chỉnh lí bản đồ đất phèn, đánh giá khả năng phóng thích độc chất của tầng phèn, tầng sinh phèn và đề xuất lượng vôi để trung hòa độ chua của đất phèn vùng tứ giác long xuyên hà tiên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

THẠCH CÔNG
NGUYỄN TRỌNG TUẤN

CHỈNH LÍ BẢN ĐỒ ĐẤT PHÈN, ĐÁNH GIÁ KHẢ
NĂNG PHÓNG THÍCH ĐỘC CHẤT CỦA TẦNG
PHÈN, TẦNG SINH PHÈN VÀ ĐỀ XUẤT LƯỢNG VÔI
ĐỂ TRUNG HÒA ĐỘ CHUA CỦA ĐẤT PHÈN VÙNG
TỨ GIÁC LONG XUYÊN - HÀ TIÊN

Luận văn tốt nghiệp
Ngành: KHOA HỌC ĐẤT

Cần Thơ, 2014


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

Luận văn tốt nghiệp
Ngành: KHOA HỌC ĐẤT

Đề tài:

CHỈNH LÍ BẢN ĐỒ ĐẤT PHÈN, ĐÁNH GIÁ KHẢ
NĂNG PHÓNG THÍCH ĐỘC CHẤT CỦA TẦNG
PHÈN, TẦNG SINH PHÈN VÀ ĐỀ XUẤT LƯỢNG VÔI
ĐỂ TRUNG HÒA ĐỘ CHUA CỦA ĐẤT PHÈN VÙNG
TỨ GIÁC LONG XUYÊN - HÀ TIÊN

Giáo viên hướng dẫn:
TS. Trần Văn Dũng

Sinh viên thực hiện:
Thạch Công
MSSV: 3113617
Nguyễn Trọng Tuấn
MSSV: 3118360
Lớp: TT1172A

Cần Thơ, 2014


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT
----------------------

XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Luận văn tốt nghiệp Kỹ Sư ngành Khoa Học Đất với đề tài:
“Chỉnh lí bản đồ đất phèn, đánh giá khả năng phóng thích độc chất của tầng phèn,
tầng sinh phèn và đề xuất lượng vôi để trung hòa độ chua của đất phèn vùng Tứ
Giác Long Xuyên – Hà Tiên”.
Do sinh viên Nguyễn Trọng Tuấn và Thạch Công lớp Khoa Học Đất khóa 37 thực
hiện tại vùng Tứ Giác Long Xuyên – Hà Tiên.
Nhận xét của cán bộ hướng dẫn:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

Cần Thơ, ngày ….. tháng ….. năm …..
Cán bộ hướng dẫn

TS. Trần Văn Dũng


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT
----------------------

Hội đồng chấm thi luận văn đã chấp nhân luận văn tốt nghiệp kỹ sư ngành
Khoa học đất với đề tài:
“CHỈNH LÍ BẢN ĐỒ ĐẤT PHÈN, ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG PHÓNG THÍCH
ĐỘC CHẤT CỦA TẦNG PHÈN, TẦNG SINH PHÈN VÀ ĐỀ XUẤT LƯỢNG
VÔI ĐỂ TRUNG HÒA ĐỘ CHUA CỦA ĐẤT PHÈN
VÙNG TỨ GIÁC LONG XUYÊN - HÀ TIÊN”
Do sinh viên Nguyễn Trọng Tuấn và Thạch Công thực hiện và bảo vệ trước
hội đồng.
Ý kiến của hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp
…………………… ……… …………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
…………………………………..

Luận văn tốt nghiệp đại học được Hội đồng đánh giá ở mức………………
Cần Thơ, ngày …. tháng …. năm …..
Chủ tịch Hội đồng


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết
quả trình bày trong luận văn tốt nghiệp là trung thực và chưa được ai công bố trong
bất kì luận văn nào trước đây.
Tác giả luận văn

Nguyễn Trong Tuấn

Thạch Công


LỜI CẢM TẠ
Trong 4 năm qua, tuy có nhiều khó khăn nhưng với sự nỗ lực của bản thân cùng với
sự động viên của gia đình, sự chỉ dạy, truyền đạt tận tình của quý thầy cô và sự giúp
đỡ của bạn bè, chúng em mới có như ngày hôm nay.
Chúng em xin chân thành cảm tạ:
- Quý thầy cô Trường Đại Học Cần Thơ và quí thầy cô khoa Nông Nghiệp và Sinh
Học Ứng Dụng đã tận tình truyền đạt nhiều kiến thức cơ bản và kinh nghiệm quý
báo cho chúng em.
- Quý thầy bộ môn Khoa Học Đất đã truyền đạt cho chúng em những kiến thức
chuyên nghành. Đây sẽ là vốn kiến thức vô cùng quan trọng, là hành trang vững
chắc giúp chúng em vững bước trong quá trình công tác sau này.
Đặt biệt chúng em xin gửi lời cảm tạ sâu sắc đến:
- Thầy Trần Văn Dũng, người đã đưa ra định hướng và trực tiếp hướng dẫn
từng bước, giúp chúng em hoàn thành đề tài.

- Anh nguyễn Văn Ngon cùng tất cả các anh chị phòng phân tích, khoa Nông
Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng đã hướng dẫn và giúp đỡ chúng em trong
quá trình thực tập tại phòng.
Con xin cảm tạ :
- Gia đình, nguồn động viên quan trọng nhất giúp con cố gắng và vươn lên.
Chúng tôi xin chân thành cảm ơn tất cả các bạn sinh viên lớp Khoa Học Đất khóa
37 đã đông viên và ủng hộ chúng tôi. Chúc các bạn thành công tốt đẹp.

Thạch Công và Nguyễn Trọng Tuấn


TIỂU SỬ CÁ NHÂN
1. SINH VIÊN THỨ NHẤT
Họ và tên: Nguyễn Trọng Tuấn
Giới tính: Nam
Ngày sinh: 02/08/1993
Dân tộc: Kinh
MSSV: 3118360
Ngành: Khoa học đất
Lớp: TT1172A1
Số điện thoại: 0988695502
Email:
Địa chỉ: Ấp Sơn Bình, xã Nam Thái Sơn, huyện Hòn Đất, tỉnh Kiên Giang.
Trúng tuyển vào Trường Đại Học Cần Thơ năm 2011.
2. SINH VIÊN THỨ HAI
Họ và tên: Thạch Công
Giới tính: Nam
Ngày sinh: 20/07/1991
Dân tộc: khrme
MSSV: 3113617

Ngành: Khoa học đất
Lớp: TT1172A1
Số điện thoại: 01646477144
Email:
Địa chỉ: Địa chỉ: Phường Khánh Hòa, huyện Vĩnh Châu, tỉnh Sóc Trăng
Trúng tuyển vào Trường Đại Học Cần Thơ năm 2011.


MỤC LỤC

Trang

DANH SÁCH HÌNH………………………………………………..…………….i
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT……………..……………………………………..ii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT…………….……………………………………..iii
TÓM LƯỢC………………...……………………………………………………iv
MỞ ĐẦU……………………….…………………………………………………..v
CHƯƠNG 1: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU …………………...............................1
1.1. Khái quát về vùng Tứ Giác Long Xuyên……………………………………...1
1.2. ĐẤT PHÈN…………………………………………………………………....1
1.2.1. Giới thiệu…………………………………………………………………....1
1.2.2. Nguồn gốc hình thành đất phèn...…………………………………………...2
1.2.2.1. Sự hình thành pyrite……………………………………………………….2
1.2.2.2. Sự oxy hóa pyrite………………………………………………………….3
1.2.3. Sự phân bố đất phèn…………………………………………………………4
1.2.3.1. Trên thế giới……………………………………………………………….4
1.2.3.2. Tại Việt Nam………………………………………………………………4
1.2.3.3. Ở vùng đồng bằng Sông Cửu Long……………………………….……….4
1.2.4. Phân loại đất phèn…………………………………………………….……..5
1.2.4.1. Phân loại của nhân dân vùng đất phèn…………………………………….5

