Bài giảng Thổ nhưỡng ThS. Võ Thanh Phong

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NAM CẦN THƠ

Bài giảng môn học:

THỔ NHƯỠNG
Dành cho sinh viên đại học
Ngành Quản lý đất đai
Biên soạn:
ThS. Võ Thanh Phong

Cần Thơ, 2016.


Phần 1: QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH ĐẤT VÀ PHÌ NHIÊU ĐẤT ........................ 1
1.1 Khái niệm về đất ...................................................................................................... 1
1.2 Quá trình hình thành đất ........................................................................................ 1
1.2.1 Sự phong hố đá và khoáng vật .................................................................... 2
1.2.2 Vỏ phong hoá ................................................................................................. 4
1.2.3 Tuần hồn vật chất và sự hình thành đất ....................................................... 5
1.3 Các yếu tố hình thành đất ....................................................................................... 6
1.3.1 Khí hậu ........................................................................................................... 6
1.3.2 Sinh vật .......................................................................................................... 7
1.3.3 Địa hình.......................................................................................................... 8
1.3.4 Mẫu chất ........................................................................................................ 9
1.3.5 Thời gian ...................................................................................................... 11
1.4 Một số quá trình xảy ra trong đất ........................................................................ 12
1.4.1 Quá trình hình thành đá ong và kết von ...................................................... 12
1.4.2 Quá trình glây .............................................................................................. 13
1.4.3 Quá trình hình thành đất phèn ..................................................................... 15
1.5 Phẫu diện đất ......................................................................................................... 19
1.5.1 Quá trình thành lập tầng đất ......................................................................... 19

1.5.2 Các tầng đất và đặc điểm của chúng ........................................................... 20
THỰC HÀNH: MÔ TẢ PHẪU DIỆN ĐẤT ................................................................. 22
CÂU HỎI ÔN TẬP ...................................................................................................... 26
Phần 2: THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CUẢ ĐẤT ............................................ 27
2.1 Thành phần cấu tạo đất ........................................................................................ 27
2.1.1 Thành phần rắn ............................................................................................ 27
2.1.2 Thành phần lỏng .......................................................................................... 30
2.1.3 Thành phần khí ............................................................................................ 34
2.2 Vật lý đất ................................................................................................................ 36
2.2.1 Sa cấu đất ..................................................................................................... 36
2.2.2 Dung trọng và tỷ trọng ................................................................................. 39
2.2.3 Tế khổng và độ xốp ..................................................................................... 42
2.3 Hình thái đất .......................................................................................................... 44
2.3.1 Màu đất ........................................................................................................ 44
2.3.2 Cấu trúc đất .................................................................................................. 48
2.4 Hoá học đất............................................................................................................. 54
2.4.1 Thành phần hóa học và dinh dưỡng trong đất ............................................. 54
2.4.2 Một số tính chất hóa học của đất ................................................................. 55

i


2.5 Sinh học đất ............................................................................................................ 62
2.5.1 Vi sinh vật đất .............................................................................................. 62
2.5.2 Động vật đất ................................................................................................. 66
2.5.3 Thực vật ....................................................................................................... 68
2.6 Sử dụng các nhóm đất chính ................................................................................ 69
2.6.1 Phân loại các nhóm đất chính ở Đồng bằng Sơng Cửu Long ...................... 69
2.6.2 Đặc điểm và sử dụng nhóm đất chính ở Đồng bằng Sơng Cửu Long ......... 71
THỰC HÀNH:

- XÁC ĐỊNH DUNG TRỌNG, TỶ TRỌNG VÀ ĐỘ XỐP CỦA ĐẤT
- XÁC ĐỊNH pH ĐẤT VÀ EC ĐẤT ............................................................................ 81
CÂU HỎI ÔN TẬP ...................................................................................................... 83

ii


Phần 1:
Q TRÌNH HÌNH THÀNH ĐẤT
Đây là mơn học nghiên cứu về các yếu tố và các tiến trình thành lập đất. Nó bao
gồm việc mơ tả và giải thích các phẫu diện đất, các thành phần cấu tạo nên đất và cách
thể hiện của đất trên bề mặt của trái đất. Một cách tổng qt thì nó được nghĩ như là
việc nghiên cứu cách hình thành đất trên mặt đất đai của trái đất. Tuy vậy, một số nhà
khoa học đất cũng muốn nới rộng thêm là bao gồm cả nguyên vật liệu khác nằm dưới
nước mà các vật liệu này có hỗ trợ cho động vật và thực vật để sống. Một số nhà địa
chất trước đây còn muốn tính cả các trầm tích khơng ổn định vào trong đất. Do đó các
loại đất được gọi tên như: đất mang đến do băng hà, do gió xói mịn mang đến, đất dốc
tụ, đất phù sa cách gọi này vẫn còn hiện hữu trong các tài liệu thổ nhưỡng. Nguồn gốc
hình thành đất là mơn học nghiên cứu về sự phát triển của đất từ các mẫu chất.
1.1 KHÁI NIỆM VỀ ĐẤT
Đất trong thuật ngữ chung là các vật chất nằm trên bề mặt trái đất, có khả năng
hỗ trợ sự sinh trưởng của thực vật và phục vụ như là môi trường sinh sống của các
dạng sự sống động vật từ các vi sinh vật tới các loài động vật nhỏ. Đất không những
hỗ trợ cho sự phát triển của cây trồng mà còn là vùng (thổ quyển) với nhiều tương tác
của các yếu tố khí hậu (nước, khơng khí, nhiệt độ); mơi trường sống (vi sinh vật, thực
vật, động vật) và xác bả của sinh vật cùng với mẫu chất hình thành nên đất. Trong suốt
quá trình hình thành phát triển, phẫu diện đất phân thành những lớp khác nhau có cùng
một số tính chất gọi là tầng đất.
Các nhà thổ nhưỡng học đặt trọng tâm nghiên cứu đến các tiến trình thành lập đất
(sự hình thành và sự phát triển của đất), tính chất cơ bản của đất (vật lý đất, hoá học

đất và sinh học đất), mối liên hệ giữa tự nhiên và lịch sử của đất đai cũng như dự đoán
những thay đổi trong việc sử dụng đất. Các nhà nông học hiểu rõ rằng đất canh tác là
kết quả của sự phát triển của nhiều yếu tố trong hàng ngàn năm và họ chủ yếu tập
trung nghiên cứu vào những tính chất của đất có ảnh hưởng đến sản lượng và chất
lượng cây trồng. Ngày nay, hai khuynh hướng nghiên cứu này thường được kết hợp
với nhau hình thành nên một ngành đó là khoa học đất.
1.2 QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH ĐẤT
Đất là kết quả của nhiều tiến trình thổ nhưỡng trong quá khứ mà ta có thể nhận
thấy được mặc dù trong một số trường hợp thì người ta khó quan sát và xác định được.
Vì vậy, các kiến thức về cổ sinh thái, cổ địa lý, địa lý băng hà và cổ khí hậu thì rất
quan trọng cho việc nhận dạng và hiểu tiến trình hình thành đất và có thể dự đoán
những thay đổi của đất trong tương lai.
Trong đất, các đặc tính quan trọng của hạt đất là số lượng, kích thước, hình dáng
và sự sắp xếp của chúng. Mỗi đặc tính này có mối quan hệ với các đặc tính khác và nó
đặc trưng cho tính chất cơ bản của tầng đất, mức độ tác động của con người và các ảnh
hưởng khác như: độ dốc, địa mạo, thời gian. Các đặc tính này có thể quan sát và đo
lường được.
1


Tóm lại, đất có thể được xem như là một đồ biểu tổng hợp, là một bộ phận của
thiên nhiên, nó ghi nhận tổng hợp lại các sự việc đã xảy ra tại vị trí đó. Đất có thể có
chứa các hạt thạch anh có tuổi hàng tỷ năm, các tinh thể calcite mới hình thành, các
mảnh vỡ đồ sứ một ngàn năm tuổi, một chất hữu cơ năm ngàn năm về trước và cũng
có những chất thải của cây rừng trong vài tuần qua. Với ý nghĩa này, đất là một đồ
biểu tổng hợp. Thử thách được đặt ra cho các nhà khoa học đất là học để đọc đồ biểu
này.
1.2.1 Sự phong hoá đá và khoáng vật
Dưới sự tác động của nước, các chất khí như O2, CO2... và nguồn năng lượng bức
xạ mặt trời, các khoáng vật và đá lộ ra ở phía ngồi cùng của vỏ trái đất bị phá huỷ.

Q trình phá huỷ khống vật và đá được gọi là q trình phong hố. Có 3 loại phong
hoá đá và khoáng vật là phong hoá vật lý, phong hoá hoá học và phong hoá sinh học.
Sự phân chia các loại phong hoá chỉ là tương đối vì trong thực tế các yếu tố ngoại cảnh
đồng thời tác động lên đá và khoáng vật, do vậy 3 loại phong hoá đồng thời cùng diễn
ra. Các quá trình phong hố liên quan mật thiết và hỗ trợ cho nhau, tuỳ điều kiện cụ
thể mà một trong 3 q trình xảy ra mạnh hơn.
* Phong hố vật lý
Phong hoá vật lý là sự vỡ vụn của các loại đá thành các hạt cơ giới có kích
thước khác nhau nhưng chưa có sự thay đổi về thành phần khống vật, thành phần hoá
học của các đá ban đầu.
Nguyên nhân gây nên việc phá vỡ khoáng vật và đá là do sự thay đổi của nhiệt
độ, áp suất và sự tác động của các hoạt động địa chất ngoại lực như nước chảy, gió
thổi xảy ra trên bề mặt vỏ trái đất.
Sự thay đổi nhiệt độ làm cho các khoáng vật có trong đá bị giãn nở khơng đều
dẫn đến kết quả đá bị vỡ ra. Các khoáng vật khác nhau có hệ số giãn nở rất khác nhau.
Ví dụ:

Tên khoáng vật
Thạch anh
Octoclaz
Mica
Calcite

Hệ số giãn nở
0,00031
0,00017
0,00035
0,00020

Một loại đá được cấu tạo bởi nhiều khống vật khác nhau, do đó nhiệt độ thay

đổi các khống vật co giãn khơng giống nhau làm đá bị vỡ vụn. Như vậy thành phần
khoáng vật của đá càng nhiều thì đá càng dễ bị vỡ vụn. Những đá cấu tạo bởi một loại
khoáng vật (đá đơn khoáng) cũng bị vỡ do hệ số nở dài theo các phương khác nhau. Sự
chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm, giữa các mùa trong năm càng lớn thì phong hố
vật lý diễn ra càng mạnh. Ví dụ, vùng sa mạc thường có sự chênh lệch nhiệt độ giữa
ngày và đêm lớn nên vào ban đêm có thể nghe được tiếng nổ vỡ của đá trong vùng.
Trong đá thường có các lỗ hổng và các vết nứt nguyên sinh chứa đầy khí hay
nước. Khi nhiệt độ xuống thấp dưới 0 oC, nước ở thể lỏng chuyển thành thể rắn (nước
đóng băng) làm tăng thể tích tạo áp suất lớn có khi tới hàng ngàn atmosphere lên thành
khe nứt làm cho đá bị vỡ ra.
Các mảnh vụn sinh ra có thể di chuyển đi nơi khác theo dịng nước chảy hoặc
gió thổi sẽ phá huỷ các đá trên đường di chuyển của chúng.
2


