Nghiên cứu hàm lượng mùn trong một số loại đất phát triển trên sản phẩm phong hóa đá bazan ở Đắk Lắk

1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Theo kết quả điều tra bổ sung của Nguyễn Văn Toàn (2005), diện tích đất trên đá bazan tỉnh Đắk Lắk có 344.977 ha (chiếm 26,3% diện tích tự nhiên của tỉnh), gồm 6 nhóm đất (nhóm đất gley, đất nứt nẻ, đất đen, đất nâu thẫm, đất đỏ và nhóm đất xói mòn trơ sỏi đá) với 17 đơn vị đất [6]. Hiện tại, phần lớn diện tích đất trên đá bazan ở đây được trồng các loại cây công nghiệp dài ngày. Sau nhiều năm độc canh cây công nghiệp, với mức độ thâm canh cao, nguồn dinh dưỡng trong đất bị cạn kiệt, đặc biệt là những loại chất khoáng, chất hữu cơ. Độ xốp và sự màu mỡ giảm khiến độ phì và khả năng sản xuất của đất giảm sút nghiêm trọng. Vì vậy, nghiên cứu được thực hiện nhằm cung cấp những thông tin cơ bản về hàm lượng mùn trong một số loại đất chính trên đá bazan của tỉnh Đắk Lắk dựa trên số liệu phân tích mẫu các đất đã được thu thập năm 2012 và 2013 trong khuôn khổ đề tài “Nghiên cứu tổng hợp thoái hóa đất, hoang mạc hóa ở Tây Nguyên và đề xuất giải pháp sử dụng đất bền vững”, mã số TN3/T01 thuộc Chương trình Tây Nguyên 3.

2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là các thành phần vật lý, hóa học và hữu cơ trong các loại đất đen, đất nâu thẫm và đất đỏ phát triển trên sản phẩm phong hóa của đá bazan ở Đắk Lắk.

2.2. Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp lấy mẫu đất ngoài thực địa:

Tiến hành lựa chọn và đào phẫu diện đất đại diện cho các đơn vị đất chính cần nghiên cứu và các loại hình sử dụng đất tiêu biểu ở Đắk Lắk. Các mẫu đất lấy theo tầng phát sinh tuân theo quy trình trong “Sổ tay điều tra phân loại đánh giá đất” do Hội Khoa học đất Việt Nam công bố năm 1999.

- Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm:

Các mẫu đất được xử lý và phân tích tại Phòng Phân tích Thí nghiệm Tổng hợp Địa lý - Viện Địa lý - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, phương pháp sử dụng phân tích các chỉ tiêu trong đất gồm:

+ pH: Đo bằng máy đo pH, dung dịch triết theo tỷ lệ đất : nước = 1:5;

+ Xác định dung trọng đất: phương pháp ống trụ kim loại (dung trọng = P/V, trong đó P là khối lượng đất tự nhiên trong ống trụ đóng sau khi đã được sấy khô kiệt, V là thể tích của ống trụ).

+ Xác định thành phần cơ giới: phương pháp ống hút Robinson.

+ Phân tích catrion trao đổi (CEC): phương pháp amôn axetat với pH = 7;

+ Phân tích N tổng số: xác định theo phương pháp Keldan;

+ Phân tích hàm lượng mùn: phương pháp Walkley - Black;

+ Xác định trữ lượng mùn = M.S.h.D, trong đó, M là hàm lượng mùn (%), S là diện tích đất (m²), h là chiều dày tầng đất (m) và D là dung trọng đất (g/cm³).

