5.1.4.1. Phân loại keo đất theo tính mang điện
Do khả năng tích điện của các keo đất khác nhau nên chúng mang điện khác nhau, đó là những keo âm, keo dương hoặc keo lưỡng tính.
+ Keo âm (asidoit) mang ký hiệu chung là X - H.
Các keomang điện âm do tầng ion quyết định thế hiệu của keo là các anion, như:
keo axit silisic, axit mùn và các loại keo sét, Fe(OH)3, Al(OH)3.
+ Keo dương (basidoit) ký hiệu chung là X - OH: là các keo đất có tầng quyết định thế hiệu là các cation. Trong đất lượng keo dương rất ít, chủ yếu là Fe(OH)3, Al(OH)3 và khoáng sét Kaolinit bị ion hóa:Al2O3.SiO2.H2O [Al2O3.HSiO2]+ + OH-
+ Keo lưỡng tính (amphôliôit) ký hiệu chung X - O - H.
Là keo mang điện âm hay dương phụ thuộc vào pH dung dịch đất bao quanh. Các keo lưỡng tính thường gặp trong đất làFe(OH)3, Al(OH)3, CaCO3 và keo protit. Trị số pH mà tại đó keo đất đổi dấu điện thì gọi là điểm đẳng điện (Điểm đẳng điện
của Fe(OH)3 là pH =7,1 và của Al(OH)3 là pH =8,1)
Keo Fe(OH)3: Nếu pH < 7,1 là keo dương; Nếu pH > 7,1 là keo âm.
Keo Al(OH)3:Nếu pH < 8,1 là keo dương; Nếu pH > 8,1 là keo âm.
Keo protit: Điểm đẳng điện thường nhỏ hơn 7.
5.1.4.2. Phân loại keo đất theo thành phần hóa học
Có 3 loại là: Keo vô cơ, keo hữu cơ, keo hữu cơ -vô cơ.
+ Keo vô cơ (keo khoáng): Nhân keo là hợp chất vô cơ.
Trong đất keo vô cơ chủ yếu thuộc nhóm khoáng vật thứ sinh Alumin silicat
(khoáng sét) và oxyt, hydroxyt (axit silicsic, oxyt, hydoxyt sắt và nhôm). + Keo hữu cơ: Nhân keo là chất hữu cơ.
Keo hữu cơ được tạo thành do sự biến hóa của xác động, thực vật. Chủ yếu là keo mùn, lignin, protit, xenlulôz, các hợp chất khác. Keo hữu cơ chiếm tỷ lệ ít hơn
nhiều so với keo vô cơ (<10%).
+ Keo hữu cơ-vô cơ:
Trong đất tự nhiên các keo hữu cơ ít tồn tại ở trạng thái tự do. Chúng thường liên kết với các keo vô cơ (khoáng sét) để tạo ra những phức hợp keo gọi là keo hữu cơ-
vô cơ.
Những keo hữu cơ-vô cơ đóng vai trò quan trọng trong việc tạo kết cấu bền cho đất, đồng thời chúng làm tăng khả năng giữ mùn cho đất cũng như tăng khả năng hấp phụ
của đất.
5.1.4.3. Phân loại keo đất theo khoáng sét
Trong quá trình phong hóa hình thành đất, các khoáng thứ sinh Aluminsilicat phức tạp được hình thành từ các khoáng vật nguyên sinh silicat như Fenspat, mica,
Amphibolit,...
Các khoáng vật thứ sinh đó là gọi là khoáng sét của đất, chúng là những tinh thể
nhỏ bé, thuộc kích thước keo đất, nên được gọi là keo sét của đất.
Tính chất và đặc điểm chung của khoáng sét:
Khoáng sét thường là những tinh thể có cấu tạo từ các phiến (lớp), các phiến
(lớp) được gọi là các tinh tầng. Các loại khoáng sét khác nhau thì có số phiến khác nhau, nhưng chúng đều được cấu tạo từ 2 loại phiến cơ bản là: phiến tứ diện oxyt
silic (SiO44-) và phiến bát diện gipxit (Al2O3.nH2O). Mỗi khoáng sét được tạo bởi
một số loại phiến khác nhau, các phiến đó liên kết với nhau tạo nên lưới (bó-packet)
tinh thể, oxy là các cầu nối liên kết giữa các phiến tứ diện và phiến bát diện.
Người ta chia kkoáng sét trong đất ra làm 3 nhóm sau đây:
Nhóm keo Kaolinit:
Gồm các loại keo chính: Kaolinit: Al2Si2O5(OH)4; Metahaluzit: Al2Si2O5(OH)4.4H2O; Haluzit: Al2Si2O5(OH)4.2H2O
Công thức chung là Al4Si4O10(OH)8 hoặc có thể viết: Al2O3.2SiO2.2H2O Tỷ số SiO2
Al2O3 = 2
Cấu tạo với loại hình 1:1 (cấu tạo từ 1 phiến oxit silic và 1 phiến gipxit, nên được
gọi là khoáng 2 lớp).
Nhóm keo Kaolinit được hình thành trong điều kiện môi trường đất chua, vì thế sét hóa trong điều kiện môi trường chua thì sẽ hình thành nhiều loại keo sét Kaolinit (điển hình nhiều trong đất nhiệt đới)
Nhóm keo Kaolinit có những đặc tính sau:
- Bề dày của lưới (bó-packet) tinh thể của keo khoảng 7,1A0; khe hở giữa các
tinh tầng là 0,2A0.
