Hạt kết có thể bị phá hủy làm cho đất mất kết cấu, do những nguyên nhân sau
đây:
8.4.1. Nguyên nhân cơ giới:
Trong quá trình canh tác, trâu bò, máy móc, dụng cụ thường xuyên tác động lên lớp đất mặt, có thể làm đất mất kết cấu ở tầng canh tác dày tới 15 - 18cm. Làm đất
Những trận mưa đá hay mưa rào cũng có tác động phá vỡ các hạt đất nằm trên cùng, hoặc làm tan màng keo mùn làm cho các hạt đất rời nhau ra.
8.4.2. Nguyên nhân lý hóa học:
Chủ yếu là sự phá vỡ mối liên kết giữa mùn và sét qua cầu nối canxi. Sự phá vỡ
này là do ion hóa trị một đã thay thế canxi, Ví dụ:
[Mùn]Ca2+ + (NH4)2SO4 [Mùn]2NH4+ + CaSO4 [Mùn]Ca2+ + 2NH4Cl [Mùn]2NH4+ + CaCl2
Liên kết [Mùn]2NH4+ là liên kết kém bền vững do đó màng hữu cơ quanh hạt đất
dễ bị mất đi, nên kết cấu sẽ bị phá vỡ. Đó là nguyên nhân giải thích tại sao bón
nhiều phân vô cơ thì lại làm cho đất “chai” xấu đi. Đốt rừng (nương) làm rẫy để lại
tro chứa K2CO3 hay K2O cũng có tác dụng phá hủy kết cấu tương tự.
8.4.3. Nguyên nhân sinh học:
Vi sinh vật trong đất tiến hành phá hủy mùn sẽ làm cho đất trở nên nghèo mùn, giảm chất keo mùn nên làm cho kết cấu đất bị phá hủy.
8.5. Vai trò của kết cấu đối với đất và cây
8.5.1. Kết cấu đất với chế độ nước trong đất:
- Nếu đất có kết cấu, đặc biệt kết cấu viên, kết cấu hạt thì sẽ có nhiều ống mao
quản, nước mưa hay nước tưới đưa vào đất sẽ được giữ lại trong các khe hở mao
quản. Vì thế nước thấm nhanh mà vẫn giữ được nhiều nước nhiều hơn và lâu hơn,
cây không bị hạn nếu không có mưa hoặc không có tưới một thời gian dài.
- Nếu đất không có kết cấu: rời rạc như đất cát thì khi mưa hay khi tưới không
giữ được nước, do đó cây dễ bị hạn; đất sét không có kết cấu, bí chặt thì khi mưa
hoặc khi tưới nước dễ chảy tràn lan trên bề mặt làm cho đất bị xói mòn và mất chất dinh dưỡng.
8.5.2. Kết cấu đất với chế độ không khí và chế độ thức ăn cho cây:
Tổng số thể tích khe hở đạt được lớn nhất ở những đất có kết cấu, đặc biệt là có kết cấu viên. Đất thoáng khí, đầy đủ oxi cho cây và vi sinh vật hoạt động. Đất có kết
cấu thì hầu như lúc nào chế độ không khí và nước cũng điều hòa, nước không
chiếm chỗ không khí trong đất, nên hai loại vi khuẩn yếm khí và háo khí cùng tồn
tại và hoạt động, hai quá trình phân giải và tích lũy chất hữu cơ cùng xảy ra cân đối, do đó cây có đủ thức ăn và mùn vẫn hình thành và tích lũy.
Đất cát có kết cấu rời rạc, khả năng giữ nước kém, nên hầu như luôn ở tình trạng
thiếu nước, không khí quá nhiều, vi sinh vật háo khí hoạt động mạnh, vì thế chất
hữu cơ bị phân giải mạnh, mùn không tích lũy được; Ngược lại ở đất sét thì quá bí chặt, đất thiếu không khí, vi sinh vật yếm khí hoạt động mạnh chất hữu cơ được tích
lũy nhưng ít được phân giải, nên cây trồng thiếu thức ăn.
Hơn nữa, đất có kết cấu tốt thì lượng nước trong đất nhiều nên chế độ nhiệt cũng được điều hòa hơn, mùa đông đất ấm và mùa hè đất lại mát, thuận lợi cho cây trồng
phát triển.
Đất có kết cấu thì tơi xốp, làm đất dễ dàng, ít tốn công làm đất, xới xáo, hạt dễ
mọc, rễ cây dễ phát triển.
8.6. Biện pháp duy trì và cải thiện kết cấu đất
Cho đến nay người ta thường vẫn dùng các biện pháp canh tác cơ bản để duy trì và cải thiện kết cấu đất. Cụ thể là:
8.6.1. Làm đất:
Làm đất hợp lý là một biện pháp vừa duy trì kết cấu sẵn có, vừa có thể tạo ra cho đất có kết cấu tốt hơn. Cày bừa khi đất “vừa chín”, độ ẩm thích hợp nhất (khoảng
60-80% độ ẩm đồng ruộng) thì đất dễ tơi thành những hạt kết cỡ 5 - 10mm. Nếu đất đang quá ẩm hoặc đã quá khô thì sẽ tạo ra cục hay tảng đất lớn, khó làm và tốn công
làm nhỏ đất.
Áp dụng phương pháp “làm đất tối thiểu” phù hợp với từng loại cây trồng, để giảm
số lần máy móc, nông cụ đi lại trên ruộng, hạn chế đè nén đất và làm cho kết cấu đất bị
phá hủy.
Ở đất trồng màu, việc chăm bón, xới xáo “phá váng” sau những cơn mưa cũng
góp phần làm cho đất có kết cấu tốt.
8.6.2. Tăng cường hàm lượng mùn cho đất bằng cách bón nhiều phân hữu cơ
nhất là phân chuồng; trồng cây họ đậu làm cho đất giàu đạm thêm; nuôi thả bèo hoa dâu ở ruộng lúa nước,...
8.6.3. Cải thiện thành phần cơ giới: Đối với đất quá nặng thì có thể bón cát, bón phân xanh, vùi gốc rạ, làm ải đất,... Còn đối với đất quá nhẹ thì có thể bón thêm đất phù sa, bùn ao, đất đỏ,... hoặc cày sâu dần.
8.6.4. Thực hiện chế độ luân canh, xen canh, gối vụ các loại cây trồng một cách
hợp lý để phục hồi kết cấu cho đất.
Theo Viện lúa quốc tế (IRRI) thì việc thay đổi một vụ màu - một vụ lúa, đã làm
cho năng suất lúa tăng lên 12%, nhờ sau vụ trồng màu kết cấu được phục hồi.
Người ta có thể nuôi giun đất để bón vào ruộng, vừa để tăng lượng phân, vừa để
nâng cao số lượng hạt kết viên cho đất.
Ngoài ra ở các nước tiên tiến người ta còn dùng các hóa chất là những hợp chất
CHƯƠNG 9
MỘT SỐ TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ CƠ LÝ CỦA ĐẤT
9.1. TỶ TRỌNG ĐẤT
Tỷ trọng của đất là trọng lượng đất các hạt đất sít vào nhau không có khe hở
(không có khoảng hổng không khí) ở trạng thái khô kiệt trong một đơn vị thể tích.
Ký hiệu là d; đơn vị tính: g/cm3 hoặc kg/dm3 hoặc tấn/m3. 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 ngược 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 ngược lại. Ví dụ: Đất cát tỷ trọng: 2,65 0,01;
Đất thịt: 2,7 0,02; Đất sét: 2,74 0,027.
- Hàm lượng chất hữu cơ trong đất: Trên cùng một loại đất, nếu đất giàu chất
hữu cơ thì thì tỷ trọng giảm đi và ngược lại.
- Ý nghĩa:
Thông qua tỷ trọng đất có thể nhận xét sơ bộ hàm lượng chất hữu cơ, thành phần
khoáng vật, thành phần cơ giới của một loại đất nào đó. Ngoài ra, tỷ trọng đất được ứng dụng trong công thức tính độ xốp.
9.2. DUNG TRỌNG ĐẤT
Dung trọng là trọng lượng khô kiệt của một đơn vị thể tích đất ở trạng thái tự
nhiên (kể cả khe hở). Ký hiệu là D; đơn vị tính; g/cm3 hoặc kg/dm3 hoặc tấn/m3. Công thức tính: D = P
V D: là dung trọng
P: là trọng lượng đất ở trạng thái tự nhiên khô tuyệt đối.
V: Thể tích chứa đất.
- Dung trọng của đất phụ thuộc vào 3 yếu tố như tỷ trọng, ngoài ra còn phụ thuộc
vào kết cấu và độ xốp của đất. Các loại đất tơi xốp thường có dung trọng nhỏ và
ngược lại những đất bí chặt, kém tơi xốp thì dung trọng lớn. Các tầng đất càng xuống sâu thì dung trọng tăng dần.
Bảng 5.Đánh giá dung trọng của một số loại đất có thành phần cơ giới từ thịt và sét
(theoKatrinski)
Dung trọng (g/cm3) Đánh giá Dung trọng
(g/cm3)
Đánh giá
< 1,0 Đất giàu chất hữu cơ 1,3 - 1,4 Đất bị nén chặt mạnh
1,0 - 1,1 Đất trồng trọt điển hình 1,4 - 1,6 Những tầng đất dưới tầng canh tác
1,1 - 1,3 Đất hơi bị nén 1,6 - 1,8 Tầng tích tụ bị nén
- Ý nghĩa:
+ Dung trọng được sử dụng trong việc tính trọng lượng đất trên một diện tích nào
+ Dung trọng được sử dụng trong việc tính độ xốp của đất, tính trữ lượng các
chất dinh dưỡng hay trữ lượng nước trong đất,... Dung trọng còn dùng để kiểm tra
chất lượng công trình thủy lợi, đê mương máng cần có D > 1,5.
9.3. ĐỘ XỐP CỦA ĐẤT
Độ xốp của đất là tỷ lệ % các khe hở chiếm trong đất so với thể tích chung của đất. Ký hiệu: P; đơn vị tính: % Công thức độ xốp của đất: P (%) = d - D d 100 = (1 - D d ) 100 Trong đó: P: Độ xốp của đất d: Tỷ trọng đất D: Dung trọng đất
- Độ xốp của đất phụ thuộc vào các yếu tố như tỷ trọng, dung trọng và kết cấu của đất. Ngoài ra độ xốp đất còn phụ thuộc rất lớn vào các biện pháp canh tác như: cày, bừa, xới
xáo,...
- Độ xốp của đất có thể biến động từ 30-70% tùy thuộc vào loại đất và kết cấu đất.
- Độ xốp của đất thường được phân cấp như sau:
P(%) Mức độ 60 - 70 50 - 60 40 - 50 30 - 40 20 - 30 < 20 Rất xốp Xốp Xốp vừa Kém xốp Đất bị dí chặt Đất bị bí
Theo một số tài liệu: Độ xốp đất trồng trọt tốt nhất là 50%, khi đó chế độ nước và
không khí trong đất được điều hòa và chế độ cung cấp thức ăn cho cây cũng được điều
hòa tốt.
- Ý nghĩa thực tiễn
Độ xốp rất có ý nghĩa trong thực tế sản xuất nông nghiệp, vì độ phì đất phụ thuộc đáng kể vào độ xốp của đất. Nếu đất tơi xốp thì rễ cây phát triển được dễ dàng, khả năng thấm nước và không khí cũng hết sức thuận lợi và nhanh chóng.
9.4. TÍNH LIÊN KẾT CỦA ĐẤT
Tính liên kết là sự dính kết giữa các phần tử đất với nhau.
Khi đất khô, những loại đất có tính liên kết lớn thường tạo thành kết cấu tảng. Đơn vị đo tính liên kết của đất: xác định bằng lực ấn vào đất g/cm2 hoặc kg/cm2. - Nguyên nhân gây ra tính liên kết:
+ Do năng lượng bề mặt của hạt đất. Tỷ diện tăng thì tính liên kết tăng. Hạt đất
càng nhỏ thì tỷ diện càng lớn.
+ Do những chất kết gắn trong đất.
+ Do sức nén cơ giới.
+ Thành phần cơ giới: Đất có thành phần cơ giới nặng nhiều sét có tính liên kết
càng lớn và ngược lại. Tính liên kết của đất sét đất thịt đất cát
+ Độ ẩm đất: Đất càng khô tính liên kết càng mạnh (điển hình là đất sét khô), khi độ ẩm tăng thì tính liên kết giảm đi, cày bừa dễ hơn.
+ Bón phân hữu cơ sẽ có tác dụng tăng kết cấu đất, giảm tính liên kết. Đất có thành phần cơ giới nặng nếu bón phân hữu cơ sẽ giảm tính liên kết, đất bở ra, cày bừa dễ dàng hơn.
+ Đất có kết cấu viên lực liên kết nhỏ dễ cày bừa, ngược lại ở những đất có kết
cấu tảng lớn tốn nhiều công làm vụn đất.
+ Thành phần cation hấp phụ: Nhiều cation hóa trị 1 (như Na+, K+) thì sức liên kết lớn khi khô làm các loại đất này thường chai cứng.
- Về mặt ý nghĩa thực tiễn: Tính liên kết của đất ảnh hưởng rất lớn đến bộ rễ của
cây (nếu tính liên kết lớn thì rễ cây khó ăn sâu). Tính liên kết của đất còn ảnh hưởng
tới viêc làm đất dễ dàng hay khó khăn. Người ta phân cấp như sau:
15 kg/cm2 Lực liên kết mạnh 5 - 15 kg/cm2 Lực liên kết hơi mạnh 2 - 5 kg/cm2 Lực liên kết trung bình 0,5 - 2 kg/cm2 Lực liên kết yếu < 0,5 kg/cm2 Đất tơi Đất sét nặng: lực liên kết 27,5 kg/cm2; Đất thịt: lực liên kết 1,5 kg/cm2 Đất cát: lực liên kết 0,9 kg/cm2 9.5. TÍNH DÍNH CỦA ĐẤT
Tính dính của đất là đặc tính của đất có thể bám vào các vật bên ngoài khi tiếp
xúc với đất, như cày bừa, máy móc, nông cụ,...
