Hiện tượng đất phèn

HIỆN TƯỢNG ĐẤT PHÈN

Môi trường đất với tư cách là thành phần môi trường của môi trường sinh thái chung
nên nếu như môi trường đất bị tiêu diệt thì môi trường sinh thái sẽ không còn tồn tại được
nữa. Ngày nay cuộc sống của con người càng phát triển kèm theo các tác nhân lí hóa mà
các thành phần của đất thay đổi làm cho đất bị ô nhiễm và ảnh hưởng trực tiếp đến sức
khỏe của con người. Vì vậy cần phải có biện pháp bảo vệ và cải tạo những vùng đất bị ô
nhiễm. Ở Việt nam hiện nay có khoảng 2 triệu ha đất nhiễm phèn. Qua nghiên cứu cho
thấy việc sử dụng diện tích này một cách có hiệu quả phục vụ cho sản xuất nông nghiệp là
điều rất cần thiết. Sau đây nhóm xin trình bày về hiện tượng đất phèn. Vì vậy cần phải có
biện pháp bảo vệ phòng tránh và cải tạo những vùng đất bị ô nhiễm.
Ở Việt nam hiện nay có khoảng 2 triệu ha đất nhiễm phèn. Qua nghiên cứu cho thấy
việc sử dụng diện tích này một cách có hiệu quả phục vụ cho sản xuất nông nghiệp, ngư
nghiệp ngày càng trở thành một vấn đề cấp bách cho nền kinh tế quốc dân. Nắm bắt được
vấn đề trên rất nhiều nhà nghiên cứu và nhà khoa học đã dựa vào nguồn gốc, sự phân bố
phân loại cũng như thành phần, sinh thái môi trường của vùng đất phèn để tìm hiểu
những lý hóa tính, độc tính cũng như sự biến động độc chất trong nó để tìm ra phương
hướng sử dụng đất sao cho hợp lý và đạt hiệu quả cao nhất. Chính vì vậy nên nhóm em đã
chọn đề tài : “ Hiện tượng nhiễm phèn trong môi trường đất”.
A. NỘI DUNG
I.
Tổng quan về đất phèn
1. Khái niệm

Đất phèn là đất chứa nhiều gốc sunphat (SO42- ) và có độ pH rất thấp chỉ khoảng 2-3,
lượng độc chất Al3+ , Fe2+ , SO42- cao. Trong đất phèn khả năng trao đổi và đệm của môi
trường đất bị phá vỡ không thể tự làm sạch được nữa. Do đó môi trường đất bị ô nhiễm
nặng, động thực vật và vi sinh vật bị tiêu diệt hàng loạt. Phèn được sinh ra có thể do
nguyên nhân oxy hóa phèn tiền tàng (FeS) tại chỗ để tạo thành axit H2SO4 chứa nhiều độc
chất Al3+, Fe2+, SO42- , hay cũng có thể do nước phèn đi từ nơi khác gây nhiễm phèn cho

MTST đất. Quá trình thứ nhất là quá trình phèn hóa, quá trình thứ hai là quá trình nhiễm
phèn.
Ô nhiễm phèn nhôm thì độc tính càng mạnh hơn phèn sắt. Đất phèn là đất chứa nhiều
gốc sunphat (SO42-) và có độ pH rất thấp chỉ khoảng 2-3, lượng độc chất Al3+, Fe2+, SO42- rất
cao. Trong đất phèn khả năng trao đổi và đệm của môi trường đất bị phá vỡ không thể tự
làm sạch được nữa. Do đó môi trường đất bị ô nhiễm nặng, động thực vật và vi sinh vật bị
tiêu diệt hàng loạt. Phèn được sinh ra có thể do nguyên nhân oxy hóa phèn tiền tàng (FeS)
tại chỗ để tạo thành axit H2SO4 chứa nhiều độc chất Al3+, Fe2+, SO42- hay cũng có thể do
nước phèn đi từ nơi khác gây nhiễm phèn cho môi trườngsinh thái đất. Quá trình thứ nhất là
quá trình phèn hóa, quá trình thứ hai là quá trình nhiễm phèn.

Hình 1: Một số hình ảnh đất bị nhiễm phèn
2. Tính chất của đất phèn.

Nói đến đất phèn người ta ít nói về lý tính của nó. Vì hóa tính ảnh hưởng rất nhiều
đến năng suất, phẩm chất cũng như sức sống của cây trồng. Tuy nhiên, lý tính của đất
phèn cũng đóng một phần không nhỏ vào khả năng “phèn” của đất. Hiểu rõ tác động của
lý tính, chúng ta sẽ có biện pháp sử dụng đúng, khai thác đúng và có biện pháp cải tạo
thích hợp. Ngoài ra, đối với các kỹ sư thủy lợi sự hiểu biết về lý tính đất phèn còn có ý
nghĩa rất quan trọng về việc thiết kế, thi công các công trình thỷ lợi ở vùng đất phèn.


2.1.
Lý tính của đất phèn
2.1.1. Thành phần cơ giới

- Thành phần cơ giới hay nói cách khác là cấp hạt hay sa cấu nghiên cứu về tỷ lệ phần
trăm các hạt sét, hạt cát, bùn có trong đất.

Ở Việt Nam thì thành phần cơ giới của đất phèn thuộc đồng bằng Bắc Bộ thường có
hàm lượng sét cao hơn các loại đất khác ở khu vực, nhưng vẫn nhỏ hơn ở đồng bằng Nam
Bộ ( bảng 2).
Nơi lấy mẫu

Độ sâu

pHKCl

cm

Nông trường ấp Bắc II, Cai Lậy, 0-8
Tiền Giang ( Lê Huy Bá 1982)
8-19

Hữu cơ Sét (%)

Thịt

(%)

(%)

Cát (%)

3,4

25,86

35,2

18

46,8

3,3

12,93

41,92

19,28

38,8

19-45

2,5

9,83

41,92

17,2

40,88

45-110

2,0

3,53

45,6

20,15

34,25

Xã Vĩnh Lập, Huyện Vi Thanh,

0-70

3,4

4,2

52,84

16,36

30,8

Tỉnh Cần Thơ (Lê Huy Bá 1982)

