ĐẤT PHÈN
Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
Khoa Môi Trường
Lớp 09KMT
Bài tiểu luận
cơ sở môi trường đất
Đất phèn đồng bằng sông Cửu Long
GVHD: ThS. Nguyễn TrườngNgân
Nhóm thực hiện: Nhóm 3
1
ĐẤT PHÈN
MỤC LỤC
1. Nguồn gốc, định nghĩa và hình thành đất phèn.........................................................................3
1.1 Nguồn gốc...............................................................................................................................3
1.2 Định nghĩa..............................................................................................................................3
1.3 Quá trình hình thành đất phèn.................................................................................................3
1.3.1 Điều kiện........................................................................................................................3
1.3.2 Quá trình........................................................................................................................3
1.3.3 Ảnh hưởng của vôi đến quá trình hình thành đất phèn..................................................4
2. Phân bố và phân loại đất phèn....................................................................................................5
2.1 Phân bố....................................................................................................................................5
2.2 Phânbố loại đất phèn...............................................................................................................6
2.2.1 Phân loại đất phèn theo FAO – UNESCO.....................................................................6
2.2.2 Phân loại của nhân dân vùng đất phèn...........................................................................6
2.2.3 Phân loại đất phèn nam Việt nam..................................................................................7
3. Môi trường vùng đất phèn...........................................................................................................9
3.1 Sinh vật vùng đất phèn............................................................................................................9
3.2 Chế độ nước vùng đất phèn....................................................................................................9
3.3 Ô nhiễm môi trường vùng đất phèn......................................................................................10
4. Lý tính đất phèn..........................................................................................................................11
4.1 Thành phần cơ giới...............................................................................................................11
4.2 Thành phần cấu tạo của sét...................................................................................................11
4.3 Tính trương co của đất phèn.................................................................................................11
4.4 Tỷ trọng đất phèn..................................................................................................................12
5. Hoá tính đất phèn.......................................................................................................................12
5.1 Mùn và chất hữu cơ..............................................................................................................13
5.2 Canxi trong đất phèn.............................................................................................................13
5.3 Manhê (Mg2+) trong đất phèn................................................................................................14
5.4 Natri trong đất phèn..............................................................................................................14
5.5 Lân (P2O5) trong đất phèn.....................................................................................................14
5.6Một số chất khác trong đất phèn............................................................................................15
5.7 pH đất phèn...........................................................................................................................15
6. Độc chất trong đất phèn.............................................................................................................16
6.1 Khái niệm chung về độc chất trong đất phèn........................................................................16
6.1.1 Nhôm...........................................................................................................................16
6.1.2 Sắt................................................................................................................................17
6.1.3 Sunphat (SO4-2 ) và lưu huỳnh (S) trong đất phèn.......................................................18
6.1.4 Pyrit..............................................................................................................................19
6.1.5 Jarosit...........................................................................................................................19
6.1.7 Clo (Cl-)........................................................................................................................20
6.2 Mối tương quan giữa các độc tố trong đất phèn...................................................................20
6.2.1 Hệ số tương quan R.....................................................................................................20
6.2.2 Phương trình tương quan.............................................................................................20
2
ĐẤT PHÈN
6.2.3 Mối tương quan giữa pH và hàm lượng S tổng số trong đất.......................................21
7. Sử dụng đất phèn........................................................................................................................22
7.1 Khai thác rừng tràm..............................................................................................................22
7.2 Nuôi trồng trủy hải sản.........................................................................................................23
7.3 Trồng lúa nước......................................................................................................................24
8. Tác động đến môi trường và con người....................................................................................25
8.1 Tích cực................................................................................................................................25
8.2 Tiêu cực................................................................................................................................25
9. Cải tạo đất phèn..........................................................................................................................26
9.1 Bằng biện pháp thuỷ lợi........................................................................................................26
9.1.1 Dùng nước lũ...............................................................................................................26
9.1.2 Dùng nước để ém phèn................................................................................................26
9.1.3 Bằng tiêu ngầm............................................................................................................27
9.2 Bằng các biện pháp khác.......................................................................................................28
9.2.1 Bằng biện pháp hoá học (bón vôi)...............................................................................28
9.2.2 Bằng biện pháp lên liếp................................................................................................29
9.2.3 Trồng cây.....................................................................................................................30
Tổng kết...........................................................................................................................................31
Tài liệu tham khảo..........................................................................................................................32
3
ĐẤT PHÈN
Đất phèn đồng bằng sông Cửu Long
Việt Nam là một trong những nước có diện tích đất phèn rộng lớn trên thế giới, với tổng diện tích
1.863.128 ha. Đất phèn tập trung chủ yếu ở đồng bằng sông Cửu Long chiếm 86% 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 110.100 ha chiếm 5,9%.
1. Nguồn gốc, định nghĩa và hình thành đất phèn
1.1 Nguồn gốc
Các loai đá hình thành trên vùng cao (đá magma, đá bazan,...), qua quá trình phong hóa, Fe trong các
loại đá bị rửa trôi. Qua thời gian, Fe tập trung ở vùng cửa sông ven biển. Ở biển lại có các loai muối
sunphat như Na2SO4, CaSO4,...; và chúng cung cấp S-. Đó là nguồn gốc của phèn.
1.2 Định nghĩa
Đất phèn là loại đất được hình thành do sản phẩm bồi tụ phù sa với vật liệu sinh phèn (vật liệu chứa
nhiều sulfur, chủ yếu dưới dạng pyrit, xác sinh vật chứa lưu huỳnh), phát triển mạnh ở môi trường đầm
mặn khó thoát nước. Đất phèn có độ acid cao, tức có pH thấp, phèn có vị chua. Acid trong phèn là
sulphuric acid, được tạo thành khi đất phèn (pyrite (FeS2)) tiếp xúc với không khí.
Đất phèn thường có màu đen hoặc nâu ở tầng đất mặt. Đất thường bị glây ở tầng C, có mùi đặc trưng
của lưư huỳnh và H2S. Nếu để đất đen đó hong khô ngoài không khí sẽ xuất hiện màu vàng và bốc mùi
của chất lưu huỳnh – đó chính là chất phèn gồm hỗn hợp của sunfat nhôm và sunfat sắt
1.3 Quá trình hình thành đất phèn
1.3.1
Điều kiện
- Số lượng lớn Nhôm ,Sắt (Fe, Al ) do quá trình Feralit hoá xảy ra mạnh, sự phóng thích của các keo
sét và sự rửa trôi theo dòng chảy, trầm tích...
- S có trong nước biển theo thuỷ triều và được tích lũy từ xác động thực vật đặc biệt là thảm thực vật
rừng ngập mặn.
- Lượng chất hữu cơ lơn hơn 1%, làm nguồn thức ăn cho các vi sinh vật.
- Trong đất có hàm lượng rất nhỏ của canxi.
1.3.2 Quá trình
1. Lưu huỳnh được tích tụ trong đất dưới dạng SO4-2 , trong điều kiện yếm khí
(thiếu ôxy) và có đủ chất hữu cơ sẽ tạo thành sunphure.
SO4-2 + 2 CH2O → 2HCO3 + H2S
2. Do đất chứa nhiều sắt, trong điều kiện yếm khí sunphit và pyrit được tạo thành.
3H2S + 2Fe(OH )3 → 2FeS + S + 6H2O
4
ĐẤT PHÈN
FeS là hợp chất không bền vững, dễ chuyển thành FeS2.
