CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
4.1 Khái quát quá trình hình thành và phát sinh của đất tại khu vực nghiên cứu
4.1.1 Các nhân tố chủ đạo tham gia vào QTHT các loại đất trong khu vực nghiên cứu
Theo quan điểm phát sinh, sinh học của các nhà khoa học đất đứng đầu là V.V.Dukochaev họ cho rằng: Đất là một vật thể tự nhiên luôn biến đổi được hình thành do sự tác động tổng hợp của khí hậu và hoạt động của vi sinh vật lên mẫu chất, mức độ tác động này thay đổi theo địa hình. trong một thời gian nhất định.
( Trích bài giảng: Đất - Lập địa của Nguyễn Thị Bình - năm 2000)
Các yếu tố này luôn có ảnh hưởng tương hỗ lẫn nhau. Ví dụ: Khi điều kiện khí hậu bất lợi thường đi kèm với sự phát triển kém của thực vật. và có thể có sự khác nhau về địa hình và mẫu chất. Tuy nhiên tuỳ từng trường hợp mà từng yếu tố sẽ có mức độ ảnh hưởng khác nhau đến sự hình thành đất, trước hết xét về yếu tố mẫu chất.
a. Vai trò của đá mẹ và mẫu chất tham gia vào sự hình thành đất
Sự hình thành đất đặc biệt là trong điều kiện nhiệt đới ẩm được quyết định bởi các yếu tố địa chất tại khu vực và được thể hiện đặc biệt ở mối quan hệ hữu cơ giữa thành phần đá mẹ tạo đất và tính chất đất. Theo tài liệu tham khảo về địa chất và khoáng sản của Huyện Chư Păh, tại khu vực nghiên cứu các loại đất chính được hình thành và phát sinh trên nền một số loại đá mẹ sau: đá granit, đá bazan và đá phiến sét.
Do đặc điểm và tính chất của ba loại đá mẹ (đá granit, đá bazan và đá phiến sét) là một trong những nhân tố chủ đạo tham gia vào sự hình thành ba loại đất chính trên, đồng thời ảnh hưởng trực tiếp đến sự biến đổi một số tính chất lý, hóa học của đất đai.
Đặc biệt là đất được hình thành tại khu vực này thì vai trò của đá mẹ càng rõ rệt hơn.
Ví dụ: Đá axit (tỉ lệ SiO2 65 – 75 %) như đá granit khi phong hóa cho ra lớp đất mỏng, chua, nhiều cát, ít sét; đá bazan siêu bazo (tỉ lệ SiO2 < 40 %) cho ra tầng đất dày, pH trung tính hay kiềm, nhiều kiềm và kiềm thổ, sét cao, ít cát, cấu trúc đất thoáng, tốt...
* Đá granit: là dạng đá cổ, thành phần hoá học với hàm lượng SiO2 tương đối cao (60 – 70 %), Fe2O3 thấp (0,2 – 1,4 %), chứa nhiều K2O. Đá bị phong hoá theo cơ chế bóc vỏ gồm có cát silic với mảnh đá vụn.
Đất hình thành trên đá granit có thành phần cơ giới nhẹ, pha ít sét, màu vàng cam và tầng đất mỏng. Đá granit hình thành ra 3 nhóm đất chính: acrisols, lixisol và leptosols, trong đó nhóm đất acrisols là chủ yếu.
* Đá phiến sét: lớp đá này nằm chủ yếu ở lớp vỏ thổ nhưỡng chủ yếu phân bố ở ven suối hoặc ven các triền thấp của các đồi bazan hay phù sa cổ. Đá có màu thay đổi.
mức độ phong hóa cao, thường thấy đá mục nát ở đáy vỏ phong hoá.
Đất hình thành trên đá phiến sét thường có vàng hay vàng nhạt, thành phần cơ giới từ trung bình đến nặng, các chất dinh dưỡng khá. Do quá trình phong hóa mạnh cùng với xói mòn, rửa trôi nên tầng đất thường mỏng. Các đất hình thành trên đá này gồm các nhóm: Acrisols và chủ yếu là Chromic acrisols.
* Đá bazan: Đặc điểm chung của đá bazan là hàm lượng oxyt sắt cao (10 - 11
%), MgO (7 – 10 %), CaO (8 – 10 %), hàm lượng Natri cao hơn Kali, vì vậy các đá bazan thường có màu đen và trong điều kiện nhiệt đới ẩm đã phát triển thành một lớp vỏ phong hóa dày trung bình từ 20 - 30 m, có nơi dày từ 40 - 60 m và có màu nâu đỏ rực rỡ. Đá bazan được chia làm hai loại: bazan Pliocen - Pleistocen sớm được gọi là
"bazan cổ", bazan Pleistocen muộn - Halocen sớm được gọi là "bazan trẻ".
