MỤc lục trang Lời nói đầu

VẬT LÝ ĐẤT

Có nhiều khái niệm khác nhau về hạt cơ giới đất, kể cả cách gọi chúng. Có tác giả cho rằng các hạt cơ giới đất là các nguyên tố cơ học. Năm 1926 Gedroi cho rằng những nguyên tố cơ học là những hòn cục vi tinh thể riêng biệt và về sau Tiurin cho rằng nguyên tố cơ học là những phần tử mà tất cả những nguyên tố của chúng phải nằm trong một mối liên hệ hoá học lẫn nhau.

Trong đất các phần tử cơ giới thường liên kết với nhau thành những hạt lớn hơn (đó là đối tượng nghiên cứu ở phần sau - Kết cấu đất). Vì vậy khi phân tích thành phần cơ giới đất, khâu đầu tiên là phải dùng các biện pháp cơ, lý, hoá học để làm tơi rời các hạt kết thành các hạt đơn.

Cho đến nay tiêu chuẩn phân chia các cấp hạt của một số nước có khác nhau nhưng đều thống nhất với nhau ở một số mốc mà tại những mốc này sự thay đổi về kích thước đã dẫn tới sự thay đổi đột ngột về tính chất, xuất hiện một số tính chất mới.

Ví dụ: Mốc giới hạn khoảng từ 1 đến 2 mm đánh dấu sự xuất hiện tính mao dẫn hay mốc 0,01 đến 0,02 mm là mốc mà ở đó các cấp hạt bắt đầu xuất hiện tính dính, dẻo, khó thấm nước của hạt sét...

Việc phân chia cấp hạt theo thành phần cơ giới hiện nay vẫn đang tồn tại 3 bảng phân cấp chủ yếu là Liên Xô (cũ), Mỹ và bảng Quốc tế (Bảng 4.1).

Qua bảng 4.1 cho thấy về tổng thể cả 3 bảng phân loại đều căn cứ vào kích thước hạt cơ giới để chia chúng ra thành các nhóm với tên khác nhau. Các hạt cơ giới có kích thước từ 0,02 mm trở lên thuộc nhóm hạt cát (cát, sỏi, cuội, đá vụn). Các hạt cơ giới có kích thước từ 0,002 mm trở xuống thuộc nhóm hạt sét và còn lại là các cấp hạt thuộc nhóm thịt (bụi). Như vậy cả 3 bảng phân loại đều căn cứ vào những mốc quan trọng – là những mốc mà ở đó tính chất của cấp hạt thay đổi để phân chia ra các nhóm khác nhau.

Tuy nhiên, các bảng phân loại có những điểm khác nhau: Bảng phân loại Quốc tế lấy mốc kích thước hạt thấp hơn (0,02, 0,002 mm) và phân chia đơn giản, dễ nhớ, dễ sử dụng, nhưng chưa thể hiện được hết tính chất khác nhau của thành phần cơ giới. Bảng phân chia của Mỹ và Liên Xô (cũ) lấy mốc kích thước hạt cao hơn (0,05, 0,005 mm) nhưng lại quá chi tiết và phức tạp.

Điều đáng lưu ý chung cho cả 3 bảng phân loại này là cấp hạt cơ giới từ 2 - 3 mm trở lên đã được phân chia quá sơ sài. Điều này sẽ gây khó khăn cho người sử dụng khi gặp các trường hợp đất có mức độ đá lẫn cao.

Vì vậy khi nghiên cứu đất vùng miền núi có nhiều sỏi, đá chúng ta cần phải căn cứ vào tác dụng của chúng đối với đất và cây trồng mà phân chia kỹ thêm các cấp hạt có kích thước từ 2 – 3 mm trở lên.

Theo phân cấp của Liên Xô (cũ) còn đưa ra một cách chia nữa là:

- Khi cấp hạt > 0,01mm gọi là cát vật lý

- Khi cấp hạt < 0,01mm gọi là sét vật lý.

Khi đường kính hạt càng lớn, tỷ lệ SiO₂ càng cao. Điều này cũng dễ hiểu vì thành phần hạt lớn (chuyển từ bụi sang cát), chủ yếu là thạch anh (SiO₂ kết tinh). Ngược lại kích thước hạt càng nhỏ thì hàm lượng Al₂O₃, Fe₂O₃, CaO, MgO, mùn, dung tích hấp thu... càng tăng.

Đáng lưu ý là 2 mốc quan trọng nhất về thay đổi đặc tính vật lý nước và cơ lý đất đột ngột do thay đổi kích thước:

+ Mốc 1 là khoảng 0,01 mm: Tính trương tăng đột ngột, xuất hiện sức hút ẩm lớn nhất và sức dính cực đại... vì vậy người ta đã đưa ra mốc 0,01mm để phân biệt 2 trạng thái cát vật lý và sét vật lý.

