Hình 4.2: Các dạng cấu trúc đất theo phương diện hình thái

Có nhiều loại khác nhau, được phân ra bởi hình dạng bề mặt của hạt kết:

- Loại có bề mặt phẳng, góc cạnh rõ ràng và loại có bề mặt phẳng và tròn xen kẽ. Hai loại này thường có đường kính lớn hơn 5 mm.

- Cấu trúc viên: Có hình cầu, chủ yếu tìm thấy ở tầng A, có kích thước nhỏ từ 1 - 10 mm, là loại hạt kết tốt của đất.

Được phát triển theo chiều sâu. Được hình thành ở các loại đất sét, đặc biệt là keo sét monmorilonit như đất macgalit hay đất kiềm, đất mặn trong điều kiện khô hạn. Sự hình thành của loại hạt kết này tạo ra các khe hở lớn theo chiều thẳng đứng. Đất có loại hạt kết này thường thấm nước tốt.

Là dạng cấu trúc phát triển theo chiều ngang, dẹt, mảng. Loại hạt kết này được hình thành chủ yếu ở các loại đất có thành phần cơ giới nặng mới được lắng đọng trong điều kiện khô hạn. Loại này thường có độ bền kém, được hình thành do sự trương co của các hạt sét.

Người ta phân hạt kết theo kích thước như bảng 4.6

Về phương diện nông học, kết cấu viên và kết cấu cục nhỏ được gọi là những kết cấu tốt, gồm những đoàn lạp có kích thước từ 0,25 đến 10 mm. Về phương diện chất lượng, kết cấu được coi là tốt nếu chúng có độ xốp thích hợp, sau khi mưa, sau khi tưới, qua suốt quá trình làm đất như cày, bừa, vun xới v.v.. chúng vẫn giữ được độ bền trong nước, độ bền cơ học.

Bảng 4.6: Đánh giá hạt kết theo kích thước (mm)

Đánh giá	Hình tấm	Hình trụ	Hình khối	Viên
Rất nhỏ hay rất mỏng	< 1	< 10	< 5	< 1
Nhỏ hay mỏng	1 - 2	10 - 20	5 - 10	1 - 2
Trung bình	2 - 5	20 - 50	10 - 20	2 - 5
To hay dày	5 - 10	50 - 100	20 - 50	5 - 10
Rất to hay rất dày	> 10	> 100	> 50	> 10

(Raymond W. Miller và Roy L. Donahue, 1990)

Bên cạnh những kết cấu lớn (> 0,25 mm), để đánh giá chất lượng đất còn cần phải dựa vào đặc trưng của kết cấu nhỏ (vi đoàn lạp). Những đoàn lạp có kích thước 0,01 - 0,25 mm và bền trong nước là những vi đoàn lạp tốt.

Kết cấu đất là yếu tố quyết định đến độ xốp của đất, có nghĩa là tổng các khe hở trong đất. Đất có kết cấu không những có độ xốp cao mà còn có tỷ lệ giữa khe hở mao quản và khe hở phi mao quản phù hợp.

Khe hở mao quản (nằm trong hạt kết) là nơi chứa nước, giữ nước của đất còn khe hở phi mao quản (khe hở giữa các hạt kết) là nơi chứa không khí và tăng cường sức thấm nước của đất.

Với đất sét kết cấu kém, hạt cơ giới nhỏ nên các khe hở mao quản là chủ yếu. Ngược lại ở đất cát, cấp hạt thô nên các khe hở phi mao quản chiếm đa số.

Có thể nói kết cấu đất là công cụ để điều tiết độ phì của đất.

- Về chế độ nước:

Đất có kết cấu kém như đất sét, chủ yếu là khe hở mao quản nên thấm nước kém, dễ bị úng ngập, nước chảy bề mặt phát sinh sớm về mùa mưa nhưng lại dễ bị hạn về mùa khô. Ngược lại với đất sét, đất cát do chủ yếu là khe hở lớn nên thấm nước nhanh, giữ nước kém, dinh dưỡng dễ bị mất do rửa trôi.

Khắc phục được cả 2 yếu điểm trên, đất có kết cấu tốt vừa có khả năng thấm nước tốt và giữ nước tốt, đồng thời điều hòa chế độ không khí cho đất.

- Về chế độ dinh dưỡng:

Do hạn chế của đất kết cấu kém về việc điều hoà chế độ nước và chế độ không khí trong đất nên nó ảnh hưởng lớn tới quần thể vi sinh vật đất, tới quá trình tổng hợp và phân giải chất hữu cơ, cung cấp dinh dưỡng cho cây, tạo chất độc trong đất.

Ngược lại, đất cát có kết cấu kém thì môi trường oxy hoá mạnh ít tích luỹ mùn cho đất. Độ ẩm trong đất không được duy trì liên tục nên cũng hạn chế quá trình hoà tan chất dinh dưỡng, cung cấp cho cây.

Với đất có kết cấu tốt, do điều hoà được chế độ nước và chế độ không khí, vi sinh vật hoạt động thuận lợi và cân bằng, tạo cho đất vừa tích lũy mùn vừa giải phóng dinh dưỡng cung cấp cho cây được thuận lợi.

+ Đất tơi, xốp, làm đất dễ dàng, hạt dễ mọc, rễ cây dễ phát triển

+ Nước thấm nhanh mà vẫn giữ được nhiều nước.

+ Đất thoáng khí, đầy đủ oxy cho cây và vi sinh vật hoạt động.

+ Nước, không khí điều hòa với nhau. Hai quá trình phân giải và tích lũy chất hữu cơ cùng xảy ra do đó cây có đủ thức ăn và mùn vẫn được tích lũy.

+ Giảm được xói mòn nhờ nước thấm nhanh khi mưa nên ít chảy tràn trên bề mặt. Mặt khác, khi mưa to chỉ phá hủy những hạt kết lớn thành hạt kết bé....

Có thể chia quá trình hình thành kết cấu thành 2 là quá trình hình thành hạt kết nhỏ và quá trình hình thành hạt kết lớn.

Quá trình hình thành hạt kết nhỏ được thực hiện chủ yếu do quá trình ngưng tụ keo đất. Theo H.A.Katsinski thì khi các hạt keo đất chuyển động và tiếp xúc với nhau chúng sẽ ngưng tụ với nhau để tạo nên hạt kết cấp 1. Khi chưa trung hoà về điện hoặc chưa bão hòa, các hạt cấp 1 tiếp tục ngưng tụ ra hạt kết cấp 2 rồi cấp 3... (Hình 4.3).

Hiện tượng tụ keo xảy ra chủ yếu do keo mang điện trái dấu: Do keo đất mang điện nên các keo mang điện trái dấu sẽ hút nhau để tạo thành trạng thái gel. Hiện tượng tụ keo có thể xảy ra với cả các keo cùng dấu khi trong môi trường có chất điện giải mạnh hoặc do hiện tượng mất nước.

Ngoài sự kết hợp giữa các hạt keo mang điện trái dấu hoặc cùng dấu như trên thì sự kết hợp giữa các chất vô cơ và hữu cơ để tạo ra hạt kết nhỏ cũng có vai trò rất quan trọng.

Đây là quá trình kết gắn hạt đất nhỏ bằng các hạt kết dính.