Chương 4
CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CƠ BẢN CỦA ĐẤT
bài 1
MÀU SẮC VÀ SA CẤU ĐẤT
Màu sắc của đất
Là 1 trong những tính chất dùng để phân lọai đất và xác định tính thích hợp trong sử dụng đất
Ít ảnh hưởng trực tiếp đến trạng thái đất, nhưng có liên quan đến các tính chất khác, như khả năng tiêu nước
1. Màu sắc
Lớp phủ trên bề mặt các hạt: O.M. có màu sậm, oxides Fe và Al (đỏ & vàng)
thể hiện chế độ thủy văn
ẩm độ
Khoáng học (calcite, hematite, manganese)
Hệ thống màu Munsell
Màu sắc
“định lượng màu sắc” sử dụng hệ thống Munsell
1. Hue: sắc màu
2. Value: độ sáng
3. Chroma: độ chói
Colorimeters, spectrophotometers
Value
5YR
5Y
10YR
5G
5R
8/
Color Hue “định lượng màu” dùng hệ thống Munsell
• Hue –sắc màu (ví dụ., 5R) : đỏ (red); không nói lên đất
có màu sậm hay sáng
7/
6/
• Value –độ sáng (ví dụ., 10R 5/ ) độ sáng sậm: (0 là sậm nhất) có thể thể hiện chế độ ẩm (sậm = ẩm ướt) và hàm lượng chất hữu cơ.
5/
• Chroma –độ chói (ví dụ., 10R 5/8) cường độ màu (0 = xám). Chỉ thị chế độ thủy văn (tiêu nước tốt = cao= chroma cao)
4/
3/
/1 /2 /3 /4 /6 /8
Chroma
2/
Value
2nd
10Y
10YR
1st
10R
10G
10HP
Color Hue
8/
10R
7/
6/
10R 4/4
5/
4/ 4/
/4 3/
/6 /1 /2 /3 /8 /4
3rd Chroma
2/
Một trang của bảng so màu Munsell 10YRHue
e u l a V
Chroma
Color
Tên màu Munsell
Câu hỏi
• Tầng phát sinh nào sau đây có hàm lượng chất
hữu cơ cao? 5R 5/6 hay 10YR 1/7?
Sa cấu
• Sa cấu là một tính chất vật
lý rất quan trọng của đất.
Sa cấu ảnh hưởng đến:
1) khả năng di chuyển của nước trong
•
đất,
•
2) khả năng giữa nước của đất,
•
3) độ phì tiềm tàng của đất,
•
4) thích hợp cho xây dựng?
Định nghĩa
• Phần trăm (%) các hạt cát, thịt và sét trong mẫu đất • Tiêu chuẩn để nhận biết trạng thái và quản lý đất • Sa cấu không thay đổi trên đồng ruộng, nhưng thay đổi trong chậu khi được trộn lẫn các hạt với nhau.
Kích thước đường kính hạt
– 2 m: tảng đá – Mảnh vụn, sỏi, sạn, kết von > 2
mm
– cát < 2 mm - 0.05 mm – Thịt < 0.05 mm - 0.002 mm – sét < 0.002 mm
• Đường kính hạt được chia thành:
Mảnh vụn thô
• > 2 mm • Hòn sỏi, cuội, đá
tảng
• Không được xem là thành phần của sa cấu đất (sa cấu đất chỉ xét cát hạt cát, thịt và sét- thành phần mịn của vỏ quả đất)
Cát
• < 2 mm - > 0.05 mm • Có thể nhìn thấy bằng
mắt thường
• Dạng tròn, góc cạnh • Hạt cát có màu trắng
sáng: thạch anh (quartz), màu sậm: nhiều khóang • Cát trong đất có thể có màu nâu, vàng, đỏ do lớp phủ của 0xide Fe và Al.
Nhận diện
• Cảm giác thô, nhám • Rời rạc, không dính, không dẽo, không nặn hình được.
