đời sống của người dân được cải thiện kéo theo nhu cầu tiêu dùng tăng cao. 10
Tình hình thị trường: giá cả thị trường nhìn chung được đảm bảo ổn định, không xảy ra biến động lớn, không xảy ra tình trạng đầu cơ, tạo sốt ảo để nâng giá hàng hóa tùy tiện. 1.5.2 Thực trạng phát triển xã hội Dân số trung bình của xã năm 2015 là 10.044 người. Tốc độ tăng dân số trung bình trong 5 năm dao động ở mức 0.9 - 1.1%/ năm (thống kê huyện Tân Biên, 2015) Giao thông: Với nguyên lý đường giao thông đi đến đâu thì vốn, tri thức, hàng hoa, văn minh đi đến đó và nghèo đói bị đẩy lùi. Nhưng đầu tư cho cầu đường tốt thường đòi hỏi vốn đầu tư lớn, kỹ thuật cao, do đó xã vẫn chưa đáp ứng được tốt vấn đề vận tải hàng hoa trong bối cảnh KTTT. Với SXNN, những năm qua phát triển được là nhờ giao thông đường bộ, nhưng vẫn còn vài vấn đề cần phải nghiên cứu thêm. Các tuyến đường giao thông trong xã đang ngày càng mở rộng, tạo điều kiện thuận lợi cho đi lại, hoạt động sản xuất nông nghiệp của nông dân. Thủy lợi: Hồ chứa, hệ thống kênh tưới: phân bố đồng đều mật độ tương đối nhiều, Phục vụ tưới hầu hết các cánh đồng trên địa bàn. Hệ thống được kiên cố hóa, cùng với hệ thống mương thoát nước. Ngoài ra, còn mở rộng sản xuất sang nhiều lĩnh vực khác như thúy sản, chăn nuôi, cung cấp nước cho sản xuất công nghiệp, hạn chế rủi ro do biến động khí hậu, góp phần cải tạo, bảo vệ MTST. Điện: Hệ thống điện trên địa bàn xã đã được quan tâm đầu tư và phát triển khá đồng bộ. Hệ thống lưới điện trung thế đã đến 100% các ấp của xã Mỏ Công, với chất lượng điện đáp ứng tốt cho nhu cầu sản xuất và sinh hoạt của người dân trong xã. Bưu chính - viễn thông: Hiện nay trên địa bàn xã có 01 bưu điện văn hóa xã, hệ thống mạng internet ngày càng được đầu tư xây dựng và phát triển mạnh. Giáo dục và đào tạo: Tính đến năm 2017, trên địa bàn xã có tổng số 06 trường thuộc 4 cấp học, trong đó: 02 trường mẫu giáo - mầm non, 02 trường tiêu học, 01 trường trung học cơ sở, 01 trường trung học phổ thông. Hầu hết các trường học trên địa bàn xã được xây dựng với quy mô nhỏ. 11
Nhìn chung, hệ thống trường, lớp và cơ sở vật chất của từng bậc học, cấp học tiếp tục phát triển đều khắp trên địa bàn xã với các loại hình trường đáp ứng được nhu cầu học tập. Việc đầu tư kiên cố hóa, lầu hóa và đạt chuẩn quốc gia được thực hiện tốt. Y tế: Công tác bảo vệ và chăm sóc sức khỏe nhân dân đã có nhiều chuyển biến tích cực, cơ sở vật chất và trang thiết bị của cơ sở y tế đã từng bước được đầu tư, phục vụ nhu cầu khám, chữa bệnh cho nhân dân. Văn hóa - Thông tin - Thể dục thể thao: Phong trào “ Toàn dân đoàn kết xây dựng đời sống văn hóa”, xây dựng xã lành mạnh không có tệ nạn xã hội được cả hệ thống chính trị quan tâm lãnh đạo, chỉ đạo lồng ghép vào nhiều phong trào thi đua, được đa số nhân dân đồng thuận và hưởng ứng. 1.6 Hiện trạng sử dụng đất theo mục đích sử dụng Đối với đất của xã Mỏ Công thì được chia làm ba nhóm chính: Đất nông nghiệp, nhóm đất phi nông nghiệp và nhóm đất chưa sử dụng. Trong 3 nhóm đất trên thì diện tích đất nông nghiệp chiếm tỷ lệ cao nhất, thứ hai là nhóm đất phi nông nghiệp và cuối cùng là nhóm đất chưa sử dụng. 1) Nhóm đất nông nghiệp Bao gồm 6 nhóm chính: 1. Đất trồng lúa, 2. Đất trồng cây hàng năm, 3. Đất trồng cây lâu năm, 4. Đất rừng phòng hộ, 5. Đất rừng đặc dụng, 6.Đất nông nghiệp khác. Trong nhóm đất nông nghiệp thì đất trồng cây hàng năm (lúa, mì, ngô ) là có diện tích cao nhất, tiếp đến là đất trồng cây lâu năm chủ yếu là cao su, tràm tập trung phần lớn ở ranh giới giáp với xã Tân Phong. Sau đất trồng cây lâu năm là đất rừng trung chủ yếu ở phía Tây của xã, có nhiều loại cây gỗ quý và lưu giữu được nhiều loài động vật hoang dã. Có diện tích thấp nhất là nhóm rừng phòng hộ 2) Nhóm đất phi nông nghiệp Bao gồm 8 loại sau: 1. Đất có mặt nước chuyên dung, 2. Đất an ninh, 3. Đất sử dụng cho hoạt động khoáng sản, 4. Đất ở tại xã, 5. Đất xây dựng trụ sở cơ quan, 6. Đất sinh hoạt cộng đồng, 7. Đất khu vui chơi, giải trí công cộng và 8. Đất phi nông nghiệp khác, 12
Trong nhóm đất phi nông nghiệp thì nhóm đất ở tại xã, phân bố rộng khắp địa bàn xã, đứng thứ hai là nhóm đất có mặt nước chuyên dùng, tập trung phần nhiều ở các cánh đồng. Và thấp nhất là nhóm đất xây dựng trụ sở cơ quan Tóm lại hiện trạng sử dụng đất của xã tương đối hợp lý so với quy hoạch của chính quyền xã đề ra, tính đến thời điểm hiện tại thì cơ cấu kinh tế chủ yếu của xã là nền kinh tế nông nghiệp. Do địa bàn có địa hình bằng phẳng, khí hậu ôn hòa tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển ngành nông nghiệp. 13
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐẤT PHÈN, MÔI TRƯỜNG VÀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG VÙNG ĐẤT PHÈN 2.1 Giới thiệu chung về đất phèn 2.1.1 Định nghĩa đất phèn Nhóm đất tên theo phân loại của FAO là Thionic Fluvisols là tên gọi dùng để chỉ nhóm đất có chứa các vật liệu mà kết quả của các tiến trình sinh hóa xảy ra là axid sulfuric được tạo thành hoặc sẽ sinh ra với một số lượng có ảnh hưởng lâu dài đến những đặc tính chủ yếu của đất (Pons, 1973). Đất phèn có nơi gọi là đất “chua mặn”. Trên thực tế sản xuất nhân dân Miền Nam quen gọi là “đất phèn”. Trên thế giới đất phèn được gọi bằng một cái tên sau đây: Van Der Spek (1950) gọi là “catclays”, muốn chỉ đất chua, có tầng sulphate sắt hay sulphate nhôm, có những đốm vàng trong tầng phẫu diện. Edelman và Vastaveren (1956) lại gọi là “mudclays”, ý muốn nói tầng đất này chứa nhiều sét bùn, chua, có “chất nhờn”. Ngoài ra, còn gọi là đất “daroxite”, chỉ rằng, trong các tầng đất phèn màu “vàng trấu” hay “vàng rơm” của phức chất KFe3(SO4)2(OH)6. Hoặc có tác giả còn gọi là đất “thiosol”, muốn chỉ rằng trong đất có nhiều lưu huỳnh hay sulphat, hay còn gọi là đất “acid sulphuric soils”, muốn chỉ rằng trong đất chua vừa có nhiều hữu cơ dạng gần giống nhau than bùn và nhiều acid sulphuric, củng có tác giả còn gọi đất phèn là “strong acid sulphate soil of salty fields” để chỉ những cánh đồng lúa giàu acid sulphuric và mặn ven biển. Đất phèn thường có màu đen hoặc nâu ở tầng đất mặt. Đất thường bị gley hóa mạnh ở tầng C, có mùi đặc trưng của lưu huỳnh và H2S. 2.1.2 Quá trình hình thành đất phèn 2- Đất phèn là đất chứa nhiều gốc sulphate (SO4 ) và có độ pH rất thấp chỉ 3+ 2+ 2- khoảng 2 - 3, lượng độc chất Al , Fe , SO4 rất cao. Phèn được sinh ra có thể do nguyên nhân oxy hóa phèn tiềm tàng tại chỗ để tạo thành axit H2SO4 hoặc cũng có thể do nước phèn đi từ nơi khác gây nhiễm phèn cho môi trường đất. Theo Đào Xuân Học và Hoàng Thái Đại (2005), sự hình thành đất phèn là kết quả của sự tích 14
tụ FeS và FeS2 (Pyrite) trong điều kiện đất ngập nước, ở đất chứa nhiều chất hữu cơ, sulphate, sắt, nhôm. Đất phèn được hình thành ở vùng nước lợ hoặc ở vùng biển cũ và có sự tham gia của vi sinh vật, trải qua các giai đoạn như sau: 2- Giai đoạn 1: Ion SO4 bị khử trong điều kiện thiếu oxy, có sự tham gia của vi sinh vật yếm khí, trong giai đoạn này cần phải có đầy đủ hữu cơ để làm nguồn thức ăn cho vi sinh vật. Giai đoạn 2: Tiếp đến là phản ứng giữa H2S với sắt (Fe) có trong đất để tạo thành FeS2. Giai đoạn này nếu có đủ Canxi (Ca) thì không sinh ra phèn, nhưng nếu thiếu Ca thì phản ứng tiếp tục ở giai đoạn 3. Giai đoạn 3: Nếu có oxy xâm nhập quá trình oxy hóa FeS2 sẽ xảy ra để tạo thành FeSO4 và H2SO4 theo phản ứng : 2H2O + 2FeS2 + 7O2 → 2FeSO4 + 2H2SO4 Giai đoạn 4: Sau khi FeSO4 và H2SO4 được hình thành, nếu tiếp tục quá trình oxy hoá thì sulphate sắt III và nhôm được hình thành theo các phản ứng sau: 4FeSO4 + 2H2SO4 + O2→ 2Fe2(SO4)3 + 2H2O Fe2(SO4)3 + 6H2O → 2Fe(OH)3 + 3H2SO4 Al2O3SiO2 + 3H2SO4→ Al2(SO4)3 + SiO2.3H2O Trong bài viết về “Đất phèn và lúa” trình bày tại hội nghị “Đất và lúa” tại viện Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI), Pons và VanBreeman (1977) đã đưa ra nguồn gốc đất phèn trên quan điểm của Moormann và xác định rằng có hai loại đất phèn chính: đất phèn tiềm tàng và đất phèn cố định (Trích từ Đào Xuân Học và Hoàng Thái Đại, 2005). Theo Breemen (1993); Nguyễn Mỹ Hoa và ctv (2004) đã chỉ ra rằng đất phèn là nguồn phóng thích kim loại nặng gây ô nhiễm nguồn nước, khi đất phèn tiềm tàng tiếp xúc với oxy do hiện tượng tự nhiên hoặc do thoát nước nhân tạo, pyrite (FeS2) bị oxy hóa tạo ra axit H2SO4 làm giảm độ pH của đất. Đất phèn tiềm tàng: Sự tạo thành khoáng Pyrite, khoáng vật chiếm 2 - 10% trong đất, sự lắng tụ pyrite được tạo thành bởi sự khử sulphate thành sunphite, dưới tác dụng của vi sinh vật trong đất phèn, sau đó sunphite sẽ bị oxy hóa từng phần thành sunphua. Sự tác động qua lại giữa các ion sắt (II) và sắt (III) với sunphite và sunphua cũng có sự tham gia của vi sinh vật. Như vậy sự tạo 15
thành Pyrite (FeS và FeS2) cần có sulphate sắt, chất hữu cơ đã phân hủy, vi sinh vật có khả năng khử sulphate trong điều kiện yếm khí và thoáng khí xảy ra luân phiên nhau qua không gian và thời gian. Đất phèn cố định hay còn gọi là đất phèn hoạt tính: Khi đất phèn tiềm tàng thoáng khí trong một thời gian lâu, khi mà mạch nước ngầm giảm xuống dưới lớp đất chứa Pyrite trong nhiều tuần lễ để có quá trình phèn hóa từ phèn tiềm tàng thành phèn hoạt tính. Lớp Pyrite còn ẩm ướt do sự lên xuống thủy triều và được oxy (O2) thâm nhập thì những hạt Pyrite li ti sẽ bị oxy hóa thành những sulphate Fe (II) 3+ (dễ hòa tan) và axit H2SO4. Sự xuất hiện của Fe dưới dạng Fe2(SO4)3 và keo KFe3(SO4)2(OH)6 làm cho đất có màu vàng rơm, khi đã xuất hiện tầng vàng (tầng jarosite) tức là đất phèn chuyển từ phèn tiềm tàng sang phèn hoạt động hay phèn cố định. 2.1.2.1 Những nhân tố cấu thành chất phèn Có nhiều tác giả, nhiều học thuyết và trường phái nói về nguồn gốc của đất phèn. Nhưng những nhân tố cấu thành đất phèn ở đồng bằng nước ta có thể nêu ra như sau: - Sự có mặt với số lượng lớn của lưu huỳnh (S) và hợp chất của lưu huỳnh SO4, H2S, FeS, FeS2 ở trong đất. S được tạo thành trong đất từ 2 con đường: 2- Con đường thứ nhất: S, SO4 hay các dạng khác của S được tích lũy từ xác động vật đặc biệt là thảm thực vật rừng ngập mặn phổ biến là các loại thực vật Phitophova và Avicermia (các loại sú vẹt). Rừng sú vẹt trong điều kiện nước biển, nước lợ, đã tích lũy nhiều S trong cây, trong rể nhờ một áp suất thẩm thấu 5- 6 at và bộ rễ khỏe và hệ thống rễ lớn. Khi rừng sú vẹt bị phù sa vùi lấp, quá trình phân giải trong điều kiện yếm khí xảy ra có sự tham gia của vi khuẩn Closdium, Thiobasillus, Thidans để tạo ra S, rồi các hợp chất của nó là H2S, FeS, FeS2. Tổ cải tạo đất viện khoa học kỹ thuật nông nghiệp Việt Nam ngâm cây sú vẹt 100 ngày, tăng từ 0% lên 0.72%. Điều này chứng tỏ vai trò của cây sú vẹt rất lớn trong nguồn gốc sinh phèn. 16
