Tulieu tham khảo

BÀI 1 ĐẤT VÀ VAI TRÒ CỦA ĐẤT
TRÁI ĐẤT NHÌN TỪ VỆ TINH
ĐỊA QUYỂN - PEDOSPHERE
Quan niệm của địa quyển là nơi giao hòa giữa các quyển khác nhau:
– Khí quyển: Atmosphere
– Sinh quyển
Biosphere
– Nước quyển
Hydrosphere
– Đá quyển
Lithosphere
Chương 1: Nguồn gốc của đất.
1.1. Định nghĩa về đất:
Đất là vật chất hữu cơ hay vô cơ không vững chắc trên bề mặt của trái đất đóng vai trò là môi trường tự nhiên cho cây trồng sinh trưởng và phát triển
ĐẤT LÀ MỘT HỆ THỐNG CHỨC NĂNG PHỨC TẠP
1.1 ĐỊNH NGHĨA VỀ ĐẤT
Định nghĩa 1: Đây là định nghĩa từ thuật ngữ chuyên môn của ngành Khoa học đất:
Đất – (i) Vật chất hữu cơ hay vô cơ không bền vững trên bề mặt của quả đất có chức năng như là một môi trường tự nhiên cho sự sinh trưởng của cây trồng. (ii) Vật chất hữu cơ hay vô cơ không bền vững trên bề mặt quả đất này phải chịu các ảnh hưởng của các yếu tố môi trường như: khí hậu (bao gồm ảnh hưởng của nước và nhiệt độ), sinh vật và vi sinh vật, dưới tác động của địa hình, diễn ra trên đá mẹ trải qua một thời kỳ lịch sử. Sản phẩm là đất khác biệt với nhau bởi các đặc tính vật lý, hóa học, sinh học, hình thái và các đặc trưng khác.

Định nghĩa 2: Định nghĩa của Soil Taxonomy, phiên bản thứ 2
Đất – đất là một vật thể tự nhiên bao gồm các chất rắn (khoáng và chất hữu cơ), chất lỏng, và khí được tìm thấy trên bề mặt của quả đất, chiếm chỗ, và được mô tả bởi các yếu tố sau: tầng địa chất hay lớp địa chất, chúng có thể phân biệt từ vật chất khởi thủy ban đầu là kết quả của sự thêm vào, mất đi, vận chuyển và biến đổi năng lượng và vật chất hay khả năng chống đỡ cây trồng trong môi trường tự nhiên.
1.1 ĐỊNH NGHĨA VỀ ĐẤT tt
Định nghĩa 2: Định nghĩa của Soil Taxonomy, phiên bản thứ 2
Đất – đất là một vật thể tự nhiên bao gồm các chất rắn (khoáng và chất hữu cơ), chất lỏng, và khí được tìm thấy trên bề mặt của quả đất, chiếm chỗ, và được mô tả bởi các yếu tố sau: tầng địa chất hay lớp địa chất, chúng có thể phân biệt từ vật chất khởi thủy ban đầu là kết quả của sự thêm vào, mất đi, vận chuyển và biến đổi năng lượng và vật chất hay khả năng chống đỡ cây trồng trong môi trường tự nhiên.
Một số định nghĩa khác
Nông nghiệp: “là một thể tự nhiên chức năng được hình thành bởi khoáng, chất hữu cơ và các cơ thể sống”
Xây dựng: “là vật chất khoáng bị vỡ vụn tại, hoặc gần bề mặt cộng với không khí, nước, chất hữu cơ, và các vật chất khác”
Thực tiễn: “là kho dự trữ nước, oxy, dinh dưỡng, và các vi sinh vật có lợi; cung cấp nguồn sống vật lý cho cây trồng”
Vai trò của đất
Môi trường sinh trưởng của thực vật
Hệ thống điều hòa chế độ nước
Hệ thống luân chuyển vật chất
Nơi trú ngụ của sinh vật
Nền tảng xây dựng các cơ sở hạ tầng
BÀI 2 SỰ HÌNH THÀNH ĐẤT
Sự phong hóa các loại đá và khoáng chất
Hình thành đất – phát sinh đất
Vỏ ngoài
Lớp vỏ
Lõi ngoài
Đá quyển
Lớp vỏ trên
Vỏ tiếp tục di
chuyển xuống
Phần vỏ
CẤU TRÚC CỦA
QUẢ ĐẤT
Thềm lục địa
Thềm đại dương
Cùng một loại đá, nhưng tại sao bề mặt lại khác nhau???
Sao thổ
Trái đất
Đất hình thành từ đâu?
Đất có ở mọi nơi, Nhưng nó phát triển như thế nào?
Nguyên nhân nào làm cho một loại đất này thì màu mỡ, còn loại đất kia lại nghèo nàn?
Đá có liên quan gì tới đất?
1.2. Sự hình thành và phát triển của đất
?
Đá mẹ
CÁC GIAI ĐOẠN HÌNH THÀNH ĐẤT
1.2.1. Quá trình phong hóa đá
Phong hóa là quá trình mà tất cả các loại đá trên bề mặt của quả đất bị phá hủy
Phong hóa xảy ra cả về hóa học (chemical decomposition) lẫn cơ học (mechanical disintegration)
Các loại đá khác nhau, phong hóa theo những cách khác nhau và tạo ra các loại đất khác nhau
Đá phong hóa xảy ra bên trong. Nó khác so với sự xói mòn liên quan đến sự di dời của vật chất từ nơi này đến nơi khác
Phong hóa vật lý
Định nhĩa: Phong hóa vật lý là sự phá hủy cơ học đối với đá mẹ và khoáng, không có sự biến đổi về thành phần hóa học của chúng.
Phong hóa vật lý được gây ra bởi gió, nước và băng.
Tiến trình phong hóa vật lý:
Dao động nhiệt theo mùa, ngày và đêm – xảy ra khi nhiệt độ lạnh vào ban đêm và gia tăng vào ban ngày. Nước thâm nhập vào các khe nứt của đá làm thúc đẩy quá trình phong hóa vật lý.
2) Phong hóa sinh học –
Rễ cây phát triển bên trong các khe nứt và làm mở rộng các khe nứt


