Chương VII Thành phẦn hoá hỌc và dinh dưỠng trong đẤt Pha rắn của đất được hình thành từ các chất vô cơ, hữu cơ và hữu cơ vô cơ Thành phần hoá học của đất có sự khác biệt rất rõ với thành phần hoá học.
Chương VII THÀNH PHẦN HOÁ HỌC VÀ DINH DƯỠNG TRONG ĐẤT Pha rắn đất hình thành từ chất vô cơ, hữu hữu - vô Thành phần hố học đất có khác biệt rõ với thành phần hoá học mẫu chất hay đá hình thành đất Ðiểm đặc biệt thành phần hố học đất tồn hợp chất hữu cao phân tử đặc trưng đất - hợp chất mùn Ðây hợp chất hữu cao phân tử có đất có thành phần cấu trúc phức tạp, không ổn định theo thời gian Trong hầu hết loại đất thành phần vô chiếm tới 80-90% trọng lượng đất, trừ trường hợp đất chứa nhiều xác thực vật than bùn tỷ lệ giảm xuống Trong thành phần hoá học đất người ta tìm thấy hầu hết ngun tố hố học có bảng tuần hồn Mendeleev Quá trình nghiên cứu thành phần nguyên tố hoá học riêng biệt đất cuối kỷ 18 Thành phần hoá học đất Hàm lượng tương đối nguyên tố hoá học đất vỏ trái đất khác dao động khoảng rộng (bảng 7.1) Bảng 7.1: Hàm lượng bình quân (%) số nguyên tố hoá học đất vỏ trái đất (Vinôgratdov, 1949) Nguyên tố O Si Al Fe Ca Na Vỏ trái đất 47,2 27,6 8,8 5,1 3,6 2,64 Đất 49,0 33,0 7,13 3,80 1,37 0,63 Nguyên tố Mg C S P Cl Mn Vỏ trái đất 2,10 0,10 0,09 0,08 0,04 0,09 Đất 0,63 2,00 0,08 0,08 0,01 0,08 Trong thạch quyển, tính theo phần trăm trọng lượng oxy chiếm 47,2%; silic 27,6; nhơm - 8,8 %; sắt - 5,1 %; canxi - 3,6 %, natri kali - 2,6 % loại, manhê 2,1% Tám nguyên tố chiếm 99% thạch Trong vỏ trái đất đất có nguyên tố chiếm tỷ lệ lớn O, Si, Fe, Al Các chất vơ đất có nguồn gốc từ đá nên hàm lượng nguyên tố hoá học tương tự thạch có nét chung đất khác thạch chỗ: đất hàm lượng cacbon nhiều 20 lần, nitơ 10 lần so với thạch Chúng tích luỹ đất hoạt động sống sinh vật Thành phần hoá học loại đất khác khác nhau, chúng phụ thuộc vào thành phần đá mẹ q trình hình thành đất Vì chất vơ đất có nguồn gốc từ đất nên thành phần hố học thành phần khoáng vật đất đá có liên quan mật thiết với Ðất hình thành từ loại đá khác có thành phần hoá học thành phần khoáng vật khác Mối quan hệ biểu rõ giai đoạn đầu hình thành đất, sau thành phần hoá học khoáng vật đất cịn chịu ảnh hưởng q trình hố học, lý học sinh học diễn đất Ví dụ: silic tích luỹ lại đất nhờ tính bền vững thạch anh mặt lý học hố học; nhơm sắt tích luỹ đất nhờ q trình Feralit vùng khí hậu nhiệt đới ẩm; nguyên tố kiềm kiềm thổ nghèo đất làm cho đất chua tính dễ hồ tan bị rửa trơi chúng Trong trình sinh trưởng phát triển, thực vật sử dụng số ngun tố có nguồn gốc từ khơng khí nước C, H, O số cịn lại bao gồm N, P, Ca, Mg, S với Fe, Mn, B, Zn, Mo lấy từ đất nên nguyên tố gọi chất dinh dưỡng đất Ðây sở quan trọng độ phì nhiêu Các ngun tố hố học đất khả cung cấp chúng cho Các nguyên tố hoá học tồn đất hợp chất khác Dưới nêu số nguyên tố có ý nghĩa quan trọng trình hình thành đất dinh dưỡng trồng 2.1 Silic đất Nguyên tố silic có tỷ lệ lớn thứ sau oxy (27,6%) Trong đất silic thường gặp dạng thạch anh (SiO2) Ðây loại khoáng vật bền vững với phong hoá Silic có thành phần alumin silicat ferosilicat Khi khoáng vật bị phá huỷ trình phong hố hình thành đất silic giải phóng dung dịch dạng anion axit octo- metasilisic [(SiO4)-4 (SiO3)-2], silicat natri silicat Kali Một phần silic hồ tan bị rửa trơi khỏi đất phần khác bị kết tủa (trong môi trường axit) dạng gel (SiO2.nH2O) Ðây kết tủa vơ định hình cứng rắn, nước chuyển thành thạch anh thứ sinh Tỷ lệ SiO2 đất khoảng 50-70%, hàm lượng xấp xỉ với số liệu bình quân vỏ trái đất Ở vùng khí hậu nóng ẩm tốc độ phân giải khống vật nhanh gây nên rửa trôi silic Sự rửa trôi silic xảy vùng khác phụ thuộc vào tác dụng phong hố tính chất đá mẹ 2.2 Nhơm đất Trong đất nhơm có thành phần khoáng nguyên sinh, thứ sinh, phức chất hữu - vô trạng thái bị hấp phụ (trong đất chua) Khi khoáng nguyên sinh thứ sinh bị phá huỷ Al giải phóng dạng Al(OH)3 dạng keo vơ định hình, kết tinh Ở mơi trường trung tính kiềm yếu, hydroxyt nhơm bị tách hồn tồn dạng kết tủa keo - dạng gel (Al2O3.nH2O) Gel kết tinh chuyển thành khoáng thứ sinh gipxit (Al2O3.3H2O) bơmit (Al2O3.H2O) Trong môi trường chua với pH0,75%) Đất cát biển, đất đỏ bazan thuộc vào loại nghèo lưu huỳnh Cây hút lưu huỳnh dạng ion SO42- Ion SO42- dung dịch đất sinh q trình khống hố hợp chất hữu có chứa lưu huỳnh, hồ tan muối sulphat tác dụng oxy hố hợp chất lưu huỳnh Anion SO42- bị keo đất hấp phụ yếu điều kiện khơ tích luỹ đất Thường lượng lưu huỳnh đất đáp ứng đòi hỏi 2.6 Nitơ đất a Hàm lượng đạm đất Ðây nguyên tố mà cần nhiều đất lại chứa Trong đất Việt Nam N% chứa khoảng 0,1-0,2%, có loại 0,1% đất bạc màu Hàm lượng N đất phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng hữu Nói chung hàm lượng mùn nhiều đạm nhiều (N chiếm 5-10% khối lượng mùn) b Các dạng đạm đất Ðạm đất chia thành hai dạng lớn: Ðạm vô hữu * Ðạm vô cơ: lượng đạm vô đất mặt ít, chiếm 1-2% N tổng số Ở tầng N vơ chiếm tới 30% N tổng số N vô đất tồn dạng NH4+, NO3-, NO2- chủ yếu NO3- + NH4 Các dạng N vô dễ tan, dễ hút nên hàm lượng chúng đất thay