2- Con đường thứ hai của sự tạo thành SO4 hay S trong mẫu chất trong nước biển. Nước biển xâm nhập vào đất theo nước ngầm hoặc nước mặt. Hai con đường này xảy ra liên tục trong nhiều năm. Trong đất có đầy đủ chất hữu cơ làm nguồn thức ăn cho các vi sinh vật yếm khí (Closdium, Thiobasillus, Thidans) là nơi tích lũy các dạng lưu huỳnh trong đất. Ở những loại đất có hàm lượng chất hữu cơ nhỏ hơn 1% thì có khả năng hình thành đất phèn. - Sự có mặt với số lượng lớn của sắt hoặc nhôm. Nước ta là một nước nhiệt đới, quá trình feralit hóa xảy ra mạnh do đó sắt và nhôm thường có số lượng lớn do quá trình phân hủy keo sét, rửa trôi và tích tụ ở các vùng rừng sú vẹt, vùng biển cạn có hoặc không có sú vẹt. - Trong đất có hàm lượng rất nhỏ của canxi, chất có thể trung hòa acid sunphuaric (H2SO4) được hình thành trong quá trình oxi hóa pyrite. Nếu trong đất có hàm lượng của canxi thì quá trình oxi hóa sẽ xảy ra theo chiều hướng khác, đất có thể không hình thành đất phèn. - Đất thường xuyên thay đổi từ trạng thái khử sang trạng thái oxi hóa và ngược lại do ảnh hưởng của chế độ triều, chế độ nước và chế độ khí hậu trong vùng. 2.1.3 Phân bố và nghiên cứu đất phèn 2.1.3.1 Trên thế giới Diện tích khoảng 15 triệu hecta, chủ yếu xuất hiện ở các vùng ven biển nhiệt đới hay cận nhiệt đới thuộc các nước Nhật Bản, Triều Tiên, Ấn Độ, Thái Lan, Malaysia hay một số đảo như Inđônêxia, Brunei, Việt Nam Ngoài ra còn xuất hiện ở Hà Lan nơi có đất liền thấp hơn mặt nước biển. Đặc điểm chung là đất phèn thường xuất hiện ở gần biển hoặc vịnh biển cũ. Ngoài vùng nhiệt đới hay cận nhiệt đới Châu Á, đất phèn còn xuất hiện ở Guianas, Venezuela, Brazin, Agentina và những vùng ven biển thuộc lưu vực Đông Amazon, một số nước Tây Phi với một diện tích rộng lớn và ở Đông Phi với diện tích ít hơn. Con số thống kê về diện tích chưa thật chính xác, nhưng theo Van Breemen, hay 17
theo số liệu Pons và hầu hết đất phèn ở miền tây Moorman thì Tây Châu Phi đã có hơn 7 triệu ha đất phèn, Đông Á trên 5 triệu ha. Riêng loại đất phèn tìm tàng của vùng nhiệt đới, theo Kawlec (1973) đã có ít nhất 7.5 triệu ha. Một số đất phèn củng được tìm thấy ở Hà Lan, nơi đất liền thấp hơn cả mặt nước biển, hoặc ở miền Bắc của Ba Lan nhưng đây là những loại đất phèn không điển hình. 2.1.3.2 Ở Việt Nam Có khoảng 2 triệu ha đất phèn chiếm gần 16% diện tích đất phèn trên thế giới, chiếm khoảng 30% diện tích đất canh tác của Việt Nam. Diện tích đất phèn được phân bố chủ yếu ở 2 đồng bằng lớn và một ít ở ven biển miền trung. Ở miền Bắc có khoảng 200.000 ha đất phèn phân bố ở Hải Phòng, Thái Bình, Nam Hà, Hải Dương và một số diện tích ở ven biển miền Trung. Ở miền Nam có khoảng 1.8 triệu ha đất phèn, phân bố ở cả miền Tây ( Đồng bằng sông Cửu Long và miền Đông Nam Bộ). Đất ở miền đông Nam bộ: Sự xuất hiện đất phèn ở miền đông chủ yếu ở dạng cục bộ, phần lớn ở dạng tiềm tàng, một phần nhỏ ở dạng cố định và một phần đang chuyển hóa. Đất phèn đuộc phân bố ở các tỉnh Tây Ninh, Bình Dương, Đồng Nai và ở thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là vùng Lê Minh Xuân của Thành Phố HCM. Theo số liệu của viện quy hoạch và thiết kế nông nghiệp, diện tích đất phèn ở miền ĐNB được thể hiện ở biểu đồ sau; Hình 2.1: Phân bố Loại đất phèn và diện tích 18
Đất phèn ở miền Tây Nam Bộ: Hầu hết đất phèn ở Việt Nam tập trung ở miền Tây Nam Bộ. ở ĐBSCL. Trừ một số diện tích nằm kẹp giữa sông Tiền, sông Hậu và hai ven bờ sông không bị phèn, phần còn lại của ĐBSCL đều là đất phèn, đất mặn ở 13 tỉnh thuộc ĐBSCL, ta đều gặp đất phèn. Hình 2.1: Tổng diện tích bao loại đất phèn ở ĐBSCL Ranh giới đất phèn rất khó xác định chính xác, nhưng sơ bộ có thể phân ra một số vùng chính sau: - Vùng phèn đồng tháp mười: Vùng đồng tháp mười là phần dưới của vùng ngập lũ kéo dài dọc bờ trái sông Tiền từ Kongpongcham trở xuống QL1A- phía Nam và sông Vàm Cỏ Đông - phía Đông. Diện tích toàn vùng trũng là 991.000 ha, trong đó phần thượng lưu nằm trên đất Campuchia là 288.000 ha, phần Đồng Tháp mười chiếm 703.000 ha. Vùng trũng được ngăn cách với sông chính bởi các dòng ven sông (dải đất cao ven sông tự nhiên) kéo dài từ Kongpongcham - nơi địa hình cao từ 10-15m, dến Cao Lãnh còn lại khoảng 2.5 - 3.0m. Mặt giồng thượng lưu rộng hàng nghìn mét và thu hẹp dần về phía hạ lưu có nơi chỉ còn vài trăm mét. Sau giồng là những vùng trũng. Đồng Tháp mười từ biên giới trở về xuôi có dạng hình lòng máng với các thành cao 3 phía: vùng phù sa cổ Hồng Ngự - Tân Hồng (phía Bắc); các giải đất cao ven sông (phía Tây) và vùng dất xám Vĩnh Hưng- Mộc Hóa (phía Đông). Địa hình thấp dần theo hướng Tây Bắc- Đông Nam, nơi thấp nhất là vùng Bắc Dông- BoBo. 19
Trước đây khu vực giữa đồng tháp mười là vùng ngập nước quanh năm, trong mùa lũ nhiều nơi ngập sâu tới 3-5m, khả năng thoát lũ chậm, không bị ảnh hưởng nhiều nước mặn. Đồng tháp mười là ổ phèn lớn nhất ĐBSCL, khoản 40% diện tích đất toàn vùng là đất phèn. Đất phèn ở các dạng tiềm tàng, hoạt động và đang chuyển hóa. Trong đất ít hoặc mới xuất hiện tầng Jarosite. Diện tích đất phèn nặng phân bố chủ yếu ở vùng Bắc Đông, BoBo, Chợ Bưng, Tràm Chim, nơi giao thoa của các dòng triều và lũ ở những vùng này vào đầu mùa mưa (tháng 5.6.7 và 8) đường đẳng trị chua (pH=4) chiếm một phần diện tích lớn trong vùng, gây ảnh hưởng lớn đến sản xuất, môi trường và đời sống của nhân dân. - Vung phèn Tứ giác Long Xuyên: Có dạng một tứ giác, được giới hạn bởi sông Hậu ở phía đông, Biển Tây ở phía Tây, biên giới Campuchia ở phía Bắc, phía Nam là kênh cái sắn. bao gồm diện tích của hai tỉnh Kiên Giang va An Giang, gồm các huyện An Biên, Hà Tiên, Bảy Núi, Hòn Đất tổng diện tích khoảng 490.000 ha. Đây là vùng thường bị ngập nước trong mùa lũ với chiều sâu ngập trung bình 1.5-1.6m. Ảnh hưởng chế độ nhật triều và do gần biển nên việc tiêu nước thuận lợi hơn vùng Đồng Tháp mười. Trước đây là vùng không có nước ngọt và cạn kiệt trong mùa khô đất ở đây đã chuyển hóa thành phèn hiện tại, tầng Jarosite xuất hiện khá rõ. Chương trình thoát lũ ra biển Tây đã có tác động rất tích cực trong việc cải tạo đất phèn. Nhiều vùng phèn rộng lớn của Tứ giác Long Xuyên đã được cải tạo, 30.000 ha hoang hóa do bị phèn nặng, phải bán cho công ty Kiên Tài để trồng bạch đàn, nay đã được cải tạo và gieo trồng được 2 vụ. - Vùng đất phèn Minh Hải: Trừ dải đất nằm dọc biển Đông và Vịnh Thái Lan, đa số đất phèn ở đây nằm dưới dạng than bùn, phèn nhiễm mặn, phèn hiện tại. sự xuất hiện của các loài đất phèn ở đây rất phức tạp do ảnh hưởng của hai chế độ triều khác nhau của biện Đông ( chế độ bán nhật triều) và vịnh thái Lan (chế độ nhật triều) là vùng không có nước ngọt vào mùa khô. Chế độ triều và chế độ nước ngọt đã có tác dộng lớn đến sự phân bố và tính chất của đất phèn vùng này. Phèn than 20
bùn phân bố ở rừng tram của u Minh Thượng, U Minh Hạ, Ngoài ra xen kẽ với phèn tiềm tang dưới rừng đước, rừng tràm. - Vùng đất phèn Tiền Giang, Vĩnh Long, Bến Tre, Cần Thơ và Hậu Giang: Đây là vùng phèn trung bình, phèn mặn xen kẽ giữa các dải phù sat trung tính hoặc gần trung tính. Trừ diện tích gần biển bị ảnh hưởng thủy triều và nước mặn, phần lớn diện tích có nguồn nước ngọt dồi dào, việc tiêu thoát cũng thuận lợi, đây là vùng ngập nông và không bị ngập lũ. Đất phèn là nhóm đất chính có diện tích lớn nhất ở ĐBSCL có diện tích 1.600.263 ha chiếm 41.1% diện tích, trong đó được phân thành các nhóm đất phèn chính cụ thể như sau: - Đất phèn tiềm tàng là 421.687 ha chiếm 10.72% đất ĐBSCL và 26.36% diện tích đất phèn. Đất phèn tìm tàng gồm có 6 đơn vị đất sau: Đất phèn tìm tàng nông dưới rừng ngập mặn, ký hiệu là Sp1Mm, diện tích 134.897 ha phân bố chủ yếu ở Cà Mau, một ít ven biển Trà Vinh. Đất phèn tìm tàng sâu dưới rừng ngập mặn, ký hiệu là Sp2Mm, diện tích 30.754 ha phân bố ở Cà Mau, Bến Tre, Trà Vinh Đất phèn tìm tàng nông - mặn, ký hiệu là Sp1M, diện tích 50.176 ha phân bố ở Cà Mau, Kiên Giang, Trà Vinh Đất phèn tìm tàng sâu - mặn, ký hiệu là Sp2M, diện tích 34.467 ha phân bố nhiều ở Kiên Giang, Cà Mau, ít ở Bến Tre, Trà Vinh. Đất phèn tìm tàng nông, ký hiệu là Sp1, diện tích 54.960 ha phân bố ở Long An, Tiền Giang, Đồng Tháp Đất phèn tìm tàng sâu, ký hiệu là Sp2, diện tích 116.613 ha phân bố ở Long An, Đồng Tháp Đất phèn hoạt động diện tích là 1.178.396 ha chiếm 30% đất ĐBSCL và chiếm 73.64% diện tích đất phèn. Đất phèn hoạt động gồm 4 đơn vị đất sau: 1) Đất phèn hoạt động nông - mặn, ký hiệu là Sj1M, diện tích 118.460 ha phân bố ở Kiên Giang, Cà Mau, Hậu Giang, Vĩnh Long. 21