Bazan cổ là bazan tholei, khoáng tạo đá chủ yếu plagioclaz pyrocen và chứa ít olivin. Bazan cổ với hàm lượng SiO2 và Al2O3 cao hơn bazan trẻ và trải qua thời gian dài. tầng đất thường mỏng lẫn nhiều kết von. Bazan trẻ có hàm lượng SiO2, Al2O3 thấp hơn Fe2O3, còn MgO, K2O cao tạo nên vỏ phong hóa rất điển hình của đất nâu đỏ, tầng
đất đồng nhất, tơi xốp và có cấu trúc viên hạt, độ phì nhiêu cao. Các đất hình thành trên đá bazan là nhóm Ferrasols, Luvisols, Phaozem, Aldosols và rất ít Nitosols.
( Trích bài giảng: Đất - Lập địa của Nguyễn Thị Bình - năm 2000) b. Vai trò của khí hậu thủy văn, địa hình địa mạo
Qua số liệu khí tượng quan trắc đã xác định tính chất khí hậu của khu vực quan sát là khí hậu nhiệt đới gió mùa. Một năm có hai mùa rõ rệt: mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10, mùa khô kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, lượng mưa bình quân hàng năm khá cao 2300 mm, cộng với độ ẩm bình quân 85%, nhiệt độ bình quân trong năm là 220 C , với kiểu khí hậu này rất thích hợp cho sự sinh trưởng của các loại thực vật rừng, nhất là rừng ẩm lá rộng thường xanh. Với lượng mưa khá lớn và tập trung đã xảy ra quá trình xói mòn, rửa trôi mạnh, lôi cuốn sét mùn từ nơi cao xuống thấp, dẫn tới nhiều biến đổi quan trọng trong phân hóa vỏ thổ nhưỡng. Dưới sự ảnh hưởng của chế độ khí hậu nhiệt đới, các dạng phong hóa lý học (sự co giãn nhiệt độ) và phong hóa hóa học (H2O, CO2, và các dung dịch muối axít) đã biến đổi các loại khoáng felpars nguyên sinh thành các loại khoáng secquyoxit (Fe2O3, Al2O3) và khoáng sét cao lanh. Điều đó được thể hiện rất rõ là ở khu vực khảo sát và các vùng phụ cận đều xuất hiện loại đất feralit điển hình, loại đất này xuất hiện hình thành tầng tích tụ Fe2O3, điển hình của sản phẩm phong hóa triệt để từ khoáng felpatrs, đá mẹ nguyên sinh ở nền gốc chủ yếu là các loại đá: granit, phiến thạch sét, sa thạch.
Khu vực khảo sát có địa hình tương đối phức tạp, bị chia cắt bởi nhiều dông núi và khe suối. Độ cao trung bình từ 900 m - 1000 m, độ dốc trung bình từ 25-300, có nơi dốc đến 400. Độ cao tuyệt đối thấp nhất là 220 m, độ cao tuyệt đối cao nhất là 1485 m ( đỉnh Chư Pa). Độ cao giảm dần từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang Đông. Như ta đã biết địa hình tại đây là địa hình đồi núi, đất dốc, lồi lõm không đều, mà độ cao địa hình khác nhau nhận lượng bức xạ nhiệt khác nhau. Cứ lên cao 100 m nhiệt độ giảm 0,5 - 0,60 C. Độ dốc và hướng dốc khác nhau chế độ ánh sáng nhiệt khác nhau, dốc phía Bắc nhận nhiệt nhiều và cao hơn phía Nam. Địa hình nơi trũng thấp độ ẩm lớn hơn nơi cao (sườn, đỉnh). Ngoài ra, địa hình còn ảnh hưởng đến chế độ gió và lượng bốc và thoát hơi nước. Từ đó, gián tiếp ảnh hưởng tới quá trình hình thành đất. Địa hình thường tương tác với các yếu tố khác trong ảnh hưởng tới quá trình hình thành đất. Do đặc
độ mùa mưa kéo dài liên tục, nên hiên tượng xói mòn, rửa trôi diễn ra khá rõ nét, dẫn đến làm thoái hóa chất lượng đất tại khu vực nghiên cứu.
c. Vai trò của thực vật với tính chất đất đai
Rừng tại Chư Păh nói chung và ban quản lý rừng phòng hộ Ia Ly nói riêng có đặc trưng chung cơ bản của hệ sinh thái rừng ẩm nhiệt đới gió mùa, hệ thực vật phong phú và đa dạng nhiều loài cây như trâm, giẻ, thông tre, thông nàng…., nhưng hiện tại diện tích rừng đang bị thu hẹp, chất lượng rừng ngày càng giảm sút nghiêm trọng.
