Thổ

Thổ hay đất, đất phát triển là tập hợp của các chất liệu bao gồm chất hữu cơ, khoáng chất, chất lỏng, chất khí và sinh vật sống phát triển với việc hỗ trợ trong sự sinh trưởng của các thực vật cũng như là môi trường sinh sống của các loài vật, từ các vi sinh vật tới các loài động vật nhỏ.

V.V.Dokuchaev, nhà khoa học người Nga tiên phong trong lĩnh vực khoa học đất cho rằng: Đất như là một thực thể tự nhiên có nguồn gốc và lịch sử phát triển khác nhau, là thực thể với những quá trình phức tạp và đa dạng diễn ra trong nó. Đất được coi là khác biệt với đá. Đá trở thành đất dưới ảnh hưởng của một loạt các yếu tố tạo thành đất như khí hậu, cây cỏ, khu vực, địa hình và tuổi. Theo ông, đất có thể được gọi là các tầng trên nhất của đá không phụ thuộc vào dạng; chúng bị thay đổi một cách tự nhiên bởi các tác động phổ biến của nước, không khí và một loạt các dạng hình của các sinh vật sống hay chết.

Đất là yếu tố cực kỳ quan trọng đối với mọi hệ sinh thái trên Trái Đất, bởi vì nó hỗ trợ sự phát triển của cây cối. Thực vật không chỉ cung cấp thức ăn và oxy (O₂), mà còn hấp thụ dioxide cacbon (CO₂), đồng thời tạo ra nguồn thực phẩm cho con người.

Thành phần

Các loại đất có sự biến động lớn về thành phần và cấu trúc tùy thuộc vào từng vùng địa lý. Đất được hình thành thông qua quá trình phong hóa của các loại đá và sự phân hủy của chất hữu cơ. Phong hóa là kết quả của sự tác động từ gió, mưa, băng tuyết, ánh nắng mặt trời và các hoạt động sinh học diễn ra trên đá theo thời gian, các tác động này khiến đá vỡ vụn thành những hạt nhỏ. Thành phần khoáng vật và chất hữu cơ quyết định cấu trúc và các đặc tính khác của các loại đất.

Đất có thể được chia thành hai tầng chính: tầng đất bề mặt, là lớp trên cùng, nơi rất nhiều rễ cây, vi sinh vật và các loài động vật sống cư trú; và tầng đất dưới, nằm sâu hơn và thường có cấu trúc chặt hơn và ít chất hữu cơ hơn.

Nước và không khí cũng là thành phần quan trọng của đất. Không khí nằm trong khoảng không gian giữa các hạt đất, trong khi nước thì thường nằm ở khoảng không gian bề mặt và giữa các hạt đất, chiếm một phần lớn thể tích của đất. Cả hai thành phần này đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của thực vật và các sinh vật khác trong cảnh quan đất đai và hệ sinh thái cụ thể.

Dựa vào tỷ lệ các hạt (bao gồm đá và khoáng chất) trong đất, người ta chia đất thành ba loại chính: đất cát, đất thịt và đất sét. Mỗi loại đất có tỷ lệ khác nhau của các hạt cát, limon và sét như sau:

• Đất cát: 85% cát, 10% limon và 5% sét.
• Đất thịt: 45% cát, 40% limon và 15% sét.
• Đất sét: 25% cát, 30% limon và 45% sét.
• Giữa các loại đất này còn có những loại đất trung gian như đất cát pha và đất thịt nhẹ...

Các loại đất nguyên thủy bị chôn vùi dưới tác động của các sinh vật được gọi là đất cổ.

Các loại đất tiến hóa tự nhiên theo thời gian do hoạt động của thực vật, động vật và phong hóa. Đất cũng chịu ảnh hưởng của các hoạt động của con người. Con người có thể cải tạo đất để làm cho nó phù hợp hơn cho sự sinh trưởng của thực vật bằng cách bổ sung chất hữu cơ và phân bón tự nhiên hoặc tổng hợp, cũng như cải thiện tính năng tưới tiêu hoặc khả năng giữ nước của đất. Tuy nhiên, các hoạt động của con người cũng có thể gây ra sự thoái hóa đất thông qua sự cạn kiệt chất dinh dưỡng, ô nhiễm và xói mòn đất.

Độ phì nhiêu

Độ phì nhiêu của đất đánh giá khả năng cung cấp đủ nước, oxy và chất dinh dưỡng cho cây trồng để đảm bảo năng suất cao, đồng thời không có chứa các chất độc hại cho cây. Độ phì nhiêu là yếu tố then chốt quyết định năng suất cây trồng. Để đạt được năng suất cao, ngoài độ phì nhiêu, còn cần giống cây tốt, chăm sóc đầy đủ và thời tiết thuận lợi.

Nhờ vào các hạt cát, limon, sét và chất mùn, đất có khả năng giữ nước và chất dinh dưỡng. Đất chứa nhiều hạt nhỏ và nhiều mùn sẽ giữ nước và dinh dưỡng tốt hơn.

Sự tiến hóa tự nhiên của đất

Một ví dụ về sự tiến hóa tự nhiên của đất từ đá trong các vùng nóng dưới ảnh hưởng của lượng mưa lớn. Thực vật có thể thích nghi và phát triển nhanh chóng trong những điều kiện như vậy trên các loại đá xốp từ các dòng dung nham đã nguội, mặc dù có ít chất hữu cơ. Đá xốp cung cấp nước và dinh dưỡng giúp cây sinh trưởng. Chất hữu cơ dần tích tụ trước khi rễ cây có thể phát triển, điều này có thể coi là một loại đất.