2) Đất phèn hoạt động sâu - mặn, ký hiệu là Sj2M, diện tich 324.770 ha, hân bố ở Kiên Giang, Cà Mau, Hậu Giang, Vĩnh Long 3) Đất phèn hoạt động nông, ký hiệu là Sj1, diện tích 192.081 ha, phân bố ở Kiên Giang, Long An, Đồng Tháp, An Giang, Vĩnh Long, Tiền Giang, Hậu Giang. 4) Đất phèn hoạt động sâu, ký hiệu là Sj2, diện tích 543.085 ha, phân bố ở Kiên Giang, Long An, Hậu Giang, An Giang, Đồng Tháp. - Nhóm đất phèn thường có hàm lượng hữu cơ khá cao, nhất là loại hình tích lũy hữu cơ có hàm lượng từ 5 - 15% ở tầng mặt và ít thay đổi ở các tầng dưới. Đạm tổng số 0.15 - 0.5%, lân tổng số rất thấp, tầng mặt 0.031 - 0.071%, các tầng dưới 0.023 - 0.043%, kali tổng số 1.0 - 1.3%, lân dể tiêu nghèo - Đất phèn có chứa nhiều độc tố và rất chua, hàm lượng trung bình các độc tố 3- 2- của tầng phèn Bj như sau: Tầng phèn rõ pH H2O là 2,87; SO là 1,59%; SO là 0.25%; Fe2+,+Fe 3+ là 63.04 (mg/100g); Al3+ là 38.59 (mg/100g). Tầng phèn 3 2- 2+ 3+ chưa rõ: pH H2O3,25; SO 1,27%; SO 0,25%; Fe , Fe la2 47.34 (mg/100g); Al3+ la2 20.72 (mg/100g). Đặc biệt phải chú ý đến các độc tố ở tầng đất mặt trên tầng phèn hoặc trên tầng sinh phèn. Thường lợi dụng mưa hoặc thủy lợi để rửa phèn, hạ phèn. 2.1.4 Phân loại đất phèn Phân loại đất phèn là vấn đề rất phức tạp, không chỉ đối với Việt Nam mà cho cả các nước khác trên thế giới. Có nhiều quan điểm và trường phái về phân loại đất phèn. Trên thế giới hiện nay có các bảng phân loại Nga, của FAO, cuả Mỹ, của Hà Lan và của Pháp. Đồng thời còn tùy thuộc vào mục đích sử dụng và cải tạo mà người ta phân loại đất phèn theo các cách khác nhau. Đất phèn khi phân bố ở nơi đất thấp, gần biển, thường bị nhiễm nước mặn, qua các hệ thống kênh rạch và các mạch nước ngầm trong mùa khô. Đặc điểm các loại đất phèn được sử dụng trong ngành Như vậy các loại đất phèn tập trung chủ yếu ở miền Đông Nam bộ và đồng bằng sông Cửu Long chiếm tới 2.025.216 ha (chiếm 94.6 % tổng diện tích đất phèn trong cả nước). Riêng đồng bằng sông Cửu Long chiếm tới hơn 88 % diện tích đất phèn trong cả nước. 22
Đến năm 1996, nhóm biên tập bản đồ đất tỷ lệ 1/1.000.000 theo phân loại định lượng của FAO - UNESCO thì: - Nhóm đất phèn (Thionic Fluvisols) có diện tích 1.863.128 ha và được chia thành 2 đơn vị: Đất phèn tiềm tàng (Proto - thionic Gleysols) có diện tích 652.244 ha (bao gồm cả đất phèn tiềm tàng dưới rừng ngập mặn). Đất phèn hoạt động (Orthi - thionic Fluvisols) có diện tích 1.210.884 ha. - Và diện tích đất phèn ở Việt Nam tập trung nhiều nhất ở đồng bằng sông Cửu Long (Đồng Tháp Mười, Tứ Giác Long Xuyên và bán đảo Cà Mau). Trong phân loại đất phèn, thì nhóm đất phèn mà chúng ta sử dụng trên bản đồ theo phân loại của FAO - UNESCO chỉ là cấp đơn vị (soil units) nằm trong 3 nhóm đất: Đất phù sa (Fluvisols), Đất glây (Gleysols) và nhóm đất than bùn (Histosols), như vậy sẽ có các đơn vị đất phèn sau đây: 1) Đất phù sa phèn (Thionic Fluvisols) 2) Đất glây phèn (Thionic Gleysols) 3) Đất than bùn phèn (Thionic Histosols) 2.1.4.1 Phân loại theo nhân dân vùng đất phèn Phân loại của nhân dân vùng đất phèn vùng Nam Bộ Việt Nam như sau: Nam Bộ xếp loại đất phèn theo kinh nghiệm sản xuất và đặc trưng hình thái của đất phèn hoặc theo phẫu diện đất phèn: Phèn nóng: Chủ yếu do sunphate sắt FeSO4, Fe2(SO4)3 tạo thành, ít nhôm và sunphate nhôm. Mức độ độc hại loại phèn này ít hơn so với phèn nhôm. Trên mặt nước ở ruộng, ở kênh thường có một lớp váng màu vàng. Váng vàng này dính vào tay chân khi làm ruộng, thường gây ngứa và dễ gây mục quần áo. Phèn lạnh: Chủ yếu do sunphate Nhôm tạo nên Al2(SO4)3, loại này độc hại hơn phèn nóng. Nước trên ruộng và trong kênh mương ở khu vực đất phèn này trong suốt (nhìn thấy đáy kênh mương). Ở những vùng này, trong vụ hè thu, nếu 23
không đủ nước tưới dễ bị xì phèn gây chết lúa và cây cối. Các loại động thực vật rất khó sống và phát triển ở vùng này. Phèn đỏ: Một số vùng ở miền tây gọi là phèn đỏ, về bản chất phèn đỏ cũng như phèn nóng, do Sunphat Sắt và Oxyt sắt ngậm nước gây nên. Nước trên ruộng thường có váng vàng đỏ ánh trên mặt. Mức độ độc hại không cao. Phèn trắng: Về bản chất phèn trắng giống như phèn lạnh, do Sunphate nhôm gây nên. Ở những vùng phèn nhiều và thiếu nước vào cuối mùa khô, muối Al2(SO4)3 bốc lên mặt và kết tinh thành những hạt muối tròn có đường kính vài milimet dính với nhau thành từng cụm, khi ẩm thì nhờn trơn, khi khô thì dòn, nhẹ, dễ vỡ, dễ tan vào nước.Ở những vùng đất phèn xuất hiện loại muối này trên mặt đất vào cuối mùa khô tức là đã đạt đến đỉnh cao của sự độc hại, vào những trận mưa đầu mùa nếu lượng mưa không đủ lớn để rửa trôi và đưa muối này ra những kênh lớn hoặc thấm xuống tầng sâu mà đọng lại ở một số vùng trũng, thấp thì nước rất trong, nhưng rất độc hại. Trâu bò, lợn gà uống phải nước này dễ bị chướng bụng và có thể dẫn đến tử vong. Phèn đen: Những vùng phèn có tầng hữu cơ lẫn lộn với hợp chất phèn thường gặp ở những vùng trũng hoặc vùng rừng U minh. Phẫu diện thường có mầu đen, mức độ phèn phụ thuộc vào môi trường nước xung quang và đặc điểm về nguồn nước mặt và nguồn nước ngầm. Diện tích loại đất này không lớn, mức độ phèn cũng không như loại phèn trắng và phèn lạnh. 2.1.4.2 Phân loại đất phèn theo Việt Nam Sự phân loại này dựa vào hình thái phẫu diện, tính chất lý, hoá học của đất, địa hình, địa mạo, phát sinh học, thảm thực vật, môi trường và năng suất cây trồng. Nhìn chung nhóm đất phèn được chia ra các loại sau: loại đất phèn hoạt động, loại đất phèn tiềm tàng, loại đất phèn đang chuyển hoá, loại đất phèn than bùn. - Trong loại đất phèn hiện tại được chia ra: i. Đất phèn nhiều, ii. Đất phèn trung bình và ít, iii. Đất phèn mặn - Trong loại đất phèn tiềm tàng được chia: 24
i.Đất phèn có tầng an toàn lớn hơn 50cm, ii. Đất phèn có tầng an toàn 30-50cm, iii. Đất phèn có tầng an toàn nhỏ hơn 30cm. Với mục đích nêu mức độ an toàn trong quá trình khai thác sữ dụng, người ta phân đất phèn tiềm tàng theo chiều dày lớp đất che phủ trên tầng sinh phèn và gọi là chiều dày của tầng an toàn. Chiều dày tầng an toàn càng mỏng thì càng an toàn trong quá trình khai thác,sử dụng. Đất phèn tiềm tàng rất rễ chuyển hoàn thành phèn hoạt hoạt. Loại đất đang chuyển hóa: thông thường chúng ta hiểu là đang chuyển hóa từ phèn tiềm tàng sang phèn hiện tại từ phèn ít sang phèn nhiều, song cũng cần phải hiểu them cả chiều ngược của nó tức là đất phèn đang chuyển hóa từ phèn ít sang không phèn, loại này theo Phan Liêu gọi là Đất phèn thủy phân. Loại đât phèn hiện tại: Đất phèn hiện tại, ở nước ta còn được gọi là đất phèn hoạt động chỉ là một khái niệm tương đối, để cho chúng ta hiểu rằng loại đất phèn này đang ở trạng thái hoạt động gây chua, nhưng tương đối ổn định về mặt hàm lượng các độc tố. Thường ở những vùng đã canh tác lâu đời hoặc ngập về mùa mưa, khô hạn về mùa khô, mực nước lên xuống theo thời gian và theo mùa vụ. Thực vật chỉ thị là năng ngọt, năng kim, bàng đưng, dứa dại, cú ma và cú cơm. Trong loại đất phèn hiện tại được chia làm 3 loại như sau: 1) Loại phèn ít và trung bình: Hiện nay ranh giới phèn ít và trung bình trong thực tế xác định rất khó khăn nên vẫn xác định là một loại: loại này thường xuất hiện ở địa hình tương đối cao hơn vùng phèn nhiều,gần các sông rạch tự nhiên, có độ thoát nước nhanh hơn, nằm ở vùng đất phèn nhiều và vùng đất phù sa mới trung tính. Như vùng đất gần sông Tiên, sông Hậu, nhưng cách các con sông này một khoản đất phù sa gần trung tính,được bồi hằng năm. Như ở Cai Lậy, Cái Bè, Lấp Vò, Châu Thành A, Châu Thành B, Ô Môn, kế Sách, Hồng Dân, Châu Thành - Vĩnh Long) ở ngoại thành thành phố Hồ Chí Minh có các vùng phèn của Tân Thuận (Nhà Bè), Hóc Môn , Thành Lộc, An Phú, An Lạc, Tân Tạo. Phẫu diện đặc trưng của vùng đất phèn trung bình đến ít cũng được chia ra thành 3 tầng chính và một tầng phụ đã kể trên. Nhưng độ sâu xuất hiện của tẩng Jarosite sâu 25
hơn, thường ở 40 - 50 cm và độ dày tầng pyrite hoặc hữu cơ mỏng hơn, hoặc xuất hiện sâu hơn. Nghĩa là tầng canh tác dày và an toàn hơn. Chính vì vậy mà sự bốc phèn (xì phèn) lên mặt đất ít hơn. Xét về măt độc chất của phèn, tầng trên thường có pH = 4.0 - 4.5, hàm lượng Al3+ -2 +2 từ vài 10 - 1000 ppm, SO 4 <=0.2% và Fe từ 600 - 1200 ppm 2- Tầng Jarosite pH từ 3.5 – 4.0, lượng SO4 cao hơn các tầng khác (đất tươi) khoảng 0.20 - 0.3%, Al3+ vào khoảng 600-1000 ppm. Nhưng nếu ta để đất khô pH sẽ giảm -2 3+ xuống và SO 4, Al sẽ tăng lên, tuy nhiên nhiệt độ tăng giảm không nhiều. Thành phần cấp hạt (thành phần cơ giới) thường là sét, chiếm khoảng 45 - 60%, hàm lượng thịt 15 - 13% và cát khoảng 15 - 30%. 2.1.4.3 Những nghiên cứu về phân loại đất phèn Trên thế giới Từ trước đến nay đã có nhiều hệ thống phân loại được áp dụng để tiến hành phân loại đất phèn. Tuy nhiên, các nhà khoa học trên thế giới thường sử dụng 2 hệ thống chính: phân loại theo FAO - UNESCO và hệ thống phân loại của Mỹ (Soil Taxonomy). Hệ thống phân loại của Bộ Nông Nghiệp Hoa Kỳ (USDA) - Soil Taxonomy: Có tầng phèn và tầng chứa vật liệu sinh phèn là hai tầng chẩn đoán để phân loại đất phèn vào các cấp phân vị đất khác nhau. Tầng có chứa vật liệu sinh phèn (Sunfidic Material) và tầng phèn (Sunfudic horizon) được xác đinh bởi các quy định cụ thể về pH, đốm jarosite, hàm lượng lưu huỳnh tổng số. Phân loại đất theo FAO - UNESCO: là trường phái mang tính chất định lượng như của Soil Taxonomy nhưng có một hệ thống danh pháp mang tính hòa hợp dễ nhớ và tôn trọng một số tên đất có tính chất cổ truyền (nói lên tính chất chủ chốt của đất). Phân loại đất của FAO - UNESCO dựa vào việc định lượng các tính chất đất, chuẩn đoán, xác đinh đất theo từng nhóm lớn, từng đơn vị đất. Hệ thống phân loại của FAO - UNESCO quy định dùng các đặc tính như: glây, phù sa, có tầng mùn để phân loại đất phèn vào các nhóm như: đất glây, đất phù sa, đất than bùn dùng 26
