Giáo trình Đất và dinh dưỡng cây trồng: Phần 1

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM GS.TS NGUYỄN THẾ ĐẶNG (Chủ biên) GIÁO TRÌNH ĐẤT VÀ DINH DƯỠNG CÂY TRỒNG NHÀ XUẤT BẢN NÔNG NGHIỆP Hà Nội - 2011 Ban biên soạn: GS.TS NGUYỄN THẾ ĐẶNG (Chủ biên) PGS.TS NGUYỄN NGỌC NÔNG PGS.TS ĐẶNG VĂN MINH PGS.TS NGUYỄN THẾ HÙNG THS DƢƠNG THỊ THANH HÀ, TS PHAN THỊ THU HẰNG TS HÀ XUÂN LINH MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỞ ĐẦU KHÁI NIỆM VỀ ĐẤT VÀ DINH DƢỠNG CÂY TRỒNG NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG CỦA MÔN ĐẤT VÀ DINH DƢỠNG CÂY TRỒNG Chƣơng NGUỒN GỐC VÀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH ĐẤT 1.1 Khống vật đá hình thành đất 1.2 Q trình phong hóa khống vật đá 22 1.3 Quá trình hình thành đất 25 Chƣơng CHẤT VÔ CƠ, HỮU CƠ VÀ MÙN TRONG ĐẤT 35 2.1 Thành phần hoá học đất 35 2.2 Thành phần vô chất độc 37 2.3 Chất hữu 45 2.4 Hợp chất mùn 49 2.5 Vai trò biện pháp bảo vệ nâng cao chất hữu mùn đất 56 Chƣơng KEO ĐẤT, KHẢ NĂNG HẤP PHỤ VÀ DUNG DỊCH ĐẤT 58 3.1 Keo đất 58 3.2 Khả hấp phụ đất 67 3.3 Vai trò keo đất biện pháp tăng cƣờng keo đất 72 3.4 Dung dịch đất 73 Chƣơng VẬT LÝ ĐẤT 88 4.1 Thành phần giới đất 88 4.2 Kết cấu đất 96 4.3 Tính chất vật lý 103 4.4 Tính chất lý đất 108 4.5 Nƣớc đất 112 4.6 Khơng khí đất 123 4.7 Nhiệt đất Chƣơng SỬ DỤNG ĐẤT 130 5.1 Độ phì đất 130 5.2 Phân loại đất 136 5.3 Đất lúa nƣớc việt nam 144 5.4 Đất đồi núi việt nam 153 5.5 Xói mịn thối hố đất 161 Chƣơng PHÂN BĨN VÀ XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN BĨN CHO CÂY TRỒNG 175 6.1 Vai trị phân bón sản xuất nông nghiệp 175 6.2 Xu hƣớng nghiên cứu, sản xuất sử dụng phân bón dinh dƣỡng trồng việt nam 177 6.3 Cơ sở lý luận để xây dựng quy trình phân bón hợp lý 178 6.4 Các định luật chi phối việc xây dựng chế độ bón phân 189 6.5 Tính tốn hiệu kinh tế sử dụng phân bón 195 Chƣơng PHÂN BĨN VƠ CƠ 198 7.1 Đạm phân đạm 198 7.2 Lân phân lân 208 7.3 Kali phân kali 219 7.4 Phân bón hỗn hợp, phức hợp 224 Chƣơng PHÂN HỮU CƠ, PHÂN VI SINH 227 8.1 Phân hữu 227 8.2 Phân vi sinh 246 TÀI LIỆU THAM KHẢO 124 249 LỜI NÓI ĐẦU Giáo trình Đất Dinh dưỡng trồng biên soạn sở kế hoạch đào tạo hệ đại học theo tín ngành: Trồng trọt, Hoa viên cảnh, Lâm nghiệp, Nông lâm kết hợp, Quản lý tài nguyên rừng Sư phạm kỹ thuật nông nghiệp Trường Đại học Nơng Lâm Thái Ngun Giáo trình cung cấp cho sinh viên kiến thức nguồn gốc, thành phần, tính chất đất, tính chất phân bón, hướng sử dụng đất phân bón Trong biên soạn, tập thể tác giả bám sát phương châm giáo dục Nhà nước Việt Nam gắn liền lý luận với thực tiễn Đồng thời với việc kế thừa kiến thức khoa học đại giới, tác giả mạnh dạn đưa kết nghiên cứu Việt Nam vào tài liệu, đặc biệt kết nghiên cứu vùng núi phía Bắc Việt Nam Tham gia biên soạn giáo trình gồm: GS.TS Nguyễn Thế Đặng: Chủ biên, trực tiếp biên soạn Bài mở đầu, chương TS Hà Xuân Linh: Chương PGS.TS Đặng Văn Minh: Chương PGS.TS Nguyễn Thế Hùng: Chương ThS Dương Thị Thanh Hà: Chương PGS.TS Nguyễn Ngọc Nông: Chương 6, TS Phan Thị Thu Hằng: Chương Tập thể tác giả cảm ơn đóng góp ý kiến cho việc biên soạn giáo trình thầy giáo Khoa Tài nguyên Môi trường, Khoa Nông học, Khoa Lâm nghiệp, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên Đây giáo trình biên soạn cơng phu, chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Vì chúng tơi mong nhận đóng góp ý kiến đồng nghiệp độc giả Xin chân thành cảm ơn! Tập thể tác giả MỞ ĐẦU KHÁI NIỆM VỀ ĐẤT VÀ DINH DƢỠNG CÂY TRỒNG Đất: Đất phần vỏ Trái đất, lớp phủ lục địa mà bên dƣới đá khống sinh nó, bên thảm thực bì khí Đất lớp mặt tơi xốp lục địa có khả sản xuất sản phẩm trồng Nhƣ khả sản xuất sản phẩm trồng (độ phì đất) thuộc tính khơng thể thiếu đƣợc đất (William) Theo nguồn gốc phát sinh, Đôkutraiep định nghĩa: Đất vật thể tự nhiên đƣợc hình thành tác động tổng hợp năm yếu tố là: khí hậu, đá mẹ, địa hình, sinh vật thời gian Đất đƣợc xem nhƣ thể sống, luôn vận động, biến đổi phát triển Đất đƣợc cấu tạo nên chất khoáng (chủ yếu từ đá mẹ) hợp chất hữu hoạt động sống sinh vật cung cấp Vì vậy, khác đất sản phẩm vỡ vụn đá là: Đất có độ phì nhiêu đá khống lại khơng có Đối với sản xuất nông lâm nghiệp, đất tƣ liệu sản xuất vô quý giá, không thay đƣợc Đất phận quan trọng hệ sinh thái Đất đƣợc coi nhƣ “hệ đệm”, nhƣ “phễu lọc” luôn làm môi trƣờng với tất chất thải hoạt động sống sinh vật nói chung ngƣời nói riêng Trái đất Dinh dưỡng trồng: Dinh dƣỡng trồng nguyên tố hóa học cần thiết cho sinh trƣởng phát triển cây, bao gồm nguyên tố dinh dƣỡng