20-60

3,5

5

50,24

16,36

33,4

60-130

2,0

2,52

58,84

14,72

26,44

130-200

2,6

1,92

59,78

13,5

26,72

0-7

4,1

5,2

64

35

1,0

22-40

3,6

1,1

63

36

2,0

40-90

3,4

0,6

63

32

5,0

90-135

3,4

1,7

65

34

1,0

135-250

4,0

4,2

71

27

2,0

250-300

5,0

3,7

68

31

1,0

0-22

3,8

1,5

35,5

64,5

0,0

22-53

2,6

0,9

38,8

61,2

0,0

53-73

2,1

3,8

13,5

81,2

5,3

73-95

2,2

2,4

12,4

80,2

7,4

95-112

2,6

0,7

8,9

80,4

10,7

Amploe Thanyaburi
Changebat Pathum Thai Lan

Nông trường Trung Dũng Hải
Phòng


- Thành phần cơ giới đấ phèn Nam Bộ thường có tỉ lệ sét 50 – 65%. Thông thường ở
các tầng sâu thì tỷ lệ sét cao hơn. Tuy nhiên, có thể xếp chung thành phần cơ giới của đất
phèn Nam Bộ là sét nặng.
- Phần cơ giới nặng (sét cao) của đất phèn gắn liền với quá trình hình thành của nó.
Đất phèn lắng tụ trong phù sa biển, mà biển ở đây do bồi đắp của phù sa sông nên dòng
chảy chậm, nguồn đưa đi xa nên vật liệu được mang về bồi đắp lên vịnh hoặc biển cũ
thường rất mịn. Thành phần rất mịn này đã tạo nên tỉ lệ sét cao, thành phần cơ giới nặng.
- Đặc điểm này cũng ảnh hưởng đến quá trình hình thành phèn và gây nhiều khó khăn
cho quá trình sử dụng và cải tạo đất phèn.
2.1.2. Thành phần khoáng sét

Bằng phương pháp nhiễu xạ quang tuyến cho biết là thành phần khoáng sét của hai
phẫu diện đất đều giống nhau và gồm các loại sau :
➢ Khoáng illite : Là khoáng chủ yếu trong thành phần sét của đất và được nhận biết
bởi các đỉnh của cấu trúc có độ dài 10A° ;5A° ;3,3A° .
➢ Khoáng Kaolinnite : Là loại có lượng tương đối sau illite nhận biết bởi các đỉnh
7,1A° ; 3,56A°.
➢ Ngoài ra còn một số loại khoáng có mức độ ít hơn trong thành phần của sét như
monmorilonite, nhận biết bằng các đỉnh 18A° , vermicalite nhận biết bởi các đỉnh 10A°
và khoáng quartz nhận biết bằng các đỉnh 4,25A°; 3,35A° .
2.1.3.

Tính trương co của đất phèn

Các kết quả nghiên cứu cho thấy độ trương co của đất phèn phụ thuộc nhiều vào tỉ lệ
sét, hàm lượng hữu cơ và độ ẩm trong đất được ghi nhận bảng sau:
Bảng 01: Độ trương co của một số loại đất phèn.
Loại đất phèn

C%

Sét %

Độ trương co %

Phèn tiềm năng có hữu cơ ở dưới

7,2

60,1

27,2

Phèn nhiều không có hữu cơ ở dưới

3,1

58,2

15,8


Phèn mặn có hữu cơ ở dưới

6,3

59,3

23,9

Phèn trung bình không có hữu cơ

2,4

55,2

8,7

6,9

61,2

21,3

ở dưới
Phèn nhiều có hữu cơ ở dưới

Qua bảng thấy: Tính trương co của đất phèn rất lớn do hàm lượng sét cao và hàm
lượng hữu cơ lớn. Khi khoáng sét mất nước sẽ co lại. Mặt khác, khi chất hữu cơ mất
nước, cũng teo lại đã làm cho tỷ lệ co của đất này lớn. Như vậy, nguyên nhân của sự
trương co lớn có liên quan trực tiếp đến hàm lượng hữu cơ và hàm lượng sét trong đất.
Tính trương co của đất phèn có thể làm cho cây trồng bị đứt rễ khi đất cạn nước và có liên
quan đến công tác thủy lợi như xây dựng công trình, nứt nẻ bờ kênh, mất nước trên kênh,
vỡ kênh và hiện thẩm lậu của nước trong ruộng phèn…
2.1.4. Nhiệt độ của đất phèn

Nhiệt độ có liên quan đến độ ẩm đất, đến độ hòa tan không khí đến hoạt động hệ vi
sinh vật và liên quan đến đặc tính phèn của đất.
Việc sử dụng đất phèn phải lưu ý đến thực vật che phủ. Bởi vì sự chênh lệch nhiệt độ sẽ
làm bốc phèn, bốc mặn lên mặt đất, làm đất hóa phèn nhanh chóng và gây hại cây trồng.
2.1.5. Tỷ trọng của đất phèn

Nói đến tỷ trọng đất tức là nói đến trọng lượng tính bằng g/cm3 đất khô kiệt mà các
hạt đất xếp sít vào nhau, không có khe hở. Tỷ trọng có liên quan đến thành phần sét, hàm
lượng cát và các chất hữu cơ trong đất. Trong thực tế sản xuất, tỷ trọng bằng 2,65 được
xếp vào loại trung bình.
Kasinky đánh giá đất trồng với mức tỷ trọng như sau:
2,5 – 2,66 g/cm3: Đất có mùn trung bình
2,5 g/cm3 trở xuống : Đất giàu hữu cơ
Lớn hơn 2,7 g/cm3: Đất giàu Fe2O3

2.2.