***phong hóa sinh học là sự phá hủy cơ học và thay đổi hóa học của đá mẹ và khoáng dưới tác động của sinh vật và sản phẩm hoạt động của chúng.

Tiến trình phong hóa vật lý (tt)
3) Mảng tróc được hình thành khi đá ở bề mặt bị ăn mòn.
Xuất phát từ các lớp sâu của đá mẹ, đá dần dần được nâng lên và Sau khi đá được hình thành sau trong lòng đất chúng được phơi bày lên trên bề mặt của quả đất, mở rộng và dần dần hình thành các tầng đất
Phong hóa hóa học
Phong hóa hóa học: là quá trình thay đổi hóa học và phá hủy đá mẹ và khoáng, hình thành các khoáng mới và hợp chất mới.
Đá bị phá hủy bởi sự thay đổi về hóa học – nước luôn luôn đóng vai trò quan trọng.
Ví dụ:
Carbon dioxide (CO2 )hòa tan trong nước mưa tạo thành acid carbonic acid ( làm tan đá vôi trong dung dịch calcium hydrogen carbonate.
Quá trình phong hóa hóa học ở đá vôi (limestone) diễn ra nhanh hơn đối với sa thạch (limestone) và gia tăng khi có nhiệt độ.
Phong hóa hóa học (tt)
Quá trình phong hóa hóa học diễn ra nhanh ở ở các cạnh, mỏm đá sắc nhọn nơi có bề mặt tiếp xúc lớn và thể tích nhỏ. Khi đó phản ứng hóa học diễn ra nhanh hơn.
Dần dần các mỏm, cạnh sắc nhọn sẽ mòn dần.
Phong hóa hóa học (tt)
Phong hóa hóa học tạo ra sét chất mà thực vật có thể phát triển.
Một hỗn hợp của xác bã thực vật, sét, mảnh đá vỡ chứa các hạt cát và thịt tạo thành đất.
Một phần còn lại của đất từ đá vôi
Đất này được phong hóa từ đá vôi – đá nền
Đá vôi: CaCO3
Rễ cây cỏ là cho đất có màu xẫm.
Phong hóa hóa học (tt)
Một số loại phong hóa hóa học như : sự thủy hóa, sự tan rã, sự ôxy hóa.
Phong hóa hóa học có khuynh hướng làm suy yếu đá, vì vậy là chúng dễ bị phá hủy.
Mối quan hệ giữa phong hóa vật lý & hóa học
Phong hóa vật lý và hóa học xảy ra cùng lúc.
Phong hóa vật lý phá vỡ đá thành các mảnh nhỏ, phong hóa vật lý thúc đẩy quá trình phân hủy xảy ra xa hơn nữa.
Sự phong hóa được kiểm soát
hầu hết bởi khí hậu. Càng
nhiều nước hữu hiệu, quá
trình phong hóa hóa học
diễn ra càng nhanh.
Thêm vào đó, nhiệt độ ấm
thúc đẩy quá trình diễn ra
nhanh hơn.
Sự kết hợp giữa vật lý và hóa học
Sự kết hợp giữa phong hóa vật
Lý và phong hóa hóa học tạo thành
các mảng tróc.
Phong hóa hóa học (chủ yếu là sự
Oxy hóa) tạo ra các dải đồng tâm
Trên mẫu đá
CÁC PHẢN ỨNG HÓA HỌC TRONG QUÁ TRÌNH PHONG HÓA
Phản ứng hòa tan đồng đẳng
Phản ứng hòa tan không đồng đẳng
Phản ứng oxy hóa – khử
Phản ứng tạo phức/chelate
Trong điều kiện khí hậu khô cằn, quá trình phong hóa xảy ra rất chậm vì thiếu nước.
Trong điều kiện này, quá trình phong hóa vật lý xảy ra ưu thế hơn
Tuy nhiên, vì phog hóa vật lý lại dựa vào phong hóa hóa học, nó vẫn hoàn toàn diễn ra chậm.
Tóm tắt quá trình phong hóa
Đá (magma,
trầm tích, biến tính)
Phá vỡ vật lý
Sự phân hủy
Sự phân hủy
thànhkhoáng
Phá vỡ hóa học
Dung dịch
Dung dịch
Thủy phân
Dung dịch acid hữu cơ
Phân hủy, oxy hóa và
Hydrate hóa
Phân hủy và kết hợp
Hóa học và vật lý
Sự biến đổi
Tiếp tục phân hủy
Giảm về kích thước
Sét silicate
Các sét khác
Hydro oxyt của
Fe, Al
Hợp chất hữu cơ của
Al3+ và Fe3+
Acid silic
Khoáng hòa tan.
Vd: Ca2+, Mg2+, K+,
Na+, Fe2+, SO42-
Khoáng nguyên sinh
Vd: thạch anh
Các khoáng phong hóa rất chậm
Vd: thạch anh, muscovite
Các khoáng phong hóa chậm
Vd: felspars, biotite
Các khoáng phong dễ dàng
Vd: calcite, augite, hornblende
Phân hủy
Hòa tan
Quá trình hình thành đất
Sự thêm vào (additions)
Sự mất đi (Losses)
Sự di dời (Translocation)
Sự biến đổi (Transformation)