Phong hố vật lý có tính chất tiên phong, tạo điều kiện thuận lợi cho phong hoá
hoá học và sinh học.
* Phong hoá hoá học
Do sự tác động của H2O, O2, CO2... các khoáng vật và đá bị phá huỷ, thay đổi
về hình dạng, kích thước, thành phần và tính chất hố học. Có thể nói, phong hố hố
học chính là các phản ứng hoá học diễn ra do sự tác động của H2O, O2, CO2 lên đá và
khoáng vật.
Phong hố hố học được chia thành các q trình chính là: thuỷ hố, thuỷ phân,
oxy hố, khử hố, hịa tan, vơi hố.
+ Q trình thuỷ hố
Là q trình nước tham gia vào mạng lưới tinh thể của khoáng vật, thực chất
đây là q trình nước kết hợp với khống vật làm thay đổi thành phần hố học của
khống vật.
Ví dụ:
+ 2 H2 O

CaSO4.2H2O
CaSO4
Anhydrite Thạch cao
Fe2O3
Hematite Limonite

+ n H2 O

Fe2O3.nH2O

+ Sự thủy phân
Là do sự phân lìa nước thành ion H+ và ion OH-. Nó có thể có tác dụng như
một acid hay một base trên các tinh khoáng. Sự phân lìa này càng mạnh nếu nhiệt độ
càng lớn.
K2O.Al2O3.6SiO2 + 3H2O  Al2O3.2SiO2.2H2O + 2KOH + 4SiO2
Trực tràng
Kaolinite
+ Quá trình oxy hố
Q trình này phụ thuộc chặt chẽ vào sự xâm nhập của O2 tự do trong khơng
khí và O2 hịa tan trong nước. Q trình oxy hố làm cho khống vật và đá bị biến
đổi, bị thay đổi về thành phần hố học.
Ví dụ: Khống vật pyrite bị oxy hố và biến đổi như sau:
FeS2 + 7O2 + 2H2O = 2FeSO4 + 2H2SO4
12FeSO4 + 3O2 + 6H2O = 4Fe2(SO4)3 + 4Fe(OH)3
Q trình ơxy hố diễn ra rất mạnh với hầu hết các ngun tố hố học có trong
khống vật và đá, đặc biệt là các nguyên tố hoá trị cao, ví dụ mangan. Sự oxy hố đi
kèm với sự thủy hoá hoặc thủy phân.
+ Sự khử hoá
Xảy ra nơi mà các vật liệu đất bị bão hịa nước (oxy khơng thể thâm nhập
thành phần của các khoáng)

Fe2O3 + 4SO42- + 8CH2O + 1/2O2  2FeS2 + 8HCO3- + 4H2O
pyrite

3


+ Q trình hịa tan:
Là q trình các khống vật và đá bị hòa tan trong nước. Hầu như tất cả các
khống vật và đá bị hịa tan trong nước, nhưng mạnh nhất là các khoáng vật của lớp
carbonate và lớp muối mỏ.
Ví dụ: CaCO3 (đá vơi) bị hịa tan như sau:
CaCO3 + H2O + CO2  Ca(HCO3)2
Các khoáng vật và đá bị hòa tan tạo thành các dung dịch thật.
+ Q trình sét hố:
Các khống vật silicate như nhơm silicate do tác động của H2O, CO2 sẽ bị biến
đổi tạo thành các khoáng sét (keo sét). Các chất kiềm và kiềm thổ trong khoáng vật
bị H+ chiếm chỗ trong mạng lưới tinh thể được tách ra dưới dạng hòa tan. Như vậy
thực chất của q trình sét hố là các q trình hịa tan, hydrate hố chuyển các
khống vật silicate, nhơm silicate thành các khống vật thứ sinh, các muối và oxide.
Ví dụ:
K2Al2Si6O16 + H2O + CO2  H2Al2Si2O8.2H2O + K2CO3+ SiO2.nH2O
Fenspat-kali (orthoclaz)

Kaolinite

Opan

* Phong hoá sinh học
Hoạt động của sinh vật bậc thấp, bậc cao cũng tham gia phá huỷ các khoáng vật
và đá. Rễ cây xuyên vào các khe nứt hút nước và các chất khoáng, theo thời gian, rễ to

dần phá vỡ đá. Mặt khác rễ cây tiết H2O và CO2 tạo H2CO3 để hòa tan đá và khoáng
vật. Khi chết xác sinh vật bị phân huỷ sinh ra các acid hữu cơ góp phần hịa tan các
khoáng vật và đá.
Do vậy, bản chất của phong hoá sinh học là phong hoá vật lý và hoá học do sự
tác động của sinh vật lên khoáng vật và đá. Cũng trong q trình này mẫu chất được
tích luỹ chất hữu cơ do xác sinh vật để lại sau khi chết, làm cho mẫu chất xuất hiện
những thuộc tính mới được gọi chung là độ phì và mẫu chất biến đổi thành đất. Nhà
khoa học nổi tiếng người Nga Vecnatxki cho rằng: "Hoạt động hoá học của vỏ trái đất,
gần 99% có liên quan tới q trình sinh hố học".
1.2.2 Vỏ phong hoá
Các sản phẩm phong hoá là kết quả của q trình phá huỷ các khống vật và đá,
do vậy chúng rất phong phú và đa dạng. Phong hố vật lý tạo thành các hạt vơ cơ có
kích thước khác nhau. Phong hoá hoá học tạo thành các hợp chất dễ tan, oxide,
hydroxide và các loại keo sét. Phong hố sinh vật ngồi sự tạo thành các sản phẩm trên
cịn tạo sự tích luỹ chất hữu cơ trong mẫu chất.
Các loại sản phẩm phong hố tích đọng lại tạo thành vỏ phong hoá. Vỏ phong hoá
là lớp vật chất nằm ở phía ngồi cùng của vỏ trái đất. Sản phẩm phong hoá biến đổi tạo
thành mẫu chất, mẫu chất chịu tác động sâu sắc của sinh vật dần dần trở thành đất.
Các vật liệu phong hố thì khơng 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, thí dụ như: chúng
rơi xuống từ trên cao do trọng lực, nước cuốn đi do dịng chảy, gió mang đi... Như vậy,
vật liệu phong hố sẽ được tích tụ lại một nơi nào đó tùy theo yếu tố mang chúng đi.
Vì tầm quan trọng của các yếu tố di chuyển các vật liệu phong hố đến đặc tính của
4


đất sau này nên các nhà khoa học dùng chúng để đặt tên cho “mẫu chất” và mẫu chất
có thể hình thành đất khi có điều kiện.
Chúng ta có các loại mẫu chất như sau:
Tên mẫu chất

Vật liệu Do nước cuốn đi
phong hố

Lắng tụ ở hồ
Lắng tụ do dịng chảy
Lắng tụ ở biển

Do băng hà di chuyển

Trầm tích hồ
Phù sa
Trầm tích biển
Trầm tích do băng hà
Trầm tích ở cửa sơng,
phù sa, trầm tích biển

Di chuyển do gió

Trầm tích do gió cuốn

Phong hố
Tích tụ do trọng lực
tại chỗ

Sườn tích, tụ thổ

Hình 1: Các yếu tố làm di chuyển vật liệu phong hoá và các mẫu chất tương ứng.
Như kết quả trên cho thấy, đất được hình thành qua hai giai đoạn: sự hình thành
mẫu chất và sự hình thành đất. Như vậy, khi mẫu chất bị xáo trộn ở một mức độ nhất
định thì được gọi là đất. Sự xáo trộn này được thể hiện bằng sự phân tầng trong mặt

cắt theo chiều dọc của đất (gọi phẫu diện đất).
Theo V. M. Fritland (1964), Việt Nam có các loại vỏ phong hoá sau:
- Vỏ phong hoá feralit: Phổ biến ở vùng trung du và núi thấp, các khoáng vật thứ
sinh chủ yếu là kaolinite, gibbsite, goethite. Trên vỏ phong hoá này hình thành nên
nhóm đất feralit - đất đỏ vàng ở nước ta.
- Vỏ phong hoá alit: gặp ở vùng núi cao từ 1700 m trở lên, điển hình nhất là ở độ
cao >2000 m. Khí hậu ẩm ướt, sắt bị rửa trơi mạnh nhưng nhơm được tích luỹ do
khơng bị rửa trơi như sắt.
- Vỏ phong hố macgalit - feralit: Gặp ở Phủ Quỳ - Nghệ An trên đá bọt bazan
- Vỏ phong hố trầm tích sialit: Gặp ở các vùng đồng bằng tạo bởi quá trình lắng
đọng phù sa của hệ thống sơng ngịi nước ta. Thành phần là các loại keo sét, ngồi ra
cịn gặp các khống vật nguyên sinh như thạch anh, fenspat, mica.
- Vỏ phong hoá clorua, sulphate - sialit còn gặp ở vùng ven biển.
1.2.3 Tuần hồn vật chất và sự hình thành đất
Ta có thể chia quá trình hình thành đất làm 2 giai đoạn:
- Đá bị phong hoá thành mẫu chất: giai đoạn này được gọi là q trình phong
hố.
- Mẫu chất biến thành đất: giai đoạn này được gọi là quá trình hình thành đất.
5


