CHƯƠNG IV CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CƠ BẢN CỦA ĐẤT CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT
BÀI 1: MÀU SẮC VÀ SA CẤU ĐẤT
- Màu sắc la 1 trong những tính chất dùng để phân loại đất và xác định tính thích hợp trong sử dụng đất.
- Màu sắc ít ảnh hưởng đến trạng thái đất, nhưng có liên quan đến các tính chất khác, như khả năng tiêu nước.
1. Định nghĩa
- Lớp phủ trên bề mặt các hạt:
+ Chất hữu cơ có màu sậm;
+ Oxides Fe và Al (đỏ và vàng) - Màu sắc thể hiện:
+ Chế độ thủy văn;
+ Ẩm độ;
+ Khoáng học (calcite, hematite, manganese).
SV: Nguyễn Minh Thắng Page 22 2. Hệ thống màu Munsell
- Định lượng màu sắc sử dụng hệ thống Munsell
+ Hue: Sắc màu. VD: 5R – đỏ (Red), không nói lên đất có màu sậm hay sáng;
+ Value: Độ sáng. VD: 10R 5 – độ sáng đậm (0 là sậm nhất = ẩm ướt) có thể hiện chế độ ẩm và hàm lượng chất hữu cơ (càng cao khi độ sáng càng thấp)
+ Chroma: Độ chói. VD: 10R 5/8 cường độ màu (0 là xám) chỉ thị chế độ thủy văn (tiêu nước tốt = Chroma cao).
- Cách ghi, cách đọc: [Hue] [Value]/[Chroma]
- VD:
II. Sa cấu
- Sa cấu là 1 tính chất vật lý rất quan trọng của đất. Sa cấu ảnh hưởng đến:
+ Khả năng di chuyển của nước trong đất;
+ Khả năng giữa nước của đất;
+ Độ phì tiềm tàng của đất;
+ Thích hợp cho xây dựng.
SV: Nguyễn Minh Thắng Page 23 1. Định nghĩa
- Phần trăm (%) các hạt cát, thịt và sét trong mẫu đất - Tiêu chuẩn để nhận biết trạng thái và quản lý đất
- Sa cấu không thay đổi trên đồng ruộng, nhưng thay đổi trong chậu khi được trộn lẫn các hạt với nhau.
- Sa cấu đất chỉ xét các hạt cát, thịt và sét – thành phần mịn của vỏ quả đất.
SV: Nguyễn Minh Thắng Page 24 2. Các hạt
Tên Kích thước Giới thiệu Nhận diện Tính chất
Tảng đá 2m
Mảnh vụn, sỏi,
sạn, kết vụn
> 2mm
Không được xem là thành phần của sa cấu đất
Cát < 2mm – 0.05 mm
- Dạng tròn, góc cạnh;
- Hạt có màu trắng sáng: thạch anh (quartz), màu sậm:
nhiều khoáng
- Có thể nhìn thấy bằng mắt thường;
- Cát trong đất có thể có màu nâu, vàng, đỏ do lớp phủ của Oxide Fe và Al.
- Cảm giác thô, nhám - Rời rạc, không dính, không dẽo, không nặng hình được
- Diện tích bề mặt riêng thấp - Hàm lượng dinh dưỡng khoáng thấp hơn các hạt mịn hơn (thịt, sét)
- Lỗ rỗng giữa các hạt cát lớn, nên thoát nước tốt
- Giữ nước kém, đất dễ bị hạn.
Thịt < 0.005 mm – 0.002 mm
Thạch anh chiếm ưu thế trong hạt thịt, do các khoáng khác đã bị phong hóa
- Không nhìn thấy bằng mắt thường
- Không cảm giác thô nhám
- Mịn hhư bột mì - Khi ướt không dính không dẽo
- Kích thước càng nhỏ càng phong hóa nhanh (không phải khoáng thạch anh)
- Hạt càng nhỏ, giữ nước cho cây trồng càng nhiều, thoát nước kém hơn hạt cát
- Dễ rửa trôi – bào mòn mạnh - Giữ nhiều dinh dưỡng cho cây hơn cát
Sét < 0.002 mm Hạt rất nhỏ - hạt keo
- Dính, dẽo, nặng tượng, vo tròn,…
- Trương nở - co ngót.