FeS + S → FeS2
3. Khi tháo nước mặt và hạ thấp mực nước ngầm xuống dưới tầng pyrit, bằng con đường tự nhiên
hoặc nhân tạo, các quá trình ôxy hoá bắt đầu xảy ra.
a - Quá trình oxy hoá FeS
2FeS + 9/2 O2 + 2H2O → Fe2O3 + 2H2SO4
b - Quá trình oxy hoá FeS2
2FeS2 + 7O2 + 2H2O → 2FeSO4 + 2H2SO4
4. Đồng thời các muối sunphat nhôm, sunphat sắt cũng được tạo thành.
Sau khi FeSO4 và H2SO4 được hình thành, nếu tiếp tục quá trình ôxy hoá thì sunphat sắt III và
sunphat nhôm được hình thành như sau:
4FeSO4 + 2H2SO4 + O2 → 2Fe2(SO4)3 + 2H2O
Fe2(SO4)3 + 6H2O → 2Fe(OH)3 + 3H2SO4
Al 2O3SiO2 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + SiO23H2O
Sản phẩm của các quá trình oxy hoá sunphit và pyrit là H 2SO4..axit H2SO4 và các muối sunphat là
nguyên nhân gây chua trong đất.
1.3.3
Ảnh hưởng của vôi đến quá trình hình thành đất phèn
5
ĐẤT PHÈN
Nếu trong đất có hàm lượng canxi đủ để trung hoà lượng H 2SO4 được tạo ra thì đất không thể chuyển
thành đất chua .
CaCO3 + H2SO4 → CaSO4H2O + CO2
Sau đó Al3+ và Fe đã được hấp thụ trong đất ở môi trường nước lợ sẽ bị Ca 2+ thay thế làm đất tốt hơn
và không trở nên phèn nữa .
Có 4 trường hợp xảy ra
- Xảy ra khi đất giàu canxi và nghèo S.
- Xảy ra khi đất ít canxi nhưng ít S.
Hai trường hợp này không thể sinh ra đất phèn.
- Giàu canxi nhưng lại cũng giàu S nên đất có thể sinh ra phèn cục bộ.
- Trong đất ít canxi, nhưng lại giàu S nên đất dễ sinh ra phèn và hàm lượng phèn sẽ cao. (CaCO 3 < 3
lần hàm lượng S tổng số).
2. Phân bố và phân loại đất phèn
2.1 Phân bố
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.
- Đất phèn 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 hoá. Đất phèn được
phân bố ở các Tỉnh Tây Ninh, Bình Dương, Đồng Nai và ở thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt vùng
Lê minh Xuân thành phố Hồ Chí Minh.
- Đất phèn ở miền Tây Nam Bộ: Hầu hết đất phèn ở Việt Nam tập trung ở miền Tây Nam Bộ, ở
đồng bằng Sông Cửu long. Trừ một số diện tích nằm kẹp giữa sông Tiền, sông Hậu và ven hai bên
bờ sông không bị phèn, phần còn lại của Đồng bằng sông Cửu Long đều là đất phèn, đất mặn. ở 13
tỉnh thuộc đồng bằng sông Cửu Long, ta đều gặp đất phèn.
+Vùng phèn Đồng Tháp Mười
+Vùng phèn Tứ giác Long Xuyên
+Vùng đất phèn Minh Hải
+ Vùng đất phèn Tiền Giang, Vĩnh Long, Bến Tre, Cần Thơ và Hậu Giang
6
ĐẤT PHÈN
2.2 Phânbố loại đất phèn
2.2.1 Phân loại đất phèn theo FAO – UNESCO
-
Đất phù sa phèn (Fluvie Thionosols hay Thionic Fluvisols)
Đất glây phèn (Gleyic Thionosols hay Thionic gleysols)
Đất than bùn (Histric Thionosols hay Thionic Histosols)
Đất phèn được xác định bởi sự có mặt trong phẫu diện 2 loại tầng chẩn đoán:
Tầng sinh phèn (Sunfidic horizon)
Tầng phèn (Sunfuric horizon)
Đất chỉ có tầng sinh phèn gọi là đất phèn tiềm tàng, đất chỉ có tầng phèn hoặc cả 2 tầng gọi là đất
phèn hoạt động.
Tầng sinh phèn (Sunfidic horizon) là tầng tích luỹ vật liệu chứa phèn (Sunfidic materials) là tầng sét
hoặc hữu cơ ngập nước, thường ở trạng thái yếm khí. Tầng chứa nhiều SO3 (trên 1,7%) tương đương
với 0,75% S. Lưu huỳnh tổng số ở tầng sinh phèn là chỉ tiêu phân biệt đất phèn và không phèn, đất
phèn có S tổng số ở tầng sinh phèn > 0,7- 0,75%.
Tầng phèn (Sunfuric horizon) là một dạng tầng B xuất hiện trong quá trình hình thành và phát triển
của đất phèn từ đất phèn tiềm tàng, tập trung chủ yếu khoáng Jarosit dưới dạng những đốm, những vệt
vàng rơm (2,5 Y) có pH thường dưới 3,5. Tầng phèn thường vẫn gọi là tầng Jarosit, là tầng chỉ thị cho
đất phèn hoạt động.
2.2.2 Phân loại của nhân dân vùng đất phèn
Theo kinh nghiệm sản xuất và đặc trưng hình thái của đất phèn hoặc theo phẫu diện đất phèn.
a. Phèn nóng:
7
ĐẤT PHÈN
Chủ yếu do sunphat sắt FeSO 4 , Fe2(SO4)3 tạo thành, ít nhôm và sunphat nhôm. Mức độ độc hại loại
phèn này ít hơn so với phèn nhôm. Trên mặt nước ở ruông, ở kênh thường có một lớp váng vàng .
Váng vàng này dính vào tay chân khi làm ruộng, thường gây ngứa và dễ gây mục quần áo.
b. Phèn lạnh:
Chủ yếu do sunphat Nhôm tạo nên Al 2(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 không đủ nước tưới dễ bị ”xi“ phèn gây chết lúa và cây cối. Các loại động thực
vật rất khó sống và phát triển ở vùng này.
c. Phèn đỏ :
Một số vùng ở miền tây gọi là phèn đỏ, về bản chất phèn đỏ cũng như phèn nóng, do Sunphát Sắt và
Oxyt sắt ngâm nước gây nên. Nước trên ruộng thường có váng vàng đỏ ánh trên mặt. Mức độ độc hại
không cao.
d. Phèn trắng:
Về bản chất phèn trắng giống như phèn lạnh, do Sunphát nhôm gây nên. Ở những vùng phèn nhiều và
thiếu nước vào cuối mùa khô, muối Al 2(SO4)3 bốc lên mặt và kết tinh thành những hạt muối tròn có
đường kính vài milimét 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.
e. 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.
