Giải bài tập Công nghệ 10 Kết nối tri thức Bài 4 Sử dụng, cải tạo và bảo vệ đất trồng
Mở đầu trang 23 SGK Công nghệ 10 Kết nối tri thức - KNTT
Thế nào là đất chua, đất mặn và đất bạc màu? Nguyên nhân nào là cho đất bị chua, bị mặn, bị bạc màu? Cần làm gì để cải tạo các loại đất đó?
1. Đất chua:
Đất chua là loại đất có độ pH thấp (thường dưới 5.5), khiến đất chứa nhiều ion H+ (hydro), làm giảm khả năng hấp thụ dinh dưỡng của cây. Đất chua thường nghèo dinh dưỡng và không phù hợp với đa số cây trồng. Trong điều kiện đất chua, các yếu tố dinh dưỡng quan trọng như canxi, kali, magiê và vi lượng có thể bị khóa lại, không thể được cây trồng hấp thụ một cách hiệu quả.
Nguyên nhân đất bị chua:
Mưa lớn và rửa trôi: Mưa nhiều kéo theo sự rửa trôi của các chất khoáng trong đất, làm giảm pH của đất.
Sự phân hủy của các chất hữu cơ: Khi các chất hữu cơ phân hủy, đặc biệt là trong môi trường có độ ẩm cao, có thể tạo ra axit hữu cơ, làm giảm độ pH của đất.
Sử dụng phân bón có tính axit: Các loại phân bón như amoniac và phân hóa học có thể làm tăng độ chua của đất khi sử dụng liên tục trong thời gian dài.
Cải tạo đất chua:
Để cải tạo đất chua, cần phải làm tăng độ pH của đất lên mức trung tính (6-7). Biện pháp chính là sử dụng vôi nông nghiệp để khử độ chua của đất. Vôi cung cấp canxi và các ion hydroxit (OH-) giúp trung hòa axit trong đất. Cần kiểm tra độ pH của đất trước khi bón vôi để xác định lượng vôi cần sử dụng.
2. Đất mặn:
Đất mặn là loại đất có độ pH cao (thường trên 7), chứa nhiều muối hòa tan, gây ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ nước và dinh dưỡng của cây. Đất mặn không phù hợp với sự phát triển của nhiều loại cây, nhất là cây trồng lương thực.
Nguyên nhân đất bị mặn:
Tưới nước mặn: Tưới nước chứa nhiều muối khoáng làm tích tụ muối trong đất.
Nước biển xâm nhập: Ở các vùng ven biển, nước biển xâm nhập vào đất trong mùa mưa hoặc do tác động của con người, làm tăng nồng độ muối trong đất.
Khí hậu khô cằn: Các khu vực có khí hậu khô, nhiệt độ cao và lượng mưa thấp dễ dàng tạo ra đất mặn.
Cải tạo đất mặn:
Biện pháp chính để cải tạo đất mặn là giảm bớt nồng độ muối trong đất. Điều này có thể thực hiện bằng cách tăng cường tưới nước để rửa trôi muối, đặc biệt là ở các vùng đất mặn ven biển. Ngoài ra, cần lựa chọn các giống cây trồng chịu mặn hoặc cải tạo đất bằng cách sử dụng phân bón hợp lý để làm giảm tác hại của muối đối với cây.
3. Đất bạc màu:
Đất bạc màu là đất không có khả năng cung cấp đủ dinh dưỡng cho cây trồng, do thiếu các chất dinh dưỡng thiết yếu hoặc do quá trình xói mòn và rửa trôi dinh dưỡng trong đất.
Nguyên nhân đất bị bạc màu:
Xói mòn và rửa trôi: Quá trình xói mòn và rửa trôi của đất do mưa lớn hoặc sự khai thác quá mức của con người làm đất mất đi các chất dinh dưỡng, khiến đất trở nên bạc màu.
