Hàm lượng muối hòa tan trong đất có ảnh hưởng đến sự phát triển và năng suất của cây trồng. Phân bón là một dạng muối hòa tan có chứa nhiều chất dinh dưỡng. Do đó, nếu chúng ta bón phân quá mức cần thiết, làm thừa phân hoặc khi bón phân nhiều lần mà không có đủ nước để rửa trôi (rửa đất) thì sẽ khiến cho quá nhiều muối hòa tan tích tụ trong đất.

Các muối hòa tan tích tụ quá mức cho phép ở vùng rễ có thể bắt nguồn từ các chất cải tạo đất như: phân hữu cơ, phân trộn có nồng độ muối cao (như là phân chuồng / phân ủ hoai mục) hoặc vùng bị ngập úng nước biển. Vì thế, ở các vùng ngập mặn do nước biển xâm thực, chúng ta không nên bón phân mà chỉ cần tưới hoặc rửa bằng nước để giảm độ mặn.

Nồng độ muối hòa tan trong đất ở mức cao có thể gây ra căng thẳng thiếu nước ở gần bộ rễ (là khi nước ở chung quanh vùng phần mềm của rễ được chuyển đến các vùng có muối hòa tan cao gần đó) và khiến cây trồng chậm phát triển.

Nếu rễ không được tiếp cận với nước, các tế bào thực vật sẽ bị mất nước, thân cây héo và rễ có thể “cháy” đến mức không thể phục hồi. Còn nếu cây trồng không sử dụng và chuyển hóa lượng muối dư thừa mà nó đã hấp thụ thì sẽ xảy ra tình trạng ngộ độc muối ở cây. Triệu chứng phổ biến nhất của sự căng thẳng muối (dư dinh dưỡng) ở cây trồng là các mép lá già có màu nâu (do “bị cháy”).

Tóm lại, bón phân quá mức cần thiết sẽ không tốt cho cây, dẫn đến tình trạng thất thu và giảm hiệu quả kinh tế trong sản xuất nông nghiệp. Theo đó, chúng ta cần phải kiểm tra đất định kỳ để xác định độ mặn của đất và đề xuất các biện pháp cải tạo đất nhiễm mặn.

1. Phân biệt độ mặn và muối

Thuật ngữ “muối” và “độ mặn” thường được sử dụng thay thế cho nhau, tuy nhiên đôi khi lại không chính xác. Muối chỉ đơn giản là một khoáng chất vô cơ có thể hòa tan trong nước. Nhiều người cho rằng muối là natri clorua (tức là muối ăn thông thường). Tuy nhiên, trên thực tế, các muối trong nước trên mặt đất và kể cả nước ngầm, thường là sự kết hợp của natri, canxi, kali, magiê, clorua, nitrat, sunfat, bicacbonat và cacbonat (Bảng 1).

Các muối này thường có nguồn gốc từ vỏ trái đất. Chúng cũng có thể là kết quả của quá trình phong hóa, trong đó một lượng nhỏ đá và các trầm tích khác bị hòa tan theo thời gian và bị nước cuốn đi. Quá trình phong hóa chậm này có thể làm cho muối tích tụ ở cả nước mặt và nước ngầm. Dòng chảy bề mặt của các muối hòa tan này là thứ mang lại hàm lượng muối cho các đại dương và hồ của chúng ta. Phân bón và các chất bổ sung hữu cơ cũng là những nguồn bổ sung muối cho đất.