2.1.3 Phân loại đất phèn nam 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.
Loại đất phèn hoạt động
8
ĐẤT PHÈN
- Đất phèn nhiều: Phẫu diện đặc trưng của đất phèn nhiều cũng có đủ 4 tầng, Tuy nhiên:
Tầng canh tác giàu mùn, pH=3 ÷4. Độc chất cao Al +3 từ 600 - 1400 ppm; SO 4-2 khoảng 0,2 0,5%, Fe2+ = 800 – 2500 (ppm)
Tầng Jarosit ở gần mặt đất hơn và độ dày của tầng này dày hơn, có thể từ 20 - 90 cm. Phẫu diện
thường có màu vàng trấu, hoặc vàng rơm, thường có mầu vàng toàn bộ tầng đất.
- Đất phèn trung bình và phèn ít: có 4 tầng
Nhưng độ sâu xuất hiện của tầng Jarosite sâu hơn, thường ở 40 - 50 cm và độ dày tầng pyrit hoặc
hữu cơ mỏng hơn, hoặc xuất hiện sâu hơn. Nghĩa là tầng canh tác dày và an toàn hơn.
pH = 4 - 4,5, Al +3 trong khoảng vài chục ppm đến 400 - 1000 ppm ; SO 42- ≤ 0,2%, Fe+2 từ 600 1.200 ppm .
Thành phần cấp hạt (thành phần cơ giới) thường là sét, khoảng 45 - 60%, cát khoảng 15 - 30% .
- Đất phèn mặn: Thường thì vẫn có ba tầng cơ bản theo loại đất phèn hiện tại. Tuy nhiên, những
vùng đất giàu hữu cơ đã thành mùn thì vì màu đen của mùn đã lấn át mất màu vàng nên tầng
Jarosite khó nhận thấy bằng mắt thường.
Lý tính : Trong thành phần cơ giới vẫn là sét cao 50 -60%, cát ít, nhiều bùn. Hầu hết các phẫu
diễn chứa nhiều chất hữu cơ và sét nên tỷ lệ trương co mạnh : 15 - 20%.
Hoá tính : Tính chất cũng rất phức tạp do chịu ảnh hưởng mạnh của hai yếu tố phèn và mặn.
Loại đất phèn tiềm tàng
Với mục đích nêu mức độ an toàn trong quá trình khai thác sử dụng, người ta phân đất phèn tiềm tàng
theo chiều dày lớp đất che phủ trên tầng sinh phèn và gọi là chiều dầy tầng an toàn. Chiều dày tầng an
toàn càng mỏng thì càng không an toàn trong quá trình khai thác, sử dụng.
Đất phèn tiềm tàng rất rễ chuyển hoá thành phèn hoạt động.
+Đất phèn có tầng an toàn lớn hơn 50 cm: không có tầng Jarosite và có các tầng chính : Tầng mặt
(tầng1), tầng chuyển tiếp (tầng 2), tầng hữu cơ (tầng 3).
+ Đất phèn có tầng an toàn 30-50 cm: Mức độ an toàn trong gieo trồng rất thấp. Tuy nhiên nếu lên
liếp bằng cách chồng đôi tầng nâu (tầng an toàn) để trồng dừa hay mía thì mức an toàn cao.
9
ĐẤT PHÈN
+ Đất phèn có tầng an toàn nhỏ hơn 30 cm: Mặt đất thường có lớp bùn nhão, nếu ngập nước quanh
năm. Rất dễ chuyển hoá thành phèn hiện tại.
+ Đất phèn có tầng hữu cơ một phẫu diện: Loại này chưa hẳn là than bùn mà thường là dạng hữu cơ
đang phân giải trong điều kiện yếm khí. Xuất hiện ở vùng trũng có độ ngập thủy triều hay nước mùa
mưa.
Loại đất phèn đang chuyển hoá:
Loại này gặp một ít ở rìa của U Minh Thượng, U Minh Hạ, Năm Căn. Phẫu diện đặc trưng của nó
thường có 3 tầng:
-Lớp xác thực vật bán phân giải màu nâu đen, tơi xốp dày từ 0 ÷40 cm.
-Lớp than bùn màu đen có lẫn xác thực vật, phèn tiềm tàng hoặc phèn hoạt động, dày ( 40 ÷50 cm ).
- Tầng sét tích luỹ phèn tiềm tàng.
-
Thông thường p H ở lớp than bùn (tươi) : 4,5 - 6, ở tầng dưới 3,5 - 4,5 và tầng pyrit 3,5 - 4.
2. Môi trường vùng đất phèn
3.1 Sinh vật vùng đất phèn
Thực vật ở vùng phèn ít và trung bình thường có: Năng ngọt, Cỏ năng, Lác
- 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 như : Súng co, sen,
nhị cán vàng, nàng nỉ, nhị cán tròn, cỏ bấc, lúa ma, rau muống thân tím lá cứng và giòn, rau
dừa, nghễ ...
- 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 = 4-5.
- 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 .
- Các loại tảo ocdogigo và micropora rất nguy hiểm cho lúa vì nó sống được ở pH rất thấp và phát
triển nhanh.
Vi sinh vật trong đất phèn: Thiobacillus, Thiodans, Thiobacillus Ferroxidans và các loại vi sinh vật sắt.
sống được trong điều kiện PH rất thấp (pH=2).
Những động vật nhìn thấy được:
Ở đất phèn trung bình và phèn nhiều: Thường chỉ thấy xuất hiện các loại kiến đen, kiến vàng
và một vài loại rệp. ở vùng phèn nhiều pH = 2,5-3.
Những vùng đất phèn tiềm tàng hiện có ảnh hưởng nước lợ thì sinh vật có khá nhiều như :
cua, còng, tôm, cá...
10
ĐẤT PHÈN
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 ...( như vùng Đồng Tháp
Mười ).
3.2 Chế độ nước vùng đất phèn
Chế độ nước là một trong những nhân tố cấu thành, phát triển và cải tạo đất phèn, nước có thể làm
tăng hay giảm hàm lượng phèn trong đất. Chế độ nước và chất lượng nước còn ảnh hưởng trực tiếp
đến cây trồng, năng suất cây trồng, đến việc sử dụng, cải tạo đất phèn và ảnh hưởng đến đời sống của
nhân dân vùng đất phèn.
Nước ngầm và chế độ nước ngầm
Chế độ nước ngầm, chất lượng nước ngầm, ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình hình thành, phát triển,
sử dụng và cải tạo đất phèn.
• Đối với những vùng phèn tiềm tàng mực nước ngầm dâng cao có tác dụng tốt trong việc hạn chế
hoá phèn. Ở vùng phèn hoạt động đang được cải tạo thì nước ngầm cao gây khó khăn cho thau
rửa, rễ bị tái nhiễm phèn trong mùa khô.
• Đối với những vùng mực nước ngầm biến động lớn theo mùa, mùa khô mực nước ngầm hạ thấp
dưới tầng pyrit, thì quá trình hoá phèn xảy ra rất mãnh liệt, tầng Jorosit ngày càng phát triển.
Vì vậy việc duy trì mực nước ngầm trong đất phèn đối với từng loại đất phèn là khác nhau và là
công việc rất cần thiết trong cải tạo và sử dụng đất phèn.
• Chất lượng nước ngầm trong đất phèn thường rất kém - thông thường pH thấp , các chất dinh
dưỡng thấp và các độc tố khá cao.
