Các đặc điểm hóa tính của đất

Đất không chỉ là giá đỡ vật lý cho cây trồng mà còn là một môi trường hóa học phức tạp, nơi diễn ra các phản ứng và quá trình trao đổi chất thiết yếu cho sự sống của thực vật. Các đặc điểm hóa tính của đất đóng vai trò trung tâm trong việc quyết định độ phì nhiêu, khả năng cung cấp dinh dưỡng và ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất cây trồng.

Độ pH đất

Độ pH của đất là một thước đo định lượng nồng độ ion hydro (H⁺) trong dung dịch đất, qua đó xác định độ axit (chua) hay độ kiềm (bazơ) của đất. Thang đo pH là một thang đo logarit, dao động từ 0 đến 14, với giá trị 7 là trung tính. Trong thực tế, pH của đất thường nằm trong khoảng từ 3 đến 10, và các giá trị cực đoan như đất siêu axit (pH <3,5) hay đất kiềm rất mạnh (pH >9) là tương đối hiếm. Bản chất logarit của thang đo pH có ý nghĩa quan trọng: sự thay đổi một đơn vị pH thể hiện sự thay đổi gấp 10 lần về nồng độ ion H⁺. Ví dụ, một loại đất có pH=5 có tính axit cao gấp 10 lần so với đất có pH=6 và cao gấp 100 lần so với đất có pH=7. Sự chênh lệch tưởng chừng nhỏ này lại có thể gây ra những tác động sinh học to lớn đối với cây trồng.

• Đất chua: có độ pH <6,5, do nồng độ ion hydro (H⁺) cao. Độc tính nhôm (Al) và sắt (Fe) cao, thiếu hụt nghiêm trọng các dưỡng chất P, Ca, Mg.
• Đất trung tính: có độ pH từ 6,5 đến 7,5. Khoảng tối ưu cho sự hữu dụng của hầu hết các chất dinh dưỡng và hoạt động của vi sinh vật.
• Đất kiềm: có độ pH >7,5, do nồng độ ion hydroxyl (OH⁻) cao. Bắt đầu xuất hiện hiện tượng thiếu hụt các vi lượng như Fe, Mn, Zn.

Tầm quan trọng của pH đất:

• Ảnh hưởng đến sự hữu dụng của dinh dưỡng: Độ pH quyết định khả năng hòa tan và cung cấp các chất dinh dưỡng cho cây. Hầu hết các chất dinh dưỡng đa lượng (N, P, K) và trung lượng (Ca, Mg, S) đều dễ hấp thu nhất ở môi trường pH từ 5.5 đến 7.0. Trong môi trường quá chua, các nguyên tố vi lượng như Sắt (Fe), Mangan (Mn), Nhôm (Al) có thể bị hòa tan quá mức gây ngộ độc cho cây, trong khi Lân (P) và Molypden (Mo) lại trở nên khó tiêu.
• Tác động đến hoạt động của vi sinh vật: Các vi sinh vật có ích trong đất, như vi khuẩn cố định đạm và phân giải chất hữu cơ, hoạt động tốt nhất ở môi trường pH trung tính đến hơi axit. Đất quá chua hoặc quá kiềm sẽ ức chế hoạt động của chúng, làm chậm quá trình phân hủy chất hữu cơ và chu trình dinh dưỡng.

Độ pH của đất không phải là một hằng số mà là một đặc tính động, chịu ảnh hưởng bởi cả các yếu tố tự nhiên và hoạt động của con người.

