Bài giảng Thổ nhưỡng: Chương Nước trong đất

NƯỚC TRONG ĐẤT

HÀNH TINH KHÁT

• Lượng nước dự trữ

trên hành tinh –

• trồng nhiều cây lượng

nước càng giảm!

Các dạng nước trong đất

Nước hút ẩm

Nước trọng lực

Nước mao dẫn

Các dạng nước trong đất

Nước hữu dụng cho cây trồng

Nước không hữu dụng cho cây trồng

Nước hút ẩm

Nước mao dẫn

Nước trọng lực

Điểm héo

Bão hòa

Thủy dung ngoài đồng

Nước trọng lực

Nước hút ẩm nước bám quanh bề mặt các hạt đất

• Liên kết với hạt đất bằng

lực hút tĩnh điện

• Ít di chuyển và giữ rất

chặt với đất

• Có dạng phiến mỏng • Không hữu dụng cho cây

trồng

• Chỉ tách khỏi đất khi rất

khô

Nước mao dẫn nước bị hấp dẫn bởi các phân tử nước nước khác

• Liên kết với nhau bằng

nối Hydro

• Ở trạng thái lỏng dạng

phiến

• Nguồn cung cấp nước

cho cây trồng

• Nước hữu dụng cho cây

trồng

Nước trọng lực

• Hiện diện trong các tế khổng lớn • Ở trạng thái lỏng • Di chuyển tự do theo sức hút của trọng

lực

Nước hút ẩm Nước mao dẫn Nước trọng lực

Đất

Nước trong đất

• Hàm lượng nước trong đất

– Hàm lượng nước trọng lượng (m)

• m = Hàm lượng nước trọng lượng • Mw = Lượng nước bốc hơi, g (24 giờ @ 105oC) • Ms = Trọng lượng đất khô, g

• Hàm lượng nước thể tích (v)

– V = Hàm lượng nước thể tích – Vw = Thể tích nước – Vb = Thể tích khối đất – Ở điều kiện bão hòa, V =  – V = w * m – Tỷ trọng nước w = 1 g/cm3)

Hàm lượng nước Đất lý tưởng

Phần rắn (các hạt đất): 50%

0,50 cm.

1 cm.

0,15 cm

Tế khổng lớn: 15% (Nứơc trọng lực)

0,20 cm

Tế khổng trung bình: 20% (Nước hữu dụng)

Tổng các lổ hổng (Tế khổng): 50%

0,15 cm

Tế khổng nhỏ: 15% (Nước không hữu dụng)

Khả năng giữ nước của đất ảnh hưởng bởi sa cấu

Cát thô

Thịt pha sét mịn

Coarse Sand

Silty Clay Loam

Đất khô

Nước trọng lực

Khả năng giữ nước trong đất

Nước hữu dụng

Nước không hữu dụng

Tiềm thế nước trong đất

– Đo lường trạng thái năng lượng của nước trong

đất

– Là tính chất quan trọng vì nó phản ánh cách mà

cây trồng hút nước khó hay dễ – Đơn vị tính là bar hay atmosphere – Tiềm thế nước trong đất thường có giá trị âm – Nước di chuyển từ nơi có thế năng cao  nơi có

thế năng thấp hơn (từ âm ít  âm nhiều)

Tiềm thế nước trong đất

– t = Tổng thế năng của nước trong đất – g = Thế năng do trọng lực – m = Thế năng do sức hút của nền đất – o = Thế năng do thẩm thấu

– Thế năng do sức hút của nền đất , m, ảnh

hưởng lớn nhất đối với sự hút nước của cây trồng

Thế năng của nước trong đất

Thế năng do sức hút của nền đất

Tensiometer để đo tiềm thế nước trong đất

Water Reservoir

Variable Tube Length (12 in- 48 in) Based on Root Zone Depth

Porous Ceramic Tip

Vacuum Gauge (0-100 centibar)

Lượng nước trữ trong đất

DS = SWvào - SWra

= (P+ I + C) - (R + D + E + T)

P: Lượng mưa (hay lũ)

I : Lượng nước tưới cung cấp cho cây trồng

C: Lượng nước mao dẫn từ nước ngầm đến vùng rễ

R: Lượng nước chảy tràn

D: Lượng nước thấm lậu

E: Lượng nước bốc hơi

T: Lượng nước trong đất bị cây trồng lấy đi

P: Lượng mưa (hay lũ)