đổi nhiều khơng theo mùa mà cịn thay đổi ngày đêm, ngày mưa ngày nắng NH4+ sinh tác dụng amơn hố vi sinh vật chất hữu chứa nitơ Trong điều kiện hảo khí NH4+ dễ bị chuyển hố thành NO3- nên đất lúa nước NH4+ ổn định tích luỹ Trong đất ion NH4+ dễ bị đất hấp phụ phần chuyển sang trạng thái khơng trao đổi (nằm tinh thể khống sét) Ion NO3- không bị đất hấp phụ tồn chủ yếu dung dịch đất nên dễ bị rửa trôi * Ðạm hữu cơ: Ðây dạng N chủ yếu đất chiếm tới 95% N tổng số Dựa vào độ hoà tan khả thuỷ phân người ta chia làm loại: + N hữu tan nước: Gồm axit amin tương đối đơn giản, hợp chất dạng muối amon (chiếm 50% N tổng số) Khi mơi trường kiềm, axit lên men chúng thuỷ phân tạo chất tương đối đơn giản dễ tan nước + N hữu không thuỷ phân: Chiếm 30-50% N hữu tổng số, khơng hồ tan nước khơng thể dùng kiềm hay axit để thuỷ phân c Nguồn gốc N đất + Từ tàn tích sinh vật + Do bón phân: Phân đạm vơ cơ, phân hữu (Phân chuồng, phân bắc, phân rác, phân xanh) + Tác dụng cố định đạm VSV Dựa vào khả cố định N2 vi sinh vật có như: Azotobacte, Rhizobium, Clostridium Ngồi vi khuẩn cịn có tảo lam có khả cố định N2 tự nhiên + Tác dụng sấm sét oxy hố N khí thành dạng NO NO2 sau dạng N hồ tan với nước mưa rơi xuống đất + Do nước tưới đưa vào Việc đảm bảo nitơ cho phụ thuộc vào tốc độ phân giải hợp chất hữu Tuy vậy, muốn có sản lượng trồng cao khơng thể trông chờ vào lượng nitơ dự trữ đất cho dù đất có trữ lượng mùn lớn mà cần phải bón thêm phân hữu vơ chứa nitơ vào đất nhu cầu nitơ thực vật lớn 2.7 Phospho (lân) đất Lân nguyên tố dinh dưỡng đa lượng trồng Lân đóng vai trị quan trọng q trình trao đổi chất, hút dinh dưỡng vận chuyển chất Cây thiếu lân sinh trưởng chậm, cho suất thấp phẩm chất nông sản Hàm lượng lân tổng số đất Việt Nam khoảng 0,03-0,2% Giàu P nâu đỏ bazan nghèo P đất bạc màu đất cát Dưới giá trị P vài đất Loại đất P2O5 % Ðất đỏ bazan 0,15-0,3 Ðỏ nâu đá vôi 0,12-0,15 Phù sa sông Hồng 0,08-0,01 Ðất bạc màu 0,03-0,04 Hàm lượng lân tổng số đất phụ thuộc chủ yếu vào thành phần khoáng vật đá mẹ, thành phần giới đất, chế độ canh tác phân bón Trong đất phospho có hợp chất hữu vơ Phospho có thành phần nhiều hợp chất hữu tàn tích sinh vật Các hợp chất hữu chứa phospho gồm có: Phitin, axit nucleic, nucleoproteit, phosphatit, sacarophosphat vi sinh vật đất Nguyên tố tích luỹ đất tầng mặt nhờ tích luỹ sinh học, tầng đất mặt thường chứa nhiều lân hữu tầng sâu Tỷ lệ lân hữu phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng mùn đất dao động khoảng từ 10-50% lân tổng số Hợp chất vô chứa phospho chủ yếu muối axit octophosphoric với Ca, Mg, Fe Al Trong đất phospho cịn có thành phần apatit, phosphoric vivianit, trạng thái hấp phụ anion phosphat Apatit nguồn gốc tất hợp chất phospho đất Nó chiếm tới 95% hợp chất phospho vỏ trái đất Các dạng phospho vơ đất phần lớn có tính di động Trong đất chua (có dạng hoạt động hố học sắt nhơm) phospho phần lớn gặp dạng phosphat sắt phosphat nhôm (FePO4, AlPO4, Fe2(OH)2PO4, Al(OH)2PO4 ) liên kết với oxyt sắt, nhôm dạng hợp chất bị hấp phụ Các loại đất chua Việt Nam có hàm lượng phosphat sắt cao Ví dụ: đất nâu đỏ bazan có lượng phosphat sắt (Fe-P) chiếm 80% tổng số lân vơ cơ; đất vàng đỏ đá phiến sét có Fe-P 70% tổng số lân vô cơ; đất phù sa chua đất phèn có Fe-P tương ứng 48-56% tổng số lân vô Trong đất lúa nước đất đầm lầy gặp vivianit - Fe3(PO4)2.8H2O - màu xanh lơ Trong đất lúa nước phosphat sắt bị khử thành phosphat sắt hồ tan nước nên trồng hấp thụ Trong đất chua ít, trung tính kiềm yếu phospho chủ yếu tồn dạng liên kết với canxi Các phosphat canxi thường có độ hồ tan thấp Theo độ hoà tan tăng dần phosphat canxi đất có dãy sau: Ca5(PO4)3Cl 3 Cuội 250-64 Cuội 3-1 Cuội >2 Sỏi 64- Sỏi 2-1 Sạn 4-2 Cát thô 1- 0,5 Cát thô 1- 0,5 Cát thơ 1-2 Cát trung bình 0, 5- 0,25 Cát trung bình 0, 5- 0,25 Cát thơ 1-0,5 Cát mịn 0,25- 0.05 Cát mịn 0,25- 0.02 Cát trung bình 0,5- 0,25 Cát mịn 0,2- 0,05 Cát mịn 0,25- 0,1 Cát mịn 0,1- 0,05 Bụi thô 0,05- 0,01 Bụi 0,05-,005 Bụi 0,05- 0,002 Bụi trung bình 0,01- 0,005 Sét thô 0,005- 0,0005 Sét < 0,005 sét < 0,002 Sét mịn 0,0005- 0,0001 Keo < 0,0001 ** Cát vật lý > 0,01 Sét vật lý < 0,01 ** Cát vật lý hạt lớn 0,01 mm Khi hạt có kích thước thể rõ nét tính chất vật lý hạt cát lắng rẽ, tính dễ nước, tính mao dẫn bé, khơng có tính trương (giãn nở) tính co, tính dính, tính dẻo Sét vật lý hạt có kích thước < 0,01 mm Những hạt thể rõ tính vật lý hạt sét tính dẻo, tính trương, tính co, tính thấm nước kém, tính mao dẫn lớn, lúc ướt dẻo qnh, lúc khơ rắn Cũng nên lưu ý phân chia thực q trình phân tích cấp hạt, cịn thực tiễn áp dụng vào phân loại đất theo thành phần giới người ta xét theo cấp hạt chủ yếu cát, bụi sét Các cấp hạt chi tiết ứng dụng nghiên cứu đất cấp phân vị thấp cấp chủng Liên Xô (cũ), cấp series Mỹ, cấp phases FAO- UNESCO Cho đến Việt Nam áp dụng bảng phân chia cấp hạt Liên Xô (cũ) số trường hợp dùng bảng Liên Hiệp Quốc (LHQ) hay Bộ Nông nghiệp Mỹ Tuy nhiên bảng FAO- UNESCO (1970) áp dụng phổ biến hai lý do: thứ nhất, thực tế phân tích cấp hạt người ta phép đơn giản hố