• Lượng mưa: Ở những vùng có lượng mưa lớn, nước mưa (vốn có tính axit nhẹ, pH≈5.7) sẽ rửa trôi các cation kiềm thổ như canxi (Ca²⁺), magiê (Mg²⁺), và kali (K⁺) ra khỏi tầng đất mặt, làm cho đất dần trở nên chua hơn.
• Đá mẹ: Các loại đất hình thành từ đá mẹ có tính axit như đá granite, đá cát thường có xu hướng chua tự nhiên, trong khi đất hình thành từ đá vôi (CaCO₃) sẽ có tính kiềm.
• Hoạt động sinh học: Quá trình phân hủy chất hữu cơ của vi sinh vật và quá trình hô hấp của rễ cây giải phóng khí cacbonic (CO₂). Khí này hòa tan trong nước của đất tạo thành axit cacbonic (H_2​CO₃), một axit yếu nhưng liên tục được tạo ra, góp phần làm giảm pH đất theo thời gian.
• Bón phân hóa học: Đây là một trong những nguyên nhân chính gây chua hóa đất nông nghiệp. Việc sử dụng các loại phân đạm chứa amoni (NH₄⁺) như urê, amoni sunfat sẽ trải qua quá trình nitrat hóa bởi vi khuẩn, giải phóng các ion hydro (H⁺) và làm giảm độ pH của đất.
• Mưa axit: Khí thải công nghiệp chứa oxit lưu huỳnh (SO_x) và nitơ (NO_x) phản ứng với hơi nước trong khí quyển tạo thành axit sunfuric (H₂SO₄) và axit nitric (HNO₃), rơi xuống đất qua nước mưa và làm chua hóa đất.
• Canh tác: Các tập quán canh tác lạc hậu như độc canh, không trả lại tàn dư thực vật, không bón phân hữu cơ sẽ làm cạn kiệt các cation kiềm và chất hữu cơ, dẫn đến đất bị thoái hóa và chua hóa.

Khả năng Trao đổi Cation (CEC)

Khả năng trao đổi cation (Cation Exchange Capacity - CEC) là thước đo khả năng của đất trong việc giữ lại các ion dinh dưỡng mang điện tích dương (cation). CEC có thể được ví như "dung tích dạ dày" hay "kho chứa" dinh dưỡng của đất. Đây là một trong những đặc tính hóa học cốt lõi, quyết định khả năng của đất trong việc lưu giữ và cung cấp các chất dinh dưỡng thiết yếu cho cây trồng.

CEC được định nghĩa là tổng công suất của một khối lượng đất nhất định trong việc giữ lại các cation (ion mang điện tích dương) ở dạng có thể trao đổi. Đơn vị đo lường phổ biến của CEC là mili đương lượng trên 100 g đất khô (meq/100g) hoặc centimol điện tích trên kilogam đất (cmolc/kg).

Cơ chế của hiện tượng này bắt nguồn từ các thành phần có kích thước rất nhỏ trong đất gọi là keo đất. Keo đất bao gồm các hạt sét và chất hữu cơ (mùn). Bề mặt của các hạt keo này mang điện tích âm, hoạt động như những thỏi nam châm hút và giữ các ion mang điện tích dương trong dung dịch đất, đảm bảo rằng có một "kho dự trữ" các chất dinh dưỡng luôn sẵn sàng để cung cấp cho rễ cây khi cần thiết, đồng thời bảo vệ chúng khỏi bị rửa trôi bởi nước mưa hay nước tưới. Các cation quan trọng đối với dinh dưỡng cây trồng bao gồm kali (K⁺), amoni (NH₄⁺), canxi (Ca²⁺), magie (Mg²⁺), sắt (Fe²⁺), kẽm (Zn²⁺)... Sự liên kết này không phải là vĩnh viễn. Các cation trên bề mặt keo đất có thể dễ dàng trao đổi vị trí với các cation khác có trong dung dịch đất.

Vai trò của CEC trong hệ sinh thái đất là đa chức năng và cực kỳ quan trọng đối với độ phì nhiêu.

• Lưu giữ và cung cấp dinh dưỡng: Đây là vai trò quan trọng nhất của CEC. Nó được xem là một thước đo trực tiếp về độ phì nhiêu tiềm tàng của đất. Đất có chỉ số CEC cao có khả năng giữ lại một lượng lớn các cation dinh dưỡng, hoạt động như một ngân hàng dinh dưỡng, từ từ giải phóng chúng cho cây trồng sử dụng và ngăn ngừa sự thất thoát do rửa trôi. Ngược lại, đất có CEC thấp (như đất cát) có khả năng giữ dinh dưỡng kém, dễ bị bạc màu và đòi hỏi phải bón phân thường xuyên hơn.
• Điều hòa và đệm pH đất: CEC đóng một vai trò quan trọng trong khả năng đệm của đất. Các cation kiềm (Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺) chiếm giữ các vị trí trao đổi trên keo đất có thể được giải phóng vào dung dịch để trung hòa các ion H⁺ dư thừa, giúp đất chống lại sự axit hóa đột ngột. Đất có CEC cao thường có khả năng đệm pH tốt hơn, tạo ra một môi trường ổn định hơn cho rễ cây.