Hóa lý của đất phèn


Nói đến đất phèn, thường người ta nói đến tính chất hoá học, vì tính chất hoá học
đóng vai trò quyết định đất phèn hay không phèn và mức độ phèn. Nó còn quyết định đến
năng suất và phẩm chất cây trồng, quyết định số lượng và chất lượng phân bón cần thiết,
loại cây trồng, biện pháp thủy lợi và môi sinh. Nghiên cứu về tính chất hoá học của đất
phèn có tầm quan trọng đặc biệt trong việc sử dụng, cải tạo đất phèn.
Hàm lượng các chất trong đất phèn:
✓ Lượng tổng số : Lượng toàn bộ có trong đất, có thể chất đó ở dạng hợp chất hay
đơn chất, hữu cơ hay vô cơ, dễ tan hay không tan.
✓ Lượng dễ tiêu : Lượng của một chất nào đó, có khả năng dễ tan vào dung dịch đất
để cây trồng có thể sử dụng được.
✓ Ion trao đổi:hàm lượng các ion và cation trao đổi trong phức hệ hấp thụ đất
Thành phần hoá học của các chất trong đất phèn rất dễ thay đổi theo thời gian và các
điều kiện bên ngoài như : nước ngập hay cạn, bón vôi hay không bón, để trống hay có cây
che phủ, lên liếp hay để nguyên …
2.2.1. Mùn và chất hữu cơ

Theo các tác giả chú giải ở bản đồ đất Bắc Việt Nam, thì xếp loại đất:
Rất giàu mùn: >8% ; Giàu mùn: 2 - 8%; Mùn trung bình: 1 - 2%; Rất nghèo mùn <
1%. Như vậy, đất phèn Nam bộ thuộc loại đất giàu mùn. Thông thường tầng mặt có hàm
lượng mùn cao hơn các tầng dưới. Bởi vì đất phèn ở vùng trũng thường nhận sự rửa trôi
các vùng khác đến và bản thân những cây cỏ sống trên bề mặt của đất, chết đi, phân
giải thành mùn và không bị rửa trôi.
Bảng : Lượng mùn và hữu cơ trong một số đất phèn ( Lê Huy Bá 1982)
Loại đất

Địa điểm lấy mẫu

Độ sâu (cm)

C(%)

M(%)

Phèn nhiều

Lê Minh Xuân

0-20

4,8

8,3

20-70

1,0

1,7

70-100

1,4

2,4

Phèn nhiều

Phèn đang

Ấp 9, xã Hòa An,

0-20

6,0

10,2

hậu Giang

20-50

3,8

6,4

50-100

1,2

2,0

0-15

5,7

6,7

40-60

3,8

5,1

90-100

4,2

6,4

0-25

5,2

7,9

40-50

3,2

5,2

90-100

4,8

7,3

Tam Nông, Đồng Tháp

chuyển hóa
Phèn trung

Ô Môn- Hậu Giang

bình
Hữu cơ ký hiệu C, mùn ký hiệu M

Qua bảng 2 ta thấy: lượng hữu cơ trong đất phèn khá cao, từ 1-7%. Qua nhiều mẫu
phân tích ở vùng đất phèn và đấ không phèn nhưng ở cùng điều kiện về vị trí, chế độ
nước chúng tôi thấy ở đất có hàm lượng mùn nhỏ hơn hoặc bằng 1% (đất nghèo mùn) thì
khó có điều kiện hình thành đất phèn.
2.2.2. Canxi trong đất phèn

Canxi trong đất được giải phóng từ các nguồn đá vôi CaCO3 tạo thành dạng
CaSO4.2H2O hoặc CaCl2 trong đất phèn. Vai trò của canxi trong đất phèn được thể hiện
rất rõ nét qua việc trung hoà axit H2SO4, được tạo ra trong quá trình Oxy hoá như đã trình
bày ở phần vai trò của vôi đối với sự hình thành đất phèn, ngoài ra Canxi còn có tác dụng
làm tăng năng xuất và phẩm chất cây trồng. Nhưng cần lưu ý rằng trong điều kiện yếm
khí, giàu CO2 thì CaCO3 được tạo thành cacbont Canxi.
CaCO3 + CO2+ H2O →

Ca(HCO3)2 rất linh hoạt, dễ bị rửa trôi.

Đất càng nhiều phèn thì khả năng thiếu canxi càng rõ. Khi canxi trong đất tăng, thì pH

tăng, vi sinh vật hoạt động tốt và giảm được phèn. Canxi cũng là chất dinh dưỡng của cây
trồng nhất là những cây họ đậu. Vì vậy việc bón vôi nhằm tăng canxi cho đất phèn nhất là
đất phèn nhiều là cần thiết và có tác dụng đối với cây trồng cũng như tác dụng cải tạo
đất, nhưng về liều lượng cần được xác định đúng để đạt hiệu quả cao.
2.2.3.

Magie (Mg2+) trong đất phèn


Magie thường đi kèm với canxi. Tuy nhiên những hợp chất của Mg2+ bền hơn là hợp
chất của Ca2+ và ở trong đất magie thường ở dạng MgSO4, trong đất phèn mặn có cả
MgCl2. Vì Mg2+ có nhiều trong nước lợ, nước biển nên những vùng đất phèn có ảnh
hưởng của thủy triều, đều có Mg2+. Khi Mg2+ tăng độ phèn có thể giảm, nhưng vai trò của
nó thấp hơn canxi
Clay-Al + Mg2+ + Na+

→ clay-Mg, Na + Al3+

Khi pH trong đất cao nhôm sẽ bị kết tủa theo phương trình sau:
Al3+ + 3H2O → Al(OH)3 + 3H+
Lượng Mg2+ trao đổi ở đất phèn thường cao hơn Ca2+ khoảng 0,117 lđl/100g. Cũng như
canxi, magie có ít ở đất phèn nặng còn ở đất phèn mặn và phèn tiềm tàng ven biển, giàu
magie hơn. Magiê cần cho cây trồng, ở đất phèn không có biểu hiện thiếu magie.
2.2.4. Natri trong đất phèn