Hình 3: Biểu đồ diễn biến quá trình thay đổi của pH khi đất ở trạng thái khô tự nhiên
Nước mặt và chế độ nước mặt
11
ĐẤT PHÈN
Chế độ nước ở vùng đất phèn rất phức tạp và biến động theo không gian và thời gian, nó phụ thuộc
vào chế độ lũ, chế độ thuỷ triều, chế độ mưa, khả năng tiêu thoát nước của từng vùng. Tuy nhiên ở
từng vùng cụ thể chúng đều có những quy luật nhất định, nếu đi sâu nghiên cứu nắm vững những quy
luật này ta có thể bố trí hợp lý về thời vụ, tránh được ảnh hưởng của các độc tố trong nước gây ra và
có thể sử dụng nó để tưới, để cải tạo đất phèn.
3.3 Ô nhiễm môi trường vùng đất phèn
Ô nhiễm đất là tất cả các hiện tượng (chủ yếu là tác động nhân sinh do gián tiếp hoặc trực tiếp) làm
nhiễm bẩn môi trường đất bởi các tác nhân gây ô nhiễm.
Đất phèn thường dễ bị ô nhiễm do việc dùng phân bón, thuốc trừ sâu, các biện pháp cải tạo đât tính
chất và chất lượng đất dễ bị ảnh hưởng.
- Nước vùng đất phèn nặng và trung bình xuất hiện hàm lượng cao của các độc tố. Do việc dùng
nhiều phân bón hoá học, thuốc trừ sâu, diệt cỏ và chất kích thích sinh trưởng, dẫn đến sự lan truyền
độc tố từ vùng này sang vùng khác. Ngoài ra còn do phế thải của hoạt động công nghiệp cũng như
sinh hoạt.
- Khi xuất hiện những vùng phèn nặng và trung bình, các độc tố trong đất xuất hiện với hàm lượng
cao thì chúng không chỉ xuất hiện và gây ảnh hưởng tại những vùng đất phèn, mà do ảnh hưởng
của chế độ nước trong khu vực các độc tố sẽ lan truyền sang những khu vực lân cận:
Làm đất bị nhiễm chua, nhiễm mặn.
Tính chất hoá học của đất bị thay đổi.
Chất lượng nước bị thay đổi theo chiều hướng bất lợi.
Chất lượng nước ngầm bị nhiễm bẩn.
4. Lý tính đất phèn
4.1 Thành phần cơ giới
Thành phần cơ giới đất phèn Nam Bộ thường có tỉ lệ sét cao 50 - 65%. Thông thường ở các tầng sâu
tỉ lệ sét cao hơn. Tuy nhiên, có thể xếp chung thành phần cơ giới của đất phèn Nam bộ là sét đến sét
nặng. Đó là thành phần rất mịn do bồi đắp phù sa sông (Cửu Long).
- Đặc điểm này cũng ảnh hưởng đến quá trình hình thành phèn và gây nhiều khó khăn cho quá trình
sử dụng và cải tạo đất phèn.
- Thành phần cơ giới của đất phèn thuộc đồng bằng Bắc Bộ thường có hàm lượng sét cao hơn các
loại đất khác ở khu vực, nhưng vẫn nhỏ hơn ở đồng bằng Nam Bộ.
4.2 Thành phần cấu tạo của sét
Bằng phương pháp nhiễu xạ quang tuyến X, năm 1976 xử lý 2 mẫu đất ở khu thí nghiệm trường Đại
học Cần Thơ, Huỳnh Công Thọ và Kazahido (Nhật) đã cho biết: thành phần khoáng sét ở các tầng đất
của phẫu diện đều giống nhau và có các loại: Khoáng Illite (đây là một khoáng chủ yếu trong thành
phần sét của đất). Khoáng Kaolinnite loại có số lượng tương đối sau Illite.
4.3 Tính trương co của đất phèn
Độ trương co của đất phèn phụ thuộc nhiều vào tỉ lệ sét, hàm lượng hữu cơ và độ ẩm trong đất được
ghi nhận ở bảng 17.
12
ĐẤT PHÈN
Bảng 1: Độ trương co của một số loại đất phèn (Lê Huy Bá 1982)
Loai đất phèn
C (%)
Sét (%)
Độ trương co
(%)
Phèn tiềm tàng có hữu cơ ở dưới
7.2
60.1
27.2
Phen nhiều không có hữu cơ ở dưới
3.1
58.2
15.8
Phèn mặn có hữu cơ ở dưới
6.3
59.3
23.9
Phèn trung bình không có hữu cơ ở dưới
2.4
55.2
8.7
Phèn nhiều có hữu cơ ở dưới
6.9
61.2
21.3
Nguyên nhân của sự trương co lớn có liên quan trực tiếp đến hàm lượng hữu cơ và hàm lượng sét
trong đất.
Tính trương co của đất phèn có thể làm cho cây trồng bị đứt rễ khi đất cạn nước và có liên quan đến
công tác thủy lợi như xây dựng công trình, nứt nẻ bờ kênh, mất nước trên kênh, vỡ kênh...
4.4
Tỷ trọng đất phèn
Tỷ trọng của đất có liên quan đến thành phần sét, hàm lượng cát và chất hữu cơ trong đất. Trong thực
tế sản xuất, tỷ trọng bằng 2.65 được xếp vào loại trung bình. Đánh giá đất trồng với mức tỷ trọng như
sau:
2.5 - 2.66 g/cm3: đất có mùn trung bình.
2.5 trở xuống: đất giàu hữu cơ.
Lớn hơn 2.7: đất giàu Fe2O3.
5. Hoá tính đất phèn
Tính chất hoá học có vai trò quyết định đất phèn hay không phèn và mức độ phèn. Nó còn quyết định
đến năng suất cây trồng, quyết định số lượng và chất lượng phân bón cần thiết, loại cây trồng, biện
pháp thủy lợi và môi sinh.
Hàm lượng các chất trongđất phèn:
- Lượng tổng số: Lượng toàn bộ có trong đất, có thể chất đó ở dạng hợp chất hay đơn chất,
hữu c ơ hay vô cơ, d ễ tan hay không tan.
- Lượng dễ tiêu: Lượng của một chất nào đó, có khả năng dễ tan vào dung dịch đất để cây trồng có
thể sử dụng được.
13
ĐẤT PHÈN
- Ion trao đổi: hàm lượng các ion và cation trao đổi trong phức hệ hấp thụ đất.
Thành phần hoá học của các chất trongđất phèn rất dễ thay đổi theo thời gian và các điều kiện bên
ngoài như: nước ngập hay cạn, bón vôi hay không bón, để trống hay có cây che phủ, lên liếp hay
để nguyên ... Tham khảo số liệu phân tích thành phần hoá học của một số mẫu đất được thể hiện
ở bảng (19).
5.1 Mùn và chất hữu cơ
Bảng 2: Kết quả phân tích hàm lượng một số nguyên tố trong đất phèn tại Quỳnh Phụ Thái Bình( Viện
Nghiên cứu Khoa học Thuỷ lợi - 1991 ).
