Báo cáo Khoa học Ảnh hưởng của mưa và các loại hình sử dụng đất đến quá trình suy thoái đất trong lưu vực nhỏ ở Tân Minh - Đà Bắc - Hoà Bình

Bỏo cỏo khoa học Ảnh hưởng của mưa và cỏc loại hỡnh sử dụng đất đến quỏ trỡnh suy thoỏi đất trong lưu vực nhỏ ở tõn minh - đà bắc - hoà bỡnh Tạp chí KHKT Nông nghiệp, Tập 1, số 2/2003 133 ảnh h−ởng của m−a và các loại hình sử dụng đất đến quá trình suy thoái đất trong l−u vực nhỏ ở tân minh - đà bắc - hoà bình Effects of rainfall and land use types on soil degradation at micro watershed in Tan Minh commune of Da Bac district, Hoa Binh province Nguyễn Văn Dung1, Trần Đức Viên2, Phạm Tiến Dũng2, Nguyễn Thanh Lâm2 Summary Surfaced water run-off and soil erosion in slope land mainly depend on the intensity of rainfall and vegetation cover. The effects of rainfall and land use types on soil degradation were conducted from 2000 to 2002 at micro watershed in Tan Minh, Da Bac, Hoa Binh. Soil erosion was closely related to the intensity of rainfall and soil loss varied with land use types. In general, the farming system on slope land led to depletion of soil nutrients and thus it is necessary to identify suitable land use practices to reduce soil degradation. Key words: Surfaced water, cover of land use and soil loss. 1. Đặt vấn đề1 Xói mòn đất, dòng chảy bề mặt, và sự can thiệp của con ng−ời là những nguyên nhân chính làm cho đất suy thoái nhanh. Nguyễn Tử Xiêm và Thái Phiên (1991) nghiên cứu tại Hoà Bình đC kết luận dinh d−ỡng trên đất dốc trồng lúa giảm đáng kể trong mùa m−a: mùn tổng số từ 7,93 % giảm còn 3,7 %, đạm tổng số từ 0,46 % xuống 0,05 % sau 2 vụ trồng lúa. Nguyễn Văn Bộ (1997), Bùi Đình Dinh (1995), Tôn Thất Chiểu (1997) cũng có kết luận t−ơng tự. Theo Rambo và Terry (1998) với đất dốc 27o, l−ợng đất mất trên đất trống đồi núi trọc là 130 tấn/ha/năm, nếu trồng cọ dầu, xói mòn trên mặt chỉ còn 107 tấn/ha/năm. 1 Bộ môn Thuỷ nông - Canh tác, Khoa Đất và Môi tr−ờng 2 Trung tâm Sinh thái Môi tr−ờng Trồng trọt trên đất dốc là hình thức canh tác phổ biến ở vùng núi Tây Bắc của Việt Nam, do đó việc nghiên cứu ảnh h−ởng của các loại hình sử dụng đất khác nhau đến quá trình suy thoái đất là cần thiết. Mục đích của nghiên cứu này nhằm xác định l−ợng đất và dinh d−ỡng mất bởi xói mòn, dòng chảy mặt, thấm sâu do m−a và sử dụng đất khác nhau dẫn đến suy thoái đất. 2. ph−ơng pháp nghiên cứu Thí nghiệm đ−ợc tiến hành tại bản Tát, xC Tân Minh, huyện Đà Bắc, tỉnh Hoà Bình với 4 hình thức sử dụng đất khác nhau: đất rừng, lúa n−ơng, trồng sắn, bỏ hoá. Độ dốc thay đổi từ 29,30 đến 36,44 độ. Thời gian nghiên cứu trong 3 năm (2000- 2002). ảnh h−ởng của m−a và các loại