Giá trị CEC của một loại đất không phải là ngẫu nhiên mà được quyết định bởi ba yếu tố chính:

• Hàm lượng và loại sét: Thành phần cơ giới của đất có ảnh hưởng lớn đến CEC. Do các hạt sét mang điện tích âm, đất có tỷ lệ sét cao (đất thịt, đất sét) sẽ có CEC cao hơn nhiều so với đất có tỷ lệ cát cao (đất cát). Hơn nữa, các loại khoáng sét khác nhau cũng có giá trị CEC khác nhau; ví dụ, sét montmorillonite có CEC cao hơn nhiều so với sét kaolinite.
• Hàm lượng chất hữu cơ (Mùn): Chất hữu cơ, đặc biệt là thành phần đã được mùn hóa, là một nhân tố cực kỳ quan trọng. Mùn có giá trị CEC rất cao, thường cao hơn nhiều so với hầu hết các loại khoáng sét. Do đó, ngay cả một sự gia tăng nhỏ về hàm lượng chất hữu cơ cũng có thể làm tăng đáng kể CEC tổng thể của đất, đặc biệt là ở các loại đất cát vốn có CEC thấp.
• pH của đất: Đây là một yếu tố tương tác tinh vi. CEC của đất không phải là một giá trị cố định mà phụ thuộc vào pH. Phần lớn điện tích trên bề mặt chất hữu cơ và một số loại sét là "điện tích phụ thuộc pH" hay "điện tích biến thiên". Điều này có nghĩa là khi pH của đất tăng lên (tính kiềm tăng), số lượng vị trí mang điện tích âm trên bề mặt keo cũng tăng lên, dẫn đến giá trị CEC tăng. Ngược lại, khi đất bị chua hóa (pH giảm), CEC của đất cũng giảm theo.

Hiểu biết về CEC mang lại những chỉ dẫn thực tiễn vô giá cho việc quản lý nông nghiệp:

• Chiến lược bón phân: Đối với đất có CEC thấp (ví dụ: đất cát ở vùng Đồng bằng ven biển), việc bón một lượng lớn phân bón trong một lần sẽ rất lãng phí, vì đất không có khả năng giữ lại các cation dinh dưỡng và chúng sẽ nhanh chóng bị rửa trôi. Chiến lược hiệu quả cho loại đất này là "chia nhỏ bữa ăn": bón phân làm nhiều lần với liều lượng thấp. Ngược lại, đối với đất có CEC cao (đất thịt nặng, đất phù sa giàu hữu cơ), có thể áp dụng liều lượng bón phân cao hơn trong mỗi lần bón mà không sợ thất thoát.
• Cải tạo đất: Đối với những loại đất có CEC thấp bẩm sinh, biện pháp cải tạo bền vững và hiệu quả nhất chính là tăng cường hàm lượng chất hữu cơ. Việc bổ sung phân compost, phân chuồng, phân xanh, hoặc biochar không chỉ cung cấp dinh dưỡng mà còn trực tiếp nâng cao "dung tích dạ dày" của đất, cải thiện khả năng giữ dinh dưỡng và nước về lâu dài.

CEC là một chỉ số động, phản ánh sức khỏe hóa học và độ phì nhiêu của đất. Nó không chỉ cho biết đất có thể chứa bao nhiêu dinh dưỡng mà còn tương tác chặt chẽ với pH và chất hữu cơ, tạo thành một bộ ba quyết định khả năng sản xuất của đất.

Độ dẫn điện (EC)

Độ dẫn điện (Electrical Conductivity - EC) là một đại lượng vật lý thể hiện khả năng của một vật chất hoặc dung dịch trong việc truyền tải một dòng điện. Trong môi trường đất, EC đo lường khả năng dẫn điện của dung dịch đất, tức là nước và các chất hòa tan trong đó.

Nguyên lý cốt lõi đằng sau độ dẫn điện là sự hiện diện và chuyển động của các hạt mang điện tích, được gọi là ion. Các ion này bao gồm các cation (ion dương) và các anion (ion âm). Khi các muối, axit, hoặc bazơ hòa tan trong nước, chúng phân ly thành các ion tự do. Dưới tác động của một điện áp, các ion này sẽ di chuyển, tạo thành một dòng điện. Do đó, nồng độ ion trong dung dịch càng cao thì khả năng dẫn điện càng mạnh, và chỉ số EC sẽ càng lớn.