Mẫu chất đã có khả năng thấm, giữ nước và khí nhưng cịn thiếu phần quan trọng
nhất để trở thành đất đó là chất hữu cơ. Khi trên trái đất chưa có sự sống, lúc đó mới
chỉ có các quá trình phong hố lý, hố học. Các sản phẩm phong hoá một phần nằm lại
tại chỗ, phần khác theo nước di chuyển xuống chỗ trũng, đại dương. ở những nơi đó
chúng lại trầm lắng, chịu sự tác động của áp suất và các yếu tố khác và hình thành nên
đá trầm tích.
Do sự vận động địa chất, khối đá trầm tích này lại được nâng lên phong hố theo
một vịng mới khác. Q trình đó cứ lặp đi lặp lại trong một phạm vi lớn và kéo dài tới
hàng tỷ năm, nên được gọi là "Đại tuần hoàn địa chất". Bản chất của vịng đại tuần

hồn địa chất là q trình tạo lập đá đơn thuần xảy ra rộng khắp và theo một chu trình
khép kín.
Khi sinh vật xuất hiện lúc đầu là các vi sinh vật và các thực vật hạ đẳng, chúng
sử dụng các chất dinh dưỡng khoáng để ni cơ thể, chết đi chúng trả lại tồn bộ cho
đất. Cứ như vậy sinh vật ngày càng phát triển và lượng chất hữu cơ tích luỹ trong đất
ngày một nhiều, nó đã biến mẫu chất trở thành đất. Vịng tuần hồn này do sinh vật
thực hiện và diễn ra trong thời gian ngắn, phạm vi hẹp nên được gọi là "Tiểu tuần hoàn
sinh vật".
Bởi vậy "Đại tuần hoàn địa chất" là cơ sở của quá trình hình thành đất, cịn "Tiểu
tuần hồn sinh vật" là bản chất của nó. Đất được hình thành kể từ khi xuất hiện sinh
vật.
1.3 CÁC YẾU TỐ HÌNH THÀNH ĐẤT
Yếu tố hình thành đất có thể là một tác chất, lực, điều kiện hoặc mối liên hệ hoặc
là sự kết hợp giữa các yếu tố đó lại. Các yếu tố có thể đang tác động hoặc đã tác động
đến mẫu chất để hình thành đất. Có thể có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến việc hình thành
đất nhưng các nhà nghiên cứu về nguồn gốc chỉ chọn 5 yếu tố đó là: mẫu chất, địa
hình, khí hậu, sinh vật và thời gian.
Đất = f(cl, o, r, p, t)
1.3.1 Khí hậu
Khí hậu là yếu tố ảnh hưởng bao trùm lên các yếu tố khác, trong đó nó ảnh
hưởng rất mạnh mẽ lên các phản ứng hố học để hình thành đất. Khí hậu có sự tác
động tới sự hình thành đất vừa trực tiếp thông qua nhiệt độ, lượng mưa, vừa gián tiếp
thông qua sinh vật.
Nhiệt độ và lượng mưa là hai yếu tố quan trọng đầu tiên trong sự phong hoá đá,
khoáng. Hai yếu tố này còn chi phối tất cả các quá trình khác trong đất: q trình rửa
trơi xói mịn, tích tụ, mùn hoá, khoáng hoá,... Cường độ, chiều hướng của chúng góp
phần chi phối q trình hình thành đất.
Lượng mưa ảnh hưởng lớn tới độ chua và hàm lượng kiềm trao đổi trong đất.
Theo Jenny khi nghiên cứu đất vùng nhiệt đới (đảo Mabrikia) thì lượng mưa hàng năm
càng tăng, độ pH và tổng các cation kiềm trao đổi càng giảm. Điều này giải thích lý do

đất Việt Nam đặc biệt là đất rừng thường chua và độ no kiềm thấp.
6


Bảng l: Ảnh hưởng của lượng mưa đến một số tính chất của đất
Lượng mưa
hàng năm
(mm)

Nhiệt độ
(oC)

Tồng số cation
kiềm trao đổi
(meq/100g đất)

pH

600 - 1.300

29,5

5,5

24,0

6,8

1.300 - 1.900

26,2

11,2

15,0

6,3

1.900 - 2.500

22,9

14,7

8.2

5,9

2.500 - 3.200

22,3

16,6

5.5

5,7

3.200 - 3.800

20,6

19,6

4,0

5,6

[H+]
(meq/100g đất)

Nguồn: Nguyễn Thế Đặng & Nguyễn Thế Hùng (1999).
Ở vùng khí hậu nhiệt đới hoặc cận nhiệt đới, sự phong hoá thường rất mạnh.
Chất SiO2 và các base bị phóng thích từ các đá và dễ bị cuốn trơi theo nước, chỉ cịn lại
các oxide Fe và oxide Al trong đất.
Nhờ vậy, phẫu điện đất ở vùng cao miền nhiệt đới rất sâu, có khi đến hàng chục
mét mới gặp tới đá. Ở vùng khí hậu sa mạc, chỉ có sự hủy hoại cơ học làm đá bị vỡ
hay bể do sự khác biệt lớn về nhiệt độ. Ở vùng khí hậu ơn đới, các q trình phong hố
hố học dĩ nhiên khơng mạnh bằng ở vùng nhiệt đới, do đó phẫu diện đất thường sâu
chỉ có vài mét.
Trên trái đất có những đai khí hậu khác nhau: Hàn đới, ơn đới, nhiệt đới. Tại
những đai đó, những sinh vật tương ứng được hình thành và bởi vậy xuất hiện những
đai đất đi kèm. Điều đó nói lên vai trị của khí hậu với sự hình thành đất thơng qua
sinh vật.
Ví dụ:
- Vùng lạnh, khơ đặc trưng là kiểu rừng lá kim nên hình thành đất podzol chua và
nghèo dinh dưỡng.
- Vùng lạnh ẩm hình thành đồng cỏ hoặc rừng lá rộng ơn đới nên có đất đen ơn
đới (Checnozom).
- Vùng nhiệt đới nóng ẩm hình thành loại rừng lá rộng, thường xanh nên có đất

đỏ vàng.
1.3.2 Sinh vật
Sinh vật là yếu tố chủ đạo cho quá trình hình thành đất vì sinh vật cung cấp chất
hữu cơ, yếu tố quan trọng nhất để biến mẫu chất thành đất. Đất là môi trường sôi động
của sự sống, là địa bàn sinh sống của vi sinh vật, thực vật, động vật.
* Vi sinh vật
Một gam đất chứa hàng chục triệu thậm chí hàng ti vi sinh vật. Trung bình 1 gam
đất của Việt Nam chứa khoảng 60 - 100 x 106 vi sinh vật, chúng có vai trị rất lớn đối
với quá trình hình thành đất, cụ thể:

7


- Cung cấp chất hữu cơ cho đất: Vi sinh vật là những sinh vật đi tiên phong,
chúng là sinh vật đầu tiên sống trên mẫu chất và chết đi cung cấp lượng chất hữu cơ
nhỏ nhoi nhưng vô cùng quý giá đầu tiên cho mẫu chất để biến mẫu chất thành đất.
- Đóng vai trị quan trọng trong việc phân giải và tổng hợp chất hữu cơ: Cây chỉ
có thể hút các dinh dưỡng từ đất dưới dạng các chất khoáng đơn giản do vậy các chất
hữu cơ và ngay cả một số loại phân bón khi được bổ sung vào đất đều phải nhờ vi sinh
vật phân giải cây mới có khả năng hấp thụ. Mặt khác, trong quá trình phân giải chúng
lại tổng hợp nên một dạng hữu cơ đặc biệt, rất quan trọng trong đất đó là hợp chất
mùn.
- Cố định đạm từ khí trời: Trong đá mẹ, mẫu chất thiếu một yếu tố dinh dưỡng cơ
bản đó là N. Vi sinh vật cố định đạm góp phần tạo ra đạm mà mẫu chất khơng có. Tuy
nhiên ngồi mặt có lợi vi sinh vật đất cịn có một số mặt hại như: làm mất đạm, thải ra
một số khí độc, làm giảm pH đất, gây bệnh cho cây...
* Thực vật
Thực vật đóng vai trị quan trọng trong quá trình hình thành đất. Tuỳ theo thảm
thực bì số lượng cũng như chất lượng chất hữu cơ trả lại cho đất khác nhau. Thường
một ha rừng trả lại cho đất 10 tấn cành khô, lá rụng/năm, khoảng 80% lượng chất hữu

cơ trong đất có nguồn gốc từ thực vật.
Một số loại thực vật được dùng làm cây chỉ thị cho một số tính chất đất. Ví dụ:
Cây sim, mua chỉ thị đất chua; cây sú, vẹt chỉ thị cho đất mặn... Tóm lại tác dụng của
thực vật thể hiện ở các mặt sau:
- Cung cấp chất hữu cơ, tăng hàm lượng mùn, cải thiện các tính chất lý, hoá và
sinh học đất.
- Tập trung dinh dưỡng ở tầng sâu lên tầng đất mặt.
- Hút và trả lại cho đất các chất dinh dưỡng phù hợp hơn với thế hệ sau do hút
dinh dưỡng có chọn lọc.
- Che phủ mặt đất, chống xói mịn.
* Động vật
Có nhiều loại động vật sinh sống trong đất từ nguyên sinh động vật, giun, dế,
kiến, mối đến chuột... Tác dụng của chúng thể hiện qua các mặt sau:
- Chúng chết đi cung cấp chất hữu cơ cho đất, tuy số lượng ít nhưng có chất
lượng cao.
- Chuyển hố chất hữu cơ tạo thành các chất dễ tiêu cho cây.
- Xới xáo làm cho đất tơi xốp. Đại diện như giun đất là "anh thợ cày" tích cực,
mỗi ha đất tốt có bón phân có thể có tới 2,5 triệu con giun.
1.3.3 Địa hình
Ðịa hình cũng ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp đến sự hình thành đất.
- Ảnh hưởng trực tiếp: Các đặc trưng của địa hình như dáng đất, độ cao, độ dốc...
ảnh hưởng trực tiếp đến nhiều quá trình diễn ra trong đất. Vùng đồi núi, vùng đồng
bằng cao quá trình rửa trơi xói mịn diễn ra mạnh. Ngược lại trong các thung lũng ở
vùng đồi núi hoặc ở vùng đồng bằng trũng diễn ra q trình tích luỹ các chất. Lượng
8


nước trong đất cũng phụ thuộc địa hình; vùng cao thường thiếu nước, q trình oxy
hố diễn ra mạnh; vùng trũng thường dư ẩm, quá trình khử chiếm ưu thế... kết quả ở
các địa hình khác nhau hình thành nên các loại đất khác nhau.

- Ảnh hưởng gián tiếp: địa hình ảnh hưởng gián tiếp đến sự hình thành đất thơng
qua yếu tố khí hậu và sinh vật. Càng lên cao nhiệt độ càng giảm dần theo quy luật độ
cao tăng 100 m, nhiệt độ giảm 0,5 oC, đồng thời ẩm độ tăng lên. Sự thay đổi khí hậu
kéo theo sự thay đổi của sinh vật. Ở các độ cao khác nhau có các đặc trưng khí hậu và
sinh vật khác nhau. Các nhà thổ nhưỡng đã phát hiện được quy luật phát sinh đất theo
độ cao.
Các đặc tính của đất sau đây có liên quan đến địa hình cho bất kỳ một vùng nào
đó: (a) chiều dày của solum; (b) chiều dày và hàm lượng hữu cơ trong tầng mặt A; (c)
ẩm độ tương đối của phẫu diện; (d) màu của phẫu diện đất; (e) mức độ phát triển của
các tầng; (f) pH của đất; (g) hàm lượng muối hòa tan; (h) loại và mức độ phát triển của
các tầng đế cày (pan); (i) nhiệt độ và (j) đặc tính của mẫu chất.
Bảng 2: Quy luật hình thành đất theo độ cao trên dãy núi Hoàng Liên Sơn
Ðộ cao (m)
Dưới 1000
1000 - 1800
1800 - 2300
2300 - 2900
Trên 2900

Loại đất
Ðất feralít
Ðất feralít - mùn trên núi
Ðất mùn alít trên núi cao
Ðất mùn thô trên núi
Ðất mùn thô than bùn trên núi

Nguồn: Cao Liêm (1968)
Địa hình tác động đến quá trình hình thành đất Việt Nam thể hiện ở chỗ:
- Ở các vùng cao có nhiệt độ thấp hơn nhưng ẩm độ cao hơn. Càng lên cao xuất
hiện nhiều cây lá nhỏ, chịu lạnh, đất có hàm lượng mùn tăng, quá trình feralít giảm.

Đây là lý do các vùng cao như Đà Lạt, Mộc Châu, Sapa có khí hậu mát mẻ và đất có
hàm lượng mùn khá hơn.
- Địa hình cịn làm thay đổi tiểu vùng khí hậu do nhiều nơi địa hình quyết định
hưởng và tốc độ của gió, làm thay đổi độ ẩm, thảm thực bì của đất rất lớn. Do bị chắn
bởi dãy Trường Sơn mà một số vùng bị ảnh hưởng của gió phơn tây nam rất mạnh
như: Hồ Bình, Lai Châu, Thanh Hố, Nghệ An...
- Địa hình trong khu vực nhỏ trực tiếp góp phần phân bố lại vật chất, làm thay
đổi độ ẩm, nhiệt độ, độ tăng trưởng của sinh vật, sự vận chuyển nước trên bề mặt và
trong lịng đất. Những nơi địa hình cao, dốc, nước chảy bề mặt nhiều, nước thấm ít, độ
ẩm đất thấp hơn chỗ trũng. Do dòng chảy bề mặt lớn, đất bị xói mịn, rửa trơi xuống
các vũng trũng nên các chỗ trũng, bằng phẳng thường có tầng đất dày hơn, hàm lượng
dinh dưỡng khá hơn so với nơi dốc nhiều.
1.3.4 Mẫu chất
Mẫu chất (parent material) được xem là một yếu tố hình thành đất rất quan trọng,
trước đây (1800 -1810) các nhà thổ nhưỡng thường dùng thuật ngữ “đất granite” hoặc
“đất băng hà” để chỉ nguồn gốc địa chất của nó và thành phần của các vật liệu ban đầu
(vật liệu nguyên sinh là - vật liệu phóng thích ra từ đá mà khơng qua q trình tái tổng
9


hợp). Nhiều thí nghiệm đã được thực hiện và kết luận rằng mẫu chất là yếu tố quan
trọng, nó chi phối mọi yếu tố khác.
Mẫu chất bao gồm nhiều loại đá khác nhau (đá magma, đá biến chất, đá trầm
tích). Đá lại gồm nhiều tinh khoáng. Các tinh khoáng này có chỉ số phong hố theo thứ
tự (weathering sequence) (Theo Jakson và Sherman).
Nhóm thạch cao (trong đó có thể kể thêm: muối mỏ, nitrate natri).
Nhóm calcite (kể cả dolomite, aragonite, apatite).
Nhóm hornblende (trong đó có thể kể: pyroxene, olivine).
Nhóm biotite.
Nhóm albite (kể cả anorthite, khiếm tràng, microcline).

Nhóm thạch anh.
Nhóm muscovite
Nhóm vermiculite.
Nhóm montmorillonite.
Nhóm kaolinite (halloysite).
Nhóm gibbsite (boehmite, allophan).
Nhóm hematite (goethite, limonite).
Nhóm anatase (zircon, rutile, corindon...)
Khi đá có sự kết hợp tinh khống chặt chẽ thì nó khó bị hủy hoại. Trái lại khi đá
mềm hoặc có nhiều lỗ hổng thì các lỗ hổng này hấp thu ẩm độ, oxy, carbonic khiến
cho sự hủy hoại nhanh hơn. Chẳng hạn, nếu đá xếp hình như những lá thì rất dễ bị
phong hố. Một đá phiến thạch có các mặt phẳng phiến nghiêng với mặt đất thì nước
và rễ cây sẽ xen vào đá dễ hơn và sự phong hoá cũng diễn ra nhanh hơn.
Tóm lại, đá lớn sẽ bị vỡ thành đá nhỏ và đá nhỏ vẽ vỡ vụn thành tinh khoáng.
Như vậy, với sự phong hoá cơ học, đá lớn sẽ vỡ ra các tinh khoáng. Những tinh
khoáng dưới tác dụng cơ học, hoá học (sự thủy phân và thủy hoá của nước) sẽ trở nên
mềm hơn. Một phần chất sắt trong tinh khoáng bị oxy hoá và thủy hoá nên đất có màu
đỏ hay màu nâu vàng. Cùng với các thay đổi này, những cation như Ca2+, Mg2+, K+ và
Na+ cũng bị carbonate hố và hịa tan. Dần dần, các chất này sẽ bị cuốn trơi theo nước,
các tinh khống sơ khởi trong đá mất đi và nhường chỗ cho những vật liệu khác nhỏ
hơn như các loại sét và các chất oxide Fe và Al.
Chua nhiều
Khống
ngun sinh
chứa
Si
Muscovite
2:1

Khí hậu lạnh

Mất ít khơIllite
Mất K
K
hồn tồn
Trung tính
hoặc kiềm yếu

Mont.

Khí hậu nóng
Hình 2: Sơ đồ chuyển hóa khống trong đất
10

Khí hậu
nóng ẩm
Chua
nhiều

Kaol.

Mất
Si

Oxide


Nói một cách tổng qt thì đất càng trẻ thì sự liên hệ của nó đến mẫu chất càng
nhiều vì các yếu tố khác chưa ảnh hưởng mạnh mẽ đến đất. Khi các tiến trình thổ
nhưỡng và phong hố tác động lên mẫu chất càng nhiều thì ảnh hưởng của mẫu chất
càng ít đi. Ở đất phong hố mạnh và đất già cỗi thì ảnh hưởng của mẫu chất rất ít. Khi

nghiên cứu về mẫu chất thì cần chú ý đến yếu tố nào vẫn còn ảnh hưởng cả về lượng
lẫn về loại. Thường thì việc nghiên cứu tác động của mẫu chất rất khó, do tính phức
tạp của mơi trường trong quá khứ và khó có thể tách ảnh hưởng của mẫu chất ra khỏi
ảnh hưởng của những yếu tố khác (tiêu nước, khí hậu, thực vật). Ảnh hưởng của loại
đá nơi mà mẫu chất xuất phát có ảnh hưởng quan trọng đến thành phần của đất.
Theo con đường di chuyển hoặc kết hợp với nguồn gốc của mẫu chất có các loại
sau:
Mẫu chất là trầm tích do băng hà
Mẫu chất là trầm tích do gió cuốn tạo nên
Mẫu chất là trầm tích đồng bằng ven biển
Mẫu chất là trầm tích cổ từ đá vơi và dolomite
Mẫu chất từ đá thô hạt
Mẫu chất từ đá phiến sét
Mẫu chất từ granite và granite gneiss
Mẫu chất từ schist
Mẫu chất từ các loại đá tối màu giàu sắt, mangan
Mẫu chất có từ tro núi lửa
1.3.5 Thời gian
Mối liên hệ giữa đất và thời gian có thể được thảo luận với các yếu tố (1) giai
đoạn phát triển tương đối; (2) định tuổi tuyệt đối của các tầng và phẫu diện đất; (3)
mức độ phát triển; (4) thời gian phát triển của các độ dốc, dạng của đất đai và các dạng
phức do phong hoá tạo nên và (5) sự khám phá từ thí nghiệm do con người sau đó ứng
dụng ra ngồi đồng ruộng và từ ngoài đồng tác động trở lại trong phịng thí nghiệm.
* Giai đoạn phát triển tương đối
Các từ vựng đã được dùng để diễn tả thời gian tương đối là: trẻ, trưởng thành và
già. Các từ này được đặt ra để mô tả và nhận diện các địa mạo, sau đó đã sử dụng cho
đất. Từ đã sử dụng như là azonal soils bao gồm bộ Entisols (trẻ) và Inceptisols (bắt
đầu phát triển) các đất này có thể được xem là đất trẻ. Đất chưa trưởng thành có thuật
ngữ để chỉ là intrazonal soils, sự phát triển của đất này được thể hiện qua các yếu tố:
có nhiều nước, muối hoặc carbonate. Đất trưởng thành còn được gọi là zonal soils, đất

này được phát triển trong một môi trường cân bằng (hoặc ổn định). Đất già là loại đất
có sự tích tụ của oxide kim loại trơ (nó khơng cịn phản ứng với các chất khác nữa) và
các kim loại nặng. Các chiều hướng phát triển của đất theo thời gian có thể là:
- Vẫn cịn giữ mãi là zonal soils, phẫu diện của nó vẫn cịn giữ được trong lớp
mẫu chất nguyên thủy vì tốc độ xói mịn nhanh đồng thời với việc thành lập đất.
- Đất trở nên bị già cỗi.
- Trở nên là mẫu chất của loại đất khác do sự thay đổi đột ngột của sinh vật, khí
hậu hoặc các hoạt động địa chất khác.
- Bị chơn vùi.
- Biến mất do xói mịn và là mẫu chất ở một nơi khác.
11