Sử dụng phân bón không hợp lý: Việc sử dụng phân bón không phù hợp, không cân đối giữa các yếu tố dinh dưỡng cũng có thể dẫn đến sự thiếu hụt một số chất quan trọng cho cây trồng.
Chặt phá rừng và canh tác liên tục trên đất mà không có biện pháp cải tạo hợp lý: Việc chặt phá rừng và canh tác liên tục mà không bổ sung dinh dưỡng cho đất làm cho đất bị kiệt quệ.
Cải tạo đất bạc màu:
Để cải tạo đất bạc màu, cần bổ sung các chất dinh dưỡng thông qua việc sử dụng phân bón hữu cơ và phân bón vi sinh. Việc trồng cây phân xanh như đậu hoặc cây họ đậu giúp cải tạo đất, cung cấp đạm cho đất. Cũng có thể cải tạo đất bằng cách luân canh cây trồng để tránh việc cạn kiệt dinh dưỡng.
Kết nối năng lực trang 23 SGK Công nghệ 10 Kết nối tri thức - KNTT
Tìm hiểu và kể tên một số loại cây trồng phù hợp với từng loại đất theo thành phần cơ giới (đất cát, đất thịt, đất sét)
Đất cát:
Đặc điểm: Đất cát có cấu trúc hạt to, thưa, dễ thoát nước nhưng lại ít giữ được dinh dưỡng. Đất này thường nghèo chất dinh dưỡng và dễ bị khô.
Cây trồng phù hợp: Các loại cây chịu hạn, có hệ rễ phát triển mạnh và cần ít nước như nho, dưa hấu, lúa mì, và cây trồng cạn khác. Ngoài ra, cây cọ và cây xương rồng cũng có thể trồng trên đất cát.
Đất thịt:
Đặc điểm: Đất thịt có độ tơi xốp, chứa một lượng lớn chất dinh dưỡng, giữ nước tốt và có khả năng cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng.
Cây trồng phù hợp: Các cây lương thực như lúa, ngô, khoai tây và các loại rau củ khác rất thích hợp với đất thịt. Ngoài ra, cây ăn quả như cam, quýt và táo cũng phát triển tốt trên đất thịt.
Đất sét:
Đặc điểm: Đất sét có hạt rất nhỏ, kết cấu chặt, giữ nước lâu nhưng khó thoát nước, dễ bị ngập úng nếu không có hệ thống thoát nước tốt. Đất sét cũng giữ dinh dưỡng rất tốt.
Cây trồng phù hợp: Các cây trồng như lúa, khoai lang, rau cải và cây cỏ may có thể phát triển trên đất sét nếu hệ thống thoát nước được cải thiện.
Kết nối năng lực trang 24 SGK Công nghệ 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải thích cơ sở khoa học của việc luân canh, trồng xen, trồng gối và bố trí thời vụ thích hợp.
Luân canh: Luân canh là việc thay đổi loại cây trồng qua các vụ để tránh sự cạn kiệt dinh dưỡng trong đất. Việc luân canh giúp cải tạo đất, ngăn ngừa sâu bệnh và tăng cường sự đa dạng sinh học trong đất. Cơ sở khoa học của luân canh là giúp phục hồi chất dinh dưỡng trong đất và hạn chế sự phát triển của các loài sâu bệnh đặc trưng cho mỗi loại cây trồng.
Trồng xen: Trồng xen là việc trồng hai hoặc nhiều loại cây khác nhau trong cùng một khu vực, giúp tận dụng đất và nước hiệu quả hơn, đồng thời giảm thiểu sâu bệnh. Cơ sở khoa học của trồng xen là giúp cây trồng đối kháng lẫn nhau, hạn chế sâu bệnh phát triển và tối ưu hóa sử dụng các tài nguyên như ánh sáng và dinh dưỡng.
Trồng gối: Trồng gối là việc trồng cây mới ngay sau khi cây trước đã được thu hoạch, giúp duy trì hoạt động sản xuất liên tục. Cơ sở khoa học của việc trồng gối là duy trì liên tục quá trình quang hợp và tạo ra thu nhập ổn định cho người nông dân.
