tiết TPCG đất?
Thành phần cơ giới đất
Khái niệm về cấp hạt cơ giới và thành phần cơ giới đất
Kết quả của quá trình hình thành đất đã tạo ra được các hạt đơn đất có kích thước và hình dạng khác nhau. Những hạt đơn đất đó được gọi là "phần tử cơ giới đất" hay còn gọi là hạt cơ giới đất. Như vậy các phần tử cơ giới đất có thể có nguồn gốc vô cơ, hữu cơ hay vô cơ- hữu cơ. Nhưng trong đất phần lớn các hạt đất có nguồn gốc vô cơ trừ các loại đất được gọi là đất hữu cơ (có từ 16 % cacbon hữu cơ trở lên).
Những phần tử cơ giới nằm trong một phạm vi kích thước nhất định thì có đặc tính và thành phần hoá học khác với những hạt trong phạm vi kích thước khác. Người ta gọi những hạt có phạm vi cùng kích thước đó là cấp hạt cơ giới. Ta có 3 cấp hạt cơ giới cơ bản, đó là: cấp hạt cát, cấp hạt bụi còn gọi là Limon và cấp hạt sét.
Hàm lượng các cấp hạt đựơc biểu thị bằng tỷ lệ phần trăm khối lượng. Tỷ lệ tương đối giữa các cấp hạt cơ giới gọi là thành phần cơ giới đất hay còn gọi là thành phần cấp hạt. Dựa trên tỷ lệ của các cấp hạt đó tên đất được gọi là đất cát,đất thịt hoặc đất sét...Nhiều khi người ta cũng gọi là đất nhẹ, đất trung bình hoặc đất nặng.
Cũng cần lưu ý rằng, các phần tử cơ giới của đất là những hạt độc lập riêng rẽ. Trong trường hợp các hạt cơ giới liên kết lại với nhau thì đó là một đối tượng nghiên cứu khác được gọi là kết cấu đất hay cấu trúc đất (structure). Vì vậy trong quá trình xác định các cấp hạt để nghiên cứu thành phần cơ giới đất cần tách triệt để các hạt đơn đất ra bằng việc kết hợp các phương pháp phù hợp như tán, lắc, khuấy, đun sôi, các hoá chất phân tán.
Phân chia cấp hạt cơ giới
Tiêu chuẩn phân chia cấp hạt cơ giới của các nước trên thế giới có khác nhau nhưng vẫn có một "mốc" chung. Tại mốc này sự thay đổi về kích thước các hạt đất sẽ dẫn tới sự thay đổi đột ngột về tính chất đặc biệt là tính chất vật lý của đất. Ví dụ, tính mao dẫn xuất hiện ở mốc 1,0- 2,0 mm hay mốc 0,1- 0,2 mm là mốc bắt đầu có tính dính, tính dẻo và đất khó thấm nước. Ta có thể so sánh sự khác nhau trong việc phân chia cấp hạt của các nước trên thế giới qua bảng
Cấp hạt cơ giới của Liên Xô (cũ), Bộ Nônghiệp Mỹ (USDA), FAO- UNESCO (mm)
Liên Xô (cũ) USDA FAO- UNESCO
Ðá cục >250 Ðá vụn > 3 Cuội 250-64
Sỏi 2-1 Sạn 4-2 Cát thô 1- 0,5 Cát thô 1- 0,5 Cát rất thô 1-2 Cát trung bình 0, 5- 0,25 Cát trung bình 0, 5- 0,25 Cát thô 1-0,5 Cát mịn 0,25- 0.05 Cát mịn 0,25- 0.02 Cát trung bình 0,5- 0,25 Cát rất mịn 0,2- 0,05 Cát mịn 0,25- 0,1 Cát rất mịn 0,1- 0,05 Bụi thô 0,05- 0,01 Bụi 0,05-,005 Bụi 0,05- 0,002 Bụi trung bình 0,01- 0,005 Sét thô 0,005- 0,0005 Sét < 0,005 sét < 0,002 Sét mịn 0,0005- 0,0001 Keo < 0,0001 ** Cát vật lý > 0,01 Sét vật lý < 0,01
** Cát vật lý là những hạt lớn hơn 0,01 mm. Khi những hạt có kích thước như thế sẽ thể hiện rõ nét những tính chất vật lý của các hạt cát như lắng rẽ, tính dễ thoát nước, tính mao dẫn rất bé, không có tính trương (giãn nở) và tính co, tính dính, tính dẻo... Sét vật lý là những hạt có kích thước < 0,01 mm. Những hạt này thể hiện rõ tính vật lý của hạt sét như tính dẻo, tính trương, tính co, tính thấm nước kém, tính mao dẫn lớn, lúc ướt thì dẻo quánh, lúc khô thì rắn chắc... Cũng nên lưu ý rằng sự phân chia như trên được thực hiện trong quá trình phân tích cấp hạt, còn trong thực tiễn áp dụng vào phân loại đất theo thành phần cơ giới thì người ta chỉ xét theo 3 cấp hạt chủ yếu là cát, bụi và sét. Các cấp hạt chi tiết chỉ được ứng dụng khi nghiên cứu đất ở các cấp phân vị thấp nhất như cấp chủng của Liên Xô (cũ), cấp series của Mỹ, cấp phases của FAO- UNESCO.