I : Lượng nước tưới

cung cấp cho cây trồng

C: Lượng nước mao dẫn

từ nước ngầm đến vùng rễ

R: Lượng nước chảy tràn

D: Lượng nước thấm lậu

E: Lượng nước bốc hơi

T: Lượng nước trong đất

bị cây trồng lấy đi

• Đường cong nước trong đất

– Tương quan giữa tiềm thế nước trong đất với hàm

lượng nước trong đất

– Nước càng ít  tiềm thế nước càng lớn – Ở cùng một tiềm thế nước, đất có cấu trúc mịn hơn thì

giữ nước nhiều hơn (nhiều tế khổng nhỏ)

Tiềm thế nước trong đất và sa cấu

Áp lực của nước trong ống có đường kính nhỏ thì lớn hơn trong ống có đường kính lớn (tế khổng nhỏ so với tế khổng lớn). Đất có sa cấu thô giữ ít nước hơn so với đất có sa cấu mịn

Chiều cao của cột nước mao dẫn tỷ lệ nghịch với đường kính của ống dẫn

•Thủy dung ngoài đồng (FC or fc)

–Hàm lượng nước trong đất mà không còn ảnh hưởng bởi trọng lực

–Nước chưa bão hòa nhưng còn rất ướt

•Điểm héo (WP or wp)

–Hàm lượng nước ở tiềm thế nước trong đất ở thời điểm thủy dung ngoài đồng trong khoảng -1/10 đến -1/3 bar

–Hàm lượng nước trong đất mà cây trồng không thể hút nước từ đất (chết cây)

–Nước trong đất vẫn còn nhưng cây trồng không đủ để sử dụng

–Hàm lượng nước ở tiềm thế nước trong đất ở thời điểm điểm héo là -15 bar

Bão hòa

Thủy dung ngoài đồng

Điểm héo

Độ ẩm đất

Bão hòa

40%

Thủy dung ngoài đồng

20%

10%

Điểm héo

8%

Điểm chỉ còn nước liên kết

Nước hữu dụng

• Định nghĩa

– Là lượng nước giữ trong đất trong khoảng giữa điểm

thủy dung ngoài đồng và điểm héo

• Khả năng chứa nước hữu dụng (AWC)

– Cây trồng có thể sử dụng được – Nước hữu dụng: 2 dạng: Dễ hữu dụng và Khó hữu dụng

AWC = FC – WP = fc - wp

– Đơn vị: chiều cao của nước hữu dụng trên chiều cao

của đất (không đơn vị), (mm/mm)

– Đo lường ở ngoài đồng hay trong Phòng thí nghiệm

Nước trong đất và sa cấu

Sa cấu

Cát thô Cát Cát pha thịt Thịt pha cát Thịt Thịt mịn Thịt pha sét mịn Thịt pha sét Sét pha thịt Sét

• Thành phần nước dễ hữu dụng (fd)

• Thành phần nước khó hữu dụng (fr)

– (v - wp) = lượng nước khó hữu dụng trong đất (SWB)

– (fc - v) = lượng nước dễ hữu dụng trong đất (SWD) – v = hàm lượng nước thể tích

• Tổng lượng nước hữu dụng trong đất (TAW)

TAW = (AWC) (Rd)

– TAW = Tổng lượng nước hữu dụng trong đất trong

vùng rễ cây trồng, (mm)

– AWC = Khả năng chứa nước hữu dụng của đất (mm

H2O/mm đất)

TAW = (AWC1) (L1) + (AWC2) (L2) + . . . (AWCN) (LN) - L = Độ dày của lớp đất (mm) - 1, 2, N: số thứ tự lớp đất

– Rd = chiều sâu của vùng rễ, (mm) – Nếu có nhiều lớp đất khác nhau thì tổng lượng nước hữu dụng là tổng khả năng chứa nước hữu dụng của các lớp đất (AWCn)

3.3 Thành phần khí (pha khí)

• Thể tích khí trong đất một phần bị chiếm

bởi pha lỏng,

• tổng pha khí và lỏng trong đất chính là thể

tích tế khổng trong đất

• Một tiến trình khác khống chế thành phần của khí trong đất là do sự tiêu thụ O2 và sản sinh CO2 do sinh vật. – Hai tiến trình này có tốc độ gần như ổn định