đa lƣợng, trung lƣợng vi lƣợng Nguồn dinh dƣỡng trồng đƣợc cung cấp chủ yếu từ đất tàn tích thực vật Ngồi cịn đƣợc cung cấp từ phân bón nƣớc tƣới NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG CỦA MÔN ĐẤT VÀ DINH DƢỠNG CÂY TRỒNG Đất dinh dƣỡng trồng môn học sở phục vụ mơn học chun mơn khác, quan hệ chặt chẽ với mơn hóa học, vật lý, sinh vật khí tƣợng Vì nhiệm vụ nội dung môn học là: - Nghiên cứu nguồn gốc đất quy luật phát sinh, phát triển nhƣ quy luật phân bố đất đai lục địa - Nghiên cứu thành phần, cấu tạo, tính chất độ phì nhiêu đất - Nghiên cứu sở cho hoàn thiện quy trình sử dụng cải tạo loại đất với phƣơng châm nâng cao độ phì đất đảm bảo ổn định nâng cao suất trồng - Nghiên cứu hấp thu dinh dƣỡng yếu tố ảnh hƣởng - Nghiên cứu vai trị, tính chất cách sử dụng loại phân bón cho Chƣơng NGUỒN GỐC VÀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH ĐẤT 1.1 KHỐNG VẬT VÀ ĐÁ HÌNH THÀNH ĐẤT Khoáng vật hợp chất tự nhiên, đƣợc hình thành q trình lý hóa học xảy vỏ hay bề mặt Trái đất Khoáng vật đƣợc cấu tạo nên từ hợp chất hóa học nguyên tố hóa học tự nhiên, chúng chủ yếu tồn đá số đất Đá vật thể tự nhiên đƣợc hình thành tập hợp hay nhiều khoáng vật lại với Đá thành phần tạo nên vỏ Trái đất Dƣới tác động yếu tố ngoại cảnh, đá khoáng bị phá hủy tạo thành mẫu chất từ hình thành nên đất Vì vậy, nguồn gốc đất từ đá khoáng Đa số đá vỏ Trái đất đƣợc hình thành tập hợp kết hợp từ hai khống vật trở lên, nhìn chung đá có cấu tạo phức tạp Cũng mà vỏ Trái đất đƣợc tạo thành bao gồm nhiều loại khoáng đá khác với tỷ lệ khác (Bảng 1.1) Bảng 1.1: Thành phần đá khoáng vỏ Trái đất (Trọng lƣợng vỏ Trái đất: 2,85 1019 tấn) Đá % thể tích Khống % thể tích Granit 10,4 Thạch anh 12,0 Granodiorit Diorit 11,6 Phenpat kali 12,0 Bazan, Gabro macma siêu bazơ 42,6 Plazokla 39,0 Cát đá cát 1,7 Mica 5,0 Sét phiến sét 4,2 Amphibolit 5,0 Đá Cacbonat 2,0 Pirit 11,0 Gnai 21,4 Olivin 3,0 Phiến kết tinh 5,1 Khoáng sét 4,6 Đá cẩm thạch 0,9 Canxit Dolomit 2,0 Magnetit 1,5 Khoáng khác 4,9 (Scheffer und Schachtschabel, 1998) Về thành phần hóa học, vỏ Trái đất bao gồm nhiều nguyên tố hợp chất hóa học (Bảng 1.2) Về bản, vỏ Trái đất có cấu tạo đa số từ silicat Silicat hợp chất phức tạp chứa chủ yếu Si chứa thêm nguyên tố khác nhƣ Al, Fe, Ca, Mg, K Na Xét thành phần nguyên tố hóa học, oxy đứng vị trí số một, chiếm tới 47,0% so với trọng lƣợng 88,2% so với thể tích vỏ Trái đất 1.1.1 Khống vật Nhờ tiến khoa học kỹ thuật vật lý, ngƣời ta biết đƣợc cấu tạo loại khống Đó bố trí đơn vị cấu tạo khơng gian, kích thƣớc tƣơng đối chúng, tính chất cách nối chúng với tính chất thân ngun tử chiếm vị trí định Bảng 1.2: Thành phần hóa học vỏ Trái đất Hợp chất Nguyên tố Tên % trọng lượng Tên % trọng lượng % thể tích SiO2 57,6 O 47,0 88,2 Al2O3 15,3 Si 26,9 0,32 Fe2O3 2,5 Al 8,1 0,56 FeO 4,3 Fe 3+ 1,8 0,32 2+ MgO 3,9 Fe 3,3 1,08 CaO 7,0 Mg 2,3 0,60 Na2O 2,9 Ca 5,0 3,42 K2O 2,3 Na 2,1 1,55 TiO2 0,8 K 1,9 3,49 CO2 1,4 H2O 1,4 MnO 0,16 P2O5 0,22 (Scheffer und Schachtschabel, 1998) Các khoáng vật thành phần, cấu tạo tính chất phức tạp, nhƣng ngồi thực địa ngƣời ta phân biệt chúng với nhờ số tính chất nhƣ: độ phản quang, độ cứng, màu sắc, vết rạn, cấu trúc, tỷ trọng Có nhiều loại khống khác tự nhiên, nhƣng ta chia khống vật làm hai nhóm là: Khoáng vật nguyên sinh khoáng vật thứ sinh Khống vật ngun sinh khống đƣợc hình thành nên đồng thời với đá hầu nhƣ chƣa biến đổi thành phần cấu tạo Nhƣ khoáng nguyên sinh thƣờng có đá chƣa bị phá hủy, loại khoáng bền vững đất nhƣ thạch anh Khoáng vật thứ sinh khoáng nguyên sinh bị biến đổi thành phần, cấu tạo tính chất Nhƣ khống vật thứ sinh thƣờng gặp mẫu chất đất 1.1.1.1 Khoáng vật nguyên sinh Căn vào thành phần hóa học cấu trúc, khoáng vật nguyên sinh đƣợc chia thành lớp sau:  Lớp silicat: Silicat chiếm xấp xỉ 75% trọng lƣợng vỏ Trái đất Silicat hợp chất phức tạp bao gồm nhiều nguyên tố hóa học, nhƣng cấu trúc tinh thể thành phần sở khối SiO4 bốn mặt, Si nằm đỉnh khối tứ diện oxy Sự liên kết oxy Si chặt chẽ chặt chẽ với kim loại khác kiến trúc tinh thể silicat Trong tự nhiên ta hay gặp số khoáng vật lớp silicat sau: - Olivin - (MgFe)2SiO4: gọi peridot hay crysalit Olivin thƣờng kết tinh thành khối hạt nhỏ Màu sắc biến đổi từ màu phớt lục (xanh cây) vàng sang màu lục, không màu suốt Olivin thƣờng có đá bazan - Mica: Khống mica thƣờng đƣợc tạo thành chậm, nên có đá macma axit xâm nhập Có hai loại mica trắng mica đen + Mica trắng (muscovit) có cơng thức hóa học: K.Al2(Si3.AlO10).