 

Tên thương mại	Tên hóa học	Công thức hóa học
Muối ăn	Natri Clorua	NaCl
Muối Glauberis	Natri Sunfat	NaHO4
Muối nở (baking soda)	Natri Bicarbonat	NaHCO3
Muối Epsom (Epsom salt)	Magie Sunfat	MgSO4
Thạch cao (Gypsum)	Canxi Sunfat	CaSO4 2H2O
Muối chống đóng băng	Canxi Clorua	CaCl2 2H2O
Muối Kali Clorua	Kali Clorua	KCl
Muối Kali Sunfat	Kali Sunfat	K2SO4

Bảng 1 - Các loại muối thường có mặt trong nước nông nghiệp

2. Ảnh hưởng của muối đối với cây trồng

Khi độ mặn của đất tăng lên, cây trồng không thể hút được nhiều nước từ đất. Nguyên nhân là do: trong rễ cây có chứa các nồng độ ion (muối) khác nhau tạo ra dòng nước tự nhiên từ đất vào rễ cây, nhưng khi mức độ mặn trong đất gần đến mức độ mặn của rễ thì sẽ cản trở nước di chuyển vào rễ. Trên thực tế, khi độ mặn của đất đủ cao, nước trong rễ cây sẽ bị kéo trở lại đất và cây không thể lấy đủ nước cho sự phát triển. Mỗi loài thực vật tự nhiên có chứa các mức độ muối trong rễ khác nhau. Đây là lý do tại sao một số cây có thể tiếp tục phát triển trên đất nhiễm mặn trong khi các cây khác thì lại chết. Nếu nồng độ mặn trong đất đủ cao, cây sẽ héo và chết, bất kể lượng nước bón bao nhiêu đi nữa. Hình 1 cho thấy ảnh hưởng của các nồng độ muối khác nhau đối với sự di chuyển của nước từ đất lên cây.

Hình 1 - Hàm lượng muối trong vùng rễ tăng lên làm cản trở cây trồng hấp thụ nước.

3. Vì sao muối tích tụ trong đất?

Các nguyên nhân khiến cho muối tích tụ trong đất là:

• Tưới đất bằng nước có hàm lượng muối cao;
• Đất thoát nước kém, thoát hơi nước quá nhiều từ bề mặt đất;
• Tự nhiên có nhiều muối vì có rất ít muối bị thoát ra ngoài; Ở những nơi mực nước ngầm (mực nước hoặc độ sâu để nước chảy tự do trong đất) nông; hoặc trong vùng thấm, là những vùng mà nước từ các vị trí khác (thường lên dốc) thấm ra ngoài.
• Nguồn gốc chính của vấn đề nhiễm mặn thường là do nước tưới. Đây là một quá trình muối tích tụ dần theo thời gian. Tuy nhiên, may mắn thay, thực vật lại hấp thụ nhiều muối dưới dạng chất dinh dưỡng. Nhưng khi lượng muối được thêm vào từ đất nhiều hơn lượng muối được loại bỏ của cây; cây cuối cùng sẽ bị ảnh hưởng.
• Ở một số loại đất, nước tưới và nước mưa sẽ rửa trôi độ mặn của đất. Sự rửa trôi xảy ra khi nước di chuyển các vật liệu (như muối hoặc vật liệu hữu cơ) xuống dưới đất. Một số yếu tố liên quan đến cơ cấu đất có thể gây ức chế sự rửa trôi này là: hàm lượng đất sét cao; đầm nén; hàm lượng natri rất cao; hoặc mực nước ngầm cao. Các vấn đề về muối xảy ra khi nước vẫn ở gần bề mặt đất và bay hơi, và khi muối không được hòa tan và mang xuống dưới tầng rễ.

Đất có nhiều muối hòa tan tự nhiên thường được tìm thấy ở các vùng khô hạn hoặc bán khô hạn, nơi các loại muối thường tích tụ do không có đủ lượng mưa để hòa tan và rửa trôi chúng ra khỏi vùng rễ. Ngoài ra, việc bón phân ở những nơi gần bờ biển cũng có thể làm cho muối tích tụ trong đất.

Ở những nơi có mực nước ngầm nông, nước có chứa muối hòa tan có thể di chuyển lên trên vùng rễ. Điều này xảy ra do hoạt động của lực mao dẫn, nơi mà sự bay hơi đóng vai trò hút nước lên qua đất (Hình 2). Nước di chuyển tốt nhất qua đất sét mịn và đất thịt pha sét; nước di chuyển kém hơn trong đất có kết cấu trung bình (đất thịt, mùn); và kém nhất ở đất cát, thô.

