Nghiên cứu khả năng thấm của đất trên các loại hình sử dụng đất chính tại xã Chiềng khoi, Yên Châu, Sơn La

hiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... i L
i cm ơn Tơi xin chân thành cảm ơn Tiến sỹ Bùi Huy Hiền, Tiến sỹ Gerhard Clemens đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ để tơi hồn thành luận văn này. Tơi xin chân thành cảm ơn các quý thầy, cơ giáo đã giảng dạy và giúp đỡ trong thời gian học tập. Cảm ơn Ban ðào tạo Sau đại học Viện Khoa học Nơng nghiệp Việt Nam đã tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành tốt khĩa học. Tơi xin chân thành cảm ơn chương trình: “Quản lý đất dốc Việt Nam” thuộc trường ðại học Hohenheim, chương trình Việt - ðức và các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ tơi trong thời gian nghiên cứu trên thực địa và hồn thiện luận văn. Tơi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Thổ nhưỡng Nơng hĩa, Bộ mơn Nghiên cứu Sử dụng đất cùng tập thể cán bộ nghiên cứu của Viện Thổ nhưỡng Nơng hĩa đã tạo điều kiện thuận lợi và đĩng gĩp ý kiến quý báu cho tơi hồn thiện luận văn này. Hà nội, tháng 10 năm 2010 Nguyễn ðức Dũng Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... ii L
i cam đoan Các kết quả của cơng trình nghiên cứu của đề tài là hồn tồn trung thực, do tơi và các cộng sự trực tiếp thực hiện, chưa được sử dụng cho một cơng trình nghiên cứu nào khác. Các trích dẫn sử dụng trong luận văn được ghi rõ tên tài liệu trích dẫn, tác giả và nguồn gốc các tài liệu đĩ. ðã cảm ơn tất cả những cơ quan, tổ chức và những người giúp đỡ tơi hồn thành cơng trình nghiên cứu này. Người viết cam đoan Nguyễn ðức Dũng Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... iii Mục lục Trang Trang phụ lục bìa i Lời cảm ơn ii Lời cam đoan iii Mục lục iv Danh mục các bảng, biểu, hình vii MỞ ðẦU 1 1. Tính cấp thiết của đề tài 1 2. Mục tiêu của đề tài 3 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3 3.1. Ý nghĩa khoa học 3 3.2. Ý nghĩa thực tiễn 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ðỀ TÀI. 4 1.1. Quá trình, tốc độ và vai trị thấm nước của đất 4 1.1.1. Quá trình thấm nước vào đất 4 1.1.2. Tốc độ thấm của đất 5 1.1.3. Vai trị và ý nghĩa của tốc độ thấm 5 1.1.4. Phân cấp tốc độ thấm 7 1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ thấm của đất 8 1.2.1. Các yếu tố mơi trường ảnh hưởng đến tốc độ thấm 9 1.2.1.1. ðịa hình, độ dốc với tốc độ thấm của đất 9 1.2.1.2. Thảm thực vật, độ che phủ với tính thấm nước của đất 11 1.2.1.3. Các yếu tố mơi trường với tốc độ thấm của đất 13 1.2.2. Các thuộc tính của đất ảnh hưởng đến tốc độ thấm 15 1.2.2.1. Lý tính đất với tốc độ thấm của đất 15 1.2.2.2. Mao quản, độ chặt, sự hình thành váng bề mặt với tốc độ thấm của đất 20 1.2.2.3. Tính chất hĩa học với tốc độ thấm của đất. 26 1.2.3. Hình thức sử dụng đất, kỹ thuật canh tác với tốc dộ thấm của đất 30 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... iv 1.2.3.1. Hình thức sử dụng đất với tốc độ thấm 30 1.2.3.2. Kỹ thuật canh tác với tốc độ thấm của đất 32 1.3. ðặc điểm đất dốc và các nghiên cứu về tốc độ thấm của đất ở Việt Nam 39 1.3.1. Vai trị và đặc điểm đất dốc 39 1.3.1.1. Vai trị của đất dốc 39 1.3.1.2. ðặc điểm đất dốc ở Việt Nam 40 1.3.2. Các nghiên cứu về tốc độ thấm ở Việt Nam 41 CHƯƠNG 2 : NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42 2.1. ðối tượng và phạm vi nghiên cứu 42 2.2. Nội dung nghiên cứu 42 2.3. Phương pháp nghiên cứu 42 2.3.1. Phương pháp lấy mẫu đất 42 2.3.2. Phương pháp phân tích các tính lý, hĩa học của đất 43 2.3.3 Xử lý số liệu 45 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 46 3.1. ðặc điểm của khu vực nghiên cứu 46 3.1.1. ðặc điểm về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của huyện Yên Châu 46 3.1.1.1. ðặc điểm về điều kiện tự nhiên 46 3.1.1.2. ðiều kiện kinh tế - xã hội của huyện Yên Châu 49 3.1.2. ðặc điểm của xã Chiềng Khoi huyện Yên Châu 51 3.1.2.1. ðiều kiện tự nhiên 51 3.1.2.2. ðiều kiện kinh tế, xã hội 51 3.1.2.3. Các loại hình sử dụng đất và thực trạng sản xuất nơng nghiệp của xã Chiềng Khoi 52 3.2. Hiện trạng sử dụng và tính chất lý, hố học đất ở xã Chiềng Khoi 56 3.2.1. Hiện trạng sử dụng và tính chất lý hĩa của đất ở các vị trí xác định tốc độ thấm. 56 3.2.2. Hình thức sử dụng đất và tốc độ thấm của đất 73 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... v 3.2.3. Thời điểm xác định và tốc độ thấm của đất 78 3.2.4. Tính chất vật lý và tốc độ thấm của đất 83 3.2.5. Tính chất hĩa học và tốc độ thấm của đất 93 3.2.6. Tổ hợp các tính chất lý hĩa với tốc độ thấm của đất 100 3.2.7. Một số nhận xét và đề xuất các biện pháp nâng cao tốc độ thấm của đất 102 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 104 1. Kết luận 104 2. ðề nghị 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO 107 PHẦN PHỤ LỤC 122 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... vi Danh mục các bảng, các biểu đồ và hình ảnh Danh mục các bảng Trang Bảng 1.1 : Phân cấp tốc độ thấm theo thời gian của FAO 7 Bảng 1.2: Phân cấp tốc độ thấm theo chiều sâu tầng đất 8 Bảng 1.3: Phân cấp tốc độ thấm theo thời gian 8 Bảng 1.4 : Tốc độ thấm, dịng chảy bề mặt và lượng đất mất ở các độ dốc khác nhau 10 Bảng 1.5 : Thành phần cấp hạt ảnh hưởng tới tốc độ thấm của đất. 16 Bảng 1.6 : Tốc độ thấm trên các loại hình sử dụng đất 31 Bảng 1.7: Diện tích đất nương rẫy ở Việt Nam 39 Bảng 1.8 : Tính chất đất của một số hệ thống canh tác khi chuyển từ đất rừng sang đất nương rẫy 41 Bảng 2.1 : Các hình thức sử dụng và vị trí dốc xác định tốc độ thấm 42 Bảng 3.1 : Các loại đất của huyện Yên Châu 48 Bảng 3.2 : Tình hình phân bố sử dụng đất của huyện Yên Châu 50 Bảng 3.3 : Diện tích, năng suất và sản lượng của một số loại cây trồng 54 Bảng 3.4 : Một số tính chất lý, hĩa tính đất CT 1 57 Bảng 3.5 : Một số tính chất lý, hĩa tính đất CT 2,3 59 Bảng 3.6 : Một số tính chất lý, hĩa tính đất CT 4 61 Bảng 3.7 : Một số tính chất lý, hĩa tính đất CT 5 63 Bảng 3.8 : Một số tính chất lý, hĩa tính đất CT 6 65 Bảng 3.9 : Một số tính chất lý, hĩa tính đất CT 7 67 Bảng 3.10 : Một số tính chất lý, hĩa tính đất CT 8 69 Bảng 3.11: Một số tính chất lý, hĩa tính đất CT 9 71 Bảng 3.12 : Tốc độ thấm nước trên các loại hình sử dụng đất 75 Bảng 3.13 : Tốc độ thấm giữa mùa mưa và mùa khơ trên các loại hình sử dụng đất 78 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... vii Bảng 3.14 : Mối tương quan (r2) giữa thành phần cơ giới và tốc độ thấm của đất 84 Bảng 3.15 : Mối tương quan (r2) giữa dung trọng, tỷ trọng, độ xốp và tốc độ thấm của đất 86 Bảng 3.16 : Mối tương quan (r2) giữa thành phần đồn lạp và tốc độ thấm của đất. 88 Bảng 3.17 : Mối tương quan (r2) giữa hàm lượng các bon hữu cơ vàtốc độ thấm của đất. 93 Bảng 3.18 : Mối tương quan (r2) giữa cation, CEC, pH và tốc độ thấm của đất 94 Bảng 3.19 : Mối tương quan giữa lý, hĩa tính và tốc độ thấm giờ đầu 98 Bảng 3.20 : Mối tương quan giữa lý, hĩa tính và tốc độ thấm 99 Danh mục các biểu và đồ thị Biểu đồ 3.1 : Các loại hình sử dụng đất chính tại xã Chiềng Khoi 52 Biểu đồ 3.2: Các loại hình sử dụng và tốc độ thấm của đất 77 Biểu đồ 3.3: Tổng lượng nước thấm vào đất sau 180 phút 77 Biểu đồ 3.4 : Diễn biến của tốc độ thấm về mùa vụ trên các loại hình sử dụng đất tại Chiềng Khoi, huyện Yên Châu 81 Danh mục các hình Hình 3.1: Bản đồ huyện Yên Châu, tỉnh Sơn La 47 Hình 3.2 : Hiện trạng sử dụng đất của xã Chiềng Khoi, huyện Yên Châu năm 2005 53 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 1 MỞ ðẦU 1.Tính cấp thiết của đề tài ðộ thấm là một thuộc tính của đất, được tính bằng lượng nước cĩ thể thấm qua lớp đất bề mặt trong một thời điểm nhất định. Tốc độ thấm của đất cĩ ý nghĩa rất quan trọng trong chế độ thủy văn vì nĩ khơng chỉ kiểm sốt mức độ chảy tràn bề mặt của đất mà cịn là chế độ nước của cả hệ sinh thái (Stolte, 2003) [171]. Sự hiểu biết một cách khoa học về độ thấm của đất đai một vùng cịn giúp cho việc quy hoạch sử dụng đất hợp lý, tạo điều kiện để sử dụng nguồn nước tốt nhất và giảm thiểu nguy cơ xĩi mịn do nước (Mwanjalolo và Tenywa, 1998) [140]. Tốc độ thấm chịu sự tác động của các yếu tố mơi trường như: địa hình, độ dốc (Rawls và cộng sự, 1993) [152], cường độ mưa, các tính chất của đất (thành phần cấp hạt, sự phân bố, kích thước và đặc tính mao dẫn, hàm lượng chất hữu cơ và cấu trúc của đất) ngồi ra cịn chịu tác động của hệ thực vật, hình thức sử dụng đất, độ sâu tầng đất và độ ẩm ban đầu (Dunne và Leopold, 1978) [63]. Khi bị mất hoặc giảm khả năng thấm thì đất nhanh bị khơ hạn, giảm sự hịa tan các chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng, hình thành nhanh lớp nước trên bề mặt và tạo dịng chảy ngay nếu mưa lớn; đất bị dí hình thành lớp váng trên bề mặt làm cho đất trở nên chặt, thiếu khơng khí, làm giảm khả năng cung cấp oxy cho bộ rễ cây trồng, đồng thời giảm hoạt động của sinh vật hảo khí. Thêm vào đĩ, khi xuất hiện dịng chảy trên bề mặt, đặc biệt trên đất dốc, sẽ thúc đẩy quá trình rửa trơi dinh dưỡng, thuốc trừ dịch bệnh xuống các vùng trũng hơn, tích trữ ở ao, hồ, sơng, suối và các vùng hạ lưu. Nếu quá trình này xảy ra thường xuyên sẽ làm cho đất mất dần khả năng sản xuất, gây hư hại các cơng trình thủy lợi, thủy điện và ơ nhiễm mơi trường. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 2 Việt Nam cĩ tổng diện tích đất đồi núi là 23.959.600 ha (chiếm 72,8 % diện tích tự nhiên tồn quốc), trong đĩ đất sử dụng cho nơng nghiệp 4.413.700 ha (18,4 %) và cho lâm nghiệp 11.802.700 ha (49,3 %). ðây là cái “nơi” cung cấp lương thực cho hàng triệu người dân nhất là dân tộc thiểu số. Tuy vậy, do điều kiện khách quan và chủ quan như: địa hình, khí hậu nhiệt đới, á nhiệt đới, ẩm; mùa mưa tập trung, diện tích rừng đầu nguồn ngày càng giảm mạnh do nhu cầu mở rộng diện tích canh tác, tập quán canh tác lạc hậu của người dân địa phương nên đất dốc đang bị suy thối nghiêm trọng; sức sản xuất của đất giảm dần, thậm chí mất khả năng sản xuất, làm đảo lộn hệ sinh thái và thủy quyển. Thêm vào đĩ, do biến đổi khí hậu diễn ra phổ biến trong những năm gần đây đã và đang tác động tới các vùng sản xuất nơng nghiệp. Từ vùng đồng bằng cho tới miền núi, hiện tượng hạn hán hay mưa với cường độ lớn, mang tính chất khu vực xảy ra thường xuyên, nhất là ở những tỉnh miền núi gây tác động tiêu cực khơng nhỏ tới sự an sinh của người dân. Chiều hướng và diễn biến khí hậu ngày càng bất thường, khĩ dự báo và gây tác động ngày một lớn. Thiệt hại do lũ lụt và sạt lở đất xảy ra thường xuyên, ngày càng nghiêm trọng ở hầu hết các tỉnh miền núi. ðộ thấm của đất là một trong những điều nêu trên đã dẫn đến việc đảo lộn cấu trúc của hệ sinh thái, chế độ thủy văn, chế độ nước trong đất. Xuất phát từ lý do đĩ đề tài:“Nghiên cứu khả năng thấm dưới các loại hình sử dụng đất khác nhau tại xã Chiềng Khoi, huyện Yên Châu, Sơn La” được thực hiện nhằm tìm hiểu bản chất tính thấm của đất, làm cơ sở khoa học và thực tiễn, gĩp phần cho việc xây dựng và khuyến cáo các giải pháp kỹ thuật sử dụng đất một cách hiệu quả, bền vững, đặc biệt ở vùng cao Việt Nam. 2. Mục tiêu của đề tài Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 3 Xác định được khả năng thấm nước của đất trong mối quan hệ với các loại hình sử dụng, địa hình và một số tính chất lý, hố học đất để làm cơ sở đề xuất các biện pháp kỹ thuật nhằm bảo vệ, duy trì và cải thiện độ phì của đất ở vùng cao huyện Yên Châu - Sơn La. 3. Ý nghĩa khoa học, thực tiễn của đề tài 3.1. Ý nghĩa khoa học - Gĩp phần đánh giá mức độ ảnh hưởng của địa hình, các loại hình sử dụng đất tới khả năng thấm nước của đất. - Làm cơ sở dữ liệu cho khoa học đất về khả năng thấm nước trong mối quan hệ với các tính chất lý, hĩa học đất. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn Dựa trên quy luật, bản chất tốc độ thấm nước của đất đưa ra các khuyến cáo và giải pháp kỹ thuật nhằm cải thiện khả năng thấm nước của từng loại hình sử dụng đất, cải thiện được tính chất lý, hĩa, sinh học đất và gĩp phần nâng cao hiệu quả sử dụng đất dốc. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC THỰC HIỆN ðỀ TÀI 1.1. Quá trình, tốc độ và vai trị thấm nước của đất 1.1.1. Quá trình thấm nước vào đất Quá trình thấm nước vào đất được chia thành 3 giai đoạn: - Giai đoạn 1: Nước thấm qua lớp đất bề mặt. Quá trình này phụ thuộc vào mức độ che phủ và mức độ phân tán của đất. Nếu đất bỏ trống (khơng trồng cây), tầng mặt (tầng A) cĩ hàm lượng hữu cơ thấp nhưng cĩ Na trao đổi cao, bề mặt nhão do tác động trực tiếp của hạt mưa, làm giảm khả năng thấm so với đất được che phủ trên bề mặt ở cùng một điều kiện. - Giai đoạn 2: Thấm theo chiều sâu. Khi độ ẩm của đất tương đương với khả năng giữ ẩm đồng ruộng nước bắt đầu di chuyển theo chiều sâu. Khả năng thấm giảm theo thời gian do sự trương của sét cũng như ảnh hưởng của chiều dài các mao dẫn. Trên đồng ruộng, phẫu diện đất khơng cĩ sự đồng đều, mức độ thấm vào đất bị hạn chế bởi thành phần cấp hạt nặng và cấu trúc khối ở tầng B. Khả năng thấm cao trong khi nước liên tục được bổ sung trên tầng A, nhưng tốc độ thấm giảm khi tầng B đã cĩ ẩm. ðất thường bị bão hịa nước khi mưa lớn, nhưng trong thực tế chỉ cĩ tầng A tiếp cận với điều kiện bão hịa. - Giai đoạn 3: Thấm sâu thơng qua vết nứt. ðất cĩ hàm lượng sét cao, dễ bị co và nứt nẻ trong điều kiện khơ, nĩng kéo dài. Các vết nứt đĩng lại do sự trương lên của sét khi gặp mưa. 1.1.2. Tốc độ thấm của đất Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 5 Tốc độ thấm của đất là tổng lượng nước thấm vào đất trên đơn vị diện tích bề mặt ở một thời điểm nhất định, tốc độ thấm ở thời điểm ban đầu cao, giảm dần theo thời gian và dần đạt đến sự ổn định. Tốc độ thấm ổn định, là dịng nước chỉ chảy theo phương thẳng đứng do trọng lực, khơng phụ thuộc vào độ ẩm ban đầu (Hillel, 1980) [92]. Nước thấm vào đất nhờ trọng lực, theo những lỗ hổng trong đất, đồng thời bị kéo về các hướng khác nhau do ảnh hưởng của năng lượng bề mặt và mao quản. Nước thấm gồm hai quá trình: Nước thấm khi đất chưa bão hịa và bão hịa nước. ðơn vị độ thấm đo bằng mm hoặc cm cột nước trên đơn vị thời gian, trên một đơn vị diện tích: l/cm3 hoặc m3/ha. Thơng thường được sử dụng mm (1 mm = 10 m3/ha) [6]. 1.1.3. Vai trị và ý nghĩa của tốc độ thấm Tốc độ thấm của đất rất quan trọng trong chế độ thủy văn, khơng chỉ kiểm sốt mức độ chảy tràn bề mặt mà cịn là chế độ nước của cả hệ sinh thái (Stolte, 2003) [171]. Sự hiểu biết cĩ khoa học tính thấm của một vùng cịn giúp cho việc quy hoạch sử dụng đất hợp lý, tạo điều kiện để sử dụng nguồn nước tốt nhất và giảm thiểu nguy cơ xĩi mịn do nước (Mwanjalolo và Tenywa, 1998) [140]. Hiểu rõ về sự cân bằng nước và quá trình vận chuyển của nước trong đất gĩp phần cho việc dự báo chảy tràn bề mặt, rửa trơi dinh dưỡng và xĩi mịn đất, ngăn chặn nguy cơ do ngập lụt [159]. Xác định tính dẫn và thấm của đất chính xác cịn hiểu rõ được cơ chế hiện tượng khơ nửa bề mặt, quá trình trao đổi hĩa học và cũng cĩ thể xác định được lượng NO3- rửa trơi xuống tầng nước ngầm [159]. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 6 Hơn thế nữa, tính thấm nước bão hịa và chưa bão hịa cĩ ảnh hưởng tới chế độ tưới hay nước mưa đến dịng chảy bề mặt, khả năng tích trữ nước trong đất, nâng cao hiệu quả tưới tiêu của kênh mương [159]. Khi đất bị mất hoặc giảm khả năng thấm thì đất nhanh bị khơ hạn, giảm sự hịa tan các chất dinh dưỡng cho cây trồng, hình thành nhanh lớp nước trên bề mặt đất và tạo dịng chảy sớm bề mặt nếu mưa lớn (Morin và cộng sự, 1981) [135]; lớp đất bề mặt nhanh bão hịa, làm giảm độ bền của đất, tăng độ phân tán của các hạt đất và thúc đẩy khả năng xĩi mịn (Ben - Hur và cộng sự, 1992) [22]; đất mặt bị bí, dí, hình thành váng trên bề mặt (Morin và cộng sự, 1981; Ben - Hur và Letey, 1989) [135], [21] và làm cho đất trở nên chặt, thiếu khơng khí, làm giảm khả năng cung cấp oxy cho bộ rễ cây trồng, đồng thời giảm hoạt động của sinh vật hảo khí [183]. Thêm vào đĩ xuất hiện dịng chảy trên bề mặt, đặc biệt trên đất dốc, lại thúc đẩy quá trình rửa trơi dinh dưỡng, thuốc trừ dịch bệnh xuống các vùng trũng hơn, tích trữ ở ao, hồ, sơng, suối và các vùng hạ lưu. Nếu quá trình này xảy ra thường xuyên sẽ làm cho đất mất dần khả năng sản xuất, gây hư hại các cơng trình thủy lợi, thủy điện và ơ nhiễm mơi trường [183]. Tuy nhiên, đất cĩ độ thấm cao, thơng suốt trong tồn phẫu diện thì cần cĩ biện pháp quản lý dinh dưỡng hợp lý nhằm bảo vệ nguồn nước ngầm và nguồn nước bề mặt bị ơ nhiễm do phân bĩn và thuốc BVTV [159], [183]. Ở vùng nhiệt đới ẩm, hầu hết đất được che phủ bởi thảm thực vật, điều này gĩp phần làm tăng hàm lượng hữu cơ trong đất và làm tăng độ thốt nước của đất, thúc đẩy sự hình thành đồn lạp và cung cấp thức ăn cho hệ động vật. Lớp thảm mục hữu cơ giúp ngăn chặn sự hình thành váng và làm chặt do sự tác động lực của hạt mưa. Các yếu tố khác làm tăng tốc độ thấm trên đất rừng như giun đất, rễ cây trồng (Knapp, 1978) [104]. Tuy nhiên, phá rừng và tăng diện tích đường đi làm mất cân bằng thủy quyển, giảm tốc độ thấm, làm tăng dịng chảy bề mặt (dịng chảy bề mặt xuất hiện khi cường độ mưa lớn hơn khả Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 7 năng thấm của đất) và giảm khả năng giữ ẩm của đất dẫn đến dịng chảy tăng, mức độ lũ lụt cao hơn và nhanh hơn, tăng mức độ xĩi mịn, gây ra sự mất bền vững trên đất dốc [149], [122]. Cơ sở cho các chiến lược bảo vệ và sử dụng đất dốc cần thiết dựa trên một trong các nguyên tắc: hạn chế tác động trực tiếp của hạt mưa, tăng sự ổn định của đồn lạp, tăng khả năng thấm của đất, giảm dịng chảy bề mặt hay tăng sự che phủ, giảm thiểu tác động của xĩi mịn do giĩ và nước (Morgan, 2005) [134]. Trong vài thập kỷ qua, đã cĩ nhiều cơng trình nghiên cứu cơ bản về tính dẫn và tốc độ thấm nước của đất. Tuy vậy, tính thấm biến động mạnh theo khơng gian và thời gian, sự hiểu biết về mối quan hệ giữa tốc độ thấm với các tính chất hĩa, lý và sinh học của đất, cũng như kỹ thuật canh tác và sự thống nhất phương pháp xác định tốc độ thấm cịn rất ít. 1.1.4. Phân cấp tốc độ thấm Theo FAO [69], tốc độ nước thấm vào đất phân cấp như sau: Bảng 1.1 : Phân cấp tốc độ thấm theo thời gian của FAO Cấp độ Tốc độ (mm/giờ) Thấp < 15 Trung bình 15 - 50 Cao > 50 Nguồn: [69]. Căn cứ theo khả năng thấm sâu của nước vào đất Scherer T. F. và cộng sự (1996) [159] đã phân cấp tốc độ thấm của đất như sau (Bảng 1.2): Bảng 1.2: Phân cấp tốc độ thấm theo chiều sâu tầng đất Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 8 Phân cấp Tốc độ thấm theo chiều sâu (cm/giờ) Rất chậm < 0,15 Chậm 0,15 - 0,51 Hơi chậm 0,51 - 1, 52 Trung bình 1,52 - 5,08 Trung bình khá 5,08 - 15,24 Nhanh 15,24 - 50,80 Rất nhanh > 50,80 Ở Việt Nam, theo Trần Cơng Tấu [6] thì sự phân cấp và đánh giá tốc độ thấm khi áp lực cột nước bằng 5 cm và ở nhiệt độ 10 oC như sau (Bảng 1.3): Bảng 1.3: Phân cấp tốc độ thấm theo thời gian ðánh giá ðộ thấm ở giờ đầu xác định (mm) Khơng tốt < 30 Trung bình 70 - 30 Tốt 100 - 70 Tốt nhất 500 - 100 Quá cao 1.000 - 500 Quá mạnh > 1.000 Nguồn: Trần Cơng Tấu (2005), Vật lý thổ nhưỡng và mơi trường [6]) 1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ thấm của đất Tốc độ thấm chịu sự tác động của các yếu tố như: địa hình, độ dốc (Rawls và cộng sự, 1993) [152] cường độ mưa; các tính chất của đất: thành phần cấp hạt, sự phân tán, kích thước mao dẫn, đặc tính mao dẫn, hàm lượng chất hữu cơ và cấu trúc của đất; ngồi ra cịn chịu tác động của hệ thực vật, hình thức sử dụng đất, độ sâu tầng đất và độ ẩm ban đầu (Dunne và Leopold, 1978) [63]. 1.2.1. Các yếu tố mơi trường ảnh hưởng đến tốc độ thấm Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 9 1.2.1.1. ðịa hình, độ dốc với tốc độ thấm của đất Trên địa hình đồi núi dốc, yếu tố địa hình là trọng điểm cho các nghiên cứu về tốc độ thấm và dịng chảy bề mặt (Assouline và Ben - Hur, 2006; Chang và Lee, 2008) [17], [41]. Cĩ nhiều nghiên cứu cho rằng địa hình, độ dốc ảnh hưởng đến độ ẩm, tốc độ thấm, tính dẫn nước bão hịa và chưa bão hịa (Ghawi và Battikhi, 1986) [80]. Sự biến động và cường độ của tốc độ thấm phụ thuộc chính vào địa hình (Poesen, 1984) [147]. Vị trí trên độ dốc cĩ thể gĩp phần đến sự khác nhau của tốc độ thấm. Woods và cộng sự, 1997 đã xác định vị trí trên độ dốc là yếu tố ảnh hưởng đáng kể tới sự biến động của dịng chảy bề mặt. Khả năng thấm của đất thay đổi theo địa hình, nhưng xu hướng thay đổi khơng giống nhau [196]. Assouline và Ben - Hur (2006), Chang và Lee (2008), Bamutaze Y. và cộng sự (2010) cho rằng, tốc độ thấm tỷ lệ thuận với độ dốc [17], [41], [19]. Sauer T. J. và cộng sự (2005) đã xác định tốc độ thấm ở các vị trí của độ dốc khác nhau và cho thấy: ở dưới thung lũng, tốc độ thấm đạt 26,0 mm/giờ, trong khi đĩ ở vị trí gần đỉnh đồi là 20,4 mm/giờ [158]. Kết quả thực hiện thí nghiệm trong phịng của Fox và cộng sự (1997) cho thấy tốc độ thấm bão hịa giảm khi độ dốc tăng [74]. Ekwue E. I., Harrilal A., 2009 [66] đã xác định tốc độ thấm, dịng chảy bề mặt và lượng đất mất bằng phương pháp mưa nhân tạo với cường độ 90 mm/giờ tại vùng Caribbean; kết quả thể hiện ở bảng 1.4. Bảng 1.4 : Tốc độ thấm, dịng chảy bề mặt và lượng đất mất ở các độ dốc khác nhau ðộ dốc (%) Tốc độ thấm (mm) Dịng chảy bề mặt (mm) Lượng đất mất (kg/m2) Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 10 9 15 21 30 6,6 a 5,7 b 5,0 c 4,3 d 17,9 a 26,0 b 31,8 c 39,0 d 1,56 a 2,10 b 2,42 c 2,78 d Nguồn: Ekwue E. I., Harrilal A., 2009[66] Ngược lại, Poesen (1984) và Dunne và cộng sự (1991) lại cho rằng tốc độ thấm tăng khi độ dốc tăng [147], [64]. Ngồi ra, một số tác giả khác như: West L. T., Abreu M. A., Bishop J. P. (2008) cho rằng vị trí của độ dốc khơng ảnh hưởng tới tốc độ thấm [188]. ðể lý giải các nguyên nhân gây ra các hiện tượng trên một số tác giả cho rằng vị trí địa lý, địa mạo và điều kiện khí hậu tác động trực tiếp đến thảm thực vật và xĩi mịn và từ đĩ ảnh hưởng tới tốc độ thấm [33]. Hướng dốc ảnh hưởng đến các tính chất của đất; ví dụ trường hợp ở phía bắc sườn núi, độ bền đồn lạp đất cao hơn so với phía nam, cĩ thể do thảm thực vật khác nhau nên dẫn đến sự khác nhau do tiểu khí hậu, độ bền của đồn lạp và thảm thực vật tăng đã làm tăng tốc độ thấm và giảm xĩi mịn (Boix - Fayor và cộng sự, 2001) [29]. ðất dốc rất dễ bị xĩi mịn, đặc biệt ở những vùng cĩ cường độ mưa lớn. Trên đất dốc cĩ xu hướng di chuyển các cấp hạt cĩ tỷ trọng thấp, bao gồm các hạt sét và các bon hữu cơ trong đất mà chúng là hai thành phần chủ yếu tạo kết đồn lạp đất. Các bon hữu cơ trong đất bị rửa trơi cũng cĩ thể làm tăng tốc độ khống hĩa (Jacinthe và cộng sự, 2002) [94]. Theo định nghĩa, thấm là sự di chuyển của nước vào trong đất theo phương thẳng đứng (Hillel, 1980) và các phương pháp đo phổ biến từ trên tầng mặt của đất, nghiên cứu về tốc độ thấm trong mối quan hệ với vị trí của dốc ở vùng đồi núi đặt ra nhiều thách thức [92]. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 11 1.2.1.2. Thảm thực vật, độ che phủ với tính thấm nước của đất. Một số nghiên cứu so sánh vai trị của thảm thực vật rừng ở các điều kiện khí hậu khác nhau trên các loại đất khác nhau ở nhiều quốc gia cho thấy, sự che phủ của thảm thực vật rừng gĩp phần giảm dung trọng và làm tăng tốc độ thấm nước bão hịa so với đất đồng cỏ, đất canh tác trong mọi điều kiện khí hậu và thành phần đá mẹ khác nhau (Reiners và cộng sự, 1994; Jimenez và cộng sự, 2006; Li và Shao, 2006) [154], [115]. Một số kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng, thực vật che phủ ảnh hưởng đến tốc độ thấm của đất (Bormann và Klaassen, 2008) [30]. Theo Wood và cộng sự (1987) tổng diện tích che phủ bề mặt đất là yếu tố quan trọng nhất kiểm sốt sự biến động tốc độ thấm của đất [194]. Wilkinson và Aina (1976), Davidoff, Selim (1986) quan sát cho thấy tốc độ thấm của đất rừng tái sinh, đất cỏ tự nhiên và đất được trồng che phủ trong mùa đơng cao hơn đất canh tác, đất bỏ hĩa [191], [51]. Nghiên cứu của Harden C. P. và Scruggs P. D. (2003) cho thấy: thảm thực vật rừng cĩ vai trị quan trọng đối với chế độ nước của đất dốc ở vùng đồi núi nhiệt đới. Thảm thực vật rừng tạo ra mao quản lớn vùng rễ, bao gồm các rễ nhỏ trên lớp đất mặt thúc đẩy hoạt động của động vật đất. Cũng theo kết quả nghiên cứu của các tác giả này, tốc độ thấm của đất trồng cỏ là 19,5- 44,0 mm/giờ trong khi đĩ trên đất rừng là 92 mm/giờ [88]. Meek và cộng cự (1992), Heermann và Duke (1983) lý giải tốc độ thấm trên đất rừng cao do rễ các cây trồng lâu năm hình thành nên hệ thống kênh dẫn và làm tăng tốc độ thấm; khi lớp thảm mục được hình thành thì sự chảy tràn trên bề mặt chậm lại, cĩ nhiều thời gian cho thấm vào đất và tăng sự hút nước của đất [128], [90]. Kết quả nghiên cứu của Navar J. và Timothy J. Synnott (2003) cho thấy, tốc độ thấm đạt giá trị ổn định trên đất rừng với cây bụi tự nhiên chỉ sau Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 12 10 phút, trong khi đĩ đất nơng nghiệp, đất rừng trồng và đất đồng cỏ đạt tốc độ thấm ổn định sau ít nhất 35 phút [141]. Spaans và cộng sự (1990) chứng minh tốc độ thấm bão hịa của đất giảm từ 1000 cm xuống 5 cm/ngày khi chuyển từ đất rừng nhiệt đới sang đất trồng cỏ được 3 năm ở Costa Rica [170]. ðã cĩ một số nghiên cứu mao dẫn lớn và tốc độ thấm trên đất rừng và đất đồng cỏ. Việc thay đổi loại hình sử dụng đất từ đất rừng tự nhiên sang đất canh tác làm thay đổi tính thấm của đất dẫn đến làm tăng sự chảy tràn (Leduc và cộng sự, 2001) [112]. Thơng thường, trên đất đồng cỏ cĩ kỹ thuật canh tác tốt trong thời gian dài nên tốc độ thấm (bão hịa và chưa bão hịa) cao hơn so với đất canh tác thơng thường (Chan K. I. và Mead J. A., 1989), vì tính thấm cĩ liên quan mật thiết với độ bền cấu trúc và mao dẫn lớn của đất do cấu trúc đất bền hơn, tăng hoạt động của hệ sinh vật; đây cĩ thể là lý do cho việc cải thiện tính thấm của đất rừng, đất đồng cỏ lâu năm, hệ thống áp dụng kỹ thuật khơng làm đất hay làm đất tối thiểu [39]. Mapa R. B. (1995) cho rằng khả năng giữ nước của đất trồng cỏ khác biệt rất lớn so với đất sản xuất nơng nghiệp [122]. ðất bỏ trống, thiếu sự che phủ, mưa nhiều dẫn đến đồn lạp kém, nứt nẻ và giảm nước hữu hiệu cho cây trồng, bị xĩi mịn, làm giảm chất lượng nước. Các biện pháp quản lý đất, tích lũy chất hữu cơ tồn dư trên bề mặt làm giảm xĩi mịn do làm giảm tác động của hạt mưa trên mặt đất (Langdale và cộng sự, 1992) [108]. Adekalu K. O., Olorunfemi I. A., Osunbitan J. A. (2006) cho rằng tăng diện tích mặt đất được che phủ bằng cỏ voi đã làm tăng tốc độ thấm, làm giảm dịng chảy bề mặt và lượng đất mất trên đất dốc. Che tủ làm tăng tốc độ thấm ở nơi cĩ độ dốc thấp, ít hiệu quả ở nơi cĩ độ dốc cao. Nghiên cứu cịn cho rằng cỏ voi cĩ thể thay thế phụ phẩm rơm rạ để tủ đất và rất cĩ hiệu quả làm tăng tốc độ thấm của đất ở vùng tây nam Nigeria [12]. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 13 Nghiên cứu ở nhiều nước trên thế giới cho thấy, thảm thực vật và độ che phủ cĩ vai trị quan trọng đến chế độ thủy văn của vùng đồi núi và đặc tính thấm nước của đất. Tuy vậy, với điều kiện đất đồi núi, đặc biệt trong điều kiện nhiệt đới ẩm của nước ta, các nghiên cứu về sự khác nhau giữa tốc độ thấm của đất trên các loại hình sử dụng đất và mức độ che phủ của thảm thực vật cịn ít được quan tâm. 1.2.1.3. Các yếu tố mơi trường với tốc độ thấm của đất. Cĩ sự biến động rất lớn về tốc độ thấm giữa các mùa, mùa đơng lớn hơn mùa hè do khả năng thấm phụ thuộc rất lớn vào độ ẩm ban đầu của đất [60]. Tốc độ thấm nước vào đất phụ thuộc vào cường độ và thời gian mưa (Ghawi và Battikhi, 1986) [80]. ðặc điểm điều kiện khí hậu như: nhiệt độ, lượng mưa, bốc thốt hơi nước ảnh hưởng tới cấu trúc đất, thành phần cấp hạt, khống sét, hữu cơ trong đất và sinh vật đất dẫn đến sự khác nhau về tốc độ thấm. Thật dễ thấy độ ẩm của đất biến động rất lớn theo mùa vụ. ðồng thời cùng với loại hình sử dụng đất, lượng mưa, địa hình và tính chất đất ảnh hưởng tới độ biến động độ ẩm đất [77]. Khả năng thấm của đất phụ thuộc vào độ ẩm ban đầu của đất. Khả năng thấm của đất về mùa mưa khác so với khơ. ðiều này dẫn đến nguy cơ hình thành dịng chảy trên mặt giữa các mùa khác nhau [60]. Khí hậu ảnh hưởng tới đồn lạp đất thơng qua sự thay đổi về chế độ nhiệt và ẩm, chu kỳ khơ - ẩm, điều đĩ cĩ thể làm thay đổi cấp hạt (Singer và cộng sự, 1992) [166]. Sự thay đổi nhiệt độ và độ ẩm ảnh hưởng đến hoạt tính của sinh vật và vi sinh vật đất, điều đĩ làm thay đổi tốc độ phân giải trong đất. Nhiệt độ ấm dẫn đến sự hơ hấp và hoạt động của sinh vật cao, ngược lại khi Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 14 nhiệt độ thấp dẫn đến làm tăng sự tích trữ các bon hữu cơ trong đất. ðất bị đĩng băng và ẩm cĩ xu hướng ít các bon dễ tiêu so với đất ấm và khơ (Franzluebbers và cộng sự, 2000) [76]. ðồn lạp đất luơn thay đổi trong điều kiện ẩm như: lượng mưa, thời gian và cường độ mưa, chu kỳ ẩm - khơ phổ biến và các yếu tố khí hậu khác nhau. Ở mức độ vùng, sự hấp thụ nước của rễ cây trồng, sự bốc thốt hơi nước của cây cĩ thể dẫn đến khơ hạn vùng rễ. ðộ ẩm đất, chu kỳ khơ - ẩm ảnh hưởng đến đồn lạp. Chu kỳ khơ - ẩm cĩ thể làm xáo trộn đồn lạp trong sự trương co của các hạt sét. Khi các hạt sét trư._.ơng lên, chúng tách rời, giảm độ bền đồn lạp (Singer và cộng sự, 1992) [166]. Chu kỳ khơ - ẩm cĩ nhiều ảnh hưởng tích cực ở các giai đoạn đầu trên đất khơng cĩ thành phần sét trương co và ở cấp đồn lạp lớn. Khi đất được làm ẩm, các cấp hạt sét cĩ khuynh hướng phân tán và sau đĩ hình thành các cầu nối, trong khi đĩ nếu đất khơ thì các lớp hạt sét hình thành lớp phủ bên ngồi (Attou và Bruand, 1998) [18]. ðiều này dẫn đến hạt tiếp xúc gần nhau và tăng cầu nối của các hạt sét (Singer và cộng sự, 1992) [166]. Chu kỳ khơ - ẩm cũng ảnh hưởng tới hàm lượng các chất hữu cơ đất liên kết với đồn lạp (Denef và cộng sự, 2001) [55] và độ xốp ảnh hưởng đến tốc độ thấm của đất (Czarnes và cộng sự, 2000 [47]. Trong điều kiện khơ hạn đồn lạp đất dễ bị thay đổi. Các yếu tố như CaCO3, giun đất và sự hình thành lớp vỏ cĩ thể làm tăng sự ổn định của đồn lạp ở mơi trường bán khơ hạn (Boix - Fayos và cộng sự, 2001) [29]. Trong khi đĩ sự hình thành lớp vỏ làm giảm tính thấm của đất, giảm sự phân tán và xĩi mịn, điều này ảnh hưởng tích cực đến đồn lạp đất (Amezketa, 1999) [14]. Một số loại đất trên vùng khơ hạn cĩ hàm lượng và độ bền đồn lạp cao hơn so với các vùng ẩm thuộc ðịa Trung Hải (Boix - Fayos và cộng sự, 2001) [29]. ðộ ẩm của đất giảm sẽ làm giảm quần thể thực vật và làm giảm sự hình thành cấu trúc và đồn lạp, làm tăng xĩi mịn. ðộ bền của đồn lạp giảm cĩ thể làm tăng xĩi mịn và dịng chảy bề mặt, dẫn đến làm giảm các bon hữu cơ Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 15 đất, hàm lượng sét, khả năng trao đổi cation (CEC) (Boix - Fayos và cộng sự, 2001) [29]. 1.2.2. Các thuộc tính đất ảnh hưởng đến tốc độ thấm. 1.2.2.1. Lý tính đất với tốc độ thấm của đất. a). Dung trọng, độ xốp, thành phần cấp hạt với tốc độ thấm của đất. Rawls và cộng sự (1993) cho rằng: cĩ sự tác động qua lại giữa thành phần cơ giới, độ dẫn nước bão hịa, dung trọng và đặc tính thủy văn của lưu vực [152]. Mangangka I. R., 2008 cho rằng khả năng thấm của đất chủ yếu phụ thuộc vào 2 yếu tố: thành phần cấp hạt và độ ẩm của đất [120]. Kết quả nghiên cứu của John Diamond, Thomas Shanley và Irish Geography (2003) cho thấy tốc độ thấm trên đất cĩ kết cấu thơ >100 mm/giờ, trong khi đĩ trên đất cĩ kết cấu trung bình và mịn là 50 mm/giờ [98]. Nghiên cứu của Ekwue E. I. và Harrilal A., 2009 cho thấy, lượng đất mất trên đất thịt pha cát lớn hơn trên đất sét và thịt pha sét. ðộ chặt của đất làm tăng dịng chảy bề mặt, tăng lượng đất mất và giảm độ thấm. Ngồi ra, khi được bổ sung thêm than bùn thì lại làm giảm dung trọng, tăng độ thấm, giảm dịng chảy bề mặt và giảm xĩi mịn đất hơn so với việc làm tăng độ bền cấu trúc đất [66]. Theo FAO [69], tốc độ thấm trên đất cĩ thành phần cấp hạt khác nhau (Bảng 1.5). Bảng 1.5 : Thành phần cấp hạt ảnh hưởng tới tốc độ thấm của đất. Loại đất Tốc độ thấm (mm/giờ) ðất cát ðất thịt pha cát ðất thịt ðất thịt sét > 30 20 - 30 10 - 20 5 - 10 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 16 ðất sét 1 - 5 Nguồn: [69] Helalia A. M. (1993) đã xác định quan hệ giữa tốc độ thấm, thành phần cấp hạt và cấu trúc đất và cho thấy: tốc độ thấm cĩ mối tương quan yếu với thành phần cấp hạt so với cấu trúc đất. Khi so sánh độc lập từng yếu tố trên 3 loại đất thì: ðối với đất sét, tốc độ thấm cĩ tương quan thuận với hàm lượng sét trong đất; đối với đất thịt pha sét, dung trọng và độ xốp tổng số tương quan thuận với tốc độ thấm của đất; đối với đất thịt, dung trọng, hàm lượng limon và độ xốp tổng số tương quan thuận với tốc độ thấm. Tuy nhiên, khi xét tương quan đa yếu tố (bao gồm cả