1.2.4.2. Phân loại đất phèn của các nhà khoa học………………………………….6
1.2.5. Đất phèn – Nguồn phóng thích kim loại nặng……………………………....6
1.2.5.1. Cơ chế phóng thích………………………………………………………..6
1.2.5.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phóng thích kim loại nặng
trong đất phèn……………………………………………………………....7
1.2.6. Các độc chất trong đất phèn…………………………………………………9
1.2.6.1. Nhôm (Al3+)……………………………………………………………….9
1.2.6.2. Sắt (Fe2+) và Fe3+)………………………………………………………..10
1.2.6.3. SO42-……………………………………………………………………...12
1.2.6.4. Clo (Cl-)…………………………………………………………………..12
1.2.6.5. Độc chất axd hữu cơ……….……………………………………………..12
1.2.6.6. Độc chất H2S.…………………………………………………………….12
1.2.7. Biện pháp cải tạo và sử dụng đất phèn……………………………………..13
1.2.7.1. Biện pháp thủy lợi………………………………………………………..13
1.2.7.2. Biện pháp canh tác ……………………………………………………....13
1.2.7.3. Biện pháp hóa học………………………………………………………..13
1.2.7.4. Biện pháp bố trí cây trồng hợp lí ………………………………………..14
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP…………….…….….15
2.1. PHƯƠNG TIỆN ………………………………………………………….….15
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGUYÊN CỨU…………………………………………..15
2.2.1. Xác định vị trí khoan đất, mô tả và lấy mẫu trên các phẫu diện đất……….15
2.2.2. Bản đồ phân bố vị trí lấy mẫu……………………………………………...15
2.2.3. Sử dụng phương pháp SPOCAS cho việc xác định khả năng
gây chua và phóng thích độc chất từ đất phèn..………………………….….16
2.2.3.1. Xác định pH đất phèn………..…………………………………………...16
2.2.3.2. Xác định tiềm năng độ chua của đất phèn - Phương pháp SPOCAS…….16


2.2.4. Quy trình phân tích TAA (theo phương pháp SPOCAS
của Dent D. L., 1986)……………………………………………………….17

2.2.5. Quy trình phân tích TPA (theo phương pháp SPOCAS
của Dent D. L., 1986)……………………………………….…....................17
2.2.6. Phương pháp phân tích Al3+ trao đổi trong đất……….………………....…18
2.2.7. Phương pháp phân tích Fe2O3 tự do……………………….……………….18
2.2.8. Xác định nhu cầu vôi trung hòa độ chua tiềm tàng.………………………..19
2.2.8.1. Tham khảo khuyến cáo theo SPOCAS…………………………………..19
2.2.8.2. Đánh giá trong phòng thí nghiệm………………………………………..19
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THẢO LUẬN…………...………………………....21

3.1. CHỈNH LÝ BẢN ĐỒ………………….………………………………21
3.1.1. Sự phân bố các loại đất phèn và diện tích từng loại đất phèn
trước chỉnh lý…………………………………………………………………..21
3.1.2. Sự phân bố các loại đất phèn và diện tích từng loại đất phèn
sau khi chỉnh lý……………………………………………………………...21
3.1.3. Mô tả phẩu diện điển hình…………………………………………………22
3.1.3.1. Phẩu diện điển hình vùng đất phèn hoạt động nặng……………………..23
3.1.3.2. Phẩu diện vùng đất phèn hoạt động trung bình…………………………..23
3.1.3.3. Phẩu diện vùng đất phèn tiềm tàng trung bình…………………………..24
3.2. KHẢ NĂNG GÂY CHUA VÀ PHÂN TÍCH ĐỘC CHẤT………………….24
3.2.1. Khả năng gây chua và phóng thích độc chất tầng Sulfuric……...…………24
3.2.1.1. Giá trị pHF tầng Sulfuric………………………………..………………..24
3.2.1.2. Giá trị EC tầng Sulfuric…………………………………...……………..25
3.2.1.4. Giá trị TPA tầng Sulfuric…………………………………………………26
3.2.1.5 Hàm lượng độc chất Al3+ trao đổi……………………...…………………27
3.2.1.6 Hàm lượng độc chất Fe3+……………………...………………………….27
3.2.2. Khả năng gây chua và phóng thích độc chất tầng Sulfidic…… …………..28
3.2.2.1 Giá trị pHF tầng Sulfidic………………………...………………………..28
3.2.2.2. Giá trị EC tầng Sulfidic…………………………………………………..29
3.2.2.3. Gía trị TAA tầng Sulfuric………….……………………………………..29
3.2.2.4 Giá trị TPA tầng Sulfidic…………………………….……………………30

3.2.2.5 Hàm lượng độc chất Al3+ trao đổi tầng Sulfidic…………………………..31
3.2.2.6 Hàm lượng độc chất Fe3+ tầng Sulfidic…………………….……………..31
3.3. LƯỢNG VÔI TRUNG HÒA THÍCH HỢP TRONG ĐIỀU KIỆN
ĐẤT PHÈN BỊ XÁO TRỘN……………………………………...………….32
3.3.1. Phương pháp xác định nhu cầu vôi trung hòa lý thuyết……………………32
3.3.2 Phương pháp xác định nhu cầu vôi trong phòng thí nghiệm……………….36
3.3.3. Kết quả lượng vôi cần dung để trung hòa toàn bộ lượng acid
sinh ra khi bị oxy hóa hoàn toàn ở vùng Tứ Giác Long Xuyên……..……….40
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ………………………………...42
4.1 Kết luận……..………………………………………………………………...42
4.2 Kiến nghị……..……………………………………………………………….43


DANH SÁCH HÌNH

Hình 3.1: Bản đồ đất phèn và các vị trí khảo sát vùng Tứ Giác Long Xuyên.
Hình 3.2: Bản đồ phân bố các vùng đất phèn Tứ Giác Long Xuyên 2014
Hình 3.3: Tầng Sulfuric (xuất hiện đốm jarosite màu vàng rơm) ở độ sâu từ 20 –
40cm
Hình 3.4: Tầng chứa vật liệu Sulfidic màu xám xanh ở độ sâu từ 80 – 200 cm
(pH<2)
Hình 3.5: Tầng Sulfuric (xuất hiện đốm jarosite màu vàng rơm) ở độ sâu từ 60 –
80cm
Hình 3.6: Tầng chứa vật liệu Sulfidic màu xám xanh ở độ sâu từ 80 – 200 cm
(pH<2)
Hình 3.7: Tầng Sulfidic màu xám xanh ở độ sâu từ 80 – 200cm
Hình 3.8: Đồ thị giá trị pHF tầng Sulfuric của hai vùng đất phèn
Hình 3.9. Đồ thị giá trị EC tầng Sulfuric của hai vùng đất phèn
Hình 3.10: Đồ thị giá trị TAA tầng Sulfuric của hai vùng đất phèn
Hình 3.11: Đồ thị giá trị TPA tầng Sulfuric của hai vùng đất phèn

Hình 3.12: Đồ thị hàm lượng độc chất Al3+ tầng Sulfuric của hai vùng đất phèn
Hình 3.13. Đồ thị độc chất Fe2O3 tầng Sulfuric của hai vùng đất phèn
Hình 3.14: Đồ thị giá trị pHF tầng Sulfidic của ba vùng đất phèn
Hình 3.15: Đồ thị giá trị EC tầng Sulfidic của ba vùng đất phèn
Hình 3.16: Đồ thị giá trị TAA tầng Sulfidic của 3 vùng đất phèn
Hình 3.17: Đồ thị giá trị TPA tầng Sulfidic của ba vùng đất phèn
Hình 3.18: Đồ thị hàm lượng độc chất Al3+ tầng Sulfidic của ba vùng đất phèn
Hình 3.19: Đồ thị độc chất Fe2O3 tầng Sulfidic của ba vùng đất phèn
Hình 3.20: Biểu đồ biến động pH ở tầng sulfuric nhóm đất oxy hóa tự nhiên ở ngày
ủ thứ 3
Hình 3.21: Biểu đồ biến động pH ở tầng sulfuric nhóm đất oxy hóa hoàn toàn bằng
H2O2 ở ngày ủ thứ 3
Hình 3.22: Biểu đồ biến động pH ở tầng Sulfidic nhóm đất oxy hóa tự nhiên ở
ngày ủ thứ 3
Hình 3.23: Biểu đồ biến động pH ở tầng sulfidic nhóm đất oxy hóa hoàn toàn bằng
H2O2 ở ngày ủ thứ 3

i


DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1: Hệ thống phân loại đất phèn (USDA/Soil Taxonomy)
Bảng 3.1: Diện tích và sự phân bố các loại đất phèn vùng Tứ Giác Long Xuyên
trước và sau chỉnh lý.
Bảng 3.2: Lượng vôi nhu cầu lý thuyết để trung hòa lượng acid sinh ra theo 3 vùng
đất phèn ở Tứ Giác Long Xuyên.
Bảng 3.3: Lượng vôi (tấn) cần thiết để trung hòa khối lượng đất phèn bị xáo trộn
(Ahern et al., 1998).
Bảng 3.4: Lượng nhu cầu vôi trung hòa trong phòng thí nghiệm theo hai nhóm đất

