4. TÍNH CHẤT VẬT LÝ ĐẤT 1 THÀNH PHẦN CƠ GIỚ
4.4.3.2. Các dạng nước trongđất
Nước trong đất cần thiết cho đời sống của thực vật, sinh vật đất. Nó chứa các chất dinh dưỡng, là mơi trường để cho các q trình trong đất diễn ra. Nước trong đất được cung cấp chủ yếu bởi mưa. Tuy nhiên khả năng giữ nước lại trong đất phụ thuộc vào tính chất đất: độ dày, thành phần cơ giới, thành phần hóa học, kết cấu... Độ phì nhiêu của đất có phát huy được tác dụng hay khơng phụ thuộc rất nhiều vào hàm lượng và tính chất của nước trong nó. Trong đất khơng phải tồn bộ số lượng nước đều được thực vật sứ dụng, mà thường nó chỉ chiếm một phần nào đó. Lượng nước đó được gọi là nước hiệu dụng hay hữu hiệu.
Nước ở thể rắn
Nước lỏng trong đất khi gặp nhiệt độ thấp, nó đơng đặc lại tạo thành nước rắn. Khi đơng đặc thể tích của chúng tăng lên. Do nguyên nhân đó, nước rắn đóng góp vào sự tạo ra kết cấu, độ xốp của đất, phong hóa đá, khống.Tuy nhiên loại nước này chỉ phổ biến ở vùng ôn và hàn đới.
Nước ở thể hơi
Trong đất số lượng hơi nước thường không quá 0,001% so với khối lượng đất. Nhờ khả năng di chuyển và ngưng tụ mà hơi nước có vai trị quan trọng điều tiết nhiệt độ và độ ẩm đất. Nó cũng là nguồn cung cấp nước cho cây, nhất là ở vùng khơ hạn có biên độ nhiệt độ ngày đêm lớn. Cần có biện pháp làm giảm sự bốc hơi nước như: làm đất có kết cấu, xới đất
Nước liên kết hóa học và liên kết vật lý
Nước liên kết hóa học : Là loại nước kết hợp chặt với phần khống trong đất,
khơng tham gia trực tiếp các q trình lý học, khơng hồ tan các chất, lực giữ nước rất lớn (> 10.000 atm). Vì vậy, loại nước này cây khơng sử dụng được. Nước này chia làm 2 loại:
- Nước hóa hợp: Thường tham gia trong mạng tưới tinh thể khoáng vật, nhiệt độ cao 200 - 8000C mới tách ra được. Ví dụ trong kaolinit Al2O32SiO2.2H2O.
- Nước kết tinh: Thường ở trong tinh thể khoáng, sức liên kết yếu hơn so với nước hóa hợp, có thể bị loại khi nhiệt độ khơng cao. Ví dụ: Trong thạch cao
CaSO4.2H2O nước kết tinh mất khi sấy ở 100 - 2000C.
Nước liên kết vật lý: Loại nước này được giữ lại do sức căng mặt ngoài của
- Nước liên kết chặt (nước hấp phụ chặt): Là loại nước được các hạt đất hấp phụ từ khơng khí bao quanh nó, được giữ chăt bởi lực hấp phụ xuất hiện ở bề mặt hạt đất, lực này rất lớn, có thể đạt từ 50 - 10.000 atm. Các phân tử nước bám quanh hạt đất thành những lớp mỏng, và chỉ di chuyển khi biến thành thể hơi.
Khi để đất trong khơng khí bão hịa hơi nước (khơng khí có độ ẩm > 96%), lúc đó nước hấp phụ sẽ bao kín hạt đất. Lượng nước khi đó gọi là độ hút ẩm tối đa Hymax
(tính theo %). Đối với một loại đất nhất định thì Hymax là một hằng số. Nước hấp phụ bị mất khi sấy ở nhiệt độ 105 - 1100C.
- Nước liên kết hờ (nước hấp phụ hờ -nước màng): Khi đất được bão hoà nước ở trạng thái độ ẩm khơng khí cực đại, nhưng năng lượng bề mặt (lực hấp phụ của đất) chưa hoàn toàn hết hẳn. Nếu được tiếp xúc với nước thì nó vẫn hút được một lượng nước. Lượng nước được hấp phụ thêm trên độ hút ẩm khơng khí cực đại gọi là nước hấp phụ hờ hoặc còn gọi là nước màng. Nước này được chia thành 2 phần:
+ Phần nằm sát lớn hấp phụ chặt: Được cất giữ với 1 lực khá lớn (15 – 50 atm). Phần này cây không sử dụng được vì vậy chỉ hút được khi lực giữ nước của hạt đất < 15 atm).
+ Phần cịn lại: Là lớp ngồi cùng của lớp hấp phụ được đất giữ bởi một lực yếu hơn (6,25 - 15 atm). Phần nước này cây có thể sử dụng được. Tuy nhiên vì tính linh động của nước kém nên cây lấy rất khó khăn, cây dễ bị héo. Lượng nước khi cây bắt đầu héo gọi là độ ẩm cây héo - là độ ẩm mà trong đất cịn nước song cây khơng thể sử dụng được.