Bố trí thời vụ thích hợp: Việc bố trí thời vụ thích hợp giúp tối ưu hóa việc sử dụng đất, nước và dinh dưỡng trong từng mùa vụ. Cơ sở khoa học của việc này là lựa chọn thời điểm trồng cây phù hợp với điều kiện khí hậu, giúp cây trồng phát triển khỏe mạnh, đạt năng suất cao và giảm thiểu nguy cơ sâu bệnh.
Khám phá 1 trang 24 SGK Công nghệ 10 Kết nối tri thức - KNTT
Nêu nguyên nhân chính làm cho đất bị chua?
Nguyên nhân chính làm cho đất bị chua là sự tích tụ các ion H+ (hydrogen) trong dung dịch đất, gây giảm độ pH của đất. Điều này có thể do một số yếu tố sau đây:
Sự phân hủy chất hữu cơ: Khi các chất hữu cơ từ thực vật và động vật phân hủy trong đất, các axit hữu cơ như axit humic, axit acetic và axit formic có thể được hình thành. Các axit này có tính axit, làm tăng nồng độ ion H+ trong đất và khiến đất trở nên chua.
Mưa lớn và sự rửa trôi: Mưa lớn và liên tục có thể rửa trôi các chất kiềm (như canxi và magiê) trong đất, làm đất mất đi khả năng trung hòa axit. Điều này dẫn đến sự tích tụ của ion H+ trong đất, làm giảm pH và gây ra tình trạng đất chua. Mưa axit, vốn do ô nhiễm không khí (chủ yếu từ khí thải công nghiệp), cũng là một nguyên nhân gây đất chua.
Sử dụng phân bón acid: Việc sử dụng phân bón có tính axit, chẳng hạn như phân amoniac (NH4NO3) và phân urê, có thể làm tăng sự chua của đất. Các phân bón này khi phân hủy sẽ giải phóng ion H+ vào đất, làm giảm pH của đất.
Tình trạng nước ngập úng: Các khu vực bị ngập úng trong thời gian dài có thể phát sinh quá trình lên men yếm khí, dẫn đến sự hình thành các axit hữu cơ. Những axit này có thể làm giảm pH của đất, khiến đất trở nên chua.
Quá trình oxy hóa kim loại: Một số kim loại trong đất như sắt (Fe), mangan (Mn) khi tiếp xúc với oxy trong môi trường nước có thể tạo ra các ion kim loại có tính axit. Quá trình này cũng góp phần làm đất bị chua, đặc biệt là ở những vùng đất có độ ẩm cao.
Đặc điểm của loại đất: Một số loại đất tự nhiên, đặc biệt là các đất có nguồn gốc từ đá mẹ như đất feralit, đất đỏ bazan, có xu hướng có độ pH thấp và dễ bị chua hơn các loại đất khác. Các loại đất này có hàm lượng chất hữu cơ cao và các khoáng chất có thể giải phóng ion H+ vào trong đất.
Biện pháp khắc phục đất chua
Để khắc phục đất chua, các biện pháp chính bao gồm:
Bón vôi nông nghiệp: Bón vôi là biện pháp chủ yếu để giảm độ chua của đất. Vôi có chứa các ion hydroxide (OH-) và canxi (Ca2+) giúp trung hòa ion H+ trong đất, làm tăng pH và cải thiện sự phát triển của cây trồng.
Cải tạo với chất hữu cơ: Sử dụng phân hữu cơ như phân chuồng hoặc phân compost có thể giúp cải thiện cấu trúc đất và giảm độ chua. Chất hữu cơ giúp tăng cường sự hoạt động của vi sinh vật có lợi trong đất, từ đó giảm dần tính axit của đất.
Điều chỉnh việc sử dụng phân bón: Cần điều chỉnh lượng phân bón hóa học, đặc biệt là các loại phân bón amoniac, để tránh làm đất bị chua thêm. Thay vào đó, có thể sử dụng phân bón dạng lân hoặc vôi nông nghiệp.