Bảng 3.5: Lượng vôi trung hòa lý thuyết theo hai nhóm đất

ii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

EC:
ESD:
GPS:
PASS:
POSA:
R2:
SPOCAS:
TAA:
TPA:

Electrical Conductivity
Ecological Sustainable Development
Global Position System
Acid Sulfate Soil
The Peroxide Oxidation Sulfur Acidity
square of Regression
The Suspension Peroxide Oxidation Combined Acidity and Sulfur
Total Actual Acidity or Titratable Actual Acidity
Total Potential Acidity or Titratable Potential Acidity

FLsz (ptio)
FLsz (ntio)
GLws (ntio)

Flws (ntip)
GLha (ntio)
GLha (ntip)
FLgl (ptio)
FLgl (ntio)
GLum (ptio)
GLum (ntio)
GLum (ntip)
GLsz (ptio)
GLsz (ntip)
FLea (ptip)

Hyper Fluvisol (epi orthi thionic)
Hyper Fluvisol (endo orthi thionic)
HypoSalic Gleysol (endo orthi thionic)
HypoSalic Fluvisol (endo proto thionic)
Halic Gleysol (endo orthi thionic)
Halic Gleysol (endo proto thionic)
Gleyic Fluvisol (epi orthi thionic)
Gleyic Fluvisol (endo orthi thionic)
Umdric Gleysol (epi orthi thionic)
Umdric Gleysol (endo orthi thionic)
Umdric Gleysol (endo proto thionic)
Hyper Gleysol (epi orthi thionic)
Hyper Gleysol (endo proto thionic)
EpiSalic Fluvisol (epi proto thionic)

iii

TÓM LƯỢC
Đất phèn được xếp vào nhóm đất có vấn đề trong sản xuất nông nghiệp, nếu
hiểu rõ được đặc tính và phân bố của nó để có các biện pháp xử dụng thích hợp thì
đất phèn sẽ hạn chế trở ngại đối với sản xuất nông nghiệp.
Phân loại đất nhằm tìm ra kiểu sử dụng tốt nhất cho loại đất đó, đồng thời
cho thấy được những đặc tính cơ bản của loại đất đó được thực hiện nhằm mục đích
cập nhật, bổ sung bản đồ phân bố đất vùng Tứ Giác Long Xuyên sử dụng hệ thống
phân loại WRB(FAO, 2006) dựa trên bản đồ đất năm 2005 (Khoa Môi trường và
Tài nguyên Thiên nhiên – Trường Đại học Cần Thơ) kết hợp với các số liệu phân
tích lý, hóa học, hình thái phẫu diện đất. Kết quả Vùng phèn Tứ Giác Long Xuyên
gồm 3 nhóm đất chính: Epi-Orthi-Thionic, Endo-Orthi-Thionic, Endo-proto-thionic.
Trong đất phèn, hàm lượng các nguyên tố Fe, Al thường ở mức cao, đồng thời
các tính chất pH, EC, TAA, TPA cũng rất đặc trương so với đất phù sa không phèn.
Đây là các chỉ tiêu quan trọng để cho thấy độ chua của đất để từ đó có thể đề xuất
lượng vôi cho từng vùng phèn và có các biện pháp quản lí, sử dụng đất thích hợp.
Khảo sát và lấy mẫu được thực hiện ở các huyện: Hà Tiên, Hòn Đất, Giang
Thành thuộc tỉnh Kiên Giang và Tịnh Biên, Tri Ôn thuộc tỉnh An Giang. Mục tiêu
đề tài nhằm: chỉnh lý bản đồ, Xác định giá trị pH, EC, TAA, TPA, Al trao đổi và Fe
tự do trong đất; khảo sát mối tương quan giữa pH và các chỉ tiêu phân tích và đề
xuất Lượng vôi trung hòa thích hợp trong điều kiện đất phèn bị xáo trộn.
Nhìn chung giữa TAA; TPA; Al3+ với pH ở vùng tứ giác Long Xuyên có mối
tương quan chặt chẽ với nhau. Vì vậy việc xác định pHF; pH KCl và pHOX của đất là
phương pháp hữu hiệu trong chuẩn đoán tính chất gây chua và độc chất của tầng
phèn và tầng chứa vật liệu sinh phèn. Để trung hòa lượng acid ở tầng sulfuric thì
cần 50kg vôi/tấn đất cao hơn 5 lần so vói lý thuyết (bằng 9,83kg/tấn), ở tầng
chứa vật liệu sulfidic cần 300kg vôi/ tấn đất cao hơn khoảng 2,5 lần so với lý

thuyết (119,34kg/tấn).

iv

MỞ ĐẦU
Đất đai là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá đối với mỗi quốc gia, là tư liệu
sản xuất trực tiếp của các ngành nông-lâm-ngư nghiệp. Đối với nước ta mà nhất là ở
đồng bằng Sông Cửu Long khi có hơn 80% dân số sống bằng nghề nông thì đất đai
lại càng có ý nghĩa quan trọng. Mặt khác dân số ngày càng tăng mà diện tích cũng
như sức sản xuất của đất lại có giới hạn. Trong đó có một số loại đất không thuận
lợi cho sản xuất như: đất mặn, đất phèn, đất phèn nhiễm mặn...Vì vậy việc cải tạo
và khai thác các loại đất này là vấn đề đặt ra nhằm đảm bảo an ninh lương thực,
phát triển kinh tế và nâng cao mức sống của người dân.
Ở Việt Nam, nhất là ở đồng bằng Sông Cửu Long đất phèn lại chiếm diện tích quá
lớn khoảng 1,6 triệu ha (chiếm hơn 40% diện tích toàn vùng). Trong đó vùng Tứ
Giác Long Xuyên là một trong những vùng phèn nằm về phía Tây Bắc của đồng
bằng sông Cửu Long và được bao quanh bởi biên giới Việt Nam – Campuchia, sông
Bassac, kênh Cái Sắn và Vịnh Thái Lan. Đất phèn vùng này có hàm lượng hữu cơ
bán phân hủy rất lớn và nhiều nơi trở thành những đầm than bùn có dạng hẹp, chạy
theo những nhánh sông cổ như ở Hà Tiên và Hòn Đất tỉnh Kiên Giang (Trần Kim
Thạch, 1985).Nhìn chung, đất đai vùng Tứ Giác Long Xuyên vẫn còn hoang hóa
chưa khai thác hết, do bị nhiễm phèn làm cho Năng suất các loại cây trồng thường
bấp bênh, không ổn định.
Nhưng nếu cải tạo tốt bằng các biện pháp sinh học. hóa học, thủy lợi mà nhất
là bón vôi thì đất phèn chẳng những có thể sản xuất được mà lại cho năng suất cây
trổng cao.
Do đó, đề tài “Chỉnh lí bản đồ đất phèn, đánh giá khả năng phóng thích độc chất của
tầng phèn, tầng sinh phèn và đề xuất lượng vôi để trung hòa độ chua của đất phèn
vùng Tứ Giác Long Xuyên – Hà Tiên” được thực hiện nhằm mục đích:
- Chỉnh lí bản đồ đất phèn ở Tứ Giác Long Xuyên.
- Đánh giá khả năng gây chua và phóng thích độc chất từ các tầng đất phèn.
- Đề xuất lượng vôi để trung hòa độ chua của đất phèn vùng Tứ Giác Long

Xuyên.