EC và TDS thường được sử dụng thay thế cho nhau, nhưng chúng không đồng nhất. EC là một phép đo vật lý về khả năng dẫn điện, trong khi TDS (Total Dissolved Solids) là một phép đo trọng lượng, biểu thị tổng khối lượng của tất cả các chất rắn (cả vô cơ và hữu cơ) hòa tan trong một thể tích dung dịch nhất định. Mối quan hệ giữa chúng là trực tiếp: EC cao thường tương ứng với TDS cao. Tuy nhiên, EC chỉ đo lường các thành phần có khả năng ion hóa. Các chất hữu cơ không ion hóa như đường, mặc dù góp phần vào TDS, nhưng không đóng góp vào EC. Một ví dụ điển hình trong nông nghiệp là phân bón urea, một nguồn cung cấp đạm quan trọng nhưng lại không ảnh hưởng đáng kể đến chỉ số EC của dung dịch. EC là thước đo gián tiếp và phổ biến nhất được sử dụng để đánh giá độ mặn của đất.

Việc chuyển đổi từ EC sang TDS và độ mặn dựa trên các công thức thực nghiệm, không phải là một hằng số toán học chính xác. Công thức chung chuyển đổi EC sang TDS là: TDS(ppm) = k × EC(µS/cm). Hệ số chuyển đổi k không cố định mà thay đổi trong khoảng từ 0,5 đến 0,8, phụ thuộc vào thành phần ion chiếm ưu thế trong dung dịch.

• EC thấp (thường <0,2 dS/m): Một giá trị EC thấp thường là dấu hiệu của đất nghèo dinh dưỡng. Điều này có thể do bản chất của đất (ví dụ, đất cát có khả năng giữ dinh dưỡng kém) hoặc do các chất dinh dưỡng đã bị rửa trôi bởi mưa lớn hoặc tưới tiêu quá mức. Trong trường hợp này, cần phải bổ sung phân bón để cung cấp đủ dưỡng chất cho cây trồng.
• EC tối ưu (khoảng 0,2-2,0 dS/m): Khoảng giá trị này thường cho thấy đất có sự cân bằng tốt về dinh dưỡng, tạo môi trường thuận lợi cho hầu hết các loại cây trồng phát triển. Mức tối ưu cụ thể sẽ thay đổi tùy thuộc vào loại cây trồng, giai đoạn sinh trưởng và loại đất.
• EC cao (thường >2,0 dS/m): Đây là một tín hiệu cảnh báo cần được điều tra kỹ lưỡng. Một giá trị EC cao có thể mang ý nghĩa tích cực hoặc tiêu cực: Tích cực (hiếm gặp) là đất rất màu mỡ, chứa nhiều vi lượng và dinh dưỡng dễ tiêu; Tiêu cực (phổ biến hơn) do dư thừa phân bón, đất nhiễm mặn, thừa kim loại nặng.

Giá trị EC của đất không phải là một hằng số mà là một chỉ số động, chịu ảnh hưởng của một loạt các yếu tố tự nhiên và các hoạt động quản lý của con người.