* Tuổi của các tầng đất và phẫu diện
Thường có hai cách để định tuổi của một tầng đất đó là dựa vào sự phát triển của
cây cổ thụ và sử dụng chất carbon 14C. Các vùng đồi nhiều vôi ở Anh Quốc được định
tuổi dựa vào cây Salix Repens và thời gian để rửa trôi vôi (ở vùng này khoảng 300
năm). Để có một lượng chất hữu cơ ổn định trong đất thường mất khoảng 240 năm.
Các vùng đắp đê ngăn mặn ở Hà Lan thường mất một thời gian tương tự để rửa trôi
lượng vôi. Nhiều vùng đất rừng ở Alaska, đất phát triển trên mẫu chất có nguồn gốc do
băng hà tạo nên, ở đây có lớp hữu cơ trên mặt có tuổi khoảng 15 năm (đến năm 1969),
bên dưới là tầng A màu nâu, có thành phần cơ giới là loam pha thịt có tuổi là 250 năm
và một biểu loại đất Podzol có chiều dày là 25 cm có tuổi là 1.000 năm. Các loại đất
phát triển trên loại đá trơ có tuổi khoảng 2.000 năm và các loại đất ở vùng Bắc Âu có
tuổi khoảng 72.000 năm và một số có tuổi khoảng 112.000 năm (các đất này có mẫu
chất khác nhau).
Thí dụ ở Đồng Bằng Sông Cửu Long thuộc vào kỷ đệ tứ (Quaternary), có hai loại
trầm tích chính (tính theo thời gian) là Holocene (phù sa mới) và Pleistocene (phù sa
cổ). Cần phân biệt tuổi địa chất và tuổi thổ nhưỡng, thí dụ: Đồng Bằng Sơng Cửu
Long có tuổi địa chất từ 10.000 - 20.000 năm nhưng nhiều nơi đất có tuổi về thổ

nhưỡng thậm chí khoảng 20 - 30 năm. Câu hỏi cần đặt ra là phải mất bao lâu mới có
thể thành lập được từ 2 - 3 cm đất. Các nhà thổ nhưỡng thì khơng tính theo chiều dày
là cm mà tính theo tầng đất, solum và phẫu diện. Một cách tổng quát, để thành lập
được một tầng đất thì phải mất một thời gian rất lâu trừ đất phèn.
1.4 MỘT SỐ QUÁ TRÌNH XẢY RA TRONG ĐẤT
1.4.1 Quá trình hình thành đá ong và kết von
Quá trình này cịn được gọi là q trình tích lũy tuyệt đối Fe, Al.
* Quá trình hình thành đá ong
Về mùa mưa các chất Fe bị hòa tan trong nước dưới dạng oxide và hydroxide Fe
hố trị 2, Al thì tồn tại trong các keo sét, chúng được di chuyển theo nước. Sự di
chuyển bằng 2 đường chính là từ nước chảy tràn trên mặt đất và từ nước ngầm. Tất cả
được trơi xuống nước ngầm tích đọng lại ở chân đồi núi. Đến mùa khô, khi lớp đất trên
mặt bị khô hạn, nước ngầm theo khe mao quản bốc lên tầng mặt đất, rồi bị oxy hoá
thành oxide và hydroxide Fe hoá trị 3 kết tủa lại thành vệt sắt dưới dạng HFeO2
(geothite) hoặc Fe(OH)3, Fe2O3.nH2O (limonite). Các vệt sắt này được tích lũy rồi lớn
dần lên và nhiều ra nối liền lại với nhau làm thành một mạng lưới sắt dày đặc, bao bọc
ở giữa nhiều ổ keo kaolinite (Al2O3.2SiO2.2H2O), tạo nên đá ong.
Khi ở dưới đất, đá ong còn mềm, khi lộ ra ngoài mặt đất các vệt oxide Fe bị oxy
hoá thêm và bị khử nước, nên tiếp tục kết tinh cứng rắn lại, các ổ kaolinite mềm nên bị
ăn mòn đi để lại những lỗ như tổ ong, nên gọi là đá ong. Thành phần chủ yếu của đá
ong là oxide và hydroxide sắt.
Đá ong có 3 loại: Tổ ong, hạt đậu và phiến. Đá ong tổ ong thường gặp ở các vùng
đồi thấp tiếp giáp với đồng bằng. Đồi càng trọc, càng trơ trụi thì đá ong càng nhiều và
sự xuất hiện càng nơng, thậm chí tạo thành c ác bãi đá ong lộ thiên. Ở những vùng núi
đá vơi, Fe gặp mơi trường trung tính hay kiềm sẽ kết tủa lại các hạt sắt tròn, lâu ngày
12


các hạt sắt tròn nối liền với nhau kết gắn lại tạo nên đá ong hạt đậu. Trong trường hợp
nhiều lớp sắt chồng chất lên nhau thì tạo ra đá ong dạng phiến. Loại này ít gặp và

nguyên nhân chưa rõ.
Như vậy đá ong hình thành là do nước ngầm và sự bốc hơi của nước ngầm quyết
định. Vì thế ở những nơi nước ngầm khơng tích lũy được (ở đỉnh núi đồi hoặc sườn
núi đồi) hoặc ở vùng đồng bằng thường xuyên có nước trên mặt (hạn chế được sự bốc
hơi của nước ngầm) thì khơng hình thành đá ong.
Sự xuất hiện đá ong là dấu hiệu của sự thối hố đất. Những đất có đá ong thì
chua, nghèo dinh dưỡng ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng phát triển của nhiều loại cây
trồng. Đá ong sẽ làm c ho tầng đất mặt mỏng dần, thậm chí khơng thể canh tác được
nữa.
* Quá trình hình thành kết von
Về cơ chế hình thành cũng do Fe2+ bị oxy hố thành Fe3+ tích lũy trong đất ở
dạng Fe(OH)3 hoặc Fe2O3.nH2O, tạo nên những giáp sắt bao quanh vật thể nào đó hoặc
kết tủa sắt ở dạng viên, gọi là những hạt kết von. Như vậy về nguồn gốc hình thành
khơ ng phải chỉ từ nước ngầm, mà có thể ngay từ dung dịch đất, vì bản thân trong đất
nhiệt đới ẩm vốn dĩ chứa nhiều sắt.
Dựa vào hình dạng và nguyên nhân tạo kết von mà chia ra: Kết von tròn, kết von
hình ống, kết von gạc nai hoặc củ gừng và kết von giả. Kết von trịn có một nhân ở
giữa và sắt tạo thành những vòng cầu đồng tâm xung quanh nhân, thường được kết tủa
từ dung dịch thật, có màu nâu đen, nếu màu đen và mềm là kết von MnO2, kết von
hình ống thường rỗng ở giữa, kết von giả là các mảnh đá hay khoáng vật được sắt bao
bọc xung quanh.
Quy luật phân bố của kết von:
- Ở những đồi thấp chỗ nào cũng có kết von, nhưng nhiều nhất là ở chân đồi (vì
nơi ấy tụ đọng được nhiều sắt).
- Ở vùng núi ít có kết von (hoặc chỉ có kết von giả mà thơi).
- Những nơi tiếp giáp với đá vơi hoặc đất có nhiều vỏ sị, hến thì hàm lượng kết
von tăng vọt (chứng tỏ cation kiềm có ảnh hưởng lớn đến việc kết tủa sắt).
- Những vùng đất thấp bằng thì ít có kết von hoặc chỉ gặp kết von trịn mà thơi;
Đất ngập nước quanh năm thì khơng có kết von.
Nếu kết von cịn ít từ 10 - 15% và ở sâu thì chưa ảnh hưởng lớn, thậm chí một số

cây lại mọc tốt trên loại đất này (như cây dứa).
1.4.2 Quá trình glây
Quá trình glây (gley) là hiện tượng đặc trưng xảy ra trong đất yếm khí, đất ngập
nước dài ngày (đất thừa ẩm), phổ biến ở vùng đất đồng bằng và một số đất ngập nước
vùng đồi núi như: đất lầy thụt, đất thung lũng dốc tụ trồng lúa nước... Bản chất của quá
trình glây là quá trình khử sinh vật rất phức tạp trong điều kiện yếm khí, với sự tham
gia c ủa vi sinh vật yếm khí.
Một đặc điểm quan trọng của quá trình glây là s ự tích lũy các sản phẩm khử:
Fe thành Fe2+ do kết quả hoạt động của vi sinh vật yếm khí (nhóm vi sinh vật khử Fe
và vi khuẩn Clostridium), cùng với sự khử Mn4+ thành Mn2+ và các sản phẩm phân
3+

13


giải chất hữu cơ trong điều kiện yếm khí (CH4, H2, H2S...). Fe2+ sau khi được hình
thành, nếu đất tiếp tục bị yếm khí thì nó cùng với silicat và khống sét tái tổng hợp ra
silicat thứ sinh, trong đó Fe ở dạng hoá trị 2 làm cho các khoáng này có màu xanh,
xanh lơ, hay xanh thẫm. Tầng đất chứa nhiều khống thứ sinh này sẽ có màu xanh đặc
trưng và có mùi tanh hơi, gọi là tầng glây (sét gan trâu).
Nếu tình trạng ẩm của đất khơng kéo dài thì tầng glây khơng hình thành mà chỉ
hình thành những vệt glây, tầng đất có rải rác những vệt glây gọi là tầng bị glây hoá.
Sản phẩm xuất hiện đầu tiên trong quá trình khử sắt là Fe(HCO3)2. Hợp chất sắt
Fe(HCO3)2 rất dễ di động và háo khí, khi gặp oxy nó bị oxyhố thành Fe3+.
4Fe(HCO3)2 + O2 + 2H2O  4Fe(OH)3 + 8CO2
Quá trình này tạo nên lớp váng có màu đỏ trên mặt ruộng ngập nước lâu ngày và
những vệt đỏ vàng loang lổ xen kẽ với các vệt xám xanh trong đất có điều kiện khơ và
ẩm xen kẽ. Nếu điều kiện khô hạn kéo dài thì tạo thành kết von rải rác với các vệt
glây.
Quá trình glây cịn sinh ra Mn2+ là ion dễ bị rửa trơi như sắt. Đó là hiện tượng

tầng canh tác của đất phù sa bị nhạt dần từ màu nâu sang màu nâu nhạt, là do Fe2+ và
Mn2+ bị rửa trôi nhiều, tạo ra đất gọi là đất "bạc điền" hay đất "gan gà".
Trong q trình glây cịn tạo ra H2S và FeS. H2S tạo ra nhiều trong điều kiện đất
có nhiều chất hữu cơ, lúc đó sẽ gây độc cho cây. Đó là hiện tượng xảy ra ở đất bạc
màu nếu vùi nhiều cây phân xanh mà cấy ngay thì sẽ làm cho rễ lúa bị thối đen. FeS
sinh ra nhiều hay ít phụ thuộc vào lượng Fe trong đất, nhưng FeS khơng hại cho cây
trồng nhiều vì nó rất khó tan.
Q trình glây này cịn hình thành một số khống rất khó bị oxyhố như FeCO3
(xiđêrit), Fe3(PO4)2.8H2O (vivianit), gây ra hiện tượng đất giàu lân tổng số nhưng
nghèo lân dễ tiêu.
Trong quá trình glây, đạm cũng bị biến đổi nhiều. NO3- bị khử thành N2 làm mất
đạm của đất. Cịn đối với lân thì phosphate sắt 3 bị khử thành phosphate sắt 2 dễ tan
hơn lại có lợi cho cây. Vì vậy bón dạng lân khó tan (như apatit, phostphorite) một
lượng lớn sẽ có tác dụng lâu dài cho nhiều vụ sau.
Như vậy: Quá trình glây xảy ra mạnh ở những đất ngập nước lâu ngày, như đất
lầy, đất phù sa úng nước, đất phèn... Ở những đất như đất cát, đất bạc màu, đất đỏ vàng
trồng lúa nước, đất trồng một vụ lúa và một vụ màu thì trong phẫu diện đất có thể xuất
hiện tầng bị glây hố mà thơi.
Tùy theo thời gian ngập nước, mức độ yếm khí trong đất và độ sâu của mực nước
ngầm mà tầng glây dày hay mỏng và ở nông hay sâu. Đặc điểm chung của tầng đất
glây là có thành phần cơ giới nặng, dẻo, dính, bí chặt, khơng có kết cấu, đất chua,
nhiều chất độc cho cây trồng như CH4, H2S...
Đất bị glây mạnh, tầng glây ở nông thì ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng và phát
triển của cây, kể cả những cây ưa nước như lúa. Vì vậy ở những đất bị glây mạnh ta
phải thay đổi môi trường đất từ trạng thái khử sang trạng thái oxy hoá.

14


1.4.3 Quá trình hình thành đất phèn

* Tiến trình hình thành đất phèn tiềm tàng
Tiến trình khử trong điều kiện đầm lầy lợ - mặn
Trầm tích được lắng tụ dưới nước thường có chứa chất hữu cơ mịn, chất hữu cơ
này có lẫn với trầm tích trước khi lắng tụ. Ở đất có chu kỳ bão hịa nước hoặc lũ
thường có lượng chất hữu cơ giảm theo độ sâu. Thành phần chất hữu cơ gồm các rễ
cây chết, chất thải, phân của động vật... chúng là những chất dễ phân hủy. Thành phần
này phân bố rất thất thường(1), khác nhau cả về lượng và thành phần so với các khoảng
cách trên mặt đất. Các vi sinh vật sử dùng chất hữu cơ này như là nguồn năng lượng
cho chúng. Bất kỳ oxygen nào hiện diện cũng đóng vai trị của chất nhận điện tử. Suốt
tiến trình hơ hấp của vi sinh vật, CO2 và H2O được sinh ra từ chất hữu cơ và O2. Khi
toàn bộ O2 hiện diện bị khử, việc khuếch tán của O2 từ khơng khí xun qua nước mặt
và xuyên qua đất bão hòa nước là tiến trình rất chậm. Lượng O 2 cung cấp do khuếch
tán chỉ đủ cho vi sinh vật hoạt động ở độ sâu vài mm ở mặt đất. Ở các độ sâu trong
phẫu diện, O2 bị sử dụng hết trong khoảng vài ngày cho đến khoảng 1 tuần sau khi
ngập nước trong điều kiện nhiệt đới. Điện thế oxy hóa khử là một chỉ thị cho thấy sự
chiếm ưu thế của hợp chất oxy hóa trên chất khử và trị số này bắt đầu giảm sau khi
ngập nước.
Khi O2 khơng cịn nữa, vi sinh vật sử dụng theo trình tự các chất nhận điện tử
khác nhau để oxy hóa chất hữu cơ và làm cho điện thế oxy hóa khử tiếp tục giảm. Đầu
tiên các hợp chất nitrate NO3- và Mn(IV) bị khử, nhưng mà hai chất này hiện diện dưới
một lượng nhỏ. Fe(III) hydroxide và oxide thường rất nhiều ở các loại đất có chu kỳ
khơ và ướt, chất này bị khử kế tiếp để cho ra Fe2+ ở trị số điện thế oxy hóa khử thấp.
Trong khi đó đất trung tính, thốt nước tốt có thể có điện thế oxy hóa khử khoảng 350
tới 550 mV, cịn ở các loại đất có oxide sắt đang bị khử có Eh khoảng +100 đến
+200mV. Khi các oxide sắt có thể khử được bị khử hết, hoặc trong các trường hợp nơi
mà hoạt động của vi sinh vật quá cao và việc khử oxide sắt khơng cịn đáp ứng được
cho hoạt động của vi sinh vật thì SO42- được sư dụng như chất nhận điện tử, lúc này thì
Eh sẽ nhỏ hơn 0. Cuối cùng, trong những trường hợp khử cực mạnh, sự lên men của
chất hữu cơ có thể xảy ra. Trong tiến trình này, một phần chất hữu cơ có thể bị oxy
hố trong khi một phần khác thì bị khử cho ra methane (CH4). Sự hô hấp ở trị số Eh

tiếp tục thấp nó cung cấp cho vi sinh vật một lượng ít năng lượng và liên tục trên mỗi
đơn vị chất hữu cơ bị oxy hóa, một lượng lớn năng lượng duy trì trong các sản phẩm
có phản ứng khử của các chất nhận điện tử.
Các sản phẩm tạo ra lúc đất bị khử
Các phản ứng sinh ra lúc đất bị khử bao gồm khí N2 và khí N2O từ nitrat, các
Mn , Fe2+ trao đổi và hòa tan từ oxide Mn(IV) và Fe(III), H2S từ sự khử SO42-. Trong
sự hiện diện của Fe2+, H2S bị trầm hiện dưới dạng FeS được hình thành. Trong điều
kiện có sự oxy hóa nhẹ, khơng liên tục như trong trường hợp lên xuống của thủy triều,
FeS2 được hình thành từ FeS và H2. Thực ra, nếu có FeS hiện diện trong đất thì cũng
với nồng độ thấp, trong khi đó ở nhiều loại đất ven biển có chứa một lượng lớn (vài %)
2+

Thất thường ở đây muốn chỉ rằng trong phẫu diện đất chất hữu cơ hiện diện không theo tầng, mà chúng phân
bố nơi nhiều nơi ít trong phẫu diện
(1)

15


pyrite. Sản phẩm sinh ra do sự lên men chất hữu cơ bao gồm H2, CH4, NH4+, H2S và
CO2 và một ít carbonate.
Pyrite ở các đất ven biển được tích tụ trong điều kiện mặn hoặc lợ thường có
thảm thực vật bên trên là đước ở các vùng nhiệt đới hoặc lao sậy ở các vùng ôn đới.
SO42- xuất phát từ nước biển và được thủy triều cung cấp. Rễ cây đước hoặc sậy chết
là nguồn cung cấp hữu cơ cho việc khử sulphate. Pyrite thì thường được tập trung
trong các mặt vở của rễ hoặc các thân cây bán phân hủy. Oxide sắt cần cho việc hình
thành FeS2 thì thường hiện diện trong trầm tích. Các hợp chất khử và oxyt hóa được
hình thành theo trình tự khi đất bị khử. Nồng độ Fe2+ không giữ cao mãi mà nó giảm
sau khi đạt đỉnh cao do sự hình thành sulphide-Fe nếu đất tiếp tục bị khử.
Các dấu hiệu cho thấy đất bị khử

Trong điều kiện háo khí, đất có chứa các hợp chất sắt trầm hiện, do đó đất có
màu thay đổi từ đỏ đến nâu nhạt khi nó khơng có sự hiện diện màu xám của chất hữu
cơ. Trong điều kiện khử, màu đất có thể thay đổi từ màu xám đến xám xanh. Tùy
thuộc vào lượng hợp chất Fe2+ hoặc đơi khi có màu đen do màu của FeS nhuộm nền
đất. Pyrite không ảnh hưởng đến màu của đất, tuy nhiên ở chất hữu cơ bán phân hũy,
trong đó có FeS2 hiện diện thì có màu xám tối hoặc đốm đen trong màu xám của nền
nếu sét chứa FeS2. Tuy nhiên khơng phải đất có nhiều FeS2 lại có đốm như vậy. Khi
đất bị ướt cả năm đất bị bão hịa nước, đất bị khử khi có sự hiện diện của một ít chất
hữu cơ như là nguồn năng lượng (chỉ vài %). Khơng có chất hữu cơ sẽ khơng có hoạt
động của vi sinh vật yếm khí. Chính sự hơ hấp của vi sinh vật làm cho đất bị khử.
Ngay cả khi đất bị khử, lượng oxide sắt dưới dạng của các đốm hiện diện hầu như
khơng bị mất đi. Màu của nền đất do đó mà là một dấu hiệu tốt để chỉ tình trạng khử
và oxy hóa của đất hơn là màu của đốm hiện diện.
Sự tích tụ pyrite
Trong phần lớn đất phèn tìêm tàng, pyrite hiện diện dưới dạng Fe(II) sulfide.
Hàm lượng pyrite trong đất phền tiềm tàng nằm trong khoảng 1 đến 5% theo khối
lượng. Pyrite thường hiện diện trong đất dưới dạng như chùm nho và có kích thước từ
2 đến 40 m đường kính, cũng có thể hiện diện dưới dạng viên riêng lẽ có kích thước
từ 0.1 đến 5 m đường kính. Pyrite bền trong một khoảng rộng pH và trong điều kiện
khử mạnh. Sự hình thành pyrite được bắt đầu từ sự khử sulphate. Suốt thời gian khử
sulphate vi khuẩn sử dụng sulphate để oxy hóa chất hữu cơ và từ từ sulphate bị khử để
cho ra S(-II) đây chính là dạng lưu huỳnh trong H2S. FeS màu đen có thể được hình
thành trước, nhưng vì hợp chất này không bền về mặt nhiệt động học cho nên nó
chuyển thành dạng pyrite. Pyrite cũng có thể trầm hiện trực tiếp từ dung dịch. Pyrite là
chất có hai lưu huỳnh, trong hợp chất này S có trạng thái oxy hoá cao hơn (S(-I)) so
với S trong H2S hoặc S trong FeS (S(-II)), do vậy một tác nhân oxy hóa thì cần thiết để
hình thành pyrite, nghĩa là trong suốt qúa trình khử phải có sự xen kẻ oxy hóa, thí dụ
như đất bị khử mà có thủy triều lên xuống sẽ tạo ra cho đất có một thời gian ngắn bị
oxy hóa. Oxygen thì cần thiết hơn cả để làm tác nhân oxy hóa.
Tóm lại sự hình thành pyrite bao gồm các bước sau:

(1) khử sulphate thành sulfide do vi khuẩn tạo nên
(2) oxit hóa sulfide dể cho ra disulfide và phản ứng của disulfide với sắt.
16