các tầng như tầng phèn (Sunfuric horizon) và tầng chưa vật liệu sinh phèn (Sunfidic Material) để phân loại đất đến cấp đơn vị đất. Đã có rất nhiều nhà khoa học đất trên thế giới áp dụng hướng dẫn của FAO để phân loại đất phèn. Điển hình là các nghiên cứu của David Dent, Van Menvoort, Moorman, Pons Ở Việt Nam Phân loại đất phèn Việt Nam theo hệ thống phân loại phát sinh: những nghiên cứu về đất chu mặn ở phía Bắc Việt Nam nhìn chung đã thể hiện quan điểm phát sinh học rất rõ ràng. Trong bảng phân loại sơ bộ đất ở miền Bắc Việt Nam dùng cho sơ đồ tỷ lệ 1/500.000 (1958), Tôn Thất Chiểu, Vũ Ngọc Tuyên và V.M.Fridland đã xếp đất chua mặn thuộc đơn vị số 15 (đất sú vẹt), số 16 (đất mặn chua). Đến năm 1976 trong bảng phân loại đất toàn quốc, đất phèn được tách thành một nhóm đất riêng trong 13 nhóm đất của cả nước. Phân loại đất phèn ở Việt Nam theo Soil Taxonomy và FAO - UNESCO: - Lê Quang Trí (1994), cho rằng đất phèn Đồng Bằng Sông Cửu Long được phân thành 3 nhóm đất lớn: Fluvisols - có đặc tính phù sa, Gleysols - có đặc tính glây, Histosols - giàu hữu cơ. Đơn vị đất thionic: có tầng phèn hoặc vật liệu sinh phèn hay cả hai. Các đơn vị phụ đất có thể là Silty, Histy, Sali, Umbri, v.v. - Vũ Cao Thái (1995) đã phân loại đất phèn của Đồng Nai thành 5 đơn vị đất phụ: Endo - Proto Thionic Fluvisols (đất phèn tiềm tàng sâu), Sali - Endo Proto Thionic Fluvisols (đất phèn tìm tàng sâu, mặn), Sali - Epi ProtoThionic Fluvisols (đất phèn tìiềm tàng nông, mặn), Endo - Orthionic Fluvisols (đất phèn hoạt động sâu), Sali - Endo Orthionic Fluvisols (đất phèn hoạt động sâu, mặn). 2.1.5 Những nghiên cứu về tính chất của đất phèn Trên thế giới Nhìn chung tất cả các tài liệu khi nghiên cứu về đất phèn đều đưa ra nhận định chung đất phèn thường chua, giàu S, sắt nhôm, nghèo một số chất như lân, Ca. Theo Breemen và Pons (1978), đất Sulfaquents và Sulfaqueps có tỷ trọng tầng mặt nhỏ 27
hơn 1g/cm3. Tầng đất mặt thường có pH = 3.5 - 6.5 đối với đất Sulfaquent là 3.0 – 4.0 đối với đất Sulfaquepts và 4.0 – 5.0 đối với Tropaquepts, ít khi có pH dưới 3. Theo D. Dent (1986) trong đất phèn ngập nước, với sự tham gia của vi sinh vật kỵ khí sẽ diễn ra quá trình khử nitrate, oxyt Mangan, Fe2O3 và Sunlfat. Trong đất phèn, nhôm và sắt sẽ tập trung rất nhiều ở pH < 3.5, pH càng thấp lượng nhôm hòa tan càng nhiều. Ở Việt Nam Lê Văn Thượng (1975) cho rằng: đất chua mặn có thành phần cơ giới nặng, chứa - nhiều ion Na nên tính trương co lớn. Độ xốp thấp, đất có phản ứng chua, pHKCl dưới 5, độ chua thủy phân rất cao từ 10 đến 15 dl/100g đất. Hàm lượng Al và Fe cao. Độ no bazơ thấp (20 - 45%), chất hữu cơ giàu, nghèo lân và Ca. Năm 1980 một số nhà khoa học đất thuộc Viện Quy Hoạch và Thiết Kế Nông Nghiệp đã cho rằng đất phèn thường chua, mặn, giàu mùn, mức độ phân giải chất hữu cơ yếu, đạm tổng số giàu. Rất nghèo lân đặc biệt là lân dễ tiêu, K trung bình, Ca, Mg trao đổi trong đất nghèo đến rất nghèo. Đất thường có thành phần cơ giới từ thịt nặng đến sét, dẻo dính khi ướt, rất cứng khi khô. Theo Lê Huy Bá (1982), đất phèn Nam Bộ có thành phần cơ giới sét hoặc sét nặng. Tỷ trọng đất từ 2.2 - 2.6. Hàm lượng chất hữu cơ và chất mùn cao, đạm tổng số giàu nhưng đạm dể tiêu trong đất nghèo. Lân tổng số và dể tiêu đều nghèo (P2O5%) là 0.01 - 0.05%, lân dể tiêu chỉ ở dạng vết). Ca tổng số và trao đổi nghèo đến rất nghèo. Al di động cao nhất là trong mùa khô. Lượng Fe cao có khả nặng gây độc cho cây trồng, lượng S tổng số biến động nhiều từ 1 - 5%. Như vậy các nghiên cứu về đất phèn trên thế giới củng như ở Việt Nam đã tập trung nghiên cứu khá đầy đủ cả về quá trình hình thành, phân loại củng như tính chất ở những vùng đất phèn lớn và điển hình như một số nước thuộc vùng Đông Nam Á nói chung và Đồng Bằng Sông Cửu Long nói riêng. Còn những nơi có diện tích đất phèn không lớn, quá trình phèn hóa không điển hình như ở phía Bắc Việt Nam thì ít được nghiên cứu tới. Mặt khác các nghiên cứu này thường chỉ tập trung 28
cho tỷ lệ bản đồ nhỏ, chỉ dùng cho nhóm đất chính và đơn vị đất, còn ở cấp đơn vị phụ và cấp đơn vị thấp hơn của đất thì ít được quan tâm tới. 2.1.6 Nghiên cứu cải tạo và sử dụng đất phèn Hiện nay, có nhiều công trình nghiên cứu được thực hiện để cải tạo và sử dụng đất phèn bằng nhiều cách khác nhau. Ba phương pháp chính thường được áp dụng như sau: (i) Rửa phèn (đào kênh, mương, rãnh để tháo nước phèn); (ii) ém phèn (giữ mực thủy cấp trong đất trên tầng đất chứa vật liệu sinh phèn); và (iii) bố trí cây trồng thích hợp (trồng các loại cây chịu phèn: khóm, khoai mỡ, bạch đàn, tràm). Tuy nhiên, điều quan trọng nhất là cần phải tính toán để giữ cho môi trường nước và hệ sinh thái không bị ô nhiễm và hủy diệt trong sử dụng và cải tạo đất phèn. Từ năm 1988, theo sáng kiến của Hoàng gia Thái Lan một khảo nghiệm đã được tiến hành nhằm lựa chọn các loài thích hợp nhất để khôi phục rừng trên đầm lầy than bùn, 13 loài cây đã đưa vào trồng ở tỉnh Narathiwat. Kết quả nghiên cứu đã đưa ra kết luận loài Tràm (Melaleuca cajuputi) sinh trưởng nhanh nhất. Sau 5 năm trồng, sinh trưởng chiều cao đạt 5,7 m và đường kính D1.3 đạt 10,2 cm và sau 13 năm trồng sinh trưởng chiều cao đạt 9,7 m và đường kính đạt 20,3 cm. Watanabe và ctv (1997) đã tiến hành khảo nghiệm khả năng thích nghi của hai loài Melaleuca cajuputi và Melastona marabathricum trên vùng đất chua phèn và đất than bùn đã ghi nhận hai loài này thích nghi, sinh trưởng tốt. Loài M. cajuputi có khả năng đào thải độc tố nhôm qua rễ, trong khi đó loài M. marabathricum tích lũy nhôm trong lá; hai loài này thích ứng tốt với vùng đất chua phèn tại Thái Lan. Satoshi và ctv (2006) đã tiến hành gieo trồng Tràm (M. cajuputi) và Bạch đàn (E. camaldulensis) trong nhà kính với điều kiện môi trường axit thiếu oxy và pH = 5,8. Kết quả cho thấy Tràm sinh trưởng tốt hơn Bạch đàn. Một kết quả khác về sự sinh trưởng của Tràm trồng trên đất phèn ngập nước theo mùa tại Thái Lan cho thấy loài M. cajuputi đã phát triển tốt và chiều cao trung bình 14,8 m và đường kính thân cây 18, cm (Wathinee S., 2015). Lê Đình Khả và ctv (1999) tiến hành khảo nghiệm và đã chọn giống Tràm là loài trồng rừng ở ĐBSCL. Theo kết quả khảo nghiệm loài tràm Melaleuca 29
leucadendra là loài thích ứng tốt nhất, tỷ lệ sống cao > 78% và loài Melaleuca cajuputi cho tỷ lệ sống > 74%. Với khả năng chống chịu với điều kiện khắc nghiệt như độ pH thấp và nồng độ nhôm trong đất cao, loài cây này được xem là một trong các loài cây mũi nhọn được ưu tiên phát triển trồng rừng trên các vùng đất phèn nhằm đáp ứng được mục tiêu che phủ đất, nhu cầu về gỗ, vừa giảm thiểu thiệt hại bởi lũ lụt và cải thiện môi trường (Kogawara và ctv, 2006). Trong một nghiên cứu khác, Phạm Thế Dũng và ctv (1999) đã khảo nghiệm và đã chọn Bạch đàn và Tràm trồng rừng trên vùng đất phèn ngập nước theo mùa tại tỉnh Long An. Kết quả khảo nghiệm cho thấy loài Bạch đàn (Eucalyptus camaldulensis và Eucalyptus tereticormis) và loài Tràm (M. leucadendra, M. viridiflora và M. cajuputi) sinh trưởng tốt và thích ứng được với điều kiện vùng đất phèn tại Long An. Natabayashi và ctv (2001) tiến hành trồng loài M. cajuputi theo phương pháp lên líp tại ĐBSCL đã ghi nhận loài này thích nghi cao, sinh trưởng tốt trên vùng đất chua phèn nghèo dinh dưỡng. Dương văn Ni và cộng sự (2005) thực hiện dự án trồng rừng Tràm trên những vùng đất chua nặng ở Đồng bằng Sông Cửu Long, kết quả dự án đã cho thấy cây Tràm là một trong số rất ít những cây kinh tế có tính thích ứng cao với điều kiện đất đai nghèo dinh dưỡng, đặc biệt là trên các đầm lầy chua mặn, nơi mà pH thấp hơn 3,5 và có tính chịu đựng cao đối với nhôm. Thái Thành Lượm (2009) tiến hành khảo nghiệm khả năng thích nghi của hai loài M. leucadendra của Australia và M. cajuputi của Việt Nam trên vùng đất ngập nước tại Hòn Đất và U Minh Thượng. Kết quả đã cho thấy hai loài này thích nghi cao, sinh trưởng và phát triển tốt trên những vùng đất đã khảo nghiệm. Phạm Văn Ngọt và ctv (2014) tiến hành nghiên cứu thành phần loài và sự phân bố của thực vật trên vùng đất ngập nước tại huyện Đức Huệ, Long An đã ghi nhận ngoài loài cây Tràm chiếm chủ đạo còn có một số loài cây bản địa thích nghi trên vùng đất phèn ngập nước theo mùa như Mù u (Calophyllum inophyllum), Tra lâm vồ (Thespesia populnea), Sơn nước (Gluta velutina). Đặng Văn Sơn (2009) tiến hành điều tra khảo sát hệ sinh thái thực vật vùng đất phèn ngập nước tại Bình Chánh. Kết quả nghiên cứu đã điều tra được 135 loài thực vật tiêu biểu, trong đó có 9 loài ưu thế cho vùng đất ngập 30
nước chua phèn tại huyện Bình Chánh: Tràm gió (Melaleuca cajeputi), Nghễ (Polygonum tomentosum), Dừa nước (Nypa fruticans), Năng ngọt (Eleocharis dulcis), Súng trắng (Nymphaea pubescens), Bần chua (Sonneratia caseolaris), Mua (Melastoma sp.), Mái dầm (Cryptocoryne ciliata) và Bình bát (Annona glabra). Có 2 loài thực vật có giá trị bảo tồn theo đánh giá của Hội liên hiệp Bảo tồn thế giới “The World Conservation Union” (2007), là Quao nước (Dolichandrone spathacea) và Đước đôi (Rhizophora apiculata) chiếm tỉ lệ 1,48% trong tổng số 135 loài vùng nghiên cứu. 2.1.7 Độc chất trong đất phèn 2.1.7.1 Khái niệm chung về độc chất trong đất phèn Một chất được gọi là độc, thường đi kèm với hàm lượng của nó có trong dung dịch đất, cây cối và trong cơ thể con người. Ở mức độ nhất định nào đó là không độc, thậm chí lại cần thiết cho cây trồng, nhưng mức độ tới hạn nào đó lại độc. Mức độ này tùy thuộc vào bản chất của chất đó, tùy thuộc vào môi trường nó hoạt động, dạng nó tồn tại và đối tượng nó gây độc. Có thể không độc hoặc chưa độc cho một cây nào đó nhưng lại độc, thậm chí gây chết cho một cây trồng khác. Trong đất phèn các nguyên tố sắt, nhôm, suphate (dưới dạng Fe2+, Fe3+, Al3+, 2- + - SO4 H , Cl và hợp chất của sắt với Lưu huỳnh là Pyrite, Jarosite) luôn có hàm lượng rất cao, trên mức chịu đựng của cây trông rất nhiều, vì vậy gọi là các độc tố trong đất phèn. 2.1.7.2 Các loại độc chất trong đất phèn Khi nghiên cứu về đất phèn nhiều tác giả đã xác định độc tố chủ yếu gây hại 3+ 2+ 2- cho cây trồng là Al , Fe , SO4 (Lê Huy Bá, 1981; Vũ Ngọc Tuyên, 1981; Nguyễn Minh Hạnh, 1990). Ion Fe2+ hòa tan trong nước và gây chua cho đất. Oxit sắt hai bám vào rễ cây lúa gây cản trở hút dinh dưỡng và trao đổi khí của rễ cây. Theo Hoàng Đăng Ký (1973) do tác dụng thủy phân, nước chứa nhôm (Al3+) là tăng nồng độ H+ trong dung dịch. Ion H+ sinh ra làm giảm pH của dung dịch đất. Nguyên nhân của sự tăng độ chua chủ yếu ở đất phèn phải kể đến ion Al3+. Nhôm (Al3+) 31