+ Mốc 2 là khoảng 1 mm: Tính thấm nước giảm và mao dẫn tăng rõ.

4.1.3. Phân loại đất theo thành phần cơ giới

Việc phân loại đất theo thành phần cơ giới có ý nghĩa rất quan trọng, nhất là việc ứng dụng trong sản xuất. Nông dân khi canh tác trên đồng ruộng đã biết phân ra: Đất cát già, đất cát non, đất cát pha, đất thịt nhẹ, đất thịt nặng, đất sét, đất gan gà, gan trâu... vì mỗi loại như vậy lại thích hợp cho mỗi loại cây trồng nhất định và biện pháp canh tác thích hợp.

Nguyên tắc cơ bản của phân loại đất theo thành phần cơ giới là căn cứ vào tỷ lệ các cấp hạt cơ giới chứa trong đất khác nhau để phân ra các loại đất khác nhau có tính chất khác nhau.

Như vậy, mỗi một loại đất theo thành phần cơ giới sẽ có những tỷ lệ các cấp hạt cơ giới khác nhau và sẽ mang những tính chất khác nhau.

Trên thế giới có rất nhiều bảng phân loại đất theo thành phần cơ giới. Trong phạm vi chương này chúng tôi xin trích dẫn ra đây 3 bảng phân loại: Của Liên Xô (cũ), Mỹ và Quốc tế.

4.1.3.1. Phân loại đất theo thành phần cơ giới của Liên Xô (cũ)

Bảng phân loại của Liên Xô chủ yếu dựa vào quan điểm của Katsinski:

Cơ sở phân loại là dựa vào cấp hạt cát vật lý (cấp hạt > 0,01mm) và sét vật lý (cấp hạt < 0,01 mm ) để phân chia ra thành nhiều loại đất khác nhau (Bảng 4.2).

Katsinski đã phân chia không chỉ dựa vào cấp hạt mà còn dựa vào từng loại đất. Vì vậy sử dụng khá đơn giản, ví dụ: Một loại đất potzon chứa 40 – 50 % cấp hạt sét vật lý thì đó là loại đất thịt nặng.

Sau này tác giả đã đưa ra thêm một bảng phân loại đất theo thành phần cơ giới chi tiết hơn. Đối với đất lẫn nhiều đá vụn Katsinski cho rằng:

- Đất không lẫn đá: Đá vụn < 0,5 %. Đất này không ảnh hưởng đến công cụ làm đất và cây trồng.

- Đất lẫn ít đá: Đá vụn từ 0,5 - 5 %. Đất này có ảnh hưởng đến công cụ làm đất.

- Đất lẫn đá trung bình: Đá vụn 5 - 10 %. Rất khó khăn khi làm đất để trồng cây hàng năm. Nhưng khi trồng cây ăn quả thì vẫn không ảnh hưởng, thậm chí một số loại cây lại phù hợp khi đất có lẫn đá, ví dụ như dứa, chanh....

Tại Mỹ và một số nước phương Tây khác có cách phân loại chi tiết hơn. Nguyên tắc phân loại được dựa vào tỷ lệ các cấp hạt sét, thịt (bụi, limon) và cát chứa trong đất. Mỗi sự phối hợp khác nhau của ba thành phần trên sẽ cho ta một loại đất (Bảng 4.3).

Việc phân loại đất theo Soil Taxonomy mặc dù thông thường được trình bày như ở bảng 6.3, nhưng có thể sử dụng phương pháp tam giác đều (Hình 4.1).

Nguyên lý của phương pháp này như sau: 3 nhóm cấp hạt: Sét, limon và cát được biểu thị ở 3 cạnh. Đỉnh tam giác tương ứng là 100%.

100

50

20

10

100

100

Phân loại đất theo thành phần cơ giới của Soil Taxonomy để thể hiện qua sơ đồ nên dễ hiểu, tương đối đơn giản và dễ áp dụng.

Tuy vậy, với ngôn ngữ tiếng Việt, tên gọi của một số loại đất hơi rườm rà, ví dụ như: Thịt pha sét và cát....

Bảng phân loại đất theo thành phần cơ giới của Soil Taxonomy được áp dụng rất rộng rãi ở miền Nam nước ta, nhất là trước khi thống nhất đất nước.

Bảng phân loại đất theo thành phần cơ giới của Quốc tế cũng được ứng dụng chung cho tất cả các loại đất và thể hiện được sự phối hợp khá tỷ mỷ giữa 3 thành phần cấp hạt chủ yếu là cát, bụi (thịt) và sét (Bảng 4.4).