CÁC TIẾN TRÌNH HÌNH THÀNH ĐẤT CHÍNH
Sự biến đổi
- Phong hóa khoáng
- Sự phân rã của chất hữu cơ
Sự di dời
- Sự di chuyển vật chất theo hướng nằm
ngang và thẳng đứng
- Chìa khóa để hình thành các tầng đất
Thêm vào:
- Chất hữu cơ từ xác bã thực vật
- Gió thổi bụi
Mất đi:
- Xói mòn hay trực di do nước
- Sự phân hủy của chất hữu cơ thành CO2
Các yếu tố hình thành đất
Đá mẹ
Khí hậu: nhiệt độ và mưa
Sinh học: thực vật, vi
sinh vật, động vật đất, con người
Địa hình: độ dốc, hướng, vị trí
Thời gian: đá mẹ bị phong hóa
Các yếu tố hình thành đất
(Địa hình)
(Sinh học)
Đất là gì?
Là một vật thể tự nhiên chức năng có các đặc tính từ sự kết hợp các ảnh hưởng của nhiệt độ và hoạt động sinh học, bị biến đổi bởi địa hình, xảy ra trên đá mẹ trải qua một thời gian.
1. Đá mẹ
Đá phún suất (magma): Granit, bazan
Đá trầm tích: Cát kết, sa thạch (Sandstone), đá vôi (Limestone)
Đá biến tính
ĐÁ MẸ
Sedimentary (trầm tích)
Đá biến chất (metamorphic)
Đá phún xuất (igneous)
ĐÁ PHÚN XUẤT
Hình thành bởi sự phun trào của núi lửa, sau
đó bị làm lạnh hay đông đặc
Nếu xảy ra trên bề mặt: hình thành các loại đá:
Vd: basalt, rhyolite
Nếu xảy ra ở dưới bề mặt quả đất:
Vd: Granite,gabbro,pegmatite
CẤU TRÚC, MÀU SẮC ĐÁ PHÚN XUẤT)
Cấu trúc
Thô
Trung bình
Mịn
Các khoáng khác nhau phong hóa theo những cách khác nhau và cường độ khác nhau thể hiện trên cùng một mẫu đá Granit với dạng tinh thể
Thạch anh – cứng – phong hóa vật lý – cát
Feldspar và Mica – ít cứng hơn – phong hóa hóa học - sét
ĐÁ TRẦM TÍCH VÀ ĐÁ BIẾN TÍNH
Một số loại đá trầm tích và biến tính quan trọng và các khoáng
phổ biến chiếm ưu thế
Khoáng chiếm ưu thế
Đá trầm tích
Đá trầm tích
Loại đá
Đá trầm tích (Sedimentary)
Được hình thành bởi sự lắng đọng từ thể vẩn (suspension) hay sự kết tủa của dung dịch.
Vd: Đá vôi (Limestone),

đá phiền sét (shale),

đá cát kết

hay sa thạch (sandstone),

đá sét (siltstone)
Metamorphic (đá biến chất)
Được hình thành bởi sự biến đổi của đá từ
phún xuất hay trầm tích dưới ảnh hưởng của
nhiệt độ và áp suất.
Đá vôi (limestone) → cẩm thạch (marble )