Độc chất nhôm có hoá trị là (Al3+). Trong dung dịch khi pH = 4.1 nhôm sẽ lắng tụ 3+ (điểm đó được gọi là điểm trầm lắng của nhôm). Trong môi trường axit H2SO4, Al có khả năng di động mạnh. Nhôm trong đất phèn, một phần là sản phẩm của sự rửa trôi tích tụ, trong quá trình Feralite, phần chủ yếu do quá trình phèn hoá : sau khi đã 3+ có H2SO4, trong đất, H2SO4 liền tác dụng vào keo đất đã giải phóng ra Al tự do, trong điều kiện đó pH giảm xuống 2- 3.5 trong dung dịch, Al3+ có thể ở dạng Al3+ tự do, cũng có thể liên kết với sắt, kali, và sunphat, tạo nên những sunphat sắt II và sunphát sắt III, nhôm lơ lửng trong nước, khi gặp những hạt bụi sét, sẽ kéo các hạt bụi này lắng xuống đáy ruộng đó cũng chính là nguyên nhân làm cho nước ở các vùng đất phèn nhôm rất trong. Trong các tầng đất phèn Al3+ thường rất cao và rất biến động, có lúc từ vài chục ppm, rồi tăng cao đột ngột 500 - 1000 - 1500 và có khi trên 2000 ppm, khi pH giảm. Al3+ có trong đất phèn với nồng độ 150 - 3000ppm. Đó là các cation độc nhất trong số các chất độc. Al3+ làm kết tủa các keo sét và các chất lơ lửng trong nước nên nước phèn càng trong, càng nhiều Al3+ thì càng độc. Nông dân gọi là “phèn lạnh”; tức là, trong đó có rất nhiều nhôm sulfat (Al2(SO4)3. Trong dung dịch đất, ở thực địa Al3+ = 500ppm đã độc cho cây lúa, nhất là thời kì ba lá thực, đến 800ppm gây chết và 1000ppm gây chết nhanh chống và cây lúa chết như bị luộc nước sôi. Tuy nhiên, trong dung dịch dinh dưỡng ngưỡng giới hạn độc này chỉ có 135ppm. Cây lúa ngộ độc Al3+ thì rễ không bị đên nhưng mất hết lông hút, rễ ngắn nhất là 3+ trọng lượng rễ bị ảnh hưởng lớn. Trong đất Al có thể ở dạng Al2(SO4)3 là những tinh thể khi khô dòn, xốp dễ vỡ, khi ẩm lờm nhờm, tê lưỡi hoặc có trong thành phần của jarosite.Trong dung dịch đất, Al3+ được giải phóng từ các alumin silicat khi pH thấp. Trong đất phèn hoạt tính Al3+ mới xuất hiện nhiều; còn trong đất phèn tiềm tàng, Al3+ vẫn chưa được xuất hiện mà còn ở trong keo đất. Nhôm biến động rất phức tạp, tuy nhiên các nghiên cứu lại cho thấy nó có quan hệ khá chặt chẽ với pH ở trong đất. Sự phụ thuộc lẫn nhau giữa pH môi trường và Al3+ là một đường hyberbol, mà đường tiệm cận dưới pH = 2.95, nghĩa là pH giảm từ 6 xuống 2.95 thì Al3+ tăng rất cao. Nhưng khi pH 4.1; Al3+ có khả năng trầm lắng và 32
pH ≥ 6; Al3+ → 0. Khi cây bị ngộ độc, trong cây tích lũy cao Al trong các bộ phận cơ thể, nhất là ở rễ. Sắt ( Fe2+ và Fe3+): Là nguyên tố độc trong môi trường sinh thái đất phèn. Fe2+ xuất 3+ hiện trong đất phèn trước Al . Trong đất yếm khí chúng có thể ở dạng FeSO4 2+ không màu hay Fe(OH)2. Trong dung dịch Fe là cation linh động có thể kết hợp H2S → FeS bám dính vào rễ cây làm ngộ độc cây. Khi nồng độ Fe2+ ≥ 600ppm bắt đầu có ảnh hưởng, trên 1000 ppm gây chết cây lúa. Tuy nhiên, Fe2+ dễ bị oxy hóa thành Fe3+ có màu vàng nâu đỏ, mà Fe3+ có độ hòa tan thấp nên ít độc. Đất phèn nhiều Fe nông dân gọi là “đất phèn nóng”. Tuy không độc bằng Al3+ nhưng Fe2+ gây độc cho cây con, bộ phận rễ bị đen, chóp rễ bị vẹt, trong cây tích lũy cao Fe do Fe đã xâm nhập vào cây. Một số loại độc chất khác: 2- 2- - Sunphat (SO4 ) và lưu huỳnh (S) Cùng với Fe thì SO4 là một trong hai nguyên tố đầu tiên tạo nên phèn. 2- 2- + Dạng gây độc chủ yếu là: H2S, SO4 , SO2 và SO3 . S là dinh dưỡng của cây trồng 2- nếu không vượt quá 2 - 5% và lượng SO4 cao trong đất phèn biến động với đặc tính rửa trôi chậm nên gây độc cho cây trồng và cho sản xuất. - Clo: Trong đất phèn nhiều (phèn hoạt tính) thì Clo ít ( <0.1%) nhưng đối với phèn mặn và phèn tiềm tàng thì tỷ lệ rất cao. Tuy nhiên độ di động của nó rất lớn và rất dễ bị rửa trôi. - Độc chất axit hữu cơ: Ngộ độc axit hữu cơ có thể xảy ra trong đất có hàm lượng chất hữu cơ cao. Các axit hữu cơ được tạo ra từ quá trình phân giải chất hữu cơ, xác sinh vật trong điều kiện ngập nước. Chúng có thể ngăn cản quá trình vươn dài của rễ, hô hấp và hút chất dinh dưỡng. - Pyrite: Pyrite là hợp chất của lưu huỳnh và sắt, là sản phẩm của quá trình yếm khí dưới sự tác động của các vi sinh vật yếm khí. Quá trình Oxy hoá Pyrite sẽ tạo ra axit, gây chua cho đất và gây hại cho cây trồng, súc vật và con người. Sự tích tụ của pyrit trong đất được thực hiện trong điều kiện ngập nước, đất trầm tích trong nước mặn và có nhiều chất hữu cơ, nhiều vi sinh vật yếm khí có khả năng phân huỷ 33
các chất hữu cơ làm cho các ion sunphat hoà tan trở thành sunphit, ion sắt III trở thành ion sắt II. - Jarosite: Là một hợp chất, là kết quả của quá trình oxyhoá sunphite và Pyrite (đã được trình bày phần cấu tạo đất phèn). Trong đất khi đã xuất hiện Jarosite tức là pH trong đất thấp, kéo theo việc tăng hàm lượng các độc tố gây hại cho cây. 3+ 3+ 2+ 2- - + Trong thực tế không chỉ các độc tố Al , Fe ,Fe , SO4 , Cl , H gây hại cho cây mà chính hợp chất. Jarosit được hình thành cũng tham gia phá huỷ các bộ rễ của cây. 2.1.7.3 Biến động độc chất trong đất phèn. Sự biến động độc chất rất phức tạp, phụ thuộc nhiềuyếu tố. Tuy nhiên sự biến động đó, cũng có quy luật nhất định, nhiều tác giả đi sâu nghiên cứu các mối tương quan này và đã cho những kết quả khá trùng hợp nhau. Mối tương quan giữa các độc chất trong đất phèn đã dược thể hiện ở phần trình bày các độc tố và sự biến đổi của nó. Ở đó chúng ta đã thấy mối tương quan giữa pH với nhôm III, với sắt, với sunphate 2.2 Ô nhiễm môi trường vùng đất phèn 2.2.1 Ô nhiễm môi trường đất do nhiễm phèn Phèn được sinh ra có thể do nguyên nhân oxi hóa phèn tìm tàng (FeS) tại chổ 3+ 2+ 2- để tạo thành axit H2SO4, chứa nhiều độc chất Al , Fe , SO 4, hay củng có thế do nước phèn đi từ nơi khác gây ô nhiễm phèn cho môi trường sinh thái đất. Qúa trình thứ nhất gọi là quá trình phèn hóa (sulphate acidification) và quá trình thứ hai là quá trình nhiễm phèn. Dù nguyên nhân nào thì trong dịch đất, lượng độc chất Al3+, Fe2+, 2- SO4 rất cao và pH môi trường xuống thấp, khả năng trao đổi và đệm của môi trường đất bị phá vở, không thể tự làm sạch được nữa, nên cả môi trường bị ô nhiễm nặng. Môi trường đất chỉ được coi là ô nhiễm khi toàn bộ phản ứng môi 3+ 2+ 2- trường pH 130ppm, Fe >300 ppm và SO 4> 1%. Cây trồng và vật nuôi cũng như con người bị ảnh hưởng trầm trọng. Nguyên nhân: Do quá trình tưới tiêu không hợp lý làm xuất hiện quá trình mặn hóa, phèn hóa. - Độc tố sản sinh trong quá trình phèn hóa: 34
Trong quá trình phèn hóa do điều kiện môi trường biến đổi từ trạng thái khử chuyển sang trạng thái oxi hóa trị số pH giảm đột ngột (trung bình từ 1.5 đến 2.5 đơn vị) và là nguyên nhân chính dẫn đến sự hình thành các độc tố (là hệ quả của quá trình oxi hóa). 3+ 2+ 2- - Khi pH < 3: Al , Fe , SO 4 xuất hiện nhiều và linh động. Làm rể cây không hút chất dinh dưỡng (Al), Fe là cho rễ chặt không hô hấp được. Chúng ta điều biết Al có tương quan nghịch với giá trị pH. Ở nồng độ 1-2 ppm đã có tác động xấu tới cây trồng. Khi đất bị phèn nặng, pH thấp, Al tích trữ trong các mô rễ ngăn chặn sự kéo dài và phân chia của tế bào, ức chế hoạt động của các enzim làm nhiễm xúc tác cho việc tổng hợp các chất trong vách tết bào, là cho bộ rễ của cây cằn cõi, long hút rụng, phát triển không bình thường và dẫn đến chết. - Độc tố Fe (Fe2+, Fe3+): Khi pH trong đất giảm, Fe2+ được gải phóng ra gây độc cho cây, đặc biệt nó có thể lan truyền ra các khu vực rộng lớn xung quanh theo một số tác giả Fe2+ 150-200 ppm đã gây độc cho lúa, đồng thời ảnh hưởng đến sự sống của các sinh vật trong vùng và ở nồng độ Fe2+ 500 ppm nhiều cây trồng không sống được. - Độc tố H2S và pyrit xuất hiện do kết quả của quá trình khử sunphate trong điều kiện yếm khí, đặc biệt và đất có nhiều xác xúc vật. 3 - Theo Deut ở nồng độ (1-2) x 10 mol/m H2S đã làm tổn thương đến chức năng của rễ. - Sự lan truyền nước phèn từ vùng này sang vùng khác thông qua hệ thống kênh rạch. - Ngoài ra do phân bố ở vùng ven biển - nhiễm mặn (chua mặn): Cl-, Na+ 2.2.2 Môi trường vùng đất phèn Ở vùng đất phèn, chế độ nước, các loại thực vật, động vật và vi sinh vật nằm trong một thể thống nhất, chúng ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp lẫn nhau. Nghiên cứu vấn đề này giúp chúng ta hiểu đầy đủ hơn về đất phèn, có tác dụng trong cải tạo, sử dụng đất phèn và bảo vệ môi trường. 35
2.2.2.1 Sinh vật vùng đất phèn Thực vật: Thực vật bị vùi lắp, đất phèn được hình thành ở vùng trũng. Ở đó xưa kia là vịnh hay biển cạn, với nhiều loại thực vật phát triển. Thực vật thời kỳ trước lúc có đất phèn, thường phần lớn có các loại thực vật của rừng sú vẹt như: rừng Bần, mắm, đước vẹt của rừng ngập mặn và rừng Tràm, Năng và Sậy a b (Nguồn ảnh: Lê Thanh Quang) Hình 2.3: Thực vật trước khi hình thành đất phèn (ở rừng Đước và rừng Tràm) Các loại cây này mọc thành rừng dày với bộ rể khỏe, làm giảm tốc độ dòng chảy, làm lắng động phù sa biển, chứa nhiều lưu huỳnh. Bản thân chúng củng tích lũy lưu huỳnh, khi chết đi thải ra nhiều lưu huỳnh là nguồn gốc đầu tiên sinh ra đất phèn. Chiều sâu tầng thực vật bị vùi lấp này thường ở 1-2m dưới mặt đất đối với đất phèn ở Đồng Bằng Nam Bộ và Đồng Bằng Bắc Bộ như vùng Hải Phòng, Thái Bình thấy ở độ nông hơn 0.7-1.5m. Ngoài các loại thực vật kể trên trong tầng thực vật bị vùi lấp còn thấy xuất hiện các loại cây khác như: Dừa nước, chà là, tràm. Qua nghiên cứu người ta thấy, ở những vùng đất mà chỉ có các loại thực vật này chôn vùi thì S tổng số rất ít, không có khả năng gây chua nhiều, pH của đất ở vào khoảng 5.5 - 6.0. 36
