Độ phì đất

Độ phì đất, độ phì nhiêu hay độ màu mỡ là khả năng của đất để duy trì sự phát triển của cây trồng trong nông nghiệp, tức là cung cấp môi trường sống thực vật và mang lại sản lượng bền vững và nhất quán với chất lượng cao. Ở những vùng đất được sử dụng cho nông nghiệp và các hoạt động khác của con người, việc duy trì độ phì nhiêu của đất thường đòi hỏi phải sử dụng các biện pháp bảo tồn đất. Điều này là do xói mòn đất và các hình thức suy thoái đất khác thường dẫn đến sự suy giảm chất lượng liên quan đến một hoặc nhiều khía cạnh được chỉ ra theo các yếu tố hình thành.

Cạn kiệt đất

Sự suy giảm đất (soil depletion) xảy ra khi các thành phần góp phần vào độ phì nhiêu bị loại bỏ và không được thay thế, và các điều kiện hỗ trợ độ phì của đất không được duy trì. Điều này dẫn đến năng suất cây trồng kém.
Sự cạn kiệt lớp đất mặt xảy ra khi lớp đất hữu cơ giàu chất dinh dưỡng, phải mất hàng trăm đến hàng ngàn năm để xây dựng trong điều kiện tự nhiên, bị xói mòn hoặc cạn kiệt vật liệu hữu cơ ban đầu của nó. Trong lịch sử, nhiều sự sụp đổ của các nền văn minh trong quá khứ có thể được quy cho sự cạn kiệt của lớp đất mặt. Kể từ khi bắt đầu sản xuất nông nghiệp ở vùng đồng bằng lớn của Bắc Mỹ vào những năm 1880, khoảng một nửa lớp đất mặt của nó đã biến mất.

Nguyên nhân

Trong nông nghiệp, sự cạn kiệt có thể là do canh tác quá mạnh và quản lý đất không đủ. Độ phì của đất có thể bị thách thức nghiêm trọng khi sử dụng đất thay đổi nhanh chóng. Một trong những sự xuất hiện phổ biến nhất của sự suy giảm đất vào năm 2008 là ở các vùng nhiệt đới nơi hàm lượng dinh dưỡng của đất thấp. Các tác động kết hợp của mật độ dân số ngày càng tăng, khai thác gỗ công nghiệp quy mô lớn, nông nghiệp chặt và đốt, và các yếu tố khác, ở một số nơi đã làm cạn kiệt đất thông qua việc loại bỏ nhanh chóng và gần như toàn bộ chất dinh dưỡng. Sự suy giảm có thể xảy ra thông qua một loạt các tác động khác, bao gồm quá tải (làm hỏng cấu trúc đất), sử dụng các yếu tố dinh dưỡng dẫn đến khai thác ngân hàng dinh dưỡng đất và nhiễm mặn đất.

Các quốc gia bị ảnh hưởng

Sự cạn kiệt của đất đã ảnh hưởng đến tình trạng của thực vật và cây trồng trong nông nghiệp ở nhiều quốc gia. Ví dụ, ở Trung Đông, nhiều quốc gia gặp khó khăn trong việc trồng sản xuất vì hạn hán, thiếu đất và thiếu nước tưới. Nơi đây có ba quốc gia cho thấy sự sụt giảm trong sản xuất cây trồng, tỷ lệ suy giảm năng suất cao nhất được tìm thấy ở vùng đồi núi và vùng đất khô. Nhiều quốc gia ở châu Phi cũng trải qua sự cạn kiệt của đất đai màu mỡ. Ở những vùng có khí hậu khô như Sudan và các quốc gia tạo nên sa mạc Sahara, hạn hán và suy thoái đất (soil degradation) là phổ biến. Cây hoa màu như trà, ngô và đậu đòi hỏi nhiều chất dinh dưỡng để phát triển khỏe mạnh. Độ phì nhiêu của đất đã giảm ở các vùng trồng trọt ở châu Phi và việc sử dụng phân bón nhân tạo và tự nhiên đã được sử dụng để lấy lại các chất dinh dưỡng của đất nền.

Tác động nước tưới

Chất lượng nước tưới rất quan trọng để duy trì độ phì và độ trồng (tilth) của đất, và để cây sử dụng nhiều độ sâu trong đất hơn. Khi đất được tưới bằng nước có độ kiềm cao, muối natri không mong muốn tích tụ trong đất sẽ làm cho khả năng thoát nước của đất rất kém. Vì vậy, rễ cây không thể xâm nhập sâu vào đất để tăng trưởng tối ưu trong đất kiềm. Khi đất được tưới với độ pH thấp hoặc nước có tính axit, các muối hữu ích (Ca, Mg, K, P, S, v.v.) bị loại bỏ bằng cách hút nước từ đất chua và ngoài ra muối nhôm và mangan không mong muốn được hòa tan từ đất vào cây gây cản trở sự phát triển của cây. Khi đất được tưới bằng nước có độ mặn cao hoặc đủ nước không thoát ra khỏi đất được tưới, đất sẽ chuyển thành đất mặn hoặc mất độ phì. Nước mặn tăng cường áp lực turgor hoặc yêu cầu áp suất thẩm thấu làm cản trở việc lấy nước và chất dinh dưỡng của rễ cây.
Sự đánh mất lớp đất mặt diễn ra trong đất kiềm do xói mòn do nước mưa chảy hoặc thoát nước khi chúng tạo thành chất keo (bùn mịn) tiếp xúc với nước. Thực vật chỉ hấp thụ muối vô cơ tan trong nước từ đất để sinh trưởng. Đất như vậy không làm mất độ phì nhiêu chỉ bằng cách trồng trọt mà mất đi độ phì nhiêu do tích tụ muối vô cơ không mong muốn và cạn kiệt từ đất do tưới không đúng cách và nước mưa axit (số lượng và chất lượng nước). Độ phì nhiêu của nhiều loại đất không phù hợp với sự phát triển của cây có thể được tăng cường nhiều lần bằng cách cung cấp đủ nước tưới có chất lượng phù hợp và thoát nước tốt từ đất.