- Nguyên nhân gây ra là do sức căng mặt ngoài của các hạt đất tạo ra sức hút
giữa các hạt đất với vật bên ngoài. Độ dính được đo bằng lực (g/cm2) - Tính dính phụ thuộc vào các yếu tố sau:
+ Thành phần cơ giới đất: Đất càng nặng thì tính dính càng lớn.
+ Kết cấu đất: đất có kết cấu tốt thì tính dính giảm.
+ Độ ẩm: Độ ẩm đất tăng thì tính dính tăng, nhưng tăng đến một giới hạn nào đó khi đất bị nhão ra thì tính dính giảm dần và mất tính dính. Hầu hết đất bắt đầu dính khi độ ẩm trong đất đạt 60-80% độ ẩm bão hòa.
+ Hóa trị của các ion trên bề mặt hạt keo đất: Hóa trị 1 > hóa trị 2 > hóa trị 3.
Ví dụ: Đất có nhiều Na+ thì tính dính lớn hơn 3-4 lần đất có nhiều Ca2+. * Chỉ tiêu đánh giá: + Đất rất dính: A > 5 g/cm2 + Đất hơi dính: A: 0,5 - 2 g/cm2 + Đất dính nhiều: A: 3 - 5 g/cm2 + Đất ít dính (đất cát): A: 0,1 - 0,5 g/cm2 + Đất dính trung bình: A: 2 - 3 g/cm2
Tính dính của đất lớn thì việc làm đất phải hao tốn thêm năng lượng.
Khi đất ẩm, nếu tác động vào một lực nào đó mà hình dáng của nó có thể thay đổi mà không bị vỡ nát ra, đó là tính dẻo của đất.
Tính dẻo thể hiện ở khả năng nặn tạo được những hình dạng nhất định, nên còn gọi là tính tạo hình hay tính nặn.
Nguyên nhân gây ra là do lực liên kết của các hạt đất.
- Tính dẻo của đất phụ thuộc vào các yếu tố sau đây:
+ Thành phần cơ giới đất: Đất có thành phần cơ giới càng nặng, càng giàu sét thì càng dẻo.
+ Độ ẩm: Đất quá khô hay quá ẩm đều không có tính dẻo, tính dẻo chỉ xuất hiện trong độ ẩm nhất định. Nếu ít nước quá thì hòn đất có thể vỡ ra, còn quá ẩm thì đất bị nhão ra không có tính dẻo nữa.
Độ ẩm đất đạt được khi đất bắt đầu có tính dẻo gọi là giới hạn dưới của tính dẻo và độ ẩm đất khi bắt đầu chảy nước ra, mất tính dẻo thì gọi là giới hạn trên của tính
dẻo. Hiệu số của 2 giới hạn này gọi là trị số dẻo hay trị số tạo hình của đất. Trị số
này càng lớn thì đất càng dẻo.
+ Lượng chất hữu cơ trong đất: Đất sét nếu lượng chất hữu cơ tăng lên thì tính dẻo giảm dần và ngược lại ở đất cát khi lượng chất hữu cơ tăng lên thì tính dẻo tăng.
+ Thành phần cation hấp phụ trên bề mặt keo đất: Các cation hóa trị càng cao thì thì tính dẻo của đất càng tăng.
- Ý nghĩa thực tiễn: Tính dẻo của đất có tác dụng tốt trong việc sản xuất gốm, sứ
và tạo hình. Tuy nhiên tính dẻo gây khó khăn cho việc làm đất. Nếu đất có tính dẻo
lớn, gặp trạng thái ướt sẽ tạo thành thỏi, kết cấu tảng, không tơi vỡ còn ở trạng thái
khô thì ngược lại rất cứng rắn, tăng lực cản đối với nông cụ, làm đất và khó vỡ vụn.
9.7. TÍNH TRƯƠNG VÀ TÍNH CO CỦA ĐẤT
Tính trương và tính co của đất là đặc tính của đất có thể thay đổi thể tích khi độ ẩm thay đổi. Cụ thể là: khi ẩm thì thể tích của đất gia tăng gọi là tính trương; khi khô thì thể tích đất giảm đi gọi làtính co.
- Tính trương co của đất phụ thuộc vào các yếu tố sau đây: