Báo cáo môn Môi trường đất đại cương - Đất phèn (khác)

LỜI MỞ ĐẦU Nước ta là một nước còn đang trong tình trạng kém phát triển, nền kinh tế chủ yếu là kinh tế nông nghiệp, người dân sống chủ yếu dựa vào trồng trọt và chăn nuôi. Tuy nhiên vấn đề đặt ra cho người nông dân là họ phải làm thế nào để bảo vệ được mảnh đất mà họ đang sản xuất không bị thoái hoá và làm thế nào để họ có thể cải tạo được những vùng đất vốn đã hoá phèn, hoá mặn, một vấn đề cũng kkhông kém phần quan trọng là phải cải tạo như thế nào để không gây ra những hậu quả môi trường. Nước ta có diện tích đất phèn hàng triệu hecta, vì vậy vấn đề cải tạo những vùng đất này để đưa vào sản xuất là rất cần thiết. Thông qua đề tài này, chúng tôi muốn cung cấp những kiến thức cơ bản về quá trình hình thành, tích chất, phân bố, phân loại… của đất phèn để từ đó, người nông dân có được hướng giải quyết mang lại hiệu quả cao. Góp phần bảo vệ nguồn tài nguyên đất của chúng ta. ĐẤT PHÈN I. GIỚI THIỆU CHUNG 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%. I.1 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 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 I.2 Tên gọi Nhóm đất phèn hay nhóm đất phù sa phèn, tên phân loại của FAO là Thionic Fluvisols. Kí hiệu là S II. KHÁI QUÁT TÍNH CHẤT VÀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH II.1 TÍNH CHẤT II.1.1 Lý tính II.1.1.1 Thành phần cơ giới: - Thành phần cơ giới, còn gọi là cấp hạt hay sa cấu, nói về phần trăm các hạt sét, cát và bùn có trong đất. - Tỉ lệ sét trong đất phèn khoảng 50 -65%, thường tập trung ở các tầng sâu. Tỉ lệ cát 10 – 20%. Bùn chiếm 15 – 25% trong thành phần cơ giới. Có thể xếp chung thành phần cơ giới của đất phèn là đất sét trung bình đến sét nặng. Thành phần cơ giới nặng của đất phèn gắn liền với quá trình hình thành đất, do phù sa biển được bồi đắp từ những dòng chảy chậm, nguồn đưa đi xa nên vật liệu mang về bồi đắp thường rất mịn tạo nên tỉ lệ sét cao, tức là thành phần cơ giới nặng. - Tuy nhiên,ở một số vùng đất phèn trung bình đến ít, gần các triền của phù sa cổ như Vĩnh Lộc, Tăng Nhơn Phú (thành phố Hồ Chí Minh) thành phần cơ giới chung là thịt nhẹ đến thịt trung bình. - Ngoài ra, một số loại đất mới bị nhiễm phèn có thành phần cơ giới từ cát pha đến thịt nhẹ ở lớp mặt, nhưng ở dưới sâu vẫn là sét cao. Loại này gặp ở Long Phước, Nhơn Trạch, một số giồng cát cũ của Vĩnh Lợi (Bạc Liêu). II.1.1.2 Thành phần khoáng sét: Thành phần khoáng sét ở các tầng đất của phẫu diện đất phèn có các loại: - Khoáng illite: đây là một loại khoáng chủ yếu trong thành phần sét của đất. - Khoáng kaolinite loại có lượng tương đối sau illite. - Ngoài ra còn có một số khoáng có mức độ ít hơn trong thành phần của sét như monmorilonite, vermicalite, khoáng quartz, bentonit, smectit… II.1.1.3 Tính trương co của đất phèn: - Tính trương co của đất phèn rất lớn do thành phần khoáng sét cao và do tỉ lệ hữu cơ lớn. Khi khoáng sét mất nước sẽ co lại do khoảng cách giữa các lớp alumin silicat bị thu hẹp lại. Mặt khác, khi xác thực vật (hữu cơ) mất nước cũng teo lại, đã làm cho tỉ lệ co của đất này lớn. II.1.1.4 Nhiệt độ đất phèn: - Nhiệt độ đất có liên quan đến độ ẩm đất, đến độ hòa tan của không khí, đến hoạt động hệ sinh vật và liên quan đến đặc tính phèn trong đất. Nghĩa là nhiệt độ đất có liên quan đến quá trình hóa lý, hóa sinh học của đất nói chung và đất phèn nói riêng. Ví dụ: vi sinh vật cần một nhiệt độ đất thích hợp là 25 – 30oC để sống và hoạt động. - Mỗi loại đất có một sự biến động nhiệt độ khác nhau. Sự chênh lệch nhệt độ ở tầng mặt lớn hơn nhiều so với tầng 20cm. sự chênh lệch nhiệt độ làm bốc phèn, bốc mặn lên mặt đất, làm đất hóa phèn nhanhn chóng và gây hại cho cây trồng. II.1.1.5 Tỷ trọng đất phèn: - Tỷ trọng đất phèn là trọng lượng tính bằng g/cm3 đất khô kiệt, mà các hạt đất xếp sít vào nhau, không có khe hở. Tỷ trọng đất phèn có liên quan đến thành phần sét, cát và chất hữu cơ trong đất. Trong thực tế sản xuất tỷ trọng bằng 2,65g/cm3 được xếp vào loại trung bình. Ngoài ra đất phèn còn có một số tính chất vật lý khác như độ chặt, độ ẩm đất. - Độ chặt: phụ thuộc vào thành phần cơ giới và độ ẩm, có thể từ 3 – 8 kg/cm2. Độ chặt còn phụ thuộc vào loại địa hình, loại cỏ trên mặt. Do thành phần cơ giới của đất phèn là sét, khi ngập nước lại bị nhiễm mặn nên có Na+ xâm nhập, với màng thủy hóa của nó, đã làm độ chặt giảm nhiều khi ngập nước lợ. Điều đó chứng tỏ đất phèn là đất không có nền, khi khô tầng trên rất cứng nghĩa là độ chặt cao, khi ngập tầng trêb độ chặt giảm mạnh và thấp hơn nhiều so với tầng dưới. - Độ ẩm đất: về mùa khô độ ẩm thường giảm thấp trên đất thấp - Tầng trên 0 – 20cm rất khô, nhưng tầng dưới 40 -50cm vẫn ẩm ướt. Bởi vì mạch nước phèn thường xuất hiện gần mặt đất (60 -70cm). Sụ biến động của độ ẩm phụ thuộc nhiều đến thời kỳ, tầng đất, mạch nước ngầm và địa hình. Biên độ biến động độ ẩm trong tầng 0 – 10cm rất lớn, vì vậy cần theo dõi sát độ ẩm đất để định ra thời kỳ cày lật đất. II.1.2 hóa tính đất phèn Hóa tính đóng một vai trò quan trọng trong việc quyết định đất phèn hay không phèn, quyết định năng suất và phẩm chất cây trồng, quyết định số lượng và chất lượng phân bón, loại cây trồng, biện pháp thủy lợi và môi sinh. Hàm lượng các chất có trong đất phèn: - Lượng tổng số: lượng toàn bộ có trong đất của một chất, có thể ở dạng hợp chất hay đơn chất, hữu cơ hay vô cơ, dễ 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. - Thành phần hóa học của các chất trong đất phèn rất dễ tahy đổi theo thời gian và các điều kiện bên ngoài như: nước ngập hay cạn, bón vôi hay không bó, để trống hay có cây che phủ, lên liếp hay để nguyên… II.1.2.1 Mùn và chất hữu cơ: - Lượng hữu cơ trong đất phèn khá cao, từ 1 – 10%, phụ thuộc vào nguồn gốc hình thành của từng loại. Nếu là loại phèn hữu cơ trong phẫu diện thì tỉ lệ C lớn, và ngược lại. Nếu phân tích theo phương pháp Tiurin ( loại bỏ hết những phần tử xác hữu cơ chưa phải là mùn) thì hàm lượng mùn thấp hơn.