Mẫu
đất
Tầng
đất
(cm)
pH
H2O
pH
KCL
Mùn
(%)
EC
ms/
cm
Nt
mg/
100
Pt
(%)
Kt
(%)
Ca2+
meq/
100
Al3+
meq/
100
Fe2+
meq/
100
SO42+
mg/l
1
0-20
4.4
3.8
3.0
1050
0.24
0.06
0.87
5.6
2.2
1.4
247
20-50
4.0
3.4
2.42
910
0.2
0.05
0.86
5.2
2.3
0.5
247
0-20
4.6
4.0
2.62
840
0.25
0.07
0.88
4.3
1.9
1.1
222
20-50
3.6
3.2
2.62
2170
0.21
0.07
0.93
5.6
5.1
2.1
185
2
Theo các tác giả chú giải ở bản đồ đất Bắc Việt Nam, thì xếp loại đất: Rất giàu mùn: >8%; giàu mùn:
2-8%; mùn trung bình: 1-2%; rất nghèo mùn < 1%. Như vậy đất phèn Nam Bộ thuộc loại đất giàu
mùn. Thông thường tầng mặt có hàm lượng mùn cao hơn các tầng dưới. Bởi vì đất phèn ở vùng trũng
thường nhận sự rửa trôi các vùng khác đến và bản thân những cây cỏ sống trên bề mặt c ủa đất,
chết đi, phân giải thành mùn và không bị rửa trôi.
Bảng 3: Lượng mùn và hữu cơ trong một số đất phèn (Lê Huy Bá 1982).
Loại đất
Địa điểm lấy mẩu
độ sâu (cm)
C (%)
M (%)
Phèn nhiều
Lê Minh Xuân
0-20
4.8
8.3
20-70
1.0
1.7
70-100
1.4
2.4
0-20
6.0
10.2
20-50
3.8
6.4
50-100
1.2
2.0
Phèn nhiều
ấp 9, xã Hòa An, Hậu
Giang
14
ĐẤT PHÈN
Phèn đang chuyển
hóa
Phèn trung bình
Tam Nông, Đồng Tháp
Ô Môn. Hậu Giang
0-15
5.7
6.7
40-60
3.8
5.1
90-100
4.2
6.4
0-25
5.2
7.9
40-50
3.2
5.2
90-100
4.8
7.3
hữu cơ ký hiệu C, mùn ký hiệu M
Qua bảng 21 ta thấy: lượng hữu cơ trong đất phèn khá cao, từ 1 - 7%. Qua nhiều mẫu phân tích ở vùng
đất phèn và đất không phèn nhưng ở cùng điều kiện về vị trí, chế độ nước ở đất có hàm lượng mùn
≤ 1% (đất nghèo mùn) thì khó có điều kiện hình thành đất phèn.
5.2 Canxi trong đất phèn
Canxi trong đất được giải phóng từ các nguồn đá vôi CaCO3 tạo thành dạng CaSO4.2H2O hoặc CaCl2
trong đất phèn.
Vai trò của canxi trong đất phèn: trung hoà axit H 2SO4, được tạo ra trong quá trình oxy hoá, làm tăng
năng xuất và phẩm chất cây trồng.
Nhưng cần lưu ý rằng trong điều kiện yếm khí, giàu CO 2 thì CaCO3 được t ạo thành canxi cacbonat
CaCO3 + CO2+ H 2O→ Ca (HCO3) 2 rất linh hoạt, dễ bị rửa trôi.
Đất càng nhiều phèn thì khả năng thiếu canxi càng rõ. Khi canxi trong đất tăng, thì pH tăng, vi sinh vật
hoạt động tốt và giảm được phèn. Canxi cũng là chất dinh dưỡng của cây trồng nhất là những cây họ
đậu. Vì vậy việc bón vôi nhằm tăng canxi cho đất phèn nhất là đất phèn nhiều là cần thiết và có tác
dụng đối với cây trồng, cải tạo đất, nhưng về liều lượng cần được xác định đúng để đạt hiệu quả cao.
5.3
Manhê (Mg2+) trong đất phèn
Manhê thường đi kèm với canxi. Những hợp chất của Mg 2+ bền hơn hợp chất của Ca2+ và ở trong đất
manhê thường ở dạng MgSO4, trong đất phèn mặn có cả MgCl 2. Vì Mg2+ có nhiều trong nước lợ, nước
biển nên những vùng đất phèn có ảnh hưởng của thủy triều, đều có Mg 2+. Khi Mg2+ tăng, độ phèn có
thể giảm, nhưng vai trò của nó thấp hơn canxi.
Clay-Al + Mg2+ + Na+→ clay - Mg, Na+ Al3+. Khi pH trong đất cao nhôm sẽ bị kết tủa theo phương
trình sau:
Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+
Lượng Mg2+ trao đổi ở đất phèn thường cao hơn Ca+2 khoảng 0,1-17 lđl/100g. Cũng như canxi, manhê
có ít ở đất phèn nhiều còn ở đất phèn mặn và phèn tiềm tàng venbiển, giàu manhê hơn. Manhê cần cho
cây trồng, ở đất phèn không có biểu hiện thiếu manhê.
5.4
Natri trong đất phèn
15
ĐẤT PHÈN
Natri trao đổi (Na+) trong các loại phèn không thiếu, trong đó ở đất phèn tiềm tàng và phèn mặn khá
cao. Sự có mặt của Na+ hạn chế sự ả nh hưởng của các ion phèn như Al3+, Fe2+, Fe3+ và tạo nên NaOH,
làm pH tăng lên, tức là hạn chế bớt phèn. Khi lượng Na + quá lớn thì sẽ tạo nên phèn mặn và có thể tạo
nên Na2CO3. Chất này ở phạm vi 0,1% đã hạn chế sự sinh trưởng của cây, nếu trên 0,2% nhiều cây
trồng bị chết. Trong một số trường hợp người ta dùng nước mặn để tưới cho đất phèn, làm giảm hàm
lượng phèn trong đất. Tuynhiên điều này không nên thực hiện thường xuyên vì sẽ làm đất chai cứng,
không thể canh tác được.
Ở vùng phèn mặn có thể Natri sẽ tham gia phản ứng hoá học :
2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O hoặc NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + HCl
Và phản ứng trực tiếp :
Na2SO4 + 2C → Na2S + 2CO2
Na2S + 2H2CO3 → 2NaHCO3+ H 2S
2NaHCO3 → Na2CO3+ CO2+ H 2O
Na2CO3 được tích lũy và sẽ gây độc. Nhưng điều này không xảy ra ở vùng đất phèn. Chỉ xảy ra ở đất
mặn hoặc mặn phèn. Ở đất phèn nhiều (phèn hoạt tính) có thể Na là dinh dưỡng có tác dụng hạn chế
ảnh hưởng của Al3+,Fe, nâng cao pH và cải tạo đất phèn nhưng ở đất phèn mặn Na lại là yếu tố hạn
chế sự phát triển của cây trồng.
5.5 Lân (P2O5) trong đất phèn
Lân trong đất có nhiều dạng: Lân hữu cơ và lân vô cơ hoặc lân đang hoà tan. Lân hữu cơ là lân liên kết
với chất hữu cơ. Đó là hợp chất lân trong thân thể vi sinh vật ở rễ cây. Trong hàng ngàn mẫu đất phèn,
lượng lân tổng số ít, chỉ trong khoảng 0,01 - 0,05%. Nhưng đất phèn ít và phèn mặn, do pH cao, nên
lân tổng số có cao hơn và có khi đến 0,1% trọng lượng đất khô.
Tuy nhiên, lượng lân dễ tiêu trong đất phèn luôn luôn rất ít. Hầu hết lượng lân dễ tiêu chỉ có vệt hoặc
có khi chỉ vài chục ppm.Trong đất phèn mặn, phèn ít, lượng lân dễ tiêu có cao hơn (10 - 20 ppm).