• Các hạt sét rất nhỏ, có diện tích bề mặt riêng lớn, giúp giữ lại nhiều nước và các ion dương (cation). Do đó, đất có hàm lượng sét cao thường có Khả năng Trao đổi Cation (CEC) cao, dẫn đến giá trị EC cao hơn. Tuy nhiên, một giá trị EC cao trong đất sét không phải lúc nào cũng đồng nghĩa với việc dinh dưỡng dễ dàng cho cây hấp thụ, do các ion có thể bị giữ quá chặt. Các hạt cát lớn, có ít diện tích bề mặt để giữ nước và dinh dưỡng. Nước và các ion dễ dàng bị rửa trôi qua tầng đất sâu, dẫn đến đất cát thường có CEC và EC thấp.
• Chất hữu cơ trong đất, đặc biệt là mùn, có vai trò cực kỳ quan trọng. Mùn hoạt động như một chất keo, giúp cải thiện cấu trúc đất, tăng khả năng giữ nước và dinh dưỡng (tăng CEC). Bằng cách giữ lại các ion, mùn giúp ổn định EC, ngăn chặn sự rửa trôi chất dinh dưỡng ở đất cát và cung cấp một nguồn dinh dưỡng giải phóng từ từ cho cây trồng.
• Đá mẹ quyết định thành phần khoáng vật và các tính chất hóa học cơ bản ban đầu của đất. Ví dụ, đất hình thành trên đá granite thường có màu xám, chứa nhiều cát và có tính axit, dẫn đến EC có thể thấp. Ngược lại, đất hình thành trên đá bazan thường có màu nâu đỏ, giàu dinh dưỡng và phì nhiêu hơn, có thể có EC cao hơn. Tính axit hay kiềm của đá mẹ cũng ảnh hưởng đến độ pH của đất, từ đó tác động đến sự hòa tan và tính khả dụng của các ion, và do đó ảnh hưởng đến EC.
• Độ ẩm là yếu tố có ảnh hưởng tức thời và mạnh mẽ nhất đến giá trị EC đo được. Nước chính là môi trường để hòa tan các muối thành ion và vận chuyển chúng, tạo ra con đường cho dòng điện chạy qua. Đất khô, dù có chứa nhiều muối, sẽ có độ dẫn điện rất thấp vì không có môi trường lỏng để các ion di chuyển. Khi đất được làm ẩm, nước sẽ "giải phóng" các ion đang bị các hạt đất giữ lại, làm cho chúng trở nên linh động và có thể được đo lường, dẫn đến giá trị EC tăng lên đáng kể.
• Chất lượng nước tưới là một yếu tố đầu vào trực tiếp và quan trọng. Nếu nước tưới có chứa hàm lượng muối hòa tan cao, việc tưới tiêu lặp đi lặp lại sẽ dần dần làm tăng nồng độ muối trong đất, dẫn đến tăng EC của đất theo thời gian. Đây là một trong những nguyên nhân chính gây ra hiện tượng mặn hóa thứ cấp ở nhiều vùng nông nghiệp trên thế giới. Ngược lại, việc sử dụng nước ngọt để tưới, đặc biệt là tưới với lượng lớn, có thể có tác dụng rửa trôi muối ra khỏi vùng rễ, giúp làm giảm EC.
• Hầu hết các loại phân bón hóa học (vô cơ) về bản chất đều là các loại muối.Việc bón phân sẽ bổ sung một lượng lớn các ion hòa tan vào dung dịch đất, làm cho chỉ số EC tăng lên một cách đột ngột và đáng kể.Việc bón phân quá liều có thể đẩy EC của đất lên mức gây hại (> 3,0 mS/cm), tạo ra một môi trường ưu trương so với rễ cây. Điều này gây ra hiện tượng stress thẩm thấu, làm rễ cây không thể hút nước, thậm chí bị mất nước ngược ra ngoài, dẫn đến hiện tượng "cháy rễ" hoặc héo lá ngay cả khi đất vẫn còn ẩm.

Cây trồng đồng thời hấp thụ cả nước và các ion dinh dưỡng từ dung dịch đất. Tỷ lệ hấp thụ giữa nước và dinh dưỡng không phải lúc nào cũng giống nhau và có thể thay đổi tùy thuộc vào điều kiện môi trường và giai đoạn phát triển của cây. Việc theo dõi sự thay đổi của EC trong dung dịch (đặc biệt rõ ràng trong canh tác thủy canh) có thể cung cấp thông tin về quá trình này:

• EC tăng: Cho thấy cây đang hấp thụ nước nhanh hơn hấp thụ dinh dưỡng. Điều này làm cho nồng độ dung dịch còn lại trở nên đậm đặc hơn, có nguy cơ gây ngộ độc cho cây. Biện pháp khắc phục là bổ sung thêm nước để pha loãng dung dịch.
• EC giảm: Cho thấy cây đang hấp thụ dinh dưỡng nhanh hơn hấp thụ nước, thường xảy ra trong giai đoạn phát triển mạnh. Điều này làm dung dịch bị loãng đi, có thể dẫn đến thiếu hụt dinh dưỡng. Biện pháp khắc phục là bổ sung thêm phân bón.
• EC ổn định: Cho thấy cây đang hấp thụ nước và dinh dưỡng với một tỷ lệ cân bằng, đây là trạng thái lý tưởng.