Đá phiến sét (shale)→ đá xám đen (slate)
Sa thạch hay (sandstone) → quartzite
Đá granit (granite) → Đá gơnai (gneiss)
KHOÁNG NGUYÊN SINH VÀ THỨ SINH
Khoáng nguyên sinh
Khoáng thứ sinh
Bền nhất
Kém bền nhất
SỰ PHÂN BỐ CỦA CÁC LOẠI KHOÁNG
TRONG CÁT, THỊT VÀ SÉT
Thạch anh
Các khoáng thứ
sinh khác
Khoáng silicate
nguyên sinh
Khoáng silicate
thứ sinh
Tỷ lệ phân bố tương đối (%)
Sét Thịt Cát
HÌNH ẢNH MỘT SỐ LOẠI ĐÁ
Chu kỳ của đá - The Rock Cycle
Mineralogical Society of America
Nước vận chuyển
Trọng lực
Lắng ở hồ
Lắng ở suối
Lắng ở biển
Lắng bởi băng
Gió vận chuyển
Đá và
khoáng
Thực
Vật
Chất hữu cơ
Khí hậu
ẩm ướt
Gió vận chuyển
Lắng bởi gió
Lắng bởi nước
Gió vận
chuyển
Băng vận chuyển
Phần còn lại
Của đá mẹ
NGUỒN GỐC CỦA ĐÁ MẸ
Transported Parent Materials
Nước – Sông suối = Đất phù sa (Alluvium)
Gió = cát và thịt (loess-hoàng thổ)
Trọng lực = colluvium
Băng = trầm tích băng hà
Sorted Parent Materials
Nước
Outwash – tác động lên cát, sỏi
Lacustrine – lắng tụ ở hồ - sa cấu sét và thịt – đá trầm tích – địa hình bằng thẳng, hình thành ở đáy hồ
Beach Ridge
Gió
Hoàng thổ – gió thổi các hạt thịt (đường kính từ 0,02- 0,05mm)
Cát - cồn cát – Gió thổi cát (cát do gió)
Khí hậu xác định trạng thái tự nhiên và cường độ của sự phong hóa của đá mẹ
Nhiệt độ và lượng mưa là hai yếu tố khí hậu chính ảnh hưởng đến sự hình thành đất
Các yếu tố hình thành đất – Khí hậu
TÁC ĐỘNG CỦA MƯA: Lượng nước mưa
thấm xuyên qua phẩu diện đất
Tính thấm
Nhiệt độ/sự bay hơi
Phân bố theo mùa
Địa hình
Các yếu tố hình thành đất – Sinh học
Động vật – Quần xã sinh vật gồm giun đất, bọ cạp, chuột chũi, chuột túi ~ quần xã này làm thay đổi cấu trúc của tầng đất.
TÁC ĐỘNG YẾU TỐ SINH HỌC
Sự tích lũy chất hữu cơ
Đất đồng cỏ
Đất rừng
Sự tích lũy
Chất hữu cơ
Vùng vị rửa trôi
Oxyt và sét
Cấu trúc khối cạnh
Phát triển
Tích lũy
Sét, hydro oxyt
Cấu trúc lăng trụ
Phát triển
Cấu trúc nhẹ của đá mẹ
Bị phân hủy, phong hóa
Tích lũy CaCO3, CaSO4
Đá mẹ không
phong hóa
TÁC ĐỘNG YẾU TỐ SINH HỌC
Chu trình Cation
Cây độc cần
Cây gỗ thích
TÁC ĐỘNG YẾU TỐ ĐỊA HÌNH