Hình 2 - Rửa trôi là quá trình bổ sung đủ nước vào đất để phân giải muối và đưa chúng ra khỏi vùng rễ. 

a. Khi nồng độ muối trong đất thấp hơn trong cây, nước sẽ di chuyển từ đất vào cây. Cây hấp thụ được nước.
b. Khi nồng độ muối trong đất bằng nồng độ muối trong cây thì nước không thể chuyển động tịnh tiến. Bảo hòa.
c. Khi nồng độ muối trong đất lớn hơn trong cây, nước sẽ di chuyển từ cây vào đất. cây. Cây không hấp thụ được nước. Cây thiếu nước.

4. Các loại đất nhiễm mặn

4.1. Đất nhiễm mặn (Saline soil)

Đất mặn thường chứa nhiều muối hòa tan nên nó gây hại cho cây. Đặc trưng của đất mặn là lớp vỏ đất có màu trắng hoặc nâu nhạt trên bề mặt. Đất mặn thường có EC trên 4 µmho/cm. Các loại muối thường có mặt trong đất mặn bao gồm: NaCl (muối ăn), CaCl2, thạch cao (CaSO4), magie sunfat, kali clorua và natri sunfat. Các muối canxi và magiê ở nồng độ đủ cao để bù đắp các tác động tiêu cực đến đất của muối natri. Độ pH của đất mặn thường dưới 8,5. Trong phạm vi bình thường là 6,0 đến 7,0, nhưng nhiều loại đất trong tự nhiên là 7,5 đến 8,3. Việc rửa trôi muối từ những loại đất đất mặn này không làm tăng độ pH của đất.

4.2. Đất mặn sodic (saline-Sodic soil)

Đất mặn sodic cũng giống như đất nhiễm mặn, ngoại trừ việc nó có nồng độ natri trao đổi cao. Đất mặn sodic thường có EC (electrical conductivity - độ dẫn điện) nhỏ hơn 4 µmho/cm và độ pH nói chung là dưới 8,5. Phần trăm natri có thể trao đổi là hơn 15% khả năng trao đổi cation (CEC). CEC là thước đo khả năng giữ các cation của đất, cụ thể là canxi, magiê, kali, natri, hydro và nhôm. CEC càng cao thì việc loại bỏ và khắc phục vấn đề muối càng trở nên khó khăn hơn. Khả năng di chuyển của nước qua đất mặn sodic tương tự như ở đất mặn, mặc dù các bước để điều chỉnh đất mặn là khác nhau. Chỉ cần rửa trôi muối trong đất mặn sodic thì nó sẽ trở thành đất sodic.

4.3. Đất sodic (Sodic soil)

Đất sodic có ít muối hòa tan nhưng tương đối cao natri trao đổi. Đất sodic không thích hợp để trồng nhiều loại cây bởi vì nồng độ natri và độ pH đều cao (pH dao động từ 8,5 đến 12,0) và có thể gây ra các vấn đề về rễ. Mức natri cao này phá vỡ cả thành phần hóa học và vật lý của đất sét. Do đó, bề mặt đất có khả năng thấm không khí, mưa và nước tưới thấp. Đất dính khi ẩm ướt nhưng tạo thành cục cứng và đóng vảy khi khô. 

>>> Xem thêm: Giải pháp mới trong canh tác lúa trên đất phèn, đất mặn.

5. Ảnh hưởng của muối trong đất đối với cây trồng

Khi muối tích tụ trong đất, các vấn đề nảy sinh bởi 2 lý do chính: đất trở nên kém thẩm thấu hơn và muối gây hại hoặc giết chết cây trồng. Vấn đề đầu tiên là liên quan đến cấu trúc đất.