3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Các quá trình thổ nhưỡng chủ đạo trong các loại đất nghiên cứu

a) Quá trình rửa trôi và tích tụ sét:

Trong điều kiện lượng mưa lớn và tập trung của khu vực nghiên cứu đã làm cho dung dịch đất bị pha loãng trong một thời gian dài của mùa mưa (từ tháng 5 đến tháng 11 hàng năm). Lượng thừa đáng kể của dung dịch đất không còn đủ để tạo điều kiện thích ứng cho đất hấp thụ cơ học, hấp thụ phân tử cũng như hấp thụ lý hóa nên đã theo trọng lực di chuyển xuống các tầng đất dưới, tạo ra sự rửa trôi sét từ trên xuống tầng dưới. Vì vậy, trong các phẫu diện đất luôn tồn tại tầng tích tụ (tầng B). Các loại khoáng có độ phân tán cao như keo hydroxit sắt lại đóng vai trò quan trọng trong việc hạn chế quá trình rửa trôi theo phẫu diện.

Cùng với quá trình rửa trôi sét thường kèm theo với quá trình phá huỷ khoáng sét và có biểu hiện tích tụ sắt, nhôm (quá trình feralit). Ngoài ra, tuỳ theo điều kiện ẩm, sự di chuyển của các cation kiềm trong đất có thể tích tụ sâu, tích tụ bề mặt hoặc có thể mất đi. Vì vậy, trong các tầng rửa trôi và tích tụ sét thường có khả năng trao đổi cation (CEC) thấp, độ bão hoà bazơ (BS) có thể thay đổi lớn giữa các tầng đất hoặc giữa các loại đất. Phân tích quá trình này giúp cho việc phân biệt sự phát triển của đất, sự phân hoá phẫu diện đất, hơn nữa đây cũng là một trong những yếu tố để xác định tầng chuẩn đoán Argic trong phân loại đất.

b) Quá trình phá huỷ khoáng sét và tích luỹ sắt, nhôm:

Đây chính là bản chất của quá trình feralit trong điều kiện nhiệt đới ẩm đặc trưng của vùng Tây Nguyên nói chung và khu vực Đắk Lắk nói riêng. Đặc trưng của quá trình là sự chuyển hoá các loại khoáng sét (Alumosilicat, nSiO₂Al₂O₃.mH₂O) từ các khoáng có độ bền kém sang các khoáng bền cao, hình thành các secquioxit (R₂O₃). Hệ quả của nó là làm đất mất dần các cation kiềm, giảm dần dung tích hấp thụ, tăng độ chua và màu sắc của đất tăng dần theo tông màu vàng đỏ.

Sự hình thành và chuyển hoá các loại khoáng sét trong đất như trên phụ thuộc vào thành phần của đá mẹ và mức độ phong hoá, điều kiện hình thành và các xu hướng diễn biến của đất dưới tác động của các điều kiện nội ngoại sinh và tuổi của đất. Quá trình tích lũy tương đối và tuyệt đối sắt, nhôm thể hiện rõ do có sự phân hoá hai mùa khô (thiếu ẩm) và mùa mưa (thừa ẩm) đã thúc đẫy nhanh quá trình hình thành kết von.

c) Quá trình glây:

Quá trình glây là sự tồn tại ở trạng thái khử của một số ion như Fe²⁺ và Mn²⁺ tạo ra do bão hoà nước ngầm trong một thời gian dài. Quá trình này xảy ra trong điều kiện đất bị ngập nước kéo dài, ở địa hình thấp trũng (trong điều kiện yếm khí). Quá trình khử chiếm ưu thế, quá trình ôxy hoá bị hạn chế. Trong đất hình thành tầng xám xanh, xám sẫm. Đất tích luỹ nhiều mùn, thành phần cơ giới thịt trung bình đến thịt nặng, đất có phản ứng ít chua đến chua. Trên thực địa đã ghi nhận quá trình này biểu hiện rõ trên các đơn vị đất đen và đất nâu thẫm canh tác lúa nước hai vụ ở huyện Krông Pắk và Lắk.

Ngoài các quá trình hình thành đất cơ bản nêu trên, còn hàng loạt quá trình thổ nhưỡng sơ cấp và thứ cấp khác xảy ra trong các loại đất phát triển trên sản phẩm phong hóa của đá bazan ở Đắk Lắk. Tuy nhiên, sự biểu hiện của chúng trong đất phần lớn bằng những đặc tính hay tính chất chuẩn đoán, được xác định bằng một vài chỉ tiêu phân tích hoặc hình thái riêng lẻ.