Ta thấy natri trao đổi (Na+) trong các loại phèn không thiếu, trong đó ở đất phèn tiềm
tảng và phèn mặn khá cao. Về mùa khô Na+ bốc lên mặt tạo than một lớp muối NaCl trên
lớp bùn mỏng, khô cong, nứt nẻ nên mặt đất khô có nổi lên những lấm tấm li ti trắng đục
của muối.
Sự có mặt của Na+ hạn chế sự ảnh hưởng của các ion phèn như Al3+, Fe2+, Fe3+ và tạo

nên NaOH, làm pH tăng lên, tức là hạn chế bớt phèn. Tuy nhiên, lượng Na+ quá lớn thì sẽ
tạo nên phèn mặn và có thể tạo nên Na2CO3. Chất này ở phạm vi 0,1% đã hạn chế sự sinh
trưởng của cây, nếu trên 0,2% nhiều cây trồng bị chết. Trong một sốtrường hợp người ta
dùng nước mặn để tưới cho đất phèn, làm giảm hàm lượng phèn trong đất. Tuy nhiên điều
này không nên thực hiện thường xuyên vì sẽ làm đất trai cứng, rồi không thể canh tác
được.
Ở vùng phèn mặn có thể Natri sẽ tham gia phản ứng hoá học :
2NaOH + H2SO4 →Na2SO4 + 2H2O
hoặc : NaCl + H2SO4 →Na2SO4 + HCl


Và phản ứng trực tiếp :
Na2SO4 + 2C →Na2S + 2CO2
Na2S + 2H2CO3 →2NaHCO3 + H2S
2NaHCO3 →Na2CO3 + CO2 + H2O
Na2CO3 được tích lũy và sẽ gây độc. Tuy nhiên điều này không xảy ra ở vùng đất
phèn. Chỉ xảy ra ở đất mặn hoặc mặn phèn. Ở đất phèn nhiều có thể Na là dinh dưỡng có
tác dụng hạn chế ảnh hưởng của Al3+, Fe3+, nâng cao pH và cải tạo đất phèn nhưng ở đất
phèn mặn Na lại là yếu tố hạn chế sự phát triển của cây trồng.
2.2.5. Lân (P2O5) trong đất phèn

Lân trong đất phèn có nhiều dạng như lân hữu cơ, lân vô cơ , lân hữu – vô cơ hay lân
dạng hòa tan. Ví dụ lân ở dạng PO43- lân hữu cơ là lân trong liên kết của chất hữu cơ. Đó
là lân trong thân thể vi sinh vật ở rễ cây, những hợp chất hữu cơ đang phân giải và mùn.
Nguyên nhân của sự rất nghèo lân ở đất phèn vì pH thấp độ hòa tan và tái tạo lân yếu.
Mặt khác lân vô cơ trong đất phèn thường tồn tại chủ yếu ở dạng photphatcanxi có khả
năng thủy phân. Nhưng trong đất phèn đã nghèo canxi và một số thành phần tạo thành
hydroxyl Apatit Ca5(PO4)3OH, là một chất bền trong đất. Theo phản ứng:
7Ca3(PO4)2 + 4H2O → Ca(H2PO4)2 + 4 Ca5(PO4)3OH
Hoặc là:

2H3PO4 + Al2(SO4)3 → 3H2SO4 + 2AlPO4
2H3PO4 + Fe2(SO4)3 → 3 H2SO4 + 2FePO4
Hoặc còn gặp dạng Al2(OH)3PO4 và Fe2(OH)3PO4
Các mẫu đất ở nông trường Trung Dũng Thành phố Hải Phòng không xác định được
hàm lượng P2O5 vì quá ít. Vì vậy, cần phải bón lân cho đất phèn thì cây trồng mới có năng
suất và điều này cũng giải thích vì sao một số vùng đất phèn bón thêm lân năng suất tăng
rõ rệt.
2.2.6. Một số chất trong đất phèn


- Đạm: Thường thì ở đất giàu hữu cơ và mùn, sẽ giàu đạm. Vì vậy, ở đất phèn do giàu
hữu cơ nên tổng số hàm lượng đạm rất giàu ( trung bình từ 0,15-0,25%). Hầu hết các mẫu
phân tích đều có tổng số hàm lượng N trong đất từ 0,1-0,45%, có trườnghợp đạt 0,6%.
Tuy nhiên, lượng đạm cao nhưng đạm dễ tiêu trong đất phèn nên vẫn nghèo. Vì vậy, việc
bón đạm cho đất phèn vẫn cần thiết.
- Kali: Trong đất phèn kali tổng số có thể từ 0,05 - 0,25%, không có biểu hiện thiếu
kali.
- Mangan (Mn2+ ): Mangan có trong đất với các hoá trị khác nhau Mn2+ ,Mn4+ , Mn6+
và Mn8+ . Điều đó dẫn đến sự có mặt phức tạp của Mangan trong các hợp chất trong đất.
Trong môi trường đất phèn Mangan thường ở dạng Mn2+ , có hàm lượng cao nhưng chưa
gây độc cho cây trồng, nhưng khả năng di động của Mn2+ khá lớn.
Mn2+ - 2e -> Mn4+
- Vi lượng khác trong đất phèn: Trong các mẫu phân tích các vi lượng trong đất phèn
Nam Bộ thấy: Đất nghèo đồng, nghèo coban, không nghèo kẽm.
2.2.7. pH trong đất phèn
Đánh giá tính chua hay kiềm của một loại đất, người ta thường nói đến yếu tố đầu tiên
là pH. Nếu pH < 6,5 : đất chua; pH = 6,5 -7,5 trung tính; pH > 7,5 đất kiềm. Đất Việt
Nam trừ đất trên đá vôi, đất Bazan có tính kiềm, đất phù sa ngoài đê sông Hồng trung
tính, còn các loại khác thường có pH ≤ 6 trong đó. Đất phèn là loại đất rất chua. Ở đất
phèn pH biến động lớn theo mùa, theo tháng, theo ngày. Sự biến động này rõ nhất là trong

nước phèn và phụ thuộc vào sự có mặt nhiều hay ít, có hay không của hầu hết các cation
và anion vừa kể trên. Sự có mặt của các cation kiềm và kiềm thổ : Na +, K+, Ca2+, Mg2+,
Mn4+ làm cho đất có pH cao. Ngược lại, sự có mặt của Al3+, H+, Fe2+, Fe3+, H2SO4, SO42-,
HCl làm cho pH giảm.
Các kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng: pH tương quan nghịch với hàm lượng của Al3+ và Fe2+
, SO42- trong đất.