Tăng cường thoát nước: Đảm bảo đất không bị ngập úng sẽ giúp giảm bớt tình trạng acid hóa do quá trình lên men yếm khí. Việc thoát nước tốt giúp ngăn ngừa sự tích tụ các axit trong đất.
Tóm lại, đất bị chua chủ yếu là do sự tích tụ ion H+ trong đất từ các quá trình phân hủy chất hữu cơ, mưa lớn, sử dụng phân bón acid, hay đặc điểm tự nhiên của đất. Các biện pháp cải tạo như bón vôi, sử dụng chất hữu cơ và điều chỉnh cách sử dụng phân bón sẽ giúp cải thiện độ pH của đất, tạo điều kiện cho cây trồng phát triển.
Khám phá 2 trang 24 SGK Công nghệ 10 Kết nối tri thức - KNTT
Nêu các biện pháp cải tạo đất chua và giải thích cơ sở khoa học của biện pháp đó?
Đất chua là loại đất có độ pH thấp (thường dưới 5,5), ảnh hưởng đến sự phát triển của cây trồng do hạn chế khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng, đặc biệt là các chất như phospho, canxi và magie. Để cải tạo đất chua, có thể áp dụng các biện pháp sau:
1. Bón vôi (CaO, Ca(OH)₂):
Cơ sở khoa học: Vôi là một chất kiềm mạnh có khả năng trung hòa axit trong đất, giúp tăng pH của đất lên mức trung tính (khoảng 6-7), tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của cây trồng.
Cách thực hiện: Bón vôi trực tiếp vào đất với lượng thích hợp tùy vào mức độ chua của đất và các yếu tố khác như loại cây trồng và tính chất đất. Vôi sẽ làm giảm độ chua của đất, cải thiện khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng và giảm sự độc hại của nhôm (Al³⁺) và mangan (Mn²⁺) - hai yếu tố gây hại khi đất quá chua.
2. Bón phân hữu cơ (phân chuồng, phân compost):
Cơ sở khoa học: Phân hữu cơ có khả năng cải thiện cấu trúc đất, tăng khả năng giữ nước và cải thiện sự phát triển của vi sinh vật có ích trong đất. Các vi sinh vật này có thể giúp trung hòa độ chua trong đất.
Cách thực hiện: Phân chuồng, phân compost hoặc phân hữu cơ khác được bón vào đất để cung cấp dưỡng chất cho cây trồng và cải thiện tính chất của đất. Phân hữu cơ giúp bổ sung chất hữu cơ, từ đó cải thiện cấu trúc đất và tăng khả năng giữ nước và chất dinh dưỡng.
3. **Sử dụng vật liệu có tính kiềm như tro trấu, bột đá vôi, bột đá dolomit:
Cơ sở khoa học: Các vật liệu này có tính kiềm cao và có khả năng làm trung hòa độ axit của đất. Bột đá vôi chứa canxi cacbonat (CaCO₃), khi bón vào đất sẽ phản ứng với axit và giảm độ chua, giúp cải thiện pH.
Cách thực hiện: Tùy vào loại đất và mức độ pH, bột đá vôi hoặc dolomit có thể được bón vào đất để cải thiện pH và giúp cây trồng phát triển tốt hơn.
4. Trồng cây có khả năng cải tạo đất (cây họ đậu):
Cơ sở khoa học: Các cây họ đậu (như đậu xanh, đậu đen) có khả năng cố định đạm từ không khí và tạo ra chất hữu cơ trong đất. Chúng có thể giúp tăng độ pH của đất, cải thiện cấu trúc đất và bổ sung dinh dưỡng.
Cách thực hiện: Trồng cây họ đậu trong đất chua, sau khi thu hoạch có thể sử dụng các cây này làm phân bón hữu cơ để cải thiện chất lượng đất. Quá trình cố định đạm và tạo ra chất hữu cơ giúp cải tạo đất.