thành phần cấp hạt và cấu trúc đất) với tốc độ thấm thì mối tương quan lại rất nhỏ so với mao dẫn [91]. Rawls và cộng sự (1989) cho rằng mao quản lớn là yếu tố ảnh hưởng đến việc tăng hoặc giảm tốc độ thấm, điều này phụ thuộc vào sự che phủ bề mặt như: phụ phẩm cây trồng, thảm mục và hàm lượng sỏi đá [151]. Một số tác giả cho rằng tỷ lệ đá sỏi trên bề mặt đất vừa làm tăng vừa làm giảm tốc độ thấm của đất (Wilcox và cộng sự, 1988; Abraharns, 1991) [190], [10]. Tromble và cộng sự (1974) cho rằng tốc độ thấm tương quan nghịch với sự che phủ của đá, sỏi trên bề mặt đất (<10 mm) ở Arizona [179]. Ngược lại, Jung, 1960; Simanton và cộng sự, 1984 lại cho rằng cĩ mối tương quan thuận giữa tốc độ thấm và sự che phủ của đá trên bề mặt [99], [165]. Giải thích cho việc tăng tỷ lệ sỏi, đá che phủ trên bề mặt làm giảm tốc độ thấm của đất Wilcox và cộng sự (1988) [190] cho rằng dưới điều kiện mơi trường khơ hạn và bán khơ hạn, do sự thiếu che phủ của thực vật nên lớp đá, sỏi tồn tại trên bề mặt đất (Cooke và Warren, 1973) [44]. Ở những nơi khơng cĩ sự che phủ của thực vật thì xĩi mịn bề mặt tăng lên, rửa trơi các cấp hạt mịn, chất hữu cơ, bào mịn lớp đất mặt, để lại các cấp hạt thơ và đá sỏi. Lớp đất bề mặt bị phơi ra đã làm tăng tốc độ phân hủy các chất hữu cơ và làm chặt đất bởi lực tác động của hạt mưa (Satterlund, 1972) [157] dẫn đến khả năng Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 17 thấm nước bề mặt giảm. Chính vì vậy, tốc độ thấm trên bề mặt cĩ đá, sỏi giảm khơng phải vì phần diện tích đá, sỏi che phủ mà là do sự hình thành lớp vỏ bề mặt đất và độ chặt do tác động của hạt mưa [164]. Hơn thế nữa, Wilcox và cộng sự, 1988 khi nghiên cứu về mối quan hệ giữa tốc độ thấm và kích thước đá sỏi trên bề mặt đất đã cho rằng: tốc độ thấm cĩ mối tương quan nghịch với các cấp hạt nhỏ nhất và tương quan thuận với các cấp hạt trung bình và khơng cĩ mối tương quan với cấp hạt từ 13 - 25 mm và > 150 mm. ðiều đĩ cĩ nghĩa, khi kích thước đá, sỏi che phủ trên bề mặt đất nhỏ thì đã hạn chế tốc độ thấm và tăng khi kích thước đá, sỏi tăng [190]. Mehan D. (1986) [129] cho rằng khi sỏi, đá được phủ trên bề mặt đất đã làm tăng tốc độ thấm; ngược lại, khi sỏi đá trộn lẫn trong đất thì lại làm giảm tốc độ thấm. Dadkha và Gifford, 1980 cũng cho rằng việc phủ sỏi, đá trên bề mặt đất đã làm giảm sự nén chặt đất và làm tăng tốc độ thấm [49]. Abrahams và Parsons, 1991 nghiên cứu ở vùng Arizona cho rằng cĩ mối tương quan nghịch giữa tốc độ thấm và đá che phủ trên bề mặt (đường kính > 5 mm), đá che phủ trên bề mặt đất đã ảnh hưởng đến sự che phủ của thực vật. Vì dưới thực vật che phủ, hàm lượng chất hữu cơ cao hơn, cĩ nhiều mao dẫn hơn, hoạt động của động vật đất nhiều hơn, điều đĩ đã làm tăng tốc độ thấm [10]. ðộ chặt đất tăng đã làm tăng dung trọng do sự thay đổi về kích thước, hình dáng và tính liên tục của mao dẫn và làm giảm tính thấm, tốc độ thấm nước và khơng khí (Richard và cộng sự, 2001) [155], chế độ khí (Czyz và cộng sự, 2001) [48], làm tăng dịng chảy bề mặt, xĩi mịn và ảnh hưởng bất thuận đến sự phát triển của cây trồng (Soane và Van Ouwerkerk, 1994) [167]. Một số kết quả nghiên cứu của Sauer T. J. và cộng sự (2005) lại cho rằng mối quan hệ giữa tốc độ thấm với dung trọng, cấp hạt thơ, cát, limon, hàm lượng sét là rất yếu (giá trị lớn nhất đạt r2 = 0,18) [158]. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 18 Một số tác giả khác lại cho rằng tốc độ thấm nước của đất phụ thuộc vào các đặc tính lý học đất (Ghawi và Battikhi, 1986) [80], loại đất (Corbane và cộng sự, 2008) [45]. Loague và Gander, 1990 cho rằng sự biến động tốc độ thấm của đất khơng phụ thuộc vào thành phần cấp hạt của đất mà phụ thuộc vào hoạt động của động vật đất, hệ thực vật và điều kiện khí hậu [117]. b). Kết cấu đất, đồn lạp với tốc độ thấm của đất. Kết cấu đất thể hiện kích thước, hình dáng, sự sắp xếp giữa pha rắn và pha khí, tính liên tục của mao dẫn, khả năng duy trì và trao đổi dung dịch đất, chất hữu cơ và chất khống, khả năng cung cấp vật chất cho rễ cây trồng sinh trưởng và phát triển (Lal, 1979) [106]. Kết cấu của đất phù hợp, độ bền cao là điều kiện rất quan trọng để cải thiện độ phì nhiêu, tăng sản phẩm, tạo độ xốp, tăng tốc độ thấm của đất và giảm khả năng bị xĩi mịn [28], [33]. Wollny (1898) đã tả mối tương quan thuận giữa kết cấu đất tới sự phát triển của rễ, nước hữu hiệu, sự trao đổi khơng khí trong đất cũng như độ bền cấu trúc đất. Ơng ta cho rằng sự tác động của kết cấu đất, sự phát triển của cây và năng suất cây trồng cần được xác định [193]. Từ đĩ, xác định ảnh hưởng tốt, xấu của kết cấu đất tới sinh trưởng và năng suất cây trồng đã được nhiều tác giả đề cập đến (Dexter, 1988; Kay, 1998) [59], [101]. Tuy nhiên, lý do tại sao cây trồng phát triển trên đất cĩ kết cấu tốt cịn ít được đề cập và nghiên cứu. Eummerson và cộng sự (1978) chỉ ra sự tác động giữa kết cấu đất, chế độ nước trong kết cấu đất, cũng như độ thống khí và sự phát triển của rễ với khả năng phát triển của rễ, độ chặt của đất canh tác [68]. Chính vì vậy, Dexter (1988) định nghĩa kết cấu đất “là thể khơng gian khơng đồng nhất về thành phần hay tính chất khác nhau của đất” ở nhiều cấp độ [59]. Bouma (1990) cho rằng khơng chỉ xác định số lượng và đường kính của các mao dẫn mà cịn Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 19 cả tính năng, mức độ phân tán của pha rắn và các mao dẫn cũng như tính kết nối quan trọng của hệ sinh thái đất. ðiều này đặc biệt đúng với khả năng tiếp cận bề mặt các hạt với đất, các ion và khí [32]. Kết cấu đất biến động theo khơng gian và thời gian theo điều kiện khí hậu, kỹ thuật canh tác và như là thuộc tính của đất (Angers, 1998) [15]. Cây trồng lâu năm thơng thường cải thiện được kết cấu đất, trong khi đĩ cây trồng hàng năm làm suy thối kết cấu đất; nguyên nhân chủ yếu là do sự xáo trộn bề mặt đã làm mất sự che phủ bề mặt và chất hữu cơ của đất. Sự suy thối đất diễn ra nhanh khi chuyển từ đất trồng cây lâu năm sang cây trồng hàng năm, nguyên nhân chủ yếu là do đã làm xáo trộn tầng đất canh tác (Karunatilake & van Es, 2002) [100]. Theo Guerif và cộng sự, 2001 kết cấu và đồn lạp đất chịu ảnh hưởng mạnh của quá trình làm đất, hệ thống canh tác và điều kiện khí hậu [82]. Hillel (1980), Ben - Hur và cộng sự (1989) cho rằng, kết cấu đất sau cày cĩ khuynh hướng vỡ khi tưới nước hoặc mưa, động thái thay đổi kết cấu làm thay đổi đáng kể tính dẫn nước của đất [92], [21]. Thơng số quan trọng trong việc đánh giá kết cấu đất là sự phân bố của cấp hạt, độ bền của đồn lạp và sự phân bố kích thước của mao dẫn [33]. ðồn lạp và các mao dẫn làm tăng dịng chảy trong đất; điều đĩ làm tăng tốc độ thấm và giảm dịng chảy bề mặt, làm tăng sự thấm sâu của nước (Franzluebbers, 2002) [76]. ðộ bền của đồn lạp đường kính trung bình cĩ quan hệ tuyến tính với tốc độ thấm của đất (r2 từ 0,16 - 0,71) [28]. Moldenhaur và Kemper (1969) cho rằng kích thước ban đầu của đồn lạp đất rất quan trọng trong việc hình thành váng trên bề mặt, tốc độ thấm, dịng chảy bề mặt, lượng đất mất và tăng tốc độ thấm trong lúc mưa do sự hình thành váng trên bề mặt chậm. Tuy nhiên tốc độ thấm bão hịa cuối cùng khơng phụ thuộc vào kích thước ban đầu của đồn lạp [133]. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 20 Sự hiểu biết về ổn định kết cấu đất và các yếu tố tác động là rất quan trọng trong việc đánh giá khả năng nứt nẻ, tạo váng bề mặt, sự thấm nước của đất, tốc độ thấm bão hịa, xĩi mịn đất, sự nảy mầm của hạt giống và việc dự báo mức độ ổn định lâu dài của đất sản xuất [26]. 1.2.2.2. Mao quản, độ chặt, sự hình thành váng bề mặt với tốc độ thấm của đất - Mao dẫn với tốc độ thấm của đất: Ankeny và cộng sự, 1990; Luxmoore và cộng sự, 1990 [16], [119] cho rằng mao dẫn của đất khơng chỉ quan trọng vì vai trị của chúng tới duy trì độ ẩm, sự phát triển của rễ, tính thống khí và đặc tính nước của đất và khi đánh giá sự di chuyển của nước trong đất thì sự phân bố kích thước mao quản quan trọng hơn độ xốp tổng số trong đất. Mao dẫn được phân loại thành nhiều nhĩm khác nhau dựa trên kích thước và khả năng dẫn ẩm của chúng. Baven và Germann (1982) [25], Luxmoore, R. J. (1981) [118] đã phân loại mao dẫn: vi đồn lạp (< 10 µm), mao dẫn cĩ kích thước trung bình (10 tới 1000 µm) và mao dẫn lớn (đường kính > 1000 µm). Dựa trên hình thái học của mao dẫn, Beven và Germann (1982) [25] đã phân loại mao dẫn lớn thành 4 nhĩm và tên các mao dẫn được đặt theo sự hình thành của động vật đất, rễ cây trồng, sự tạo vỏ, rãnh nứt và mao dẫn tự nhiên. Một số mao dẫn trong đất cĩ thể bị cắt đứt, số khác cĩ thể liên tục. Mao dẫn liên tục sẽ tạo điều kiện để dịng nước chảy nhanh hơn; mao dẫn đĩ được gọi là mao dẫn lớn và chiếm tỷ lệ % thể tích nhỏ trên tổng độ xốp của đất [114]. Khi đất cĩ mao dẫn lớn thường cĩ tốc độ thấm cao. Mcintyre D. S. (1958) đã chứng minh, các mao dẫn lớn, kết nối liên tục là đường dẫn chính dịng chảy trong đất [127]. Denning và cộng sự (1974) cũng cho rằng, mặc dù Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 21 các mao dẫn nhỏ trong đất chiếm tỷ lệ phần trăm thể tích lớn trong tổng độ xốp của đất, xong dịng chảy qua lại chiếm tỷ lệ rất nhỏ [56]. Quisenberry và Phillips (1978) cho rằng ở đất sét - canh tác đã tồn tại một số mao dẫn lớn ở tầng đế cày nên làm tăng tốc độ thấm ở tầng đế cày [150]. Mao dẫn trung bình và lớn ảnh hưởng đáng kể tới dịng chảy trong đất, đặc biệt tới độ thấm và di chuyển nhanh của nước, dung dịch đất và sự ơ nhiễm qua đất (Beven và Germann, 1982; Luxmoore và cộng sự, 1990; Ankeny và cộng sự, 1990) [25], [119], [16]. Watson và Luxmoore (1986) [187] cho rằng trên đất rừng 73 % lượng nước thấm qua đất từ các mao dẫn cĩ đường kính > 1x10-3 m, 96 % lượng nước thấm qua trong khi chúng chỉ chiếm 0,32 % tổng thể tích đất. Dunn và Phillip (1991) quan sát áp dụng kỹ thuật làm đất thơng thường và cho thấy: 43 % tổng lượng nước thấm qua mao dẫn lớn, trong khi đĩ 77 % lượng nước thấm qua mao dẫn cĩ đường kính >2 x 10-2 m với áp lực của nước là -0,06 kPa. ðiều đĩ cho thấy mao dẫn lớn và trung bình chiếm phần rất nhỏ trong tổng số thể tích của đất xong khả năng chuyển tải lượng nước lại rất lớn [62]. ðất cĩ đồn lạp tốt thường cĩ các mao dẫn cĩ kích thước khác nhau (Dalal và Bridge, 1996) [50]. Các mao dẫn cĩ kích thước lớn (>30 µm) bao gồm các mao dẫn do sinh vật đất tạo ra, sự nứt nẻ và độ hổng giữa các đồn lạp. Số lượng, kích thước và độ hổng của mao dẫn chịu sự ảnh hưởng của hàm lượng các bon hữu cơ và mức độ chuyển hĩa trong đất; hàm lượng các bon hữu cơ và thành phần cấp hạt ảnh hưởng tới độ xốp của đất (Thomsen và cộng sự, 1999) [176]. ðộ hổng - mao dẫn do sinh vật tạo ra cĩ vai trị quan trọng trong việc khuyếch tán của nước, khơng khí và ảnh hưởng đến quá trình phân hủy. Các mao dẫn nhỏ làm giảm sự khuyếch tán khơng khí và nước, làm giảm sự phân hủy các bon hữu cơ do hoạt động của vi sinh vật bị