Nguyên nhân của sự nghèo lân ở đất phèn vì pH thấp, độ hoà tan và tái tạo của lân yếu, lân vô cơ trong
đất chủ yếu là dạng photphat-canxi có khả năng thủy phân, một phần tạo thành hydroxyl apatit
Ca5(PO4)3OH, là một chất bền trong đất. Theo phản ứng :
7Ca3(PO4) 2+ 4H2O→ Ca(H2PO4) 2 + 4Ca5(PO4) 3OH
Hoặc là :
2H3PO4 + Al2(SO4) 3→ 3H2SO4 + 2AlPO4
2H3PO4 + Fe2(SO4) 3→ 3H2SO4 + 2FePO4
hoặc còn gặp dạng Al2(OH)3PO4 và Fe2(OH)3PO4.
Ví dụ các mẫu đất ở nông trường Trung Dũng Thành phố Hải Phòng không xác định được hàm lượng
P2O5 vì quá ít. Vì vậy, cần phải bón lân cho đất phèn thì cây trồng mới có năng suất và điều này cũng
giải thích vì sao một số vùng đất phèn bón thêm lân năng suất tăng rõ rệt.
16
ĐẤT PHÈN
5.6 Một số chất khác trong đất phèn
- -Đạm: Thường thì ở đất giàu hữu cơ và mùn, sẽ giàu đạm. Vì vậy ở đất phèn do giàu hữu cơ nên
đạm tổng số rất lớn (trung bình từ 0,15 - 0,25%). Hầu hết các mẫu phân tích đều có hàm lượng N
tổng số trong đất từ 0,1 - 0,45%, có trường hợp đến 0,6%. Tuy nhiên, lượng đạm tổng số cao
nhưng đạm dễ tiêu trong đất phèn vẫn nghèo.Vì vậy việc bón đạm cho đất phèn vẫn cần thiết.
- Kali: Trong đất phèn kali tổng số có thể từ 0,05 - 0,25%, không có biểu hiện thiếu kali.
- Mangan (Mn+2): Mangan có trong đất với các hoá trị khác nhau Mn2+ ,Mn4+, Mn6+ và Mn8+. Điều đó
dẫn đến sự có mặt phức tạp của Mangan trong các hợp chất trong đất. Trong môi trường đất phèn
Mangan thường ở dạng Mn2+ , có hàm lượng cao nhưng chưa gây độc cho cây trồng, nhưng
khả năng di động của Mn2+ khá lớn. Mn2+ - 2e → Mn4+
- -Vi lượng khác trong đất phèn: Trong các mẫu phân tích các vị lương trong đất phèn Nam Bộ thấy:
Đất nghèo đồng, nghèo coban, không nghèo kẽm.
5.7 pH đất phèn
Đánh giá tính chua hay kiềm của một loại đất người ta thường nói đến dộ pH.
Nếu pH < 6,5: đất chua; pH = 6,5 - 7,5 trung tính; pH > 7,5 đất kiềm.
Đất Việt Nam trừ đất trên đá vôi, đất Bazan có tính kiềm, đất phù sa ngoài đê sông Hồng trung tính,
còn các loại khác thường có pH≤ 6, trong đó đất phèn là loại đất rất chua. pH đất phèn biến động lớn
theo mùa, tháng, ngày. Sự có mặt của các cation kiềm và kiềm thổ: Na +, K +, Ca2+, Mg2+, Mn4+ làm cho
đất có pH cao. Ngược lại, sự có mặt của Al3+, H +, Fe+2, Fe3+, H2SO4, SO42-, HCl làm cho pH giảm.
Các kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng: pH tương quan nghịch với hàm lượng của Al +3 và Fe, SO4-2 trong
đất. Trên đồng ruộng, pH thấp nhất trong đất: cuối tháng 4 và đầu tháng 5 (cuối mùa khô). Với
hệ thống kênh vùng đất phèn, pH thấp nhất vào các tháng đầu m ùa m ưa: tháng 5, 6, 7, khi lượng
mưa đầu mùa hoà tan và rửa trôi một s ố ion H+, Al+3, SO4-2, Fe+2 vào kênh.
pH thay đổi và biến động lớn theo độ ẩm của đất. pH là yếu tố dễ nhận biết và là yếu tố đầu tiên đánh
giá tính phèn của một loại đất phèn, nhưng không nói hết được bản chất của đất phèn.
6. Độc chất trong đất phèn
6.1 Khái niệm chung về độc chất trong đất phèn
Đất phèn, xét về mặt tính chất và bản chất của nó, chính là xét về độc chất. Hay nói đúng hơn là những
ion gây độc cho cây và súc vật cũng như con người.
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 thi ngược lại 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 nó, 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.
Ví dụ : NH4 là một chất dinh dưỡng cho cây trồng tuy nhiên khi hàm lượng trong đất vượt quá 1/500
lại gây độc hại cho các loại cây trồng. Hay Mn+2 có hàm lượng vượt quá 1 - 10-2% trong tro thực vật
thì gây độc cho một số loại cây.
17
ĐẤT PHÈN
Trong đất phèn các ion sắt, nhôm, sunphat (dưới dạng Fe 2+, Fe+3, Al3+, SO42-, H+, Cl- ,... và hợp chất của
sắt với Lưu huỳnh là Pyrit, Jarosit) 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.
6.1.1 Nhôm
Độc chất nhôm có hoá trị là +3 (Al +3). Khi pH = 4,1 nhôm sẽ lắng tụ (điểm đó gọi là điểm trầm
lắng của nhôm). Trong môi trường axit H2SO4, Al+3 có khả năng di động mạnh.
Nhôm trong đất phèn, một phần là sản phẩm của sự rửa trôi tích tụ trong quá trình Feralit; phần chủ
yếu do quá trình phèn hoá : sau khi đã có H2SO4 trong đất, H2SO4 liền tác dụng vào keo đất đất giải
phóng Al3+ tự do, trong điều kiện đó pH giảm xuống 2-3,5, Al 3+ có thể ở dạng Al 3+ tự do, cũng có thể
liên kết với sắt, kali, và sunphat, tạo nên những sunphat sắt II và sunphat 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, có khi trên 2000 ppm, khi pH giảm.
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 (hình 20). Sự chuyển biến này khá rõ trong điều kiện khô hoặc khi phèn tiềm tàng
chuyển sang phèn hiện tại.
Trên mặt ruộng vào cuối mùa khô, ở những vùng phèn nhiều xuất hiện một lớp muối Al2(SO4)3 ở trên
mặt đất, khi khô: nhẹ xốp, khi ướt: lầy nhầy, rất dễ hoà tan. Với nồng độ cao muối này có thể gây chết
tôm, cá và rất độc hại với gia súc và con người.
Nhôm là một ion gây độc nhất ở đất phèn.
18
ĐẤT PHÈN
Hình 4: Đồ thị biểu thị mối tương quan của pH với Al3+
a. Tài liệu của J..Pons
b. Tài liệu nghiên cứu đất ở Hải Ph.ng 1987 c. Đất phía bắc Niuzilan
6.1.2 Sắt
Sắt trong đất phèn có 2dạng: Fe2+ và Fe3+.