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 từ các vùng khác đến và bản thân những vùng cây cỏ sống trên bề mặt của đất chết đi phân giải thành mùn và không bị rửa trôi. Nếu mùn humic tăng tức là đất tốt và tỷ số giữa humic và fulvonic cao, biểu hiện chất lượng mùn tốt. II.1.2.2 Đạm trong đất phèn: - Thông thường khi đất giàu hữu cơ và mùn sẽ giàu đạm. Vì đạm là sản phẩm phân giải của chất hữu cơ. Xét về đạm tổng số ( bao gồm đạm trong hữu cơ, đạm dạng hòa tan và trong các hợp chất vô cơ – hữu cơ) hầu hết các mẫu phân tích đều có hàm lượng từ 0.1 – 0.4%. Tuy lượng đạm tổng số cao nhưng đạm dễ tiêu lại nghèo. Trên loại đất phèn Long Mỹ, đạm dạng NH4+ có từ 16 đến 32ppm. II.1.2.3 Lân (P2O5) trong đất phèn: - Lân trong đất phèn có nhiều dạng: lân hữu cơ, lân vô cơ, lân hữu cơ, vô cơ hoặc lân dạng hòa tan. Ví dụ lân ở dạng PO43- lân hữu cơ là lân trong liên kết của chất hữu cơ. Đó là hợp chất lân trong thân thể vi sinh vật ở rễ cây, những chất hữu cơ trung gian đang phân giải và mùn. Những đất phèn ít và mặn, do pH cao, nên lân tổng số cao hơn và có khi đến 0,1% trọng lượng đất khô. Tuy nhiên lượng lân dễ tiêu rất ít. Trong đất phèn mặn, phèn ít, lượng lân để tiêu có cao hơn (10 – 20ppm). Nguyên nhân của sự rất nghèo lân ở đất phèn vì pH thấp, độ hòa tan và tái tạo của lân yếu. Mặt khác lân vô cơ trong đất chủ yếu là dạng photphatcanxi có khả năng thủy phân. Nhưng trong đất phèn đã nghèo canxi mà trong khi đó một phần tạo thành hydroxyl apatit là một chất kết tủa bền trong đất làm giảm lượng lân dễ tiêu trong dung dịch đất, ngoài ra trong đất phèn còn gặp dang Al2(OH)3PO4 hoặc Fe2(OH)3PO4 đêu là những dạng khó tan. Khi lượng phèn lên cao, P2O5 giảm xuống và ngược lại, nếu ta tăng cường phân bón lân, cung cấp lân dễ tiêu cho đất, sẽ hạ được phần nào mức độ phèn. Sản phẩm của các phản ưngd đã tạo thành những hợp chất của lân với Al, Fe và Ca, dưới dạng khó tan, nhất là trong điều kiện pH thấp. Vì vậy, cần bón lân cho đất phèn thì cây trồng mới có năng suất. - Lân là một yếu tố dinh dưỡng hết sức quan trọng trong đất phè, nên cần hiểu rõ để sử dụng hợp lý. II.1.2.4 Kali trong đất phèn: - Kali là sản phẩm được phóng thích từ các khoáng vật trong mẫu chất (fenpat, mica, anbit…). Trong đất chúng ở các dạng muối KHCO3, K2CO3… hoặc K+ hấp phụ xung quanh keo đất và có khả năng trao đổi. Kali tổng số trong đất có thể từ ,40,07 – 0,2%. Đối với đất phèn tiềm tàng thì kali không nghèo nhưng với các loại phèn khác kali hơi nghèo. II.1.2.5 Natri trong đất phèn: - Natri trong các loại đất phèn tồn tại ở dạng trao đổi là ion Na+, đất phèn tiềm tàng và phèn mặn hàm lượng Natri khá cao. Về mùa khô Na+ bốc lên mặt tạo một lớp muối NaCl trên lớp bùn mỏng, khô cong, nứt nẻ. Trên mặt đất khô cong ấy, có nổi lên những lấm tấm li ti trắng đục của muối clorua natri. - Sự có mặt của Na+ nhiều lúc hạn chế sự ảnh hưởng của các ion phèn như Al3+, Fe2+, Fe3+ và tạo nên NạOH, làm pH tăng lên, tức là hạn chế bớt phèn. Tuy