(OH.F)2 Mica trắng có cấu trúc dẹt hay tấm, tập hợp thấy khối hạt vảy đặc sịt Màu sắc hầu hết có màu trắng, có màu vàng đục, ánh thủy tinh Mica trắng gặp nhiều đá granit, diệp thạch mica gnai + Mica đen (biotit) có cơng thức hóa học: K(Mg.Fe)3.(Si3AlO10).(OH.F)2 Cấu trúc giống nhƣ mica trắng, nhƣng màu đen Mica đen gặp nhiều đá granit, diệp thạch mica, gnai nhiều gặp cát, sỏi số sơng suối - Ogit - (Ca.Na).(Mg.Fe.Al).(Si.Al)2O6: Ogit có thành phần hóa học phức tạp pyroxen khác Hầu nhƣ thừa MgO.FeO Cấu trúc thành khối đặc sịt có màu xanh đen, đen phớt lục, ánh thủy tinh Ogit có nhiều đá gabro - Hoocblen - (Ca.Na)2.(Mg.Fe.Al.Ti)5.(Si4.O11).(OH)2: có màu xanh đen, nhƣng nhạt ogit, ánh thủy tinh tinh thể dài - Phenpat - Na(AlSi3O8), K(AlSi3O8), Ca(Al2Si2O8), aluminsilicat Na-K Ca: Trong tất silicat phenpat khống phổ biến nhất, chiếm khoảng 50% trọng lƣợng vỏ Trái đất Khoảng 60% phenpat đá macma, 30% đá biến chất (nhất tinh thể phiến thạch) cịn khoảng 10% trầm tích sa thạch cuội kết Theo thành phần hóa học ngƣời ta chia phenpat thành loại: + Phenpat Ca - Na: Hay plazokla + Phenpat K - Na: Hay octoklaz + Phenpat K - Ba: Hay hialophan (ít gặp) 10 Cây không sử dụng đƣợc lƣợng nƣớc Nước liên kết hờ Nước liên kết chặt Phân tử rắn Hình 4.4: Nước hấp thu lý học đất + Nƣớc liên kết hờ (nƣớc màng): Là màng nƣớc gồm nhiều lớp đơn phân tử nƣớc đƣợc giữ lớp nƣớc liên kết chặt lực hút có định hƣớng phân tử nƣớc lực hút phân tử nƣớc với phân tử khống Loại nƣớc di chuyển đƣợc, nhƣng chậm khoảng 2mm/giờ Chúng di chuyển từ nơi có màng dày (ẩm độ cao) tới nơi có màng mỏng (ẩm độ thấp) Do tốc độ di chuyển chậm, bị giữ với sức hút lớn, nên khó sử dụng đƣợc dạng nƣớc 4.5.2.4 Nước tự Nƣớc tự không chịu chi phối lực hút phân tử mà chịu chi phối trực tiếp lực hút mao quản trọng lực Chúng đƣợc chia làm loại: - Nƣớc mao quản: Là dạng nƣớc tự đƣợc chứa khe hở mao quản đất Khe hở mao quản khe hở có kích thƣớc 0,001 - 0,1mm Khi khe hở có kích thƣớc < 0,001mm chúng bị lấp đầy nƣớc hấp thu nên khơng có di chuyển nƣớc sức hút mao quản Lƣợng nƣớc mao quản nhiều hay có liên quan chặt chẽ tới tổng khe hở đất (độ xốp) kích cỡ khe hở Các khe hở đất có kích cỡ > 0,1mm lực mao quản hầu nhƣ khơng có, chúng khơng có khả giữ nƣớc lực mao quản Các khe hở chủ yếu chứa khơng khí đất (đó khe hở phi mao quản) Với đất sét có tổng lƣợng khe hở lớn, kích cỡ khe hở nhỏ chiếm đa số nên lƣợng nƣớc mao quản nhiều so với đất cát có độ xốp nhỏ khe hở có kích cỡ lớn Tùy vào nguồn nƣớc cung cấp cho mao quản mà nƣớc mao quản lại đƣợc chia ra: + Nƣớc mao quản leo: Là lƣợng nƣớc mao quản nƣớc ngầm leo cao Đây lƣợng nƣớc thƣờng xuyên cung cấp cho tầng đất mặt Nó đặc biệt quan trọng mùa khơ, vùng đất 115 khô hạn Tuy nhiên, lƣợng nƣớc mà nguồn cung cấp qua mao quản leo thƣờng có lƣợng oxy thấp, chứa lƣợng muối hịa tan cao Số lƣợng nƣớc mao quản leo đất tùy thuộc vào độ cao mực nƣớc ngầm thành phần giới đất Nếu mực nƣớc ngầm độ cao lƣợng nƣớc cung cấp cho lớp đất mặt qua mao quản leo cao ngƣợc lại Vì vậy, việc xây dựng hồ nƣớc nhỏ vùng núi có tác dụng trì mực nƣớc ngầm phù hợp có ý nghĩa việc điều tiết chế độ nƣớc đất đồi núi Tuy nhiên, mực nƣớc ngầm cao ảnh hƣởng xấu tới chế độ khơng khí đất Theo Brady (1984) đất có thành phần giới nặng nhƣ đất thịt nặng, đất sét nƣớc mao quản leo leo cao nhƣng với tốc độ chậm so với đất cát (Hình 4.5) Độ cao (cm) 100– Thịt 75 – Cát Sét 50 – 25 – | 10 | | 20 | | 30 Ngày Hình 4.5: Đồ thị tốc độ độ cao nước ngầm leo mao mạch + Nƣớc mao quản treo: Nƣớc mao quản treo lƣợng nƣớc mao quản đƣợc cung cấp từ nƣớc mƣa hay nƣớc tƣới Đây lƣợng nƣớc tốt cho có lƣợng khơng khí hịa tan cao Lƣợng nƣớc mao quản treo cao nhiều hay phụ thuộc vào khả thấm nƣớc giữ nƣớc cho đất Với đất có kết cấu tốt, mƣa tƣới, nƣớc ngấm nhanh vào đất qua khe hở có kích cỡ lớn sau lại đƣợc giữ lại khe hở mao quản phẫu diện đất Trái lại với đất sét, sức thấm nƣớc kém, lƣợng nƣớc lớn bị qua nƣớc chảy bề mặt gây lên xói mịn đất Với đất cát chủ yếu khe hở có kích cỡ lớn nên nƣớc thấm nhanh, giữ nƣớc kém, nƣớc mát qua rửa trôi - Nƣớc trọng lực: Nƣớc trọng lực lƣợng nƣớc di chuyển đất theo chiều từ xuống dƣới tác động trọng lực Nƣớc trọng lực phát sinh lƣợng nƣớc đất lớn sức chứa mao quản Có nghĩa lúc nƣớc đƣợc chứa vào khe hở lớn đất Do khe hở lớn, sức hút mao quản nhỏ nên nƣớc di chuyển nhanh xuống nƣớc 116 ngầm tác động chi phối trọng lực Do nƣớc trọng lực di chuyển nhanh, thời gian tồn đất ngắn nên trồng có khả sử dụng loại nƣớc - Nƣớc ngầm: Nƣớc trọng lực di chuyển xuống dƣới sâu