1.1.2 .Quỏ trỡnh phong hoỏ đỏ hỡnh thành đất
2.5.3. Cỏc đại lượng đỏnh giỏ tớnh giữ nước và độ ẩm đất
Độ trữ ẩm (sức chứa nước) thể hiện khả năng giữ (chứa) nước của đất.
Độ trữ ẩm là một hằng số nước, cũn độ ẩm là một biến số, trị số này phụ thuộc vào thời tiết, thời gian.
Độ trữ ẩm thể hiện khả năng của đất cú thể hỳt nước, thấm nước đồng thời giữ lại nước trong đất. Cỏc loại đất khỏc nhau về thành phần cơ giới, số lượng và chủng loại keo, hàm lượng mựn, kết cấu đất sẽ giữ được lượng nước trong đất khỏc nhau. Thường đất giàu mựn, đất cú hàm lượng sột cao, cú kết cấu tốt thỡ khả năng giữ nước tốt và ngược lại.
Để biểu thị lượng nước được giữ lại trong đất, người ta dựng khỏi niệm về độ ẩm tuyệt đối và độ ẩm tương đối.
Tớnh giữ nước là một đặc trưng quan trọng, nú đặc trưng cho từng loại đất, đất cú giữ nước tốt cõy mới được cung cấp nước đầy đủ và thường xuyờn. Đất giữ nước bằng nhiều lực như: lực hấp thụ, mao quản.
Cỏc đại lượng đỏnh giỏ ẩm độ đất thường sử dụng bao gồm:
2.5.3.1. Độ ẩm mao quản
Là lượng nước được giữ trong khe hở mao quản.
Độ ẩm mao quản phụ thuộc vào chiều dày, độ chặt của lớp đất và độ sõu mực nước ngầm. Nước ngầm càng nụng thỡ lượng nước mao quản càng lớn.
Là độ ẩm đạt được ở thời gian tưới hay mưa to. Ở độ ẩm này, nước chứa đầy trong cỏc khe hở của đất, kể cả khe hở mao quản và khe hở phi mao quản, lỳc này bắt đầu xuất hiện nước trọng lực (Cũn gọi là độ trữ ẩm cực đại). Đõy là trạng thỏi ẩm khụng cú lợi cho cõy và vi sinh vật đất do đất ở trong tỡnh trạng yếm khớ hoàn toàn. Tuy nhiờn ở cỏc loại đất cạn cú mực nước ngầm ở sõu thỡ độ ẩm đồng ruộng lớn nhất khụng tồn tại lõu do nước trong cỏc khe hở lớn sẽ di chuyển nhanh xuống dưới sõu do tỏc động của trọng lực.
2.5.3.3. Độ ẩm tuyệt đối
Là lượng nước được biểu thị bằng đơn vị phần trăm (%) so với trọng lượng đất khụ kiệt hay thể tớch nước so với thể tớch đất và được tớnh theo cụng thức:
At ( %) =
Trong đú:
At: độ ẩm tuyệt đối tớnh theo trọng lượng Wn: trọng lượng nước trong đất
Wd: trọng lượng đất khụ kiệt.
Độ ẩm tuyệt đối tớnh theo thể tớch theo cụng thức: Av % = At ( %) x d
Trong đú:
Av: độ ẩm tuyệt đối tớnh theo thể tớch At: độ ẩm tuyệt đối tớnh theo trọng lượng d: dung trọng đất
Độ ẩm tuyệt đối là cơ sở để tớnh toỏn số liệu phõn tớch, lượng nước trong đất, khối lượng nước cần tưới… và cả độ ẩm tương đối.
2.5.3.4. Độ ẩm tương đối
Là tỷ lệ tớnh theo đơn vị phần trăm giữa lượng nước trong đất so với độ ẩm toàn phần (Là độ ẩm khi đất no nước – nước chứa đầy trong toàn bộ cỏc khe hở của đất – bóo hoà nước).
