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:
* Thành phần cơ giới: Đất càng nặng thì tính trương và co càng tăng.
* Thành phần và hàm lượng keo sét: Đất có nhiều khoáng sét Monmorilonit thì
trương co lớn hơn đất chứa nhiều khoáng sét Kaolinit; Hàm lượng keo sét tăng thì tính
trương co tăng.
* Thành phần các cation hấp phụ trong đất: Nhiều cation hóa trị 1 (như Na+, K+) thì tính tương co mạnh hơn cation hóa trị 2 và 3.
- Về mặt ý nghĩa thực tiễn: Tính trương và tính co đều bất lợi. Trên những đất
thịt nặng và đất sét khi bão hòa nước sẽ trương phình lấp hết các khe hở tạo nên dòng chảy bề mặt gây xói mòn rửa trôi. Đất có tính trương co mạnh, khi làm ruộng
mạ nếu bị khô cạn mặt đất sẽ nứt nẻ làm đứt rễ cây và càng làm tăng quá trình bốc hơi nước làm đất mất ẩm.
9.8. SỨC CẢN CỦA ĐẤT
Sức cản của đất là khả năng chống lại các vật tác động vào đất (chủ yếu là nông cụ làm đất), gọi là lực cản riêng của đất.
Nguyên nhân gây ra là do tổng hợp của lực liên kết, lực dính, lực dẻo, lực ma sát của đất.
Đơn vị đo là: kg/cm2, thường được do bằng lực kế nước gắn sau máy kéo.
Việc nghiên cứu sức cản để giảm chi phí và nâng cao chất lương làm đất. Sức
cản (P) có thể tính bằng công thức:
P = k.ab
k là hệ số chỉ sức cản riêng của từng loại đất, cụ thể: đất cát 0,2-0,3 kg/cm2; đất
thịt 0,6 kg/cm2; đất sét 0,9 kg/cm2.
a: Chiều sâu cày (cm)
b: Chiều rộng hoạt động lưỡi cày (cm)
- Các yếu tố ảnh hưởng đến lực cản riêng của đất:
* Thành phần cơ giới đất: Đất có thành phần cơ giới càng nặng thì sức cản của đất càng tăng: đất sét đất thịt đất cát
* Độ ẩm đất: Đất khô có lực cản lớn hơn đất ướt (riêng đất cát khi ngập nước thì cày bừa nặng hơn). Tuy nhiên đ ất khô quá (< 15%) hoặc đất ướt (35-40% độ ẩm
toàn phần) thì sức cản riêng đều rất cao, cày bừa tốn công và chất lượng làm đất sẽ kém; độ ẩm đất 60-70% độ ẩm toàn phần sẽ có sức cản riêng thấp nhất, làm đất đỡ
tốn công.
* Kết cấu đất: Đất có kết cấu dạng viên thì làm giảm sức cản.
* Bón phân hữu cơ sẽ làm giảm lực cản một cách rõ rệt.
Việc nghiên cứu lực cản có ý nghĩa rất lớn trong sản xuất nông nghiệp, vì có thể
nhận định được thành phần cấp hạt đất, mức độ phát triển của bộ rễ cây trồng, mức độ làm đất dễ hay khó và đặc biệt là dùng công cụ làm đất cho thích hợp.
CHƯƠNG 10 NƯỚC TRONG ĐẤT