số cấp hạt cịn lại cấp bản; thứ hai, phương pháp phân loại đất theo FAO- UNESCO ngày áp dụng rộng rãi So với bảng LHQ năm 1927, bảng FAO- UNESCO có thay đổi, từ cấp tăng lên 11 cấp chủ yếu cấp lớn mm 1.3 Thành phần đặc tính cấp hạt giới Các tài liệu nghiên cứu cho thấy thành phần hoá học cấp hạt khác khác nhau, đặc biệt tỷ lệ nguyên tố silic, nhôm sắt Ðiều phù hợp với thành phần khống vật đất Ta thấy rõ qua số liệu N.A Kachinxki (1970) bảng 8.2 Bảng 8.2 Thành phần hoá học cấp hạt giới đất rừng xám sáng Cấp hạt (mm) 0,05- 0,01 0,01- 0,005 0,005- 0.0001 < 0,0001 SiO2 87,57 82,01 68,89 53,76 Al2O3 5,72 7,83 17,49 26,36 Tỷ lệ chất (%) Fe2O3 CaO MgO 3,43 0,46 0,53 4,85 0,11 0,18 6,35 0,93 2,28 11,38 0,96 4,13 K2O 1,43 1,45 1,46 2,15 P2O5 Vệt Vệt 0,26 0,26 Nhìn chung cấp hạt mịn, tỷ lệ nguyên tố (trừ silic) có nguyên tố dinh dưỡng cao Tuy nhiên nguyên tố dinh dưỡng N P khơng phải lúc tuân theo quy luật thân hạt sét khơng chứa ngun tố Do loại đất sét ta khơng bón phân suất trồng thấp Ta thấy khác rõ nét cấp hạt đất qua số tính chất vật lý chúng V.V Okhotin V G Trasuc trình bày bảng 8.3 Ta dễ dàng nhận thấy cấp hạt từ to đến nhỏ sau: • Ðộ ẩm phân tử cực đại tăng dần lên • Khả thấm nước giảm dần • Cột nước mao dẫn tăng cao dần • Từ 0,25 mm bắt đầu có tính trương (giãn nở) tăng nhanh • Tính co biểu chậm xuất cấp hạt bé • Từ 0,25 mm xuất tính dẻo tăng dần Sức chống nén sức dính xuất cấp hạt mịn 0,01 mm tăng nhanh Bảng 8.3 lần chứng minh mốc xuất tính chất vật lý cách đột ngột mốc 1,0 mm mốc 0,01 mm mốc tính chất hố lý đất có thay đổi định Bảng 8.3 Tính chất vật lý cấp hạt giới 3,0- 2,0 2,0-1,5 Ðộ ẩm phân tử cực đại (%) 0,2 0,7 1,5-1,0 1,0- 0,5 0,5-0,25 0,25- 0,1 0,1- 0,05 0,05- 0,01 0,01- 0,005 0,005- 0,001 < 0,001 0,8 0,9 1,0 1,1 2,2 3,1 15,9 31,0 - Cấp hạt (mm) Ðộ thấm nước (cm/s) 0,5 0,2 0,12 0,072 0,056 0,039 0,005 0,004 - Cột nước mao dẫn (cm) 1,53,0 4,5 8,7 20-27 50 91 200 - Giãn nở theo thể tích (%) 16 105 160 405 Co theo thể tích (%) Ðộ ẩm (%) theo Giới Giới hạn hạn nặn chảy Sức chống Sức dính nén tạm cực đại thời (G/cm2) (G/cm2) - - - 4,0 8,2 1,75 31,25 125,0 4,2 60 456 - không dẻo không dẻo 40 48 87 28 30 34 1.4 Phân loại đất theo thành phần giới Trong thực tiễn sản xuất vai trò thành phần giới quan trọng Nông dân ta từ xưa dựa vào nhận xét đồng ruộng trình sản xuất để chia đất thành loại: đất cát già, cát non, thịt pha cát, thịt nhẹ, thịt nặng, đất sét, đất gan gà, đất gan trâu Mỗi loại đất phù hợp với số loaị trồng định cần có biện pháp canh tác thích hợp Khi ngành thổ nhưỡng học hình thành phát triển việc phân loại đất theo thành phần giới đưa tiêu chuẩn cụ thể sở tỷ lệ tuơng đối cấp hạt Việc phân loại đất theo thành phần giới đồng nghĩa với việc gọi tên đất Cần lưu ý phân loại đất theo thành phần giới khác với việc phân loại đất (soil classification) theo nguồn gốc trình hình thành đất Trên giới có nhiều bảng phân loại đất theo thành phần giới khác nhau, phổ biến bảng Liên Xô (cũ), USDA FAO- UNESCO.Trước Liên Xơ LHQ thường trình bày dạng bảng để đối chiếu phân loại đất theo thành phần giới Gần FAO- UNESCO tương tự USDA trình bày tam giác Sau ta tìm hiểu bảng phân loại Bảng phân loại đất theo thành phần giới Liên Xô dựa vào cấp hạt: sét vật lý cát vật lý áp dụng cho nhóm đất potzơn, đất thảo nguyên, đất đỏ, đất vàng, đất mặn riêng biệt Ðây khác với bảng phân loại đất theo thành phần giới USDA FAO- UNESCO áp dụng cho loại đất không phân biệt nguồn gốc trình hình thành Cách sử dụng bảng để gọi tên đất đơn giản Ví dụ, loại đất potzơn có cấp hạt: % hạt 0- 0,25 mm 20 % hạt 0,01- 0,005 mm 15 % hạt 0,25- 0,05 mm 10 % hạt 0,005- 0,001 mm 48 % hạt 0,025- 0,01 mm 60 % hạt < 0,001 mm 68 % hạt cát vật lý (φ > 0,01mm) 32 % hạt sét vật lý (φ < 0,01 mm) Bảng 8.4 Bảng phân loại đất theo thành phần giới Liên Xô (Kachinxki, 1957) Loại đất Ðất cát rời Ðất cát dính Ðất cát pha Ðất thịt nhẹ Ðất thịt trung bình Ðất thị nặng Ðất sét nhẹ Ðất sét trung bình Ðất sét nặng Sét vật lý(∅ < 0,01 mm) Ðất thảo Ðất nguyên, Ðất potzôn đất đỏ, đất mặn vàng 0- 0- 0- 5- 10 5- 10 5- 10 10- 20 10- 20 10- 15 20- 30 20- 30 15- 20 30- 40 30- 45 20- 30 40- 50 45- 60 30- 40 50- 65 60- 75 40- 50 65- 80 75- 85 50- 65 > 80 > 85 > 65 Cát vật lý(∅ > 0,01 mm) Ðất thảo Ðất nguyên, Ðất mặn potzôn đất đỏ, đất vàng 100- 95 100- 95 100- 95 95- 90 95- 90 95- 90 90- 80 90- 80 90- 85 80- 70 80- 70 85- 80 70- 60 70- 55 80-70 60- 50 55- 40 70- 60 50-35 40-25 60-50 35- 20 25- 10 50- 35 < 20 < 15 < 35 Tra bảng 8.4, ta dễ dàng gọi tên đất đất thịt trung bình Ðể tiện lợi cho việc sử dụng USDA FAO- UNESCO xây dựng tam giác đều, phần diện tích tương ứng với tên đất tính tốn theo bảng phân loại (hình 8.1 hình 8.2) Theo đó, Mỹ theo thành phần giới đất có 12 tên gọi khác 100% sét Ðất sét 90 10 Ðất sét pha cát 80 20 Ðất sét pha limon % sét 70 30 Ðất thịt pha sét limon 60 Ðất thịt pha sét 40 % limon Ðất thịt pha sét cát 50 50 Ðất thịt pha cát 40 60 Ðất thịt 70 30 Ðất thịt pha limon 20 80 10 Ðất limon 10 90 11 Ðất cát pha 10 % cát 12 11 100 12 Ðất cát 100% 90 80 70 60 50 40 