- Tốc độ lắng rất chậm khi hòa tan vào nước
- Diện tích bề mặt rất lớn (1 muỗng canh = 1 SVĐ)
- Các lỗ rộn rất nhỏ - nước di chuyển rất chậm.
- Khả năng giữ nước rất mạnh nhưng không phải đều hữu dụng với cây.
- Lực giữ cao – đất nặng - Co – trương ảnh hưởng đến xây dựng
- Hấp phụ hóa học lớn.
SV: Nguyễn Minh Thắng Page 25 3. Phân loại sa cấu đất nông nghiệp
- Percent Cley: phần trăm set - Percent Silt: phần trăm thịt - Percent Sand: phần trăm cát - Đất cát (sa cấu thô):
+ Cát;
+ Cát pha thịt.
- Đất thịt (sa cấu thô trung bình):
+ Thịt pha cát;
+ Cát mịn;
+ Thịt.
- Đất thịt thô (sa cấu trung bình):
+ Thịt pha cát rất mịn;
+ Thịt;
+ Thịt – sét – cát;
+ Thịt trung bình.
- Đất thịt mịn (sa cấu mịn trung bình) + Thịt – sét pha cát;
+ Thịt pha sét.
- Đất sét (sa cấu mịn) + Sét pha thịt;
+ Sét;
+ Sét pha cát.
SV: Nguyễn Minh Thắng Page 26 4. Sự thay đổi sa cấu
- Sa cấu đất chỉ có thể thay đổi khi trộn các loại đất có sa cấu khác nhau với 1 lượng nhỏ;
- Trộn cát với sét để làm vật liệu xây dựng;
- Thêm tha bùn hay phân hữu cơ vào đất dẽ không làm thay đổi sa cấu đáng kể vì chỉ thêm vào chất hữu cơ, không phải là cát, thịt, cát.
- Theo thời gian (1000 năm) các tiến trình thổ nhưỡng sẽ làm thay đổi sa cấu các tầng phát sinh.
- Đất càng già cổi, cát phong hóa thành thịt, thịt phong hóa thành sét. Vì vậy đất càng già cổi càng nhiều sét.
- Chuyển vị sét hình thành tầng phát sinh B
+ Sét chuyển vị từ trên xuống, nên tầng B có hàm lượng sét nhiều hơn tầng bên trên.
+ Tầng B – Argillic hình thành có tích tụ sét Bt. 5. Các phương pháp xác định sa cấu đất
a. Phương pháp cảm giác - Làm ướt đất trong tay;
- Vo thành sợi dài;
- Độ dài của sợi thể hiện tỉ lệ sét;
- Thô nhám: cát - Láng mịn: thịt.
b. Tỉ trong kế
- Vận tốc lắng (V) tỉ lệ với bình phương đường kính hạt (d) + Hạt càng to, lắng càng nhanh;
+ Tỉ trọng của nước (huyền phù các hạt thịt và sét) nâng tỉ trọng kế lên.
- Định luật Stokes: V = kd2 - Cách sử dụng tỉ trọng kế:
+ Sử dụng tỉ trọng kế để đo hàm lượng thịt và sét lơ lững trong nước sau 40 giây – đọc lần 1
Tổng lượng đất – thịt, sét trong huyền phù = lượng cát.
% cát = (tổng lượng đất – số đọc lần 1)/tổng lượng đất x 100.
SV: Nguyễn Minh Thắng Page 27 + Sau 2h, đo lượng sét (phần còn lại sau khi cát và thịt đã lắng)
% sét = (số đọc lần 2/tổng lượng đất)x100
Lượng thịt = (số đọc lần 1) – (số đọc lần 2)
% thịt = 100 – [(% cát) + (% sét)]
6. Độ rỗng
a. Kích thước và hình dạng tế khổng
Đại tế khổng (cát thô) Vi tế khổng (đoàn lạp)
> 0.08mm < 0.08mm
Tiêu nước nhanh Tiêu nước chậm
Luôn đẩy không khí Luôn đầy nước
Rễ và động vật nhỏ Lông hút, vi khuẩn
- Kích thước tế khổng có tầm quang trọng hơn so với tổng độ rỗng do việc tiêu nước, độ thoáng và các tiến trình khác của đất.
b. Tế khồng
- Tế khổng là khoảng trống giữa các hạt vô cơ và hữu cơ - Nước chứa trong các tế khổng là nước trong đất
- Độ rỗng ảnh hưởng trực tiếp đến sự di chuyển của nước trong đất
b. Độ rỗng
% PS = 100×(1-Db Dp) - Nếu ta nén chặt hay cày cấy, độ rỗng sẽ giảm.