TÁC ĐỘNG QUA LẠI GIỮA ĐỊA HÌNH
VÀ ĐÁ MẸ
Summit and Backslope
Đỉnh đồi có mức đọ xói mòn thấp nhất và mức độ phát triển cao nhất (nhiều tầng đất nhất)
Phân giống tương tự như đỉnh đồi trừ
khi độ dốc quá 20%.
summit
backslope
Shoulder
Xói mòn cao nhất, nước thấm vào ít
nhất 0 nước chảy tràn cao nhất – đất
kém phát triển nhất
Ap

Bw



Bk

BC

C
shoulder
Chân đồi
Lắng tụ các vật chất từ các vùng ở cao, có thể gần mực nước, có tỷ lệ lọc nước cao nhất vì nước từ tầng trên chảy xuống.
Ap
A1
A2
A3

AB
Btg
Water
Trầm tích tầng trên
Chân đồi
TÁC ĐỘNG YẾU TỐ THỜI GIAN
www.soils.umn.edu/.../ soil2125/doc/s4chp4.htm
SỰ TÁC ĐỘNG QUA LẠI GIỮA CÁC YẾU TỐ
1.2.4. Thành phần chính của đất
Mô tả kết cấu trung bình của đất mặt (bởi thể tích)
Tỷ lệ phần trăm lý tưởng cho cây
1.2.5. Đơn vị của đất
Pedon
Thể tích nhỏ nhất được xem như là “1 soil” Diện tích xấp xỉ 1 m2, có hình dạng 6 góc cạnh không bằng phẳng và được xem như là 1 đơn vị quan trắc hay đơn vị mẫu
Polypedon
Hai hay nhiều pedon giống nhau nằm liền kề bị chặn bởi những mặt bên không phải là đất hay những pedons có cấu trúc không giống nhau
Đại diện nhất của một khối đất tự nhiên như một đơn vị bên trong thảm đất (the continuum of soils)
Đường biên giới có thể thay đổi dần dần
Polypedons là những thực thể được lập nên bản đồ và được phân loại trong bản đồ địa chất

1.2.6. Sự phát triển của đất và hình thành phẩu diện
Phẩu diện đất hay còn gọi là mặt cắt thẳng đứng của các tầng đất
Đá nền
1.2.6. Phẩu diện đất
Phẫu diện đất là một trắc diện thẳng đứng, thể hiện các tầng phát sinh của một loại đất.
Trong một phẫu diện đất thường xuất hiện các tầng phát sinh chính, phụ tầng, tầng chuyển tiếp.
Tầng phát sinh là tầng đất có các tính chất vật lý, hóa học được phân biệt rõ ràng, các tầng này nằm gần như song song với mặt đất. Từ mặt đất đến đáy phẫu diện, các tầng đất được gọi tên theo quy ước như sau: tầng O, tầng A, tầng B, và tầng C (đối với các vật liệu đã phong hóa), và tầng R (đối với đá nền).

A. Tầng phát sinh chính
B. Phụ tầng
Chữ in hoa dùng để định danh tổng quát tầng phát sinh, nhưng
tính chất đặc biệt của tầng này phải được nêu lên bằng các chữ thường ngay sau tên tầng phát
sinh chính. Ví dụ: tầng O có thể có các phụ tầng Oi, Oe, Oa; Ap, Ah, Ab; Bt, Bw, Bj, Bk,…
Đặc điểm của các phụ tầng
* a - sapric - organic soils - well decomposed
* b - buried soil horizon
d - dense - geogenic soil material (compacted by glacier)
* e - hemic - mod. decomp. - organic soil
f - frozen soil - permanently frozen, permafrost
* g - gleyed soil - gray color due to low O2 - reduction of Fe
* h - accumulation of humus - O.M. other than in the A or O horizons
* i - fibric - organic - non-decomposed
* k - accumulation of calcium carbonate (CaCO3)
* m - cementation - hard - indurated
n - sodium accumulation
* p - plowing - only used with A
q - silica accumulation - very weathered or old soil
* r - soft rock - used with C or Cr
* s - sesquioxides (1.502) (Fe2O3) accumulation of Fe and Al - red color
*ss – slickensides present –shiny surface on ped face caused from soil rubbing against soil
* t - clay accumulation - clay films
* w - color or structure development (Bw)
x - Fragipan - hard, dense layer that developed with time
y - gypsum accumulation (CaSO4)
z - salts more soluble than gypsum (KCL - NaCl - NaSO4)
Đặc điểm của các phụ tầng (tt)
Các tầng chuyển tiếp
Là các tầng nằm giữa các tầng phát sinh chính và có cả tính chất của hai tầng phát sinh chính. Đặc điểm của tầng nào chiếm ưu thế sẽ được ghi tên tầng đó trước. Ký hiệu tầng chuyển tiếp có thể được dùng theo hai cách như sau:
Tầng chuyển tiếp AE, EB, BE, BC
Tầng chuyển tiếp E/B, B/E, B/C, C/B.
C. Tầng chuyển tiếp
Tầng chuyển tiếp
AB – Giống tầng A – Một ít tầng B
BA – Giống tần B – một ít tầng A
AE AC BC
E/B – Có cả tầng E và tầng B
“B & E” ký hiệu ở các loại đất cát lớp mỏng tích lũy sét và sắt (Fe)
Tầng hữu cơ
Tầng O– chất hữu cơ (không chứa khoáng chất) 1) forest litter 2) đất hữu cơ, than bùn, hay phân chuồng
Oi – chưa phân hủy(fibris)
Oe – phân hủy trung bình. (hemis)
Oa – đã phân hủy (sapric)
Phẫu diện đất hữu cơ

Máy cày đất đang đào rãnh mương xuyên qua tầng Oe của đất hữu cơ
Rãnh mương cần được thoát nước để than bùn khô trước khi thu hoạch.
Tầng đất hữu cơ trong một khu rừng
Oi
Oe
Quá trình hình thành tầng khoáng của đất.
A. Tầng mặt của đất khoáng - H2O, chất hữu cơ, không khí, hạt đất, muối.
B. Tầng tích tụ - H2O, chất hữu cơ, CO2 , dinh dưỡng
C. Tầng mẫu chất –cấu trúc đất thay đổi, khoáng sét gia tăng, khoáng phong hóa một phần
D. Translocations – di chuyển chất hữu cơ từ tầng này đến tầng khác. Sét, nước, sắt, và dinh dưỡng ở dạng keo, (thành phần rất nhỏ) các mảng sét bám trên mẫu đá là minh chứng cho quá trình này.
Sét silicate
Tầng khoáng của đất
Tầng A: tầng trên bề mặt tích lũy chất hữu cơ
Ap = đất cày, xới xáo
Ap
EB
Bt
BC
C
Tầng E
E - Là tầng rửa trôi mạnh, nằm ngay dưới tầng A
Có màu sáng hơn tầng A ở trên và tầng B ở dưới
A
E
E/B

Bt



BC
C
Tầng B – hai loại:
a) Nằm dưới tầng A, E, và O với sự tích tụ của sét, sắt, mùn (chất hữu cơ đã phân hủy), hay carbonat (CaCO3) nên gọi là tầng tích lũy (illuviation)
b) hoặc đá mẹ nguyên thủy bị thay đổi, phát triển về màu sắc và cấu trúc (Bw)
Bt
Tầng C
C - ít chịu sự tác động sinh học và có thể cùng nguồn gốc hay khác nguồn gốc với các lớp đất bên trên O-A-B-E- .
Tầng C
Solum =
A + B
Tầng đá nền
R = đá cứng
Cr = đá mềm
Bài tập nhóm: hãy đặt tên các tầng đất sau:

---
A
---
AB
---
Bk
---
C
Sandy soil from Northeast Minnesota
Texture of Horizon 1,2,3,4 = Sand
The End
Đây không phải là đất, nó chỉ là một cồn cát
Đây không phải là đất, nó chỉ là phần đá nhô lên
Tại sao học môn Khoa học đất cơ bản?

Đất: Nền tảng của sự khai hóa
(The Foundation of Civilizations)

" For all things come from earth, and all things end by becoming earth."
- Xenophanes of 580 B.C.
"While the farmer holds the title to the land, actually it belongs to all the people because civilization itself rests upon the soil."
- Thomas Jefferson
"We are part of the earth and it is part of us... What befalls the earth befalls all the sons of the earth"
- Chief Seattle, 1852
"The nation that destroys its soil, destroys itself."
- Franklin Delano Roosevelt

Tại sao phải nghiên cứu về đất?
Đất là một nguồn tài nguyên hữu hạn(limited resource)
<25% tổng diện tích đất thích hợp cho việc sản xuất cây trồng.
Nguồn tài nguyên đất hiện nay đang bị suy yếu bởi sự gia tăng dân số (population growth) và sự phát triển của xã hội
Dân số
Đất trồng trọt
(tỷ)
(mẫu anh/người)
1990
2020
1990
2020
5.3
7.9
0.69
0.46
Sự thay đổi yếu tố
môi trường con người
Năm
1000
1900
2000
Dân số thế giới
~300 triệu
~2 tỷ
~6 tỷ
% nông thôn (USA)
100%
~60%
<2%
Năng lượng
Gỗ,
Than đá, điện,
Dầu, gas, mặt trời,
cơ bắp, gió,
hơi nước
Hạt nhân
nước
Phương tiện chuyên
chở
chân, động vật,
Xe điện,
Ô tô, tàu thủy,
tàu thuyền
Tàu hỏa hơi nước,
Máy bay
Tàu thuyền
Phương tiện
Giao tiếp
Bằng miệng
& chữ viết
Báo,
Điện thoại, radio,
Máy điện toán,
TV, internet
(điện thoại)
Những nhu cầu nào là không thay đổi theo thời gian?
Nhu cầu về lương thực và nước!
Vấn đề cấp bách
Sự thách thức chủ yếu của thế giới là gì?
Năng lượng
Nước sạch
Sản xuất lương thực
Sức khỏe của con người
Fedrico Mayor, UNESCO, 1999. Science 285:529
“Xấp xỉ 13-18 tỉ người, hầu hết là trẻ em, chết vì đói, suy dinh dưỡng, hay những nguyên nhân khác liên quan đến sự nghèo đói”
“trước năm 2025, ước tính 40% dân số thế giới có thể sống trong tình trạng thiếu nước sạch
Wilson, E.O. 1998. Consilience. A.A. Knopf. N.Y.
1.2. Vai trò của đất
Vai trò của đất
Lọc nước và cung cấp nước
Địa bàn cho các công trình xây dựng
Môi trường sống của động vật đất
Môi trường để động – thực vật sinh trưởng và phát triển
Địa bàn cho quá trình biến đổi và phân hủy chất hữu cơ
 Cây trồng đòi hỏi ánh sáng, không khí, nước, dinh dưỡng, nhiệt độ…
 Đất cung cấp các nhu cầu của cây
Đất lý tưởng (Ideal Soil)
Chất hữu cơ 5%
Khoáng
Khoảng không
45%
50%
1.2.1. Môi trường để động – thực vật sinh trưởng và phát triển
Duy trì đời sống cây trồng
1620 - Jan Baptiste van Helmont (Holland)
Cây chủ yếu là H2O
Đất chỉ mất đi khoảng 57 g
76.8 kg cây
Trọng lượng khô C, O từ CO2 2.3 kg cây
5 năm
+ H2O
9080 g đất
9023 g đất
Các nguyên tố cần thiết cho sự sinh trưởng của cây trồng
Các dạng hóa học thông thường hầu hết được hấp thu bởi

cây trồng ghi trong ngoặc đơn, với công thức hóa học của phân tử

Vi lượng: Được sử dụng với

lượng tương đối ít

(
Đa lượng: Được sử dụng với

lượng tương đối lớn

(>0.1% vật chất khô)
Hầu hết từ không khí
và nước
Hầu hết từ thành phần rắn đất
Từ thành phần rắn của đất
Carbon (CO 2)