Nếu Fe2O3 là nguồn cung cấp Fe thì phản ứng hình thành pyrite có thể viết như
sau:
Fe2O3 + 4SO42- + 8CH2O + 1/2O2  2FeS2 + 8HCO3- + 4H2O
Trong đó CH2O tượng trưng cho chất hữu cơ. Như vậy để hình thành được pyrite
cần thiết phải có:
- sulphate
- khống có chứa sắt
- chất hữu cơ có thể đồng hóa được
- vi khuẩn khử sulphate
- trong mơi trường yếm khí có sự háo khí có giới hạn (nhẹ).
Trong mơi trường nước ngọt nồng độ sulphate q ít để hình thành một lượng
pyrite đáng kể. Trong môi trường đầm lầy rừng sát có biến động của triều có nguồn
sulphate dồi dào từ nước mặn và từ xác bã rừng sát và nơi đây có khả năng hình thành
một lượng lớn pyrite. Điều này khơng có nghĩa là tất cả các rừng sát đều có hàm lượng
pyrite cao. Sự hình thành pyrite thì tương đối nhanh trong diều kiện rừng sát có biến
động của triều xuyên qua các tế khổng sinh học trong đất. Sự hình thành pyrite thì rất
chậm ở các vùng nước bị tù đọng thí dụ như tầng dưới của đất nơi mà triều khơng cịn
ảnh hưởng tới hoặc ở những vùng có ít kênh, rạch. Có nhiều lí do để gỉai thích tại sao
pyrite được hình thành nhiều ở những nơi có sự biến động của triều: (1) biến động của
triều cung cấp một lượng đủ O2 (tạo ra sự oxy hố nhẹ) cần cho sự hình thành pyrite,
(2) triều lên xuống lấy di một lượng bicarbonate làm tăng pH và do đó mà tăng tốc độ
hình thành pyrite.
b. Tiến trình hình thành đất phèn hoạt động
Sự oxyt hóa pyrite, sự hình thành và thủy hóa jarosite
Pyrite trong đất trầm tích biển thường xuất hiện ở dạng chùm, trịn tích tụ thành

các cụm (ổ) chỉ thấy được dưới kính hiển vi, mỗi cụm có các tinh thể pyrite. Các hạt
này giống như dạng chùm nho dưới kính hiển vi, có thiết diện riêng cao. Khi khơng
khí thâm nhập vào đất có pyrite, pyrite bị oxy hóa một cách nhanh chóng do tác động
của vi khuẩn lưu huỳnh (Thiobacillus Spp), nó sử dụng pyrite như nguồn năng lượng.
Sản phẩm cuối cùng của việc oxy hóa pyrite là Fe(OH)3 và H2SO4. Trong vài ngày đến
vài tuần sau khi bắt đầu oxyt hóa, pH trong đất giảm đến trị số cực thấp thường từ 2.5 3.5. Không phải tất cả pyrite đều bị oxyt hóa khi khơng khí thâm nhập vào đất. Một
phần do bị đóng kín trong rễ cây chết hoặc gỗ, cấu trúc của nó thì gần như khơng có
khơng khí vào được. Đặc biệt là ở đất nằm trên các mỏ than đá, một phần pyrite có thể
ở dưới dạng tinh thể hình khối, có thiết diện riêng thấp. Chất này có thể tồn tại dưới
điều kiện oxyt hóa trong nhiều năm.
Một chất trung gian quan trọng trong khi oxyt hóa pyrite là jarosite đó là một
potassium-sắt (III) sulphate, KFe3(SO4)2(OH)6. Chất này có thể được hình thành ở pH
dưới 4 và hoạt tính của K+ cao và K+ thì thường xuất hiện ở đất có nguồn gốc biển, qua
cơng thức cho thấy jarosite chính nó thì khơng quan trọng cho đặc tính hóa học của đất
và cho cây trồng, nhưng nó là một chỉ thị tốt cho đất phèn hoạt động hoặc các tầng
phèn với màu vàng nhạt (vàng rơm). Khi pH lại gia tăng ở tầng có jarosite thí dụ như
do rửa trơi H2SO4, jarosite trở nên khơng ổn định và bị thủy phân. Sản phẩm của sự
17


thủy phân jarosite cho ra các oxide và hydroxide sắt III và một ít H2SO4. Khi jarosite
bị thủy phân, đốm vàng jarosite trở nên nâu bắt đầu từ các góc cạnh. Các đốm đó có
màu lẫn lộn so với màu vàng rơm của nó, điều này chứng tỏ đất trở nên ít chua hơn.
Trong một số trường hợp, trên đât phèn thật sự nhưng khơng tìm thấy jarosite, việc
jarosite khơng hình thành được có thể do nhiều ngun nhân như là:
1-Nồng độ các đơn chất cấu thành không đủ cao,
2- Do nhiều chất hữu cơ hiện diện,
3- Hoặc có sự hiện diện nhưng do chất hữu cơ làm mất màu vàng của nó...
Mơi trường trong đó pyrite được hình thành thường ít mặn, sâu trong đất liền hơn
là gần biển hoặc gần nơi có thủy triều ở các vùng khí hậụ ẩm. Tốc độ tích tụ của trầm

tích cũng kém ở trong đất liền. Thảm thực vật dày đặc hơn ở phần gần biển và ở đó
các xác bả hữu cơ và thực vật chết nhiều hơn. Đưa đến kết quả là những nơi đó có
pyrite nhiều hơn và bên cạnh pyrite thì ở đất này có các dạng sulfur được bao bọc
trong chất hữu cơ cũng tồn tại với pyrite. Khi oxy hóa đất này, đất trở nên cực kỳ acid
nhưng ở đất nhiều hữu cơ thường thì khơng tìm thấy jarosite ở đất.
Sự hình thành gypsum từ CaCO3 do acid từ sự oxyt hóa pyrite
Ở đất kiềm, H2SO4 được hình thành từ việc oxy hóa các hợp chất lưu huỳnh ở
dạng khử, chúng bị trung hòa một cách nhanh chóng do sự hiện diện của CaCO 3. CO2
từ vơi biến mất trong khơng khí và các calcium sulphate được hình thành. Chất này
trầm hiện trong đất ở dạng CaSO4.2H2O có màu nâu, tích số hịa tan của chất này vượt
cao. Ở đất có lượng vơi dư thừa so với lượng acid được hình thành từ sự oxy hố
pyrite, pH đất vẫn giữ gần trung tính vì acid sinh ra phản ứng nhanh với vơi. Nếu
pyrite cao, một ít jarosite có thể được hình thành từng đốm trong các lỗ hỗng của đất,
ngay cả nằm xen lẫn với sét ở đất không quá chua. Những loại đất này được gọi là para
(gần như) hay Pseudo-(giống một cách lầm lẫn) đất phèn.
Sự hiện diện của gypsum ở đất sét biển vẫn cịn mặn và thích hợp cho sư ổn định
về cấu trúc suốt thời gian rửa mặn như đã được thảo luận ở chương trước. Trước khi
thảo luận sự oxy hóa pyrite có liên quan đến đất phèn, kết luận chính yếu của hai lý
thuyết trên trong chủ đề này của Van Breemen, 1973; Bloomfield & Coulter, 1973 sẽ
được tổng kết một cách vắn tắt. Pyrite thì ổn định ở Eh thấp có nghĩa là dưới điều kiện
khử, và sẽ bị oxy hóa trong mơi trường có oxy, tuy nhiên oxy hịa tan trong chất lỏng,
tấn cơng pyrite chậm chạp, trước hết cho Fe2+ và nguyên tố S :
FeS2 + 1/2O2 + 1/2H+  Fe2+ + 2Selem + H2O (a)
Xúc tiến sự oxy hóa nguyên tố S cho ra SO42- với oxy là tác nhân oxy hóa, đây là
một tiến trình chậm hơn, mặt khác sắt tam hịa tan phản ứng nhanh chóng với pyrite
theo sau:
FeS2 + 2Fe3+  Fe2+ + 2Selem (b)
Dưới hầu hết những điều kiện thí nghiệm, đẩy mạnh sự oxy hóa nguyên tố
sulphur bằng sắt tam thì xảy ra thật sự ngay tức khắc, và tổng số những phản ứng diễn
tiến có như sau :

FeS2 + 14Fe3+ + 8H2O  15Fe2+ + 16H+ + 2SO42- (c)

18


Bởi vì sắt tam thì hịa tan đáng kể chỉ ở pH < 4, phản ứng (b) và (c) bị giới hạn
trong môi trường acid. Trong sự hiện diện của oxy, sắt nhị sản sinh bằng phản ứng (c)
có thể bị tiếp tục oxy hóa cho ra sắt tam và như thế sự oxy hóa pyrite có thể tiếp tục.
Tuy nhiên, có sự hạn chế nổi bật là ở pH thấp sự oxy hố sắt nhị bởi oxy thì chậm.
Nhưng một số vi khuẩn tự dưỡng, có khả năng lấy năng lượng từ sự oxy hóa của
sulphur dạng khử, đây là được coi như là một phương tiện làm cho phản ứng tiếp tục
xảy ra mà trong hoá học thuần túy khơng thể có được, hoạt động này của vi sinh vật đã
được đánh giá rất cao trong việc oxy hố hồn tồn pyrite. Hầu hết những vi khuẩn
quan trọng thuộc loại thiobacillus, thường kể đến như là thiobacilli, T.thioparus và
nhiều thiobacilli khác oxy hóa nguyên tố S và một số hợp chất khử sulphur ở pH gần
trung tính và sử dụng oxy (và đôi khi nitrate) như một tác nhân oxy hố. Nhưng cơ chế
trên có thể quan trọng trong việc oxy hóa thành phần sulphur (sinh ra bởi phản ứng
(a)) cho ra H2SO4, và có thể phản ứng như thế gây ra sự acid hóa đầu tiên cần thiết cho
việc xúc tiến oxy hóa nhanh chóng bởi phản ứng (b) và (c), thiobacillus ferro oxidans
nó tăng trưởng tối hảo giữa pH 2.5 và 5.8 (Goldhaber & Kaplan, 1974) nó oxy hóa sắt
nhị và những dạng sulphur dạng khử khác, và có trách nhiệm trong việc sản xuất sắt
tam. Thiobacilli dường như hiện diện nhiều ở đất phèn và ở những mơi trường khác và
nó tiêu biểu cho sự oxy hóa pyrite. Với sự tác động mạnh mẽ của vi sinh vật và tính
chịu được điều kiện acid của chúng, làm cho tốc độ của phản ứng (c) cao, thật ra sắt
tam thì hịa tan một cách đáng kể chỉ ở pH thấp và vì vậy nó giải thích tại sao ở mơi
trường acid cao thì tốc độ oxy hóa pyrite gia tăng.
Tính đệm đối với acid
Đất phèn chỉ hình thành khi lượng phèn tiềm tàng vượt quá các hợp chất dễ trung
hòa trong đất. Các cation trao đổi và các hợp chất vơi trong đất có khả năng trung hịa
rất nhanh và nhanh như tốc độ oxy hố pyrite. Sự trung hòa của carbonate sẽ sinh ra

