15 thg 9, 202316 phút đọc

ĐẤT BẢN CHẤT LÀ GÌ?

Bản chất của đất là gì?

Trích dẫn: Needelman, B. A. (2013) Đất là gì? Kiến Thức Giáo Dục Thiên Nhiên 4

Trong bài viết này, người đọc được giới thiệu về nhiều khía cạnh của đất - những đặc điểm độc đáo và đa dạng của ĐẤT, các dịch vụ hệ sinh thái mà đất có được cũng như việc sử dụng đúng hay sử dụng sai mục đích của chúng sẽ gây ra hậu quả như thế nào.

Đất là hệ thống tự nhiên năng động và đa dạng nằm ở bề mặt tiếp xúc giữa đất, không khí, nước và sự sống. Họ là những nhà cung cấp dịch vụ hệ sinh thái quan trọng để nuôi sống nhân loại. Việc cải thiện việc bảo tồn và quản lý đất là một trong những thách thức và cơ hội lớn mà chúng ta phải đối mặt trong thế kỷ 21.

Đất là... một công thức có năm thành phần

Đất là vật liệu bao gồm năm thành phần - khoáng chất, chất hữu cơ trong đất, sinh vật sống, khí và nước. Khoáng chất trong đất được chia thành ba loại kích thước - đất sét , phù sa và cát (Hình 1); tỷ lệ phần trăm của các hạt trong các loại kích thước này được gọi là kết cấu đất . Thành phần khoáng vật của đất rất đa dạng. Ví dụ, một loại khoáng sét gọi là smectite có thể co lại và phồng lên khi bị ướt và khô (Hình 2) đến mức có thể đánh đổ các tòa nhà. Khoáng chất phổ biến nhất trong đất là thạch anh; nó tạo ra những tinh thể đẹp nhưng nó không phản ứng mạnh. Chất hữu cơ trong đấtlà tàn dư thực vật, động vật và vi sinh vật ở các trạng thái phân hủy khác nhau; nó là một thành phần quan trọng - trên thực tế, tỷ lệ chất hữu cơ trong đất là một trong những chỉ số tốt nhất về chất lượng đất nông nghiệp (http://soils.usda.gov/sqi/) (Hình 3). Màu sắc của đất bao gồm từ các màu nâu, vàng, đỏ, xám, trắng và đen thông thường đến các màu đất hiếm như xanh lục và xanh lam.

Hình 1

Kích thước tương đối của cát, bùn, đất sét.

Hình 2

Một loại Vertisol có hàm lượng đất sét co ngót cao cho thấy các vết nứt hình thành trong thời kỳ khô hạn. Hình ảnh bản quyền của USDA

Hình 3

Loại đất ở Iowa này có màu sẫm do hàm lượng chất hữu cơ cao; kết hợp với khả năng giữ nước, khả năng sử dụng cao của cây trồng do nồng độ phù sa cao. Các loại đất có đặc điểm này hiện diện ở nhiều vùng của Hoa Kỳ, Nga và Nam Mỹ, khiến chúng trở thành một trong những khu vực sản xuất ngũ cốc lớn trên thế giới.

Được phép của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ/NRCS.

Đất thì... rất rộng lớn

Bạn có thể ngạc nhiên khi nghe từ " bụi bẩn " được mô tả là "rộng lớn". Tuy nhiên, vào cuối những năm 1800, các nhà khoa học về đất bắt đầu nhận ra rằng đất là vật thể tự nhiên có kích thước, hình dạng và lịch sử (Hình 4). Giống như thể nước có nước, cá, thực vật và các bộ phận khác, thể đất là một hệ thống tích hợp chứa đất, đá, rễ cây, động vật và các bộ phận khác. Và cũng giống như các vật thể khác, hệ thống đất cung cấp các chức năng tổng hợp lớn hơn tổng các bộ phận của chúng.

hinh 4

Người ta thường có thể phân biệt các lớp khác nhau trong đất, gọi là tầng đất.(Hình 5). Những chân trời này tương tác với nhau và do đó không thể được coi là độc lập, mặc dù chúng có thể rất khác nhau. Có sự phức tạp và đa dạng lớn trong các tầng đất, nhưng nhìn chung các tầng bề mặt rất năng động và giàu sự sống cũng như chất hữu cơ. Bên dưới các tầng bề mặt, người ta thường tìm thấy các tầng ổn định hơn được hình thành thông qua một loạt các quá trình phong hóa (hình thành đất), chẳng hạn như các tầng đất màu trắng sáng được hình thành thông qua việc loại bỏ đất sét hoặc các tầng đất màu đỏ đậm, độ phì nhiêu được hình thành qua hàng triệu năm phong hóa. (Hình 6). Bên dưới những tầng này, đất chuyển tiếp thành các lớp chỉ bị ảnh hưởng một phần bởi sự hình thành đất và cuối cùng thành các lớp vật liệu gốc không bị thay đổi.