Trên đồng ruộng, pH thấp nhất trong đất là thời kỳ cuối tháng 4 và đầu tháng 5 ( cuối
màu khô). Trong các hệ thống kênh vùng đất phèn thì pH thấp nhất vào các tháng đầu
mùa mưa: tháng 5,6,7 khi lượng mưa đầu màu hòa tan và rửa trôi một số ion H +, Al3+,
SO42-, Fe2+ vào kênh.
pH thay đổi và biến động lớn theo độ ẩm của đất. Đặc biệt ở đất phèn tiềm tang sự
biến đổi lớn và biến đổi ở cả 3 tầng và lớn nhất là tầng Pyrite hoặc hữu cơ, sự chênh lệch
có thể lên tới 0,8-2,2 đơn vị.
pH là yếu tố dễ nhận biết và là yếu tố đầu tiên đánh giá tính phèn của một loại đất
phèn, nhưng không nói hết được bản chất của đất phèn.
II. Quá trình hình thành đất phèn
1. Nguồn gốc hình thành đất phèn

Sự hình thành đất phèn là kết quả của sự tích tụ Pyrit trong điều kiện đất ngập nước, ở
đất chứa nhiều chất hữu cơ, sunfat, sắt, nhôm. Đất phèn được hình thành ở vùng nước lợ
hoặc ở vùng biển cũ và có sự tham gia của vi sinh vật.
2.

Điều kiện để hình thành đất phèn
3. Quá trình hình thành đất phèn
Quá trình hình thành đất phèn rất phức tạp, đặc biệt quá trình diễn biến của nó, bởi
vì: thực tế trong đất phèn không chỉ có các hợp chất vô cơ mà còn có những hợp chất
hữu cơ phèn, hay hữu – vô cơ. Các thành phần tạo thành đất phèn không đơn thuần là

phản ứng của các lượng chất vô cơ mà nó còn là phản ứng của các lượng chất hữu cơ,
có sự tham gia tích cực của một số loại vi sinh vật yếm khí và háo khí. Thực chất trong
quá trình hình thành đất phèn các phản ứng vô cơ luôn tồn tại và liên tực, nhưng xảy ra
chậm chạp so với quá trình sinh học.
Nói chung quá trình diễn biến và sơ đồ tạo thành đất phèn có thể thông qua các
bước chính như sau:



Lưu huỳnh được tích tụ trong đất dưới dạng SO42-, trong điều kiện yếm khí (thiếu
oxy) và có đủ chất hữu cơ sẽ tạo thành sunfure.




SO42- + 2CH2O -> 2HCO3 + H2S
Do đất chứa nhiều sắt, trong điều kiện yếm khí sunfit và pyrit được tạo thành.
3H2S + 2Fe(OH)3 -> 2FeS + S + 6H2O
FeS là hợp chất không bền vững, dễ chuyển thành FeS2.
FeS + S -> FeS2
Con đường chuyển hóa của sắt, kết hợp với S không chỉ đơn thuần hóa học mà còn
có sự tham gia của các vi sinh vật yếm khí và các vi sinh vật sắt để tạo thành FeS và
FeS2.
Thực ra trong dung dịch đất, FeS và FeS2 có thể ở dạng FeS2.nH2O ( Hydrotry
olite). Đó là một dạng của pyrite không tinh thể, dạng này làm cho đất có màu sám đen,
dù chỉ là một hàm lượng rất ít.


•

Khi tháo nước mặt và hạ thấp mực nước ngầm xuống dưới tầng pyrit, bằng con
đường tự nhiên và nhận tạo, các quá trình oxy hóa bắt đầu xảy ra.
Quá trình oxy hóa FeS
2H2O + 2FeS2 + 9/2O2 → Fe2O3 + 2H2SO4

•

Quá trình oxy hóa FeS2
2H2O + 2FeS2 + 7O2 → 2FeSO4 + 2H2SO4



Đồng thời các muối sunfat nhôm, sunfat sắt cũng được tạo thành:
Sau khi FeSO4 và H2SO4 được hình thành, nếu tiếp tục quá trình oxy hóa thì sunfat
sắt III và sunfat nhôm được hình thành như sau:
2FeSO4 + H2SO4 + 1/2 O2 → Fe2(SO4)3 + H2O
Fe2(SO4)3+ 6H2O → 2Fe(OH)3 + 3H2SO4
Al2O3SiO2 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + SiO2.3H2O
Sản phẩm của các quá trình oxy hóa sunfit và pyrit là axit H2SO4 và các muối
sunfat là nguyên nhân gây chua trong đất.


Khi quá trình oxy hóa xảy ra pH trông đất giảm rất nhanh và rõ rêt ở đất phèn nặng
pHH2O có thể giảm xuống 2,5-3, pHKCl giảm xuống 2,0-2,5 (Sự chênh lệch độ chua kho
oxy hóa tần sinh phèn thường đạt trên 2,5 đơn vị)
Quá trình này chỉ xảy ra khi trong đất có hàm lượng rất nhỏ CaCO3
Nếu đất được ngập nước thường xuyên, tức đất vẫn ở trạng thái khử, không xuất
hiện hệ vi sinh vật oxy hóa và trong đất có hàm lượng rất nhỏ CaCO3 thì đất đó được
gọi là đất phèn tiềm tang (đất có khả năng sinh phèn lớn khi xảy ra quá trình oxy hóa).


Jarosit được hình thành
FeSO4 + 1/4O2 + 3/2 H2O + 1/3 K+ -> 1/3 KFe3(SO4)2(OH)6 + H+ + 1/3 SO42Khi pH trong đất tăng thì phản ứng trên xảy ra theo chiều ngược lại:
KFe3(SO4)2(OH)6 -> 3FeO.OH + K+ + 3H+ + 2SO42Tương tự như phương trình tào thành Jarosit, trong đất có thể hình thành các hợp
chất KAl3(SO4)2(OH)6, NaFe3(SO4)2(OH)6, (H3O)Fe3(SO4)2(OH)6.
Khi các hợp chất Fe2(SO4)3 và KFe3(SO4)2(OH)6 xuất hiện trong đất, làm cho đất có
màu vàng đặc trưng (vàng trấu, vàng rơm).
Sunfat nhôm là muối rất độc đối với con người, động vật và thực vật.
Sơ đồ cấu thành đất phèn (hình số 1).