Fe2+: Dễ tan trong nước, khi tan gây chua cho đất. Trong môi trường axit sunphuric, sắt di động mạnh,
có thể ở các dạng Fe(OH)2, FeSO4, Fe2(SO4)3 hay Fe(HCO3)2, cũng có khi là hợp chất sắt hữu cơ.
Khi pH vượt quá 4.5, Fe(OH)2 có hiện tượng trầm lắng trong dung dịch, tan nhiều trong điều kiện pH
≤ 3.5.
Trong dung dịch, Fe2+ gây chua, sự tăng của Fe2+ làm giảm pH. Tuy nhiên, mối tương quan này không
được chặt chẽ.
Hình 5: Mối quan hệ giữa pH và Fe (ở khu vực thành phố Hải Phòng).
Fe2+ và Fe3+ làm giảm pH chậm hơn so với Al3+. Trong đất, nhiều nhôm có thể làm pH hạ thấp tới 2.2,
trong dung dịch nhiều sắt chỉ có thể làm cho pH hạ tới 2.5. Sắt trong đất có thể ở dạng FeS 2 hay FeS
dưới tầng Pyrit và có mặt trong các phản ứng khử.
Ở tầng Jarosit, nó ở dạng KFe3(SO4)2(OH)6 , Fe2(SO4)3.3H20, hay Fe2(SO4)3 và một số dạng Fe(OH)3,
FeO, Fe2O3. Nếu là hợp chất của Fe3+ có gốc lưu huỳnh thường có màu vàng “rơm”, nếu là oxit hay
hydroxit Fe+3 sẽ có màu vàng xỉn của rỉ sắt.
Trong đất, lượng Fe2+ dễ chuyển thành Fe3+ khi có điều kiện oxy hoá (thoáng khí). Ngược lại Fe 3+ sẽ
chuyển thành Fe+2 khi ngập nước và yếm khí.
19
ĐẤT PHÈN
Fe3+ trong Fe(OH)3 có chỉ số trầm lắng khi pH = 3.5. Vậy ở pH ≥3.5. Fe(OH)3 bắt đầu kết tủa. Tuy
nhiên, khi trời nắng sự kết tủa này cao hơn.
Fe3+ là một ion kém linh động hơn Fe 2+ và ít gây độc hơn. Mối tương quan giữa pH và Fe 2+ cũng như
pH với Fe3+ không được chặt chẽ nhưng mối tương quan giữa pH với Fe lại khá chặt chẽ (hình 5).
6.1.3 Sunphat (SO4-2 ) và lưu huỳnh (S) trong đất phèn
Lưu huỳnh và sunphat là nguyên nhân đầu tiên gây ra đất phèn, hàm lượng tổng số S% trong tầng
Jarosit hoặc tầng Pyrit (ở đất phèn tiềm tàng) là chỉ số để phân biệt đất phèn hoặc không phèn. Theo
nhiều tài liệu công bố: đất được gọi là đất phèn khi hàm lượng S tổng số ở trong đất lớn hơn hay bằng
0,7%.
Trong đất phèn, lưu huỳnh có thể ở dạng FeS, FeS 2, H2S, S tự do, dạng lưu huỳnh hữu cơ hoặc dạng
SO3, SO2 hay SO4-2. Dạng gây độc là H2S, SO3-2 , SO2 và SO4-2. Với một lượng nhỏ thì lưu huỳnh là
dinh dưỡng cho cây (trong cây tích lũy từ 0,1-15% trong thực vật) và bình thường là 2,0 - 5,0%. Vượt
quá lượng này, sẽ gây độc cho cây. Sự gây độc của S vì ngưng tụ cao của muối có hại cho đời sống
(Presiman) và các hợp chất của nó ở các dạng Pyrite, Jarosite, axit sunphuaric. Có hai khái niệm lưu
huỳnh tổng số : bao gồm tất cả các dạng lưu huỳnh,và lưu huỳnh dạng SO 4-2 (dạng này ta thường gặp
khá nhiều).
Trong đất, thường tỷ lệ S/SO 4-2 gần rưỡi hoặc gấp đôi hoặc hơn nữa. Tỷ lệ này thường thay đổi theo
mức độ hoá phèn của một vùng đất.
S trong đất phèn Việt Nam có thể từ 1 - 4%, nơi đầm lầy tích đọng lâu có thể đến 5 - 6%. Đặc tính của
lưu huỳnh ở trong đất là rửa trôi chậm (so với Cl -) nên dễ gây độc cho cây trồng và khó khăn trong cải
tạo đất và sản xuất.
6.1.4 Pyrit
của các tinh thể pyrit nhỏ. (ảnh Keith Tovey).
Hình 6: Đặc điểm cấutạo những viên h.nh cầu
20
ĐẤT PHÈN
rễ cây trong đất phèn (ảnh E.A.Fitzpatric).
Hình 7: Những cụm tinh thể pyrit đang phân huỷ
Pyrit 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 Pyrit 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 các chất hữu cơ làm cho các
ion sunphat hoà tan trở thành sunphit, ion sắt III trở thành ion sắt II. Nguồn chính của các sunphat là từ
nước biển (nước sông chứa rất ít sunphát hoà tan). Pyrit là sản phẩm cuối cùng và ổn định của quá trình
yếm khí và các hoạt động trên. Sự tích tụ pyrit rất chậm, trong điều kiện thiên nhiên thuận lợi nhất thì
trong 100 năm có thể tích tụ 10 kg pyrit/ 1m 3 đất trầm tích. Ở đất phèn tiềm tàng, mặc dù pH trong các
tầng đất chưa bị hạ thấp (ở đất tươi), chưa xuất hiện axit sunphuric, nhưng ở những đất chứa nhiều
pyrit, tầng pyrit nằm nông, nếu rễ cây trồng xâm nhập vào đều bị phá huỷ do sự bao bọc của các tinh
thể pyrit hình cầu (hình 7).
6.1.5 Jarosit
Jarosit là một hợp chất, là kết quả của quá trình oxy hoá sunphite và Pyrit (đã được trình bày phần cấu
tạo đất phèn). Trong đất khi đã xuất hiện Jarosit tức là pH trong đất thấp, kéo theo việc tăng hàm lượng
các độc tố gây hại cho cây. Trong thực tế không chỉ các độc tố Al 3+, Fe3+, Fe2+, SO42-, Cl-, H+ gây hại
cho cây mà chính hợp chất Jarosit được hình thành cũng tham gia phá huỷ các bộ rễ của cây.
6.1.6 Hydro
21
ĐẤT PHÈN
Ít tác giả đề cập đến ion H + trong đất trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi thấy khi pH ≤ 3 thì trong
đất bắt đầu xuất hiện ion H+, khi xuất hiện ion này dù hàm lượng nhỏ cũng gây độc hại cho cây trồng và
gia súc.
6.1.7 Clo (Cl-)
Trong đất phèn nhiều hiện tại thì Cl ít (< 0,1%), nhưng đất phèn mặn và phèn tiềm tàng, có thể Cl - còn
rất cao. Nó có thể ở dạng muối ăn NaCl hoặc là HCl. Ở những vùng ảnh hưởng của nước mặn cần xét
đến tác hại của Cl-. Tuy nhiên, so với SO42- thì Cl- là chất linh động, dễ hoà tan và rửa trôi, nên việc
thau rửa thuận lợi.