- Không có hiện tượng thay thế “đồng hình khác chất” xảy ra trong tinh thể.
- Khe hở giữa các tinh tầng bé, nên sự liên kết giữa các tinh tầng trong Kaolinit
rất chặt, vì thế tính trương co (giãn nở) của keo kém, khó hút thêm cation hoặc nước. Do đó dung tích hấp phụ của nhóm keo này rất thấp: 5 - 15lđl/100g keo.
- Có nhóm OH lộ trần của phiến gipxit nên có khả năng hấp phụ lân mạnh khi pH
< 6, vì vậy đất giàu Kaolinit có khả năng giữ chặt lân nhiều.
Tóm lại: Đất giàu Kaolinit thì đất chua, dung tích hấp phụ thấp, khả năng giữ nước, giữ phân kém. Tuy nhiên, do sức hút ẩm kém nên độ ẩm cây héo thấp, cây
chịu được điều kiện hạn nhất định, tính trương co của đất thấp, đất ít bị nứt nẻ, cùng với keo vô cơ của oxyt sắt, keo sét Kaolinit tạo nên kết cấu viên bền cho đất.
Nhóm keo sét Monmorilonit
Công thức chung là: Al4Si8O20(OH)4.nH2O, hoặc có thể viết: Al2O3. 4SiO2.nH2O Tỷ số SiO2
Cấu tạo với loại hình 2:1 (cấu tạo từ 2 phiến oxit silic kẹp ở giữa 1 phiến gipxit, nên được gọi là khoáng 3 lớp).
Nhóm keo sét Monmorilonit bao gồm các loại keo chính là: Monmorilonit: Al2Si4O10(OH)2.nH2O; Baydenlit: Al3Si3O3(OH)3.nH2O; Nontronit: Fe2Si4O10(OH)2.nH2O
Chúng được hình thành trong điều kiện môi trường đất trung tính- kiềm. Vì vậy
nếu sét hóa trong môi trường trung tính đến kiềm thì sẽ hình thành nhiều loại keo
sét nhóm Monmorilonit.
Keo Monmorilonit có những đặc tính sau:
- Bề dày của lưới (bó-packet) tinh thể của keo thay đổi từ 9,4 - 21,4A0 (trung bình là 14A0); khe hở giữa các tinh tầng khá lớn (4A0).
- Có hiện tượng “thay thế đồng hình khác chất” xảy ra rất phổ biến trong mạng lưới tinh thể ở cả 2 loại phiến, Al3+ thế Si4+ trong khối tứ diện của phiến oxyt silic;
Fe3+ hoặc Mg2+ thay thế Al3+ trong khối bát diện của phiến gipxit, nhờ đó mà sẽ dư
ra các hóa trị tự do, kết quả làm cho keo tích điện âm; là nguyên nhân làm cho keo có khả năng trao đổi và hấp phụ trao đổi cation mạnh.
- Khe hở giữa các tinh tầng lớn, nên sự liên kết giữa các tinh tầng không chặt, vì thế tính trương co (giãn nở) của keo lớn.
- Dung tích hấp phụ khá lớn: 80-150lđl/100g keo.
Như vậy, đất giàu sét Monmorilonit thì có đặc tính tốt như phản ứng trung tính,
khả năng giữ nước, giữ phân tốt, đất màu mỡ. Tuy vậy do tính trương và co của keo
lớn nên đất thường bị nứt nẻ và do giữ chặt nước nên tạo cho đất có độ ẩm cây héo
cao.
Nhóm keo sét Illit (Hydromica)
Công thức chung là: (Mg2+.Fe2+)(SiAl)4O10(OH)2.4H2O, hoặc có thể viết: (Mg2+.Fe2+)Al2O3. (3-3.5)SiO2.nH2O Tỷ số SiO2
Al2O3 = 3 - 3,5
Cấu tạo giống với loại hình 2:1.
Gồm các keo: Illit (Hydromica trắng), Vecmiculit.
Đặc điểm:
- Cấu trúc tinh thể giống keo Monmorilonit.
- Bề dày của lưới (bó-packet) tinh thể của keo Illit khoảng 10A0, khoảng cách
giữa các tinh tầng nhỏ hơn (2,5 - 3A0) nên lực liên kết khá chặt, nước khó thấm vào trong, tính trương co kém hơn Monmorilonit.
- Có hiện tượng “thay thế đồng hình khác chất” xảy ra trong mạng lưới tinh thể,
Al3+ thay thế cho Si4+ trong phiến oxyt silic, kết quả làm cho nó mang điện âm, vì vậy dung tích hấp phụ khá cao 30 - 40lđl/100g keo.
Đặc biệt keo này giàu kali, nhưng đa phần K+ nằm sâu trong mạng lưới tinh thể
keo, nên sự trao đổi kali của keo với dung dịch bên ngoài kém, kali trao đổi chỉ xuất
hiện khi lưới tinh thể keo bị phá vỡ và khi đó là nguồn cung cấp kali cho đất.
Nhóm keo này phân bố nhiều ở các vùng đất khô hạn hoặc bán khô hạn.