Tính chất
• Diện tích bề mặt riêng thấp • Hàm lượng dinh dưỡng
khóang trong cát thấp hơn các hạt mịn hơn (thịt, sét) • Lỗ rỗng giữa các hạt cát lớn,
nên thóat nước tốt
• Giữ nước kém, đất dễ bị hạn
Thịt
• < 0.05 mm to > 0.002 mm • Không nhìn thấy bằng mắt
thường
• Thạch anh chiếm ưu thế
trong hạt thịt, do các khoáng khác đã bị phong hóa.
Thịt
• Không cảm giác thô nhám • Mịn như bột mì • Khi ướt không dính, không
dẽo
• Kích thước hạt càng nhỏ, càng phong hóa nhanh (không phải khóang thạch anh)
• Hạt càng nhỏ, giữ nước cho cây trồng càng nhiểu, thóat nước kém hơn hạt cát.
• Dễ rửa trôi – bào mòn mạnh. • Giữ nhiều dinh dưỡng cho cây
hơn cát.
www.pedrocreek.org/ fishcommittee.html
sét
• < 0.002 mm • Hạt rất nhỏ-hạt keo
– Tốc độ lắng rất chậm khi hòa
vào nước
• Diện tích bề mặt rất lớn
– 1 muỗng canh= sân bóng đá
• Dính, dẽo, nặn tượng, vo
tròn….
• Trương nở, co ngót.
• Các lỗ rổng rất nhỏ
– Nước và không khí di chuyển rất
• Khả năng giữ nước
chậm
– Khả năng giữ nước rất mạnh-
dựng.
• Hấp phụ hóa học lớn
không phải tất cả đểu hữu dụng đối với cây trồng. • Lực giữ cao-đất nặng • co-trương ảnh hưỡng đến xây
Theo anh/chị, tỉ lệ cát, thịt, sét của đất như thế nào là tốt cho sinh trưởng của cây trồng?
Sand: ______%
Silt: _______%
Clay: ______%
Phân lọai sa cấu đất nông nghiệp
– Cát mịn – Cát rất mịn
• Đất cát (sa cấu thô)
• Đất thịt (sa cấu trung bình)
• Đất sét (sa cấu mịn)
Tam giác sa cấu
Đất cát
• Sa cấu thô
– cát – Cát pha thịt
Đất thịt
• Sa cấu thô-trung
bình – Thịt pha cát – Cát mịn – Thịt
Đất thịt-thô
• Sa cấu trung
bình – Thịt pha cát
rất mịn
– Thịt – Thịt –sét-cát – Thịt trung
bình
Đất thịt mịn
• Sa cấu mịn trung bình – Thịt-sét pha cát – Thịt pha sét – Thịt pha sét
Đất sét
• Sa cấu mịn
– Sét pha thịt – sét – Sét pha cát
Sự thay đổi sa cấu
• Sa cấu đất chỉ có thể thay đổi khi trộn các lọai đất có sa cấu khác nhau với 1 lượng nhỏ
• Trộn cát với sét để làm vật
liệu xây dựng
• Thêm than bùn hay phân
hữu cơ vào đất sẽ không làm thay đổi sa cấu đáng kể – vì chỉ thêm vào chất hữu cơ, không phải là cát, thịt, sét
• Theo thời gian (1000 năm) các tiến trình thổ nhưỡng sẽ làm thay đổi sa cấu các tầng phát sinh.
• Đất càng già cổi, cát phong hóa thành thịt, thịt phong hóa thành sét..vì vậy đất càng già cổi càng nhiều sét..
Chuyển vị sét = hình thành tầng phát sinh B
• Sét chuyển vị từ trên xuống, nên tầng B có hàm lượng sét nhiều hơn tầng bên trên. • Tầng B‘Argillic’ hình thành,
có tích tụ sét (Bt)
Argillic =
Phẩu diện sa cấu.