3.2. Tính chất chung của các loại đất phát triển trên trên sản phẩm phong hóa đá bazan tỉnh Đắk Lắk

Kết quả phân tích các tính chất cơ bản của các loại đất chính phát triển trên sản phẩm phong hóa của đá bazan ở Đắk Lắk trình bày trong Bảng 1 cho thấy, các loại đất đều có phản ứng chua trong toàn bộ phẫu diện, giá trị pH_KCl ghi nhận được dao động từ 4,1 - 5,8. Nhìn chung, giá trị pH của các loại đất đỏ thường thấp hơn so với các loại đất đen và đất nâu thẫm. Điều này chứng tỏ quá trình rửa trôi cation kiềm và kiềm thổ trong các loại đất đỏ diễn ra mạnh hơn so với các loại đất khác, kết quả đã dẫn đến hình thành môi trường đất chua và nghèo kiềm.

Các loại đất đỏ có thành phần cơ giới thịt nặng, hàm lượng sét vật lý tầng mặt dao động từ 46,4 - 53%. Theo chiều sâu của phẫu diện, tỷ lệ sét (< 0,002 mm) tăng dần. Đây là kết quả đặc trưng của quá trình rửa trôi sét từ các tầng trên xuống tích tụ ở các tầng dưới của phẫu diện trong điều kiện mưa lớn và tập trung trong mùa mưa (từ tháng 5 đến tháng 11) của khu vực nghiên cứu.

Kết quả phân tích dung trọng tầng mặt của các loại đất nghiên cứu dao động từ 0,85 - 0,99 g/cm³ do tầng đất mặt khá giàu chất hữu cơ. Dung trọng của các loại đất có sự biến thiên tăng dần theo chiều sâu của phẫu diện. Đến độ sâu khoảng từ 90 - 120 cm, dung trọng của các loại đất trung bình > 1,0 mg/cm³. Tuy nhiên, sự chênh lệch về giá trị dung trọng giữa các tầng đất không đáng kể và không có sự đột biến. Như vậy, các loại đất nghiên cứu có tính đồng nhất, đặc biệt là các loại đất đỏ.

Khả năng trao đổi cation (CEC) của các loại đất ở mức thấp đến trung bình. Kết quả phân tích CEC các mẫu đất khu vực nghiên cứu dao động từ 4,02 - 21,20 ldl/100 g đất. Đặc trưng chung của CEC là giảm dần theo chiều sâu của phẫu diện. Sự suy giảm của CEC trong phẫu diện tương tự như sự suy giảm của hàm lượng carbon hữu cơ (OC). Điều này chứng tỏ giữa CEC và OC có mối quan hệ chắt chẽ với nhau, nghĩa là nếu đất có hàm lượng carbon hữu cơ cao thì khả năng trao đổi cation cũng cao và ngược lại.

 3.2. Hàm lượng hữu cơ và đạm tổng số

Hàm lượng chất hữu cơ trong các loại đất nghiên cứu dao động tương đối lớn và giảm dần theo chiều sâu phẫu diện. Kết quả phân tích cho thấy, hàm lượng chất hữu cơ (OC) ở tầng mặt dao động từ 1,01 - 3,73%. Theo chiều sâu phẫu diện, hàm lượng OC giảm xuống rất nhanh, điển hình là phẫu diện ĐL1 có giá trị OC giảm từ 3,73% xuống 1,33%; phẫu diện ĐL6 có OC giảm từ 2,90% xuống 0,7%; phẫu diện ĐL8 có OC giảm từ 1,42% xuống 0,16%. Hàm lượng OC ở tầng mặt thường cao hơn các tầng phía dưới do trong quá trình canh tác một lượng lớn chất hữu cơ được bón bổ sung.

Đạm tổng số trong các phẫu diện đất nghiên cứu dao động từ 0,039 - 0,53% và giảm dần theo chiều sâu phẫu diễn. Ở tầng mặt, hàm lượng nitơ tổng số (N_ts) dao động từ 0,151 - 0,53%; theo chiều sâu phẫu diện hàm lượng N_ts giảm dần, chỉ còn từ 0,039 - 0,280%. Như vậy, hàm lượng hữu cơ và N_ts trong đất nghiên cứu có mối quan hệ chặt chẽ với nhau, tỷ lệ N_ts trong các loại đất nghiên cứu đạt giá trị từ trung bình đến giàu.

 

Ký hiệu mẫu	Tên đất	Khu vực	Hiện trạng sử dụng	Tầng đất (cm)	pHKCl	Dung trọng (g/cm3)	OC (%)	OM (%)	C/N	N tổng số (%)	CEC (lđl/100gđ)	Thành phần cơ giới (%)
												Cát	Limon	Sét
ĐL1	Đất đen đọng nước (R.st.h)	Xã Hòa Tiến - huyện Krông Pắk	Trồng lúa nước 2 vụ	0 - 20	5,25	0,86	3,73	3,73	14,57	0,256	7,01	52,23	14,55	33,22
				20 - 40	5,24	0,88	2,01	2,01	12,04	0,167	6,33	32,43	16,10	51,47
				40 - 70	5,20	0,98	1,35	1,35	15,52	0,087	4,02	26,64	17,40	55,96
				70 - 100	5,20	1,02	1,33	1,33	18,22	0,073	4,02	31,16	14,50	54,34
ĐL2	Đất đen tầng mỏng (R.tm)	Xã Dle Yang, huyện Ea H’leo	Trồng cây ngắn ngày (đậu, ngô)	0 - 25	4,70	0,85	2,40	2,4	4,62	0,520	21,20	44,60	25,80	29,60
				25 - 50	4,70	0,87	1,10	1,1	3,44	0,320	20,10	32,90	22,00	45,10
				50 - 85	4,80	1,01	0,60	0,6	2,14	0,280	19,70	43,60	17,70	38,70
ĐL3	Đất nâu thẫm giàu mù (PH.hu)	Xã Hòa Tiến - huyện Krông Pắk	Trồng cây hàng năm (ngô + màu)	0 - 20	5,15	0,86	3,41	3,41	22,00	0,155	16,41	46,42	25,14	28,44
				20- 45	5,29	0,90	2,45	2,45	30,63	0,080	12,55	28,04	29,11	42,85
				45 - 75	5,30	1,00	1,45	1,45	29,00	0,050	12,45	28,04	29,11	42,85
ĐL4	Đất nâu thẫm ít chua (PH.e.h)	Xã Ea Phê - huyện Krông Pắk	Trồng ngô lai + vườn tạp	0 - 20	5,20	0,90	1,45	1,45	7,40	0,196	19,12	26,70	33,50	39,70
				20 - 40	5,60	0,96	1,11	1,11	6,42	0,173	20,08	27,70	27,50	44,80
				40 - 75	5,80	1,00	1,26	1,26	6,27	0,201	19,30	31,40	27,30	41,20
				75 - 120	5,70	1,01	0,57	0,57	7,92	0,072	16,55	22,80	16,40	60,70
ĐL5	Đất nâu đỏ giàu mùn (Fđ.hu.r)	Xã Hoà Đông - TP Buôn Ma Thuột	Trồng cao su, xen lúa	0 - 20	5,45	0,98	3,25	3,25	16,25	0,200	16,41	34,42	27,14	38,44
				20 - 60	5,28	0,98	1,45	1,45	8,06	0,180	17,55	30,04	24,11	45,85
				60 - 110	5,35	1,01	1,05	1,05	11,67	0,090	14,45	32,04	20,11	47,85
ĐL6	Đất nâu đỏ, giàu mùn (Fđ.hu.r)	Nông trường cao su Chư Kbô, huyện Krông Búk	Trồng cao su	0 - 20	4,95	0,99	2,90	2,90	13,18	0,220	16,90	48,00	24,00	28,00
				20 - 45	4,80	0,99	2,40	2,40	11,43	0,210	11,00	36,00	24,00	40,00
				45 - 70	4,40	1,01	1,10	1,10	11,34	0,097	8,90	18,00	26,00	56,00
				70 - 120	4,40	1,03	0,70	0,70	12,50	0,056	8,50	18,00	25,00	57,00
ĐL7	Đất nâu đỏ, giàu mùn (Fu)	Xã Ea Kênh - huyện Ea Kar	Trồng cà phê	0 - 20	5,15	0,97	3,00	3,00	20,00	0,150	16,41	36,42	25,14	38,44
				20 - 50	5,29	0,98	2,45	2,45	30,63	0,080	12,55	30,04	29,11	40,85
				50 - 95	5,30	0,75	1,45	1,45	29,00	0,050	14,45	30,04	29,11	40,85
ĐL8	Đất đỏ chua, nghèo kiềm (Fđ.c.vt)	Xã Chư KBô - huyện Krông Búk	Trồng tiêu	0 - 20	4,10	1,05	1,42	1,42	9,40	0,151	10,71	18,90	30,60	50,40
				20 - 55	4,20	1,06	0,63	0,63	6,63	0,095	9,78	15,80	28,70	55,60
				55 - 95	4,20	1,10	0,25	0,25	4,46	0,056	8,64	16,60	26,00	57,30
				95 - 120	4,30	1,11	0,16	0,16	4,10	0,039	6,94	17,00	17,00	56,20
ĐL9	Đất đỏ chua, nghèo kiềm (Fđ.c.vt)	Nông trường Cao su 30/4, Xã Ea Tu, TP. Buôn Ma Thuột	Trồng cao su	0 - 23	4,10	0,95	1,21	1,21	7,76	0,156	13,21	17,60	26,00	46,40
				23 - 60	4,40	1,01	0,66	0,66	7,42	0,089	8,19	15,00	27,40	57,60
				60 - 85	4,60	1,03	0,44	0,44	6,11	0,072	8,18	13,30	22,40	64,20
				85 - 120	4,61	1,01	0,32	0,32	7,27	0,044	6,64	11,80	22,50	65,70
ĐL10	Đất đỏ chua, nghèo kiềm (Fđ.c.vt)	Xã Ea Tu - TP. Buôn Ma Thuột	Trồng cà phê	0 - 22	4,10	0,94	1,17	1,17	7,31	0,160	12,22	17,60	30,60	51,70
				22 - 47	4,40	0,98	1,01	1,01	9,18	0,110	11,21	10,60	26,30	63,00
				47 - 85	5,50	1,03	0,44	0,44	6,29	0,070	6,37	5,90	21,70	72,40
				85 - 120	5,50	1,07	0,44	0,44	7,33	0,060	9,75	6,50	21,20	72,30
ĐL11	Đất đỏ chua, rất nghèo kiềm (Fđ.c.gr)	Xã Ea Nuôi - huyện Buôn Đôn	Trồng cà phê vối	0 - 25	4,00	0,94	1,01	1,01	6,69	0,151	13,07	18,20	28,80	53,00
				25 - 60	4,10	1,03	0,48	0,48	6,67	0,072	9,83	10,40	20,20	69,40
				60 - 190	4,90	1,05	0,48	0,48	7,87	0,061	9,79	9,00	15,60	75,40
				90 - 120	4,90	1,10	0,38	0,38	7,60	0,050	9,59	9,50	14,90	75,60

