câu 1 và 2:Độ phì của đất cao hay thấp tuỳ thuộc vào điều kiện tự nhiên và con người trong việc canh tác. Trong sản xuất nông nghiệp, con người đã tiến hành các biện pháp như: cày sâu, bừa kĩ, bón phân, tưới nước, thau chua, rửa mặn… nhằm làm tăng độ phì cho đất. Nhờ vậy, năng suất cây trồng ngày càng cao.
Độ phì nhiêu của đất đề cập đến khả năng của đất để duy trì sự phát triển của cây nông nghiệp , tức là cung cấp môi trường sống cho thực vật và dẫn đến năng suất chất lượng cao và ổn định . Đất màu mỡ có các đặc tính sau:
- Khả năng cung cấp các chất dinh dưỡng và nước cần thiết cho cây trồng với số lượng và tỷ lệ thích hợp cho sự phát triển và sinh sản của cây
- Không có các chất độc hại có thể kìm hãm sự phát triển của cây.
Các đặc tính sau đây góp phần vào độ phì nhiêu của đất trong hầu hết các trường hợp:
- Độ sâu đất đủ để rễ phát triển và giữ nước đầy đủ;
- Thoát nước bên trong tốt , cho phép đủ thoáng khí để rễ phát triển tối ưu [mặc dù một số loại cây, chẳng hạn như lúa, chịu được úng];
- Lớp đất mặt hoặc chân trời Oo có đủ chất hữu cơ trong đất để cấu trúc đất khỏe mạnh và duy trì độ ẩm cho đất ;
- Độ pH của đất trong khoảng 5,5 đến 7,0 [phù hợp với hầu hết các loại cây trồng nhưng một số cây ưa hoặc chịu được các điều kiện chua hoặc kiềm hơn];
- Nồng độ đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng ở dạng cây có sẵn;
- Sự hiện diện của một loạt các vi sinh vật hỗ trợ sự phát triển của cây trồng.
Ở những vùng đất được sử dụng cho nông nghiệp và các hoạt động khác của con người, việc duy trì độ phì nhiêu của đất thường yêu cầu sử dụng các biện pháp bảo tồn đất . Điều này là do xói mòn đất và các dạng thoái hóa đất khác nói chung dẫn đến suy giảm chất lượng đối với một hoặc nhiều khía cạnh đã nêu ở trên.
Bón phân cho đất
Phốt pho khả dụng sinh học là nguyên tố thường bị thiếu trong đất. Nitơ và kali cũng cần thiết với một lượng đáng kể. Vì lý do này, ba yếu tố này luôn được xác định trong phân tích phân bón thương mại.
Ví dụ, phân bón 10-10-15 có 10 phần trăm nitơ, 10 phần trăm [P 2 O 5 ] phốt pho có sẵn và 15 phần trăm [K 2 O] kali hòa tan trong nước. Lưu huỳnh là nguyên tố thứ tư có thể được xác định trong một phân tích thương mại — ví dụ: 21-0-0-24 sẽ chứa 21% nitơ và 24% sulfat.
Phân vô cơ thường ít tốn kém hơn và có hàm lượng các chất dinh dưỡng cao hơn so với phân hữu cơ. Ngoài ra, vì nitơ, phốt pho và kali nói chung phải ở dạng vô cơ mới được cây trồng hấp thụ, nên phân bón vô cơ thường có khả năng sinh học ngay lập tức đối với cây trồng mà không cần sửa đổi.
Tuy nhiên, một số người đã chỉ trích việc sử dụng phân bón vô cơ, cho rằng nitơ hòa tan trong nước không cung cấp cho nhu cầu lâu dài của cây và gây ô nhiễm nguồn nước. Phân giải phóng chậm có thể làm giảm sự mất chất dinh dưỡng bị rửa trôi và có thể làm cho các chất dinh dưỡng mà chúng cung cấp có sẵn trong thời gian dài hơn.
Độ phì nhiêu của đất là một quá trình phức tạp liên quan đến sự luân chuyển liên tục của các chất dinh dưỡng giữa các dạng hữu cơ và vô cơ.
Khi vật liệu thực vật và chất thải động vật bị vi sinh vật phân hủy, chúng giải phóng các chất dinh dưỡng vô cơ vào dung dịch đất, một quá trình được gọi là quá trình khoáng hóa .