gặp tầng đất hay đá không thấm nƣớc đọng lại tạo thành nƣớc ngầm Do thấm qua đất, nƣớc hòa tan vận chuyển xuống nƣớc ngầm lƣợng muối định nên nƣớc ngầm thƣờng chứa muối hòa tan Do vậy, để khai thác nƣớc ngầm làm nƣớc sinh hoạt nƣớc tƣới tiêu cần phải xác định nồng độ muối nƣớc ngầm Mực nƣớc ngầm nơng hay sâu có ảnh hƣởng trực tiếp tới khả cung cấp nƣớc nƣớc ngầm cho tầng đất mặt Độ sâu nƣớc ngầm bị chi phối số yếu tố nhƣ lƣợng mƣa mùa, địa hình, rừng Thƣờng mùa mƣa mực nƣớc ngầm cao mùa khơ Nơi có địa hình thấp, nơi có rừng thƣờng có mực nƣớc ngầm cao Những vùng đất rộng lớn thung lũng thấp, nơi có rừng bị lầy thụt ví dụ điển hình 4.5.3 Các đại lƣợng đánh giá tính giữ nƣớc độ ẩm đất Độ trữ ẩm (sức chứa nƣớc) thể khả giữ (chứa) nƣớc đất Độ trữ ẩm số nƣớc, độ ẩm biến số, trị số phụ thuộc vào thời tiết, thời gian Độ trữ ẩm thể khả đất hút nƣớc, thấm nƣớc đồng thời giữ lại nƣớc đất Các loại đất khác thành phần giới, số lƣợng chủng loại keo, hàm lƣợng mùn, kết cấu đất giữ đƣợc lƣợng nƣớc đất khác Thƣờng đất giàu mùn, đất có hàm lƣợng sét cao, có kết cấu tốt khả giữ nƣớc tốt ngƣợc lại Để biểu thị lƣợng nƣớc đƣợc giữ lại đất, ngƣời ta dùng khái niệm độ ẩm tuyệt đối độ ẩm tƣơng đối Tính giữ nƣớc đặc trƣng quan trọng, đặc trƣng cho loại đất, đất có giữ nƣớc tốt đƣợc cung cấp nƣớc đầy đủ thƣờng xuyên Đất giữ nƣớc nhiều lực nhƣ: Lực hấp thụ, mao quản Các đại lƣợng đánh giá ẩm độ đất thƣờng sử dụng bao gồm: 4.5.3.1 Độ ẩm mao quản Là lƣợng nƣớc đƣợc giữ khe hở mao quản Độ ẩm mao quản phụ thuộc vào chiều dày, độ chặt lớp đất độ sâu mực nƣớc ngầm Nƣớc ngầm nơng lƣợng nƣớc mao quản lớn 4.5.3.2 Độ ẩm bão hịa (Ẩm độ tồn phần) Là độ ẩm đạt đƣợc thời gian tƣới hay mƣa to Ở độ ẩm này, nƣớc chứa đầy khe hở đất, kể khe hở mao quản khe hở phi mao quản, lúc bắt đầu xuất nƣớc trọng lực (Còn gọi độ trữ ẩm cực đại) Đây trạng thái ẩm khơng có lợi cho vi sinh vật đất đất tình trạng yếm khí hồn tồn Tuy nhiên, loại 117 đất cạn có mực nƣớc ngầm sâu độ ẩm đồng ruộng lớn khơng tồn lâu nƣớc khe hở lớn di chuyển nhanh xuống dƣới sâu tác động trọng lực 4.5.3.3 Độ ẩm tuyệt đối Là lƣợng nƣớc đƣợc biểu thị đơn vị phần trăm (%) so với trọng lƣợng đất khơ kiệt hay thể tích nƣớc so với thể tích đất đƣợc tính theo cơng thức: At (%) = Wn 100 Wd Trong đó: At: Độ ẩm tuyệt đối tính theo trọng lƣợng Wn: Trọng lƣợng nƣớc đất Wd: Trọng lƣợng đất khô kiệt Độ ẩm tuyệt đối tính theo thể tích theo cơng thức: Av % = At (%)  d Trong đó: Av: Độ ẩm tuyệt đối tính theo thể tích At: Độ ẩm tuyệt đối tính theo trọng lƣợng d: Dung trọng đất Độ ẩm tuyệt đối sở để tính tốn số liệu phân tích, lƣợng nƣớc đất, khối lƣợng nƣớc cần tƣới độ ẩm tƣơng đối 4.5.3.4 Độ ẩm tương đối Là tỷ lệ tính theo đơn vị phần trăm lƣợng nƣớc đất so với độ ẩm toàn phần (Là độ ẩm đất no nƣớc - nƣớc chứa đầy toàn khe hở đất - bão hòa nƣớc) Độ ẩm tƣơng đối đƣợc tính theo cơng thức sau: A tuyệt đối A tƣơng đối = -  100 A toàn phần Độ ẩm tƣơng đối đƣợc nhà nông học sử dụng rộng rãi Khi dùng độ ẩm tƣơng đối khơng cho ta biết đƣợc tình trạng chế độ nƣớc mà cịn cho ta biết tình trạng yếm khí hay hảo khí đất Thể tích khơng khí đất đƣợc tính thơng qua độ ẩm tƣơng đối nhƣ sau: V khơng khí (%) = (100 - A tương đối)  Độ xốp Thƣờng độ ẩm tuyệt đối độ ẩm tƣơng đối đất cát lớn độ ẩm tƣơng đối đất sét độ ẩm tƣơng đối đất khơng có kết cấu lớn đất có kết cấu 118 Tính giữ nƣớc hay sức giữ ẩm phụ thuộc vào thành phần giới, tỷ lệ mùn Đất sét giữ nƣớc tốt đất cát Đất giàu mùn giữ nƣớc tốt đất nghèo mùn 4.5.3.5 Độ ẩm héo Ở độ ẩm thấp khơng hút khơng đủ nƣớc theo nhu cầu sinh trƣởng bắt đầu bị héo Trong nhiều trƣờng hợp nƣớc đất đƣợc giữ với lực định Cây muốn hút đƣợc nƣớc cần tạo lực (F1) để thắng lực giữ nƣớc đất (F2) F1 >F2: Cây hút đƣợc nƣớc F1 < F2: Cây khơng hút đƣợc nƣớc (có thể bị nƣớc) Độ ẩm héo bao gồm dạng sau: - Độ ẩm héo tạm thời: Là giai đoạn bắt đầu héo nhƣng phục hồi ban đêm đƣợc tƣới - Độ ẩm héo vĩnh cửu: Là giới hạn nƣớc héo khơng thể phục hồi đƣợc cung cấp nƣớc Độ ẩm héo phụ thuộc vào lực giữ nƣớc đất Lực giữ nƣớc phụ thuộc vào thành phần giới đất Bình thƣờng lực giữ nƣớc đạt 16kg/cm2 Đất cát lƣợng nƣớc độ ẩm héo thƣờng - 5g/100g đất, đất thịt 13 - 15g đất mùn 50g/100g đất Với đất có hàm lƣợng sét cao, chủ yếu keo monmorilonit sức giữ nƣớc lớn độ ẩm héo cao tới 15 - 20% Trong với đất cát, độ ẩm héo khoảng - 8% Các loại trồng có sức hút nƣớc tốt, nƣớc mặt có độ ẩm héo nhỏ ngƣợc lại 4.5.3.6 Độ ẩm đồng ruộng (Khả chứa ẩm đồng ruộng) Là độ ẩm đƣợc hình thành sau độ ẩm đồng ruộng