• Biểu đồ sa cấu diễn tả sa cấu đất từ tầng mặt đến tầng mẫu chất, cho thấy sự tăng/giảm hàm lượng sét trong đất.
Argillic =
Sa cấu đất
• Sa cấu đất cũng có thể được xác định bằng “cảm giác”.
• Thực hành và kinh nghiệm.
Xác định sa cấu-phương pháp cảm giác
• Làm ướt đất trong tay • Vo thành sợi dài • Độ dài của sợi thể hiện tỉ lệ
sét
• Thô nhám: cát • Láng mịn: thịt
Xác định sa cấu-tỉ trọng kế
• Vận tốc lắng (V) tỉ lệ với bình
Định luật Stokes
V = kd2
phương đường kính hạt (d) • Hạt càng to, lắng càng nhanh • Tỉ trọng của nước (huyền phù các hạt thịt và sét) nâng tỉ trọng kế lên
Tỉ trọng kế
• Sử dụng tỉ trọng kế để đo hàm lượng thịt và sét lơ lững trong nước sau 40 giây
• Hay số đọc lần 1 = thịt và
sét trong huyền phù , trừ cho tổng lượng đất = lượng cát. • Hay % cát =( tổng lượng đất –số đọc lần 1)/ tổng lượng đất) x100
Đưa nhẹ nhành tỉ trọng kế vào
2 giờ sau, đo lượng sét (phần còn lại sau
khi cát và thịt đã lắng).
%sét = (số đọc lần 2/ tổng lượng đất )x
100
% thịt= (số đọc #1) – (số đọc 2 #2)=% thịt
%thịt= 100 – [(% cát) + (% sét)]
Nguyên nhân hình thành?
HIỂU ĐIỀU NÀY
ĐỘ RỔNG
% PS = 100 * (1-[Db/Dp])
• Nếu ta nén chặt hay cày cấy,
độ rổng sẽ giảm.
• Đại tế khổng chứa đầy không khí • Vi tế khổng chứa đầy nước • Đất sét có tổng độ rổng lớn hơn đất cát
Đại tế khổng và vi tế khổng
Đại tế khổång
Cát thô
Thịt
Đại tế khổng
Vi tế khổng
Nước thoát nhanh trong các đại tế khổng, và chậm trong vi tế khổng
5. Độ rổng tương quan nghịch với dung trọng
65
)
60
%
55
50
45
( e ) % c a ( p g s n ổ e r r ộ o Đ P
40
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
Dung trọng (g/cm3) Bulk density (Mg/m3)
***Cần nhớ cách tính dung trọng và tỉ trọng
Dung trọng
Tỉ trọng
P đất khô P đất khô
V phần rắn
% độ rổng = 100 * (1-[Db/Dp])
V đất (rắn+rổng)
***Ghi chú:
•Khi hàm lượng sét tăng, độ rổng tăng và dung trọng giảm
65
)
60
%
55
50
45
( e ) % c a ( p g s n ổ e r r ộ o Đ P
40
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
↑ hàm lượng sét
Bulk density (Mg/m3) Dung trọng g/cm3
Câu hỏi…
• Với 1 loại đất thịt • Đào 1 hố trên tầng đất mặt, lấy tất cả đất đào được,
cân trọng lượng, phơi khô và cân lại.
• Đất mới đào cân nặng 470 g • Sau khi phơi khô cân nặng 390 g. • Thể tích của hố đất đào là 300 cm3.
Nhớ công thức…
= 390g/300cm3 = 1.3g/cm3
Db=Pđất khô/tổng thể tíchđất % PS = 100 * (1-[Db/Dp])
= 100(1-[1.3g/cm3/2.65g/cm3]) = 51%
Tính dung trọng của tầng đất này? % độ rổng của tầng này?
