THÀNH PHẦN CẤU TẠO ĐẤT
vtphong@hotmail.com
1
Các thành phần trong đất
Khí
Vô cơ
Phần rắn
Khoảng trống
Nước
Hữu cơ
2
3.1 Thành phần rắn
3.1.1 Thành phần vô cơ Oxide/Hydroxide
Si-oxide: Thạch anh, tridymite Fe-oxide/hydroxide: Goethite, hematite,
limonite
Al-oxide/hydroxide: Gibbsite, boehmite,
diaspore
3
3.1 Thành phần rắn (tt)
3.1.1 Thành phần vô cơ (tt) Oxide và hydroxide
Oxide-sắt: Oxide và hydroxide sắt có thể là phần rất quan trọng trong đất, thường gặp và ổn định nhất là goethite (FeOOH), Dạng khác là hematite (Fe2O3) có màu đỏ sẫm dễ phát hiện, Hematite tìm thấy rất nhiều ở các phẫu diện oxy hóa sâu của đất ĐBSCL qua các đốm đỏ sáng
4
3.1 Thành phần rắn (tt)
3.1.1 Thành phần vô cơ (tt) Oxide và hydroxide
Ferrihydrie và lepidocrocite: Là hợp chất tương đối ổn định do sự oxid hóa nhanh chóng của Fe2+.
Ferrihydrite (5Fe2O3.9H2O) có cấu trúc tinh thể rất yếu, là một nguyên liệu để hình thành hematite
5
3.1 Thành phần rắn (tt)
3.1.1 Thành phần vô cơ (tt) Silicates
Nesosilicates: olivine, garnet, tourmaline,
zircon
Inosilicates: augite, hornblende Phyllosilicates: biotite; Muscovite; illite, kaolinite, montmorillonite, vermiculite Tectosilicates: Albite, anorthite, orthoclase
6
3.1 Thành phần rắn (tt)
3.1.1 Thành phần vô cơ (tt) Silicate
khoáng có kích thước lớn thường còn giữ lại tính chất của mẫu chất (khoáng nguyên sinh)
khi quá trình phong hóa phát triển
mạnh cùng với thời gian thì chỉ có các khoáng nguyên sinh thật bền tồn tại (thí dụ như thạch anh);
7
3.1 Thành phần rắn (tt)
Silicate
trong khi đó các khoáng kém bền sẽ bị
phong hoá dần,
sản phẩm phong hóa được rửa trôi xuống
các vùng bên dưới hay cuốn theo nước hoặc bị cây trồng hấp thu và cũng có thể kết hợp lại nhau thành các khoáng thứ sinh, các khoáng này trở nên tương đối bền trong môi trường đất.
Các khoáng silicates trong thành phần của sét trong đất thường là sản phẩm của sự thành lập thứ cấp như kể trên
8
3.1 Thành phần rắn (tt)
3.1.1 Thành phần vô cơ (tt) Silicate
5 nhóm khoáng quan trọng: Montmorillonite Nhóm khoáng Serpentine: được khảo sát nhiều nhất là kaolinite; có kiểu hình 1:1 Nhóm mica: trong đất xuất phát từ mẫu
chất, khoáng có kiểu hình 2:1
9
3.1 Thành phần rắn (tt)
3.1.1 Thành phần vô cơ (tt) Silicate
Vermiculite: Có kiểu hình 2:1 là sản
phẩm phong hóa do acid ở mức độ bình thường của khoáng mica; đại diện cho nhóm khoáng có khả năng trao đổi cation cao nhất trong các khoáng cấu tạo thành đất
Smectite: Có kiểu hình 2:1
10
3.1 Thành phần rắn (tt)
3.1.1 Thành phần vô cơ (tt) Carbonates Sulfates Halides Sulphides Phosphates Nitrates
11
3.1 Thành phần rắn (tt)
3.1.1 Thành phần vô cơ (tt) Các khoáng silicate này thuộc vào
nhóm phyllosilicate. Trong nhóm này có hai nhóm khoáng sét chính cần được phân biệt: (1) Khoáng 2:1 (2) khoáng 1:1
12
Bát diện nhôm [Al(OH)6]
Tứ diện silic (SiO4)
13
3.1 Thành phần rắn (tt)
Sự kết hợp giữa hai phiến bát diện và tứ diện trong tinh thể sét
14
Cách liên kết các phiến tứ diện với phiến bát diện
15
khoáng 1:1
khoáng 2:1
16
Sự thay thế đồng hình
17
Sự thay thế đồng hình
Khoáng sét mang điện tích âm
18
Sự liên kết các phiến sét