cao lƣợng nƣớc khe hở lớn qua nƣớc trọng lực, thƣờng khoảng - ngày sau mƣa tƣới đẫm Nhƣ độ ẩm đồng ruộng, khe hở lớn khơng cịn chứa nƣớc mà chứa khơng khí đất Nƣớc đƣợc chứa khe hở mao quản (khe hở nhỏ) tất nhiên lúc cịn di chuyển nƣớc khe hở mao quản đƣợc điều khiển sức hút mao quản Đây độ ẩm phù hợp cho cây, độ ẩm hút nƣớc cách dễ dàng đồng thời đất có lƣợng khơng khí phù hợp cho vi sinh vật đất Độ ẩm đồng ruộng đƣợc coi giới hạn lƣợng nƣớc hữu hiệu 4.5.3.7 Lượng nước hữu hiệu trồng Lƣợng nƣớc hữu hiệu lƣợng nƣớc đất mà trồng sử dụng đƣợc Là hiệu số lƣợng nƣớc độ ẩm đồng ruộng lƣợng nƣớc độ ẩm héo Đƣợc tính theo cơng thức sau: A0hữu hiệu = A0đồng ruộng - A0cây héo Trong nhiều tài liệu, độ ẩm héo thể cơng thức đƣợc tính theo ẩm độ héo vĩnh cửu (Don Scott, 2000) 119 Để đánh giá khả giữ ẩm đất xác định đƣợc tiềm dự trữ lƣợng nƣớc hữu hiệu trồng cho loại đất, cơng thức đƣợc diễn đạt nhƣ sau: PAWC = FC - PWP Trong đó: PAWC (Plant available water capacity): Tiềm nƣớc sử dụng đƣợc trồng FC (Field capacity): Khả chứa ẩm đồng ruộng PWP (Permanent wilting point): Độ ẩm héo vĩnh cửu Xác định thơng số phịng thí nghiệm thƣờng sử dụng áp suất để đẩy nƣớc khỏi đất đến đạt trị số ẩm độ tƣơng ứng Các mẫu đất bão hịa nƣớc đƣợc đặt bình áp suất, tăng dần áp suất khơng khí bình để đẩy nƣớc khỏi đất Thông thƣờng khả chứa ẩm đồng ruộng đất (Field capacity) xác định mức áp suất 0,033 Mpa Độ ẩm héo (Permanent wilting point) xác định đƣợc áp suất 1,5 Mpa Tuy nhiên, giá trị ẩm độ xác định mang tính chất tƣơng đối Khả sử dụng nƣớc phụ thuộc vào loại tính chất đất Cây chịu hạn, có rễ ăn sâu có khả sử dụng nƣớc cao PAWC đất cát thấp so với đất thịt đất sét (Don Scott, 2000) Lƣợng nƣớc hữu hiệu đƣợc thể đơn vị đo chiều cao cột nƣớc/bề dày tầng đất (cm nƣớc/cm đất), đo khối lƣợng nƣớc/khối lƣợng đất (g/g) Lƣợng nƣớc hữu hiệu có quan hệ chặt chẽ với thành phần giới đất Từ đồ thị 4.6 cho thấy, với đất cát, độ ẩm đồng ruộng độ ẩm héo nhỏ, độ chênh lệch hai giá trị không lớn nên lƣợng nƣớc hữu hiệu đất không đáng kể Với đất sét độ ẩm đồng ruộng lớn, nhiên hàm lƣợng sét cao, sức giữ nƣớc lớn nên độ ẩm héo cao, kết lƣợng nƣớc hữu hiệu khơng cao Đất có lƣợng nƣớc hữu hiệu cao đất thịt Ẩm độ (%) Error! Ẩm độ đồng ruộng Nước hữu hiệu Ẩm độ héo Nước không sử dụng Đất cát Đất thịt Đất sét Hình 4.6: Đồ thị quan hệ độ ẩm đồng ruộng, độ ẩm héo, lượng nước hữu hiệu với thành phần giới đất (Theo Brandy, 1984) 120 4.5.4 Cân nƣớc đất Cân nƣớc đất biểu chế độ nƣớc mặt số lƣợng Nó phụ thuộc vào lƣợng nƣớc đến khỏi đất giai đoạn Cân đƣợc biểu diễn phƣơng trình sau: W0 + G + Ng + S1 + N1 + Dm1 = Bsv + Bvl + Dm2 + S2 + N2 + Wc Trong đó: W0: Độ ẩm đất lúc bắt đầu nghiên cứu G: Lƣợng nƣớc giáng thủy (Mƣa) S1: Lƣợng nƣớc ngầm từ nơi khác chảy đến N1: Lƣợng nƣớc vào đất từ mạch nƣớc ngầm qua mao quản Ng: Lƣợng nƣớc ngƣng tụ từ nƣớc Dm1: Lƣợng nƣớc dòng chảy bề mặt từ nơi khác đến Bvl: Lƣợng nƣớc bay vật lý Bsv: Lƣợng nƣớc bay sinh vật (Cây hút nƣớc từ đất nhả vào khơng khí) N2: Lƣợng nƣớc thấm từ xuống mạch nƣớc ngầm Dm2: Lƣợng nƣớc dòng chảy bề mặt S2: Lƣợng nƣớc dòng chảy ngang lòng đất Wc: Độ ẩm đất cuối thời kỳ nghiên cứu Lƣợng nƣớc vào đất khỏi đất nhau, cân đuợc giữ vững Cân có tính chu kỳ theo năm Nghĩa chu kỳ nghiên cứu năm đuờng A1  A2 Trong dạng tiểu địa hình S1 = S2 Lƣợng nƣớc ngƣng tụ từ nƣớc bé so với loại khác nên Ng đƣợc bỏ qua Từ đó, phƣơng trình cân nƣớc rút gọn lại nhƣ sau: G + Dml = Bvl + Bsv + Dm2 Cân nƣớc đƣợc áp dụng cho tầng đất riêng biệt cho phẫu diện đất Đơn vị thƣờng milimet m3/ha (1mm 10 m3/ha) Lƣợng nƣớc dự trữ tầng phát sinh đƣợc tính cơng thức: W = 100 a.d.H (m3/ha) Trong đó: W: Lƣợng nƣớc dự trữ (m3/ha) a: Độ ẩm tuyệt đối (%) d: Dung trọng đất (g/cm3) H: Chiều dày tầng đất (cm) 121 Trữ lƣợng nƣớc đất phụ thuộc nhiều vào yếu tố địa hình, thực vật, tính chất đất Nói chung phụ thuộc vào nguồn nƣớc đến nguồn nƣớc khỏi đất Căn vào đó, ngƣời ta chia thành chế độ nƣớc khác 4.5.5 Biện pháp điều tiết nƣớc đất Thừa hay thiếu nƣớc có hại nên cần phải điều tiết nƣớc cho mở rộng đƣợc phạm vi hữu hiệu đất đáp ứng nhu cầu Để làm điều trƣớc hết cần nắm yêu cầu tối thích độ ẩm đất Thƣờng độ ẩm tối thích phần lớn trồng vào khoảng 50% độ trữ ẩm tồn phần Vì độ trữ ẩm tồn phần loại đất có khác nên độ ẩm tối thích loại đất khác Chẳng hạn đất thịt độ ẩm tối thích cao đất cát Về mà nói, loại thời kỳ sinh trƣởng có độ ẩm tối thích riêng 4.5.5.1 Các nguyên tắc điều tiết nước đất - Làm cho nƣớc thấm nhanh nhiều vào đất, tránh để nƣớc