Dung trọng
• Biến động theo 2 yếu tố
– % độ rổng – Tỉ trọng
Khoan lấy mẫu nguyên dạng Non-destructive soil corer
Kích thước lỗ rổng??? Db & Dp , % độ rổng
(tổng độ rổng)
a. Kích thước và hình dạng tế khổng
Tế khổng Hạt cát Tế khổng nén chặt (nhỏ)
Đại tế khổng
Tế khổng sinh học
b. Kích thước và hình dạng tế khổng
Đại tế khổng > 0.08mm
Vi tế khổng < 0.08mm
Tiêu nước nhanh
Tiêu nước chậm
Luôn đầy không khí
Luôn đầy nước
Rễ và động vật nhỏ
Lông hút, vi khuẩn
Kích thước tế khổng có tầm quan trọng hơn so với tổng độ rổng trong việc tiêu nước, độ thoáng và các tiến trình khác của đất.
c. Tương quan giữa sa cấu và độ rổng (độ sâu mẫu đất = 10 cm)
Sa cấu
O.M. (%) Tổng độ rổng (%) Đại tế khổng (%) Vi tế khổng (%)
Thịt pha cát 2 42
17 25
27 23 5 50
Thịt pha cát •Cấu trúc tốt
5 50 40 10
•Cấu trúc kém
d. ảnh hưởng của canh tác đến độ rổng
Lịh sử
O.M. (%) Tổng độ rổng (%) Đại tế khổng (%) Vi tế khổng (%)
Đồng cỏ tự nhiên 5.6 58.3 32.7 25.6
Cày xới (50 năm) 2.9 50.2 16.0 34.2
Các tính chất vật lý của đất
• Màu sắc • Sa cấu • Tỉ trọng, dung trọng • Độ rổng • Cấu trúc • Khả năng bền vững của đòan lạp
ảnh hưởng của sa cấu
cát
Thịt
sét
Thấp
cao
Trung bình
Khả năng giữ nước Độ thoáng
kém
Tốt
Chậm
Rất chậm
cao
Trung bình
Thấp
cao
Khả năng tiêu nước Khả năng giữ dinh dưỡng
Trung bình
Sa cấu và nước trong đất
• Sa cấu ảnh hưởng lớn đến lượng nước trong đất.
Tính thấm của đất – diễn tả sự di chuyển của nước trong đất như thế nào
• Độ dẫn truyền Hydraulic Conductivity – sự di chuyển của nước trong đất = khả năng thấm
Khả năng thấm-độ dẫn truyền của nước
• Đất cát dẫn truyền nhanh, và giữ nước kém
• Đất sét dẫn truyền chậm và giữ nước cao.
Độ rỗng và tính thấm
• Độ rỗng: tổng các lỗ rỗng trong
1 đơn vị thể tích đất
• Lỗ rỗng=tế khổng: nơi chứa và
giữ nước của đất.
• Khả năng thấm phụ thuộc vào kích thước hạt, lỗ rỗng và cách sắp xếp các hạt và lỗ rỗng (cấu trúc).
• Độ khúc khủy, quanh co • Đường đi càng thẳng, lỗ rổng càng to: thấm càng nhanh. • Sét có khuynh hướng làm giảm
kích thước lỗ rổng, tăng độ khúc khủy-giảm tính thấm.
• Thông thường, tầng mặt có nhiều lỗ rổng lớn, độ rổng cao, tầng sâu: ngược lại
Độ sâu nước ngầm
The soil here will be Saturated when the Water table is high
địa hình-mực nước ngầm. Tiêu nước • Tốt – đốm màu > 1,2m. • Trung bình - đốm màu > 1-
1,2m
• Kém- đốm màu > 0,6m • Rất kém – tầng mặt sậm
- tầng sâu có màu sáng (đốm màu đỏ)
• Tốt
trung bình
rất kém
• Tiêu nước kém
chroma cao (sáng) – đất thóat nước tốt chroma thấp – xám, xám xanh,– tình trạng khử & mực nước ngầm cao
• A • Bg • Cg1 • Cg2
Xây nhà mới