nhiên, nếu lượng NA+ quá lớn thì sẽ tạo nên phèn mặn và Na2CO3, chất này tích lũy gây ngộ độc, nếu ở phạm vi 0,1% làm hạn chế sự sinh trưởng của cây, nếu trên 0,2% mọi cây trồng đều chết. Ở đất phèn nhiều, có thể Na là d0inh dưỡng, nhưng ở đất phèn mặn và phèn tiềm tàng ven biển nên chú ý biện pháp loại bỏ ion này. Na+ là cation hóa trị một, dễ tan, linh động, do đó dùng biện pháp thủy lợi, rửa mặn là tốt nhất. II.1.2.6 Canxi trong đất phèn: - Ca trong đất được giải phóng từ các nguồn đá vôi CaCO3, dolomit hoặc một số khoáng ogit, amphibon, anoctit, tạo thành dạng Ca(OC3)2 hay CaSO4.2H2O hoặc CaCl2 trong đất phèn. Nguồn Ca ở đất phèn khonog tự nó có mà do từ nguồn đá mẹ nơi khác đưa đến hoặc do sự phá vỡ vỏ sò, vỏ hến tạo nên. Nếu trong điều kiện yếm khí, giàu Co2 thì CaCO3 được tạo thành cacbonat canxiaxit. CaCO3 + CO2 + H2O ( Ca(HCO3)2 (phản ứng thuận nghịch, phụ thuộc vào nhiệt độ đất). Ca2+ là một ion linh động dễ bị rửa trôi theo nước. - Vai trò của in Ca2+ có thể ngăn cho quá trình phèn không hình thành được, khi đầy đủ lượng này trong đất. Đất càng nhiều phèn thì khả năng thiếu CA càng rõ. Riêng đất phèn mặn (có pH tương đối ca hơn) và đất phèn tiềm tàng, lượng Ca này có tăng nhưng không nhiều. Khi Ca trong đất tăng thì pH, vi sinh vật hoạt động rất tốt và giảm được phèn. Ca cũng là chất dinh dưỡng của cây trồn, nhất là đối với những cây họ đậu. II.1.2.7 Magie (Mg2+) trong đất phèn: - Mg thường đi kèm với Ca - Đặc trưng nhất của đất phèn là tầng phèn, độ dày của tầng phèn và độ sâu phân bố của chúng. Khi tầng phèn nằm ở độ sâu dưới 2m hoặc khi các tính chất của đất phèn sulfate 5Fe, Al bị thủy phân, rửa trôi pH đã xấp xỉ và > 5 thì phản ứng của đất không còn mang tính chất phèn nữa. Đất có FeS2 đặc trưng màu xám đen đến đen. Khi gặp oxy, pyrite sẽ bị oxy hóa tạo thành acid sulfuric làm chua đất. Trong điều kiện canh tác đất phèn tiềm tàng dễ bị oxy hóa, chuyển hóa thành phèn hoạt động. - Đất phèn tiềm tàng có độ pH thấp (thường < 3,5), hữu cơ cao, Al, Fe di động cao, Ca2+, Mg2+ thấp hơn, lượng Al3+ cao hơn, tỉ lệ SO4- cao hơn. II.1.2.8 Mangan trong đất phèn (Mn2+): - Mn có trong đất thật ra có thể có các hoá trị khác nhau: Mn2+, Mn4+, Mn3+ và Mn6+. Điều đó dẫn đến sự có mặt phức tạp của Mn trong các hợp chất trong đất. trong môi trường phèn, thường ở dạng Mn2+ nhiều hơn và có khả năng chuyển thành Mn4+, rồi sau đó đất càng biến đổi theo thời gian dần dần chuyển thành Mn6+. Khả năng di động của Mn2+ khá lớn: Mn2+ - 2e => Mn4+ Mn4+-2e => Mn6+ II.1.2.9 Vi lượng khác trong đất phèn: - Đồng (Cu2+): là một nguyên tố vi lượng trong đất phèn, có mặt trong phẩu diện thường ở dạng chalcopyrite. - Kẽm(Zn2+): các số liệu phân tích về Zn còn ít. Kết quả của sở Địa Chất Học cho thấy, thường thì tầng mặt ít Zn(1-2ppm), tầng dưới cao hơn nhiều(122-155ppm). - Coban(Co): Ở đất phèn nhiều, một số mẫu tìm thấy Co=0.6-0.9ppm, nghĩa là nghèo Co. II.1.2.10 pH đất phèn: - Thường dùng để đánh giá độ chua hay kiềm của đất: nếu pH 7 là đất kiềm. Ở đất phèn pH biến đổi theo mùa, theo tháng, theo ngày và thậm chí theo các giờ trong ngày, buổi sáng pH khác buổi chiều pH lại khác. Sự biến động này rõ nhất là trong nứơc phèn và phụ thuộc vào sự có mặt nhiều hay ít, có hay không của hầu hết các cation và anion vừa kể trên. Sự có mặt của các cation kiềm và kiềm thổ: Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Mn2+ làm cho đất có pH cao. Ngược lại sự có mặt của Al3+,H+,Fe2+, H2SO4, HCl làm cho pH giảm. Người ta đã chứng minh pH tương quan nghịch đảo với Al3+ và Fe2+ - Trên đồng ruộng, pH thấp nhất là thời kì tháng 4,5 và pH trong kênh nước phèn là tháng 5,6. Khi mà lượng mưa đã có đủ để rửa trôi một số ion H+, Al3+, Fe2+, SO42- vào kênh Nhưng pH của vùng đất phèn mặn(pH đất tươi) lại khác: mùa khô vì có ảnh hưởng của mặn, nên pH lúc này có thể đến 5.5 hoặc 6. pH biến động nhiều giữa hai nghiệm thức khi đất tươi và khô, nhất là trong đất phèn tiềm tàng. + pH phèn ít, biến đổi ít, trừ tầng 3 (tầng pyrit) xuống 0.4 đơn vị khi khô. + pH phèn nhiều ở tầng 1 biến đổi ít, tầng 2 và 3 biến đổi nhiều hơn + pH tiềm tàng và phè mặn biến đổi nhiều ở cả ba tầng, nhất là tầng pyrit hoặc hữu cơ: chênh lệch 0.8 - 2.2 đơn vị. II.2 QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH Đặc điểm mẫu chất hình thành đất phèn: đất phèn được hình thành ở vùng đồng bằng châu thổ, trên đất phù sa, có hai nguồn gốc: phù sa sông và phù sa sông - biển (chiếm chủ yếu ). * Quá trình phèn hóa: sản phẩm sinh ra đầu tiên là FeS2 (hợp chất phèn): - Nguồn gốc của Fe: Fe có nguồn gốc trong khoáng đá. Đa số các đá khoáng chứa Fe nằm trên núi cao, quá trình rửa trôi từ trên núi xuống, ở cửa sông nước biển làm sa lắng Fe tại đây. Fe cũng có nhiều do quá trình phân huỷ keo sét. Ngoài ra, có trường hợp, trong một số cây, lượng tích luỹ Fe rất cao. Ví dụ: cây suaeda glauca có khả năng tích luỹ Fe trong cây 7.900ppm. - Nguồn gốc của S: S được tạo thành chủ yếu từ hao con đường: + Con dường thứ nhất : SO42- hay các dạng S được tích luỹ trong cây sú vẹt. Rừng sú vẹt trong điều kiện nước lợ bùn biển đã tích luỹ trong cây nhờ một áp suất thẩm thấu(do đặc tính sinh lí của chúng) 5 - 6 at và nhờ mặt lá láng bóng, phiến lá dày, bộ rễ khỏe và hệ thống rễ lớn. Rừng sú vẹt phát triển mạnh rồi sau đó do hoạt động địa chất biển lùi, phù sa mới đổ về làm cho rừng bị vùi lấp. Quá trình phân giải yếm khí có sự tham gia của vi khuẩn clostridium thiobacillus thiodans để tạo ra sản phẩm là CO2, acid hữu cơ, S hữu cơ, S và H2S. + Con đường thứ hai của sự tạo thành SO42- là S hay SO42- có trong mẫu chất, nước biển xâm nhập theo thuỷ triều vào vùng bùn mặn có sú vẹt hay không có sú vẹt. - Tuy nhiên, con đường chuyển hoá của Fe kết hợp với S, không chỉ là đơn thuần hoá học mà còn có sự tham gia của vi sinh vật Fe, trong điều kiện yếm khí các vi khuẩn ưa phân huỷ các chất vô cơ như Thiobacillus ferrooxidans sẽ khử sulfate (SO42-) để hình thành FeS hay FeS2 .Trong đó, FeS2 ổn định