3.3. Trữ lượng mùn và chất hữu cơ trong đất

Theo kết quả nghiên cứu năm 2012, khoảng 85 - 90% diện tích các loại đất phát triển trên sản phẩm phong hóa của đá bazan ở Đắk Lắk đã được khai thác để canh tác nông nghiệp [1]. Trong quá trình canh tác, tầng mặt của các loại đất nghiên cứu thường xuyên được bổ xung các tàn tích hữu cơ (cành, lá rơi dụng), đặc biệt trên các diện tích trồng cây hàng năm (ngô, đậu các loại) và cà phê thì lượng vật liệu hữu cơ rơi rụng khá lớn. Kết quả tính toán tỷ lệ C/N của đất nghiên cứu ở tầng mặt cao hơn các tầng chuyển tiếp.

Giá trị C/N ở tầng mặt các phẫu diện đã nghiên cứu dao động từ 4,62 - 22,0 (trung bình là 13,31) và ở tầng dưới từ 4,10 - 18,22 (trung bình là 11,16). Điều này chứng tỏ quá trình phân hủy nhanh các hợp chất hữu cơ trong điều kiện sinh thái thổ nhưỡng đặc trưng của vùng Tây Nguyên. Tầng mặt có tỷ lệ C/N cao hơn các tầng dưới là do hàm lượng chất hữu cơ tầng dưới thấp hơn và ở tầng dưới quá trình khoáng hóa diễn ra triệt để hơn trong điều kiện nóng ẩm đặc trưng của Đắk Lắk. Như vậy, có thể thấy khả năng cung cấp lượng dinh dưỡng nitơ từ mùn trong các loại đất nghiên cứu là rất cao. Đây cũng là một trong những nguyên nhân làm suy giảm trữ lượng mùn trong các loại đất này.
 

Bảng 2: Trữ lượng chất hữu cơ và mùn ở độ sâu 0 - 20cm và 0 - 100cm của một số loại đất phát triển trên sản phẩm phong hóa của đá bazan ở Đắk Lắk

 

Kết quả tính toán trữ lượng mùn và chất hữu cơ của các loại đất nghiên cứu được trình bày trong Bảng 2 cho thấy, ở độ sâu 0 - 20cm, trữ lượng hữu cơ dao động từ 23,74 - 64,16 tấn/ha và trữ lượng mùn dao động từ 40,90 - 110,55 tấn/ha; ở độ sâu 0 - 100 cm hàm lượng chất hữu cơ và mùn tương ứng dao động từ 60,34 - 193,53 tấn/ha và từ 103,71 - 332,03 tấn/ha. Trữ lượng mùn ở độ sâu 0 - 20 cm của nhóm đất đen từ 180,77 - 309,36 tấn/ha; nhóm đất nâu từ 181,70 - 332,03 tấn/ha; nhóm đất đỏ từ 107,71 - 125,88 tấn/ha.

4. KẾT LUẬN
Hàm lượng mùn trong đất là nguồn dinh dưỡng có tương quan chặt chẽ với độ phì nhiêu của đất. Nhìn chung, các loại đất phát triển trên sản phẩm phong hóa của đá bazan ở Đắk Lắk với các loại hình sử dụng đất khác nhau có hàm lượng carbon hữu cơ ở mức trung bình đến giàu; khả năng trao đổi cation (CEC) ở mức thấp đến trung bình. Tỷ lệ C/N trong các loại đất nghiên cứu thấp vì khả năng cung cấp N cho cây trồng của loại đất này tương đối tốt, điều này phản ánh rõ quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ trong điều kiện nhiệt đới ẩm cao nguyên đặc trưng của khu vực nghiên cứu.

Có sự dao động lớn về trữ lượng mùn giữa các loại đất nghiên cứu và giảm dần theo chiều sâu của phẫu diện. Trong điều kiện thâm canh các loại cây công nghiệp dài ngày (cà phê, cao su, hồ tiêu,…) trong một chu kỳ dài, trữ lượng chất hữu cơ và mùn của các loại đất nghiên cứu đã bị suy giảm mạnh.

Với các quá trình thổ nhưỡng đặc trưng của khu vực nghiên cứu, các cation kiềm và kiềm thổ bị rửa trôi mạnh đã tạo cho môi trường đất có phản ứng chua trong toàn phẫu diện và có đặc trưng nghèo kiềm, thành phần cơ giới thịt trung bình đến năng, tỷ lệ sét tăng dần theo chiều sâu của phẫu diện.

TÀI LIỆU THAM KHẢO