Các chất dinh dưỡng đó sau đó có thể trải qua các quá trình biến đổi tiếp theo có thể được hỗ trợ hoặc kích hoạt bởi các vi sinh vật trong đất.
Giống như thực vật, nhiều vi sinh vật yêu cầu hoặc ưu tiên sử dụng các dạng vô cơ của nitơ, phốt pho hoặc kali và sẽ cạnh tranh với thực vật về các chất dinh dưỡng này, buộc các chất dinh dưỡng trong sinh khối vi sinh vật , một quá trình thường được gọi là cố định.
Sự cân bằng giữa quá trình cố định và quá trình khoáng hóa phụ thuộc vào sự cân bằng và sẵn có của các chất dinh dưỡng chính và cacbon hữu cơ đối với vi sinh vật đất.
Các quá trình tự nhiên như sét đánh có thể cố định nitơ trong khí quyển bằng cách chuyển nó thành [NO 2 ]. Quá trình khử nitơ có thể xảy ra trong điều kiện yếm khí [ngập lụt] với sự hiện diện của vi khuẩn khử nitơ.
Các cation dinh dưỡng, bao gồm kali và nhiều vi chất dinh dưỡng, được giữ trong các liên kết tương đối mạnh với các phần tích điện âm của đất trong một quá trình được gọi là trao đổi cation .
Năm 2008, giá phốt pho làm phân bón đã tăng hơn gấp đôi, trong khi giá phốt phát đá làm hàng hóa cơ bản tăng gấp tám lần. Gần đây thuật ngữ phốt pho đỉnh đã được đặt ra, do sự xuất hiện hạn chế của phốt phát đá trên thế giới.
Hạn chế về ánh sáng và CO 2
Quang hợp là quá trình thực vật sử dụng năng lượng ánh sáng để thúc đẩy các phản ứng hóa học chuyển CO 2 thành đường. Như vậy, tất cả các loài thực vật đều cần được tiếp cận với cả ánh sáng và carbon dioxide để sản xuất năng lượng, phát triển và sinh sản.
Mặc dù thường bị giới hạn bởi nitơ, phốt pho và kali, nhưng mức độ thấp của carbon dioxide cũng có thể hoạt động như một yếu tố hạn chế sự phát triển của thực vật.
Các nghiên cứu khoa học được bình duyệt và công bố đã chỉ ra rằng việc tăng CO 2 có hiệu quả cao trong việc thúc đẩy sự phát triển của cây trồng lên đến mức trên 300 ppm.
Việc tăng thêm CO 2 ở một mức độ rất nhỏ có thể tiếp tục làm tăng sản lượng quang hợp thực.
Suy kiệt đất
Sự suy giảm đất xảy ra khi các thành phần góp phần tạo nên độ phì nhiêu bị loại bỏ và không được thay thế, đồng thời các điều kiện hỗ trợ độ phì nhiêu của đất không được duy trì. Điều này dẫn đến năng suất cây trồng kém.
Trong nông nghiệp, sự cạn kiệt có thể là do canh tác quá dữ dội và quản lý đất không đầy đủ .
Độ phì nhiêu của đất có thể bị thách thức nghiêm trọng khi việc sử dụng đất thay đổi nhanh chóng.
Ví dụ, ở Colonial New England , những người thực dân đã đưa ra một số quyết định làm cạn kiệt đất, bao gồm: cho phép động vật bầy đàn đi lang thang tự do, không bổ sung phân cho đất và một chuỗi các sự kiện dẫn đến xói mòn.
William Cronon viết rằng “… hậu quả lâu dài là khiến những loại đất đó rơi vào tình trạng nguy hiểm. Việc chặt bỏ rừng, gia tăng lũ lụt tàn phá, sự nén chặt đất và chặt phá do động vật ăn cỏ, cày xới- -tất cả phục vụ để tăng xói mòn. “
Một trong những hiện tượng suy kiệt đất phổ biến nhất tính đến năm 2008 là ở các vùng nhiệt đới, nơi hàm lượng dinh dưỡng của đất thấp.
Các tác động tổng hợp của mật độ dân số ngày càng tăng, khai thác gỗ công nghiệp quy mô lớn, đốt nương làm rẫy và chăn nuôi gia súc, và các yếu tố khác, ở một số nơi đã làm cạn kiệt đất do loại bỏ nhanh chóng và gần như toàn bộ chất dinh dưỡng.