hơn, nên FeS dễ chuyển sang FeS2. Thực ra trong dung dịch nó có thể ở dạng FeS2.nH2O (hydro triolite), đó là một dạng không tinh thể của pyrit, dạng này làm cho đất có màu xám đen dù chỉ là một lượng rất ít. Pyrit cũng có thể ở dạng lập phương hay hình thoi. Hai dạng này đều làm cho đất có màu sáng. Ngoài ra trong giai đoạn này còn có cả hợp chất, viết dưới dạng tổng quát FenSn+1. Quá trình biến đổi như sau: SO42- + 2(CH2O) ( H2S + 2HCO3 2H2S + Fe(OH)2 ( FeS2 + 2H2O Khi trong đất đã giàu pyrit thì sẽ có hai trường hợp xảy ra: => Nếu được ngập nước thường xuyên thì đất ở trạng thái khử, không có oxy, không có hệ sinh vật oxy hoá và không có CaCO3, đất đó gọi là đất phèn tiềm tàng(có khả năng sinh phèn lớn). => Nếu đất bị oxy xâm nhập ( như đào kênh liên tiếp, hạ mức thuỷ cấp, cạn nước...) thì quá trình oxy hoá diễn ra mạnh. Trước hết pyrit sẽ tham gia phản ứng oxy hoá khử, qua bước trung gian để tạo thành axit sunphuric. 2FeS2 + 7 O2 +2H2O( 2FeSO4 +2H2SO4 - Trong dung dịch FeSO4 một phần phân li thành Fe2+ và SO42-, một phần khác có thể chuyển từ Fe2+ sang Fe3+ dạng sunphat hay dạng Fe(OH)3. Chúng ta thấy váng vàng đôi lúc có ánh nổi lên trên mặt nước đó là hổn hợp của Fe2(SO4)3 và Fe(OH)3.3H2O. Một sản phẩm nữa của sự oxy hoá là jarosit KFe3(SO4)2(OH)6 cũng để lại màu vàng trong đất . Trong môi trường axit, muối này có thể phân li một phần để tạo thành dạng ion Fe2+, SO42-, K+... Khi đã có một lượng H2SO4, thì H2SO4 tác dụng lại các lớp alumin silicat trong đất, để giải phóng ra các ion Al3+. Tác động này mạnh mẽ khi pH 4.1) và sự xuất hiện của Al3+, đã làm cho đất thêm chua và pH có khi xuống dưới 2, thậm chí còn 1.6-1.7, để rồi tác động các lớp alumin silicat tiếp tục làm giải phóng càng nhiều Al3+. Ở đây, muối của Al2(SO4)3 được tạo thành và trong dung dịch đất, muối này lại có thể phân li thành Al3+ và SO42- rất độc cho sinh vật. Như vậy sự diễn tiến của hình thành phèn, trước hết là đất phải tích luỹ cao S và Fe, sau đó xuất hiện FeS hay FeS2 ở tầng pyrit; tiếp đó, xuất hiện muối của sunphat sắt, sunphat nhôm, sunphat kép sắt, nhôm trong tầng jarosit. Còn trong dung dịch chúng có dạng các ion Fe2+, Fe3+, Al3+, SO32+ và một ít muối của chúng không hoà tan, lơ lửng dạng huyền phù… Theo Van der kevie, nhà nghiên cứu đất phèn Hà Lan cho biết, tuổi của đất phèn Nam Bộ ở nước ta khoảng 3.500-4.000 năm(phương pháp C14). - Quá trình phèn hóa xảy ra ở các dạng địa mạo: rừng ngập mặn, cửa sông hay đồng bằng lạch triều và các trũng đầm lầy biển cũ. Mẫu chất trầm tích chứa lưu huỳnh là nguồn chính sinh phèn nơi hội tụ các điều kiện thuận lợi cho sự tích tụ pyrite như nước biển giàu SO42-, đầm lầy giàu hữu cơ và yếm khí. Sự có mặt của jarosit là đặc trưng chỉ thị cho đất phèn hoạt tính. III. PHÂN LOẠI VÀ PHÂN BỐ ĐẤT PHÈN Dựa trên sự hình thành và sự phát triển của đất, Pons (1980) đã chia đất phèn ra làm hai loại: - Đất phèn tiềm tàng: hình thành trong điều kiện khử. - Đất phèn hoạt động hay đất phèn thật sự: hình thành trong điều kiện phải có sự oxy hoá. III.1 Đất phèn tiềm tàng : (Potential acide sulphate soil): trạng thái ít biến đổi so với đất phù sa ban đầu, do FeS2 tích lũy lại trong đất phèn ở tầng sâu, gồm tầng canh tác Ap và tầng tiềm tàng Cp nằm sâu. Thường ở dưới một thảm thực vật đặc biệt và quá trình sinh thái ít thay đổi như sú, vẹt, đước. Một loại hình gắn với tính chất hữu cơ, chế độ thủy triều làm phức tạp thêm tính chất. III.2 Đất phèn hoạt động :( Actuel acide sulphate soil): trạng thái điển hình, bao gồm 3 lớp, tâng mặt dày 30cm chứa nhiều độc tố Al3+, SO42-, tầng jarosite 30 – 100cm, và tầng pyrite ở sâu hơn 100cm. Đất phèn hoạt động phân bố chính ở những đầm mặn cũ rộng, vùng nội đồng thường xa biển. III.3. phẩu diện đất phèn: Phẩu diện đặc trưng có ba tầng chính và một tầng phụ - Tầng 1: thường từ 0-20,25,30cm. Màu đen mùn nhiều, đạm tổng số cao (0.1-0.5%), nghèo lân có nơi có ít cát nhưng thường tỉ lệ cát thấp(≤30%), sét 45-70%, ít độc chất. - Tầng 2: Cách mặt đất 25- 60,70cm, thường được gọi theo danh từ là “tầng sinh phèn”, “tầng oxy hoá”, “tầng vàng rơm”, “vàng trấu”, tầng “vàng” và danh từ chuyên môn gọi là tầng jarosit. Các danh từ đó đều muốn chỉ một nét đặc trưng của tầng này là: chứa nhiều đốm, ổ vệt màu vàng của các hợp chất lưu huỳnh như Fe2(SO4)3 hay muối sunphat kép sắt nhôm KFe3(SO4)2(OH)6. Thành phần hạt thường là sét chiếm 50-70%, cát rất ít 5-6%, còn lại là bùn. Ở đây do sự thay đổi của thuỷ cấp do canh tác, do để khô mặt liếp, mặt đất đã diễn ra quá trình oxy hoá khử mạnh đã biến các chất khử thành những muối của sunphat và một ít tồn tại dưới dạng ion trong dung dịch đất; để rồi sẵn sàng mao dẫn lên tầng một gây hại cây trồng. Độ dày của tầng phụ thuộc vào độ thoáng khí và thời gian thoáng khí cũng như sự chênh lệch áp suất nhiệt độ, thành phần cơ giới trong tầng đó và giữa tầng đó với tầng trên cũng như với tầng dưới. Ở tầng này pH đất tươi thường 3-4, tuỳ theo lượng “màu vàng” nhiều hay ít và khi khô có thể đến 2.5-3.6, vì còn một số hợp chất dạng khử khi khô sẽ bị oxy hoá tiếp tục. - Tầng 3: tầng pyrit hay được gọi là tầng sét xám. Trong phẩu diện thường có màu xám xanh, xanh lợt và đôi lúc xám trắng. Tỉ lệ sét cao từ 60-70%,chặt, dính, dẻo, mùi hôi tanh. Trong tầng này đang diễn ra quá trình khử, có sự tham gia của vi sinh vật yếm khí và rất phức tạp để tạo ra sản phẩm cuối cùng là H2S, FeS, FeS2, FeS2.nH2O hoặc ở dạng chung FenSn+1, giàu S. Đây có thể gọi là cái kho dự trữ phèn, để rồi có cơ hội thận lợi sẽ tiếp tục oxy hoá chuyển thành tầng thứ hai. - Tầng 4: được gọi là tầng phụ trong giới hạn nghiên cứu của thổ nhưỡng là 1.2-1.5m trở lên, có khi chúng ta gặp phần này ở 60-70cm, cũng có thể sâu hơn đôi lúc có thể không thấy xuất hiện tầng này. Hữu cơ thường là xác bã cây sú vẹt, tàn tích của rừng sú vẹt xưa kia. Khi mới đào lên thường thấy màu nâu hồng nhạt, khi khô chuyển sang màu đen hoặc xám đen, thường ở dạng bắt đầu phân rã. Ở lớp ngoài mềm và cứng dần