19
20
Sự chuyển biến của các loại khoáng sét trong điều kiện môi trường có nồng độ kali giảm dần và tăng dần
21
22
3.1 Thành phần rắn (tt)
3.1.1 Thành phần vô cơ (tt) Khoáng sét của đất ĐBSCL
50% thành phần sét là illite; một phần ba là Kaolinite và một phần sáu là smectite, một phần nhỏ
smectite biến thành chloride,
không tìm thấy vermiculite
23
3.1 Thành phần rắn (tt)
3.1.1 Thành phần vô cơ (tt) Khoáng sét của đất ĐBSCL (tt)
những tầng oxy hóa trên mặt có hàm lượng smectite gia tăng theo độ sâu,
trung bình ở tầng sulfuric (đốm vàng của
jarosite và pH 3.5)
24
3.1 Thành phần rắn (tt)
3.1.2 Thành phần hữu cơ Trong đất thường hiện diện 2 nhóm hữu
cơ chính: (i) chất hữu cơ chưa bị phân hủy hoặc chưa
phân hủy hoàn toàn,
(ii) các vật liệu bị phân hủy hoàn toàn Sản phẩm cuối cùng của sự phân hủy
chất hữu cơ trong đất là mùn thường thì người ta xem mùn như là một chất làm ổn định trong đất
25
3.1 Thành phần rắn (tt)
3.1.2 Thành phần hữu cơ
Một đoạn mùn trong đất
26
3.1 Thành phần rắn (tt)
Chất mùn (Humus) - Keo hữu cơ
1. Mang điện âm thay đổi
2. Hấp phụ cation trên mạng lưới bề mặt
3. Thành phần: Carbon(C) Hydrogen (H) và
Oxygen(O) (Khoáng silicate: Aluminum (Al) Silicon (Si) and Oxygen (O))
4. Có CEC cao hơn sét
5. Không bền như sét – luôn hình thành rồi phân hủy
27
3.1 Thành phần rắn (tt)
CEC
CEC = các ion base trao đổi + acid trao đổi (H)
(changeable bases + exchangeable acidity)
Được tính bằng điện tích trao đổi (độ âm điện) trên tinh thể khoáng sét hoặc trên chất mùn
Đơn vị: meq Mili đương lượng
(Milliequivalent)
28
3.1 Thành phần rắn (tt)
CEC của chất mùn và khoáng sét
Thành phần
CEC (meq/100g)
Chất mùn Montmorillonite Illite Kaolinite
200 100 30 8
29
Thành phần rắn - Hữu cơ
30
Quá trình biến đổi xác hữu cơ trong đất
Xác hữu cơ
Mùn hóa
Khoáng hóa
Mùn hóa
Hợp chất mùn
Khí, muối khoáng
Khoáng hóa từ từ
31
3.1 Thành phần rắn (tt)
Quá trình khoáng hoá xác hữu cơ
protit, gluxit, lipit, lignin, tanin, nhựa
Thủy phân Oxy hóa khử
đường (hexoza, pentoza, saccaroza, cenluloa), axit (amin, uronic, béo), purin và pirimidin, glixerin, polyphenol, andehit, rượu, phenol, quinol Yếm khí
Háo khí
NH3, H2O, CO2, CH4, H2, N2, H2S, PH3
+
R3PO4, R2SO4, RNO2, RNO3, NH3, H2O, CO2 R là Ca2+, Mg2+, K+, Na+, NH4
32
3.1 Thành phần rắn (tt)
3.1.2 Thành phần hữu cơ Các nguồn bổ sung cho chất hữu cơ trong đất có thể được phân nhóm như sau:
Các chất thải: lá cây, cỏ, . Các phần có trọng lượng nhẹ: bao gồm các xác
sinh vật bị phân huỷ một phần
Sinh khối của vi sinh vật Chất hữu cơ hoà tan trong nước Các enzymes Các chất mùn ổn định
33
34
Quá trình mùn hóa xác hữu cơ
Thành phần rắn - Hữu cơ
Đặc tính của chất hữu cơ trong đất
• Có diện tích bề mặt cao: 800 – 900 m2/g.
• Có CEC 150 – 300 cmolc/kg,
CEC thay đổi theo pH.
50% CEC do các nhóm ca rboxyl tạo nên.
30% CEC do quinionic, phenolic, enolic.
35
Thành phần rắn - Hữu cơ Chức năng của chất hữu cơ trong đất
• Thúc đẩy thành lập cấu trúc tốt.
• Cung cấp dinh dưỡng (Ca, Mg, S và vi lượng).
• Nguồn năng lượng cho vi sinh vật và động vật.
• Gia tăng tính đệm, gia tăng CEC.
• Hấp phụ các chất gây ô nhiễm.
36