Như vậy chủng loại và chiều sâu của các loại thực vật bị vùi lấp có ảnh hưởng lớn đến mức độ sinh phèn trong đất. - Thực vật hiện tại : Thực vật đang sống trên đất phèn cũng thay đổi theo tính chất của mỗi loại đất.Thực vật ở vùng phèn tiềm tàng thường có các loại Chà là, Ráng dại, Lác biển, bang và năng kim. Nếu là vùng đất phèn tiềm tàng sâu trong nội địa, là vùng trũng ngập nước gần như quanh năm, gồm các loại thủy sinh mọc chìm dưới nước hoặc chìm trong nước một phần. Các loại cây này mọc thành rừng dày với bộ rễ khoẻ, làm giảm tốc độ dòng chảy, làm lắng đọng phù sa biển, chứa nhiều lưu huỳnh. Bản thân chúng cũng tích lũy lưu huỳnh, khi chết đi thải ra nhiều lưu huỳnh, là nguồn gốc đầu tiên sinh ra đất phèn. Thực vật ở vùng đất phèn nhiều thường có: Năng ngọt (ở đất phèn nhiều chỉ có loại cây này và một vài loại cây khác nữa, năng Ngọt rất thích hợp với pH = 4.0 -5.0). 3+ Trong cây năng tích lũy nhiều SO4 (0.6 - 0.9% trọng lượng khô) và Al (500 - 1500 ppm). Đặc biệt ở trong rễ tích lũy gấp hai đến ba lần ở thân lá. Ở vùng phèn ít và trung bình: năng ngọt, cỏ năng, lác. Thực vật trong đất phèn không chỉ phụ thuộc vào tính chất trong đất mà còn phụ thuộc rất nhiều vào chế độ nước. Trong cùng một loại đất phèn khi chế độ nước thay đổi thì chỉ thị thực vật cũng thay đổi. Ngoài các thực vật kể trên đối với các vùng nước phèn đứng yên hoặc những vùng sình lầy nhiều hữu cơ chúng ta còn gặp các loại tảo ocdogigo và micropora rất nguy hiểm cho lúa vì chúng sống được ở pH rất thấp và phát triển nhanh. 37
(Nguồn ảnh: Lê Thanh Quang) Hình 2.4: Thực vật chỉ thị vùng phèn Vi sinh vật và các động vật: Vi sinh vật trong đất phèn: Có nhiều loại vi sinh vật trong đất phèn, vai trò của chúng cũng khác nhau trong quá trình hình thành đất phèn. Nhưng chúng thực sự có ý nghĩa trong việc tăng tốc độ hình thành đất phèn. Các loài vi khuẩn trong đất phèn lấy năng lượng để sống từ các phản ứng oxy hoá và phản ứng khử trong quá trình tạo phèn, chúng có vai trò rất lớn trong việc thúc đẩy nhanh quá trình hình thành phèn, kể cả ở giai đoạn oxy hoá và giai đoạn khử. Trong đất phèn, số lượng vi sinh vật có ích rất hiếm. Nhưng vào năm 1972 Murthy đã phân lập, nuôi cấy được một số loài vi khuẩn thuộc Azotobacteracede từ than bùn có độ chua (pH= 2.5 - 4.2) đã phát triển trên đất phèn. Loại vi khuẩn này có khả năng cố định đạm 1-10mg/g đất trong một tuần lễ nuôi cấy. Đây là một khả năng mới mở đường cho việc tạp đạm dễ tiêu bằng vi sinh vật học cho đất phèn. Động vật trong đất phèn: Ở đất phèn trung bình và phèn nhiều, rất ít hoặc không có các động vật nhìn thấy được như giun, dế, mối. Thường chỉ thấy xuất hiện các loại kiến đen, kiến vàng và một vài loại rệp. Ở vùng phèn nhiều pH = 2.5 - 3.0 kể cả đỉa cũng không thấy xuất hiện, rất ít tôm cá, nếu có thì cũng không phát triển được, thường đầu to nhưng thân và đuôi bé. 38
Ở vùng đất phèn ít, các loại động vật phong phú hơn về chủng loại gần như vùng nước ngọt. Những vùng đất phèn tiềm tàng hiện có ảnh hưởng nước lợ thì sinh vật có khá nhiều như: cua, còng, tôm, cá Những vùng đất phèn tiềm tàng nội địa, có nước ngập thường xuyên trên mặt ruộng thì các loại động vật khá phong phú: cá, tôm, tép, ếch, chuột, rắn, rết, đỉa , 2.2.3 Hiện trạng ô nhiễm môi trường đất do nhiễm phèn 2.2.3.1 Trên thế giới Tổng diện tích 14.777 triệu ha, với 1.527 triệu ha đất đóng băng và13.251 triệu ha đất không phủ băng. Trong đó 12% tổng diện tích là đất canh tác 24% là đồng cỏ 32% là đất rừng và 32% là đất cư trú, đầm lầy. Diện tích đất có khả năng canh tác là 3.200 triệu ha, hiện mới khai thác hơn 1.500 triệu ha. Trong đất đang canh tác trên đất có khả năng canh tác các nước phát triển là 70%, các nước đang phát triển là 36%. Tài nguyên đất của thế giới hiện đang bị suy thoái nghiêm trọng do xói mòn, rửa trôi, nhiễm mặn, nhiễm phèn và ô nhiễm đất, biến đổi khí hậu. Hiện nay 10% đất có tiềm năng nông nghiệp bị sa mạc hoá. Trên thế giới có khoảng 12.6 triệu ha đất phèn, chủ yếu xuất hiện ở các vùng ven biển nhiệt đới hay cận nhiệt đới, gồm các vùng: Nam Nhật Bản, Nam Triều Tiên, Nam Ấn Độ, Thái lan, Băng la đét, Đông và Nam Malayxia, Pakistan, Inđonexia, Đông Nam của Đông- Timo, Miến điện, Việt Nam. Ngoài ra còn thấy xuất hiện ở: Guianas, Venezuela, Braxin, Achentina, Newsiland. Và những vùng ven biển thuộc lưu vực Đông Amazon, một số nước Đông Phi và Tây Phi. Một số đất phèn cũng được tìm thấy ở HàLan 2.2.3.2 Ở Việt Nam Riêng Việt Nam có khoảng 2 triệu ha đất phèn chiếm gần 16% diện tích đất phèn trên thế giới, chiếm khoảng 30% diện tích đất canh tác của Việt Nam. Diện tích đất phèn phân bổ chủ yếu ở hai vùng đồng bằng, và một ít ở ven biển miền Trung. Ở miền Bắc có khoảng 200.000 ha đất phèn, phân bố ở Hải Phòng, Quảng Ninh, Thái Bình, Nam Hà, Hải Dương và một số diện tích ở ven biển miền Trung. 39
Ở miền Nam có khoảng 1.8 triệu ha đất phèn, phân bố ở cả miền Tây (đồng bằng sông Cửu Long và miền Đông Nam bộ). Sự xuất hiện đất phèn ở miền Đông chủ yếu ở dạng cục bộ, phần lớn ở dạng tiềm tàng, một phần nhỏ ở dạng cố định và một phần đang chuyển hoá. Đất phèn được phân bố ở các Tỉnh Tây Ninh, Bình Dương, Đồng Nai và ởthành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt vùng Lê minh Xuân thành phố Hồ Chí Minh. Vùng Đồng Tháp Mười là phần dưới của vùng ngập lũ kéo dài dọc bờ trái sông Tiền từ QL1A phía Nam và sông Vàm Cỏ Đông. Diện tích toàn vùng trũng là 991.000 ha, trong đó phần thượng lưu nằm trên đất CămPuchia là 288.000 ha, phần Đồng Tháp mười chiếm 703.000 ha.Vùng trũng đuợc ngăn cách với sông chính bởi các giồng ven sông (giải đất cao ven sông tự nhiên) kéo dài từ Kongpongcham (campuchia), nơi địa hình cao từ 10-15m và thấp dần về phía hạ lưu cao trình giồng khoảng 4.5-5.0m và đến Cao Lãnh còn lại khoảng 2.5 - 3.0m. Mặt giồng phía thượng lưu rộng hàng ngàn mét và thu hẹp dần về phía hạ lưu có nơi chỉ còn vài trăm mét. Sau giồng là những vùng trũng. Đồng Tháp Mười từ biên giới trở về xuôi có dạng hình lòng máng với các thành cao 3 phía: Vùng phù sa cổ Hồng Ngự -Tân Hồng (phía Bắc); các giải đất cao ven sông (phía Tây) và vùng đất xám Vĩnh Hưng - Mộc Hoá (phía Đông). Địa hình thấp dần theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, nơi thấp nhất là vùng Bắc Đông - Bo Bo. Trước đây khu vực giữa Đồng Tháp Mười là vùng ngập nước quanh năm, trong mùa lũ nhiều nơi ngập sâu tới 3 - 4.5m, khả năng thoát lũ chậm, không bị ảnh hưởng nhiều nước mặn. Đồng Tháp Mười là ổ phèn lớn nhất ĐBSCL, khoảng 40% diện tích toàn vùng là đất phèn. Đất phèn ở các dạng tiềm tàng, hoạt động và đang chuyển hoá .Trong đất ít hoặc mới xuất hiện tầng Jarosite. Diện tích đất phèn nặng phân bố chủ yếu ở vùng Bắc Đông - BoBo, Chợ Bưng, Tràm Chim, nơi giao thoa của các dòng triều và lũ (nhân dân Nam Bộ gọi là vùng giáp nước) ở những vùng này vào đầu mùa mưa (tháng 5, 6, 7 và 8) đường đẳng trị chua (pH=4) chiếm một phần diện tích lớn trong vùng, gây ảnh hưởng lớn đến sản xuất, môi trường và đời sống của nhân dân. 40
Vùng phèn Tứ giác Long Xuyên: Có dạng một tứ giác, được giới hạn bởi Sông Hậu ở phía Đông, Biển Tây ở phía Tây, biên giới Cămpuchia ở phía Bắc, phía Nam là kênh cái sắn. Bao gồm diện tích của hai tỉnh Kiên Giang và An giang, gồm các huyện An Biên, Hà Tiên, Bảy Núi, Hòn Đất Tổng diện tích khoảng 490.000 ha. Đây là vùng thường bị ngập nước trong mùa mưa lũ với chiều sâu ngập trung bình 1.5 - 1.6 m. Ảnh hưởng chế độ nhật triều và do gần biển nên việc tiêu nước thuận lợi hơn vùng phèn Đồng Tháp Mười. Trước đây là vùng không có nước ngọt và cạn kiệt trong mùa khô, đất ở đây đã chuyển hoá thành phèn hiện tại, tầng Jarosite xuất hiện khá rõ. Chương trình thoát lũra biển Tây đã có tác động rất tích cực trong việc cải tạo đất phèn. Nhiều vùng phèn rộng lớn của Tứ giác Long xuyên đã được cải tạo, 30000ha hoang hoá do bị phèn nặng, phải bán cho công ty Kiên Tài để trồng Bạch đàn, nay đã được cải tạo và gieo trồng được 2vụ. Vùng đất phèn Minh Hải: Trừ dải đất nằm dọc biển Đông và vịnh Thái Lan, đa số đất phèn ở đây nằm dưới dạng phèn than bùn, phèn nhiễm mặn, phèn hiện tại. Sự xuất hiện của các loại đất phèn ở đây rất phức tạp do ảnh hưởng của hai chế độ triều khác nhau của biển Đông (chế độ bán nhật triều) và vịnh Thái Lan (chế độ nhật triều) là vùng không có nước ngọt trong mùa khô. Chế độ triều và chế độ nước ngọt đã có tác động lớn đến sự phân bố và tính chất của đất phèn vùng này. Hầu hết diện tích là phèn hiện tại, khu vực gần biển là phèn mặn. Phèn than bùn phân bố ở rừng tràm của U Minh Thượng, U Minh Hạ. Ngoài ra xen kẽ với phèn tiềm tàng dưới rừng đước, rừng tràm. Vùng đất phèn Tiền Giang, Vĩnh Long, Bến Tre, Cần Thơ và Hậu Giang. Đây là vùng phèn trung bình, phèn mặn xen kẽ giữa các dải phù sa trung tính hoặc gần trung tính. Trừ diện tích gần biển bị ảnh hưởng thuỷ triều và nước mặn, phần lớn diện tích có nguồn nước ngọt dồi dào, việc tiêu thoát cũng thuận lợi, đây là vùng ngập nông và không bị ngập lũ. 41