vào trong. Bởi vì, trong các thực vật này chứa nhiều SO42-, cộng thêm sự tích đọng của SO42- trong nước lợ và các khe hở nên tầng này có khả năng chứa rất nhiều S – nguồn gốc đầu tiên của tầng phèn. Trong 4 tầng kể trên, với đất phèn hiện tại thì tầng thứ nhất và tầng thứ hai nhất thiết phải có, chỉ có một điều là độ sâu xuất hiện và độ dày của tầng có thay đổi mà thôi. Còn tầng thứ ba và thứ tư có thể đổi chổ cho nhau và thay đổi độ dày, độ sâu xuất hiện của nó. Sự thay đổi này phụ thuộc vào quá trình vận động địa chất, sự thành tạo các tầng đất và thực vật sống trên nó. Cũng có lúc hai tầng này nhập làm một. Trong các phẩu diện đất phèn giống nhau là ở chổ chúng đều có tầng pyrit ở dưới, duy chỉ có một điều khác nhau, đó là có thể tầng này dày hay mõng mà thôi III.4. Phân bố đất phèn : Đất phèn phân bố ở nơi có đặc điểm khí hậu nhiệt đới ẩm điển hình (cận xích đạo), trong năm hầu như không có mùa đông lạnh. Đất phèn phân bố ở nơi có địa hình cao trên mặt biển 2,1m, và nơi có địa hình thấp có độ cao trên mặt biển 0,46m. - Diện tích đất phèn thế giới khoảng 15 triệu hecta, chủ yếu xuất hiện ở các vùng ven biển nhiệt đới hay cận nhiệt đới thuộc các nước Nhật Bản, Triều Tiên, Ấn Độ, Thái Lan, Bangladesk, Malaysia, Pakitan và một số đảo của Indonesia, Đông timo, Brunei, Việt Nam. Nghĩa là hầu hết các nước Đông Nam Á có bờ biển đều có đất phèn. - Ngoài vùng nhiệt đới hay cận nhiệt đới châu Á, đất phèn còn xuất hiện ở Guianas, Venezuela, Brazin, Agentina và vùng ven biển thuộc lưu vực Đông Amazon, một số nước Tây Phi với một diện tích rộng lớn và ở Đông Phi với một diện tích ít hơn. Con số thống kê về diện tích chưa thật chính xác, nhưng theo Van Breemen, hay số liệu của Pons, và của Moormann thì Tây Châu Phi đã có trên 7 triệu hecta đất phèn, Đông Nam Á trên 5 triệu hecta. Riêng loại đất phèn tiềm tàng của vùng nhiệt đới, theo Kawalec (1973) đã có ít nhất là 7.5 triệu hecta. Một số đất phèn cũng được tìm thấy ở Hà Lan, nơi đất liền thấp hơn cả mặt biển, hoặc ở biển Bắc của Ba Lan nhưng đây là loại đất phèn không điển hình. Một đặc điểm chung là đất phèn thường xuất hiện ở gần biển hoặc ở Vịnh biển cũ - Ở Việt Nam đất phèn phân bố chủ yếu ở Nam Bộ với diện tích khoảng 1.5 triệu hecta và được phân bố ở cả miền tây ( ĐBSCL) và miền Đông Nam Bộ. Có 3 vùng phèn lớn là Đồng Tháp Mười, Tứ Giác Long Xuyên và Bán Đảo Cà Mau. tại tp HCM Nhóm đất phèn nhiều và đất phèn trung bình phân bố tập trung chủ yếu ở hai vùng: + Vùng đất phèn phía Tây Nam thành phố HCM, kéo dài từ Tam Tân-Thái Mỹ huyện Củ Chi xuống khu vực Tây Nam huyện Bình Chánh, các xã Tân Tạo, Phạm Văn Hai, Lê Minh Xuân…Vùng này hầu hết thuộc loại đất phèn nhiều (phèn nặng), đất rát chua, độ pH khoảng 2.3 – 3.0. Nó cùng điều kiện hình thành vàtính chất giống như đất phèn vùng Đồng Tháp Mười. + Vùng đất phèn ven sông Sài Gòn- Rạch Tra và bưng Sáu quận 9, ở đây hầu hết diện tích thuộc loại đất phèn trung bình và ít, phản ứng của đất chua nhẹ ở tầng đất mặ