4. TÍNH CHẤT VẬT LÝ ĐẤT 1 THÀNH PHẦN CƠ GIỚ
4.4.1.3. Trạng thái của khí trongđất * Trạng thái tự do
* Trạng thái tự do
Phần lớn khơng khí trong đất tồn tại ở trạng thái tự do, đồng thời ở trạng thái này nó có tầm quan trọng hơn cả.
Ở trạng thái ẩm, đất gồm 3 thể: rắn, lỏng và khí. Khi bị khơ kiệt đất chỉ cịn lại 2 thể: rắn và khí. Lúc đó độ trữ khí của đất là cực đại.
Khí tự do trong đất được tìm thấy phần lớn ở các lỗ hổng phi mao quản, một phần nhỏ ở các lỗ hổng mao quản. Một phần nhỏ hơn nữa nằm ở các khoảng kín (khoảng trống khơng có sự liên hệ với khí quyển). Nằm ở trong các khoảng kín khơng khí được vi sinh vật và các q trình khác sử dụng trực tiếp. Tại những khoảng này thành phần của khơng khí đất rất khác với thành phần của khơng khí trong khí quyển
Khơng khí trong đất nằm trong các khoảng trống phi mao quản có ý nghĩa lớn nhất đối với thực vật và đất. Nó cung cấp oxy cho q trình hơ hấp của rễ thực vật, vi sinh vật thực hiện chức năng trao đổi với khí quyển, giúp cho các q trình oxy hóa được thực hiện và tăng cường.
Do có sự tiếp xúc của khơng khí tự do trong đất và khí quyển, nên sự trao đổi khơng khí và khí quyển được tiến hành. Sự trao đổi này phụ thuộc rất nhiều yếu tố: sự khuếch tán, nhiệt độ áp suất khí quyển sự thâm nhập của nước vào đất, sự tưới, gió, mạch nước ngầm, dịng chảy bề mặt...
Sự khuếch tán liên quan đến áp suất riêng phần. Các chất khí sẽ được chuyển từ nơi có áp suất riêng phần lớn đến nơi có áp suất riêng phần bé. Trong đất áp suất riêng phần của CO2 lớn hơn trong khí quyển cịn của O2 lại bé hơn, do đó theo quy luật này CO2 từ đất sẽ khuếch tán vào khí quyển và ngược lại O2 sẽ từ khí quyển vào đất. Nhờ đó mà hàm lượng CO2 và O2 trong lớp đất mặt luôn được điều hoà.
Sự thay đổi nhiệt độ của lớp đất mặt có làm cho sự trao đổi khí trong đất biến động nhưng không lớn. Ban ngày mặt đất bị đốt nóng, khơng khí của lớp đất mặt sẽ thấm sâu xuống các lớp dưới, ban đêm sẽ ngược lại. Điều này chỉ xảy ra ở lớp đất mà ở đó diễn ra sự thay đổi nhiệt độ giữa ngày và đêm. Khi mưa lớn, hay tưới nước, nước sẽ đẩy khơng khí vào trong đất. Theo tính tốn của Romen, số lượng khơng khí đi vào đất theo kiểu này có thể đạt tới 6-8% thể tích trao đổi của khơng khí đất.
Gió có tác dụng đến sự trao đổi khơng khí tự do trong đất nhưng khơng lớn. Sự trao đổi này phụ thuộc vào tốc độ hưởng gió địa hình, cấu trúc đất. Trong những nhân tố ảnh hưởng tới sự trao đổi khơng khí ở trạng thái tự do với khơng khí của khí quyển, thì nhân tố khuếch tán có tầm quan trọng hơn cả.
* Trạng thái bị hấp thụ
Nhiều loại khí, nhưng phân tử của chúng cũng là những lưỡng cực. Thuộc loại này gồm có NH3, H2S, hơi nước, NO2, có những loại khí phân tử của chúng hầu như khơng phân cực: H2 , N2...Cả hai loại đều có thể bị đất hấp phụ. Đất khơ có khả năng hấp phụ khí hơn đất ẩm.
Sự hấp phụ của đất tỷ lệ thuận với áp suất và tỷ lệ nghịch với nhiệt độ và bản chất của chất hấp phụ. Mùn và Fe2O3 có khả năng hấp phụ lớn sau đó đến thạch anh, đá vơi và thạch cao.
Lượng khí hấp phụ bởi đất so với lượng khí tự do thì ít hơn nhiều và vai trị của chúng khơng lớn.
* Trạng thái hịa tan
Các khí khác nhau có độ hịa tan khác nhau trong dung dịch đất. Những khí có độ hịa tan lớn: NH3, H2S và CO2, sự hịa tan của chất khí tăng khi áp suất hơi tăng, nhiệt độ giảm và nồng độ muối khoáng trong dung dịch đất giảm. Khi nồng độ CO2 trong đất tăng độ hịa tan của nó vào dung dịch đất tăng, làm cho độ hòa tan của các muối cacbonat, photphat, thạch cao tăng lên.
Thế oxy hóa khử và những đặc tính oxy hóa khử của đất cũng phụ thuộc vào hàm lượng và thành phần các chất khí hịa tan trong dung dịch đất đặc biệt là các chất khí như: O2, H2, N2, H2S.
Càng xuống sâu, lượng oxy hòa tan trong dung dịch đất càng ít, thế oxy hóa khử càng giảm. Căn cứ vào điều này đất được chia làm hai tầng: tầng oxy hóa ở phía trên và tầng khứ ở phía dưới.