CHƯƠNG 3: NÔI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1 Vật liệu và phạm vi nghiên cứu Đề tài được thực hiện tại khu vực xã Mỏ Công, đây là xã đặc trưng cho vùng đất nhiễm phèn, khảo sát và lấy mẫu tại mỗi hiện trạng với 3 lần lặp lại trên 3 tầng đất của phẫu diện Mẫu đất phân tích để đánh giá đất nhiễm phèn được lấy trên tầng phát sinh của đất, nằm trong khoảng từ 0 - 15cm, 15 - 45cm và 45 - 70 cm. Tổng số mẫu cho 3 hiện trạng là 27 mẫu. 1.2 Nội dung nghiên cứu - Phân tích hàm lượng dưỡng (C, N, P, K) và nồng độ của một số độc chất 3+ 2+ 2- chính (Al , Fe , SO4 ) và độ chua của đất trên các ba dạng mô hình hiện có tại khu vực nghiên cứu. - Phân thành phần vật lý đất tại khu vực nghiên cứu. - Đánh giá thực trạng đất nhiễm phèn, so sánh sự chênh lệch các chỉ tiêu trong đất của các nhóm đất được phân tích - Phân tích, đánh giá tiềm năng của ba dạng mô hình hiện có tại khu vực nghiên cứu. 3.2 Phương pháp nghiên cứu 3.2.1 Phương pháp điều tra và thu thập mẫu đất Dựa theo báo cáo của Phân viện Quy hoạch và thiết kế Nông nghiệp Miền Nam về điều tra bổ sung chỉnh lý xây dựng bản đồ đất tỷ lệ 1/10.000 các tỉnh vùng Đông Nam Bộ cho quy hoạch sử dụng đất của tỉnh Tây Ninh, năm 2004 - Điều tra hiện trạng sử dụng đất, đặc điểm sinh thái và hướng sử dụng đất - Chọn vị trí và dạng lập địa đại diện trên khu vực điều tra để thu thập mẫu và đánh giá tính chất và hiện trạng sử dụng đất - Chọn vị trí, đào phẫu diện và mô tả đặc điểm đất đai cũng như điều kiện sinh thái sung quanh - Lấy mẫu đất theo tầng phát sinh của phẫu diện 42
- Số lượng mẫu dược lấy theo tầng phát sinh với khối lượng từ 0.5 - 1kg, đựng trong túi nylon díp miệng, ghi ký hiệu vị trí lấy mẫu, ngày giờ và những ghi chú cần thiết (Nguồn ảnh : Lê Thanh Quang) Hình 3.1: Dùng khoan để lấy mẫu Hình 3.2: Dùng túi nylon để đựng mẫu 3.2.2 Phương pháp phân tích mẫu Mẫu sau khi lấy về được thực hiện theo các qui trình phòng thí nghiệm. Phương pháp phân tích đất dựa theo hướng dẫn thực hành phân tích đất của TS.Thái Văn Nam, Đại học Kỹ thuật công nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh, tài liệu hướng dẫn phân tích của trung tâm thông tin và đất quốc tế (International soil reference and information centre, ISRIS/FAO tác giả van Reeuwijk,1995) và sổ tay hướng dẫn phân tích đất nước và cây trồng - Viện nông hóa thổ nhưỡng, nhà suất bản nông nghiệp, 1998. Mẫu được phân tích tại Phòng thí nghiệm của trường Hutech và phòng thí nghiệm - Viện Khoa học lâm nghiệp Nam Bộ. 43
(Nguồn ảnh: Nguyễn Hải Triều) Hình 3.3: Phân tích Mùn và Nhôm tại PTN Hutech Bảng 3.1: chỉ tiêu và phương pháp phân tích mẫu Mùn - tổng Chuẩn độ bằng muối Morh, Phương pháp Walkley- Black số Công phá mẫu bởi hỗn hợp sulphuric acid - selenium và hydrogen N- tổng số peroxide 30% và chưng cất bằng phương pháp Kieldahl. Công phá mẫu bởi hỗn hợp sulphuric acid - selenium và hydrogen P - tổng số peroxide 30% và đo bằng máy máy UV-VIS Công phá mẫu bởi hỗn hợp sulphuric acid - selenium và hydrogen K- tổng số peroxide 30% và đo bằng máy quang kế ngọn lửa Ca và Mg Trích bằng dung dịch NH4Cl (1M) và đo bằng hấp phụ nguyên tử trao đổi (AAS). Trích bằng dung dịch KCl 1M,so màu bằng máy quang phổ kế Al3+ UV- VIS Trích mẫu bằng dung dịch H2SO4 0.1N, bằng PP. o-phenalthroline Fe và so màu trên bằng máy quang phổ kế UV- VIS Trích bằng nước, Phương pháp so độ đục bằng máy quang phổ kế 2- SO4 UV- VIS 44
pH (H2O, pH kế trong dung dịch tỷ lệ 1:5 KCl) Thành phần Dùng phương pháp ống hút Robinson cơ giới Tỷ trọng Phương pháp thể tích bằng bình picnomet 3.2.3 Phương pháp xử lý số liệu và phân tích thống kê Số liệu thu thập được xử lý theo phương pháp thống kê và xử lý số môi trường. Sử dụng phần mềm Excel 7.0 để tính toán và xử lý số liệu ANOVA 45
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Hiện trạng của từng mô hình và kết qủa phân tích 4.1.1 Hiện trạng của mô hình đất hoang hóa Ký hiệu Ký hiệu Độ sâu tầng Hiện trạng khu vực lấy mẫu mẫu tầng đất đất (cm) A 0 -10 Đất hoang hóa, trên nền đất sét nặng, ướt, Đất dẻo, dính, phèn nặng, thực vật chỉ thị gồm hoang AB 10 - 25 cỏ năng ống, năng kim, cỏ chát, cỏ chỉ. hóa Bj 25-80 Ván phèn màu nâu đỏ phủ đầy bề mặt (Nguồn ảnh: Nguyễn Hải Triều) Hình 4.1: Hiện trạng ở mô hình đất hoang hóa 4.1.2 Hiện trạng của mô hình đất trồng lúa Ký Ký hiệu Độ sâu tầng hiệu Hiện trạng khu vực lấy mẫu tầng đất đất (cm) mẫu Đất A 0 - 20 Đất trồng lúa, trên nền đất sét, ẩm dẻo dính, rắn trồng chắc khi khô, nhiễm phèn,ván phèn xuất hiện lúa AB 20 -70 khi nước thấp và phủ kín khi khô,màu nâu đỏ, 46
Bj 70-100 lúa sinh trưởng và năng suất kém. (Nguồn ảnh: Nguyễn Hải Triều) Hình 4.2: Hiện trạng ở mô đất trồng lúa 4.1.3 Hiện trạng của mô hình đất trồng mì Ký hiệu Ký hiệu Độ sâu tầng Hiện trạng khu vực lấy mẫu mẫu tầng đất đất (cm) A 0-15 Đất trồng mì nền đất sét pha cát, dẻo dính khi Đất B 15 - 40 bị ẩm ướt, kết von cứng khi khô, thực vật trồng mì Bj 40 - 70 sung quanh là cỏ mỹ, cỏ hôi và cỏ chỉ 47
(Nguồn ảnh: Nguyễn Hải Triều) Hình 4.3: Hiện trạng ở mô đất trồng khoai mì 48
4.1.4 Kết quả phân tích và đánh giá Bảng 4.1: Kết quả phân tích hiện trạng đất hoang hóa Độ Tỷ Thành phần cơ giới 3+ 3+ 2- Hiện pH Mùn N P2O5 K2O Fe Al SO4 sâu trọng (%) trạng 3 (cm) H2O KCl (%) Tổng số (%) mg/100g (%) (g/cm ) Sét Thịt Cát Đất 0 -10 3.27 3.02 1.54 0.066 0.063 0.420 27.32 15.47 0.22 2.40 54.54 39.51 5.95 hoang 10-25 3.29 3.08 1.12 0.045 0.057 0.320 22.77 8.47 0.17 2.52 58.02 36.54 5.44 hóa 25-80 3.33 3.11 0.86 0.032 0.043 0.270 12.49 6.22 0.13 2.60 54.55 39.70 5.75 Bảng 4.2: Kết quả phân tích hiện trạng đất trồng lúa Tỷ Thành phần cơ giới pH Mùn 3+ 3+ 2- Độ sâu N P2O 5 K2O Fe Al SO4 trọng (%) Hiện (cm) (g/cm H O KCl (%) Tổng số (%) mg/100g (%) trạng 2 3) Sét Thịt Cát 0 - 20 3.89 3.52 2.16 0.17 0.09 0.51 9.80 12.32 0.16 2.35 54.39 41.26 4.35 Đất trồng 20 -70 3.86 3.56 1.43 0.08 0.08 0.48 6.55 6.44 0.13 2.40 56.73 42.11 1.16 lúa 70-100 3.69 3.46 1.05 0.06 0.07 0.36 4.11 4.12 0.12 2.44 55.98 39.54 4.48 49
Bảng 1.3: Kết quả phân tích hiện trạng đất trồng mì Tỷ Thành phần cơ giới 3+ 3+ 2- Hiện pH Mùn N P2O 5 K2O Fe Al SO4 Độ sâu trọng (%) trạn (cm) (g/cm g H2O KCl (%) Tổng số (%) mg/100g (%) 3) Sét Thịt Cát 0-15 4.14 3.74 0.89 0.05 0.05 0.38 6.83 8.12 0.12 2.45 47.23 42.11 10.66 Đất trồn 15 - 40 4.11 3.78 0.52 0.04 0.03 0.26 4.89 5.43 0.08 2.56 49.24 41.90 8.86 g mì 40 -70 3.94 3.68 0.32 0.01 0.02 0.21 2.99 4.11 0.04 2.60 50.98 42.16 6.86 50
Biểu đồ 4.1: Độ chua của đất Biểu đồ 4.2: Hàm lượng dinh dưỡng của đất Biểu đồ 4.3: Hàm lượng độc chất của đất Biểu đồ 4.4: Tỷ trọng của đất Biểu đồ 4.5: Thành phần cơ giới đất ở 3 mô hình 51
Qua bảng 4.1, 4.2 và 4.3 của kết quả phân tích cho 3 hiện trạng ( Đất hoang hóa, đất trồng lúa và đất trồng mì) và biểu đồ 4.1,4.2,4.3,4.4 và biểu đồ 4.5 ta thấy tính chất vật lý và hóa học của đất ở ba mô hình đều có sự khác biệt rỏ rệt. Đánh giá độ chua của các nhóm đất - Đất hoang hóa có độ chua cao nhất, pH nằm trong khoảng (3.02 - 3.29) rất thấp, không thể canh tác được, cần cải tạo để sử dụng. - Sau đất hoang hóa là đất trồng lúa pH giao động từ (3.46 - 3.89), có thể canh tác được nhưng năng suất thấp, cần cải tạo để pH đạt (5.5 - 6.5) để lúa phát triển tốt. - Cuối cùng là nhóm đất trồng mì pH giao động từ (3.68 - 4.14) tuy độ chua thấp nhất, nhưng để khoai mì phát triển tối ưu cần cải tạo pH lên (6.0 - 7.0). Đánh giá hàm lượng dinh dưỡng trong các nhóm đất Bảng đánh giá hàm lượng mùn trong đất Hàm lượng mùn Đánh giá 5% Giàu - Đất hoang hóa: Mùn nghèo đến rất nghèo. - Đất trồng lúa: từ trung bình đến nghèo mùn. - Đất trồng mì: rất nghèo mùn. 52
Bảng đánh giá hàm lượng Nito tổng số Hàm lượng N Đánh giá 0,2% Giàu - Đất hoang hóa: nghèo đạm, tỷ lệ rất thấp. - Đất trồng lúa: từ trung bình đến nghèo đạm. - Đất trồng mì: đạm ít nhất trong các nhóm đất. Bảng đánh giá hàm lượng lân tổng số P2O5 % Đánh giá 0,1 Giàu - Đất hoang hóa: Lân trung bình đến nghèo. - Đất trồng lúa: Lân ở mức trung bình. - Đất trồng mì: nghèo đến rất nghèo lân. Bảng đánh giá hàm lượng kali tổng số trong đất K2O % Đánh giá 1,2% Giàu - Đất hoang hóa: nghèo đến rất nghèo. - Đất trồng lúa: ở mức trung bình đến nghèo. - Đất trồng mì: nghèo đến rất nghèo. 53
Đánh giá độc chất trong các nhóm đất - Độc chất trong đất cao nhất là đất hoang hóa, do đất nhiễm phèn nặng, không canh tác được, người dân bỏ hoang, lượng phèn bị tích tụ lâu ngày, tiếp đến là đất trồng lúa, do bị ngập nước lâu ngày,bị yếm khí, đây cũng là lý do làm cho đất không thoát phèn được, đất trồng mì có hàm lượng độc chất phèn thấp nhất là do đất được canh tác khô, lên líp cao để trồng mì, đây cũng là biện pháp làm thoát phèn. - Thành phần độc chất Fe3+,Al3+ ,SO42- trong đất cao nhất là Sắt, nhôm và sau cùng là sulphate và có sự khác biệt giữa 3 mô hình ( hoang hóa > trồng lúa > trồng mì) - Thành phần cơ giới đất hàm lượng sét chiếm ưu thế trên 55%, sau đó là hàm lượng thịt, ít có sự khác biệt về thành phần cơ giới ở 3 hiện trạng. - Tỷ trọng của đất trung bình chiếm từ 2.35- 2.50 g/cm3,tỷ trọng có khác biệt giữa 3 hiện trạng nhưng sự khác biệt này không đáng kể, tỷ trọng cao do tỷ lệ sét cao,đất nghèo mùn và chất hữu cơ, rắn chặc khi khô. 54
KẾT LUẬN, KẾN NGHỊ VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP CẢI TẠO Kết luận Ba hiện trạng sử dụng đất tại khu vực nghiên cứu thuộc nhóm đất rất chua (nồng độ pH <= 4.0). Đặt biệt mẫu ở đất hoang hóa độ chua của đất có pH <3.5 Đạm, lân và kali tổng số trung bình đến nghèo, ở hiện trang trồng mì, thành phần dinh dưỡng trong đất rất nghèo. Hàm lượng mùn tổng số tầng đất mặt luôn cao hơn so với các tầng đất sâu hơn. Trong đó hàm lượng mùn tổng số ở mô hình trồng mì rất thấp. Mức độ biến động các hàm lượng độc chất có sự khác biệt lớn. Hàm lượng sắt, nhôm và sulphate ở tầng mặt cao hơn các tầng còn lại và hàm lượng cao nhất là ở mô hình đất hoang hóa, đến mô hình trồng lúa và sau cùng là mô hình trồng mì. Thành phần cơ giới đất hàm lượng sét chiếm ưu thế trên 55%, sau đó là hàm lượng thịt và hàm lượng cát chiếm rất ít, nhỏ hơn 6%. Tỷ trọng của đất trung bình chiếm từ 2.35- 2.50 g/cm3 Từ kết quả cho ta thấy, khi đất bị nhiễm phèn và không được canh tác hoặc cải tạo thì hàm lượng phèn ngày càng tích tụ cao và ngày càng bị ô nhiễm nặng. Cần có sự canh tác và thay đổi loài cây thích hợp sẽ dần cải tạo được đất nhiễm phèn. Kiến nghị Ô nhiễm các độc chất Hàm lượng sắt, nhôm và sulphate trong đất có xu hương gia tăng theo thời gian nếu như ta không tác động, vì vậy cần có các biện pháp giảm thiểu nguồn phát thải các độc chất này trong đất và nước tại khu vực nghiên cứu. Để cải tạo nguồn nước cần xả phèn, lên líp cao, phơi ải đất. Trồng các loài cây lâm nghiệp dài ngày hoặc các loài cây nông nghiệp thích hợp với đất chua phèn Tiến hành làm thêm nhiều mẫu ở những vùng đất phèn khác để tìm thêm nhiều sự khác biệt và sao sánh sự khác nhau giữa các mô hình. 55