Nước tự do
Nước tự do không bị liên kết mà chịu sự chi phối của trọng lực và sức hút mao quản, có tốc độ di chuyển nhanh hơn nước màng bao gồm:
Nước mao quản
- Là dạng nước được giữ và chuyển động trong đất chủ yếu dưới ảnh hưởng của lực mao quản. Nước này được đất giữ lại ở trong các ống mao quản của đất. Nó di chuyển được theo mọi hưởng. Đây là dạng nước chủ yếu cung cấp cho cây trồng cạn.
- Lực mao quản xuất hiện trong các ống có đường kính từ 0 - 0,001mm. Trong phạm vi này, khi đường kính ống càng nhỏ thì lực mao quản càng tăng, đạt tối đa tại 0,001mm (nếu đường kính nhỏ hơn 0,001mm thì tạo ra lực hấp phụ).
- Hạt đất càng nhỏ, khe hở càng nhỏ thì sẽ có được nhiều nước mao hơn (đất sét nước mao quản > đất thịt > đất cát).
- Lực giữ nước mao quản của hạt đất nhỏ (0,08 - 6,25 atm). Vì vậy cây sử dụng dạng nước này dễ dàng và là dạng nước cung cấp chính cho đời sống của cây.
- Căn cứ vào sức giữ nước và mức độ leo cao, người ta chia nước mao quản ra thành: nước mao quản leo và mao quản treo.
quản nhưng không tiếp xúc với nước ngầm, mà nước đó được giữ lại do sức căng mặt ngồi gọi là nước mao quản treo.
Như vậy, đây là nước nằm trong các ống mao quản không liên hệ với mạch nước ngầm, là lượng nước đất giữ được sau một thời gian dài sau khi mưa, sau khi tưới. Lực giữ nước của hạt đất từ: 0,3-6,25 atm. Vì vậy cây hút dễ dàng. Đây là dạng nước chính cung cấp nước cho cây, là dạng nước cung cấp ẩm cho đất. Phải tránh bốc hơi nước mao quản bằng cách xới xáo đất nhằm cắt đứt mao quản hoặc che phủ đất bằng cỏ, rơm rạ nhất là trong mùa khô.
+ Nước mao quản leo: là nước nằm trong các ống mao quản liên hệ với mạch nước ngầm (dâng từ nước ngầm lên). Độ dâng cao của nước này phụ thuộc vào đường kính ống mao quản. Đường kính càng bé độ dâng càng cao. Lực giữ nước của đất: 0,08 - 0,3 atm do đó cây có thể sử dụng được. Lớp đất chứa nước mao quản leo gọi là viền mao quản. Mặc dù lực giữ nước của đất bé nhưng nó chỉ có ý nghĩa đối với cây khi vùng rễ cây đạt đến viền mao quản. Khi rễ cây khơng đạt đến viền mao quản thì khơng có ý nghĩa đối với đời sống của cây.
Nước mao quản leo có ý nghĩa đối với đời sống của cây khi mạch nước ngầm dâng đến vùng rễ của cây. Như vậy, nước mao quản là nguồn cung cấp nước chủ yếu cho cây trồng và là nguồn nước dự trữ chính có ích trong đất.
Nước trọng lực
Nằm trong các khe hở phi mao quản của đất (các khe hở có đường kính > 8mm). Nước di chuyển xuống các tầng sâu của đất theo lực trọng trường. Lực giữ nước rất bé (10-4 atm) vì vậy cây có thể hút dễ dàng. Nhưng nó khơng phải là dạng nước cung cấp chính cho cây trồng cạn vì nó chỉ tồn tại được một thời gian ngắn, sau đó di chuyển xuống các tầng sâu, nên cây không hút kịp và đất cũng không giữ được ở tầng rễ cây muốn phát triển. Tuy nhiên, nó có ý nghĩa rất lớn đối với cây lúa nước vì nước này nó tạo ra nước ngập ở trong ruộng, nếu sự di chuyển của nước trọng lực q nhanh thì nó sẽ khơng có ý nghĩa cho đời sống của cây lúa nước. Loại nước này tạo ra nước ngầm tạm thời ở trong đất.
Nước ngầm
Nước trọng lực thấm sâu, gặp tầng đất đá khơng thấm nước hình thành nước ngầm. Nước ngầm thường chứa nhiều muối khống. Là nước được giữ lại ở phía trên tầng đất hay tầng đá không thấm nước trong đất.
- Có 2 loại: Nước ngầm tạm thời và nước ngầm vĩnh cửu.
+ Nước ngầm tạm thời: Do nước trọng lực đưa xuống, nằm ở trên cùng. Lượng nước này nó chịu ảnh hưởng của chế độ mưa và các mùa trong năm: về mùa mưa, khi mưa xong thì lượng nước ngầm tạm thời nhiều, cịn mùa khơ thì lượng nước ngầm tạm thời ít đi. Loại nước này tạo ra viền mao quản trong đất. Viền mao quản này dâng cao đạt đến vùng rễ cây thì có ý nghĩa cho đời sống của cây.
tầng đá khơng thấm nước. Vì một lý do nào đó lớp đất hoặc đá phía trên bị nứt ra thì nó phun ra.