Tỷ trọng (Pp) là tỷ số của tổng khối lƣợng các hạt đất (thành phần rắn) và thể tích của chính các hạt đất (không phải tổng thể tích khối đất). Khối lƣợng này không bao gồm nƣớc và không khí tồn tại trong đất (Trần Bá Linh, 2007).
Một số định nghĩa khác: Theo Nguyễn Thế Đặng 2007, Tỷ trọng là trọng lƣợng đạt tính bằng gam của một đơn vị thể tích đất (cm3), đất ở trạng thái khô kiệt và xếp sít vào nhau (ký hiệu là D - đơn vị là g/cm3) hay tỷ trọng là tỉ lệ trọng lƣợng phần rắn của đất so với trọng lƣợng nƣớc của cùng thể tích ở +4oC (Nguyễn Thế Hùng, 2008).
Theo nhƣ định nghĩa đất dùng để tính tỷ trọng không có nƣớc và không khí, nhƣ vậy tỷ trọng không phụ thuộc vào độ xốp của đất, ẩm độ đất mà chỉ phụ thuộc vào thành phần rắn của đất (Nguyễn Thế Đặng, 1999).
Tỷ trọng của đất phụ thuộc vào 3 yếu tố sau đây:
- Thành phần khoáng vật: Những loại đất phát triển trên đá có chứa khoáng vật nặng thì có tỷ trọng lớn và ngƣợc lại.
- Thành phần cơ giới đất: Hạt đất càng nhỏ thì tỷ trọng càng lớn; Đất có thành phần cơ giới nặng thì tỷ trọng lớn và ngƣợc lại. Ví dụ: Đất cát tỷ trọng: 2,65 (0,01); Đất thịt: 2,7 (0,02); Đất sét: 2,74 (0,027).
- Hàm lƣợng chất hữu cơ trong đất: Trên cùng một loại đất, nếu đất giàu chất hữu cơ thì thì tỷ trọng giảm đi và ngƣợc lại (Lê Thanh Bồn, 2009).
Theo Trần Kim Tính (2003), tỷ trọng của đất thay đổi từ 2,5g/cm3 – 2,8g/cm3. Ở những loại đất khác nhau, tỷ trọng đất cũng khác nhau. Thƣờng trong những loại đất khoáng hay thạch anh, Fenspat, Kaolinite tỷ trọng của chúng thay đổi khoảng 2,55g/cm3 – 2,74g/cm3. Tỷ trọng thể rắn của những đất nghèo mùn trên các tầng mặt hay thay đổi trong khoảng 2,5g/cm3 – 2,74g/cm3. Ở những tầng tích tụ sâu hơn, do chứa một lƣợng lớn hợp chất sắt nên tỷ trọng thƣờng tăng, có trƣờng hợp đạt 2,75g/cm3 – 2,80g/cm3 (Trần Kông Tấu, 2006).
21 Công thức tính tỷ trọng Pp = Msp/Vw = (Ms – Me)/((Ms - Me) – (Msw – Mw)) Trong đó: Pp: tỷ trọng thể rắn của đất. Msp: khối lƣợng các hạt đất khô,(g)
Vw: thể tích nƣớc trong pycnometer đƣợc thay bởi mẫu đất, (cm3) Ms: khối lƣợng đất khô + bình có nắp, (g)
Me: khối lƣợng pycnometer (sạch và khô) có nắp, (g)
Msw: khối lƣợng pycnometer chứa nƣớc khử khoáng + đất, (g) Mw: khối lƣợng bình pycnometer chứa nƣớc khử khoáng, (g)
Tỷ trọng của các loại khoáng vật khác nhau có sự giao động khá lớn song nhìn chung biến động trong phạm vi từ 2,40 - 2,80.
Bảng 1.7 Tỷ trọng của một số khoáng vật có trong đất
Khoáng vật Tỷ trọng
Thạch anh tinh khiết Canxít
Canxít tinh khiết Fenspat K- Na Dolomit Gypxít Mica Khoáng sét Bốcxít (Nhôm ôxit)
Ôlivin, pyrôxen, amphibole (có chứa sắt) Hêmatít Quặng chì 2,65 2,60 - 2,80 2,72 2,60 - 2,80 2,80- 2,90 2,32 2,80- 3,10 2,60 - 2,90 2,09 2,90 - 3,50 5,30 7,60
Tỷ trọng của đất đƣợc quyết định chủ yếu bởi các loại khoáng nguyên sinh, thứ sinh và hàm lƣợng chất hữu cơ có trong đất. Nhìn chung do tỷ lệ chất hữu cơ trong đất thƣờng không lớn nên tỷ trọng đất sẽ phụ thuộc chủ yếu vào thành phần khoáng vật của đất.
22
Bảng 1.8 Các loại đất có thành phần cơ giới khác nhau có tỷ trọng khác nhau
Loại đất Tỷ trọng
Ðất cát 2,65 ± 0,01
Ðất cát pha 2,70 ± 0,017
Ðất thịt 2,70 ± 0,02
Ðất sét 2,74 ± 0,027
Bảng 1.9 Thang đánh giá tỷ trọng theo N.A.Karchinski, 1965 Tỷ trọng Loại đất
<2,50 Ðất có lƣợng mùn cao 2,50 - 2,66 Ðất có lƣợng mùn trung bình >2,70 Ðất giàu sắt Fe2O3
Tỷ trọng đất đƣợc sử dụng trong các công thức tính toán độ xốp, công thức tính tốc độ, thời gian sa lắng của các cấp hạt đất trong phân tích thành phần cơ giới. Thông qua tỷ trọng đất ngƣời ta cũng có thể đƣa ra đƣợc những nhận xét sơ ộ về hàm lƣợng chất hữu cơ, hàm lƣợng sét hay tỷ lệ sắt, nhôm của một loại đất cụ thể nào đó.
(Trích Giáo trình Thổ Nhưỡng Học, Trần Văn Chính 2006)