hình sử dụng đất... 134 Số liệu l−u trữ l−ợng m−a trong 10 phút và 30 phút đ−ợc tự động cập nhật tại trạm khí t−ợng (hình 1). Đo xói mòn bằng ô tiêu chuẩn có kích th−ớc là 100 m2 (20 ì 5 m). Mẫu đất, n−ớc thu đ−ợc sau mỗi trận m−a, đ−a về phòng thí nghiệm phân tích để tính l−ợng đất bị xói mòn và dinh d−ỡng bị rửa trôi (hình 2) Dựa vào năng suất của các giống lúa và các giống sắn đ−ợc trồng qua 3 năm nghiên cứu để xác định ảnh h−ởng của suy thoái đất đến năng suất cây trồng. 3. Kết quả và thảo luận 3.1. Đặc điểm m−a và xói mòn đất 3.1.1. Đặc điểm m−a và dòng chảy bề mặt Trong 3 năm, m−a từ tháng 5 và tăng dần vào tháng 7, tháng 8 và tháng 9, sau giảm dần đến tháng 12 (hình 3). Ngoài ra, trong một năm, cùng một l−ợng m−a, nh−ng dòng chảy bề mặt khác nhau tuỳ theo hình thức sử dụng đất: năm 2000, tổng l−ợng m−a từ tháng 5 đến tháng 10 là 1756 mm, dòng chảy mặt trên đất rừng chỉ có 493 mm, tăng lên 678 mm trên đất trồng lúa n−ơng. Năm 2002, tổng l−ợng m−a từ tháng 5 đến tháng 10 là Bảng 1. Dòng chảy mặt và xói mòn đất trên các hình thức sử dụng đất khác nhau Hình thức sử dụng đất Năm M−a (mm) Dòng chảy mặt (mm) L−ợng đất xói mòn (t/ha) Rừng 493 2,94 Lúa n−ơng năm đầu 2000 1756 678 10,07 Rừng 817 1,41 Lúa n−ơng năm thứ hai 1100 30,07 Bỏ hoá năm đầu (băng chè tái sinh) 1074 6,99 Sắn năm thứ nhất 2001 2262 1118 25,57 Rừng 400 0,97 Bỏ hoá năm thứ hai 655 1,32 Sắn năm thứ hai 2002 2045 765 9,64 Hình 1. Trạm khí t−ợng Hình 2. Ô đo xói mòn đất Nguyễn Văn Dung, Trần Đức Viên,Phạm Tiến Dũng, Nguyễn Thanh Lâm 135 2045 mm, nh−ng dòng chảy bề mặt lại giảm dần theo mức độ che phủ thực vật, trên đất trồng sắn, bỏ hoá và rừng t−ơng ứng là: 765 mm; 655 mm và 406 mm. Ngoài ra, sự phục hồi của thảm thực vật trong canh tác n−ơng rẫy cũng là nguyên nhân chính giảm dòng chảy mặt, đặc biệt ở loại hình sử dụng có cây trồng lâu năm. Ví dụ trên đất trồng sắn có xoan, cọ và bồ đề phát triển, độ che phủ đất tăng lên dẫn đến dòng chảy mặt giảm từ 1118 mm (2001) xuống 765 mm (2002) (bảng 1). 3.1.2. Xói mòn đất - ảnh h−ởng của m−a: Vào mùa m−a, do lúa mới bắt đầu gieo và sắn còn nhỏ, nên độ che phủ đất không đủ để giảm tác hại của m−a do đó ở đầu mùa m−a l−ợng đất xói mòn lớn. Ví dụ: năm 2001, trên đất trồng lúa trong tháng 6 l−ợng đất xói mòn là 11,48 và tháng 7 là 9,92 tấn/ha; trên đất trồng sắn tháng 6 là 9,75 tấn/ha, và tháng 7 là 7,55 tấn/ha). Nh− vậy, đất trồng sắn bị xói mòn ít hơn đất trồng lúa n−ơng trong cùng một giai đoạn thời gian (hình 4). - ảnh h−ởng của các hình thức sử dụng đất: Trong năm 2000, tỷ lệ che phủ đất của lúa n−ơng thấp không đủ hạn chế tác động của m−a, l−ợng đất bị mất do xói mòn là 10,07 tấn/ha; trong khi đất rừng chỉ bị mất 2,94 tấn/ha. Năm 2001, có 4 hình thức sử dụng đất: lúa n−ơng gieo vào tháng 6 năm 2001, đất bỏ hoá, đất trồng sắn và đất rừng. Trên đất rừng và đất bỏ hoá, là nơi có cây lâu năm tái sinh cùng cây bụi, có tỷ lệ che phủ lớn và không chịu sự tác động canh tác của con ng−ời nên l−ợng đất bị mất do xói mòn là ít nhất (1,41tấn/ha); Trên đất bỏ hoá: 6,99 tấn/ha; Trên đất lúa: 30,07 và trên đất trồng sắn: 25,57 tấn/ha. Năm 2002, còn lại 3 hình thức sử dụng đất: bỏ hoá, trồng sắn và rừng. L−ợng đất bị xói mòn trong năm 2002 cũng diễn ra theo xu h−ớng t−ơng tự nh− hai năm đầu (đất trồng sắn là 9,64 tấn/ha, đất bỏ hoá là 1,32 tấn/ha). Tuy nhiên do ảnh h−ởng của xói mòn đất trong năm 2001 và nguyên nhân chính là chất hữu cơ đC bị mất do canh tác của vụ tr−ớc, nên còn lại chủ yếu là cấp hạt sét có khả năng kết bám lớn hơn, cộng với khả năng che phủ của cây trồng lâu 0 100 200 300 400 500 600 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tháng m m /t h án g 2000 2001 2002 Hình 3. Tổng l−ợng m−a tháng qua các năm ảnh h−ởng của m−a và các loại hình sử dụng đất... 136 năm (xoan, cọ) đC làm cho đất bị xói mòn ít hơn các năm đầu (bảng 1). 3.2. Đặc tính lý hoá học đất sau 3 năm thí nghiệm Trên đất canh tác, tỷ lệ che phủ đất giảm, đất bị xói mòn do m−a và tác động của con ng−ời (làm đất). Mùn giảm từ 5,01 % (năm 1999) xuống còn 3,10 % (năm 2001). Trên đất trồng sắn hàm l−ợng mùn của đất còn 3,56 %. Các chỉ tiêu đạm, lân và kali cũng thay đổi, trong đó kali là yếu tố có biến đổi nhiều nhất đặc biệt trên đất trồng sắn. Trên đất rừng, mùn và các chất dinh d−ỡng thay đổi không nhiều so với tr−ớc khi thí nghiệm (bảng 2). 3.3. ảnh h−ởng suy thoái đất đến năng suất cây trồng Do xói mòn, chất hữu cơ, đạm, lân, kali giảm dẫn đến năng suất lúa giảm đáng kể. Năng suất giống Khau Khìn giảm từ 1020 kg/ha (năm 2000) xuống chỉ còn 135 kg/ha (năm 2001). Năng suất giống Trạm L−ợng của năm 2001 giảm xuống chỉ còn 20,69% so với năm 2000. Kết quả sau 2 năm trồng lúa, ng−ời dân phải chuyển sang trồng sắn do dinh d−ỡng đất không đủ cung cấp cho vụ lúa thứ 3. Năng suất Bảng 2. Một số đặc tính hoá học đất sau 3 năm thí nghiệm Tổng số (%) Dễ tiêu (mg/100g) Hình thức sử dụng đất pHKCl Mùn (%) N P2O5 K2O N P2O5 K2O Tr−ớc thí nghiệm (1999) 3,84 5,01 0,16 0,050 2,77 7,96 1,50 17,92 Sau hai vụ lúa (2001) 3,70 3,10 0,17 0,042 1,36 10,50 1,50 5,78 1lúa + bỏ hoá 2001 3,70 3,50 0,16 0,033 1,00 6,50 1,50 8,80 1 lúa + 1 vụ sắn 2001 3,50 3,80 0,13 0,042 3,15 10,80 1,80 8,60 1 lúa + 2 vụ sắn 2002 3,86 3,56 0,13 0,040 3,99 6,23 2,17 15,13 Rừng 2002 3,65 4,40 0,16 0,030 3,59 9,05 2,10 9,40 Hình 4. L−ợng