v


CHƯƠNG 1: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
1.1. KHÁI QUÁT VÙNG TỨ GIÁC LONG XUYÊN
Tứ giác Long Xuyên là một vùng đất hình tứ giác thuộc đồng bằng Sông Cửu
Long trên địa phận của ba tỉnh thành Kiên Giang, An Giang và Cần Thơ. Bốn cạnh
của tứ giác này là biên giới Việt Nam-Căm pu chia, vịnh Thái Lan, kênh Cái Sắn và
sông Bassac (sông Hậu). Bao gồm các đơn vị hành chánh: Thị xã Hà Tiên, các
huyện Hòn Đất, Kiên Lương và một phần của huyện Tân Hiệp, Châu Thành.
Vùng Tứ giác Long Xuyên có diện tích tự nhiên khoảng 489.000 hectar. Địa
hình trũng, có hướng dốc từ Tây Bắc sang Đông Nam, cao độ biến đổi từ 0,2-1,2m,
nơi cao nhất là dãy đất tiếp giáp Campuchia có độ cao 0,8-1,2m, nơi thấp nhất là
vùng từ phía Tây Rạch Giá-Hà Tiên có độ cao biến đổi từ 0,2-0,7m.
Là một vùng có lượng mưa hàng năm từ 1.800-2000mm, điều kiện thổ nhưỡng
khắc nghiệt nên vùng này có quá trình diễn biến thoái hoá đất xảy ra mạnh (Mùa lũ,
vùng này thường ngập trong nước với độ sâu từ 0,5 đến 2,5 mét. Mùa khô, vùng này
thường khô hạn và bị nước mặn thâm nhập), sản xuất nông-lâm-ngư đòi hỏi phải
đầu tư lớn. Chương trình thủy lợi thoát lũ qua biển Tây của Chính phủ Việt Nam đã
phần nào giải quyết tình trạng ngập lũ và đất bị nhiễm mặn của vùng này.
1.2. ĐẤT PHÈN
1.2.1. Giới thiệu
Đất phèn xuất hiện chủ yểu trên vùng đất thấp ven biển với độ cao so với mục nước
biển dưới 5m. Khi các vùng đấi thấp này bị xáo trộn hoặc đào xới để tháo nước,
lượng độc chất như acid, AI, Fe và các kim loại nặng có thể gây nhiễm bẩn đất và
các vùng lân cận. Cùng với lượng mưa đáng kể, sự nhiễm bẩn có thể dẫn tới bệnh
mẫn đỏ cho cá và phá huỷ nguồn động, thực vật thuỷ sinh (tỉ lệ chết cá cao).
Thực vật cũng có thể bị ảnh hưởng hoặc bị chết do sự xáo trộn hoặc đào xới đat

phèn. Cơ sở hạ tầng như đường ống dẫn nước, xây dựng, cầu đường, nhà cửa cũng
dễ bị tác hại do ăn mòn acid hoặc ánh hưởng của sulfate dẫn tới sự phá huỷ cấu trúc
nhanh hơn.
Do phát triển (ví dụ du lịch, định cư, công nghiệp, nông nghiệp) tiếp tục xâm
lấn vùng đất thấp ven biển. Sự xác định, định lượng và quản lý đấi phèn như là phần
cam kết theo các nguyên tắc của phát triển bền vững sinh thái (ESD). Để đạt được
ESD, thì chính quyền thực hiện Chính sách bảo vệ môi trường và thúc đẩy Quản lý
Môi trường trên thực tế tốt nhất (BPEM) cùng với việc tham gia ý kiến của cộng
đồng.
Lâm nghiệp đã bắt đầu từ những năm 1960 và rất mạnh mẽ từ thập niên 1980 đến
nay. Những nỗ lực này đã mang đến các thành công trong việc mở rộng diện tích
canh tác và nâng cao nâng suất nông lâm nghiệp trong vùng đất phen. Tuy nhiên.
bên cạnh những thành công này lại không thiếu vấn đề nảy sinh trong quá trình sử
1


dụng tài nguyên đất: và vì thế những vấn đề của đất phèn cần nên được quan tâm
trong sán xuất nông lâm nghiệp bền vững.
1.2.2. Nguồn gốc hình thành đất phèn
Năm 1735, Peelman đă phát hiện ra mộl loại khoáng biến thành đất. Đất nàv chua
và được mang tên: argilla vitrolacea. Tác giả cho rằng đất phèn xuất hiện ven biển,
trên đá trầm tích. Năm 1930, Aarino, qua nguyên cứu cho rằng: đất phèn có nguồn
gốc biển. Năm 1937, M.c. Doyne nguyên cứu về lưu huỳnh (S) của đất phèn và cho
rằng S của đất có nguồn gốc từ nước biển và cây sú vẹt.
Theo Fridlan đã giải thích sự hình thành phèn: S có trong nước biển theo thủy
triều vào vùng nước lợ. Còn sắt, nhôm (Fe, AI) do sự phóng thích của các keo sét và
sự rửa trôi theo dòng chảy đến vùng nước lợ, cùng với S lắng đọng trong phù sa, tạo
nên phèn.
Theo Breeman và Pons (1978) cho rằng ở đất có chứa nhiều sulphide (S2-)
nhất là pyrite mà không có chứa các chất có thể trung hoà độ chua thì được xem là

đất phèn tiềm tàng. Trong điều kiện yếm khí H2S đựợc tích luỹ khi gặp Fe sẽ
chuyển sang dạng FeS2, khi đất này chuyển sang trạng thái thoáng khí, FeS2 sẽ
chuyển thành sulphate sắt và acid sulphuric (Yêm, 2001).
1.2.2.1. Sự hình thành pyrite
Sự hình thành vật liệu sinh phèn pyrite (FeS2) hay còn gọi là đất phèn tiềm
tàng đã đựợc mô tả là có sự hiện diện của vật liệu sinh phèn pyrite trong phẫu diện
đất (Pons. 1972). Đất có chứa hàm lượng pyrite thì không gây nên trở ngại với điều
kiện là giữ cho đất ngập nước (Brinkman cl al. 1993). Hàm lượng pyrite trong đất
phèn có thè cao đến 10% (Brcemen and Pons. 1978).
Sự hình thành pyrite phải trải qua hàng loạt các phản ứng hóa học như: sự
khử sulphate (S042-) để tạo thành sulfide (S2-), sau đó sulfide bị oxy hoá để tạo lưu
huỳnh kết hợp với Fe2+ trong điều kiện khử để tạo ra FeS. Và sau cùng FeS kết hợp
với S để phản ứng có thể viết như sau:
Fe2O3 + 4 SO42- + 8 CH2O + ½O ↔ 2 FeS2 + 8 HCO3- + 4 H2O
Điều kiện cần thiết cho quá trình hình thành pyrite:
Phải có môi trường yếm khí; Sự khử sulfate xảy ra chỉ dưới những điều kiện
khử mãnh liệt mà nó chỉ được cung cấp bởi trầm tích trầm thủy giàu chất hữu cơ.
Sự phân hủy các chất hữu cơ bởi những vi sinh vật kỵ yếm khí sinh ra một môi
trường khử. Sự oxid hóa gián đoạn hoặc cục bộ cũng xảy ra cần thiết để sinh ra
nguyên lố sulfur trên những ion polysulfide (Thuận, 2001).
Phải có nguồn sulphate hòa tan; Thường thì nguồn này từ nước biển hoặc nước
lợ thủy triều, nhùng pyrite thì thỉnh thoảng có thể kết hợp với nước ngầm giàu
sulfate.
Phải có chất hữu cơ: Sự oxid hóa, chất hữu cơ cung cấp cho sự đòi hòi năng
lượng của vi sinh vật khử sulfate. Những ion sulfate phục vụ như ở clectron Cung
2


cấp cho vi sinh vật hô hấp và do đó sulfate bị giảm để thành sulfide.
SO42-+ 2 CH2O  H2S + 2 HCO3Lượng sulfide được sinh ra liên quan trực tiếp đến lượng chất hữu cơ bị chuyển

hóa. Bemer (1970) đã chú ý một sự tương ứng gần giữa chất hữu cơ và lượng pyrite
của trầm tích và gợi ý rằng nguồn cung cấp chất hữu cơ thường giới hạn lượng pyrite
sinh ra.
Phải có nguồn sắt: Hầu hết đất và các trầm tích đều có chứa rất nhiều oxides sắt
và hydroxides sắt. Trong một môi trường yếm khí, chúng bị khử để hình thanh Fe2+,
và Fc2+ hoà tan một cách đáng kể trong dẫy pH bình thuờng và có thể bị di động do
những sản phẩm hữu cơ hòa tan.
Phải có đủ thời gian: Phản ứng giữa FeS xảy ra rất chậm, có thể kéo dài hàng
tháng hoặc hàng năm để tạo ra pyrite với luợng rất ít. Trong khi đó. quá trình lắng tụ
trực tiếp từ Fe2+ hòa tan và monosunphit (FeS) ng điều kiện thuận lợi có thể tạo thành
pyrite trong vòng vài ngày. Tuy nhiên, để tạo được 1% pyrite trong đất phải mất từ 50
– 1.000 năm.
1.2.2.2. Sự oxy hóa pyrite
Truớc hết phải có đất phèn tiềm tàng. Khi đất phèn tiềm tàng thoáng khí trong
một thời gian lâu. nghĩa là phải có quá trình oxy hóa xảy ra để có quá trình phèn hóa
từ phèn tiềm tàng thành phèn hoạt động, tập trung khoáng jarosite dưới dạng đốm vệt
vàng rơm có màu 2,5Y đây cũng chính là tầng chỉ thị của đất phèn hoạt động; pH của
đất thường dưới 3,5. Pyrite có thể bị oxy hóa theo phản ứmg sau:
FeS2 + 7/2 O2 + H2O  Fe2+ + 2 SO42- + 2 H+
Sự oxy hoá pyrite xảy ra chậm nhưng tốc độ oxy hoá sẽ gia tăng với sự hiện
diện của vi khuẩn khử sắt (Temple và Colmer. 1951). đặc biệt là vi khuẩn
Thiobacillus ferrooxidans (Wakao el al: 1984). Vì thế điều kiện tối ưu cho sự oxy
hoá sulphide là điều kiện tối ưu cho vi khuẩn Thiobacillus ferrooxidans hoạt động,
đó là khi nồng độ của oxy > 1%, nhiệt độ 5-55°C, nhiệt độ tối hảo ở 30°c, pH từ 1.55.0. pH tối hảo là 3.2 (Jaynes et al: 1984). Vi khuân lấy năng lượng từ sự oxid hóa
những hợp chất lưu huỳnh bị khử và trong trường hợp vi khuân là Thiobacillus
ferrooxidans sẽ oxi hóa Fe2+ thành Fe3+ .Fe3+ hòa tan sẽ oxid hóa pyrite theo phản
ứng: (Lê Văn Khoa, 2000).
FeS2 + 14Fe3+ + 8H2O ↔ 15Fe2+ + 16H+ + 2SO42FeSO4 được tạo thành sẽ bị oxid hóa (xa khỏi tầng pyrite) và cho ra nhiều H+
Fe2+ + 2 SO2- + 1/4 O2 + 5/2 H2O ↔ Fc(OH)3 + 2H+ + S042Hoặc tạo ra khoáng Jarositc theo phản ứng sau:
2+

Fe + SO2- + 1/4O2 + 3/2H2Om+ 1/3 K+ ↔ 1/3 KFe3(S04)2 (OH)6 + H+ + l/3SO42H2SO4 được phống thích trong quá trinh oxy hoá pyrite làm cho đất bị chua
hóa và hình thành đất phèn hoạt động.
Ở trị số pH cao, jarositc chuyển thành goethite:
3


KFe3(S04)2 (OH)6  3 FeOOH + K+ + 3H+ + S042Goethite trong điều kiện khô hạn. có thể chuyển biến từ từ sang dạng
Hematite:
2 FeOOH  Fe2O3+ H20
Hematite thường có nhiều trên các lọai đất phèn đã phát triển lâu ngày.
1.2.3. Sự phân bố đất phèn
1.2.3.1. Trên thế giới
Diện tích đất phèn thế giới khoảng 15 triệu ha, chủ yếu xuất hiện ở các vùng ven
biển nhiệt đới hay cận nhiệt đới. thuộc các nước Nlìật Bản. Triều Tiên. Ấn Độ, Thái
Lan, Malayxia, 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 (Bá, 1982).
Ngoài vùng nhiệt đới hay cận nhiệt đới Châu Á, đất phèn còn xuất hiện ở
Guianas, Brazin, Agentina và những 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. Tây Châu Phi đã có trên 7 triệu ha đầt phèn. Đông Nam Á trên 5 triệu ha
(Moormann. 1961).
Một số đất phèn cũng tìm thấy ở Hà Lan. nơi đất liền thấp hơn cả mặt biển, hoặc
ở biển Bắc của Ba Lan nhưng đây là những loại đất phèn không điển hình.
1.2.3.2. Tại Việt Nam
Đất phèn Nam bộ có điện tích khoảng 1,5 đến 1,9 triệu ha và được phân bố ở cả
miền Tây và miền Đông Nam Bộ. Xuất hiện ở những vùng trũng giữa các thung lũng
của những dãy đồi lượn sóng, bát úp hay những bãi lầy đã được phù sa bồi đắp. Sự
xuất hiện đất phèn miền Đông Nam Bộ là ở dạng cục bộ, phần lớn là loại tiềm tàng,
một phần là lọai phèn hoạt động và một phần là loại phèn đang chuyển hoá.
Theo Phạm Quang Khánh (1995). Tổng diện tích đầt phèn Đông Nam Bô khoảng

170.445ha, trong đó:
- Đất phèn tiềm tàng nông, dưới rừng ngập mặn 56.983ha chiếm 2.43%
- Đất phèn tiềm tàng sâu dưới rừng ngập mặn 22.713ha chiếm 0.97%
- Đất phèn hoạt động chiếm 32.488 ha chiếm 1.39%
- Đất phèn tiềm tàng 58.261 ha chiếm 2.48%.
1.2.3.3. Ở vùng đồng bằng Sông Cửu Long
Diện tích đất tự nhiên của đồng bằng sông Cửu Long chiếm hơn 3,9 triệu ha
(Tồng Cục Thống kê, 2002), trong đó có khoảng 1.6 triệu ha bao gồm đất phèn tiềm
tàng và phèn hoạt động (Soil Survey Report, 1994). Loại đất này thường định vị ờ địa
hình trũng thấp, tầng mặt thường chứa nhiều hữu cơ và các tầng đất bên dưới là
tầngng phèn hoặc tầng đất có chứa vật liệu sinh phèn (Tính, 2002).
Theo Xuân (1995) đất phèn ở đồng bằng sông Cửu Long phân bố chủ yếu ở bốn
vùng tương đối:
Vùng Đồng Tháp Mười thuộc các huyện Hồng ngự. Cao Lãnh. Tam Nông (Đồng
4


Tháp) chạy về Mộc Hoá (Long An). Tiền Giang, diện tích gần 700.000 ha. phần ở
tỉnh Đồng tháp gần 200.000 ha.
Vùng Tứ giác Long Xuyên có dạng một tứ giác thuộc ba tỉnh Kiên Giang, An
Giang và Cần Thơ. Phía Tây và Tây Bắc giáp với Campuchia, phía Nam và Tây Nam
giáp vịnh Thái Lan, phía Đông giáp Cà Mau, Bạc Liêu.
Vùng đất phèn Bán đảo Cà Mau nằm dưới dạng phèn tiềm tàng, phèn nhiễm mặn.
phèn ít, phèn trung bình và phèn nhiều...Tập trung vùng phèn có các điểm Khánh An,
Tân Cao, khu vực từ Cà Mau đi Kiên Giang hoặc là An Hoà. Vĩnh Thành. Hồng
Dân.... Vùng than bùn phèn rừng tràm bị phá hủy của U Minh Thượng, U Minh hạ.
xen kẽ với phèn tiềm tàng trồng lúa hoặc phèn tiềm tàng dưới rừng đước, rừng tràm.
Đi gần phía Cà Mau hoặc Sóc Trăng thấy xuất hiện phèn ít hơn.
Vùng đất phèn Long An, Tiền Gang (trừ khu vực Đồng Tháp Mười), Vĩnh Long,
Bến Tre, Hậu Giang. Đây cũng là vùng chủ yếu phèn trung bình, phèn nhiễm mặn.