Dựa trên kết quả đo EC và việc xác định nguyên nhân, có thể áp dụng các biện pháp quản lý sau:

• Khi EC quá cao cần tiến hành rửa mặn, sử dụng một lượng lớn nước ngọt (nước mưa hoặc nước tưới có EC thấp) để hòa tan các muối thừa và rửa trôi chúng ra khỏi vùng rễ cây thông qua hệ thống tiêu thoát nước. Tăng cường bón phân hữu cơ (phân chuồng, phân compost, xác bã thực vật) để cải thiện cấu trúc đất, tăng khả năng thấm và thoát nước, đồng thời tăng khả năng đệm của đất, giúp giảm bớt tác động gây hại của muối. Bón vôi hoặc thạch cao có thể giúp cải thiện cấu trúc đất bị chai cứng do nồng độ Natri cao. Sử dụng các sản phẩm chứa axit humic và axit fulvic giúp tăng cường khả năng hấp thụ dinh dưỡng của cây trong điều kiện stress mặn.
• Khi EC quá thấp chỉ cần bổ sung dinh dưỡng cho đất. Cần tiến hành phân tích đất để xác định cụ thể các nguyên tố nào đang thiếu hụt (N, P, K, trung vi lượng) và bón phân một cách cân đối, hợp lý theo nhu cầu của cây trồng. Việc kết hợp phân vô cơ để cung cấp dinh dưỡng nhanh và phân hữu cơ để cải thiện độ phì nhiêu lâu dài là giải pháp bền vững nhất.

Chất hữu cơ trong đất (SOM)

Chất hữu cơ trong đất (Soil Organic Matter - SOM) là thành phần quý giá nhất, được ví như "trái tim" của một hệ sinh thái đất khỏe mạnh. Mặc dù thường chỉ chiếm một tỷ lệ nhỏ trong tổng khối lượng đất (thường từ 1-6%), vai trò của nó đối với các tính chất vật lý, hóa học và sinh học của đất là vô cùng to lớn và không thể thay thế.

Nguồn gốc chính của chất hữu cơ trong đất là tàn dư của sinh vật, chủ yếu là từ thực vật (rễ, thân, lá cây) và một phần nhỏ hơn từ động vật và vi sinh vật đất. Một điểm cần làm rõ là sự khác biệt giữa "vật chất hữu cơ" và "chất hữu cơ ổn định" hay "mùn".

• Vật chất hữu cơ (Organic Matter): Bao gồm tất cả các vật liệu hữu cơ ở các giai đoạn phân hủy khác nhau, từ tàn dư cây trồng mới rụng cho đến các sinh vật sống trong đất. Phần lớn thành phần này không ổn định, dễ bị vi sinh vật phân hủy nhanh chóng, giải phóng dinh dưỡng và CO₂.
• Mùn (Humus): Là sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy. Đây là một phức hợp các chất hữu cơ có cấu trúc phức tạp, màu sẫm, và có khả năng chống lại sự phân hủy tiếp theo. Mùn là thành phần ổn định nhất của SOM, và chính nó mang lại những lợi ích lâu dài cho đất. Quá trình mùn hóa là quá trình sinh-hóa học phức tạp do hệ vi sinh vật đất thực hiện, biến đổi các tàn dư hữu cơ đơn giản thành các hợp chất mùn phức tạp và bền vững. Quá trình này giải phóng dinh dưỡng cho cây trồng và đồng thời tạo ra "vốn" hữu cơ lâu dài cho đất.

Vai trò của SOM có thể được phân tích cho thấy tầm quan trọng toàn diện của nó.