đất mất hàng tháng năm 2001 0 2 4 6 8 10 12 14 Tháng 3 Tháng 4 Tháng 5 Tháng 6 Tháng 7 Tháng 8 Tháng 9 Tháng 10Đ ấ t m ấ t d o x ó i m ò n 2 0 0 1 (t /h a ) Rừng Lúa n−ơng Bỏ hoá Sắn Nguyễn Văn Dung, Trần Đức Viên,Phạm Tiến Dũng, Nguyễn Thanh Lâm 137 sắn chuối đạt 29,3 tấn/ha, sắn xanh đạt 23,52 tấn/ha (năm 2001). Năng suất sắn cũng giảm đáng kể vào năm 2002 (với sắn chuối chỉ còn 21,95 tấn/ha, giảm 25,09% và sắn xanh còn 13,24 tấn/ha, giảm 43,69% so với năm 2001) (hình 5). 4. Kết luận Dòng chảy bề mặt và xói mòn đất phụ thuộc chủ yếu vào c−ờng độ m−a, thời gian m−a và mức độ che phủ thực vật. L−ợng m−a, hình thức sử dụng đất khác nhau ảnh h−ởng khác nhau đến xói mòn đất và l−ợng đất bị mất do xói mòn trên đất lúa n−ơng và đất trồng sắn lớn hơn so với trên đất rừng (10,07tấn/ha so với 2,94 tấn/ha trong năm 2000 và 30,07 và 25,57 tấn/ha so với 1,41 tấn/ha trong năm 2001; 9,64 tấn/ha so với 0,97 tấn/ha trong năm 2002). Xói mòn mạnh do canh tác n−ơng rẫy của ng−ời dân dẫn đến suy thoái dinh d−ỡng đất làm cho năng suất cây trồng giảm nhanh chóng. Tài liệu tham khảo Nguyễn Văn Bộ (1997), "Quản lý dinh d−ỡng và n−ớc cho cây trồng trên đất dốc miền Bắc Việt Nam", Hội thảo về quản lý dinh d−ỡng và n−ớc cho cây trồng trên đất dốc miền Bắc Việt Nam, Viện Thổ nh−ỡng Nông hoá, Viện kali và lân bắc Mỹ, 13-14 Jannuary 1997, Hà Nội, Tr. 3-5. Tôn Thất Chiểu, Lê Thái Bạt (1997), "Đất dốc và sản xuất lâu bền"; Hội thảo về quản lý dinh d−ỡng và n−ớc cho cây trồng trên đất dốc miền Bắc Việt Nam, Viện Thổ nh−ỡng Nông hoá, Viện kali và lân bắc Mỹ, 13-14 tháng 1, 1997, Hà Nội, Tr. 30-37. Nguyễn Tử Siêm và Thái Phiên (1991), "Đất bị xói mòn và rửa trôi ở Việt Nam và biện pháp quản lý", Khoa học kỹ thuật và quản lý kinh tế, số 3. Bùi Đình Dinh (1995), "Yếu tố dinh d−ỡng hạn chế năng suất cây trồng và chiến l−ợc quản lý dinh d−ỡng để phát triển nông nghệp bền vững". Đề tài KN-01-04. Viện Thổ nh−ỡng Nông hoá. Nxb Nông nghiệp, Hà Nội, tr5-32. Rambo, A. Terry (1998), "The compiste swiddenning agroecosystem of the Tay Ethnic Minority of the Northwestern Mountains of Vietnam", In: A. Patanothai (ed), Land degradation and agricultural sustainability: case studies from Southeast and East Asia, Regional Secretariat The Southeast Asia Universities Agroecosystem Network (SUAN) Khon Kaen University, Khon Kaen, Thailand, pp: 43-64. 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 Khau khìn Trạm l−ợng Giống lúa N ăn g su ất ( t/ h a) 2000 2001 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 Sắn chuối Sắn xanh Giống sắn N ăn g su ất ( t/ h a) 2001 2002 Hình 5. ảnh h−ởng xói mòn và suy thoái đất đến năng suất cây trồng