6.2 Mối tương quan giữa các độc tố trong đất phèn
Nắm vững mối quan hệ này giúp chúng ta hiểu sâu sắc hơn về đất phèn và có những phương án thích
hợp trong sử dụng, cải tạo và dự báo về đất phèn. Như vậy, nếu ta có một tác động nào đó làm giảm
một độc chất thì có khả năng kéo theo sự giảm các độc chất còn lại (trừ một vài trường hợp).
6.2.1 Hệ số tương quan R
Mối tương quan giữa các độc chất phụ thuộc rất nhiều vào trị số pH, thông thường các mối quan hệ này
chỉ chặt khi pH trong đất thấp.
6.2.2 Phương tr.nh tương quan
Giữa nguyên tố với Chiều
nguyên tố
(cm)
-5
0.928
Axit meq/l -25
Axit = 3.38 EC - 0.26 pH + 0.84
0.918
-50
Axit = 3.77 EC - 0.55 pH + 1.25
0.903
-65
-5
Axit = 3.76 EC - 0.03 pH + 0.86
3+
Al = 3.09 EC + 0.21 pH - 1.75
0.889
0.945
-25
3+
Al = 3.51 EC + 0.20 pH - 1.81
0.935
Al +3
meq/l
-50
EC
-65
ms/cm
R
Axit = 2.94 EC - 0.12 pH + 0.95
pH
và
sâu Phương trình tương quan
3+
Al = 3.77 EC + 0.17 pH - 2.10
3+
Al = 3.48 EC + 0.32 pH - 2.24
22
0.903
0.914
ĐẤT PHÈN
Fe2+
mg/l
-5
SO42- = 747EC + 28.97 pH - 209.11
0.943
-25
SO42- = 760 EC + 20.87 pH - 177.16
0.827
SO4−2
-50
SO42- = 786 EC + 44.92 pH - 382.33
0.911
meq/l
-65
-5
SO42- = 712 EC + 359.54 pH - 1288.78
Fe Tổng = 1.027 Fe2+ + 0.92
0.822
0.982
Tổng Fe
mg/l
-25
Fe Tổng = 0.967 Fe2+ + 0.76
0.964
-50
Fe Tổng = 1.023 Fe2+ + 0.76
0.989
-65
-5
Fe Tổng = 1.024 Fe2+ + 0.63
Axit
= 1.04 Al
-25
Axit
Axit meq/l -50
Al3+
meq/l
pH
+
0.53
0.998
0.968
= 1.02 Al3+
+
0.63
0.968
Axit
= 1.06 Al3+
+
0.59
0.964
-65
-5
Axit
Al3+
= 1.20 Al3+ + 0.28
= 16,742.66 pH-6.753
0.930
0.589
-25
Al3+ =
388.35 pH-3.608
0.303
-50
Al3+
209.20 pH-3.192
0.390
=
3+
6.2.3 Mối tương quan giữa pH và hàm lượng S tổng số trong đất
Kết quả nghiên cứu ở đất phèn tiềm tàng ở Niuziland và Gambia (hình 8, 9) cho ta thấy mối quan hệ
giữa pH trong các tầng đất tỷ lệ nghịch với hàm lượng tổng số S% trong tầng đất đó. Ở các tầng Go
(tầng mặt) do hàm lượng S nhỏ (Pyrit nhỏ) dù có tiêu nước (bị oxy hoá) cũng không thể chuyển thành
tầng Jarosit. ở tầng kế tiếp Gro hàm lượng S% có tăng nhưng không lớn – ở đây khi tiêu nước có thể
xuất hiện Jarosit nhưng pH trong đất không hạ quá thấp được. ở tầng Pyrit (Gr) có hàm lượng S cao –
1%. Khi tiêu nước, quá tr.nh oxy hoá xuất hiện, đất chuyển thành rất chua, pH trong đất hạ rất thấp.
23
ĐẤT PHÈN
Hình 8 và 9: Biểu đồ mối tương quan giữa pH và hàm lượng S tổng số trong các tầng đất.
7. Sử dụng đất phèn
Đất phèn chiếm phần lớn trong các loại đất ở ĐBSCL. Tuy nhiên đất phèn là 1 loại đất xấu, ít có khả
năng canh tác nông nghiệp. Vì thế, việc sử dụng đất phèn sao cho hợp lí có ảnh hưởng lớn đến kinh tế
xã hội của vùng.
7.1
Khai thác thế mạnh của cây tràm
Trồng rừng Tràm là một trong những cách giúp kinh tế người dân phát triển, không những thế nó còn là
một trong những cách bảo tồn và để giữ môi trường tốt hơn, phủ xanh những vùng đất bị phèn nặng.
Một dự án sử dụng tràm cừ hay tràm Úc như một nguyên liệu mới trong chế biến bột giấy, gỗ ghép gia
dụng đang được khảo sát để thực thi.Tràm cũng có thể chế ra gỗ băm làm ván ép, hoặc sản xuất cồn
ethanol. Đây là dự án được triển khai trồng tràm trên những vùng đất nhiễm phèn nặng, và giải quyết
việc làm cho hơn 150.000 hộ nghèo ĐBSCL.
24
ĐẤT PHÈN
Thực trạng đáng buồn. Do người dân không hiểu hết những nguồn lợi mà cây Tràm mang lại nên vì lợi
ích trước mắt họ đã có những hành động không tốt. Cụ thể như:
Phá tràm trồng lúa.
Bán lớp đất mặt của rừng tràm. Đây là lớp đất mùn hữu cơ lưu cữu sau nhiều năm canh tác tràm
trộn lẫn với lớp than bùn, có màu đen xám, chiều dày từ 1 – 2m. Tại xã Kiến Bình, huyện Tân Thạnh,
nơi “phong trào” bán đất mặt rừng tràm diễn ra sôi động, ông Trương Văn Lạc ở ấp Bắc Đông, cho biết
từ năm 2008 nhiều doanh nghiệp ở TP.HCM đã đến địa phương mua đất mặt với giá hơn 100 triệu
đồng/ha. “Họ đưa máy đào Kobe và xe ben đến, đào xuống sâu từ 2 – 2,5m, bóc hết lớp đất đen trên
mặt rừng tràm chở đi, chỉ còn trơ lại lớp đất sét, đất phèn. Sau khi bóc hết lớp đất mặt, nhà nông bỏ
hoang đất vì không còn trồng trọt được cây gì, cũng không thể thả nuôi cá do lớp phèn trỗi dậy”. Các
doanh nghiệp mua lớp đất mặt để sản xuất phân bón vi sinh hữu cơ.
-
Chặt tràm non bán củi.
7.2
Nuôi trồng trủy hải sản
Trong những năm gần đây, với nhiều nỗ lực đáng khích lệ, hàng ngàn ha đất phèn, đất hoang hóa, ngập
nước vùng tứ giác Long Xuyên đã trở thành vùng trọng điểm sản xuất nông - ngư nghiệp.
Trong ngư nghiệp, chủ yếu là nuôi tôm trên vùng đất bị nhiễm phèn nặng do các công ty đầu tư vào.
Ban đầu, đây được xem là một quyết định khá mạo hiểm. Tuy nhiên thì bây giờ đã đạt được những
thành công đáng kể. Do được đầu tư công nghệ cao và quan tâm đến vấn đề môi trường sinh thái. Mô
25