Sự suy giảm của đất đã ảnh hưởng đến tình trạng của đời sống thực vật và cây trồng trong nông nghiệp ở nhiều nước.
Ví dụ như ở Trung Đông, nhiều quốc gia gặp khó khăn trong việc trồng trọt vì hạn hán, thiếu đất và thiếu nước tưới.
Các Trung Đông có ba quốc gia mà chỉ ra một sự suy giảm trong sản xuất nông nghiệp, tỷ lệ cao nhất của suy giảm năng suất được tìm thấy ở các vùng đồi núi và vùng đất khô hạn.
Nhiều quốc gia ở châu Phi cũng trải qua thời kỳ cạn kiệt đất đai màu mỡ. Ở những vùng có khí hậu khô hạn như Sudan và các quốc gia tạo nên sa mạc Sahara, hạn hán và suy thoái đất là phổ biến.
Các loại cây như chè, ngô và đậu đòi hỏi nhiều chất dinh dưỡng để phát triển khỏe mạnh. Độ phì nhiêu của đất đã giảm ở các vùng canh tác của châu Phi và việc sử dụng phân bón tự nhiên và nhân tạo đã được sử dụng để lấy lại chất dinh dưỡng của đất.
Sự suy giảm lớp đất mặt xảy ra khi lớp đất mặt giàu chất hữu cơ , mất hàng trăm đến hàng nghìn năm để hình thành trong điều kiện tự nhiên, bị xói mòn hoặc cạn kiệt chất hữu cơ ban đầu của nó.
Trong lịch sử, nhiều nền văn minh trong quá khứ sụp đổ có thể là do sự cạn kiệt của lớp đất mặt. Kể từ khi bắt đầu sản xuất nông nghiệp ở Great Plains của Bắc Mỹ vào những năm 1880, khoảng một nửa lớp đất mặt của nó đã biến mất.
Sự cạn kiệt có thể xảy ra do nhiều tác động khác, bao gồm cả sự tích tụ quá mức [làm hỏng cấu trúc đất], sử dụng quá mức các chất dinh dưỡng đầu vào dẫn đến khai thác quỹ dinh dưỡng của đất và nhiễm mặn đất.
Hiệu ứng nước tưới
Chất lượng nước tưới rất quan trọng để duy trì độ phì nhiêu và độ nghiêng của đất cũng như để cây trồng sử dụng thêm độ sâu của đất.
Khi đất được tưới bằng nước có tính kiềm cao, các muối natri không mong muốn sẽ tích tụ trong đất khiến khả năng thoát nước của đất rất kém.
Vì vậy rễ cây không thể đâm sâu vào đất để phát triển tối ưu trong đất Kiềm .
Khi đất được tưới bằng nước có độ pH / axit thấp , các muối hữu ích [Ca, Mg, K, P, S, v.v.] được loại bỏ bằng cách thoát nước khỏi đất chua và thêm vào đó các muối nhôm và mangan không mong muốn đối với cây trồng cũng được hòa tan. từ đất cản trở sự phát triển của thực vật.
Khi đất được tưới nước có độ mặn cao hoặc đủ nước không thoát ra khỏi đất được tưới, đất sẽ chuyển thành đất mặn hoặc mất độ phì nhiêu.
Nước mặn tăng cường áp lực turgor hoặc áp suất thẩm thấu yêu cầu mà cản trở sự tắt mất nước và chất dinh dưỡng của rễ cây.
Mất lớp đất trên cùng xảy ra ở đất kiềm do xói mòn bởi dòng chảy bề mặt nước mưa hoặc hệ thống thoát nước khi chúng tạo thành chất keo [bùn mịn] khi tiếp xúc với nước.
Thực vật chỉ hấp thụ các muối vô cơ hòa tan trong nước từ đất để phát triển. Đất như vậy không mất đi độ phì nhiêu chỉ do trồng cây mà mất đi độ phì nhiêu do tích tụ các muối vô cơ không mong muốn và cạn kiệt từ đất do tưới không đúng cách và nước mưa chua [số lượng và chất lượng nước].
Độ phì của nhiều loại đất không thích hợp cho sự phát triển của cây trồng có thể được nâng cao dần lên nhiều lần bằng cách cung cấp đầy đủ nước tưới có chất lượng phù hợp và thoát nước tốt từ đất.