hạn chế Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 22 (Dalal và Bridge, 1996; Kay, 1998; Thomsen và cộng sự, 1999) [50], [101], [176]. Ảnh hưởng của kỹ thuật làm đất đến mao quản lớn và tốc độ thấm của nước được nhiều tác giả đề cập đến. Kỹ thuật làm đất thơng thường đã làm giảm số lượng mao quản lớn và tốc độ thấm so với biện pháp kỹ thuật làm đất tối thiểu (Chan, 2003) [40]. ðộ chặt của đất ảnh hưởng bất lợi tới tính thấm nước của đất (Servadio và cộng sự, 2001) [162]. Mapa R. P., 1995 cho rằng, đất rừng tái sinh cĩ mao quản lớn cao hơn so với đất sản xuất nơng nghiệp và đất rừng trồng; điều này thể hiện sự tác động tích cực của chất hữu cơ đến việc hình thành và duy trì đồn lạp của đất. Mao quản lớn là điều kiện phù hợp cho nước thấm vào đất và giảm dịng chảy bề mặt. Dưới rừng tái sinh cĩ mơi trường phù hợp cho hệ động thực vật đất phát triển [122]. - ðộ chặt với tốc độ thấm của đất: ðộ chặt của đất được khái niệm như quá trình tái sắp xếp, làm giảm khoảng trống, nén chúng lại với nhau và làm tăng dung trọng đất (Soil Science Society of America, 1996) [168] và nĩ liên quan tới đồn lạp đất bởi sự thay đổi sắp xếp về mặt khơng gian, kích thước và hình dáng cục tảng, đồn lạp, giảm khoảng hổng cả mặt trong và mặt ngồi (Defossez và Richard, 2002) [54]. Nơng nghiệp thâm canh đã và đang lan rộng ở hầu hết các nơi trên thế giới, bao gồm thời gian luân canh ngắn hơn, sử dụng máy mĩc nặng hơn và dẫn đến làm tăng độ chặt của đất (Poesse, 1992) [148]. Cĩ khoảng 68 triệu ha đất bị nén chặt do giao thơng (Flower và Lal, 1998) [73]. Ở Châu Âu đất bị nén chặt được coi như một sự thối hĩa của đất, khoảng 33 triệu ha (Akker và Canarache, 2001) [13] và khoảng 30 % (4 triệu ha) ở phía Tây của Australia (Carder và Grasby, 1986) [36]. Vấn đề tương tự xảy ra ở hầu hết các lục địa. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 23 Capowies Y. và cộng sự (2009) cho rằng: độ chặt đất làm giảm đáng kể tốc độ thấm của đất vì số lượng mao quản lớn giảm và tăng dung trọng của đất [35]. ðất bị nén chặt cịn ảnh hưởng tới sự khống hĩa các bon hữu cơ và đạm trong đất (Neve và Hofman, 2000) [142]. ðộ cứng là chỉ số được sử dụng để đo độ chặt của đất, phản ảnh khả năng ngăn cản sự xâm nhập của rễ vào đất (Hamza và Anderson, 2003) [85]. Tốc độ thấm cũng được sử dụng để thể hiện mức độ chặt của đất, đặc biệt đối với lớp đất mặt. Tốc độ thấm của đất khơng bị nén chặt cĩ đồn lạp tốt và nhanh hơn so với trên đất chặt và khơng cĩ kết cấu (Hamza và Anderson, 2003) [85]. Sự giẫm đạp đã làm tăng sự nén chặt và bịt kín bề mặt đất (Warren và cộng sự, 1986) [186]. Áp lực do chăn thả đã làm thay đổi số lượng và loại cây trồng như cây bụi, cây hịa thảo, các loại cỏ và ảnh hưởng tới nguồn hữu cơ vào đất. ðất để trống ở điều kiện khí hậu thay đổi đã thúc đẩy việc tạo lớp vỏ cứng trên bề mặt đất. Chính vì vậy, tốc độ thấm trên đất trống thấp hơn so với đất dưới tán cây và cây bụi (Blackburn, 1984) [27]. Mặc dù các hệ thống canh tác và các biện pháp kỹ thuật đã cải thiện đáng kể để giảm thiểu những áp lực của thâm canh, nhưng nhiều tính chất của đất vẫn xấu đi, lan rộng ra và làm giảm năng suất cây trồng. Sự nén chặt liên quan tới hầu hết các vấn đề mơi trường (McGarry, 2001) [126] bởi nén chặt lớp đất đế cày đã gây ảnh hưởng lâu dài, làm mất đi khả năng tự nhiên của đất và điều này đã được Liên minh Châu Âu cơng nhận như một dạng suy thối đất nghiêm trọng (Akker và Canarache, 2001) [13]. - Hình thành váng bề mặt với tốc độ thấm của đất. Dưới lực tác động của hạt mưa và dịng chảy đồn lạp bị phá vỡ do sự trương nở trong quá trình làm ướt (USDA - NRCS, 2001) [183]. Vi đồn lạp bị phân tán trong nước dưới tác động của hạt mưa thường bị phân tán thành Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 24 các hạt rời; các hạt rời này hình thành váng trên bề mặt và bịt kín mao dẫn. Khi đồn lạp bị vỡ và phân tán thì đây là bước đầu hình thành lớp vỏ, váng và làm giảm nước thấm vào đất, giảm lượng nước hữu hiệu và tích trữ trong đất, dẫn đến thúc đẩy dịng chảy trên bề mặt và xĩi mịn (USDA - NRCS, 2001; Lado và cộng sự, 2004) [183], [105]. Sự hình thành váng đã làm giảm khả năng thấm nước vào đất (Duley, 1939; Morin và cộng sự, 1981) [61], [135] chính vì vậy đã làm tăng sự chảy tràn trên mặt và xĩi mịn (Mcintyre, 1958) [127] đặc biệt đã hạn chế tốc độ thấm ở điều kiện khơ hạn và bán khơ hạn (Ben - Hur và cộng sự, 1992) [22]. Duley (1939) mơ tả sự phá hủy kết cấu đất, sự tái sắp xếp các cấp hạt mịn xung quanh các cấp hạt lớn hơn, do vậy đã làm giảm các lỗ hổng trên bề mặt của đất [61]. Mcintyre (1958) nghiên cứu nguyên nhân hình thành lớp váng, đĩ là do sự lắng các cấp hạt mịn, rửa trơi và nén chặt lại [127]. Lớp vỏ, váng bề mặt thể hiện sự phân tán thành nhiều hay ít lớp, độ dày lớp vỏ và thường dao động từ 0,1 đến 15 mm (Mcintyre, 1958) [127]. Mặc dù vậy, các nghiên cứu mới chỉ tập trung vào sự trao đổi giữa các lớp và giữa lớp vỏ và lớp chưa bị xáo trộn bên dưới, xác định một vài tính chất của lớp vỏ bề mặt như: dung trọng, độ xốp, khả năng giữ nước, tính dẫn hay cả tốc độ thấm bão hịa (Bosch và Onstad, 1988) nên phản ảnh khơng đúng bản chất của lớp vỏ [31]. Theo Tarchitzky J., Banin A., Morin J. và Chen Y. (1984) khi đồn lạp đất bị phá vỡ thì dung trọng tăng mặc dù lớp đất dưới vẫn duy trì được thành phần và kết cấu. Khi hình thành lớp váng trên bề mặt thì dung trọng tăng từ 1,35 - 1,48 đến 1,74 - 1,88 g/cm3. Khi đĩ lượng vật chất mất do xĩi mịn tăng lên theo mức độ dịng chảy bề mặt, cịn tốc độ thấm lại giảm. Lượng đất mất trên đất cát pha thịt cao nhất (1,25 g/m2/phút), tiếp đến trên đất sét (0,76 g/m2/phút) và thấp nhất là trên đất cát (0,45 g/m2/phút) [174]. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 25 Trên đất canh tác sau khi cày, bề mặt đất dễ hình thành váng do mưa. Lực tác động của hạt mưa làm vỡ và phân tán đồn lạp, tiếp đến đất bị nén chặt, tái phân tán và sắp xếp cấp hạt trên bề mặt, chính vì vậy làm tăng dịng chảy bề mặt và mất đất (Duley, 1939) [61]. Lớp váng bề mặt khi khơ trở nên cứng, ảnh hưởng đến sự nảy mầm của hạt (Hanks và Thorp, 1957) [86]. Thơng thường, đồn lạp bền của lớp đất bề mặt càng thấp thì sự hình thành váng trên bề mặt càng cao (Le Bissonnais, 1996) [111] và dẫn đến rửa trơi đất (Singer và cộng sự, 1992) [166]. Canh tác liên tục đã làm giảm cả đồn lạp khơ và đồn lạp ướt, tăng phân tán sét, giảm tính thấm, về lâu dài hạn chế lớn tới khả năng thấm và tích nước trong đất. 1.2.2.3. Tính chất hĩa học với tốc độ thấm của đất. Trong các tính chất hĩa học, hàm lượng hữu cơ trong đất được coi như chỉ thị về “độ phì của đất” bởi các chất hữu cơ tầng mặt đĩng vai trị cần thiết để kiểm sốt xĩi mịn, tốc độ thấm và bảo vệ các chất dinh dưỡng của đất (Franzluebbers, 2002) [76]. Chất hữu cơ hay các bon hữu cơ trong đất gồm tất cả các hợp chất hữu cơ trong đất và thuộc phần thể rắn của đất như: tế bào động, thực vật ở các giai đoạn phân hủy khác nhau và trong sinh khối của vi sinh vật sống (rễ, dịch vi sinh vật, ở dạng dễ và khĩ phân hủy). Các hợp chất hữu cơ đất tồn tại ở nhiều dạng hợp chất các bon và chúng được chia thành 3 loại, dựa theo thời gian và mức độ chuyển hĩa: a) Dạng hoạt tính, dễ phân hủy được kết hợp với sinh khối của vi sinh vật và dễ phân hủy từ lá, rễ cây trồng cĩ thời gian chuyển hĩa ngắn (từ vài tuần cho đến hàng năm); b) Các chất chậm phân hủy (thường thường thời gian chuyển hĩa từ 10 đến 100 năm); c) giai đoạn trơ (thường là các hợp chất humic cao phân tử, hay hợp chất khống) thời gian chuyển hĩa hàng nghìn năm (Trumbore, 1997) [180]. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 26 Chất hữu cơ là thành phần cũng như vật chất trung chuyển cần thiết và chi phối nhiều đặc tính lý, hĩa và sinh học đất. ðặc biệt, nĩ cĩ vai trị quan trọng tới kết cấu và đồn lạp đất do: (i) tạo thuận lợi cho tính thấm; (ii) cung cấp mơi trường sống đa dạng cho vi sinh vật; (iii) cung cấp đủ oxy cho rễ cây và vi sinh vật đất; (iv) hạn chế xĩi mịn [28]. Hữu cơ tác động trực tiếp tới dung trọng đất vì tỷ trọng của các hợp chất hữu cơ nhỏ hơn so với tỷ trọng của khống đất. Thêm vào đĩ các chất hữu cơ thường làm tăng đồn lạp đất và tạo ra mao dẫn ổn định thơng qua hoạt động của sinh vật đất (Franzluebbers và cộng sự 2000) [75]. Chất hữu cơ cĩ khả năng giữ nước tốt hơn phần khống của đất [28]. Hàm lượng chất hữu cơ làm giảm khả năng hình thành lớp váng trên bề mặt. Le Bissonnais và Arrouays (1996) cho rằng giảm hữu cơ trong đất xuống dưới 1,5 - 2 % sẽ làm giảm đồn lạp bền cũng như sự thấm nước của đất [111]. Lado M. (2004) cho rằng tăng hàm lượng hữu cơ trong đất từ 2,3 đến 3,5 % sẽ làm giảm khả năng vỡ đồn lạp, giảm hình thành váng bề mặt dưới tác động của mưa. Tốc độ thấm bão hịa trên đất cĩ hàm lượng hữu cơ cao sẽ cao hơn so với đất cĩ hàm lượng hữu cơ thấp; nguyên nhân là do trên đất cĩ hàm lượng hữu cơ thấp thì sự phân tán, vỡ kết cấu đồn lạp sẽ nhiều hơn, do vậy liên tiếp hình thành các lớp vỏ mới trên lớp vỏ cũ. Sự sắp xếp lại các hạt đất bị tách ra và phân tán ở các lớp sẽ rất khác nhau nếu cĩ hàm lượng hữu cơ khác nhau. Tĩm lại, lớp vỏ hình thành sẽ dày hơn, chặt hơn trên đất cĩ hàm lượng hữu cơ thấp [105]. Hàm lượng chất hữu cơ là nhân tố chủ yếu ảnh hưởng đến kết cấu của đất, đặc biệt là đất nhiệt đới (Combeau và Quantin, 1964) [43]. Nghiên cứu gần đây cho rằng hàm lượng chất hữu cơ và đồn lạp cĩ quan hệ thuận với nhau (Tisdall và Oades, 1982) [177]. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 27 ðộ bền của đồn lạp hầu như liên quan chặt hơn với sự sắp xếp của chất hữu cơ so với hàm lượng các bon tổng số trong đất [105]. Lado M. (2004) cho rằng nếu đất canh tác cĩ hàm lượng hữu cơ cao thì cĩ rất nhiều ưu việt bởi vì sẽ duy trì được kết cấu đồn lạp lớn trong mùa mưa và duy trì được tốc độ thấm cao. Ngược lại, trên đất cĩ hàm lượng hữu cơ thấp thì hiệu quả canh tác chỉ thể hiện trong thời gian ngắn vì hầu hết các đồn lạp lớn bị mất kết cấu và phân tán khi bắt đầu mùa mưa [105]. Sự khống hĩa các dạng hữu cơ trong đất phụ thuộc vào việc thay đổi hình thức sản xuất, kỹ thuật canh tác, sự thay đổi các sinh vật làm thay đổi sinh khối, số lượng và chất lượng hợp chất hữu cơ; đặc biệt quá trình khống hố lại biến động lớn theo khơng gian và thời gian [160]. Gajic B., Dugalic G., Diurovic N. (2006) cho rằng hàm lượng hữu cơ tầng đất mặt trên đất canh tác giảm 2,5 lần so với đất rừng cĩ thảm thực vật (hơn 100 năm) và đồn lạp bền (đường kính từ 0,25 mm đến 10 mm) giảm 2 lần so với đất rừng tự nhiên [79]. Guerra (1994) sử dụng phương pháp mưa nhân tạo để xác định tốc độ thấm, dịng chảy bề mặt và lượng đất mất trên đất thịt pha cát với các hàm lượng OM khác nhau và đi đến kết luận: hữu cơ trong đất đĩng vai trị quan trọng với độ bền của đồn lạp và khả năng chống lại xĩi mịn. Hàm lượng OM trong đất dưới 3 % thì đồn lạp kém bền và nguy cơ bị xĩi mịn cao [83]. Ở vùng á nhiệt đới, chặt phá rừng và chuyển sang trồng cỏ dẫn đến mất đáng kể các bon hữu cơ của đất (Brown và Lugo Veldkamp, 1994) [34]. Tuy vậy, ở vùng nhiệt đới việc trồng cỏ cĩ thể duy trì, thậm trí làm tăng được hữu cơ, đặc biệt khi trồng các loại cỏ cĩ hàm lượng sinh khối lớn dưới đất (Feil và cộng sự, 1995) [70]. Murty và cộng sự (2002) lại cho rằng khơng cĩ khuynh hướng thay đổi về hàm lượng các bon hữu cơ trong đất khi chuyển từ đất rừng sang đất đồng cỏ ở vùng khí hậu nhiệt đới [139]. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 28 ðồn lạp đất chịu sự chi phối của nhiều cơ chế khác nhau ở các loại đất khác nhau. Mức độ và sự ổn định của đồn lạp thơng thường tăng với các bon hữu cơ trong đất, diện tích bề mặt của sét và CEC. Trên những đất cĩ hàm lượng các bon hữu cơ và hàm lượng sét thấp, đồn lạp cĩ thể chịu tác động bởi các cation, trong khi đĩ vai trị của các cation đối với đồn lạp đất là rất nhỏ so với các bon hữu cơ và sét. Trên đất Oxisols và Ultisols phức chất Al - humus và tinh thể thạch anh đồn lạp cao hơn khi các hợp chất đĩ bảo vệ các bon hữu cơ khỏi sự phân hủy của vi sinh vật. Trên đất Aridisols độ bền đồn lạp cao bởi liên kết với CaCO3 (Boix - Fayos và cộng sự, 2001) [29]. CEC thường liên quan đến sự bền hĩa của đồn lạp (Dimoyiannis và cộng sự, 1998) [60]. Sự tăng cường hình thành đồn lạp là do tác động của cầu nối cation phức, tại đĩ lực đẩy giữa các điện tích trái dấu của các hạt sét hay các bon hữu cơ giảm (Tisdall, 1996) [178]. ðồn lạp chứa các cation Ca2+, Al3+ và Fe3+ cĩ thể giảm sự trương nở đất (Tisdall, 1996) [178]. Thêm vào đĩ, pH đất ảnh hưởng đến khả năng hịa tan của kim loại, hoạt tính của vi sinh vật, khả năng, sự phân tán của cấp hạt sét (Haynes và Naidu, 1998) [89]. Tăng pH làm tăng điện tích âm trên bề mặt hạt sét. Chính vì vậy, pH cĩ vai trị quan trọng trong việc kiểm sốt mức độ phân tán của cấp hạt sét (Chorom và cộng sự, 1994) [42]; cấp hạt sét thường kết tụ khi pH cao (Haynes và Naidu, 1998) [89]. Các đồn lạp lớn được hình thành ở đất cĩ pH cao, nồng độ CaCO3 lớn (Boix - Fayos và cộng sự, 2001) [29]. Bĩn vơi thơng thường làm tăng pH đất, tăng hoạt tính vi sinh vật và năng suất cây trồng, gĩp phần nâng cao hàm lượng hữu cơ trong đất, tăng đồn lạp đất và làm tăng tốc độ thấm của đất (Haynes và Naidu, 1998) [89]. Nhiều tác giả đều thống nhất với nhận định rằng khơng cĩ tính chất đơn lẻ nào ảnh hưởng mạnh đến tốc độ thấm của đất. Một số khác lại cho rằng, hình thức sử dụng đất ảnh hưởng tới tốc độ thấm mạnh hơn so với các tính chất vốn cĩ của đất. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 29 1.2.3. Hình thức sử dụng đất, kỹ thuật canh tác với tốc dộ thấm của đất. 1.2.3.1. Hình thức sử dụng đất với tốc độ thấm. Ảnh hưởng hình thức sử dụng đất đến lý tính của đất được đề cập trong nghiên cứu của Spaans và cộng sự (1989) [169] và một số nghiên cứu chứng minh thay đổi lý tính đất sau khi phá rừng làm đất nơng nghiệp (Lal, 1990) [107]. Khi thảm thực vật tự nhiên bị mất, mưa tác động trực tiếp lên bề mặt đất, làm tăng sự hình thành váng bề mặt, giảm sự tái tuần hồn của chất hữu cơ trong đất, giảm khả năng giữ nước của đất và tốc độ thấm [122]. So với đất chịu tác động của con người, đất dưới điều kiện thảm thực vật tự nhiên (ví dụ đất rừng nguyên sinh) cĩ những đặc tính chung như: dung trọng thấp và tốc độ thấm nước bão hịa cao, độ xốp tổng số, mao quản lớn, là kết quả của gĩc lá che phủ, lượng chất hữu cơ đưa vào, sự phát triển và phân hủy rễ cây và sự phong phú của hệ động vật đất (Lee và Foster, 1991) [113]. Ngược lại, đối với đất dưới tác động của con người thì thơng thường hàm lượng hữu cơ tầng mặt lại giảm; chăn nuơi hay sử dụng cơ giới làm chặt đất, tăng dung trọng và giảm tốc độ thấ._.part I. Agric. Eng. 28, 145– 146. 68. Eummerson H. and et al., (1978). Modification of soil structure. Wiley, Chichester, 438 pp. 69. 70. Feigl B. J., Melillo J., Cerri C. C. (1995). “Changes in the origin and quality of soil organic matter after pasture introduction in Rondonia (Brazil).” Plant Soil 175: 21–29. 71. Fesha I. G., Shaw J. N., Reeves D. W., Wood C. W., Feng Y., Norfleet M. I., VanSanten E., (2002). Land use effects on soil quality parameters for Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 111 identical soil taxa. In: Van Santen, E. (2002). Making Conservation Tillage Conventional: Building a Future on 25 years of Research.Proc. of 25th Annual Southern Conservation Tillage Conf. for Sustainable Agriculture Auburn AL 24–26 June, 2002. Special Report No. 1, pp. 233–238. 72. Filho C. C., Lourenco A., Guimaraes M. D. F., Fonseca I. C. B., (2002). “Aggregate stability under different soil management systems in a red Latosol in the state of Parana, Brazil.” Soil Tillage Res. 65, 45– 51. 73. Flowers M., R. Lal (1999). “Axle load and tillage effects on the shrinkage characteristics of a Mollic Ochraqualf in northwest OhioSoil.” Tillage Research 50 251±258. 74. Fox D. M., and et al., (1997). The influence of slope angle on final infiltration rate for interrill conditions.” Geoderma 80, 181-194. 75. Franzluebbers A. J., Stuedemann J. A., Schomberg H. H., Wilk-inson S. R., (2000). Soil organic C and N pools under long-term pasture management in the Southern Piedmont USA. Soil Biol. Biochem. 32, 469–478. 76. Franzluebbers A. J. (2002). “Water infiltration and soil structure related to organic matter and its stratification with depth. Published by Elsevier Science.” Soil & Tillage Research 66 (2002) 197-205. 77. Fu B. (2003). “The effect of land use on soil moisture variation in the Danangou catchment of the Loess Plateau, China.” Catena 54 (2003) 197-213. Published by Elsevier. 78. Fullen M. A., (1991). “Soil organicmatter and erosion processes on arable loamy sand soils in the West Midlands of England.” Soil Technol. 4:19– 31. 79. Gajic B., Dugalic G. and Djurovic, (2006). Comparisn of soil organic matter content, aggregate compositon and water stability of gleyic fluvisol from adjacent forest and cultivated areas. Agronomy Research 4(2), 449-508. 80. Ghawi I., Battikhi A., (1986). “Water melon production under mulch and trickle irrigation in the Jordan valley.” Journal of Agronomy and Crop Science 157, 145–155. 81. Giertz S., Junge B. (2005). “Assessing the effect of land use change on soil physical properties and hydrilogical processes in the sub-humid tropical environment of West Africa.” Physics and Chemistry of the Earth 30 (2005) 485-496. Published by Elsevier. 82. Guerif J. and et al., (2001). “A review of tillage effect on crop residue management, seedbed conditions, and seedling establishment.” Soil Till. Res. 61, 13-32. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 112 83. Guerra A., (1994). “The effect of organic matter content on soil erosion in simulated rainfall experiments in W. Sussex, UK.” Soil Use Man- age. 10:60–64. 84. Halvorson A. D., Wienhold B. J., Black A. L., (2002). “Tillage, nitrogen, and cropping system effects on soil carbon sequestration.” Soil Sci. Soc. Am. J. 66, 906–912. 85. Hamza M. A., Anderson W. K., (2003). Responses of soil properties and grain yields to deep ripping and gypsum application in a compacted loamy sand soil contrasted with a sandy clay loamsoil inWestern Australia. Aust. J. Agric. Res. 54, 273–282. 86. Hanks R. J. and Thorp F. C., (1957). Seedling emergence of wheat, grain sorghum and soybeans as affected by soil crust strength and moisture content. Soil Sci. Soc. Am. Proc., 21: 357-359. 87. Hanse S., Engelstad F., (1999). Earthworm populations in a cool and wet district as affected by tractor traffic and fertilization. Appl. Soil Ecol. 13, 237–250. 88. Harden C. P., Scruggs P. D. (2003). “Infiltration on mountain slopes: a comparision of the three environments.” Geomorphology 55 (2003) 5- 24. 89. Haynes R. J., Naid R., (1998). Influence of lime, fertilizer and manure applications on soil organic matter content and soil physical conditions: a review. Nutr. Cycl. Agroecosyst. 51, 123– 137. 90. Heermann D. and Duke H. R., (1983). Applications in dryland agriculture. In: Advances in Infiltration. Proc. of National Conference on Advances in Infiltration. American Society of Agriculture Engineers, St. joseph, MI, pp. 254-263. 91. Helalia A. M. (1993). “The relation between soil infiltration and effective porosity in differect soils.” Agricultural Water Management, 24 (1993) 39-47. 92. Hillel D., (1980). Application of soil physics. Academic Press, New York. 93. Hudson N. W. (1988). Soil conservation strategies for the future, 5th ISCO conference. Bangkok, Thailand. 94. Jacinthe P. A., Lal R., Kimble J. M., (2002). “Carbon dioxide evolution in runoff from simulated rainfall on long-term no-till and plowed soils in southwestern Ohio.” Soil Tillage Res.66, 23–33. 95. Jackson R. B., Canadell J., Ehlerlinger J. R., Mooney H. A., Sala O.E., Schulze E. D., (1996). “A global analysis of root distributions for terrestrial biomes.” Oeceologica108 (3), 389–411. 96. Jarecki M., Lal R., (2003). Crop management for soil carbon sequestration. Crit. Rev. Plant Sci. 22, 1 –32. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 113 97. Jimenez C. C., Tejedor M., Morillas G., Neris J., (2006). “Infiltration rate in andisols effect of changes in vegetation cover (Tenerife, Spain).” Journal of Soil andWater Conservation 61 (3), 153–158. 98. John Diamonda, Thomas Shanleya, (2003). Infiltration rate assessment of some major soils. Irish Geography, 36: 32 – 46. 99. Jung L., (1960). “The influence of the stone cover on runoff and erosion on slate soils.” Int. Assoc. Sci. Hydrol. 53: 143-153. 100. Karunatilake U. P. & van Es, (2002). “Rainfall and tillage effect on soil structure after alfalfa conversion to maize on clay loam soil in New York.” Soil Till.Res 67, 135-146. 101. Kay B. D., (1998). Soil structure and organic carbon: a review. In: Lal R., Kimble J. M., Follett R. F., Stewart B. A. (Eds.). Soil Processes and the Carbon Cycle. CRC Press, Boca Raton, FL, pp. 169– 197. 102. Khan M. J., Monke E. J., Foster G. R., (1988). Mulch cover and canopy effect on soil loss. Transactions of the ASAE 131 (3), 706–771. 103.Kirby M. J., R. P. C. Morgan (1980). Soil erosion. John Wiley and sons Chichester New York, Brisbane, Toronto. 104. Knapp B. J., (1978). Infiltration and storage soil water. In: Kirkby M. J. (Ed.): Hillslope Hydrology. Wiley Chichester, UK, pp. 43-72. 105. Lado M., Paz A. and Ben-Hur M. (2004). Matter and Aggregate Size Interaction in Infintration, Seal Formation, and Soil Loss. Soil Science Society of America, 68:932-942. 106. Lal R., (1979). “Soil erosion on alfisols in Western Nigeria II effect of mulch rates.” Geoderma 16, 377–382. 107. Lal R., Vandoren D. M., (1990). “Influence of 25 years of continuous corn production by three tillage methods on water infiltration for two soils in Ohio.” Soil and Tillage Research SOTRD 5, 16. 108. Langdale G. W., West L. T., Bruce R. R., Miller W. P., Thomas A. W., (1992). “Restoration of eroded soil with conservation tillage.” Soil Technol. 5, 81–90. 109. Lattanzi A. R., Meyer L. D., Baumgardner M. F., (1974). Influences of mulch rate and slope steepness of an interill erosion. Soil Science Society American Proceedings 38 (6), 946–950. 110. Layton J. B., Skidmore E. L., Thompson C. A., (1993). “Winter- associated changes in dry-soil aggregation as influenced by management.” Soil Sci. Soc. Am. J. 57, 1568–1572. 111. Le Bissonnais Y., (1996). “Aggregate stability and assessment of soi crusting and erodibility: 1. Theory and methodology.” Eur. J. Soi Sci. 47:425–437. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 114 112. Leduc C. G. et al., (2001). “Long-term rise in a shahelian water-table: the continental terminal in south-west Niger.” J. Hydrol.243:43-54. 113. Lee K. E., Foster R. C., (1991). ”Soil fauna and soil structure.” Australian Journal Research 29 (6), 745–775. 114. Lekamalage B. W. (2003). Characterization of surface soil hydraulic properties in sloping landscapes. Master of Science in the Dapartment of Soil Science University of Sakatchewan Saskatoon. 115. Li Y. Y., Shao M. A., (2006). “Change of soil physical properties under long-term natural vegetation restoration in the Loess Plateau of China.” Journal of Arid Environments 64, 77–96. 116. Lindstrom M. J., Voorhees W. B., Randall G. W., (1981). “Longterm tillage effects on interrow runoff and infiltration.” Soil Science Society of America Journal 45, 945–948. 117. Loague K., Gander G., (1990). R-5 revisited:1, Spatial variability of infiltration on a small rangeland catchment. Water Reources Research 26 (5), 957-971. 118. Luxmoore R. J., (1981). “Micro-, meso- and macroporosity of soil.” Soil Sci. Soc. Am. J. 45:671-672. 119. Luxmoore R. J, and et al., (1990). ”Physical and chemical controls of preferred path flow through a forested hillslope.” Geoderma 46: 139- 154. 120. Mangangka I. R. (2008). The decline of soil infiltration capacity due to high elevation ground water. Civil engineering dimension, Vol 10, No 1, March 2008. 121. Mannering J. V., Meyer L. D., (1961). The effects of different methods of corn stalk residue management on runoff and erosion as evaluated by simulated rainfall. Soil Science Society American Proceedings 25, 506– 510. 122. Mapa R. B. (1995). “The effect of reforestation using Tectona grandis on infiltration and soil water retention.” Forest Ecology and Management 77 (1995)119-125. Published by Elsevier. 123. Martens D. A., (2000). Plant residue biochemistry regulates soil carbon cycling and carbon sequestration. Soil Biol. Biochem. 32, 361– 369. 124. Mbagwu J. S. C., Piccolo A., Mbila M. O., (1993). Water stability of aggregates of some tropical soils treated with humic substances. Pedologie XLIII-2, 269–284. 125. McCalla T. M., Army J. J., Wittfield C. I., (1963). “Stubble mulch farming.” Journal of Soil and Water Conservation 17, 204–208. 126. McGarry D., (2001). Tillage and soil compaction. In: Garcia-Torres,L., Benites, J., Martinez-Vilela, A. (Eds.), First World Congress on Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 115 Conservation Agriculture, 1–5 October 2001, Madrid, Spain. Natural Resource Sciences. pp. 281–291. 127. Mcintyre D. S., (1958). “Soil splash and the formation of surface crusts by raindrop impact.” Soil Sci. 85, 261-266. 128. Meek B. D., Rechel E. R., Carter L. M., de Tar W. R. and Uric A. L., (1992). “Infiltration rate of sandy loam soil. Effects of traffic, tillage and plant roots.” Soil Sci. Sot. Am. J., 56: 908-913. 129. Mehan D., (1986). Effects of Coarse Fragments on Infiltration Rates and Green and Ampt Parameters.Unpublished M.Sc. Thesis in Watershed Management, Utah State University, Logan, UT, 156 pp. 130. Meyer L. D., Wischmeier W. H., Forster G. R., (1970). Mulch rate required for erosion control on steep slopes. Soil Science Society American Proceedings 34, 928–931. 131. Mielke L.N., Wilhelm W.W., (1998). “Comparisons of soil physical characteristics in long-term tillage winter wheat-fallow tillage experiments.” Soil Tillage Res. 49, 29–35. 132. Miller J. J., et al., (1998). ”Unsaturated hydraulic conductivity of conventional and conservation tillage soils in southern Alberta.” Can. J. Soil Sci, 78: 643-648. 133. Moldenhauer W. C., and W. D. Kemper, (1969). Interdependence of water drop energy and clod size on infiltration and clod stability.” Soil Sci. Soc. Am. Proc. 33:297–301. 134. Morgan R. P. C., (2005). Soil Erosion and Conservation (third ed.). John Wiley, New York. 135. Morin J., Y. Benyamini and A. Michaeli, (1981). “The effect of raindrop impact on the dynamics of soil surface crusting and water movement in the profile.” J. Hydrol. (Amsterdam) 52:321–335. 136. Moroke T. S. and et al., (2009). ”Comprative assessment of water infiltration of soils under different tillage systems in eastern of Botswana.” Physics and Chemistry of the Earth 34, 316-323. 137. Mugendi D. N., Nair P. K.R., Mugwe J. N., O’Neill M. K., Woomer P., (1999). Alley cropping of maize with calliandra and leucaena in the subhumid highlands of Kenya: Part 1. Soil-fertility changes and maize yield. Agrofor. Syst. 46, 39–50. 138. Munkholm L. J., Schjonning P., Debosz K., Jensen H. E., Christensen B. T., (2002). “Aggregate strength and mechanical behaviour of a sandy loam soil under long-term fertilization treatments.” Eur. J. Soil Sci. 53, 129–137. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 116 139. Murty D., Kirschbaum M. U. F., McMurtrie R. E., McGilvray H. (2002). Does con-version of forest to agricultural land change soil carbon and nitrogen? Areview of the literature. Global Change Biol 8: 105-123. 140. Mwanjalolo J. G. M., Tenywa M. M., (1998). Infiltration characteristic of soil of the Kyetume ridge, Kabanyolo, Uganda. MUARIK Bullentin 1, 57-65. 141. Navar J. and Timothy J. Synnott (2003). Infiltration and land use in linares. N. L., Mexico (Terra volumen 18 numero 3, 2000). 142. Neve S., Hofman G., (2000). “Influence of soil compaction on carbon and nitrogen mineralization of soil organic matter and crop residues.” Biol. Fertil. Soils 30, 544–549. 143. Noellemeyer E., Frank F., Alvarez C., Morazzo G., Quiroga A. (2008). “Carbon contents and aggregation related to soil physical and biological properties under a land - use sequence in the semiarid region of central Argentina.” Soil & Tillage Research (2008) 179-190. Published by Elsevier Science. 144. Piccolo A., Pietramellara G., Mbagwu J. S. C., (1997). “Use of humic substances as soil conditioners to increase aggregate stability.” Geoderma 75, 267– 277. 145. Thai Phien and Tu Siem (1996). Management of sloping lands for Sustainable agricultural in Vietnam. The management of sloping lands in Asia (IBSRAM/ASIALAND) Network Document No-20, pp, 275- 314. 146. Plante A. F., McGill W. B., (2002). ”Soil aggregate dynamics and the retention of organic matter in laboratory-incubated soil with differing simulated tillage frequencies.” Soil Tillage Res. 66, 79–92. 147. Poesen J., (1984). The influence of slope angle on infiltration rate and Hortonnian overland flow volume. Zeitschrift fur Geomofologie 40, 177- 131. 148. Poesse G. J., (1992). Soil compaction and new traffic systems. Vol. Possibilities offered by New Mechanisation Systems to Reduce Agricultural Production Costs. Commission of the European Communities, pp.78-9 1. 149. Price K., Jackson C. R., Parker A. J. (2008). “Variation of surficial soil hydraulic properties across land uses in the sourthern Blue Ridge Mountains, North Carolina, USA.” Journal of Hydroology, Published by Elsevier. 150. Quisenberry V. L. and Phillips R. E., (1978). “Displacement of soil water by simulated rainfall.” Soil Sci. Soc. Am. J., 42: 675-679. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 117 151. Rawls W. J., Stone J. J. and Brakensiek D. L., (1989). Infiltration. In: USDA-Water Erosion Prediction Project: Hillslope Profile Version. NSER1 Report Number 2, National Soil Erosion Research Laboratory, USDA-ARS, West Lafayette, p. 4.7. 152. Rawls W. J., Ahuja L. R., Brakensiek D., Shirmohammadi A., (1993). Infiltration and soil water movement. In: Maidment, D. (Ed.), Handbook of Hydrology. McGraw-Hill, New York, pp. 5.1–5.51. 153. Reichert J. M., Norton L. D., (1994). Aggregate stability and rain- impacted sheet erosion of air-dried and prewetted clayey surfacesoils under intense rain.” Soil Sci. 158, 159–169. 154. Reiners W. A., Bouwman A. F., Parsons W. F. J., Keller M., (1994). “Tropical rain forest conversion to pasture: changes in vegetation and soil properties.” Ecological Applications 4 (2), 363–377. 155. Richard G., Cousin I., Sillon J. F., Bruand A., Gue ´ rif J., (2001). “Effect of compaction on the porosity of a silty soil: influence on unsaturated hydraulic properties.” European Journal of Soil Science 52, 49–58. 156. Sasal M. C., Andriulo A. E., Taboada M. A. (2006). “Soil porosity characteristics and water movement under zero tillage in silty soils in Argentinian Pampas.” Pulished by Science and Direct, Soil & Tillage Research 87 (2006) 9-18. 157. Satterlund D. R., (1972). Wildland Watershed Management. Ronald Press Co., New York. 158. Sauer T. J., Logsdon S. D., Brahana J. V., Murdoch J. F. (2005). « Variation in infiltration with landscape position: Implicaions for forest productivity and surface water quality.” Published by Science and Direct, Forest Ecology and Management 220 (2005) 118 -127. 159. Scherer T. F. et al. (1996). Soil, Water and Plant Characteristics Important to Irrigation EB-66, February 1996. 160. Schewendenmann L., Pendall E. and Potvin C. (2007). “Surface soil organic carbon pools, mineralization and CO2 efflux rates under different land-use types in Central Panama,” Springer 2007, pp. 109-131. 161. Schutter M. E., Dick R. P., (2002). „Microbial community profiles and activities among aggregates of winter fallow and cover-cropped soil. Soil Sci. Soc.” Am. J. 66, 142– 153. 162. Servadio P., Marsili A., Pagliai M., Pellegrini S., Vignozzi N., (2001). “Effects on some clay soil qualities following the passage of rubber- tracked and wheeled tractors in central Italy.” Soil Till. Res. 61, 143– 155. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 118 163. Sharma P. K., Acharya C. L., (2000). “Carry-over of residual soil moisture with mulching and conservation tillage practices for sowing of rainfed wheat (Triticum aestivum L.) in north-west India.” Soil Tillage Res. 57, 43–52. 164. Sharratt B., Zhang M., Sparrow S. (2006). “Twenty years of conservation tillage research in subarctic Alaska, Impact on soil hydraulic properties.” Soil & Tillage Research 91 82-88. Published by Elsevier. 165. Simanton J. R., Rawitz E. and Shirely E. D., (1984). Effects of rock fragments on erosion of semiarid rangeland soils. In: Erosion and Productivity of Soils Containing Rock Fragments. Soil Science Society America, Special Pub. 13, Madison, WI, pp. 65-72. 166. Singer M. J., Southard R. J., Warrington D. J., Janitzky P., (1992). “Stability of synthetic sand clay aggregates after wetting and drying cycles. Soil Sci.” Soc. Am. J. 56, 1843– 1848. 167. Soane B. D., van Ouwerkerk C. (Eds.), (1994). Soil Compaction in Crop Production. Elsevier Science. B. V., Amsterdam, 684 pp. 168. Soil Science Society of America, (1996). Glossary of Soil Science Terms. Madison, WI, USA. 169. Spaans E. J. A., Baltissen G. A. M., Bouma J., Miedeme R., Lansu A. L. E., Schoonderbeek D., Wielemaker W. G., (1989). “Changes in physical properties of young and old volcanic surface soils in Costa Rica after clearing of tropical rain forest.” Hydrol. Process. 3, 383–392. 170. Spaans E., Bouma J., Lansu A., Wielemaker W., (1990). Measuring soil hydraulic properties after clearing of tropical rain forest in a Costa Rican soil. Tropical Agriculture 67 (1), 61– 65. 171. Stolte J., (2003). Effect of land use and infiltration behavior on soil conservation strategies. Ph.D, Wageningen University, Wageningen. 172. Studdert G. A., Echeverria H. E., (2000). “Crop rotations and nitrogen fertilization to manage soil organic carbon dynamics. Soil Sci. Soc.” Am. J. 64, 1496– 1503. 173. Subbian P., Lal R., Akala V., (2000). “Long-term effects of cropping systems and fertilizers on soil physical properties.” J. Sustain. Agric. 16, 89–100. 174. Tarchitzky J., Banin A., Morin J. and Chen Y. (1984). Nature, formation and effects of soil crusts formed by water drop impact. Elsevier Science Publishers B. V, Amsterdam – Printed in The Netherlands, Geoderma, 33 (1984) 135 – 155. 175. Thomas Dierolf, Thomas Fairhurst and Ertert (2001). Soil fertility kit. Printed by Oxford Graphic Printer. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 119 176. Thomsen I. K., Schjonning P., Olesen J. E., Christensen B. T.,(1999). “Turnover of organic matter in differently textured soils: II. Microbial activity as influenced by soil water regimes.” Geoderma 89, 199– 218. 177. Tisdall J. M. and Oades J. M., (1982). “Organic matter and water-stable aggregates in soils.” J. Soil Sci., 33: 141-163. 178. Tisdall J. M., (1996). Formation of soil aggregates and accumulation of soil organic matter. In: Carter, M.R., Stewart, B.A. (Eds.). Structure and Organic Matter Storage in Agricultural Soils. CRC Press, Boca Raton, FL, pp. 57–96. 179. Tromble J. M., Renard K. G. and Thatcher A. P., (1974). “Infiltration for three rangeland soil-vegetation complexes.” J. Range Manage., 27: 318-321. 180. Trumbore S. E. (1997). “Potential responses of soil organic carbon to global en-vironmental change. P. Natl.” A. Sci. USA 94: 8284-8291. 181. Unger P. W., 1992. “Infiltration of simulated rainfall: tillage system and crop residue effects.” Soil Sci. Soc. Am. J. 56, 283–289. 182. Uri N. D., Atwood J. D., Sanabria J., (1999). “The environment benefit and cost of conservation tillage.” Environ. Geol. 38, 111–125. 183. USDA-NRCS (United States Department of Agriculture-Natural Resources Conservation Services), (2001). Range land soil quality — aggregate stability. Prepared by Soil Quality Institute, Grazing lands Technology Institute and National Soil Survey Centre, NRCS USDA Rangeland sheet 3. 184. Wahl N. A. (2004). “Effect of conventional and conservation tillage on soil hydraulic properties of a silty-loamy soil.” Physics and Chemistry of the Earth 29 (2004) 821-829, Published by Elsever. 185. Warkentin B. P., (2001). “The tillage effect in sustaining soil functions.” Journal of Plant Nutrition and Soil Science (Zeitschrift fur Pflanzenernahrung und Bodenkunde) 164, 345– 350. 186 Warren S. D., W. H. Blackburn and C. A. Taylor, (1986). “Effects of season and stage of rotation cycle on hydrological condition of rangeland under intensive rotation grazing.” J. of Range Manag. 39(6): 486-491. 187. Watson K. W. and R. J. Luxmoore, (1986). “Estimating macroporosity in a forest watershed by use of a tension infiltrometer.” Soil Sci. Soc. Am. J. 50:578-582. 188.West L. T., M. A. Abreu, J. P. Bishop, (2008). Saturated hydraulic conductivity of soils in the Southern Piedmont of Georgia, USA: Field evaluation and ralation to horizon and landscape properties. Catena, 73, 174-179. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 120 189. Whalen J. K., Chang C., (2002). “Macroaggregate characteristics in cultivated soils after 25 annual manure applications.” Soil Sci. Soc. Am. J. 66, 1637– 1647. 190. Wilcox B. P., Wood M. K. and Tromble J. M., (1988). “Factors influencing infiltrability of semiarid mountain slopes.” J. Range Manage., 41(3): 197-206. 191. Wilkinson G. E. and Aina P. O., (1976). “Infiltration of water into two Nigerian soils under secondary forest and subsequent arable croppoing.” Geoderma, 15: 51-59. 192. William J. R., Jones C. A. & Dyke P. T. (1984). A modeling approach to determining the relationship between erosion and soil productivity. Trans. Am. Soc. Agric. Engrs. 129-144. 193. Wollny E., (1898). Untersuchungen uber den EinfluB der mechanischen Bcarbeitung auf die Fruchtbarkeit des Bodenk, 154: 389-402. 194. Wood J. C., Wood M. K. and Tromble J. M., (1987). “Important factors influencing water infiltration and sediment production on arid lands in New Mexico.” J. Arid Environ., 12: 1 1 l- 118. 195. Wood J. C., W. H. Blackburn, H. A. Pearson and T. K. Hunter, (1989). “Infiltration and runoff water quality response to silvicultural and grazing treatments on a longleaf pine forest.” J. of Range Manag. 42(5): 378-381. 196. Woods E., Sivapalan M., Robinson J., (1997). “Modeling the spatial variability of subsurface runoff using a topographic index.” Water Resources Research 33 (5), 1061-1073. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 121 PHẦN PHỤ LỤC CHƯƠNG TRÌNH PHÂN TÍCH PHƯƠNG SAI MỘT SỐ NHÂN TỐ Ver 3.0 Nguyễn ðình Hiền 1996 TỐC ðỘ THẤM BÃO HỒ TRUNG BÌNH (Mùa mưa + Mùa khơ) THỐNG KÊ CƠ BẢN Mức Số lần lập trung bình DL(H chính) HS biến đơng MIN MAX CT 1 5 41,488 3,030 0,073 38,320 46,230 CT 2 5 10,794 1,298 0,120 8,550 11,900 CT 3 5 10,352 0,731 0,071 9,600 11,460 CT 4 5 15,020 0,628 0,042 14,330 15,950 CT 5 5 3,070 0,389 0,127 2,570 3,600 CT 6 5 2,642 0,372 0,141 2,050 2,920 CT 7 5 8,214 0,641 0,078 7,520 9,100 CT 8 5 10,734 0,704 0,066 10,030 11,850 CT 9 5 17,010 0,707 0,042 16,300 18,150 BẢNG PHÂN TÍCH PHƯƠNG SAI --------------------------- Mơ hình cố định º Nguồn biến động ³ Bậc tự do Tổng BP Trung bình FTN º º CT ³ 8 5384,692 673,087 473,610 ** º º Khối ³ 4 8,489 2,122 1,493 º º Sai số ³ 32 45,478 1,421 º º Tồn bộ ³ 44 5438,660 º Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 122 Trung bình của các mục --------------------------------------- Số lần 5 5 5 5 5 5 5 5 5 Gía trị 41,48 10,79 10,35 15,02 3,07 2,64 8,21 10,73 17,01 Bảng phân tích phương sai Sai số bình phương của một quan sát (Se2) : 1,421 ðộ lệch chuẩn của một quan sát (Se) : 1,192 Giá trị Tb ở mức tin cậy 5%, 32 bậc tự do : 2,042 Hệ số biến động CV : 8,99 % ðộ chênh lệch nhỏ nhất cĩ ý nghĩa khi so sánh (LSD) : 1,540 BẢNG SO SÁNH THEO STUDENT CỦA CÁC TRUNG BÌNH CỦACÁC MUC CT 1 CT 2 CT 3 CT 4 CT 5 CT 6 CT 7 ³ CT 8 ³ CT 1 ³ ³ CT 2 ³ 30,694*³ ³ CT 3 ³ 31,136*³ 0,442 ³ ³ CT 4 ³ 26,468*³ -4,226*³ -4,668*³ ³ CT 5 ³ 38,418*³ 7,724*³ 7,282*³ 11,950*³ ³ CT 6 ³ 38,846*³ 8,152*³ 7,710*³ 12,378*³ 0,428 ³ ³ CT 7 ³ 33,274*³ 2,580*³ 2,138*³ 6,806*³ -5,144*³ -5,572* ³ CT 8 ³ 30,754*³ 0,060 ³ -0,382 ³ 4,286*³ -7,664*³ -8,092* ³-2,520*³ CT 9 ³ 24,478*³-6,216*³ -6,658*-1,990*³-13,940*³-14,368*-8,796*-6,276* Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 123 So sánh theo DUNCAN CT6 CT5 CT7 CT3 CT8 CT2 CT4 CT9 CT1 2,64 3,07 8,21 10,35 10,73 10,79 15,02 17,01 41,49 a a b c c c d e f Bảng số liệu gốc Nhân tố Giá trị ( CT ) lần 1 lần 2 lần 3 lần 4 lần 5 CT1 39,490 38,320 46,230 41,950 41,450 CT2 8,550 10,990 11,280 11,250 11,900 CT3 9,930 10,670 11,460 9,600 10,100 CT4 15,050 14,330 14,570 15,200 15,950 CT5 3,150 3,190 2,840 2,570 3,600 CT6 2,840 2,500 2,050 2,920 2,900 CT7 8,600 7,520 7,750 9,100 8,100 CT8 10,030 10,530 10,330 10,930 11,850 CT9 16,800 16,650 16,300 18,150 17,50 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 124 CHƯƠNG TRÌNH PHÂN TÍCH PHƯƠNG SAI MỘT NHÂN TỐ Ver 3.0 Nguyễn ðình Hiền 1996 TỐC ðỘ THẤM TRUNG BÌNH (Mùa mưa + mùa khơ ) THỐNG KÊ CƠ BẢN CT Số lần lập Trung bình DL(H chính) HS Biến động MIN MAX CT 1 5 51,108 2,229 0,044 47,980 53,170 CT 2 5 16,332 0,582 0,036 15,440 16,940 CT 3 5 13,730 0,644 0,047 13,170 14,510 CT 4 5 24,120 1,081 0,045 22,990 25,910 CT 5 5 5,460 0,520 0,095 5,030 6,320 CT 6 5 4,818 0,491 0,102 4,250 5,600 CT 7 5 14,316 1,402 0,098 12,110 15,950 CT 8 5 14,732 0,820 0,056 13,460 15,450 CT 9 5 20,732 1,303 0,063 19,010 22,180 BẢNG PHÂN TÍCH PHƯƠNG SAI Mơ hình cố định º Nguồn biến động ³ Bậc tự do Tổng bình phương Trung bình FTN º º CT ³ 8 7580,480 947,560 970,582 ** º º Khối ³ 4 15,716 3,929 4,024 ** º º Sai số ³ 32 31,241 0,976 º º Tồn bộ ³ 44 7627,437 º Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 125 Trung bình của các mức Số lần 5 5 5 5 5 5 5 5 5 Gía trị 51,10 16,33 13,73 24,12 5,46 4,81 14,31 14,73 20,732 Sai số bình phương của một quan sát (Se2) : 0,976 ðộ lệch chuẩn của một quan sát (Se) : 0,988 Giá trị Tlt ở mức tin cậy 5%, 32 bậc tự do: 2,042 Hệ số biến động CV : 5,38% ðộ chênh lệch nhỏ nhất cĩ ý nghĩa khi so sánh (LSD) : 1,276 BẢNG SO SÁNH THEO STUDENT CỦA CÁC TRUNG BÌNH CỦA CÁC MỨC ³ CT 1 CT 2 CT 3 CT 4 CT 5 CT 6 CT 7 CT 8 CT1 ³ ³ CT 2 ³ 34,776*³ ³ CT 3 ³ 37,378*³ 2,602*³ ³ CT 4 ³ 26,988*³ -7,788*³ -10,390*³ ³ CT 5 ³ 45,648*³ 10,872*³ 8,270*³ 18,660*³ ³ CT 6 ³ 46,290*³ 11,514*³ 8,912*³ 19,302*³ 0,642 ³ ³ CT 7 ³ 36,792*³ 2,016*³ -0,586 ³ 9,804*³ -8,856*³ -9,498* ³ CT 8 ³ 36,376*³ 1,600*³ -1,002 ³ 9,388*³ -9,272*³ -9,914* ³-0,416 ³ CT 9 ³ 30,376*³-4,400*³-7,002*3,388*³-15,272*³-15,914*³-6,416*³ 6,000* ³ Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ........... 126 So sánh theo DUNCAN CT6 CT5 CT3 CT7 CT8 CT2 CT9 CT4 CT1 4,82 5,46 13,73 14,32 14,73 16,33 20,73 24,12 51,11 a a b b b c d e f Bảng số liệu gốc Nhân tố Giá trị (Mức ) lần 1 lần 2 lần 3 lần 4 lần 5 CT1 47,980 49,760 53,170 51,570 53,060 CT2 16,110 15,440 16,660 16,510 16,940 CT3 13,170 13,320 13,300 14,510 14,350 CT4 23,880 22,990 23,750 24,070 25,910 CT5 5,030 5,260 5,130 5,560 6,320 CT6 4,700 4,840 4,250 4,700 5,600 CT7 15,950 14,130 12,110 14,690 14,700 CT8 14,490 13,460 14,830 15,450 15,430 CT9 21,620 19,010 19,810 22,180 21,040 ._.