Tổng lượng mưa bình quân của Đồng Bằng sông Cửu Long thay đổi từ 1.200 mm đến
2.400 mm. nhiệt độ trung bình của tháng khoảng 25-28°C. Số giờ chiếu sáng khoáng
2.260-2.700 giờ/năm. Hầu hết các nhân tố khí hậu ở đồng bằng sông Cửu Long thích
hợp cho sản xuất nông nghiệp ( Lê Quang Trí, 1996)
1.2.4. Phân loại đất phèn
1.2.4.1. Phân loại của nhân dân vùng đất phèn
Theo Lê Duy Bá (1982). trích trong Trần Nguyễn Hải. Lưu Nguyệt Bình (2007).
nhân dân sống trong vùng đất phèn Nam bộ thường xếp loại đất phèn của mình dựa
theo kinh nghiệm sản xuất và đặc trưng hình thái. Với những cách phân loại được
miêu tả nhu sau:
Phèn nóng
Phèn do sắt và sunfat tạo thành, ít nhòm. ít gây độc hơn. Trên mặt nước thường có
một lớp váng màu vàng. Khi gió thổi về một phía ruộng, lớp váng vàng này dính vào
quần áo và tay chân thuờng gây ngứa và dễ mục quần áo.
Phèn lạnh
Do hợp chất sunfat nhôm tạo nên. độc hơn phèn sắt. Nước trong ruộng hoặc trong
kênh mương thưởng rất trong suốt (càng ít sắt nước càng trong), dễ xì phèn, dễ gây
chết lúa và cây trồng, đặc biệt là đầu mùa mưa khi bị xì phèn cây trồng chết nhanh do
độc tố nhôm gây nên.
Phèn đỏ
Một số vùng miền tây gọi phèn đỏ là muốn chỉ trong đất nhiều sắt dạng oxit ngậm
nước và thường có váng đỏ trên mặt nước.
Phèn trắng
Một số nơi gọi là phèn trắng do vào mùa khô muối AI2(SO4)3 bốc lên mặt nước
(với những vùng ú ngập). nhũng hạt tròn có đường kính nữa li đến vài li nổi lấm tấm
trên mặt đất. có khi lớp đất mặt mất đi thì phèn trắng còn bốc lên dữ dội thành những
5


hạt tròn như keo cốm, dính với nhau thành từng cụm. khi ẩm thì lờn nhờn, trơn (vào

buổi sáng hay buổi trời mưa) khi đó thì dòn tan. Dễ vỡ và tan vào trong nước, nếm
thấy chát đắng ở đầu lưỡi.
Phèn đen
Những vùng phèn có tầng hữu cơ lẫn lộn với hợp chất phèn nên có màu đen,
thường gặp ở các vùng trồng cây lúa hay chưa được cấy lúa. Tỷ lệ mùn từ 7% đến 8%.
1.2.4.2. Phân loại đất phèn của các nhà khoa học
Phân loại đất phèn là một vấn đề phức tạp, không những cho Việt Nam mà phức
tạp cho cả thế giới.
Có nơi người ta dùng bảng phân loại của FAO, có nơi dùng bảng phân loại của
Mỹ, cũng có nơi dùng bảng phân loại của Hà Lan hay của pháp. Theo Kanaphthy, K
(1971), khi xếp đất phèn Malaysia ở ven biển miền Tây và thung lũng Quarzit thành
các loại limau, telok, cuar. Còn với các tác giả Hà Lan thì xếp theo đất phèn cố định
và đất phèn hiện tại. Trong đó tác giả lại chia ra các loại: sulphaquent. sulphaquept
hay sulphictropaqucpt.
Theo Pons, L. J. (1973) đã phân chia đất phèn thành hai loại: đầt phèn tiềm tàng
(potential acid sulphate soil) và đất phèn hoạt động (actual acid sulphate soil)
Cũng theo Fanning, D. and Witty. J. (1993) nếu sulphaquept lại có thêm tầng
salic (nhiễm mặn) trong vòng 75cm của lớp đấtt mặt thì được xếp vào nhóm phụ
salorthidic sulphaquept. Nhóm phụ tropaquept được gắn cho những loại đất phèn có
tầng phèn ở phạm vi 50 – 150cm với pH từ 3,5- 4,0.
Theo phân loại cúa FAO/UNESCO (1988), trong bản đồ đất thế giới tỷ lệ
1/5.000.000 cho thấy đất phèn tiềm tàng và đất phèn hoạt động được xếp chung và đặt
tên là Ihionic fluvisols (FLt). Đây là loại đất có chứa S đủ để sản sinh ra pH thấp hơn
3.5 ớ độ sâu 0 - 150cm từ mặt đất.
Bảng 1: Hệ thống phân loại đất phèn (USDA/Soil Taxonomy)

Đất phèn
Đất phèn nặng
Đất phèn trung bình
Đấtphèn nhẹ

Độ sâu xuât hiệntâng phèn (cm)
0-50
50-100
100-150

1.2.5. Đất phèn - nguồn phóng thích kim loại nặng
1.2.5.1. Cơ chế phóng thích
Độc chất hiện diện trong nguồn nước thường do sự phong hóa của đá và đất, hay
từ các nguồn nhân tạo khác từ nước thải công nghiệp, khai thác mỏ từ phân bón hóa
học và nông dược. Tuy nhiên, theo Breemen (1993). Astrom và Bjorklund (1995),
Sundstrom và ctv (2002) và Nguyễn Mỹ Hoa và ctv (2004) đất phèn là nguồn phóng
thích kim loại nặng gây ô nhiễm nguồn nước. Khi đất phèn tiềm tàng liếp xúc với oxy
do hiện lượng tự nhiên hoặc do thoát nước nhân tạo. pyrite bị oxy hoá tạo ra acid
sulfuric làm hạ thấp pH. Khi pH < 4 các proton được phóng thích tấn công các khoáng
sét. hòa tan một số kim loại mà nồng độ của chúng có thể vượt xa nồng độ trong các
6


loại đất không phèn (Tính, 1999). Vì một số kim loại nặng có thể tích tụ cùng với Fe
trong các trầm tích chứa pyrite hoặc thay thế Fe trong pyrite (đáng kể là Ni và Co)
hoặc liên kết với Fe trong các sulfide (Cu, Zn, Pb, As) (Breemen, 1993). Sự hiện điện
của đất phèn trong lưu vực là nhân tố chính kiểm soát nồng độ của nhiều nguvên tố
kim loại trong nước (Astrom và Bjorklund, 1995).
Trong một số nghiên cứu về lĩnh vực đất phèn, nhiểu nhà nghiên cứu như
Mensvoort (1991), Breemen và Pons (1978), Astrom và Bjorklund (1995), Võ Quang
Minh. (1996), Astrom (1998), Hưng (2000), Shamsuddin và Muhrizal (2000),
Sundstrom và ctv (2002), Horwitz và ctv (2003), Hoa và ctv (2004), Roos và Astrom
(2005). Astrom và Spiro (2005) và Osterholm và ctv (2005) đã phát hiện ra sự hiện
diện của một số kim loại nặng trong nguồn nưóc bị ảnh hưởng bởi đất phèn mà nồng

độ của chúng thường cao hơn trong các loại đất.
1.2.5.2. Yếu tố ảnh hưởng đến sự phóng thích kim loại nặng trong đất phèn.
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phóng thích kim loại nặng trong đất phèn có thể kể
đến đó là pH, tính di động của nguyên tố, sự oxi hóa, , tổng hàm lượng của chúng
trong các sulfide và điều kiện thủy văn, mùa.
Yếu tố pH đất
Yếu tố pH đất được xem là yếu tố chủ đạo ảnh hưởng đến sự di động và dạng các
kim loại trong đất (Mc Bride, 1994. Christopher và ctv, 2001). Thông thường sự
phóng thích các kim loại gia tăng khi pH giảm, vì vậy các nguyên tố kim loại thường
được hòa tan trong môi trường acid. Ở pH cao các keo mang điện tích thay đổi có
khuynh huớng tích điện âm gia tăng, do đó gia tăng sự hấp phụ kim lọai khi pH gia
tăng, Tất cả các yếu tố này đã làm gia tăng sự phóng thích kim loại khi pH giảm.
Theo Astrom (1998) thì pH là một yếu tố quan trọng kiểm soát nồng độ của hầu
hết các kim loại nặng trong các kênh thoát nước vùng đất phèn, trừ As. Mức độ phóng
thích của các kim loại như Al, Cu, Cr có liên quan nhiều vào pH. Một số kim loại như
Cd, Co, Cu, Mn, Ni và Zn hiện diện với nồng độ cao trong nguồn nước vùng đất
phèn nhưng có tương quan hơi yếu với pH (Sundtrom và ctv, 2002).
Tính di đông của nguyên tố
Tính di động là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến nồng độ của các kim loại
nặng trong đất phèn. Các kim loai càng di động thì càng dễ bị rửa trôi vào môi trường
nước.
Mức độ di động của một số kim loại nặng trong đất phèn theo Astrom (1998) cho
rằng Co, Mn, Ni, Zn có tỷ lệ di động lớn; Cu có tỷ lệ di động trung bình; Al, Fe, Cr và
V có tỷ lệ di động thấp. Al, Fe có tỷ lệ di động thấp nhưng tiềm năng di động và rửa
trôi của chúng lớn do tổng nồng độ của Al và Fe trong các trầm tích chứa sulfide cao
(chiếm khoảng 7% và 5% tương ứng). Cơ chế chính của sự không di động của mội số
kim loại nặng trong đất phèn có thể là do sự hình thành các oxide không hoà tan, được
hấp phụ trên các oxide sắt vô định hình và các khoáng sét và hình thành các phức hợp
7

kim loại hữu cơ như Cr và V (Astrom, I998). Sự phóng thích của một số kim loại sẵn
có trong các trầm tích như Cr và V là do pH kiểm soát, vì vậy tính di động của chúng
như là kết quả của sự acid hoá các trầm tích (Astrom, 1998).
Nói tóm lại, tính di động của các kim loại nặng trong dẳt phèn phụ thuộc vào
nhiều tiến trình khác nhau. Theo Astrom và Bjorklund (1995) phản ứng trao đối
cation, sự oxy hóa sulfide, các tiến trình acid hóa có liên quan, sự thay đổi silicat
nhôm là các tiến trình chính cho sự di động của nhiều nguyên tố như AI, Cd, Co, Mn,
Ni, U, Zn, Cr, Ti trong đất phèn.
Sự oxy hóa
Theo Astrom (1998) thì sự phóng thích của các kim loại nặng trong đất phèn nhờ
vào sự oxy hoá các trầm tích được kiểm soát bởi một số cơ chế như:
- Sự giảm pH trong quá trình oxy hoá như đối với các kim loại Al, Cu, Cr, V.
- Sự hiện diện của các kim loại trong các hợp chất dễ bị oxy hoá như các sulfide
kim loại ở dạng kết hạt mịn vô định hình.
- Tính dễ di động của nó trong các sulfide kim loại. Khi các trầm tích bị oxy hoá
Co, Mn, Ni được phóng thích với một tý lệ lớn chiếm khoáng 15 -26% tổng nồng độ
của chúng. Cu được phóng thích với một tý lệ trung bình chiếm khoảng 4% tổng nồng
độ của chúng Fe, Al, Cr, V được phóng thích với một tỷ lệ thấp hơn tổng nồng độ của
chúng.
Tổng hàm luợng của các kim loại nặng trong các trầm tích chứa sulfide là một
yếu tố ảnh hưởng đến sự phóng thích các kim loại nặng trong đất và nguồn nước.
Theo Astrom (1998) tổng nồng độ Fe, Al trong các trầm tích chứa sulfide khoáng
5% và 7% tương ứng. Tương tự tổng nồng độ Mn trong trầm tích chứa sulfide khoảng
570 ppm, V khoảng 72 ppm, Cr khoảng 64 ppm, Ni khoảng 31 ppm, Cu khoảng
23pprn, Co khoảng 10 ppm, Nồng độ của As, Pb, Sb, Ti, vì trong nguồn nước không
liên quan đến sự hiện diện của đất phèn. Tuy nhiên, vì Fe, Al chiếm tỷ lệ phần trăm
cao trong các trầm tích nên lượng phóng thích vào các nguổn nước cao.
Xác định tổng nồng độ các kim loại trong các trầm tích tuy nhiên chưa phải là một
phương pháp tốt vì chúng chỉ cho biết nguy cơ tiềm tàng về sự phóng thích các kim

loại. Theo Astrom (1998) để xác định các trầm tích có tiềm năng cao về phóng thích
các kim loại nặng có thể thực liiện: oxy hoá tự nhiên các mẫu trầm tích trong phòng
thí nghiệm, tuy nhiên mất nhiều thời gian; xứ lý các mẫu trầm tích với các chất oxy
hóa ví dụ như H2O2 và sau đó đo pH: đo pH của đất phèn được phát triển trên tầng mặt
của các trầm tích.
Điều kiện thủy văn và mùa: Các yếu tố thủy văn như lưu lượng nước và dòng chảy
cũng có ảnh hưởng đến sự thav đổi nòng độ kim loại nặng trong nước mặt vùng đất
phèn (Võ Quang Minh, 1996 Astrom, 2001 Nguyễn Mỹ Hoa và ctv, 2004).
Thời gian tiếp xúc và chiều dài đường đi mà nước di chuyển qua hệ thống là hai yếu
tố vật lý đặc biệt quan trọng, nó liên quan đến các thành phần hóa học của nước trong
8


tự nhiên. Thời gian tiếp xúc càng lớn thì cơ hội phản ứng giữa các vật liệu tiếp xúc với
nước càng tăng. Con đường di chuyển của nước có thể xác định được các vật liệu mà
nước tiếp xúc trong cuộc hành trinh của chúng. Nhìn chung thì dòng chảy nông thì cơ
hội tiếp xúc hay ảnh hưởng bởi các vật liệu thì lớn hơn các dòng chảy sâu.
Theo Võ Quang Minh (1996) nồng độ Al cao nhất vào đầu mùa mưa với lưu
lượng nước trên sông thấp. Tương lự, theo Nguyễn Mỹ Hoa và ctv, (2004) nồng độ
của các kim loại nặng trong các kênh cao nhất vào tháng 5 và tháng 7.
1.2.6. Các độc chất trong đất phèn
Với đất phèn, các nguyên tố gây độc phái kể đến là sắt. nhôm, sunphat (dưới dạng
2+
Fe , Fe3+, Al3+, S042- ).
1.2.6.1. Nhôm (Al3+)
Nhôm trong đất phèn, một phần là sản phẩm của sự rữa trôi tích tụ, trong quá
trình feralit-sialil; phần chủ yếu do quá trình phèn hóa: sau khi đã có H2SO4 trong đất,
H2SO4 liền tương tác vào các lớp alumin silicate để giải phóng ra Al3+ tự do. Trong
điểu kiện pH giảm tìr 4 đến 2 trong dung dịch, AI3+ có thể ở dạng AI3+ tự do, cũng
có thể liên kết với sắt, kali và sunphat, khi gặp những hạt bụi sét, sẽ kéo các hạt bụi

này lắng xuống đáy ruộng, làm nước trong vắt. Vì vậy, nước càng trong xanh bao
nhiêu càng nhiều độc chất Al3+ bấy nhiêu; nghĩa là phèn càng cao bấy nhiêu (Mc
Lean. E. o, 1976).
Trong hầu hết các đất chua, pH tăng lên trên 5 trong một thời gian ngắn sau ngập
nước và như vậy độc chất Al3+ có thể không là vấn đề cần quan tâm nữa. Trên đất
phèn, pH có thể tăng chậm hơn và độc tố Al3+ có thể xảy ra, thậm chí sau một thời kỳ
ngập nước. (Thuận, 2001). Al3+ có thể là độc tố quan trọng nhất trên đất phèn ở đồng
bằng Bangkok và đồng bằng ông Cửu Long. Bởi vì cả hai đồng bằng loại đất sulfic
tropaquepts chiếm ưu thế. (Breemen, N. V,1976).
Sự thiếu hụt lân thường bị gắn liền với tăng độ độc Al3+; bởi vì có hiện tượng tạo
phức hợp phosphalte-Al không tan, cố định P (Nghĩa, 1994). AI3+ có ảnh hưởng đến
cấu trúc đất. Set Al3+ bão hòa ổn định, không phân tán và cho cấu trúc rời rạc.
Độc chất đối với cây lúa:
Ngộ độc Al3+ rất hiếm khi xảy ra trên hệ thống đất lúa nước, ngược lại trên đất
cao bị chua thì ngộ độc Al là vấn đề nghiêm trọng ảnh hưởng đến năng suất lúa
(Dobermann and Fairhurst, 2000). Ngộ độc Al là một trong những nhân tố chính giới
hạn năng suất cây trồng trên đất cao bị chua phèn và thường kết hợp với thiếu lân
(Baggie, 2002) và ngộ độc Al chủ yếu xảy ra trên những ruộng lúa mới vừa trồng sau
khi khai hoang (Hai and Parijs, 1993).
Ngộ độc Al3+ trên cây lúa thường xuất hiện ở những lá già trước. Biểu hiện đặc
trưng là những vệt màu vàng lục hoặc màu trắng lục trên các gân lá, trong trường hợp
bị nặng, các phần màu lục sẽ bị hủy hoại (IRRI, 1988).
Trong môi trường nuôi cấy bằng dung dịch với pH thấp, Al3+ gây độc đối với lúa
9


ở thời kỳ cây con ở nồng độ 0.05-2 ppm: trong khi ở lúa 3 đến 4 tuần tuổi, bị ngộ độc
ở nồng độ 25 ppm (Tanaka. A and Navasero, S. A. 1966 Thawornwong, N và Van
Diest, A, 1974). Trên đất phèn, ngộ độc Al3+ xảy ra nhiều nhất, Al3+ đạt tới 1 ppm tại
pH <= 4,8 và lăng gấp 10 lần khi giảm 1 đơn vị pH (Breemen, N. V, 1973). Vì vậy,

ngộ độc Al3+ đối vời lúa thường xảy ra ở pH từ 4,5 - 5,0 đối với thời kỳ cây con và 3,4
- 4,0 đối với thời kỳ sau.
Cơ chế độc AI3+:
Khi Al hiện diện trong đất ở hàm lượng cao sẽ gây độc cho cây, ảnh hưởng đến
các quá trình sinh lý, sinh hóa của cây. cuối cùng anh hưởng đến sinh trưởng và
phát triển của cây. Tác hại của chúng có thể là (Fageria, N. K. và CTV, 1988):
- Gây trở ngại cho sự phân chia và keo dài của tế bào.
- Gây ức chể enzym làm nhiệm vụ tổng hợp vật chất của vách tế bào.
- Làm hại cấu trúc màng bán thấm của rễ.
- Làm trở ngại cho sự hấp thụ các chất dinh dưỡng NPK, Ca, Mg của cây.
- Làm giảm sự tăng trưởng của rễ và thân lá.
- Làm giảm sự hấp thụ nước của cây và hậu quả làm giảm năng suất cây trồng.
- Làm giảm sự hô hấp của các tế bào rễ.
Khắc phục độc AI3+:
Khi loại đất phèn sulfic tropaquept có pH ở tầng đất mặt thấp (3,6-4,2), bón vôi
có thể giảm hoặc ngăn ngừa được ngộ độc Al3+. Lượng khuyến cáo là 3-6 t/ha
(Breemen, N. V. và Pons, L. J, 1978). Nhưng bón vôi đơn độc thì tỏ ra ít hiệu quả trên
đất phèn ở đồng bằng sông Cửu Long. Bón vôi kết hợp bón lân, đặc biệt là các dạng
đơn cho hiệu quả rất rõ (Lê Huy Bá, L. H, 1980; Nghĩa, N. Đ,1994).
Một hiện pháp khác được sứ dụng thường xuyên và có hiệu quà là thiết lập hệ
thống kênh tiêu phèn hợp lý (Võ Tòng Xuân và CTV, 1982). Hệ thống kênh này có
thẻ thúc đẩy quá trình tiêu các muối phèn dễ tan trong đầu mùa mưa ở lớp đất mặt.
Chọn các giống kháng hoặc chịu phèn là một giải pháp đơn giản và kinh tế đối với
độc tố Al3+ (Ikehashi, H. và Ponnamperuma, F. N, 1978 ; Phụng, M. T, 1994).
1.2.6.2. Sắt (Fc2+ và Fe3+).
Fe2+ dễ tan trong nước và khi tan gây chua cho đất . Khi pH vượt quá 4,5 thì
Fe(OH)2; có hiện tượng trầm lắng trong dung dịch và tan nhiều trong điều kiện pH
bằng 3,5. Trong dung dịch, Fe2+ gây chua. Sự tăng Fe2+ làm giảm pH. Tuy nhiên Fe2+
làm giảm pH chậm hơn so với Al3+ và khi nồng độ cao hơn mới làm giảm pH nhiều.
Mặt khác, pH thấp nhất của Al3+ là 2,4 còn Fe2+ là 2,85. Trong đất, lượng Fe2+ dễ

chuyển thành Fe3+ khi có điều kiện oxy hóa (thoáng khí). Nguợc lại, Fe3+ sẽ chuyển
thành Fe2+ khi ngập nước và yếm khí. Fe3+ trong Fe(OH)3 có chỉ số trầm lắng từ pH =
2,48 - 4,5. Nghĩa là ở pH thấp dưới 2,48 cho đến tối đa 4,5 thì Fe(OH)3 đã có khả năng
bắt đầu kết tủa và kết Ihúc quá trình kết tủa của nó. Trong rất nhiều mẫu phân tích,
Fe2+ xuất hiện ở đất chua có khả năng nhiều hơn Fe3+ (còn dạng hợp chất thì ngược
10


lại) và Fe3+ ít gây độc hơn Fe2+.
Độc tố Fe thường được thấy trên hầu hết các loại đất phèn:
Độc tố Fe có thể được nghi ngờ khi thấy có những vệt màu đỏ hoặc nâu của
Fe(OH)3 trên mặt đất hoặc dọc theo các khe nứt, hay khi có một lớp trông giống màng
dầu mỏng nổii trên mặt nước (Thuận, 2001) và Breemen, N. V, (1976) đã nhận thấy
rằng, độc Fe trong nhóm đất sulfaquepts thấy nhiều ở đồng bằng Bangkok, đồng
bằng sông Cửu Long.
Trong hầu hết các loại đất. mức độ Fe2+ đều tăng lên trong quá trình ngập nước và
đạt được cực đại sau 2-3 tuần (Ponnamperuma, F, N, 1965 ; Bá, 1981). Hàm lượng
Fe2+ khoảng 300-500ppm chỉ xảy ra trong đất với pH đất khô. Trong các loại đất như
vậy, mức độ cực đại có xu hướng tăng theo hàm lượng Fe3+ bị khử và hàm lượng các
chất hữu cơ. Đặt biệt ở các đất phèn mới khai hoang, hàm lượng Fe2+ có xu hướng
tăng dần và thường kéo dài trong vài tháng. Breemen, N. V và Moormann, F. R,
(1978) cho rằng, tính đệm ở đất có pH thấp sau ngập nước đã làm cho Fe2+ tan trong
dung dịch. Trong khi đó, ở đất bình thường pH có thể tăng đến mức đủ để kết tủa Fe2+.
Độc Fe đối với cây lúa
Cây lúa bị ngộ độc Fe có biểu hiện lá có màu nâu tím hoặc có màu vàng đen, màu
vàng cam. Tuy nhiên, một số giống không thấy bất cứ sự biến đổi nào của lá. nhưng
sinh trưởng bị châm lại (Jayawardena, S. D. G và ctv, 1977).
Ngộ độc Fe đã được ghi nhận ở các mức độ Fe2+ khác nhau, từ 20 - 40 ppm
(Breemen, N. V và Moormann, F. R, 1978) và 400ppm (IRRI, 1964). Nồng độ sắt tới
hạn trong dung dịch thay đổi tùy theo pH, khoảng l00ppm ở pH =3,7 và 300 ppm

hoặc cao hơn ở pH =5 (Yoshida, 1981). Qua nhiều kết quả nguyên cứu về nồng độ
Fe2+ gây độc đối với cây lúa thì rất biến động, ở 45 ppm đã gây độc cho cây lúa
(Tadano và Yoshida, 1978). Biểu hiện ngộ độc sắt thường xảy ra trên đất có P, K, Ca
và Zn hữu dụng thấp và đất có CEC thấp (Ottow el al. 1991), sắt dư thừa trong dung
dịch được hấp thụ bởi rễ lúa và tích tụ trong các mô cây (Warda, 2002). Sự ngộ độc Fe
được thúc đẩy bởi H2S lại các giai đoạn khi cây lúa đã lớn như sau khi trỗ bông
(Hanhart và Ni, 1993).
Hàm lượng Fe trong lá rất khác nhau giữa các giống lúa. Breemen, N. V và
Moormann, F. R. (1978) cho rằng, so sánh hàm lượng Fe trong lá bị ảnh hưởng và lá
khỏe mạnh của cùng một giống I\trên cùng một ruộng là một phương pháp để xác
định mức độ ngộ độc Fe. Phụng, M. T và ctv (1994) đã dùng tỷ lệ P/Fe trong thân lá
và rễ để xác định mức độ chịu phèn của các giống lúa.
Khắc phục độc Fe:
Làm ngập đất một thời gian sẽ an toàn tnrớc khi gieo sạ (để tránh điểm cực đại
của Fe), tăng sự cung cấp oxy trong lớp đất mặt bằng việc tiêu nước, bón phân (để tạo
thế cân bằng dinh dưỡng), bón vôi, và rữa mặn (đẻ tăng tỷ lệ bicarbonate / tổng số
anion) là những biện pháp khả thi để khắc phục ngộ độc sắt trong các loại đất phèn.
11