Tỷ trọng của đất
Ðịnh nghĩa: Tỷ trọng của đất là tỷ số khối lượng của một đơn vị thể tích đất ở trạng
thái rắn, khô kiệt với các hạt đất xếp sít vào nhau so với khối lượng nước cùng thể tích ở điều kiện nhiệt độ 4oC.
Ðể tính tỷ trọng người ta áp dụng công thức:
d= P / P1
Trong đó: d- Tỷ trọng của đất.
hổng không khí) trong một thể tích xác định (thường được đo bằng g/cm3). P1- Khối lượng nước được chứa trong cùng thể tích ở điều kiện T0: 4oC
(g/cm3).
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 11.1)
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 được quyết định chủ yếu bởi các loại khoáng nguyên sinh, thứ sinh và hàm lượng chất hữu cơ có trong đất. Nhìn chung do tỷ lệ chất hữu cơ trong đất thường không lớn nên tỷ trọng đất sẽ phụ thuộc chủ yếu vào thành phần khoáng vật của đất.
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
Dựa vào tỷ trọng đất, Katrinski đã đưa ra mức đánh giá chung khi xác định tỷ trọng của đất trồng như sau:
Tỷ trọng Loại đất
<2,50 Ðất có lượng mùn cao
2,50 - 2,66 Ðất có lượng mùn trung bình
>2,70 Ðất giàu sắt Fe2O3
Ý nghĩa thực tiễn: Tỷ trọng đất được 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 người ta cũng có thể đưa ra được những nhận xét sơ bộ về hàm lượng chất hữu cơ, hàm lượng sét hay tỷ lệ sắt, nhôm của một loại đất cụ thể nào đó.
Dung trọng của đất
Ðịnh nghĩa: Dung trọng của đất là khối lượng (g) của một đơn vị thể tích đất (cm3) ở trạng thái tự nhiên (có khe hở) sau khi được sấy khô kiệt.
Dung trọng của đất được người ta xác định bằng cách đóng ống kim loại hình trụ có thể tích bên trong 100 cm3 thẳng góc với bề mặt đất ở trạng thái hoàn toàn tự nhiên, sau đó đem sấy khô kiệt rồi tính theo công thức sau:
D = P / V Trong đó:
P - Khối lượng đất tự nhiên trong ống trụ đóng sau khi đã được sấy khô kiệt (được tính theo g).
V - Thể tích của ống đóng (được tính theo cm3).
Như vậy dung trọng của đất thường nhỏ hơn so với tỷ trọng vì thể tích đất khô kiệt được xác định ở đây bao gồm cả các hạt đất rắn và các khe hở tự nhiên trong đất.
Quan hệ giữa dung trọng đất với thành phần cơ giới và thành phần vật liệu cấu tạo ở một số loại đất
TPCG đất Dung trọng Thành phần vật liệu cấu tạo đất Dung trọng
Cát Thịt pha cát Cát mịn Ðất thịt Ðất thịt mịn Ðất thịt pha sét Sét Sét vón cục 1,55 1,40 1,30 1,20 1,15 1,10 1,05* 1,00
Tro núi lửa Vật liệu hữu cơ Tảo cát Can xít mềm, xốp Than bùn 0,85 0,50- 0,60 0,60- 0,90 1,60 0,50
* Khi sấy khô bị mất nhiều nước dẫn đến sét có tỷ trọng bé.
Như vậy dung trọng của đất phụ thuộc vào cấp hạt cơ giới, độ chặt và kết cấu của đất. Các loại đất tơi xốp, giàu chất hữu cơ và mùn thường có dung trọng nhỏ và ngược lại những loại đất chặt bí kém tơi xốp và nghèo chất hữu cơ thường có dung trọng lớn (bảng 11.2). Trong phẫu diện đất của phần lớn các loại đất, dung trọng có chiều hướng tăng dần khi xuống tầng đất dưới sâu, vì càng xuống sâu hàm lượng mùn của đất càng giảm, mặt khác do quá trình tích tụ sét và các vật liệu mịn bị rửa trôi từ trên xuống lấp đầy các khe hở và bị nén đã làm cho đất bị chặt gí hơn các tầng trên.
Katrinski đã đưa ra đánh giá dung trọng của một số loại đất có thành phần cơ giới từ thịt và sét như sau:
Dung trọng (g/cm3) Ðánh giá
<1 Ðất giàu chất hữu cơ
1,0 - 1,1 Ðất trồng trọt điển hình
1,2 Ðất bị nén ít
1,3 - 1,4 Ðất bị nén chặt
1,4 - 1,6 Những tầng đất bị nén chặt dưới tầng canh tác 1,6 - 1,8 Tầng tích tụ bị nén mạnh
Ý nghĩa: Dung trọng của đất được sử dụng trong việc tính độ xốp của đất, tính khối lượng đất canh tác trên 1 ha để xác định trữ lượng các chất dinh dưỡng, lượng vôi cần bón cho đất hay trữ lượng nước có trong đất...
Dựa vào đặc tính nén của đất dung trọng còn được dùng để kiểm tra chất lượng các công trình thủy lợi, đê, bờ mương máng... để đảm bảo độ vững của các công trình trên đòi hỏi dung trọng cần đạt được tối thiểu phải lớn hơn 1,5 g/cm3.
Ðộ xốp của đất
Ðịnh nghĩa: Ðộ xốp của đất là tỷ lệ % các khe hở chiếm trong đất so với thể tích
chung của đất (ký hiệu P).
Công thức tính độ xốp của đất: Do các khe hở trong đất có các hình dạng phức tạp
và kích thước rất khác nhau nên việc tính toán trực tiếp thể tích của các khe hở trong đất là rất khó, do đó để xác định được độ xốp của đất người ta phải tính một cách gián tiếp từ tỷ trọng và dung trọng của đất theo công thức sau:
Trong đó:
P - Ðộ xốp của đất (%); D - Dung trọng đất; d - Tỷ trọng đất.
Ðộ xốp của đất có thể biến động từ 30-70% tùy thuộc vào đất rời rạc không có kết cấu như đất cát, đất bạc màu cho đến những loại đất có kết cấu viên như đất đỏ vàng đồi núi. Như vậy độ xốp phụ thuộc vào kết cấu, tỷ trọng và dung trọng của đất.
Ðộ xốp của đất thường được phân cấp như sau:
P (%) Mức độ
60 - 70 Ðất rất xốp
50 - 60 Ðất khá xốp
40 - 50 Ðất xốp trung bình
30 - 40 Ðất ít xốp
<20 Ðất chặt bí (do hiện tượng glây)