chảy tràn lan mặt đất mƣa tƣới, vừa nƣớc vừa gây xói mòn - Tăng khả giữ ẩm cho đất, giảm lƣợng nƣớc bốc mặt - Bảo đảm độ ẩm thích hợp cho nhu cầu cải tạo đất - Chống muối, phèn, bốc lên mặt đất mùa khô - Sử dụng tối đa nguồn nƣớc có đất 4.5.5.2 Các biện pháp - Biện pháp thủy lợi: + Tƣới tiêu, chủ yếu xây dựng hệ thống kênh mƣơng hợp lý + Giữ nƣớc cải tạo nguồn nƣớc: Ở vùng đồi, việc tƣới nƣớc khó nên lấy giữ nƣớc làm Ngồi biện pháp canh tác để giữ ẩm, cần xây hồ đập để giữ nƣớc nâng cao mạch nƣớc ngầm Đối với vùng đất lầy, đất có mạch mặn, tiến hành tiêu nƣớc, hạ thấp mạch nƣớc ngầm + Lên líp vùng đất phèn biện pháp thủy lợi quan trọng - Biện pháp canh tác: Bao gồm biện pháp cải tạo đất, tăng độ thấm cho đất chống bốc mặt - Làm tơi xốp đất, tăng bón phân hữu vôi (nếu đất chua) để tạo kết cấu tốt cho đất - Che phủ đất, mùa khô, trồng rừng chắn gió - Trồng có rễ thích hợp để sử dụng đƣợc nguồn nƣớc đất 122 - Phá váng đất sau mƣa hay tƣới (xới nhẹ tạo lớp xốp mỏng) để cắt đứt hệ thống mao quản dẫn nƣớc lên mặt đất chống bốc hơi, giữ ẩm tạo tơi xốp cho đất - Nén đất sau gieo hạt, giâm hom, để nƣớc di chuyển từ nơi xốp đến nơi chặt, cung cấp cho hạt mầm, cuối xoa nhẹ mặt đất, tạo lớp tơi xốp mỏng 4.6 KHƠNG KHÍ TRONG ĐẤT 4.6.1 Vai trị khơng khí đất Khơng khí đất nằm chủ yếu khe hở đất (Chủ yếu khe hở mao quản phi mao quản khơng có nƣớc) Khơng khí thành phần thiếu đất Các chất khí cần thiết cho sinh vật sống đất Trong số chất khí oxy cacbonic có vai trị quan trọng chúng tác động nhiều mặt đến tính chất đất làm ảnh hƣởng trực tiếp gián tiếp đến suất trồng 4.6.1.1 Vai trò oxy - Tác động trực tiếp đến hô hấp, phát triển rễ, sinh trƣởng trồng giai đoạn nảy mầm cần nhiều oxy - Ảnh hƣởng đến điện oxy hóa khử đất - Thiếu oxy gây nên q trình yếm khí, hình thành chất độc đất, ảnh hƣởng xấu đến việc hút chất dinh dƣỡng - Đủ oxy trình háo khí phát triển 4.6.1.2 Vai trị cacbonic - Trong q trình quang hợp hút CO2 từ khơng khí đất - Tham gia vào phản ứng hóa học đất, phản ứng hòa tan - Nếu đất nhiều CO2 ảnh hƣởng xấu tới q trình hơ hấp sinh vật, giai đoạn nảy mầm phát triển rễ 4.6.2 Tính thơng khí đất Tính thơng khí đất khả di chuyển khơng khí qua tầng đất, đặc tính quan trọng đất, đồng thời nhân tố thƣờng xuyên định tốc độ trao đổi khí đất khí quyển, nhƣ định lƣợng O2 CO2 đất Do tính thơng khí đất ảnh hƣởng đến trình hoạt động vi sinh vật, phản ứng xảy đất ảnh hƣởng trực tiếp hay gián tiếp đến đời sống trồng Sự di chuyển khơng khí đất tiến hành qua khe hở liên tục (không bị sặc) không chứa nƣớc Khe hở lớn tính thơng khí lớn, nhƣng phải khe hở phi mao quản Ngƣời ta tính đƣợc độ hổng phi mao quản lớn 10% so 123 với thể tích đất thơng khí đƣợc thực hoàn toàn, độ ẩm tăng đến độ trữ ẩm cực đại không làm giảm độ thơng khí Đất khơng có độ hổng phi mao quản tính thơng khí thấp giảm đến khơng (Nhƣ đất sét khơng có kết cấu) Cịn đất có kết cấu tốt, có độ hổng mao quản phi mao quản nƣớc chốn hết mao quản, thơng khí đƣợc tiến hành thuận lợi 4.6.3 Biện pháp điều tiết khơng khí đất Do nƣớc khơng khí “Sống chung ngơi nhà” độ xốp đất biện pháp để điều tiết chế độ khơng khí nhƣ sau: - Điều tiết chế độ nƣớc đất thực chất điều tiết chế độ khơng khí đất Nƣớc hay nhiều khơng ảnh hƣởng tới tổng lƣợng khơng khí đất mà thay đổi ẩm độ đất thúc đẩy trao đổi khối khí - Các biện pháp kỹ thuật nhằm nâng cao độ xốp đất, kết cấu đất tỷ lệ thích hợp khe hở mao quản khe hở phi mao quản biện pháp kỹ thuật nâng cao độ thống khí đất Biện pháp khâu kỹ thuật tăng cƣờng lƣợng chất hữu cho đất qua trồng xen, trồng gối, nông lâm kết hợp, tận dụng sản phẩm phụ làm phân bón bón vơi - Các biện pháp kỹ thuật canh tác nhƣ lên luống, xới xáo, cày ải, bón loại phân có hàm lƣợng oxy cao nhƣ K2SO4, (NH4)2SO4 làm cỏ sục bùn với đất lúa nƣớc có ảnh hƣởng trực tiếp tới lƣợng oxy đất sinh trƣởng, suất loại trồng - Tăng cƣờng cải thiện kết cấu đất, làm tăng độ hổng phi mao quản, muốn cần cày sâu kết hợp với bón phân hữu - Làm tăng độ thoáng đất cách: Lên luống, làm cỏ sục bùn, xới đất, xới đất phá váng sau mƣa hay tƣới 4.7 NHIỆT TRONG ĐẤT 4.7.1 Vai trò nguồn nhiệt cung cấp cho đất Nhiệt độ có vai trị quan trọng trình hình thành đất Nhiệt độ khác trình hình thành đất khác Sự chênh lệch nhiệt độ ngày đêm mùa sở cho phong hóa lý học đá khống vật Đây q trình phong hóa đá tạo đất vùng ôn đới Nhiệt độ yếu tố thúc đẩy tốc độ phản ứng hóa học sinh học đất Do nhiệt độ cao nên q trình phong hóa hóa học sinh học thƣờng xảy mạnh mẽ vùng nhiệt đới Ngoài tác động đến