30 20 10 % limon Hình 8.1 Sơ đồ xác định thành phần giới đất % cát USDA (Harry Bucknam- Nyle C Brady, 1980) Muốn xác định tên gọi đất sơ đồ này, ta làm sau: Trên cạnh theo chiều tăng dần sét, limon cát, lấy điểm ứng với tỷ lệ cấp Từ điểm ta kẻ đường thẳng song song với cạnh: cát, sét limon Ðiểm gặp đường miền ta có tên gọi đất Ví dụ, đất A có 15 % sét + 25 % limon + 60 % cát; ta kẻ đường xuất phát từ 15 % sét song song với cạnh cát; từ điểm 25 % limon ta kẻ đường thứ song song với cạnh sét từ điểm 60 % cát ta kẻ đưòng song song với cạnh limon Ba đường gặp miền số 7, ta có tên đất đất thịt pha cát Năm 1976 FAO- UNESCO có thay đổi nhỏ việc phân loại đất theo thành phần giới, kết trình bày sơ đồ tam giác giới (hình 8.2) Tương tự, ta sử dụng kỹ thuật nêu để tìm gọi tên đất theo thành phần giới sơ đồ hình tam giác FAO- UNESCO đưa Theo đất có tên gọi chia thành 16 tên phụ ứng với 16 miền sơ đồ 100 90 10 80 20 Sét mịn 70 clay- sét (%) 30 Sét 60 40 50 Sét pha cát Thịt pha sét 40 30 Thịt pha cát sét Thịt mịn 20 Thịt 10 100% Thịt pha cát Cát pha Cát thịt Hình 8.2 90 Sét mịn 80 70 Sét pha limon Limon (%) 50 Thịt pha sét limon 60 Limon mịn 70 80 Thịt pha limon 90 Limon thô Sơ đồ xácThịt định đất thôthành phần giớiLimon 60 FAO50 UNESCO 40 30 20 10 1.5 Tính chất loại đất có thành Cátphần (%) giới khác biện pháp cải tạo Do thành phần hố học tính chất cấp hạt khác nên loại đất có thành phần giới khác có độ phì nhiêu khác Từ việc sử dụng biện pháp cải tạo chúng đựoc áp dụng khác cho phù hợp hiệu Sau ta so sánh loại đất có thành phần giới khác nhau: đất cát, đất sét đất thịt + Ðất cát Là loại đất tỷ lệ cấp hạt cát lớn, đạt tới 100 % Ðất cát có ưu nhược điểm sau: • Do hạt có kích thước lớn nên tổng thể tích khe hở, lớn khe hở phi mao quản, từ nước dễ thấm xuống sâu đồng thời dễ bốc nên dẫn tới đất dễ bị khô hạn • Trong đất cát điều kiện ơxy hố tốt nên chất hữu bị khoáng hoá mạnh dẫn đến đất nghèo mùn • Ðất cát dễ bị đốt nóng vào mùa hè dễ nhiệt trở nên nguội lạnh vào mùa đông, bất lợi cho trồng vi sinh vật phát triển • Ðất cát rời rạc, dễ cày bừa giảm công làm đất, mưa to hay tưới ngập, đất thường bị lắng rẽ, bí chặt • Ðất cát chứa keo nên khả hấp phụ thấp, khả giữ nước giữ phân (chất dinh dưỡng) Vì bón nhiều phân tập trung vào lúc không sử dụng hết, phần lớn bị rửa trơi gây lãng phí Trên đất cát bón phân hữu thiết phải vùi sâu để giảm "đốt cháy" • Ðất cát thích hợp với nhiều loại trồng có củ khoai lang, khoai tây, lạc Trong đất cát rễ củ dễ dàng vươn xa ăn sâu mà khơng bị chèn ép Các họ đậu có khả cộng sinh với vi khuẩn nên thích ứng đất cát Một số vùng đất cát người ta trồng loại: dưa hấu, dưa lê hay vừng, kê; chí đặc chủng thuốc trồng đất cát Thực tế sản xuất đất cát, sở vật chất không cho phép cải tạo thành phần giới đưa sét vào Muốn đạt suất cao bố trí loại trồng phù hợp với đất cát đồng thời áp dụng kỹ thuật canh tác hợp lý Tuy số vùng đất cát phẫu diện tầng cát có tầng sâu(subsoil horizon) với tỷ lệ sét cao, ta cày sâu lật sét lên tầng mặt Lúc thiết phải tăng cường phân bón phân hữu để cải thiện độ phì cho suất cao + Ðất sét Ðất sét loại đất cấp hạt sét chiếm tỷ lệ cao, ngược lại tỷ lệ cát thấp khơng có Khi xét đất sét ta cần lưu ý đến trạng thái kết cấu đất Nếu đất sét khơng có kết cấu hay kết cấu có ưu nhược điểm đây: • Hạt sét bé nên khe hở chúng nhỏ dẫn đến thoát nước dễ bị úng gây tác hại cho trồng cạn • Ðộ thống khí thấp nên dễ gây glây hố, xác hữu phân giải chậm, lượng chất hữu tích luỹ nhiều • Ðất chứa nhiều sét nên sức cản lớn, tính dính cao gây khó khăn cho việc làm đất • Do nhiều sét nên đất có khả hấp phụ lớn, chất bị rửa trơi, tính đệm cao Ngồi độ ẩm héo cao nhiều làm giảm lượng nước hữu hiệu so với đất cát • Tuy nhiên, đất sét chứa nhiều chất hữu trở nên có kết cấu tốt lại loại đất lý tưởng nhờ khả cung cấp chất dinh dưỡng, nước, khơng khí cải thiện thoả mãn cho trồng + Ðất thịt Ðất thịt loại đất có tỷ lệ cấp hạt đặc tính lý hố học nằm trung gian loại đất cát đất sét Thường đất thịt có mặt đầy đủ cấp hạt cát, limon sét Nếu đất thịt nhẹ tỷ lệ cấp hạt cát lớn, ngược lại đất thịt nặng tỷ lệ cấp hạt cát giảm mà tỷ lệ cấp hạt sét tăng Nói chung đất thịt trung bình tốt vừa có đặc tính lý, hố học sinh học phù hợp cho nhiều loại trồng vừa dễ làm đất chăm bón lại có suất cao 1.6 Phương pháp phân tích thành phần giới Sau áp dụng phương pháp thích hợp để phân tán phần tử giới, ta tiến hành tách cấp hạt từ mẫu đất Có nhóm phương pháp sở, sa lắng dịng chảy Thuộc nhóm thứ có phương pháp Atterberga, phương pháp pipet (ống hút) Koln- Kachinxki, phương pháp tỷ trọng kế Bouyoucos Cassagrande Proszynski cải tiến; thuộc nhóm thứ hai có phương pháp Schony phương pháp Kopexki Gần người ta áp dụng phương pháp li tâm để tách cấp hạt bé Hiện phương pháp pipet dùng phổ biến Việt Nam, số trường hợp người ta sử dụng phương pháp li tâm • Phương pháp pipet Ðịnh luật sa lắng Stockes nói rằng, tồn phụ thuộc lực cản vật rơi mơi trường phân tán (w) với kích thước vật rơi, với tốc độ rơi với độ nhớt chất lỏng w=6πkrv (1) Trong đó: w tính theo dyn, r theo cm, v theo cm/s k theo g/cm/s Khi vật rơi nước lực đẩy Archimedes (F) tính theo cơng thức F = (M - M1) g (2) Trong đó: M khối lượng vật rơi lý tưởng = 4/ π r D1 D1 tỷ trọng vật rơi r bán kính vật rơi M1 khối lượng chất lỏng vật rơi chiếm = 4/ π r3 D2 D2 tỷ trọng chất lỏng g gia tốc tự = cm/s2 Thay vào cơng thức (2), ta có: F = 4/3 π r3 (D1 - D2) g (3) Cân cơng thức (1) (3), ta có: π k r v= 4/3 π r (D1 - D2) g (4) Giả sử: đất thịt có tỷ trọng 2,65; tỷ trọng nước 0, 99823 20 0C; độ nhớt nước 0,0101 g/cm/s; gia tốc rơi tự 981 cm/ s2 Sau biến đổi ta thu được: v = 35652 r2 = 35652 Tốc độ rơi vật v= d d =r= v 35652 (5) h Trong đó: h- chiều cao vật rơi, t (6) t- thời gian vật rơi h d Từ công thức vận tốc rơi v = 35652 , ta có t = 35652 d suy ra: h với d bán kính vật rơi (cm) (7) 35652 t Như định sẵn thời điểm đo đấy, ta thu hạt rơi phạm vi kích thước d với giả thiết vật rơi trịn Phương pháp pipet xác cấp hạt từ 0,1 mm đến 0,001 mm Vì cấp hạt lớn ta dùng phương pháp rây cấp hạt bé ta nên dùng phương pháp li tâm • Phương pháp li tâm Trên sở định luật sa lắng Stockes, G Wiegner cải tiến thành phương pháp ly tâm d=2 v= 2 D1 − D2 h r g1 = r2; k t g1 = 42.n2.r1 9kh 9kh r = r = t ( - ) = 8π n tr ( - ) D1 D2 D1 D2 g1 2r = d = kh 2π (8) n tr ( D - D ) 1 Trong đó: d - đường kính hạt li tâm r - bán kính hạt li tâm h - chiều cao cột nước li tâm (cm) k - độ nhớt nước t - thời gian hạt rơi (s) Kết cấu đất D1- tỷ trọng đất D2- tỷ trọng nước g1 - gia tốc rơi tự n - tốc độ quay (vòng/ s) r1 - bán kính li tâm 2.1 Khái niệm chung kết cấu Ta gọi trạng thái đất có cấu tạo hạt kết (đồn lạp- Aggregate) đảm bảo cho trồng có điều kiện thích hợp chế độ nước, khơng khí nhiệt kết cấu đất Trong đất có kết cấu, tồn trạng thái cân bằng, kết khe hở đồn lạp trì Ngược lại trạng thái bị phá vỡ đất kết cấu Một trạng thái cân tồn môi trường thổ nhưỡng định Con người tác động vào đất thơng qua kỹ thuật canh tác thích hợp làm đất tối thiểu, phân bón, thuỷ lợi đặc biệt hệ thống trồng để tạo trạng thái kết cấu tốt Khái niệm kết cấu thực tế nông nghiệp hiểu "cấu tạo đất có hạt kết" (có đồn lạp) Nhưng kết cấu hiểu bao gồm: • Cấu tạo hạt kết (đồn lạp) • Hệ thống độ hổng đất Biểu bề kết cấu đất cấu tạo hạt kết Ở số loại đất, phẫu diện đất hạt kết (đồn lạp) khơng hình thành, ví dụ, đất cát thô hay mẫu chất Ðất ta gọi đất khơng hạt kết Từ đó, ta phân biệt dạng cấu tạo đất sau: • Cấu tạo khơng hạt kết (rời rạc khối đặc) • Cấu tạo hạt kết (cấu tạo đồn lạp) Cấu tạo hạt kết lại chia cấu tạo tự nhiên cấu tạo nhân tạo (trong đất trồng trọt) Hình 8.3 Ðất cấu tạo hạt kết tự nhiên a- hạt kết hạt, b- hạt kết viên hạt, c- hạt kết cục có góc cạnh, d- hạt kết lăng trụ, e- hạt kết hình cột hình trụ, f- hạt kết (vỉa) Cấu tạo hạt kết tự nhiên có đất tự nhiên khơng trồng trọt đất rừng, đất thảo nguyên (đồng cỏ tự nhiên) hay tầng sâu phẫu diện đất trồng trọt Ta chia loại hạt kết tự nhiên (hình 3): • hạt kết hạt • hạt kết viên hạt • hạt kết cục có góc cạnh • hạt kết lăng trụ • hạt kết khối hình trụ (cột) • hạt kết (vỉa) Trong đất trồng trọt tầng canh tác phân biệt dạng hạt kết sau (hình 8.4): • hạt kết viên hạt • hạt kết cục nhẵn cạnh • hạt kết cục nhẵn cạnh lớn a b Hình 8.4 Đất cấu tạo hạt kết nhân tạo a- hạt kết viên hạt, b- hạt kết cục nhẵn cạnh lớn 2.2 Cấu tạo không hạt kết Cấu tạo không hạt kết rời rạc (hạt đơn) có đất cát, hạt giới khơng liên kết với (hình 8.5 a) Ðất rời rạc, dễ bị xói mịn bề mặt Ðiển hình đất cát, đất xám bạc màu phù sa cổ Về lý thuyết ta tạo kết cấu qua việc bón chất hữu loại hay trồng họ đậu, nhiên yếu tố hạn chế tạo thành kết cấu nước Nước ít, xác hữu bị đốt cháy, mùn hình thành không đáng kể Người ta thử nghiệm làm kết cấu nhân tạo hợp chất tạo kết cấu Đó dẫn xuất axit acrilic Nhưng khơng kinh tế gây nhiễm nên hợp chất không sử dụng thực tế a b Hình 8.5 Cấu tạo đất không hạt kết a- Các hạt rời; b- Khối đặc (không khe hở) (H Uggla 1976) Cấu tạo không khe hở (khối đặc) thường thấy tầng đất giới nặng nơi có điều kiện nước- khơng khí khơng điều hồ Tồn khối lượng đất (có độ xốp bé) bao gồm hạt liên kết chặt chẽ với nhau, gây bí chặt (hình 8.5 b) Từ khối đất, ta tác động lực không thu hạt kết bé Ðương nhiên tầng mặt đất khơng thể hồn tồn cấu tạo khơng khe hở nhiều tồn lượng hữu hoạt động sinh học 2.3 Cấu tạo hạt kết a Các dạng hạt kết đất tự nhiên Hạt kết hạt Hạt kết hạt tồn đất giàu chất hữu cơ, có mặt hạt sét hạt limon, đặc biệt đồng cỏ, rừng tự nhiên hay đất trồng trọt thâm canh cao Ta dễ dàng gặp dạng hạt kết đất đen, đất xám feralit hay tầng canh tác đất phù sa sơng Hồng Kích thước hạt khác nhau, hạt ngơ, hạt cốc ba cạnh Các hạt kết bền nước Các nghiên cứu trình trồng trọt hạt kết chuyển thành dạng viên hạt lớn chúng có điều kiện liên kết lại với Hạt kết viên hạt Trong đất chứa lượng chất hữu định đất đồng cỏ, đất rừng tự nhiên hay đất trồng trọt có thành phần giới thịt pha limon, pha cát, ta thường gặp loại hạt kết Chúng có dáng hình trịn khơng theo quy tắc cả, tạo độ hổng lớn, dễ dàng bóp hạt bé (hình 8.6) thường bám vào rễ cỏ hay rễ họ đậu Ở nước ta gặp loại hạt kết đất phù sa sông Hồng trồng rau, đậu đất đen cacbonat Hình 8.6 Cấu tạo hạt kết phẫu diện đất đen (H Uggla 1976) Hạt kết cục có góc cạnh Dạng hạt kết thường gặp tầng A3 đất rừng hay tầng canh tác đất phù sa Kích thước hạt kết từ đến 15 mm với khối đa giác khác (hình 8.7) Hình 8.7 Ðất cấu tạo hạt kết cục có góc cạnh (ảnh T Bortkiewicz) Cấu tạo khối lăng trụ Các hạt kết có dạng kéo dài rõ rệt (hình 8.8) Ta thường gặp tầng phía phẫu diện đất có thành phần giới nặng Ví dụ, gặp tầng sâu đất phù sa thịt nặng, đất mặn cải tạo trồng lúa nhiều năm, đất xám phát triển phiến sét Dưới sâu phẫu diện hàm lượng mùn dẫn đến hạt kết khơng có độ bền cao, dễ bị trương co Kích thước khối lăng trụ 10-50 mm Hình 8.8 Cấu tạo hạt kết lăng trụ (ảnh T Bortkiewicz) Hạt kết khối hình trụ, cột Những hạt kết có xu kéo dài theo phía kích thước 10- 50 mm hay Cấu tạo dạng (hình 8.9) dễ thấy tầng sâu đất phù sa Hạt kết hình cột khác với hình trụ chỗ, mặt hình cột gần hình trịn Hạt kết cột ta gặp đất mặn kiềm lục địa Hình 8.9 Cấu tạo hình cột sâu đất mặn phát triển bột sét (ảnh T Bortkiewwicz) b Cấu tạo hạt kết tầng canh tác Trong trình canh tác, cấu tạo hạt kết đất bị thay đổi Chủ yếu gây thay đổi tác dụng học dụng cụ, trâu bò Làm đất ẩm làm hạt kết dính chặt với tạo nên "vai" cày lớn Ngược lại làm đất lúc khô đưa đến hạt kết bị vỡ vụn Nhìn chung, làm đất ẩm bất lợi sau gây lớp đất cứng rắn mặt Hạt kết viên hạt Trong đất canh tác hợp lý, đạt mức độ thục định, trạng thái kết cấu có lợi cho phát triển trồng xuất mà đặc trưng đoàn lạp viên hạt (kết cấu viên hạt) Các đồn lạp có hình dạng kích thước tương đối đồng (hình 8.10) Hình 8.10 Cấu tạo hạt kết viên hạt (ảnh T Bortkiewwicz) Những hạt bóp nhẹ dễ dàng tạo hạt bé tay ta Các đoàn lạp đặc trưng độ xốp lớn Vật liệu kết gắn đoàn lạp bé thành đoàn lạp lớn chủ yếu chất hữu keo sét Ðộng vật đất, giun đất đóng vai trị quan trọng q trình hình thành đoàn lạp Hạt kết cục bé hạt kết cục lớn Trong đất nghèo chất hữu cơ, canh tác làm đất hợp lý, hạt đất nhẵn cạnh, trịn xốp hình thành Những hạt kết gọi hạt kết cục nhẵn cạnh (hình 8.11) A B Hình 8.11 Cấu tạo hạt kết cục nhẵn cạnh (ảnh T Bortkiewwicz) A- Cục nhẵn cạnh bé B- Cục nhẵn cạnh lớn Trong đất thành phần giới nặng, làm đất ẩm tạo đoàn lạp cục nhẵn cạnh lớn Những cục làm đất phải dùng nơng cụ có độ rung lớn tách hạt bé Ta cải thiện độ xốp đất có kết cấu cục nâng cao hàm lượng mùn bón phân hữu cơ, bón vơi, trồng họ đậu 2.4 Hệ thống độ hổng đất Một nhân tố quan trọng kết cấu đất khoảng trống hạt sơ cấp (cơ giới) đoàn lạp Các loại hạt thứ loại hạt thứ hai xếp rời rạc (trong đất cát) không khe hở (trong đất sét) Hệ thống hạt tơi, độ xốp đất lớn Tính chất phụ thuộc khơng vào xếp đoàn lạp mà vào độ hổng bên đồn lạp Tính chất đặc trưng hệ thống đoàn lạp độ hổng chúng dung trọng Dung trọng bé hệ thống tơi xốp Dung trọng đất nói chương X Trong thực tế sản xuất nông nghiệp ta phân biệt hệ thống đất sở hệ thống chuyển tiếp sau đây: • hệ thống rời rạc • hệ thống dính • hệ thống bí • hệ thống bở • hệ thống bí • hệ thống bở • hệ thống bở- dính Hệ thống rời rạc có đất thiếu liên kết hạt giới Ta gặp đất cấu tạo khơng đồn lạp- hạt rời đất cát Hệ thống bở đặc trưng cho đất có kết cấu đoàn lạp viên hạt, xốp Ta thường gặp tầng canh tác, tầng tích luỹ mùn đất tự nhiên; đất có thành phần giới thịt nhẹ, thịt trung bình Hệ thống bở-dính gặp tầng đất canh tác hay đất khác; thường đất có thành phần giới thịt nhẹ, thịt trung bình hay thịt pha sét Ðất thường có cấu tạo đồn lạp cục góc cạnh (khối đa mặt) Hệ thống dính thường gặp tầng sâu đất canh tác hay tầng tích luỹ mùn đất tự nhiên; thường đất có thành phần giới thịt trung bình hay thịt pha sét Ðất có cấu tạo đồn lạp khối lăng trụ Ðất thường thấm nước tốt mưa nhiều hay tưới đẫm dễ trương lên trở thành khó thấm nước Hệ thống bí hay gặp độ sâu từ trung bình trở xuống phẫu diện đất có thành phần giới nặng đất thịt pha sét hay đất sét Các hạt đất dính chặt vào làm cho nước khơng Những đất thường có cấu tạo khơng đồn lạp nghĩa khối đặc Hệ thống bí Hệ thống ta gặp đất nặng, tỷ lệ sét đạt 50-60 % Trong đất trình khử xảy rõ rệt Ðộ hổng đoàn lạp đất thường liên quan tới hoạt động hệ thống rễ chủ yếu rễ nhỏ, động vật đất, vi sinh vật đất Các lỗ hổng bé lớn nhìn thấy vi mẫu lát mài (hình 8.12) Hình 8.12 Lát mài đất có khe hở lớn rõ ràng (H Uggla) 2.5 Sự hình thành hạt kết a Cơ chế hình thành hạt kết Theo nhà khoa học Tiurin (1936), Matson (1938), Kataraep (1945) , tạo thành hạt kết gắn liền với trạng thái ngưng tụ keo đất Như đất có cấu tạo hạt kết hay khơng keo trạng thái ngưng tụ (gel) hay phân tán (sol) (hình 8.13) Hình 8.13 Sơ đồ cấu tạo (Ðuysơphua, 1965) a-đất có cấu tạo đồn lạp b- đất khơng có cấu tạo đoàn lạp Chúng ta biết rằng, keo đất mang điện tiếp xúc với ngưng tụ Các keo đất mang điện trái dấu dấu điện khác chúng ln có xu liên kết với để trung hoà điện Ðầu tiên hạt keo liên kết với để tạo nên hạt kết bé (cấp 1), chúng chưa trung hoà điện liên kết với cặp bên cạnh lập nên hạt kết lớn (cấp 2) chưa đạt trạng thái trung hoà Tương tự đến cấp thứ n trung hồ điện mối liên kết hạt cấp n hạt cấp 1, yếu Ðến cấp hạt thứ n khơng cịn khả tạo lập cấp hạt thứ n+1 nữa, hạt kết ổn định Cơ chế Kachinxki minh họa hình 8.14 (-) (+) a (+) (+) (+) b (-) (-) a b (-) b (+) c a (-) b (-) c d (+) (-) a (+) (+) (+) (+) b b (-) d (-) (+) c (-) a c (-) (-) (-) b b (+) (+) (-) a (+) (+) a (-) Hình 8.14 Sơ đồ hình thành hạt kết (Kachinxki 1957) Những vi hạt kết hình thành không bền vững nước Muốn hạt kết bền vững cần có chất kết gắn mùn hay oxyt sắt, nhôm b Những yếu tố tạo kết cấu Khi nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố hình thành kết cấu, nhà khoa học cho có nhiều yếu tố chi phối Sau ta điểm qua yếu tố chủ yếu • Các hợp chất mùn Các hợp chất mùn keo hữu đặc trưng đất, có khả gắn hạt đơn thành hạt kết Các hợp chất mùn tạo thành màng bao bọc xung quanh hạt đất, gắn hạt đất lại với Tiurin (1952) cho biết có ảnh hưởng trạng thái tồn mùn tới kết cấu đất sau: Khi kết hợp với R2O3.nH2O tự do, mùn giữ lại liên kết chặt; với cation trao đổi Na+, Ca2+, Mg2+ lực liên kết yếu Những liên kết ông minh hoạ sau: Liên kết chặt: Al(OH) COO Si O OOC (HO)Al O Si R Si Liên kết yếu hơn: O Al(OH) COO OOC (HO)Al O Si Si O Ca COO OOC Ca O Si OOC Ca O Si R Si O Ca COO Trong đất nghèo hay thiếu cation trao đổi, keo đất thường trạng thái tự nhiều • Keo sét Theo chế trung hoà điện, thân hạt sét tạo kết cấu thường tạo hạt kết cột, tảng Khi nước chúng hình thành nên tảng lớn nứt nẻ Nếu đất có nhiều mùn đất đen đá vôi hay đất chernozem Nga vi đoàn lạp mùn liên kiên kết lại tạo nên hạt kết viên lớn tơi xốp • Sắt nhơm Các ngun tố có vai trò quan trọng tạo thành hạt kết đất vùng nhiệt đới Khi cation sắt nhôm (Fe3+, Al3+) trạng thái kết hợp với sét tạo phức hệ bền vững trong môi trường chua Bản thân sắt hoà tan di chuyển đến khe hở hạt kết, nước mất, oxyt sắt gắn hạt đất lại kiểu xi măng Ðất feralit có cấu tạo đồn lạp viên hạt bền vững điển hình cho vai trị sắt nhơm • Canxi Canxi đóng vai trị cầu nối keo vô keo hữu tạo cấu tạo đất có đồn lạp viên hạt Ngồi canxi giữ vai trị xi măng giống sắt nhơm Vì Kachinxki cho rằng, bón vơi biện pháp gây kết cấu cho đất Với ý nghĩa tương tự bón super lân Ca(H2PO4)2 góp phần tạo nên kết cấu cho đất • Sinh vật đất Người ta thấy rằng, trình hoạt động, sinh vật tiết chất gắn hạt đất với Như nói, giun đất giữ vai trị quan trọng tạo thành kết cấu nhiều loại đất "Phân" giun ví hạt kết viên hồn hảo, khơng có kích thước để xếp tạo khoảng trống lớn đất mà "hạt phân" chứa nhiều khe hở bé; ra, hạt giàu chất dinh dưỡng Chính mà người ta ví giun đất "anh thợ cày cần mẫn" Một số động vật chuột chũi, dế đào bới làm tổ tìm thức ăn góp phần tạo hạt kết làm đất thơng thống • Khí hậu Vai trị tạo kết cấu khí hậu thơng qua tác dụng nước đất Ðất nặng bão hào nước khô gây nứt nẻ tạo nên tảng đất lớn, khơng khí xâm nhập vào đất Lớp bùn phù sa bồi khô tạo kết cấu dạng Trạng thái ẩm làm đất ảnh hưởng rõ tới kết cấu đất Như ta biết, làm đất trạng thái ẩm hay khô gây bất lợi cho tạo thành kết cấu đất • Canh tác Canh tác bao hàm việc làm đất tối thiểu, chăm sóc, phân bón để đất trở nên tơi xốp, tái tạo đoàn lạp Bừa ruộng cấy lúa trường hợp đặc biệt, đoàn lạp lớn bị phá vỡ hoàn toàn, vi đồn lạp bị phá vỡ nhiều Kết đất có vi đồn lạp bền vững Tuy nhiên trạng thái lại phù hợp cho lúa phát triển, đặc biệt bén rễ cấy Làm cỏ, xới xáo biện pháp tạo kết cấu cho đất Bón phân hữu biện pháp hữu hiệu để tạo kết cấu, kết hợp với vôi hay bột phosphorit 2.6 Những nguyên nhân làm đất kết cấu a Nguyên nhân giới Trong trình canh tác, trâu bị, máy móc thường xun tác động lên lớp đất mặt Tác dụng giới làm đất kết cấu nhiều sâu tới vài chục centimet Như nói làm đất lúc ẩm hay khô gây phá vỡ kết cấu, kết trái với mục đích việc làm đất Những trận mưa đá hay mưa rào có tác động gây phá vỡ kết cấu lớp đất mặt b Nguyên nhân lý hoá học Nguyên nhân chủ yếu phá vỡ mối liên kết keo vô keo hữu qua cầu nối canxi Sự phá vỡ theo chế lý hố học, giải thích sau: ion hố trị thay ion canxi theo sơ đồ Mùn- Ca + (NH4)2SO4 → Mùn- 2NH4 + CaSO4 hay Mùn- Ca + 2NH4Cl → Mùn- 2NH4 + CaCl2 Liên kết Mùn- 2NH4 liên kết bền vững màng hữu bao quanh hạt đất dễ bị nên kết cấu bị phá vỡ c Nguyên nhân sinh học Có thể cho rằng, thiếu thức ăn đất vi sinh vật phá huỷ hợp chất hữu để lấy dinh dưỡng nuôi thể làm cho hàm lượng mùn giảm xuống khơng cịn đủ bao quanh hạt đất chất xi măng Ngoài q trình hoạt động sống sinh vật nói chung tiết chất axit hữu cơ, CO vào đất, làm canxi bị hồ tan rửa trơi, kết đất kết cấu 2.7 Vai trò kết cấu đất Kết cấu có ảnh hưởng lớn tới tính chất tính chất vật lý đất Chế độ nước, khơng khí, nhiệt chế độ thức ăn yếu tố độ phì nhiêu đất Những đặc tính đất có cấu tạo hạt kết đất cấu tạo không hạt kết khác xa a Kết cấu với chế độ nước, chế độ nhiệt đất Ðất cát rời rạc khơng có kết cấu mưa hay tưới không giữ nước trồng nhanh chóng thiếu nước Ðất sét khơng có cấu tạo hạt kết (đồn lạp), khả giữ nước đất chủ yếu nước hấp phụ, đất hệ thống mao dẫn kém, mưa nước khó