Các quá trình hóa học trong đất

Phong hóa là quá trình giải phóng các ion như kali (K) và magie (Mg) vào dung dịch đất. Một số được thực vật hấp thụ, phần còn lại liên kết với các thành phần của đất như chất hữu cơ và khoáng sét hoặc tồn tại tự do trong dung dịch đất. Sự cân bằng các ion trong các thành phần đất là quá trình động, bị chi phối bởi các quá trình trao đổi và hấp phụ cation, anion. Các thay đổi lý học, hóa học của đất có thể gây ra sự chuyển dịch cân bằng.

Cùng với quá trình axit hóa đất, các cation hấp thụ bởi khoáng sét có thể bị thay đổi (bởi H) và bị rửa trôi. Ngoài ra, axit hóa đất cũng là nguyên nhân thúc đẩy quá trình phong hóa khoáng sét, giải phóng một số ion độc hại như Al (là một thành phần chính của silicat trong đất). Sử dụng vôi (vôi bột hoặc vôi tôi) được xem là biện pháp hiệu quả để cải tạo và ngăn ngừa quá trình axit hóa đất.

Mặc dù nitơ, kali và photpho là những nguyên tố cần thiết nhất cho sự sinh trưởng của cây trồng, chỉ có một phần nhỏ của chúng tồn tại dưới dạng hóa học mà cây có thể hấp thụ được. Trong các quá trình như khử nitơ và khoáng hóa, các vi sinh vật chuyển hóa các dạng vô dụng (như NH₄) thành các dạng có ích (như NO₃) cho cây trồng sử dụng. Sự tương tác giữa thổ quyển, thủy quyển, khí quyển và sinh quyển thông qua chu trình nitơ và cacbon giúp cho việc tái chế các nguyên tố này trong tự nhiên.

Các thành phần hữu cơ trong đất bao gồm xác lá cây, phân bón động vật (phân bón, nước tiểu, xác chết vv) và các chất hữu cơ chưa phân hủy khác. Sau khi phân hủy, chúng tái tổ hợp thành chất mùn, một loại chất giàu dinh dưỡng và màu sắc sẫm. Hóa học, chất mùn bao gồm các phân tử lớn như este axit cacboxylic, các hợp chất phenol và các dẫn xuất của benzen. Qua quá trình khoáng hóa, các chất hữu cơ trong đất được giải phóng và cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng. Chúng cũng giúp duy trì độ xốp và khả năng giữ nước của đất.

Sự khô hạn của đất tăng cường sự xâm nhập của oxy từ không khí vào đất, đồng thời làm gia tăng quá trình oxy hóa và giảm lượng chất hữu cơ trong đất. Ví dụ về điều này có thể thấy ở khu vực Everglades, Florida, nơi việc tưới tiêu nông nghiệp chủ yếu cho mía đường. Đất ở đây ban đầu giàu chất hữu cơ, nhưng các quá trình oxy hóa và sự nén ép đã gây phá hủy cấu trúc đất và giảm lượng dinh dưỡng, dẫn tới thoái hóa đất.

Phân loại đất theo mục đích sử dụng

Đất nông nghiệp

Đất nông nghiệp là loại đất được sử dụng cho sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản và làm muối, bao gồm:

• Đất trồng cây hàng năm như lúa và các loại cây khác;
• Đất trồng cây lâu năm;
• Đất rừng sản xuất;
• Đất rừng phòng hộ;
• Đất rừng đặc dụng;
• Đất nuôi trồng thủy sản;
• Đất làm muối;
• Đất nông nghiệp khác bao gồm: đất dùng để xây nhà kính, các công trình hỗ trợ trồng trọt, cả chăn nuôi gia súc, gia cầm và các loại động vật khác theo quy định pháp luật; đất dành cho nghiên cứu, học tập trong lĩnh vực nông nghiệp; đất ươm tạo cây giống và đất trồng hoa, cây cảnh...

Đất phi nông nghiệp

Là loại đất đã được sử dụng nhưng không dùng vào mục đích sản xuất nông nghiệp như đã đề cập; bao gồm:

• Đất ở;
• Đất xây dựng trụ sở cơ quan và các công trình sự nghiệp như địa điểm của tổ chức sự nghiệp; đất xây dựng cơ sở văn hóa, xã hội, y tế, giáo dục và đào tạo, thể thao, khoa học và công nghệ, ngoại giao và các công trình sự nghiệp khác;
• Đất dành cho mục đích quốc phòng, an ninh;
• Đất sản xuất, kinh doanh phi nông nghiệp bao gồm đất khu công nghiệp, cụm công nghiệp, khu chế xuất; đất thương mại, dịch vụ; đất sản xuất vật liệu xây dựng, sản xuất gốm sứ; đất cho hoạt động khoáng sản; đất công cộng gồm các công trình giao thông, thủy lợi, di tích lịch sử - văn hóa, đất sinh hoạt cộng đồng, khu vui chơi, giải trí, công trình năng lượng, bưu chính viễn thông, chợ, bãi thải và các công trình công cộng khác;
• Đất cơ sở tôn giáo, tín ngưỡng (đất xây đền, nhà thờ...);
• Đất nghĩa trang, nghĩa địa, nhà tang lễ, nhà hỏa táng;
• Đất sông, ngòi, kênh, rạch, suối và mặt nước chuyên dùng;
• Đất phi nông nghiệp khác như đất làm nhà nghỉ, lán, trại cho người lao động trong cơ sở sản xuất; đất kho và nhà chứa nông sản, vật tư, thiết bị máy móc, công cụ phục vụ cho sản xuất nông nghiệp và các công trình khác mà không phải là mục đích kinh doanh và không gắn liền với đất ở;

Đất chưa sử dụng

Gồm các loại đất chưa được xác định mục đích sử dụng như bãi bồi ven sông, ven biển...