Cho đến nay ở Việt Nam vẫn áp dụng bảng phân chia cấp hạt của Liên Xô (cũ) và một số trường hợp dùng bảng của Liên Hiệp Quốc (LHQ) hay của Bộ Nông nghiệp Mỹ. Tuy nhiên bảng của FAO- UNESCO (1970) được áp dụng phổ biến vì hai lý do: thứ nhất, trong thực tế phân tích cấp hạt người ta được phép đơn giản hoá số cấp hạt còn lại 3 cấp cơ bản; thứ hai, phương pháp phân loại đất theo FAO- UNESCO đang ngày càng được áp dụng rộng rãi. So với bảng của LHQ năm 1927, bảng của FAO- UNESCO có một ít thay đổi, từ 7 cấp tăng lên 11 cấp chủ yếu ở các cấp lớn hơn 2 mm.
Thành phần và đặc tính của các cấp hạt cơ giới
Các tài liệu nghiên cứu cho thấy thành phần hoá học của các cấp hạt khác nhau rất khác nhau, đặc biệt là tỷ lệ 3 nguyên tố silic, nhôm và sắt. Ðiều này rất phù hợp với thành phần khoáng vật trong đất. Ta có thể thấy rõ qua số liệu của N.A. Kachinxki (1970) ở bảng 8.2
Thành phần hoá học của các cấp hạt cơ giới trong đất rừng xám sáng
Cấp hạt
(mm) Tỷ lệ các chất (%)SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O P2O5 0,05- 0,01 87,57 5,72 3,43 0,46 0,53 1,43 Vệt 0,01- 0,005 82,01 7,83 4,85 0,11 0,18 1,45 Vệt 0,005- 0.0001 68,89 17,49 6,35 0,93 2,28 1,46 0,26 < 0,0001 53,76 26,36 11,38 0,96 4,13 2,15 0,26 Nhìn chung cấp hạt càng mịn, tỷ lệ các nguyên tố (trừ silic) trong đó có cả nguyên tố dinh dưỡng càng cao. Tuy nhiên các nguyên tố dinh dưỡng N và P thì không phải lúc nào cũng tuân theo quy luật này vì bản thân các hạt sét không chứa các nguyên tố đó. Do vậy ở những loại đất sét ta không bón phân năng suất cây trồng rất thấp.
Ta càng thấy sự khác nhau rõ nét của các cấp hạt đất qua một số tính chất vật lý của chúng được V.V. Okhotin và V. G. Trasuc trình bày trong bảng 8.3.
• Ðộ ẩm phân tử cực đại tăng dần lên
• Khả năng thấm nước giảm dần
• Cột nước trong mao dẫn tăng cao dần
• Từ 0,25 mm thì bắt đầu có tính trương (giãn nở) và tăng nhanh
• Tính co biểu hiện rất chậm và chỉ xuất hiện ở những cấp hạt bé nhất
• Từ 0,25 mm xuất hiện tính dẻo và tăng dần
Sức chống nén và sức dính chỉ xuất hiện ở các cấp hạt mịn hơn 0,01 mm và tăng nhanh. Bảng 8.3 lần nữa chứng minh về mốc xuất hiện các tính chất vật lý một cách đột ngột là mốc 1,0 mm và mốc 0,01 mm và cũng ở những mốc như vậy các tính chất hoá lý của đất có sự thay đổi nhất định.
Tính chất vật lý của các cấp hạt cơ giới
Cấp hạt (mm) Ðộ ẩm phân Ðộ thấm nước Cột nước mao Giãn nở theo Co theo thể Ðộ ẩm (%) theo Sức chống nén tạm Sức dính cực đại (G/cm2) Giới hạn chảy Giới hạn nặn được 3,0- 2,0 0,2 0,5 0 - - - - 2,0-1,5 0,7 0,2 1,5- 3,0 - - - - 1,5-1,0 0,8 0,12 4,5 - - - - 1,0- 0,5 0,9 0,072 8,7 - - - - 0,5-0,25 1,0 0,056 20-27 0 - không không - - 0,25- 0,1 1,1 0,039 50 5 - dẻo dẻo - - 0,1- 0,05 2,2 0,005 91 6 - - - 0,05- 0,01 3,1 0,004 200 16 - 0 4,2 0,01- 0,005 15,9 - - 105 - 40 28 1,75 60 0,005- 0,001 31,0 - - 160 4,0 48 30 31,25 456 < 0,001 - - - 405 8,2 87 34 125,0 -