Hình 02: Sơ đồ cấu thành đất phèn
4.

Ảnh hưởng của vôi đến quá trình hình thành đất phèn
Vôi đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình thành đất phèn và cải tạo đất
phèn. Trong quá trình hình thành đất phèn nếu trong đất có hàm lượng canxi cao thì
quá trình oxy hóa có thể xảy ra theo chiều hướng khác. Khi quá trình oxy hóa pyrit xảy
ra axit sunfuric được hình thành và gây chua cho đất, nhưng nếu trong đất có hàm
lượng canxi đủ để trung hòa lượng H2SO4 và được tạo ra thì đất không thể chuyển
thành đất chua.
CaCO3 + H2SO4 -> CaSO4.H2O + CO2
Sau đó Al3+ và Fe đã được hấp thụ trong đất ở môi trường nước lợ sẽ bị Ca2+ thay
thế làm đất tốt hơn và không trở nên phèn nữa.
Để đưa ra một khái niệm và khả năng hình thành phèn hay không hình thành phèn,
người ta so sánh tổng số bazơ và tổng số SO42- ở trong đất. Hay nói một cách khác pH
của đất phụ thuộc vào tỷ số S/bazơ. Cũng từ đó người ta đưa ra sự tương quan giữa Ca


và S có trong đất trầm tích theo 4 trường hợp về sự hình thành hay không hình thành

phèn.
Bảng 1: Mối quan hệ giữa hàm lượng Canxi và lưu huỳnh trong đất
Trường

1

2

3

4

Ghi chú

Ca

Ca+

Ca+

Ca-

Ca-

Dấu + Là
giàu

S

S-

S+

S+

S-

Dấu – Là
nghèo

hợp
Chất

Có 4 trường hợp xảy ra:
-

Trường hợp 1: Xảy ra khi đất giàu canxi và nghèo S.
Trường hợp 2: Giàu canxi nhưng lại cũng giàu S nên đất có thể sinh ra phèn cục bộ
Trường hợp 3: Trong đất ít canxi, nhưng lại giài S nên đất dễ sinh ra phèn và hàm
lượng phèn sẽ cao. (CaCO3 < 3 lần hàm lượng S tổng số).
Trường hợp 4: Xảy ra khi đất ít canxi nhưng ít S.
Trường hợp 1 và 4 là hai trường hợp không thể sinh ra đất phèn.
Tuy nhiên sự hiện diện của CaCO3 trong quá trình hình thành phèn và cải tạo đất
phèn còn phụ thuộc vào mô trường đất, nước, chính xác hơn là còn phụ thuộc vào sự
có mặt của khí cacnonic (CO2). Vì trong dung dịch đất và nước, nếu hàm lượng CO2
càng cao thì càng tạo ra nhiều Ca(HCO3)2 theo phản ứng sau:
CO2 hòa tan váo nước: H2O + CO2 -> H2CO3
H2CO3 + CaCO3 -> Ca(HCO3)2
Vì Ca(HCO3)2 dễ tan trong nước và dễ rửa trôi vì vậy đất trầm tích vẫn thiếu canxi
mặc dù trong nước mặt vẫn có canxi hòa tan. Diều này giúp ta giải thích cho đất phèn

của Hà Lan và một số vùng ở Ấn Độ, mặc dù tầng dưới mặt đất 15-20 cm có nhiều
CaCO3 nhưng đất vẫn bị phèn.


5.

Tác hại
- pH không thích hợp cho cây trồng
- Ion sắt, nhôm gây độc cho cây
- Giảm động vật và vi sinh vật có lợi trong đất
- Giảm khả năng tự làm sạch của đất

III. Tác động đến môi trường và con người Tích cực
1.
Tích cực
Rừng tràm trên đất phèn ngập là một hệ sinh thái bền vững, duy nhất phù hợp và
hiệu quả gắn bó vàmang nhiều lợi ích cho con người( là nguyên liệu lam bột giay rất tốt, chất
lượng gỗ cao,...). Nhằm bảotồn hệ sinh thái này chỉ có con đường khôi phục và phát triển rừng tràm
trên đất ngập phèn.Việc nghiên cứu về các loại cây kháng phèn, năng suất cao, đã mang đến kết quả
là diện tích đất nôngnghiệp không ngừng được mở rộng thông qua khai hoang, cải tạo, cơ
cấu cây trồng - vật nuôi đượcchuyển dịch theo hướng sản xuất hàng hóa, nâng cao giá trị kinh tế
trên cùng một đơn vị diện tích. Nhiềuđịa phương trở thành “điểm sáng” về sản xuất nông
nghiệp.Trong những năm vừa qua, hàng ngàn ha đất hoang hóa, ngập nước vùng tứ giác
Long Xuyên đã trở thành vùng trọng điểm sản xuất nông - ngư nghiệp. Kinh tế phát triển đã làm
thay đổi bộ mặt nông thôn,đời sống của người dân được cải thiện. Tuy nhiên, mức thu
nhập bình quân đầu người của người dânĐBSCL mới đạt 12 triệu đồng/người/năm là
chưa cao và chưa tương xứng với tiềm năng kinh tế củavùng. Cho đến nay, tổng
diện tích nuôi trồng thủy sản (nước lợ và nước mặn) của vùng
khoảng560.000ha, dự kiến đến năm 2010 sẽ phát triển lên 645.000ha; tổng diện tích
cây ăn quả hiện có là287.000ha, mục tiêu đến năm 2010 sẽ đạt 340.000ha. Để làm được điều này,

ĐBSCL cần được đầu tư vềthủy lợi, giống cây trồng, vật nuôi, áp dụng các tiến bộ khoa học - kỹ
thuật hiện đại vào sản xuất…Có nhiều nông dân đã giàu lên trên mảnh đất phèn như Đặng
Văn Hiện (Tư Hiện, chủ trang trại Anh Huy)


2.