Độ ẩm tương đối được tớnh theo cụng thức sau: A tuyệt đối
A tương đối = –––––– x 100 A toàn phần
Độ ẩm tương đối được cỏc nhà nụng học sử dụng rất rộng rói. Khi dựng độ ẩm tương đối khụng những cho ta biết đươc về tỡnh trạng chế độ nước mà cũn cho ta biết cả tỡnh trạng yếm khớ hay hảo khớ của đất. Thể tớch khụng khớ đất được tớnh thụng qua độ ẩm tương đối như sau:
V khụng khớ ( %) = (100 – A tương đối) x Độ xốp
Thường khi cựng độ ẩm tuyệt đối thỡ độ ẩm tương đối ở đất cỏt lớn hơn độ ẩm tương đối ở đất sột và độ ẩm tương đối ở đất khụng cú kết cấu lớn hơn ở đất cú kết cấu.
100
Wd Wn
Tớnh giữ nước hay sức giữ ẩm phụ thuộc vào thành phần cơ giới, tỷ lệ mựn. Đất sột giữ nước tốt hơn đất cỏt. Đất giàu mựn giữ nước tốt hơn đất nghốo mựn.
2.5.3.5. Độ ẩm cõy hộo
Ở một độ ẩm thấp nào đú cõy khụng hỳt khụng đủ nước theo nhu cầu sinh trưởng và bắt đầu bị hộo.
Trong nhiều trường hợp nước trong đất được giữ với những lực nhất định. Cõy muốn hỳt được nước cần tạo lực (F1) để thắng lực giữ nước của đất (F2).
F1 >F2: Cõy hỳt được nước.
F1 < F2: Cõy khụng hỳt được nước (Cú thể bị mất nước) Độ ẩm cõy hộo bao gồm 2 dạng sau:
- Độ ẩm cõy hộo tạm thời: là giai đoạn cõy bắt đầu hộo nhưng cõy cú thể phục hồi về ban đờm hoặc khi được tưới.
- Độ ẩm cõy hộo vĩnh cửu: là giới hạn về nước khi đú cõy hộo và khụng thể phục hồi khi được cung cấp nước.
Độ ẩm cõy hộo phụ thuộc vào lực giữ nước của đất. Lực giữ nước này phụ thuộc vào thành phần cơ giới đất. Bỡnh thường lực giữ nước cú thể đạt 16kG/cm2.
Đất cỏt lượng nước ở độ ẩm cõy hộo thường là 4 – 5 g/100g đất, ở đất thịt là 13 – 15 g và đất mựn là 50g/100g đất.
Với đất cú hàm lượng sột cao, chủ yếu keo monmorilonit sức giữ nước lớn độ ẩm cõy hộo rất cao cú thể tới 15 – 20 %. Trong khi đú với đất cỏt, độ ẩm cõy hộo chỉ khoảng 5 – 8 %. Cỏc loại cõy trồng cú sức hỳt nước tốt, thoỏt nước mặt lỏ ớt thỡ cú độ ẩm cõy hộo nhỏ và ngược lại.
2.5.3.6. Độ ẩm đồng ruộng (Khả năng chứa ẩm đồng ruộng)
Là độ ẩm được hỡnh thành sau khi độ ẩm đồng ruộng cao nhất đó mất lượng nước trong cỏc khe hở lớn qua nước trọng lực, thường khoảng 2 – 3 ngày sau mưa hoặc tưới đẫm. Như vậy ở độ ẩm đồng ruộng, cỏc khe hở lớn khụng cũn chứa nước mà chứa khụng khớ đất. Nước được chứa trong cỏc khe hở mao quản (khe hở nhỏ) tất nhiờn lỳc này vẫn cũn rất ớt do sự di chuyển của nước trong khe hở mao quản được điều khiển bởi sức hỳt mao quản. Đõy là độ ẩm phự hợp nhất cho cõy, ở độ ẩm này cõy hỳt nước một cỏch dễ dàng đồng thời đất cũng cú một lượng khụng khớ phự hợp cho cõy và vi sinh vật đất.