5. Sử dụng chế phẩm vi sinh vật:
Cơ sở khoa học: Một số chế phẩm vi sinh vật có thể giúp cải tạo đất chua bằng cách tạo ra các hợp chất kiềm hoặc làm giảm sự phân giải các chất độc hại trong đất. Các vi sinh vật có thể chuyển hóa các chất trong đất, làm cho đất bớt chua hơn và cung cấp chất dinh dưỡng cho cây.
Cách thực hiện: Phân bón vi sinh vật hoặc chế phẩm vi sinh có thể được bón vào đất để kích thích hoạt động của vi sinh vật có lợi, từ đó cải thiện tính chất của đất.
Tóm lại:
Cải tạo đất chua là một quá trình quan trọng để cải thiện chất lượng đất và giúp cây trồng phát triển. Các biện pháp như bón vôi, phân hữu cơ, vật liệu kiềm, trồng cây họ đậu và sử dụng chế phẩm vi sinh vật đều có cơ sở khoa học rõ ràng trong việc trung hòa độ axit và cải thiện các yếu tố dinh dưỡng trong đất, từ đó tạo ra môi trường thuận lợi cho cây trồng.
Kết nối năng lực 1 trang 25 SGK Công nghệ 10 Kết nối tri thức - KNTT
Sử dụng internet, sách, báo để tìm hiểu thêm về các biện pháp cải tạo đất chua.
Đất chua, với độ pH dưới 6,5, gây khó khăn cho sự phát triển của cây trồng và vi sinh vật trong đất. Để cải tạo đất chua hiệu quả, có thể áp dụng các biện pháp sau:
Bón vôi cho đất: Bổ sung vôi nông nghiệp giúp trung hòa axit trong đất, nâng cao pH và cung cấp canxi, magie cho cây trồng. Nên sử dụng vôi xám vì chứa cả canxi và magie, tốt hơn so với vôi trắng. Trước khi bón, cần đo độ pH của đất để xác định lượng vôi phù hợp.
Bổ sung phân hữu cơ: Phân chuồng, phân xanh và các chất hữu cơ khác cải thiện cấu trúc đất, tăng khả năng giữ nước và dinh dưỡng, đồng thời thúc đẩy hoạt động của vi sinh vật có lợi. Việc bổ sung phân hữu cơ thường xuyên giúp duy trì độ màu mỡ của đất.
Hạn chế sử dụng phân bón hóa học: Lạm dụng phân bón hóa học, đặc biệt là các loại phân có tính axit sinh lý như Kali Clorua, Kali Sunfat, Supe lân, có thể làm tăng độ chua của đất. Nên chuyển sang sử dụng phân bón hữu cơ hoặc các loại phân bón trung tính, kiềm để bảo vệ đất.
Quản lý nguồn nước tưới: Tránh tưới nước quá nhiều hoặc quá ít, vì có thể dẫn đến rửa trôi chất dinh dưỡng và làm đất mất cân bằng pH. Nên sử dụng hệ thống tưới tiêu hợp lý để duy trì độ ẩm ổn định cho đất.
Nuôi dưỡng thảm cỏ che phủ: Trồng cỏ dưới tán cây giúp bảo vệ đất khỏi xói mòn, giữ ẩm và cung cấp mùn hữu cơ khi phân hủy. Các loại cỏ như cỏ lạc dại, xuyến chi, thài lài là lựa chọn tốt để cải tạo đất chua.
Bổ sung chất hữu cơ: Bổ sung chất hữu cơ cho đất giúp cải thiện độ chua và tăng cường hoạt động của vi sinh vật trong đất. Các loại chất hữu cơ bao gồm xác bã thực vật, thân chuối, bèo, dã quỳ, cỏ lào.
Việc áp dụng đồng bộ các biện pháp trên sẽ giúp cải thiện độ pH của đất, tạo môi trường thuận lợi cho cây trồng phát triển và tăng năng suất.