Tiêu cực
Trong xây dựng công trình thủy lợi, giao thông: Việc đào đất đắp nền đường giao thông, đê bao
xuyênqua vùng đất phèn, xây dựng cống ngăn mặn trong mùa khô ở những vùng đất phèn là một
trong nhữngnguyên nhân làm cho đất phèn tiềm tàng bị oxy hóa thành đất phèn hoạt
động và đã tác động làm ảnhhưởng xấu đến môi trường sống của hệ động thực vật tại đây trong
một thời gian nhất định hoặc lâu dàinếu không có biện pháp giảm thiểu.Việc cày ải, phơi
ruộng,...trong trồng lúa là một trong những nguyên nhân làm suy thoái đất. Nó làm chomực thủy cấp
ở mặt ruộng bị sụt giảm đáng kể, ở những nơi có đất phèn tiềm tàng và tầng sinh phèn nằmgần mặt
đất dễ chuyển thành phèn hoạt động, bị oxy hóa tạo ra những chất độc.
Việc khai thác cạn kiệt lớp đất đen sẽ khiến lớp đất phèn tiềm tàng được giải phóng hoạt động
mạnh, làmthay đổi đặc tính thổ nhưỡng. Và có thể sau đó chúng không còn canh tác được nữa.Đất
phèn có thể được xem là loại đất xấu nhưng do sự thiếu ý thức của con người: sự khai thác quá
mứcrừng tràm (chặt cây, lấy đi lớp đất mặt,...), xây dựng công trình, ....có thể gây thoái hóa đất, ô
nhiễm (đất, nước).
IV. Biện pháp cải tạo đất phèn.
1. Dùng nước lũ


Lũ đem lại cả tác động tích cực và tiêu cực. Về mặt tiêu cực: lũ tác động đến nhân mạng, cơ sở hạ
tầng,hệ thống canh tác và mùa vụ, sinh hoạt, sản xuất và giao lưu của dân cư vùng lũ. Về
mặt tích cực: bồilắng phù sa, vệ sinh đồng ruộng, rửa phèn, tài nguyên thủy sản, mùa lũ
đã trở thành một đặc trưng vềcảnh quan, môi trường, sinh hoạt và văn hoá của vùng Đồng Tháp
Mười.

Đất phèn phụ thuộc rất nhiều vào môi trường xung quanh, nên hiệu quả cải tạo của các vùng nhỏ bị
hạnchế, chỉ có tác dụng trong một số năm đầu, sau đó lại bị nhiễm phèn lại. Trong những năm qua vùng
đất phèn rộng lớn ở Tứ giác Long Xuyên được cải tạo. Đó là nhờ hệ thống công trình
kiểm soát lũ cho vùngTGLX, lũ đã được sử dụng trong cải tạo đất phèn, người ta dùng lượng lũ lớn
chảy một chiều, chảy trựctiếp vào đất phèn, chỉ sau vài năm độc tố trong đất phèn đã giảm đi đáng kể.
Đó là những kết quả rất cầnđược nghiên cứu, rút ra những bài học để áp dụng cho những
vùng khác. Với suy nghĩ đó những nhànghiên cứu đã tóm lược hệ thống công trình kiểm soát lũ
(KSL) cho vùng Tứ giác Long Xuyên. Ta cũngcó thể gọi phương pháp này là phương pháp rửa phèn
theo chiều ngang.
2. Cách làm đất ruộng để không bị xì phèn

Làm đất thì bao gồm cày, trục hay bừa và san bằng mặt ruộng. Đối với đất phèn nhẹ
trung bình thì có thể cày sâu khoảng 20 – 25cm, sau một thời gian sẽ làm cho tầng canh
tác đất dày lên và tăng khả năng khoáng hóa chất hữu cơ, giảm được độc sắt. Đối với đất
phèn nặng, có tầng phèn tiềm tàng gần tầng đất mặt thì không được cày sâu vì nếu cày sâu
thì vô tình sẽ lật cả tầng phèn lên trên và gây độc cho lúa. Cày ải trên đất phèn thì cần chú
ý: Đối với đất phèn nhẹ và trung bình thì có thể càyải vì càyải cũng có tác dụng cắt đứt
được các mao dẫn phèn từ dưới lên trên và tạo điều kiện cho sắt hóa trị 2 (Fe 2+ ) là loại sắt
gây độc cho cây lúa bị oxyt hóa chuyển sang sắt hóa trị 3 (Fe3+) có màu vàng sậm không
còn gâyđộc nữa. Trên đất phèn nặng nếu cày ải sẽ tạo điều kiện cho không khí chui xuống
bên dưới tiếp xúc với tầng phèn và oxy hóa chất sinh phèn tạo thành chất độc gây hại cây
lúa.
Đối với đất phèn nhẹ và trung bình thì có thể làm đất nhuyễn để tạo điều kiện cho cây
lúa sinh trưởng tốt, nhưng trên đất phèn nặng thì cũng không nên làm đất nhuyễn quá vì


nó sẽ tạo thành những mao dẫn giúp chất độc từ dưới dẫn lên trên và acid nhôm trong đất
phèn sẽ có cơ hội giải phóng ra các độc chất nhôm. Mặt khác, khi làm đất nhuyễn các hạt
đất kết dính lại với nhau thì khả năng thoát phèn, rửa phèn sẽ khó hơn. Việc làm mặt bằng
trên đất phèn là rất quan trọng, bởi vì sản xuất lúa thành công trên đất phèn là nhất thiết