Biện pháp cải tạo Đất trồng lúa - cải thiện hệ thống thủy nông nội đồng để xả phèn: Xây dựng hệ thống kênh mương chắc chắn , dùng nước ém hay xã phèn : Để có thể xả phèn tốt thì hệ thống kinh mương cần được thiết kế như sau: Một mương xả phèn với độ sâu khoảng 1 – 1,2m, rộng 1,5 – 2m và nối với kinh nguồn. Mương này còn có tác dụng giúp cho việc vận chuyển phân, giống, sản phẩm sau thu hoạch rất thuận lợi. Trong mỗi ruộng nên làm những mương giáp vòng quanh ruộng để xả phèn, bề rộng và sâu chỉ cần khoảng 50 – 70cm. Đối với những ruộng lớn thì nên xẻ thêm các mương xương cá trên ruộng nối với các mương giáp vòng để xả phèn tốt hơn. Theo kinh nghiệm một số nông dân thì sau khi trục đất lần cuối, lấy khoảng 10 – 15kg đất bỏ vào 1 cái bao nhỏ cột vào sau máy cày và đi theo từng đường sẽ tạo thành những rãnh xương cá. Nếu thực hiện được hệ thống kinh mương như trên thì khả năng đất thoát phèn sẽ rất tốt. Khi trồng lúa thì nhất thiết là phải có nước, đặc biệt là trên đất phèn cần có nước để rửa phèn. Nếu không có nước từ các kinh mương thì cũng phải tận dụng nước mưa nhưng năng suất lúa sẽ không cao. Trường hợp không có nước để rửa phèn, thì đầu mùa mưa nên đóng các cống bọng, nện dẻ bờ bao, cố gắng giữ nước lại trên ruộng. Khi giữ nước 1 – 2 ngày thì có thể trục qua một lần rồi xả nước ra để xả phèn. - Cách làm đất: Cách làm đất để ruộng không bị xì phèn Làm đất thì bao gồm cày, trục hay bừa và san bằng mặt ruộng. Đối với đất phèn nhẹ trung bình thì có thể cày sâu khoảng 20 – 25cm, sau một thời gian sẽ làm cho tầng canh tác đất dày lên và tăng khả năng khoáng hóa chất hữu cơ, giảm được độc sắt. Đối với đất phèn nặng, có tầng phèn tiềm tàng gần tầng đất mặt thì không được cày sâu vì nếu cày sâu thì vô tình sẽ lật cả tầng phèn lên trên và gây độc cho lúa. Cày ải trên đất phèn thì cần chú ý: Đối với đất phèn nhẹ và trung bình thì có thể cày ải vì cày ải cũng có tác dụng cắt đứt được các mao 56
dẫn phèn từ dưới lên trên và tạo điều kiện cho sắt hóa trị 2 (Fe 2+) là loại sắt gây độc cho cây lúa bị oxyt hóa chuyển sang sắt hóa trị 3 (Fe 3+) có màu vàng sậm không còn gây độc nữa. Trên đất phèn nặng nếu cày ải sẽ tạo điều kiện cho không khí chui xuống bên dưới tiếp xúc với tầng phèn và oxy hóa chất sinh phèn tạo thành chất độc gây hại cây lúa. Đối với đất phèn nhẹ và trung bình thì có thể làm đất nhuyễn để tạo điều kiện cho cây lúa sinh trưởng tốt, nhưng trên đất phèn nặng thì cũng không nên làm đất nhuyễn quá vì nó sẽ tạo thành những mao dẫn giúp chất độc từ dưới dẫn lên trên và acid nhôm trong đất phèn sẽ có cơ hội giải phóng ra các độc chất nhôm. Mặt khác, khi làm đất nhuyễn các hạt đất kết dính lại với nhau thì khả năng thoát phèn, rửa phèn sẽ khó hơn. Việc làm mặt bằng trên đất phèn là rất quan trọng, bởi vì sản xuất lúa thành công trên đất phèn là nhất thiết phải dùng nước để ém phèn. Như vậy trên bề mặt ruộng nên cố gắng giữ một lớp nước khoảng 10 – 15cm và để làm tốt điều này thì mặt bằng ruộng phải bằng phẳng, càng bằng phẳng càng tốt. Nếu ruộng chênh nhau quá khoảng 15 – 20cm thì nên đắp bờ phân ruộng ra chứ không nên đào đất để san bằng thì sẽ lấy hết lớp đất mặt ở những chỗ gò đem xuống chỗ trũng và phèn bên dưới chỗ đất gò sẽ xì lên gây hại. Trong quá trình quản lý đất phèn thì trước hết là phải ngăn chặn không cho các vật liệu sinh phèn bên dưới có cơ hội tạo thành độc chất gây hại. Do đó việc dùng nước ém phèn là rất quan trọng mà căn cơ là hệ thống thủy lợi phải luôn được đảm bảo. Phải biết tầng sinh phèn nằm ở độ sâu bao nhiêu, nếu thấy ở tầng đó có trị số pH khoảng 3,5 thì phải ém phèn ngay ở độ sâu đó hoặc cao hơn một chút bằng cách luôn giữ mực nước trong các kinh mương ngang đó hoặc cao hơn. Như vậy, ngoài việc xẻ những kinh mương nội đồng trong ruộng lúa, thì nên xới xáo trên bề mặt ruộng để phèn dễ rửa trôi hơn. Lưu ý khi rửa phèn, nguồn nước phèn chảy ra từ các ruộng này sẽ rất chua và gây độc cho các cây trồng khác trong vùng nên cần phải có kế hoạch luân 57
- Để khắc phục tình trạng ngộ độc phèn, có thể áp dụng các biện pháp như sau: Bước 1: Cho nước vào ngập ruộng (chú ý nơi gò cho nước ngập trước) rồi tháo nước ra (đưa các chất độc ra ngoài). Sau đó đưa nước mới vào toàn ruộng. Bước 2: Bón phân lân (nên bón các loại phân lân nung chảy, lượng dùng từ 150-250 kg/ha tuỳ trường hợp bị nhiễm phèn nặng hay nhẹ) và chỉ bón ngay vào những chỗ bị phèn. Bước 3: Bón phân lân (vào đất) đồng thời phải xịt phân bón lá gồm các loại dinh dưỡng NPK + vi lượng) cho lúa đủ sức hồi phục nhanh. Bước 4: Chờ đợi (3 - 5 ngày) cho đến khi nhổ cây lúa lên thấy rễ trắng ra là được (chứng tỏ cây lúa đã hồi phục). Bước 5: Bón phân, nếu bón DAP lượng dùng 50 - 100kg/ha và chỉ bón ngay vào những chỗ bị phèn. Có thể bón vôi cho ruộng lúa, nên bón vôi trước khi bón phân các đợt (bón vôi ngày hôm trước, hôm sau bón phân), khi bón ruộng phải có nước, lượng dùng từ 300 - 500kg/ha sẽ làm tăng hiệu quả của phân bón trên ruộng phèn nặng. Đất trồng mì - Thu dọn rễ cây và tàn dư thực vật, san lấp mặt bằng, xử lý cỏ dại để tránh ngộ độc hữu cơ do chưa kịp phân huỷ. - Lên líp cao kết hợp Bón vôi, lân để tăng độ pH và giảm độc tố nhôm, sắt trong đất. Bón lót phân hữu cơ và lân để cải thiện kết cấu đất. Đất hoang hóa - Lên líp cao để rửa phèn, phơi ải đất. - Canh tác các loại cây chịu phèn như: mía, khoai mỡ, chuối, bắp, mè và một số cây lâm nghiệp như tràm, bạch đàn - Canh tác đất hợp lý và bền vững, cần luân cach các loài cây trồng. 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt [1] Chế Đình Lý, 2012. Thống kê và xử lý dữ liệu môi trường. Nhà xuất bản Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, 303 trang. [2] Cục thống kê Tây Ninh (2015), Niên giám thống kê Tây Ninh 2015, NXB Cục thống kê tỉnh Tây Ninh. [3] Lê Huy Bá (2003), Những vấn đề về đất phèn Nam Bộ, NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM. [4] Hợp tác xã nông nghiệp xã Mỏ Công (2016), “Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của xã”. [5] Pham Thị Xuân Hằng (2013), luận văn “Khảo sát thành phần cơ giới, độ chua, nhôm di động, sức đêm của đất ở nông trường Phạm Văn Cội - Củ Chi” (Khóa luận tốt nghiệp, khoa Hóa, trường Đại học Sư phạm Tp. Hồ Chí Minh). [6] Đoàn Xuân Lan (2013), luận văn “Khảo sát hàm lượng lân trong đất ở nông trường Phạm Văn Cội - Củ Chi” (Khóa luận tốt nghiệp, khoa Hóa, trường Đại học Sư phạm Tp. Hồ Chí Minh). [7] Chu Văn Cường và Peter Dart, 2011. Báo cáo kết quả thực hiện Dự án bảo tồn và phát triển khu dự trữ sinh quyển Kiên Giang giai đoạn I (06/2008- 06/2011). Trong Dự án thí điểm theo thỏa thuận hợp tác Đức - Úc. [8] Đào Xuân Học và Hoành Thái Đại, 2005. Sử dụng và cải tạo đất phèn, đất mặn. Nhà xuất bản nông nghiệp, 151 trang. [9] Dương Văn Ni, Lê Đăng Khoa và Ngô Thanh Bình, 2005. Trồng rừng Tràm trên vùng chua nặng ở Đồng bằng sông Cửu Long và công dụng mới thương phẩm của nó. Saprof team for Japan bank international Cooperation, pp. 54-60. [10] Hitomo O. and Naoto O. 2005. Isolation and Identification of Sulfur-oxidizing Bacteria from the Buried Layer Containing Reduced Sulfur Compounds of a Paddy Field on Sado Island in Niigata Prefecture. Bull. Facul. Agric. Niigata Univ., 58(1): 55-61. 59
[11] Hồ Quang Đức, Nguyễn Văn Đạo, Trần Xuân Cường và Lê Thị Mỹ Hảo, 2010. Nghiên cứu thực trạng đất phèn và đất mặn ở Đồng Bằng Sông Cửu Long sau 30 năm khai thác sử dụng. Tạp chí khoa học và công nghệ nông nghiệ Viêt Nam, 1(22): 56 - 58. [12] Lê Đình Khả, Hoàng Chương, Nguyễn Trần Nguyên và Pinyopusa Reak, 1999. Chọn giống Tràm cho trồng rừng ở Đồng Bằng Sông Cửu Long. Trong Hội thảo Kỹ thuật trồng rừng trên đất phèn ở Đồng bằng Sông Cửu Long, Viện Khoa học Lâm nghiệp Nam Bộ, pp. 243 - 253. [13] Lê Huy Bá, 2003. Những vấn đề về đất phèn nam bộ. Nhà xuất bản đại học quốc gia Tp. HCM, 452 trang. [14] Lê Huy Bá, Lê Thị Như Hoa, Phan Kim Phượng, Đoàn Thái Yên và Nguyễn Lê, 2000. Độc học môi trường. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP. HCM, 560 trang. [15] Lê Quang Trí. Sử dụng nhánh quyết định trong việc đánh giá đất đai quy mô nông trại ở vùng đất phèn ĐBSCL. Tạp chi khoa học đất (Hội KH đất VN), số 5. NXB Nông nghiệp, 1995. [16] Lê Thanh Quang, Viện khoa học Lâm nghiệp Nam Bộ, đánh giá hiện trạng môi trường đất cho dự án trồng mới rừng phòng hộ ấp 3 xã Lê Minh Xuân huyện Bình Chánh thành phố Hồ Chí Minh. [17] Lê Văn Tiềm và Trần Công Tấu, 1983. Phân tích đất và cây trồng. Nhà xuất bản nông nghiệp, 299 trang. [18] Lê Xuân Phong, 2008. Vi sinh vật học môi trường. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, 293 trang. [19] Nakabayashi K., Nguyen N.T., Thomson J. and Fujita K. 2001. Effect of embankment on growth and mineral uptake of Melaleuca cajuputi Powell under acid sulphate soil condition. Soil science and Plant Nutrition, 74 (4): pp. 711-725. [20] Ngô Đình Quế, 2002. Đánh giá hiện trạng sử dụng đất phèn trong lâm nghiệp và phương hướng khôi phục và phát triển rừng tràm ở Đồng bằng Sông Cửu Long. Trong báo cáo kết quả nghiên cứu đề tài cấp nhà nước “Nghiên cứu các giải pháp 60