q trình phong hóa đá, tạo đất, nhiệt độ cịn có tác động đến nhiều q trình nhƣ chiều hƣớng tốc độ trình trao đổi nhiệt khơng khí đất khí quyển, q trình bốc nƣớc nên liên quan chặt chẽ với q trình hình thành kết von đá ong Chính nhiệt độ tạo loại đất vùng ôn đới đất vùng nhiệt đới có thành phần tính chất khác 124 Nhiệt độ đất nhƣ nhiệt độ khơng khí có ảnh hƣởng rõ rệt tới tốc độ sinh trƣởng phát triển cây, nhƣ ca dao Việt Nam có câu: “Mạ chiêm ba tháng chưa già, Mạ mùa tháng chẳng non” Sự thúc đẩy tốc độ sinh trƣởng nhiệt độ đƣợc thể khía cạnh: + Khía cạnh thứ là: Nhiệt độ có ảnh hƣởng trực tiếp tới hoạt động sinh lý Mỗi loại trồng sinh trƣởng phát triển khoảng nhiệt độ định Nhƣ ngơ nảy mầm nhiệt độ - 100C nhƣng nhiệt độ tối thích 38 - 400C Ngƣợc lại trồng ơn đới có nhiệt độ tối thích thấp hơn, vào khoảng 16 - 210C Khi nhiệt độ thấp hay cao làm ngừng trệ hoạt động sinh lý cây, ức chế trình sinh trƣởng phát triển + Khía cạnh thứ hai là: Nhiệt độ khơng khí cịn ảnh hƣởng gián tiếp tới sinh trƣởng phát triển thông qua ảnh hƣởng tới tính chất đất Khi nhiệt độ cao mùa hè thúc đẩy phản ứng lý hóa sinh đất nhƣ q trình khống hóa chất hữu mùn cung cấp chất khoáng dễ tiêu nhƣ NH4+, NO3-, K+ cho Nhiệt độ đất làm tăng khả hòa tan chất dinh dƣỡng đất Nhƣ nhiệt độ tăng, làm tăng khả cung cấp chất dinh dƣỡng đất Đất thƣờng có khả cung cấp chất dinh dƣỡng mùa hè lớn so với mùa đông Nguồn nhiệt cung cấp cho đất từ ánh sáng mặt trời, từ phản ứng sinh học đất, từ lòng đất chất phóng xạ Nhiệt độ đất bị chi phối yếu tố ảnh hƣởng tới trình hấp thu nhiệt đất nhƣ hƣớng dốc, độ ẩm, thành phần giới, độ che phủ mặt đất Nguồn nhiệt cung cấp cho đất từ lƣợng tia sáng mặt trời Năng lƣợng tia sáng mặt trời chiếu thẳng góc cm2 mặt đất phút khoảng 1.946 calo Tuy nhiên, có phần lƣợng nhiệt tới đƣợc mặt đất, phần lớn tới mặt đất bị phản xạ, khúc xạ, hấp thụ mây, bụi loại khí khí Ngƣời ta dự đốn vùng khí hậu khơ, mây, có tới 75% lƣợng ánh sáng chiếu tới mặt đất Ngƣợc lại, nơi khí hậu ẩm, nhiều mây có khoảng 30 45% lƣợng mặt trời chiếu tới mặt đất trung bình tồn cầu xấp xỉ 50% Khi chiếu tới mặt đất khoảng 30 - 45% lƣợng lại bị vào khí trình phản xạ hay phát nhiệt đất Cây sử dụng đƣợc vào khoảng 3% cho quang hợp trình trao đổi khác Đất hút nhiệt giữ lại đất đƣợc khoảng - 15% Hầu nhƣ số lƣợng lớn nhiệt lại bị tiêu hao trình bốc nƣớc từ mặt đất thoát mặt Song song với nguồn nhiệt cung cấp cho đất từ mặt trời, nguồn nhiệt lớn đƣợc sinh từ phản ứng sinh hóa học đất Nguồn nhiệt chủ yếu đƣợc sinh từ trình phân giải xác hữu vi sinh vật Nguồn nhiệt khơng lớn nhƣng có ý nghĩa việc điều tiết nhiệt độ đất cho vƣờn ƣơm, ruộng mạ vụ Đông Xuân nƣớc ta Bón phân hữu cho trồng 125 vụ Đông Xuân cung cấp chất dinh dƣỡng cho mà điều tiết chế độ nhiệt đất Ngồi nguồn nhiệt nguồn nhiệt khác nhƣ từ chất phóng xạ, nhiệt từ lịng đất có vai trị khơng lớn Tóm lại: Năng lƣợng từ ánh sáng mặt trời có ý nghĩa nhất, định tới chế độ nhiệt đất Ở vùng gần xích đạo cƣờng độ chiếu sáng lớn nhiệt độ đất cao, ngƣợc lại vùng xa xích đạo cƣờng độ chiếu sáng nhỏ nên nhiệt độ đất thấp Cũng tƣơng tự nhƣ đất lạnh vào mùa đông ấm vào mùa hè 4.7.2 Đặc tính nhiệt đất 4.7.2.1 Khả hấp thụ nhiệt đất Khả hấp thụ nhiệt đất phụ thuộc vào yếu tố sau: - Màu sắc đất: Đất có màu sẫm khả hấp thụ nhiệt lớn Mùn yếu tố quan trọng tạo cho đất có màu sẫm Khả hấp thụ nhiệt xếp theo màu sắc đất: Đen > xanh > đỏ > lục > vàng > trắng - Trạng thái mặt đất: Mặt đất phẳng hấp thụ nhiệt so với mặt đất gồ ghề - Chất hữu đất: + Chất hữu làm tăng nhiệt lƣợng đất thông qua tác dụng phân giải VSV + Chất hữu có tác dụng làm tăng cấu trúc tốt cho đất từ làm tăng khả giữ nƣớc, tăng nhiệt dung cho đất + Mùn giúp cho đất có màu sẫm - Hàm lƣợng nƣớc đất: Lƣợng nƣớc đất nhiều khả hấp thụ nhiệt lớn nhiệt dung nƣớc lớn Do nhiệt dung nƣớc lớn bốc tiêu hao nhiệt nên đất ẩm có nhiệt độ thấp đất khơ Về mùa nóng đất đƣợc tƣới nƣớc mát đất khơ, mùa lạnh đất ẩm ấm đất khô 4.7.2.2 Nhiệt dung đất Nhiệt dung đất số lƣợng nhiệt tính calo cần thiết để đốt nóng đơn vị trọng lƣợng gam đất khô kiệt lên 10C gọi nhiệt dung trọng lƣợng, ký hiệu Ct Hoặc, nhiệt dung đất số lƣợng nhiệt tính calo cần thiết để đốt nóng đơn vị thể tích (1 cm3) đất khô kiệt lên 10C gọi nhiệt dung thể tích, ký hiệu Cv Nhiệt dung trọng lƣợng nhiệt dung thể tích quan hệ với cơng thức: Cv = Ct.D Trong đó: D: Tỷ trọng đất Ct: Nhiệt dung trọng lƣợng 126 Nhiệt dung đất tính theo khối lƣợng đất thể tích đất - Theo khối lƣợng: Calo cần thiết để gam đất tăng