thấm xuống sâu mà dễ dàng chảy tràn bề mặt Kết đất vừa khơng tích luỹ nước vừa bị xói trở nên thối hố Nếu đất có kết cấu, đặc biệt có hạt kết viên hạt, lượng nước mưa lớn đưa vào đất giữ lại khe hở mà chủ yếu mao dẫn Khi mao dẫn đầy nước, tiếp tục mưa, nước ngấm sâu xuống tầng không thấm nước tạo thành nước ngầm tạm thời Trời nắng nước lớp mặt bốc hơi, nước ngầm leo lên mao dẫn đến tầng mặt khơng bị hạn Ðất có cấu tạo hạt kết hạt kết viên hạt chứa nhiều nước Nước có tính chất nhiệt khác với pha rắn đất tính dẫn nhiệt, nhiệt dung riêng, cao vào mùa đông đất ấm, vào mùa hè đất mát điều kiện thuận lợi cho trồng phát triển b Kết cấu đất với chế độ không khí chế độ thức ăn Khơng khí nước chiếm khe hở Tổng thể tích khe hở đạt lớn đất có cấu tạo hạt kết từ hạt kết viên hạt Ở đất cấu tạo không hạt kết, tổng khe hở bé nhiều lần Trong đất có cấu tạo khơng kết cấu (khối đặc), nước mưa hay nước tưới chiếm chỗ khơng khí làm cho vi sinh vật háo khí khơng hoạt động được, chất hữu khơng bị phân giải thành thức ăn nuôi Ðất có đủ khơng khí lại thiếu nước, khơng hút thức ăn Cịn đất có cấu tạo hạt kết điều kiện tự nhiên lúc tỷ lệ khơng khí nước điều hồ, nghĩa đất dù nhiều hay ít, hai hệ vi sinh vật yếm khí háo khí tồn hoạt động Xác hữu vừa phân giải (khoáng hố) vừa tích luỹ (tổng hợp thành mùn - mùn hố), đất lại có nước để thức ăn hồ tan cho trồng lấy Ðất có cấu tạo không hạt kết (rời rạc), khả giữ phân nước (do khả hấp phụ thấp) nên ln tình trạng thiếu nước, thiếu dinh dưỡng; đất vi sinh vật háo khí chính, xác hữu bị phân giải mạnh, mùn khơng tích luỹ Tóm lại, sơ rút số ưu điểm đất có cấu tạo hạt kết tốt sau: • Ðất tơi, xốp, làm đất tối thiểu dễ dàng, hạt dễ mọc, rễ dễ phát triển • Nước thấm nhanh giữ nhiều, hạn chế xói mịn bề mặt • Ðất thống khí, đầy đủ oxy cung cấp cho hệ vi sinh vật, động vật đất hoạt động • Nước khơng khí điều hồ, q trình khống hoá mùn hoá đồng thời xảy nên xác hữu biến thành thức ăn đầy đủ cho sinh vật vừa tích luỹ lại đất dạng hợp chất mùn Với ưu điểm nên việc tạo cho đất có cấu tạo hạt kết bền vững trì trạng thái đồng nghĩa với việc nâng cao độ phì nhiêu cho đất 2.8 Biện pháp trì cải thiện kết cấu đất Cho đến chủ yếu người ta dùng biện pháp canh tác để trì cải thiện kết cấu đất a Làm đất tối thiểu Làm đất tối thiểu hiểu ta dùng nông cụ máy cày, máy phay, cày, bừa để tạo hạt kết theo kích thước mong muốn Làm đất tối thiểu hợp lý vừa trì kết cấu có vừa tạo hạt kết ưu việt Thực tế sản xuất cho thấy rằng, làm đất độ ẩm thích hợp gọi đất "vừa chín", tương đương 60- 70% sức chứa ẩm đồng ruộng tối đa Tuỳ theo loại trồng mà ta tạo hạt đất (nông dân hay gọi cục đất) có kích thước khác nhau, thường khoảng từ mm đến 10 mm Cũng có trường hợp tạo cục đất lớn (50 mm) trồng khoai lang đất phù sa sông Hồng hay mịn gieo hạt rau Ngoài độ ẩm này, ta làm đất gây bất lợi tạo tảng, cục lớn đất ẩm tốn nhiều công sức mà biến đất thành "bụi" đất khô b Tăng cường hàm lượng mùn Muốn nâng cao hàm lượng mùn đất ta cần đồng thời tăng cường lượng xác hữu bón phân hữu loại, để lại tối đa phụ phế phẩm cho đất thân, cành, rễ, hoa tạo điều kiện thuận lợi cho q trình khống hố mùn hố xảy hài hồ c Thực chế độ canh tác hợp lý Rõ ràng việc luân canh, xen canh, gối vụ loại trồng biện pháp tốt phục hồi kết cấu cho đất Những hệ thống trồng thích hợp ngồi tác dụng tăng cường hàm lượng hữu để lại yêu cầu lượng bón cao, tác dụng cải thiện kết cấu đất phần làm đất Theo kết nghiên cứu Viện lúa Quốc tế (IRRI) việc thay đổi vụ lúa vụ màu làm cho suất lúa tăng 12 % nhờ sau vụ trồng màu kết cấu đất hồi phục Ở đất trồng màu, q trình chăm sóc góp phần tạo kết cấu tốt, việc phá "váng" sau mưa kéo dài Ở số nước Mỹ Canada, người ta nuôi giun đất đất giàu hữu hay than bùn sau xử lý đưa toàn vào ruộng Làm vừa tăng cường phân bón vừa cải thiện kết cấu cho đất nhanh chóng Ngồi ra, số nước tiên tiến giới, người ta dùng hợp chất hoá học gọi chất tạo kết cấu (Revut, 1971) Các hợp chất có khả gắn hạt đơn đất với thành hạt kết viên hồn chỉnh Những chất có chung tên gọi Crylium Ví dụ: Mỹ dùng Vinilacetatemaleic acid, tên thương phẩm VAMA CRD.186, dạng bột, màu trắng, pH= 3, hồ tan nước có tính dính hồ; Nga dùng Poliacryloamide (P.A.A) Trong thí nghiệm đất nâu vàng Trung Quốc, người ta bón P.A.A với lượng 0,01 % trọng lượng đất tầng canh tác thu 30,1 % hạt bền nước có kích thước > 0,25 mm; bón 0,1 % thu 82,9 % cấp hạt tương ứng so với đối chứng Tuy nhiên, chi phí cao đồng thời khả gây nhiễm đất chưa kiểm chứng nên thực tế sản xuất hợp chất không dùng phổ biến Câu hỏi ôn tập Nêu khái niệm hạt giới, cấp hạt giới thành phần giới đất giải thích sở khoa học để phân chia cấp hạt Nêu sở phương pháp phân tích thành phần giới đất Robinson Nêu nguyên tắc gọi tên đất theo thành phần giới đất Giải thích người ta cần xác định thành phần giới đất Nêu khái niệm kết cấu đất vai trò kết cấu đất đất Kể tên dạng hạt kết tên hệ thống đất Nêu chế hình thành hạt kết yếu tố ảnh hưởng Nêu nguyên nhân phá vỡ kết cấu đất Nêu vai trò kết cấu đất đất 10 Nêu biện pháp trì cải thiện kết cấu đất