Trong đất sodic, hàm lượng natri trao đổi cao làm cho các hạt cát, phù sa và đất sét riêng lẻ bị tách ra và không thể kết tụ lại với nhau thành các hạt lớn hơn. Sự phân tán này làm cho đất chặt và không thấm nước, do đó nó cho phép ít không khí, nước mưa hoặc nước tưới thấm vào. Kéo theo đó, cây không thể nhận đủ độ ẩm và oxy để phát triển. Muối có thể tích tụ trên bề mặt đất vì chúng không thể thoát ra khỏi vùng rễ. Cây cũng có thể bị hư hại do tác động của muối hoặc độc tính.
 
Ở đất mặn và đất mặn sodic, nồng độ muối hòa tan cao làm giảm lượng nước sẵn có cho cây trồng. Lượng natri cao có thể gây độc cho một số loại cây. Ngoài ra, độ pH rất cao của đất có nhiều muối làm thay đổi đáng kể các chất dinh dưỡng có sẵn cho cây trồng. Các mức pH cao này làm thay đổi dạng ion của nhiều chất dinh dưỡng, khiến cho cây trồng không thể hấp thụ.

6. Các phương thức cải tạo đất bị nhiễm muối hòa tan

Chúng ta có thể khắc phục tình trạng đất bị nhiễm muối hòa tan bằng các cách sau:

• Cải thiện hệ thống thoát nước
• Rửa trôi
• Giảm bay hơi
• Áp dụng phương pháp xử lý hóa học
• Kết hợp đồng thời các phương pháp trên

6.1. Cải thiện hệ thống thoát nước cho đất

Đối với những loại đất thoát nước kém, có thể sử dụng phương pháp xới đất sâu để phá vỡ bề mặt đất cũng như đất sét và đất cứng (là những loại đất hạn chế dòng nước chảy xuống). Xới đất giúp nước di chuyển xuống dưới đất dễ dàng hơn. Tuy nhiên, xới đất sâu chỉ giúp ích tạm thời, bởi vì những phần đất không bị chia cắt vĩnh viễn vẫn có thể liền lại.

6.2. Rửa đất

Rửa trôi cũng là một phương pháp giúp cho lượng muối trong đất giảm đi. Chúng ta phải bổ sung đủ nước có hàm lượng muối thấp vào bề mặt đất để hòa tan muối và di chuyển chúng xuống dưới vùng rễ. Nước phải tương đối không có muối (tổng số muối khoảng 1.500 đến 2.000 ppm), đặc biệt là muối natri. Xét nghiệm nước có thể giúp chúng ta xác định mức độ muối trong nước. Phương pháp rửa trôi hoạt động tốt trên đất mặn có cấu trúc tốt và thoát nước bên trong.

Để xác định lượng nước cần thiết để rửa trôi một loại đất cụ thể, chúng ta cần tham khảo ý kiến của chuyên gia nông nghiệp tại địa phương. Sau khi rửa trôi, chúng ta cũng cần kiểm xem lượng muối còn lại trong đất là bao nhiêu. Các loại đất có độ mặn cao nên được rửa trôi nhiều lần để nước có thể thoát. Lưu ý, nếu nước không thể thấm vào đất và hòa tan muối thì không thể rửa trôi muối ra khỏi đất. 

6.3. Giảm bốc hơi

Bón bã hoặc mùn vào đất có thể giúp giảm tỷ lệ bốc hơi.

6.4. Xử lý bằng hóa chất

Trước khi rửa sạch đất mặn và đất sodic, chúng ta phải xử lý chúng bằng hóa chất để giảm hàm lượng natri trao đổi. Để loại bỏ hoặc trao đổi với natri, hãy thêm canxi ở dạng hòa tan như thạch cao. Một lần nữa, phân tích trong phòng thí nghiệm có thể giúp chúng ta xác định lượng canxi cần bổ sung.

Sau khi xử lý canxi, natri có thể được rửa trôi qua đất cùng với các muối hòa tan khác. Thạch cao là chất sửa đổi phổ biến nhất được sử dụng để điều chỉnh đất mặn hoặc đất sodic không có nguồn canxi như thạch cao hoặc cacbonat tự do.