- Đất sét có tổng độ rổng lớn hơn đất cát.
- Nước thoát nhanh trong các đại tế khổng và thoát chậm trong vi tế khổng.
SV: Nguyễn Minh Thắng Page 28 c. Độ rỗng tương quan nghịch với dung trọng
- Khi hàm lượng sét tăng thì độ rộng tăng và dung trọng giảm.
e. Tương quan giữa sa cấu và độ rỗng (độ sâu mẫu đất 10cm)
Sa cấu Chất hữu cơ
(%)
Tổng độ rỗng (%)
Đại tế khổng (%)
Vi tế khổng (%)
Thịt pha cát 2 42 17 25
Thịt pha cát Cấu trúc tốt 5 50 27 23
Cấu trúc kém 5 50 40 10
f. Ảnh hưởng của canh tác đến độ rỗng
Lịch sử Chất hữu cơ (%) Tổng độ rỗng (%) Đại tế khổng (%) Vi tế khổng (%)
Đồng cỏ tự nhiên 5.6 58.3 32.7 25.6
Cày xới (50 năm) 2.9 50.2 16.0 34.2
g. Sa cấu và nước trong đất
- Sa cấu ảnh hưởng lớn đến lượng nước trong đất
Cát Thịt Sét
Khả năng giữ nước Thâp Trung bình Cao
Độ thoáng Tốt Trung bình Kém
Khả năng tiêu nước Cao Chậm Rất chậm
Khả năng giữ dinh dưỡng Thấp Trung bình Cao
SV: Nguyễn Minh Thắng Page 29 - Độ dẫn truyền Hydraulic Conductivity – Độ di chuyển của nước – Khả năng thấm
+ Đất cát dẫn truyền nhanh và giữ nước kém;
+ Đất sét dẫn truyền chậm và giữ nước cao.
+ Độ rỗng và tính thấm:
- Tương quan giữa độ rỗng và tính thấm
+ Độ rỗng: tổng các lỗ rỗng trong 1 đơn vị thể tích đất + Lỗ rỗng = tế khổng: nơi chứa và giữ nước của đất.
+ Khả năng thấm phụ thuộc vào kích thước hạt, lỗ rỗng và cách sắp xếp các hạt và lỗ rỗng (cấu trúc)
Độ khúc khủy, quanh co;
Đường đi càng thẳng, lỗ rỗng càng to thấm càng nhanh
Sét có khuynh hướng làm giảm kích thước lỗ rỗng, tăng độ khúc khũy giảm tính thấm
Thông thường, tầng mặt có nhiều lỗ rỗng lớn, độ rỗng cao, tầng sâu và ngược lại.
Khả năng tiêu nước Độ sâu đốm màu
Tốt > 1.2m
Trung bình > 1 – 1.2m
Kém > 0.6m
Rất kém Tầng mặt sậm – tầng sâu có màu sáng (đốm màu đỏ)
7. Dung trọng và tỉ trọng
- Trọng lượng đất = Dung trọng x Thể tích - Dung trọng:
Dung trọng= PĐất khô VĐất (rắn+rỗng)
+ Dung trọng thay đổi khi độ rỗng thay đổi
+ Dung trọng phổ biến của tầng đất mặt = 1.1 – 1.4 g/cm3 + Dung trọng tầng sâu = 1.3 – 1.7 g/cm3
SV: Nguyễn Minh Thắng Page 30 - Tỉ trọng
Tỉ trọng= PĐất khô Vrắn + Tỉ trọng trung bình của đất là 2.65 g/cm3
- Dung trọng biến động theo hai yếu tố:
+ % độ rỗng;
+ Tỉ trọng.