Bài giảng Khoa học đất - Chương 3: Các yếu tố hình thành đất

Chương 3: Các yếu tố hình thành đất khái niệm về đất • Đất là một phần của vỏ trái đất, nó là lớp phủ của lục địa mà bên dưới nó là đá và khoáng sinh ra nó, bên trên là thảm thực bì và khí quyển khái niệm về đất • Theo nguồn gốc phát sinh, tác giả Dokuchaev định nghĩa: Đất là một vật thể tự nhiên được hình thành do sự tác động tổng hợp của năm yếu tô là: Khí hậu, đá mẹ, địa hình, sinh vật và thời gian. • Đất được xem như một thể sống, nó luôn luôn vận động, biến đổi và phát triển các vật liệu đầu tiên trong đất • thuyết “Big Bang” để giải thích cho sự ra đời của các hành tinh và các ngôi sao trong vũ trụ • Trong số hàng triệu mảnh vở bay ra có 9 mảnh nhận được lực cân bằng nên quay ổn định trên quỹ đạo của nó, đó là 9 hành tinh quay quanh mặt trời (hiện nay còn 8 hành tinh), trong đó có trái đất các vật liệu đầu tiên trong đất • Trái đất được hình thành cách đây 4,55 tỷ năm và sự sống xuất hiện trên bề mặt của nó khoảng 1 tỷ năm. Kể từ đó, sinh quyển của Trái Đất đã có thay đổi đáng kể bầu khí quyển và các điều kiện vô cơ khác • Người ta hy vọng rằng Trái Đất còn có thể hỗ trợ sự sống thêm 1,5 tỷ năm nữa, trước khi kích thước của Mặt Trời tăng lên và tiêu diệt hết sự sống các vật liệu đầu tiên trong đất • Các mảnh vỡ do phong hóa được gọi chung là “vật liệu phong hóa”. Các vật liệu phong hóa thì không thể đứng yên dưới tác động của các yếu tố khí hậu (mưa, gió...) mà chúng bị mang đi và tích tụ lại một nơi nào đó • “mẫu chất” và mẫu chất có thể hình thành đất khi có điều kiện • Địa hình • Mẫu chất • Sinh vật • Thời gian • Khí hậu Đất ở những vị trí khác nhau là khác nhau bởi vì tác động của những yếu tố này khác nhau ở từng vị trí. Các yếu tố hình thành đất • Địa hình • Mẫu chất • Sinh vật • Thời gian • Khí hậu Yếu tố địa hình • Các tầng khác nhau trong đất là do sự khác nhau của mực thủy cấp • Phân cấp sự thoát thủy – Thoát thủy tốt – Thoát thủy trung bình – Thoát thủy yếu – Thoát thủy kém Đất phát triển tốt ở vùng thoát thủy tốt Đất ít phát triển nhất ở vùng bị rửa trôi, Đất tích tụ các thành phần từ địa hình cao Đất ngập nước Các đốm màu sáng càng gần bề mặt Tốt Trung bình Yếu Kém Phân cấp sự thoát thủy Địa hình – xói mòn & tích tụ Vùng trên cao bằng phẳng Vùng triền đồi có độ dốc lớn Vùng triền đồi thoai thoải Vùng chân đồi • Vùng trên cao bằng phẳng (Summit) • ít bị xói mòn nhất và đất có mức độ phát triển nhất (sự phân tầng rõ nhất) • Vùng triền đồi thoai thoải (Backslope) giống như vùng summit trừ khi độ dốc • lớn hơn 20%. Vùng triền đồi có độ dốc lớn (shoulder) Xói mòn nhiều nhất Sự thấm nước ít nhất  đất có mức độ phát triển kém nhất Ap Bw Bk BC C Vùng chân đồi (footslope) • Tích tụ vật liệu từ vùng cao • Nó cũng có thể bị rửa trôi do nước Ap A1 A2 A3 AB Btg Water Ví dụ ở Minnesota Sườn đồi phía Nam - ít cây cối - đất có mức độ phát triển ít hơn Sườn đồi phía Đông - nhiều cây cối - đất có mức độ phát triển nhiều hơn Các yếu tố hình thành đất • Địa hình • Mẫu chất • Sinh vật • Thời gian • Khí hậu Mẫu chất Đất được hình thành chủ yếu từ các loại mẫu chất sau: • Sandstone • Limestone • Basalt • Granite Sự vận chuyển của mẫu chất • Do nước (lắng tụ) = trầm tích hồ, trầm tích biển, phù sa (Alluvium) • Do gió = trầm tích do gió cuốn (loess) • Do trọng lực = sườn tích, tụ thổ (colluvium) • Do băng hà = trầm tích do băng hà (Glacial) alluvium colluvium Trầm tích do gió cuốn Loess – các hạt thịt (0,05 - 0,002mm) Đụn cát (eolian sand) Các yếu tố hình thành đất • Địa hình • Mẫu chất • Sinh vật • Thời gian • Khí hậu • Thực vật – cung cấp chất hữu cơ Đồng cỏ: hệ thống rễ cỏ cung cấp chất hữu cơ trên 60 cm đất Ap A AB Bg Rừng: lá rụng trên mặt đất mỗi năm cung cấp chất hữu cơ trên 1 dm Rừng & đồng cỏ • Tấm lá chắn sinh học che chở cho đất • Bổ sung thành phần hữu cơ cho đất – Nhờ vào sự thay đổi của thực vật trên 8000 năm qua, đất được hình thành dưới những cánh rừng và đồng cỏ Yếu tố hình thành đất – SINH VẬT • Động vật ~ trộn đất – Động vật thân mềm (giun đất), – Chân đốt, – Thú có thể hình thành cấu trúc của tầng đất. Yếu tố hình thành đất – SINH VẬT • Vi sinh vật – Phong phú với nhiều chủng loại – Có thể có tới hàng trăm triệu con / 1 g đất. – Các quá trình có sự tham gia của VSV: • phân giải xác hữu cơ, • hình thành mùn, • chuyển hoá đạm trong đất, • cố định đạm từ khí trời – Sinh khối vsv lớn, góp phần cung cấp chất hữu cơ và tạo độ phì đất. Tiến trình xảy ra ở vùng có ảnh hưởng của sinh vật: (a) sự hấp thụ năng lượng và các chất thông qua quang hợp; (b) sự phân hủy chất dư thừa của thực vật; (c) sự trao đổi cation và (d) sự tạo thành các phức giữa khoáng và chất hữu cơ. Các yếu tố hình thành đất • Địa hình • Mẫu chất • Sinh vật • Thời gian • Khí hậu Yếu tố hình thành đất - THỜI GIAN • Sinh vật và khí hậu tác động lên mẫu chất và địa hình theo thời gian • Tuổi của đất được xác định dựa trên mức độ phát triển của đất chứ không phải là số năm mà nó hình thành • Bao lâu để gọi là đất già thì tùy thuộc vào mật độ của các tiến trình hình thành đất hay của 4 yếu tố hình thành đất bên trên Phân loại tuổi Young Juvenile A C A Bw C Mature A E Bt C Adult A E Bt1 Bt2 Old Age “Senile” A E Btqm Bqm Tính chất của đất già • Mất chất dinh dưỡng (các base) = pH thấp làm cho đất chua hơn • Tăng hàm lượng sắt làm cho đất có màu nâu hoặc đỏ hơn • lớp mẫu chất bị Phong hóa sâu hơn làm cho đất có phẫu diện sâu hơn chức năng của đất • Môi trường để các loại cây trồng sinh trưởng và phát triển. • Địa bàn cho các quá trình biến đổi và phân hủy các phế thải hữu cơ và khoáng. • Nơi cư trú cho các động vật đất. • Địa bàn để cung cấp nước và lọc nước. • Địa bàn cho các công trình xây dựng. Các yếu tố hình thành đất • Địa hình • Mẫu chất • Sinh vật • Thời gian • Khí hậu Nhiệt độ  sự phát triển của đất: Nóng hơn = Nhanh hơn Lạnh hơn = chậm hơn Mưa - Nhiều hơn = rửa trôi nhiều hơn Vùng rửa trôi - được xác định bằng vị trí của CaCO3 trong phẫu diện Nhiệt độ và mưa ảnh hưởng đến sét, carbonate và chất hữu cơ Nhiệt độ và mưa ảnh hưởng đến pH đất Chỉ số khô khan (I): P T + 10 Trong đó: P: Lượng mưa trung bình T: Nhiệt độ trung bình I = Ví dụ: - Ở Phan Rang 690 28 + 10 pH đất: 6 – 6,5 IP = = 18 - Ở Huế 3000 25 + 10 pH đất: 4,5 – 5,5 IP = = 85 Các yếu tố hình thành đất • Khí hậu: Vùng nhiệt đới hoặc cận nhiệt đới, sự phong hóa thường rất mạnh. Oxide Fe, Al SiO2 và các base Rửa trôi swf