Nếu đất của chúng ta chứa cacbonat tự do, chúng ta có thể thêm axit vào nó để tạo thành thạch cao, chất này sẽ phản ứng với đất để loại bỏ natri có thể trao đổi. Việc bổ sung axit sunfuric, lưu huỳnh, sắt sunfat và nhôm sunfat sẽ tạo ra phản ứng hình thành axit trong đất. Sau đó, axit sẽ phản ứng với canxi cacbonat (đá vôi) để tạo thành canxi sunfat (thạch cao), nước và carbon dioxide. Tính axit cũng có thể thay thế một phần natri.

Bảng 2 liệt kê các sửa đổi điển hình được sử dụng để điều chỉnh đất bị ảnh hưởng bởi muối. Mặc dù tất cả các sửa đổi này đều có hiệu quả, nhưng để sử dụng chúng, chúng ta phải biết lượng đá vôi phản ứng hiện có. Nhìn chung, thạch cao là vật liệu an toàn và hiệu quả nhất.

Bảng 2

7. Các bước xử lý đất mặn sodic

Khắc phục đất mặn sodic và đất sodic là một quá trình từ từ, được thực hiện theo các bước:

Xử lý bề mặt trước, sau đó tiếp tục đến độ sâu thấp hơn. Phủ một lớp sửa đổi lên bề mặt đất và đổ đất vào. Thêm 25 đến 50cm nước. Khi điều chỉnh đất mặn, chúng ta phải bổ sung đủ nước để hòa tan cũng như duy trì nồng độ canxi trong dung dịch và để di chuyển muối và natri trong đất. Tuy nhiên, chúng ta không nên thêm quá nhiều nước khiến cho nước lại trên bề mặt đất trong thời gian dài. Nói chung, quá trình này phải được lặp lại theo thời gian.

Mục tiêu là loại bỏ natri xuống độ sâu tối thiểu từ 1 đến 1.2m. Kiểm tra đất định kỳ để xác định các vấn đề tiềm ẩn về độ mặn và đo lường tiến độ khắc phục các loại đất bị ảnh hưởng bởi muối, cũng như lượng chất bổ sung cần thiết để điều chỉnh đất mặn và đất sodic dựa trên lượng natri trong đất.

Một số yếu tố ảnh hưởng khác là: tốc độ rửa trôi, độ hòa tan và tốc độ phản ứng của các chất sửa đổi, và sự chuyển đổi các muối cacbonat tự do thành thạch cao. Nếu chúng ta thực hiện các bước khắc phục sớm thì việc cải tạo đất sẽ dễ dàng hơn và ít tốn kém hơn, đồng thời ít gây ra tác động tiêu cực đến đất và cây trồng hơn.

8. Giảm muối hòa tan trong đất

Để giảm thiểu lượng muối hòa tan cao hoặc quá nhiều trong đất, chúng ta cần:

• Tránh sử dụng phân động vật tươi.

• Sử dụng điều độ và thận trọng khi bổ sung các chất cải tạo đất khác có nồng độ muối cao.

• Không bón phân quá nhiều. Chỉ áp dụng tỷ lệ phân bón theo khuyến cáo trên nhãn của nhà sản xuất.

• Ngừng sử dụng tất cả các loại phân bón cho đến khi nồng độ muối trở lại mức cân bằng, điều này được xác định bằng thử nghiệm.

• Đảm bảo có đủ hệ thống thoát nước để giúp di chuyển muối ra khỏi vùng rễ.

• Xả thật nhiều nước vào đất trong vài ngày. Tưới nước từ từ để nước ngấm vào đất và không chảy ra làm trôi lớp đất mặt.

• Nếu đất có nhiều đất sét và ít canxi, cần bón thạch cao (Calcium Sulfate) với tỷ lệ 4.5kg / 10m2 và tưới vào. Sau đó 6 tuần, phải kiểm tra lại mức muối hòa tan. Bón lặp lại nếu xét nghiệm muối hòa tan cao (mặn mạnh).

• Xác định nguyên nhân khiến cho nồng độ muối cao để có thể tránh tình trạng tương tự trong tương lai.

Biên tập bởi Agmin.vn