Nguyên nhân chủ yếu: một phần do ảnh hưởng chất độc hóa học trong chiến tranh Mỹ, Ngụy trước đây và ngày nay do áp lực gia tăng dân số quá mức dẫn đến thúc ép về lương thực, thực phẩm, kinh tế đời sống, nhà ở, đất canh tác nông nghiệp… vì thế rừng bị chặt phá thành nương rẫy, khai hoang thành đất nông nghiệp một cách bừa bãi, rừng bị khai thác qua lại nhiều lần, rút dần đường kính khai thác đến mức tối thiểu, rút ngắn chu kỳ khai thác… Tất cả những điều đó đã dẫn đến hậu quả làm phá vỡ cấu trúc của đất, bào mòn chất dinh dưỡng và hàm lượng mùn trong đất do khai thác kiêt quệ để trồng các loại cây lương thực, cây sản xuất mà không có sự bù đắp chất hữu cơ cần thiết trả lại cho đất. Do vậy, đất tại khu vực nghiên cứu có chiều dày tầng mùn chỉ đạt từ 0 - 20 cm, tốc độ rửa trôi theo chiều sâu khá mạnh do tán rừng bị phá vỡ, Nơi nào rừng bị phá hoại mạnh, hiện tượng xói mòn, rửa trôi diễn ra liên tục, gây ra sự biến đổi về chất lượng đất càng nghiêm trọng, làm cho đất trở nên bạc màu, nghèo dinh dưỡng… Điều đó cho thấy rõ rừng đóng vai trò tích cực trong quá trình hình thành và cải tạo đất, Vì vậy cần phải có biện pháp quản lý, bảo vệ rừng tốt thì đất mới nhanh chóng phục hồi độ phì nhiêu và xúc tiến mạnh tiểu tuần hoàn sinh học vật chất khép kín, một trong những thành tố quan trọng tham gia vào quá trình hình thành đất, hay nói cách khác sự phân giải và hợp thành các chất hữu cơ có ảnh hưởng rất lớn đến tính chất của đất đai và cũng chính là bản chất của quá trình hình thành đất tại khu vực nghiên cứu. Qua quá trình tiểu tuần hoàn sinh vật về vật chất của thực vật theo thời gian, các chất hữu cơ và chất khoáng dinh dưỡng chủ yếu tập trung ở lớp đất mặt và đã hình thành các tầng trong phẫu diện như:
- Tầng A: tầng đất mặt, tầng tích lũy và các chất khoáng dinh dưỡng - Tầng B: là tầng tích tụ các sản phẩm rửa trôi từ các tầng trên - Tầng C: tầng mẫu chất (tầng phong hóa).
4.1.2 Một số quá trình hình thành ba loại đất chủ yếu tại khu vực nghiên cứu Sự hình thành phát triển đất trong khu vực phụ thuộc nhiều vào các nhân tố đá mẹ, địa hình, địa mạo, khí hậu thủy văn và sinh vật… nhưng quan trọng nhất là quá trình biến đổi, phong hóa của lớp đá mẹ. Qua khảo sát trên các tuyến điều tra và các phẫu diện trong các ô tiêu chuẩn, cùng với sự tham khảo số liệu địa chất của Huyện Chư Păh, chúng tôi nhận thấy đất ở khu vực nghiên cứu được hình thành bởi một số quá trình chủ yếu sau:
4.1.2.1 Quá trình feralit
Đây là quá trình phổ biến trên nền đất tại chỗ dưới ảnh hưởng trực tiếp của khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, mưa mùa (theo Phritland, 1959) với đặc điểm khí hậu nhiệt đới đặc trưng như vậy sẽ hình thành một dạng đất feralit mang tính nhiệt đới. Trong điều kiện nhiệt đới ẩm nhờ tác dụng trực tiếp của nhiệt đô cao và ẩm nhiều cũng như tác động mạnh của thực vật mà khoáng nguyên sinh và ngay cả khoáng thứ sinh cũng bị phân hủy. Những biểu hiện của dạng đất feralit tại khu vực khảo sát mang những đặc điểm cơ bản sau:
Đất có đặc tính chua rõ rệt. Ở phạm vi từ tầng mặt đến độ sâu 80 cm, pH(H20) dao động quanh trị số 5, pH(KCl) biến động từ 4,0 - 4,5.
Mùa mưa rửa trôi cation kiềm diễn ra rất rõ. Số liệu phân tích cho thấy lượng Ca2+, Mg2+ giảm rõ theo độ sâu, dẫn đến độ no bazo thấp.
Đặc điểm điển hình của quá trình feralit là hình thành tầng tích tụ đất với màu sắc đặc trưng đỏ và nâu đỏ. Độ dày tầng B biến động từ 0,5 - 1,0 m. Màu sắc đỏ vàng đặc trưng do hình thành các loại khoáng Fe, Al như Fe2O3, Al2O3 tích đọng lại các dạng khác nhau như kết von, đá ong hóa…
Một biểu hiện quan trọng của quá trình feralit là hàm lượng sét hoá khá cao (khoáng thứ sinh sản phẩm phong hóa của các loại khoáng nguyên sinh thuộc nhóm silicate). Chất khoáng bị phá hủy thành keo sét kaolinit.
Vào mùa mưa, các ion Fe3+ di chuyển từ tầng mặt xuống tầng sâu, ngược lại vào mùa khô các ion Fe3+ di chuyển từ tầng sâu lên tầng mặt. Do bốc hơi vật lý các ion Fe3+ theo mao quản đi lên gặp O2 sẽ biến từ Fe2+ thành Fe3+. Các dung dịch Fe gặp các mẫu kết tinh (mảnh vụn, mẫu chất nguyên sinh) thấm dần và oxy hóa thành Fe2O3 và
Al2O3. Đặc điểm hạt kết tụ màu nâu đỏ, màu xám hay màu cánh dán (hiện tượng kết von giả).
Kết von tổ ong hay đá ong là một khối rắn hình lỗ chỗ như tổ ong, tạo nên do oxyt sắt và nhôm gắn những sản phẩm của của đá bị phong hóa. Kết von tổ ong hình thành do nước ngấm và nước mao dẫn mang đến tầng đất nào đó gặp điều kiện thích hợp (pH, nồng độ dung dịch tăng, sắt bị oxy hóa…) sẽ kết tủa và gắn những phần tử đất thành một khối có hình tổ ong, có quan hệ chặt chẽ với nước ngầm.
Kết von tròn là những vật rắn tròn hay gần tròn đường kính từ 1 đến 10 mm tích luỹ nhiều sắt và căn bản hình thành do những chất hòa tan trong dung dịch đất (đặc biệt là sắt) kết tủa thành vành đồng tâm và chứa ít khoáng vật của đá mẹ còn lại. Kết von hình tròn hình thành do bazơ ngưng tụ sắt… còn kết von tổ ong cấu tạo do dung dịch bốc hơi rồi sắt kết tủa.
Kết von giả gồm những mảnh đá phong hóa và khoáng vật vỡ, phần nhiều là thạch anh có lớp oxyt sắt bọc, đôi khi dày vài milimet. Chúng khác với kết von chặt ở chỗ dạng thường không tròn và có hình dạng mảnh đá hay khoáng vật vỡ.
4.1.2.2 Quá trình Macgalit – Feralit
Được hình thành trên sản phẩm phong hóa đá mẹ là đá bazan. Lượng mưa và độ ẩm tương đối cao, quá trình rửa trôi yếu. Sản phẩm phong hóa của nhiều cation kiềm và kiềm thổ, nó là trung gian giữa quá trình Feralit và quá trình Macgalit. Đây cũng là một quá trình hình thành đất xảy ra tại khu vực nghiên cứu.
4.1.2.3 Quá trình bào mòn, rửa trôi
Do địa hình phân bố dốc mặt khác rừng đã bị tác động nên độ tàn che và lớp thảm thực bì phủ bề mặt rừng bị giảm đi đáng kể. Mặt khác với mùa mưa kéo dài 6 tháng/năm (từ tháng 5 đến tháng 10) và lượng mưa tập trung lớn 2300 mm nên quá trình xói mòn xảy ra rất rõ nét. Qua quan sát phẫu diện được đào tại khu vực nghiên cứu cho thấy tầng A không dày lắm có phẫu diện tầng A chỉ còn khoảng 7 cm. Đây là dấu hiệu cho thấy quá trình xói mòn đất.
4.1.2.4 Quá trình mùn hoá
Vai trò chất hữu cơ rất quan trọng trong đất vùng đồi núi. Quá trình canh tác bất hợp lý đã làm giảm lượng mùn trong đất. Suy thoái đất trước hết là suy thoái chất hữu