1.3.4.1. Độ chặt của đất
Độ chặt của đất là những đặc trưng của đất về gia tăng mức độ và loại gắn kết giữa các hạt đất. Thuật ngữ này được diễn tả như là sự chịu đựng của vật liệu đất khi cĩ một áp lực tác động vào làm biến dạng hay rời ra; hay là sự đối kháng lại khi cĩ áp lực về
19
mặt cơ học. Để đo độ chặt thì người ta đo ở 3 điều kiện: ướt, ẩm và khơ. Thường thì khơng cần thiết phải mơ tả độ chặt ở cả ba điều kiện. Độ chặt khi ẩm thường thì cĩ ý nghĩa hơn hết. Độ chặt khi khơ, tổng quát thì hữu dụng nhưng trong một số trường hợp thì khơng thực tế, thí dụ như việc mơ tả độ chặt khi khơ một loại đất mà khơng bao giờ khơ và tương tự như vậy cho việc mơ tả đất khi ướt cho loại đất luơn khơ. Trong cuốn sách hướng dẫn mơ tả phẫu diện của FAO độ chặt khi khơ, ẩm và mức độ xi măng hĩa được mơ tả bằng một đặc tính, cĩ thể được gọi là sức bền cứng và rất cứng. Độ chặt khi ướt được mơ tả bằng tính dẻo và dính.
Độ chặt của đất là muốn nĩi đến tính chống lại của đất đối với sự biến dạng hay tách rời ra. Tùy vào mức độ và loại lực hút cùng phân tử và lực hút dị phân tử tác động trong đất ở các mức ẩm độ khác nhau. Độ chặt của đất thay đổi tùy theo thiết diện riêng của đất, số lượng và sức mạnh của các điểm tiếp xúc cho mỗi diện tích mặt hữu hiệu. Do đĩ độ chặt thay đổi theo kích thước, dạng, bản chất và cách sắp xếp của các hạt đất, tùy theo bản chất của lớp nước mỏng xung quanh các hạt đất. Nước sinh ra lực hút đồng phân tử như cho thấy bởi sức căng bề mặt. Các phân tử nước cĩ tính lưỡng cực nên cũng bị hấp phụ và định hướng trên các hạt đất mang điện tích. Khi đất khơ, các hạt đất kế cận nhau bị kéo lại với nhau, như vậy đất sinh ra lực hút đồng phân tử mạnh hơn và sức bền cơ học cũng lớn hơn, sự định hướng của các hạt sét làm chặt hơn các cầu nối giữa đất và nước đưa đến kết quả là đất bị co rút lại. Khi cho nước vào thì tạo ra các ảnh hưởng ngược lại so với đất khơ, do lớp nước giữa các hạt đất gia tăng chiều dày. Việc gia tăng lượng nước gây ra cho đất cĩ tính dẽo và nếu tiếp tục gia tăng sẽ làm mất lực hút giữa các hạt đất và đạt đến dạng lỏng. Vì vậy, ở các lượng ẩm khác nhau đất cĩ độ chặt khác nhau.
Độ chặt đất thay đổi khơng chỉ theo sa cấu, ẩm độ mà ngay cả với loại khống sét, loại cation trao đổi và hàm lượng hữu cơ. Vì vậy nĩ là một đặc tính phức tạp của đất. Điều này được chứng tỏ trong bảng trên, ở bảng này độ chặt của đất sét Ferralsol được so với độ chặt của đất sét Vertisol. Thành phần sét của Ferralsol chủ yếu là kaolinite và oxide, hydroxide sắt nhơm ở đất vertisol sét smectite chiếm đa số. Độ chặt của đất trong thực tế rất quan trọng cho việc sử dụng đất, cả cho nơng nghiệp và cho xây dựng. Độ chặt khi khơ cĩ thể được dùng để ước đốn khả năng chịu đựng của đất để làm nền mĩng, độ chặt khi ẩm và ướt thì quan trọng khi quyết định việc làm đất, sự nén chặt đất do máy nơng nghiệp và sự lầy thục gây ra do trâu bị trên đồng cỏ. Sức bền của đất dùng
20
để ước đốn khả năng tăng trưởng của rễ trong đất ở các tầng khác nhau. Thí dụ: Nizami (1975) tìm thấy rằng độ bền của đất lớn hơn 30kg/cm2 được đo bằng dụng cụ đo sức xuyên thấm (penetrometer), ngăn cản sự tăng trưởng dài của rễ nhỏ. Hiện nay cĩ hai loại dụng cụ đo: (1) đo và đọc trị số áp lực trên đồng hồ đo, (2) là thiết bị đo mà kết quả được ghi lại trên tấm thẻ gọi là đồ biểu lực cản.
Ở Hà Lan, đất cát cĩ sức cản tính xuyên thấu trên 3 MPa nếu độ xốp nhỏ hơn 0,40 m3 tế khổng trên mỗi m3 đất và cũng tìm thấy rằng mật độ dày đặc của hệ thống rễ cĩ thể được tìm thấy trong đất cĩ tính kháng sức xun thấu nhỏ hơn 1.5 MPa, trị số này tương đương với độ xốp khoảng 0.5 m3/m3. Ở nhiều quốc gia Đơng Nam Châu Á, tính kháng sức xuyên thấu được đo ở đất lúa cĩ trục đất, thường thì trên 2.8 MPa bên dưới chiều sâu 10 cm, cho thấy rằng trị số này đủ cao để ngăn cản sự tăng dài của rễ (Hasegama et al, 1985). Cũng các tác giả này chứng tỏ trong một thí nghiệm với một dụng cụ để kiểm sốt các thay đổi ngồi đồng (lysimeter) trên ruộng lúa cĩ sét nặng ở Nhật, rễ đậu nành khơng thể xuyên qua tầng đế cày cĩ sét chặt do việc trục đất ở vụ trước. Tuy nhiên, rễ cĩ thể tăng trưởng trong các khe nứt ở tầng đế cày sau khi thốt nước. Điều này chứng minh một lần nữa rằng, rễ cĩ thể tăng trưởng ngay cả ở lớp đất chặt cĩ các tế khổng thường xuyên được thành lập và cĩ chiều rộng lớn hơn đường kính của rễ. Trong trường hợp này, cần được đề cập là các rễ hoạt động của hầu hết các cây cĩ thể dầy 1 mm. Để cĩ cấu trúc đất tốt cho sự tăng trưởng của cây trồng thì đất phải cĩ chứa các tế khổng lớn bên cạnh các tế khổng nhỏ. Lý do này là vì suốt thời gian đất khơ các tế khổng to chứa đầy khơng khí, trong khi đĩ các tế khổng nhỏ hơn vẫn cịn chứa đầy nước. Do đĩ, ở đất cĩ tế khổng đủ các kích thước, dẫn đến cung cấp đủ oxy cho rễ cây và đủ nước cần cho sự hịa tan các chất dinh dưỡng.
1.3.4.2. Độ thuần thục của đất
Độ thuần thục chỉ mức độ trưởng thành của một loại đất phù sa trẻ hay mới cải tạo. Giá trị n (Pons và Sonneveld, 1965) giúp cho việc ước tính khả năng giữ nước của đất ở các vùng ơn đới đối với các loại đất khác nhau. Tính chất này dựa trên cơ sở là số gram nước hấp thụ bởi một gram sét. Phương trình thực nghiệm như sau:
n = A - 0,2
L R +
H b
Trong đĩ: A: lượng ẩm tính trên trọng lượng khơ của đất. R: Phần trăm thịt + cát trong đất.