Hydrogen (H20)

Oxygen (02, H2O)

Nitrogen (NO3- NH4`)

Phosphorus (H2P04 , HPO42-)

Potassium (K+)

Calcium (Ca2+)

Magnesium (Mg2+)

Sulfur (SO42-)





Iron (Fe2+)

Manganese (Mn2-)

Boron (HBO3)

Zinc (Zn2+)

Copper (Cu2+)

Chlorine (CI-)

Cobalt (Co2•)

Molybdenum (MoO42-) Nickel

(N12i)

Nhiều yếu tố khác được cây hấp thu từ đất, nhưng không phải cần thiết sự sinh trưởng

của cây, chẳng hạn như Na, Silic, Iod, F, Bari, Stronti…
Duy trì đời sống động vật
Sự đa dạng và năng suất của động vật - thực vật phụ thuộc vào đất. Thông thường, đất càng màu mỡ, quần thể động thực vật càng đa dạng.
1.2.2. Địa bàn để lọc nước và cung cấp nước
Lọc đât và làm
sạch nước
Hầu hết mỗi giọt nước từ sông, suối, hồ, và nước ngầm đều chảy ở dưới lớp đất hay trên bề mặt của đất.
Lũ lụt thường xuyên xảy ở những vùng có ít lớp che phủ đất.
Lọc nước và cung cấp nước

Đất giúp điều kiểm soát quá trình mưa, tan của tuyết, quá trình tưới tiêu trong nông nghiệp.
Nước và các chất hòa tan chảy trên bề mặt, ngấm vào đất và xuyên qua đất.
Source: www.naturegrid.org.uk/rivers/watercyclepages/riverbasin-stages.html
Tuyết tan vào mùa xuân
 Đất góp phần cung cấp, dự trữ và lọc sạch nước
Lọc nước và cung cấp nước

 Đất là địa bàn cho các quá trình biến đổi và phân hủy các phế thải hữu cơ và khoáng.
1.2.3. Địa bàn cho quá trình biến đổi và phân hủy chất hữu cơ
Đất có khả năng

tiêu hóa một lượng

lớn vật chất hữu

cơ, chuyển nó

thành dạng mùn,

và sau đó CO2 lại

được đưa vào khí
quyển thông qua quá trình quang hợp
Tuần hoàn dinh dưỡng
Cacbon, nitow, photpho, và nhiều dinh dưỡng khác được tích trữ, chuyển hóa và tuần hoàn trong đất.
1.2.4. Môi trường cư trú của động vật đất
 Môi trường sống của sinh vật
 Một tách đất chưa một lượng vi khuẩn tương đương với dân số trên hành tinh
 Đất chứa một chuỗi thức ăn hoàn hảo (sản xuất, tiêu thụ, con ăn thịt, con mồi, kí sinh).
National
Geographic
1984
166:365
USDA-NRCS
Hệ sinh thái trên và bên dưới bề mặt đất được xác định bởi đặc tính của đất. Chúng ta thường bỏ qua phần trong đất vì chúng khó quan sát
Đất là nền tảng cơ bản của hệ sinh thái
1.2.5. Địa bàn cho các công trình xây dựng
 Đất là môi trường để xây dựng những công trình, nhà máy, nhà ở
 Đất là nơi lắp đặt hệ thống đường đi và móng
công trình
U.S. Rt. 30,
Wooster, OH (2005).
Các tòa nhà và đường xa cần một nền đất vững để xây dựng
Khả năng chịu đựng của đât xác định tính bền vững của các công trình
Đất bị lún xuống bên cạnh một cây cầu

Tòa nhà bị nghiêng trên nền đất có sức chịu đựng kém
Những thiệt hại về cấu trúc gây ra bởi nền đất kém
The leaning silos of Kansas due to weak soils (1913).