CO2 và CaSO4, hơp chất này trầm hiện dưới dạng CaSO4.2H2O nếu như nồng độ của
nó vượt q tích số hịa tan. Trong đất, nếu lượng chất trung hòa lớn hơn lượng acid
hình thành thì pH đất đạt gần trung tính khi pyrite bị oxy hoá. Nếu lượng pyrite cao
hơn nhiều so với hợp chất trung hịa thì cation trao đổi sẽ hiện diện diện nhiều H+.
Tiến trình này làm cho đất bị bão hòa với Al trên keo sét và đưa đến pH giảm dưới 6.
Nếu như lượng pyrite chỉ đủ để trung hịa lượng vơi có trong đất và cation kềm, đất
này được gọi là para (gần như) hay pseudo (giống như) đất phèn. Đất này sẽ có pH
khoảng 4.5 tới 5, không đủ chua để tạo ra độc nhôm cho phần lớn cây trồng. Khi pH
đất thấp khoảng 3 tới 4, sét bị tấn công bởi acid. Lượng H+ bị trung hịa bởi các cation
từ khống sét, các cation kềm như Mg và K xuất hiện trong dung dịch và một phần
trao đổi trên keo sét, nhơm từ khống sét sẽ hòa tan ra trong dung dịch đất.
1.5 PHẪU DIỆN ĐẤT
1.5.1 Quá trình thành lập tầng đất
Tất cả những quá trình diễn ra trong đất đều để lại những dấu vết trong nó.
Nghiên cứu những dấu vết đó, ta biết được tính chất, đặc điểm của đất. Thậm chí, ta
cịn biết được lịch sử của sự hình thành đất và chiều hướng phát triển của nó. Đặc
điểm phân lớp là đặc điểm quan trọng của đất, mà nhiều tính chất lý hố học và độ phì
của đất phụ thuộc vào nó.
Mặt cắt thẳng đứng từ mặt đất xuống đến tầng đá mẹ, nó thể hiện các tầng đất
được gọi là phẫu diện đất. Phẫu diện đó được mơ tả thông qua những đặc điểm bề
19


ngồi có thể cảm nhận được bằng các giác quan thì gọi là hình thái phẫu diện đất. Từ
hình thái, ta có thể suy ra những tính chất bên trong của nó.
Sự tạo nên các tầng trong đất là kết quả của các tiến trình thành lập khác nhau tác
động lên mẫu chất trong một khoảng thời gian. Các tiến trình thành lập đất có thể chia
thành:
- Sự thêm vào đất: Sự cung cấp chất hữu cơ cho tầng mặt từ các thực vật phát
triển bên trên; sự cung cấp các dạng muối tan, sắt hay vôi từ các vùng lân cận ngấm

vào.
- Sự mất từ đất: Sự mất nước (quá trình thuần thục hay sự thành lập cấu trúc) hay
sự mất vôi, silicate hoặc các base bằng sự rửa trôi của nước mưa ngấm qua đất.
- Sự chuyển vị trong đất: Sự di chuyển của Al, Fe, chất mùn và sét từ tầng đất
mặt xuống các tầng sâu hơn, sự chuyển vị của các muối hịa tan, vơi hay thạch cao từ
các tầng bên dưới lên tầng mặt theo mao dẫn ở đất ẩm.
- Sự biến đổi trong đất: Sự thay đổi các khoáng sơ cấp (khoáng nguyên sinh)
thành các khoáng sét hoặc các khoáng thứ cấp khác do q trình phong hóa.
Tốc độ của các các tiến trình này thì khác nhau trong những điều kiện mơi trường
khác nhau. Mơi trường có thể là các yếu tố thành lập nên đất: khí hậu, chất hữu cơ, địa
mạo, mẫu chất, hoạt động của con người và thời gian. Đó là những điều kiện có ảnh
hưởng trực tiếp cịn vận tốc và thời gian của những tiến trình thành lập đất quyết định
nên những tầng đất khác nhau.
1.5.2 Các tầng đất và đặc điểm của chúng
Vùng không gian
Vùng thảm thực vật

O, H
Vùng dưới mặt đất

Vùng khơng cịn
ảnh hưởng của rễ

Hình 3: Định nghĩa các tầng trong phẫu diện đất

20


Có hai phương pháp để phân loại các tầng đất: (1) Tên gọi theo FAO (theo thuật
ngữ ABC) sự phân loại này dựa vào nguồn gốc phát sinh và hệ thống phân loại theo

tầng chẩn đốn dựa vào các tính chất của tầng đất; (2) tên khác ABC thí dụ như H,
AO, O.
* Tên gọi theo FAO
Tên gọi các tầng A, B, C được diễn tả theo đánh giá của con người về chiều
hướng thay đổi mà nó được tin là có thể xảy ra trong đất. Tên gọi được dùng trong
việc mô tả phẫu diện, định nghĩa về các tầng đất chủ yếu dựa vào nguồn gốc phát sinh.
Có tất cả 7 tầng chính, hai cho chất hữu cơ (H và O) và 5 cho chất khoáng (A, E,
B, C và R). Các tầng H, O và A là các tầng mặt. Tầng E và B là tầng bên dưới. Những
tầng C và R thì ln ln xuất hiện bên dưới các tầng H, O, A, E và B. Trong một số
trường hợp khơng có sự hiện diện đủ các tầng trong một phẫu diện. Ngồi ra, cịn có
các tầng chuyển tiếp xuất hiện giữa các tầng trên và có những đặc tính của hai tầng
chính. Các tầng chuyển tiếp có thể gặp:
AB: Tầng chuyển tiếp giữa các tầng A và B nhưng giống A hơn B.
BA: Tầng chuyển tiếp giữa các tầng A và B nhưng giống B hơn A.
E/B:Tầng E với pha lẫn tầng B (50%).
B/E:Tầng B với pha lẫn tầng E (50%).
AC: Tầng chuyển tiếp giữa A và C.
Tiếp vị ngữ và tiếp đầu ngữ: Dùng để chỉ thêm đặc tính phụ của tầng đất. Thí dụ
Eg là một tầng E với các đốm của quá trình gley; Bk là tầng B với sự tích tụ vôi. Ab
tầng A bị chôn vùi do các chất khác do đó khơng phải là tầng thấy ở ngay trên mặt.
Trong trường hợp một tầng đất quá dày cũng cần chia nhỏ ra và các số có thể
được dùng như những tiếp vị ngữ và được đánh số tăng dần bắt đầu từ tầng mặt. Thí
dụ tầng Bt có thể chia ra làm Bt1 và Bt2.
Đất không liên tục, xuất hiện khi đất được thành lập từ các lớp đồng chất riêng
biệt, có sự khác biệt rõ về mẫu chất. Nhưng lớp tách biệt này có thể ký hiệu bằng các
số để ở phía trước ký hiệu các tầng. Thường số được đánh cho lớp thứ 2 có khác biệt
mẫu chất, do đó lớp nằm trên được xem như 1, thông thường không cần ghi. VD: Ah1
- Ah2 - 2Bt1 - 2Bt2 - 3C.
* Tên gọi theo hệ thống khác
Không phải tất cả những người làm về đất thống nhất tên gọi các tầng ABC, mặc

dù hiện nay nó là hệ thống phổ biến nhất. Ở nhiều nước như Mỹ, Pháp, Hà Lan và
trong một số tài liệu cũ đôi khi những ký hiệu khác cũng được sử dụng. Như AO O, AO,
O1, O2 sử dụng cho tầng H và O; A2 cho E; (B) hay C cho Bw; G cho tầng hoàn toàn
khử Cr và K cho tầng với sự tích tụ của CaCO3. Rất cần thiết cho việc mô tả phẫu diện
và nhất là các nhà khoa học nghiên cứu về đất cần biết ý nghĩa của các ký hiệu sử
dụng từ các hệ thống khác nhau. Một hệ thống mới về tên gọi các tầng ABC đã được
xuất bản trong USDA Soil Survey Manual (1983). Hệ thống này rất gần gũi với hệ
thống của FAO, mặc dù có một số tiếp vị ngữ thì khác, nhưng nếu chú ý cẩn thận thì
vẫn có thể phân biệt được. Thí dụ như theo hệ thống của FAO thì Cr có nghĩa là tầng
đất có điều kiện khử rất mạnh, nhưng có nghĩa là tầng có mẫu chất là đá phong hóa
theo hệ thống mới USDA. Ngồi ra, cịn có khác biệt trong ký hiệu tầng hữu cơ, "O"
được ký hiệu trong hệ thống USDA.
21


THỰC HÀNH:
- MƠ TẢ PHẪU DIỆN ĐẤT
1. Mục đích và yêu cầu:
Nhằm giúp học sinh thực hành các thao tác đào và mơ tả hình thái phẫu diện đất
ở ngồi đồng. Qua đó giúp học sinh nhận biết các đặc tính hình thái của phẫu diện đất.
Từ đó có thể giúp cho công tác lập bản đồ đất, đánh giá thích nghi sử dụng đất và cải
tạo đất.
Học sinh cần nắm các đặc tính hình thái phẫu điện đất trong phần lý thuyết.
2. Dụng cụ, hóa chất
2.1. Khoan mơ tả (đường kính 4 cm chiều dài 2 m).
2.2. Giấy pH.
2.3. Dung dịch H2O2 (Hydrogen Peroxide)
2.4. Dao.
2.5. Bọc ni, dây thun.
3. Phương pháp:

3.1. Chọn điểm để tiến hành
Xác định các địa điểm khoan và mô tả phẫu diện đất cho từng loại đất (đất phù
sa ven sông Tiền, sông Hậu; đất phù sa xa sông Tiền, sông Hậu; đất phèn hoạt động
trung bình và nhẹ; đất phèn hoạt động nặng; đất giồng cát).
Phẫu diện gồm: phẫu diện khoan và phẫu diện điển hình.
3.2. Phương pháp mơ tả
Theo quyển Cẩm nang hướng dẫn mơ tả phẫu diện đất của FAO.
I. NHỮNG THƠNG TIN VỀ ĐIỂM KHẢO SÁT
1. Vị trí
- Số phẫu diện
- Tình trạng phẫu diện (ẩm độ từ mặt đất theo chiều sâu)
- Ngày khảo sát
- Người khảo sát
- Tên đất (nếu chưa có tên thì nhận định)
- Vị trí (ấp, xã, huyện, tỉnh) và tên chủ đất nếu có
- Cao trình
- Toạ độ
2. Phân loại
- Theo USDA
- Theo FAO
3. Địa hình
- Địa hình: Trạng thái dốc của mặt đất
- Địa mạo, địa lý: Đồng bằng, vùng cao, đồi, núi
4. Hiện trạng sử dụng đất
- Loại sử dụng đất: 2 vụ lúa, 3 vụ lúa, 2 vụ lúa + 1 vụ màu, trồng cỏ...
- Các hoạt động của con người trên đất: bón phân, cày xới, lên liếp, thuỷ lợi...
- Lớp phủ thực vật: loại cây, mức độ che phủ
II. NHỮNG THÔNG TIN CHUNG VỀ ĐẤT KHẢO SÁT
1. Mẫu chất và rễ cây
- Mẫu chất: Phù sa cổ (Holocen) hay phù sa mới (Pleistocen)

- Chiều sâu xuất hiện của rễ
22