lên 10C - Theo thể tích: Calo cần để 1cm3 đất tăng lên 10C + Đất khơ: Nhiệt dung thể tích khoảng 0,5 - 0,6 Nhiệt dung đất phụ thuộc vào thành phần giới khoáng vật, độ xốp, hàm lƣợng chất hữu đất, độ ẩm hàm lƣợng khơng khí đất 4.7.2.3 Độ dẫn nhiệt đất Độ dẫn nhiệt đất lƣợng nhiệt tính calo truyền qua diện tích đất cm2, lớp đất có độ dày cm nhiệt độ chênh lệch lớp 10C thời gian giây Độ dẫn nhiệt đất phụ thuộc nhiều vào thành phần khoáng vật, chất hữu cơ, độ xốp, lƣợng nƣớc khơng khí đất Các khống vật khác có độ dẫn nhiệt khác Trong phần nƣớc đất có độ dẫn nhiệt lớn, khoảng 25 lần so với độ dẫn nhiệt khơng khí đất (Bảng 4.10) Bảng 4.10: Độ dẫn nhiệt số vật chất Vật chất Độ dẫn nhiệt (Cal/ cm /s) Phenpat 0,0058 Thạch anh 0,0025 - 0,0067 Đá vôi 0,0040 Nước 0,0012 Khơng khí đất 0,00005 (Theo A.M Sulgin - 1965) Do khơng khí đất có độ dẫn nhiệt cực nhỏ, đất có lƣợng khơng khí nhiều có độ dẫn nhiệt nhỏ Nhƣ đất khơ đất truyền nhiệt qua phần rắn khơng khí đất nên độ dẫn nhiệt đất nhỏ Khi độ ẩm tăng lên, nƣớc thay khơng khí khe hở, độ dẫn nhiệt đất tăng nhanh Độ dẫn nhiệt đất phụ thuộc nhiều vào độ xốp đất Khi đất có độ xốp cao, đặc biệt đất khơ, độ dẫn nhiệt thấp Bảng 4.10 cho thấy ảnh hƣởng đồng thời thành phần thể rắn đất (cát, sét hay mùn), độ xốp hàm lƣợng nƣớc đất tới độ dẫn nhiệt đất 4.7.3 Biện pháp điều tiết chế độ nhiệt đất Chế độ nhiệt đất tiêu khó điều chỉnh Mặc dù dùng số phƣơng pháp sau để điều chỉnh nhiệt độ đất: 127 4.7.3.1 Che phủ mặt đất Đây biện pháp đƣợc đánh giá thực có hiệu cho việc điều tiết chế độ nhiệt đất Tác dụng che phủ điều tiết chế độ nhiệt mà cịn có nhiều vai trị khác nhƣ giữ ẩm, bảo vệ đất chống xói mịn, hạn chế cỏ dại Che phủ đất có tác dụng làm giảm nhiệt độ đất mùa hè hạn chế đƣợc lƣợng ánh sáng mặt trời chiếu thẳng vào đất Đồng thời che phủ có tác dụng giữ đƣợc ấm cho đất mùa đông che phủ hạn chế đƣợc nhiệt qua xạ nhiệt nƣớc gió Để áp dụng biện pháp kỹ thuật việc tăng cƣờng trồng xen, trồng gối, tận dụng sản phẩm phụ cần đƣợc quan tâm 4.7.3.2 Điều tiết chế độ nhiệt đất Có thể nói điều tiết chế độ nƣớc điều tiết chế độ nhiệt đất Nhƣ ta biết nhiệt độ đất phụ thuộc nhiều vào chế độ ẩm Nƣớc ảnh hƣởng đến nhiệt dung đất, bốc làm nhiệt đất Tƣới nƣớc cho đất có tác dụng làm giảm nhiệt độ đất mùa hè tăng nhiệt dung đất tăng cƣờng trình bốc Nhƣng đất đƣợc tƣới lại có nhiệt độ cao đất khơng tƣới mùa đơng Do đất có nhiệt dung lớn nên nhiệt độ giảm chậm Ví dụ: Trong kinh nghiệm chống rét cho mạ xuân nông dân Việt Nam ngƣời thay nƣớc vào ruộng mạ lúc chiều tối tiêu nƣớc ruộng mạ vào sáng hơm sau Đây biện pháp lợi dụng nƣớc để làm tăng nhiệt dung đất Ban đêm cần để đất giảm nhiệt độ chậm nên nông dân tháo nƣớc để tăng nhiệt dung đất Ngƣợc lại vào ban ngày nông dân tháo nƣớc để làm giảm nhiệt dung, giúp cho đất tăng nhanh nhiệt độ có chiếu sáng mặt trời 4.7.3.3 Sử dụng biện pháp kỹ thuật khác Các biện pháp phù hợp khai thác chế độ nhiệt có, là: - Chọn cấu trồng chịu rét cho vụ Đông đặc biệt loại trồng sƣờn Bắc - Bố trí thời vụ gieo trồng cho giảm đƣợc tác động xấu nhiệt độ khắc nghiệt nhƣ thời gian gieo trồng, thời kỳ non, hoa trùng vào thời gian nhiệt độ thấp CÂU HỎI ÔN TẬP Hạt giới gì? Thành phần giới gì? Phân chia cấp hạt giới đất nhƣ nào? Nêu cách phân loại đất theo thành phần giới Liên Xơ (cũ), Mỹ, Quốc tế? Trình bày tính chất đất theo thành phần giới biện pháp sử dụng, cải tạo chúng? 128 Trình bày cách xác định thành phần giới theo phƣơng pháp vê giun? Kết cấu đất gì? Nêu vai trị kết cấu đất? Trình bày trạng thái tồn kết cấu đất? Trình bày trình hình thành kết cấu đất? 10 Phân tích yếu tố hình thành kết cấu đất? 11 Nêu yếu tố làm đất kết cấu? 12 Những phƣơng pháp làm cải thiện kết cấu đất? 13 Tỷ trọng đất gì? 14 Trình bày dung trọng đất, ứng dụng dung trọng đất thực tiễn? 15 Độ xốp đất gì? Độ xốp đất phụ thuộc vào yếu tố nào? 16 Nêu vai trò việc nghiên cứu tính chất lý đất? 17 Trình bày tính trƣơng co đất? 18 Trình bày tính liên kết đất? 19 Trình bày tính dính đất? 20 Trình bày tính dẻo đất? 21 Trình bày sức cản đất? Cần làm đất để đất có sức cản riêng nhỏ nhất? 22 Nêu vị trí vai trị nƣớc đất? 23 Trình bày dạng nƣớc đất? 24 Trình bày đại lƣợng đánh giá ẩm độ đất? 25 Trình bày cân nƣớc đất? 26 Trình bày biện pháp kỹ thuật với chế độ nƣớc đất? 27 Nêu vị trí vai trị khơng khí đất? 28 Trình bày biện pháp điều tiết chế độ khơng khí đất? 29 Nêu vai trị nguồn nhiệt cung cấp cho đất? 30 Trình bày tính chất nhiệt đất? 31 Trình bày biện pháp điều tiết chế độ nhiệt độ đất? 129