Độ ẩm đồng ruộng được coi là giới hạn trờn của lượng nước hữu hiệu.
2.5.3.7. Lượng nước hữu hiệu cõy trồng
Lượng nước hữu hiệu là lượng nước trong đất mà cõy trồng cú thể sử dụng được. Là hiệu số của lượng nước ở độ ẩm đồng ruộng và lượng nước ở độ ẩm cõy hộo. Được tớnh theo cụng thức sau:
A0hữu hiệu = A0đồng ruộng – A0 cõy hộo
Trong nhiều tài liệu độ ẩm cõy hộo thể hiện ở cụng thức trờn được tớnh theo ẩm độ cõy hộo vĩnh cửu (Don Scott, 2000).
Để đỏnh giỏ khả năng giữ ẩm của đất và xỏc định được tiềm năng dự trữ lượng nước hữu hiệu đối với cõy trồng cho mỗi loại đất, cụng thức trờn cú thể được diễn đạt như sau:
PAWC = FC – PWP
Trong đú:
PAWC (Plant available water capacity): tiềm năng nước cú thể sử dụng được bởi cõy trồng.
FC (Field capacity): khả năng chứa ẩm đồng ruộng. PWP (Permanent wilting point): độ ẩm cõy hộo vĩnh cửu.
Xỏc định cỏc thụng số trờn trong phũng thớ nghiệm thường sử dụng ỏp suất để đẩy nước ra khỏi đất đến khi đạt trị số về ẩm độ tương ứng. Cỏc mẫu đất bóo hũa nước được đặt trong cỏc bỡnh ỏp suất, tăng dần ỏp suất khụng khớ trong bỡnh để đẩy nước ra khỏi đất. Thụng thường khả năng chứa ẩm đồng ruộng của đất (Field capacity) cú thể xỏc định ở mức ỏp suất là 0,033 Mpa. Độ ẩm cõy hộo (Permanent wilting point) xỏc định được ở ỏp suất là 1,5 Mpa.
Tuy nhiờn cỏc giỏ trị ẩm độ xỏc định trờn đõy chỉ mang tớnh chất tương đối. Khả năng sử dụng nước của cõy cũn phụ thuộc vào từng loại cõy và tớnh chất đất. Cõy chịu hạn cõy cú bộ rễ ăn sõu cú khả năng sử dụng nước cao. PAWC ở đất cỏt thấp hơn so với đất thịt và đất sột (Don Scott, 2000).
Lượng nước hữu hiệu cú thể được thể hiện bằng đơn vị đo chiều cao cột nước/bề dày tầng đất (cm nước/cm đất), hoặc cú thể đo bằng khối lượng nước/ khối lượng đất (g/g).
Lượng nước hữu hiệu cú quan hệ chặt chẽ với thành phần cơ giới đất (Hỡnh 8.3).
Từ đồ thị 4.6 cho thấy, với đất cỏt, cả độ ẩm đồng ruộng và độ ẩm cõy hộo đều nhỏ, độ chờnh lệch giữa hai giỏ trị này khụng lớn nờn lượng nước hữu hiệu trong đất khụng đỏng kể. Với đất sột thỡ độ ẩm đồng ruộng lớn, tuy nhiờn do hàm lượng sột cao, sức giữ nước lớn nờn độ ẩm cõy hộo cao, kết quả là lượng nước hữu hiệu cũng khụng cao. Đất cú lượng nước hữu hiệu cao hơn cả là đất thịt.
Hỡnh 4.6: Đồ thị quan hệ giữa độ ẩm đồng ruộng, độ ẩm cõy hộo, lượng nước hữu
Ẩm độ (%)
Đất sột Đất cỏt Đất thịt
Nước cõy khụng sử dụng được
Ẩm độ đồng ruộng
Ẩm độ cõy hộo