• Kho dự trữ và cung cấp dinh dưỡng: SOM là một kho chứa khổng lồ các chất dinh dưỡng thiết yếu. Thông qua quá trình khoáng hóa (phân hủy chậm), nó cung cấp một nguồn dinh dưỡng đa, trung, vi lượng một cách từ từ và bền vững cho cây trồng trong suốt mùa vụ.
• Tăng cường Khả năng Trao đổi Cation (CEC): Như đã đề cập, mùn có chỉ số CEC cực kỳ cao. Việc tăng hàm lượng SOM là cách hiệu quả nhất để nâng cao khả năng giữ các cation dinh dưỡng của đất, giảm thất thoát do rửa trôi.
• Ổn định và đệm pH: SOM có khả năng đệm hóa học rất tốt, giúp đất chống lại những thay đổi pH đột ngột khi bón phân hoặc do các yếu tố môi trường, tạo ra một môi trường ổn định cho rễ cây.
• Giảm độc tính kim loại: Các axit hữu cơ và mùn có khả năng tạo phức chelate với các ion kim loại độc hại như nhôm (Al³⁺) trong đất chua, làm giảm tính hòa tan và độc tính của chúng đối với cây trồng.
• Cải thiện cấu trúc đất: SOM hoạt động như một chất keo kết dính, liên kết các hạt khoáng riêng lẻ (cát, limon, sét) thành các tập hợp đất (cốt liệu) bền vững. Điều này tạo ra cấu trúc viên hoặc hạt cho đất, làm cho đất trở nên tơi xốp, tăng độ thông thoáng khí và giúp rễ cây dễ dàng phát triển.
• Tăng khả năng giữ nước: Chất hữu cơ hoạt động như một miếng bọt biển, có khả năng hấp thụ và giữ một lượng nước lớn, có thể lên tới 90% trọng lượng của nó. Quan trọng hơn, phần lớn lượng nước này ở dạng dễ hữu dụng và có thể cung cấp cho cây trồng khi cần. Việc tăng 1% chất hữu cơ có thể làm tăng đáng kể lượng nước hữu dụng trong đất.
• Giảm xói mòn và đóng váng: Bằng cách cải thiện cấu trúc đất và tăng khả năng thấm nước, SOM giúp giảm lượng nước chảy tràn trên bề mặt, từ đó giảm thiểu nguy cơ xói mòn đất. Nó cũng giúp ngăn ngừa sự hình thành lớp váng cứng trên mặt đất sau khi mưa.
• Nguồn năng lượng cho hệ sinh thái đất: SOM là nguồn cung cấp cacbon, năng lượng và dinh dưỡng chính cho toàn bộ cộng đồng sinh vật đất, từ vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn cho đến giun đất. Một hệ sinh vật đất đa dạng và khỏe mạnh là nền tảng cho các chu trình dinh dưỡng và sức khỏe tổng thể của đất.
• Kích thích sinh trưởng thực vật: Ngoài việc cung cấp dinh dưỡng, quá trình phân hủy SOM còn tạo ra các chất có hoạt tính sinh học cao, tương tự như các hormone điều hòa sinh trưởng thực vật (auxin, gibberellin, cytokinin). Những chất này có thể kích thích sự nảy mầm của hạt, sự phát triển của rễ và chồi cây.

Chất hữu cơ không phải là một thành phần trơ mà là trái tim sống động của đất. Nó liên kết và cải thiện đồng thời cả ba khía cạnh hóa, lý, sinh của đất. Mối quan hệ tương tác ba chiều giữa pH, CEC và chất hữu cơ chính là nền tảng cốt lõi của độ phì nhiêu. Việc bổ sung chất hữu cơ không chỉ là một biện pháp cải tạo mà là một chiến lược đầu tư vào "vốn tự nhiên" của đất, tạo ra một vòng lặp tự củng cố tích cực: chất hữu cơ giúp tăng CEC và khả năng đệm pH; một môi trường pH thuận lợi lại thúc đẩy hoạt động của vi sinh vật, giúp phân hủy và tạo ra nhiều mùn hơn, từ đó tiếp tục cải thiện các đặc tính của đất. Quản lý chất hữu cơ chính là quản lý sức khỏe và sự bền vững lâu dài của đất đai.

Dinh dưỡng khoáng

Để cây trồng có thể sinh trưởng, phát triển khỏe mạnh và cho năng suất cao, chúng cần được cung cấp đầy đủ các nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu. Các nguyên tố dinh dưỡng này được phân thành ba nhóm chính dựa trên hàm lượng mà cây trồng cần: nhóm đa lượng, nhóm trung lượng và nhóm vi lượng.

Thông tin về từng nguyên tố dinh dưỡng, quý bạn đọc vui lòng tham khảo tại các bài viết trong mục Hiểu về dinh dưỡng của TriNongViet.vn.

Việc cung cấp một chế độ dinh dưỡng cân đối và đầy đủ là yếu tố then chốt để đảm bảo cây trồng phát triển tối ưu, cho năng suất và chất lượng nông sản cao, đồng thời tăng cường sức đề kháng trước các điều kiện bất lợi của môi trường và sâu bệnh hại.

Kết luận

Đất không phải là một môi trường trơ mà là một hệ thống sống phức tạp. Việc duy trì và cải thiện các đặc tính hóa học của đất thông qua các biện pháp canh tác khoa học và bền vững, đặc biệt là quản lý chất hữu cơ và cân bằng pH, là chìa khóa không chỉ để đảm bảo an ninh lương thực và hiệu quả kinh tế trong hiện tại, mà còn để bảo vệ tài nguyên đất quý giá cho các thế hệ tương lai.