phải dùng nước để ém phèn. Như vậy trên bề mặt ruộng nên cố gắng giữ một lớp nước
khoảng 10 – 15cm và để làm tốt điều này thì mặt bằng ruộng phải bằng phẳng, càng bằng
phẳng càng tốt. Nếu ruộng chênh nhau quá khoảng 15 – 20cm thì nên đắp bờ phân ruộng
ra chứ không nên đào đất để san bằng thì sẽ lấy hết lớp đất mặt ở những chỗ gò đem
xuống chỗ trũng và phèn bên dưới chỗ đất gò sẽ xì lên gây hại. Trong quá trình quản lý
đất phèn thì trước hết là phải ngăn chặn không cho các vật liệu sinh phèn bên dưới có cơ
hội tạo thành độc chất gây hại. Do đó việc dùng nước ém phèn là rất quan trọng mà căn
cơ là hệ thống thủy lợi phải luôn được đảm bảo. Phải biết tầng sinh phèn nằm ở độ sâu
bao nhiêu, nếu thấy ở tầng đó có trị số pH khoảng 3,5 thì phải ém phèn ngay ở độ sâu đó
hoặc cao hơn một chút bằng cách luôn giữ mực nước trong các kinh mương ngang đó
hoặc cao hơn. Như vậy, ngoài việc xẻ những kinh mương nội đồng trong ruộng lúa, thì
nên xới xáo trên bề mặt ruộng để phèn dễ rửa trôi hơn. Lưu ý khi rửa phèn, nguồn nước
phèn chảy ra từ các ruộng này sẽ rất chua và gây độc cho các cây trồng khác trong vùng
nên cần phải có kế hoạch luân phiên rửa phèn.
3. Dùng nước để ém phèn

Cơ sở khoa học của vấn đề này là chưa một lớp nước trên mặt ruộng. Lớp nước trên
mặt ruộng có tác dụng hào tan và làm giảm lượng phèn có trên mặt ruộng và ở lớp đất
mặt, đồng thời thông qua dòng thấm đứng để đưa vào đó các độc tố ở trong các tầng đất
xuống tầng nước ngầm.
Theo nhiều thí nghiệm của GS.TSKH Lê Huy Bá (1982): đất phèn ngập nước thường
xuyên sẽ làm cho độc tố trong đất phèn biến động theo chiều hướng có lợi cho cây trồng,
pH trong đất sẽ được nâng lên.


Các nghiên cứu cũng cho kết quả tương tự, hàm lượng của Al3+ và SO42- giảm dần
theo thời gian ngập nước.
Qua đồ thị về về biến đông của sắt trong đất sau khi ngaam trong nước ta thấy: Giai
đoạn đầu hàm lượng Fe2+ tăng lên, hàm lượng Fe3+ giảm do có sự chuyển hóa từ sắt III
thành sắt II. Nếu tiếp tục ngâm nước thì đến một giai đoạn nhất định cả hàm lượng sắt II

cũng sẽ giảm.
Tác dụng của việc dùng nước rửa phèn cải tạo đất được thể hiện rất rõ qua sự biến đổi của các độc
tố khiđất bị ngập nước đã trình bày ở trên, đương nhiên sự giảm hàm lượng các độc tố trong đất sẽ kéo
theo sựtăng giá trị của pH trong đất, nhiều kết quả nghiên cứu đã minh chứng điều này, kết


quả về mối tươngquan giữa các độc chất trong đất phèn cũng minh chứng điều đó. ở đây chúng tôi
xin trình bày rõ thêmmột kết quả nghiên cứu của Ponnamperuma et al. 1973 về sự thay đổi của PH
trong đất trong quá trìnhđất phèn được ngập nước ngọt.

Tác giả nghiên cứu trên 3 loại đất ở 3 nước khác nhau: Thái lan là đất phèn hoạt động đã phát triển
hoàntoàn.Việt Nam và Philipin là đất phèn mặn phát triển chưa hoàn toàn. Qua kết quả nghiên cứu thể
hiện ở hình 11 ta thấy việc ngâm đất phèn trong nước ngọt có tác dụng nâng cao pH trong đất đáng kể.
Đặc biệttrong 2 tuần đầu, mức biến đổi của pH rất lớn, sau đó mức tăng của pH có chậm hơn, nhưng
vẫn tiếp tụctăng cho tới 3 tháng và hơn 3 tháng. Như vậy với các loại đất phèn, chỉ cần đưa
nước vào ruộng ngâmtrước khi gieo cấy khoảng 2 tuần là đảm bảo độ an toàn cho nhiều loại cây
trồng.
4.

Cải tạo đất phèn bằng tiêu ngầm

Dùng nước lũ để cải tạo phèn về thực chất là rửa phèn theo phương pháp rửa theo
chiều ngang (rửa mặt), để hiệu quả rửa cao, chúng ta cần một luợng lũ lớn, chảy một
chiều, chảy trực tiếp vào vùng đất cần cải tạo với một thời gian dài.
Dùng nước để ém phèn, thực chất là rửa phèn theo chiều đứng, dùng nước để hoà tan,
giảm nồng độ phèn và đưa phèn ngấm xuống tầng sâu nhờ dòng thấp và áplực cột nước.


Trong thực tế sản xuất không phải ở nơi nào cũng có lũ hoặc có lượng nước ngọt lớn,
ngoài ra do đất phèn có đặc điểm: hàm lượng sét cao, khả năng thấm rất kém, nên hiệu

quả rửa theo chiều đứng rất hạn chế. Ngoài ra ở những vùng đất phèn, mực nước ngầm
thường nông, chất lượng nước ngầm rất xấu vì vậy việc cải tạo đất phèn càng khó khăn,
hay bị nhiễm phèn lại. Để khắc phục những đặc điểm trên, trong một số trường hợp người
ta đã dùng biện pháp tiêu ngầm để cải tạo đất phèn.
4.1.

Mục đích của biện pháp tiêu ngầm

✓ Khống chế mức nước ngầm ở một chiều sâu nhất định, không để cho đất bị nhiễm
phèn, nhiễm mặn lại.
✓ Làm tăng khả năng thấm theo chiều ngang và theo chiều đứng của đất cần cải tạo,
tạo điều kiện thuận lợi cho việc cải tạo đất bằng biện pháp thuỷ lợi.
4.2.

Các hình thức tiêu ngầm

✓ Tiêu ngầm bằng ống PVC
✓ Tiêu ngầm bằng ống sành
✓ Tiêu ngầm bằng ống cát
✓ Tiêu ngầm bằng bó cành cây
✓ Tiêu ngầm bằng hang chuột
Tiêu ngầm bằng bó cành cây


Hình : Tiêu ngầm bằng ống sành

Hình : Tiêu ngầm bằng hang chuột


Hình : Tiêu ngầm bằng ống PVC

Hình : Máy cày cải tạo đất