Hình 5. Một loại đất từ Alaska cho thấy những đường chân trời khác biệt do quá trình hình thành đất và sự lắng đọng định kỳ của tro núi lửa. Hình ảnh được cho phép đăng tải bởi Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ.

Hình 6. Đất bị phong hóa mạnh, có màu đỏ do hàm lượng khoáng chất oxit sắt cao.

Được phép của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ.

Phạm vi ngang của đất có thể khó xác định vì các loại đất liền kề có thể có sự chuyển tiếp mạnh mẽ đến dần dần. Các thể đất có thể được khái niệm hóa và lập bản đồ ở các tỷ lệ khác nhau, ví dụ như đối với một thuộc tính riêng lẻ hoặc toàn bộ lưu vực sông. Đặc tính và phân định các thể đất tạo thành nền tảng của hầu hết các hệ thống bản đồ đất (Hình 7).

Đất có... đất Trẻ đến Rất, Rất già...

Khó có thể tính chính xác thời điểm một số loại đất ra đời, nhưng chúng ta có thể nói rằng một số loại đất còn trẻ nhưng nhiều loại đã rất già. Các loại đất lâu đời nhất trên trái đất có thể là ở Úc, nơi các dạng đất ổn định đã cho phép một số loại đất có tuổi thọ vài triệu năm. Các loại đất mới được sinh ra sau mỗi vụ lở đất, phun trào núi lửa hoặc băng tan. Đất thay đổi theo thời gian thông qua một loạt các quá trình sinh học, hóa học và vật lý. Hình dạng chân trời, thời tiết khoáng sản và đá , chất dinh dưỡng bị rò rỉ và quần thể thực vật thay đổi. Các nhà khoa học về đất đã học cách dự đoán giai đoạn hiện tại của các quá trình này nếu được cung cấp năm thông tin quan trọng về lịch sử của đất - năm yếu tố hình thành đất - khí hậu, sinh vật, địa hình, nguyên liệu gốc và thời gian (Jenny 1941).

Các loại đất... Đa dạng

Sự đa dạng của các quá trình hình thành đất diễn ra trên các vật liệu gốc khác nhau dưới các điều kiện khí hậu, địa hình và sinh học khác nhau trong các khoảng thời gian khác nhau đã tạo nên sự đa dạng rộng lớn của các loại đất trên trái đất. Sự hình thành đất tạo ra một loạt các tầng đất với tốc độ chóng mặt; sau đây chỉ là một vài vi dụ nho nhỏ:

Plinthite - cứng lại không thể phục hồi khi làm ướt và làm khô nhiều lần (Hình 8a).
Sulfidic - một tầng chứa pyrit, khi tiếp xúc với oxy, có thể tạo ra nhiều axit sulfuric đến mức làm chết thực vật và có thể gây chết cá (Hình 8b).
Petrocalcic - trong đó canxi cacbonat được tích lũy nhiều đến mức nó tạo thành một lớp giống như đá ở giữa đất (Hình 8c).

Các nhà khoa học về đất nắm bắt được sự đa dạng rộng lớn này thông qua hệ thống phân loại đất. Hệ thống của Hoa Kỳ, được gọi là Hệ thống Phân loại đất (soils.usda.gov/technology/classification/taxonomy/), nhóm đất thành 12 bộ rộng ở cấp độ tổng quát nhất và hơn 19.000 nhóm đất ở cấp độ chi tiết nhất (Ahrens & Arnold 1999 ). Liên minh Khoa học Đất Quốc tế đã phát triển một hệ thống gọi là Cơ sở Tham chiếu Thế giới, trong đó có 32 Nhóm Đất Tiêu chuẩn Quốc tế.

Hình 8. (a) Plinthite ở rừng nhiệt đới phía đông Nicaragua với các khu vực tập trung oxit sắt đỏ rõ rệt. Đất có plinthite phải được quản lý cẩn thận vì chúng sẽ cứng lại không thể phục hồi nếu tiếp xúc với độ ẩm và khô nhiều lần. (b) Một loại đất có các tầng dưới bề mặt bị sẫm màu bởi khoáng chất đen pyrit (FeS 2 ), chất này bị oxy hóa để giải phóng axit sulfuric và sắt - sắt đã kết tủa trong các lớp màu đỏ. (c) Đất có tầng đá vôi, trong đó có quá nhiều canxi cacbonat kết tủa đến mức tầng đất trở nên cứng chắc.

Đất... tương tác với nhau

Những Lớp địa tầng chính này sau đó có thể được chú thích thêm để cung cấp thêm thông tin về các phân lớp địa chất. Các lớp địa chất trước tiên được gán cho một trong các phân lớp địa chất sau đây được chỉ định bằng một chữ cái in hoa: