MỤc lục trang Lời nói đầu

Ngược lại với đất cát, đất sét tuy có tổng khe hở lớn hơn đất cát (độ xốp lớn) nhưng do chứa chủ yếu là khe hở mao quản, do vậy sự di chuyển của nước và không khí trong đất chậm, đất giữ nước với hàm lượng cao bằng lực mao quản. Do vậy đất sét thường thấm nước và thoát nước chậm, độ thoáng khí kém.

Khi đất có kết cấu tốt sẽ khắc phục được yếu điểm của cả 2 loại đất đặc biệt là của đất sét, đất có kết cấu tốt sẽ điều hoà được tỷ lệ khe hở mao quản và phi mao quản. Trong đó khe hở mao quản (trong hạt kết) sẽ giữ nước cho đất, đồng thời khe hở phi mao quản (khe hở giữa các hạt kết) chứa không khí và thoát nước cho đất. Theo nhiều tác giả thì tỷ lệ giữa khe hở mao quản và khe hở phi mao quản nếu đạt được 50 % là tốt.

Thông thường đất tầng mặt có độ xốp cao do được cung cấp nhiều xác hữu cơ. Các tầng tích tụ phía dưới, do bị nén chặt nên độ xốp rất thấp, thường chỉ đạt 25 – 40 %.

Thông thường người ta đánh giá độ xốp của đất theo các cấp sau :

P (%) Đánh giá đất

> 70 Quá xốp (đất lún)

60 – 70 Rất xốp

50 – 60 Xốp

40 – 50 Xốp vừa

30 – 40 Kém xốp

Độ xốp của đất rất có ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất nông lâm nghiệp. Vì nước và không khí trong đất di chuyển trong những khoảng trống (độ xốp của đất), những chất dinh dưỡng cho cây được huy động cũng như hoạt động của vi sinh vật đất cũng diễn ra chủ yếu trong những khoảng trống này. Vì vậy, người ta nói độ phì đất phụ thuộc đáng kể vào độ xốp của đất.

Ngoài ý nghĩa trên, chúng ta cũng dễ dàng nhận thấy nếu đất tơi xốp thì rễ cây phát triển dễ dàng, cây sinh trưởng sẽ tốt. Nếu đất dốc có độ xốp cao thì khi mưa nước sẽ thấm nhanh và hạn chế được xói mòn.

4.4. TÍNH CHẤT CƠ LÝ ĐẤT

Những tính chất cơ lý của đất ảnh hưởng trực tiếp đến sinh trưởng, phát triển của hệ thống rễ cây trồng.

Tất cả những tính chất cơ lý phụ thuộc vào các tính chất lý hoá học của đất như thành phần cơ giới, kết cấu, độ ẩm, độ chặt, thành phần của cation hấp phụ, thành phần và hàm lượng mùn v.v.... Đất có thành phần cơ giới nặng, bão hoà Na⁺, không có cấu trúc, ở trạng thái khô sẽ có độ bền liên kết lớn nhất. Các cation hấp phụ ảnh hưởng đến tính liên kết và tính dính của đất theo dãy tăng dần sau đây:

Ca²⁺ < Mg²⁺ < K⁺ < Na⁺

Cũng những cation này nhưng ảnh hưởng đến kết cấu đất thì ngược lại:

Ca²⁺ > Mg²⁺ > K⁺ > Na⁺

Trong khi làm đất chúng ta gặp lực cản của đất. Lực cản này xuất hiện do lực ma sát, lực kết dính giữa các phần tử đất với máy móc nông cụ; sự kết dính liên kết giữa các phần tử đất với máy móc nông cụ; sự kết dính liên kết ngay giữa các phần tử đất với nhau. Những tính chất cơ lý của đất thể hiện rõ trong những giới hạn nhất định của ẩm độ đất và khi có sự tác động của những lực bên ngoài. Tỷ số giữa thể rắn và thể lỏng gọi là độ sệt, tính cơ động (thay đổi trạng thái lý học) của đất được xác định do độ sệt này. ở những thời kỳ khác nhau trong năm, đất có trạng thái ẩm khác nhau, làm cho độ loãng, khả năng chống xói mòn của đất v.v... khác nhau và đều liên quan mật thiết với những tính chất cơ lý.

4.4.1. Tính trương co của đất

Tính trương hay tính co của đất là sự tăng thể tích khi ướt hoặc giảm thể tích khi khô. Đơn vị tính : % so với thể tích.

Tính trương co gây bất lợi cho sự phát triển của bộ rễ. Khi trương, đất bị giảm về độ xốp, tăng độ chặt, giảm khả năng thoát nước và không khí gây ảnh hưởng xấu tới hoạt động của vi sinh vật đất và bộ rễ của cây. Từ đó tính trương ảnh hưởng đến khả năng cung cấp chất dinh dưỡng của cây. Trên những loại đất thịt nặng và sét, khi bão hòa nước sẽ trương lấp hết các khe hở làm giảm khả năng thấm nước của đất, do vậy sẽ thúc đẩy quá trình hình thành nước chảy bề mặt, gây nên xói mòn đất. Hiện tượng này đặc biệt xấu ở những vùng đất dốc.

Khi co, đất tạo nên các vết nứt dọc ngang. Điều này có thể làm đứt rễ cây đặc biệt ảnh hưởng tới các loại cây có kích thước rễ nhỏ. Ngoài ra các vết nứt sẽ gây nên quá trình rửa trôi dinh dưỡng và các hạt sét xuống tầng sâu.

Tính trương hay co của đất thực chất được gây nên bởi quá trình hút nước hay mất nước ở nước màng bao bọc quanh các keo đất hay các cation. Đất trương co mạnh hay yếu phụ thuộc vào số lượng keo đất, chủng loại keo đất và các cation trên bề mặt keo.

Thông thường đất chứa các loại keo có loại hình 1:1 như keo kaonilit. Loại keo này có tính hút nước kém, trương co ít. Ngược lại đất chứa keo loại hình 2:1 như keo monmorilonit có tính trương co lớn hơn rất nhiều.

Đất sét do có hàm lượng sét cao nên khả năng hút nước lớn, trương co mạnh hơn nhiều so với đất cát (Bảng 4.8).

Cùng một loại đất nhưng nếu đất bão hoà ion Na⁺ có tính trương co lớn hơn nhiều so với đất bão hoà ion Ca²⁺.

TT	Loại đất	Độ trương co (%)
1	Đất cát	0,5 – 1,0
2	Đất cát pha	1,0 – 1,5
3	Đất thịt nhẹ	1,5 – 3,0
4	Đất thịt trung bình	3,0 – 4,5
5	Đất thịt nặng	4,5 – 6,0
6	Đất sét	6,0 – 8,0
7	Đất sét nặng	8,0 – 10,0

Tính liên kết của đất được tạo bởi sức hút giữa các hạt đất để tránh bị tan rã từ tác động của lực từ bên ngoài. Đơn vị tính: g/cm².

Như vậy tính liên kết có liên quan đến khả năng đâm xuyên của rễ cây, lực tác động cần thiết để làm đất. Đất có sức liên kết lớn thì rễ cây phát triển kém, cày bừa tốn công.

Tính liên kết của đất lớn hay nhỏ phụ thuộc vào thành phần cơ giới, hàm lượng mùn, kết cấu đất, độ ẩm của đất và thành phần cation bị hấp phụ trên bề mặt keo.

Đất có thành phần cơ giới nặng, hạt nhỏ thì diện tích tiếp xúc giữa các hạt đất lớn do vậy tính liên kết cao. Vì vậy tính liên kết của đất sét lớn hơn đất thịt và lớn hơn đất cát.

Thông thường các loại đất có hàm lượng mùn cao, kết cấu tốt thì có diện tích tiếp xúc giữa các hạt đất nhỏ nên tính liên kết nhỏ và ngược lại.

Độ ẩm có ảnh hưởng rõ rệt nhất tới tính liên kết của đất. Khi đất đạt tới độ ẩm quá độ ẩm toàn phần sức liên kết của đất gần bằng không. Điều này thể hiện rằng khi ở độ ẩm cao, hạt đất hút nước tạo nên các màng nước dày bao quanh làm phân cách các hạt đất. Tuy nhiên khi độ ẩm giảm dần từ độ ẩm bão hoà thì tính liên kết của đất sét tăng lên, ngược lại tính liên kết của đất cát có xu hướng giảm.

Thành phần cation hấp thụ có ảnh hưởng tới tính liên kết của đất. Đất giàu ion Ca²⁺ có sức liên kết yếu khi đất khô. Nhưng tính liên kết tăng khi độ ẩm tăng. Ngược lại đất giàu ion Na⁺ có tính liên kết cao khi khô nhưng khi ẩm tính liên kết giảm do khi ẩm ion Na⁺ nhanh chóng tạo nên màng nước dày bao bọc quanh các hạt đất.

Tính dính của đất là khả năng kết dính của đất với những vật tiếp xúc từ bên ngoài vào. Đơn vị tính: g/cm².

Tính dính được thể hiện như đất bám dính vào cày, bừa hay chân tay con người. Như vậy tính dính cao cũng sẽ gây khó khăn cho làm đất và hoạt động của máy móc, con người trên đồng ruộng. Tính dính của đất phụ thuộc vào thành phần cơ giới, hàm lượng mùn, kết cấu đất, độ ẩm và thành phần cation hấp phụ.

Đất nhiều sét, hàm lượng mùn thấp kết cấu kém thì tính dính cao và ngược lại.

Độ ẩm có ảnh hưởng trực tiếp tới tính tính của đất. Đất quá ẩm hay quá khô tính dính ít. Đất chỉ xuất hiện tính dính khi ở một độ ẩm nhất định. Tuy nhiên trị số độ ẩm và tính dính còn phụ thuộc vào từng loại đất.

Ví dụ: Đất cát dính kém ở mọi độ ẩm, đất thịt tính dính tăng dần khi độ ẩm tăng (trừ khi đất quá ẩm). Đất có kết cấu tốt chỉ có tính dính khi có độ ẩm cao (60 - 70 % trở lên) trong khi đất có kết cấu kém thì độ ẩm thấp (40 - 50 %) đã xuất hiện tính dính.

Nếu cùng một loại đất, khi đất giàu cation Na⁺ thì tính dính cao hơn nhiều so với đất giàu ion Ca²⁺.

Tính dính xác định bằng lực (g/cm² ) cần để lôi mảnh kim loại khi tiếp xúc hoàn toàn với đất, ra khỏi đất. Theo mức độ dính thì đất có thể chia thành các nhóm như sau:

- Đất rất dính: > 5 g/cm²

- Đất dính nhiều: 2 - 5 g/cm²

- Đất dính trung bình: 0,5 - 2 g/cm²

- Đất dính ít: 0,1 - 0,5 g/cm²

- Đất hơi dính: < 0,1 g/cm²

4.4.4. Tính dẻo của đất

Tính dẻo của đất là chỉ khả năng của đất có thể biến dạng mà không bị vỡ vụn khi có lực tác động từ bên ngoài vào.

Như vậy tính dẻo được hình thành chính do sức hút lẫn nhau của các phân tử đất. Khi đất khô, đất không có tính dẻo. Khi độ ẩm đất tăng lên đến khi có tính dẻo thì tại thời điểm độ ẩm này người ta gọi là giới hạn dưới của tính dẻo. Khi độ ẩm tăng đến khi đất nhão ra và bắt đầu mất tính dẻo, thì người ta gọi trị số này là giới hạn trên của tính dẻo. Hiệu của giới hạn trên và giới hạn dưới là trị số dẻo.

Tính dẻo phụ thuộc vào loại hình và số lượng keo sét. Đất chứa nhiều keo monmorilinit có tính dẻo cao hơn đất chứa nhiều keo kaolinit. Nhìn chung thì đất sét có trị số dẻo cao hơn đất thịt và cao hơn đất cát.

Đất có tính dẻo nhiều thì gây khó khăn cho việc làm đất. Bởi vì khi làm đất khó tạo ra các hạt đất theo yêu cầu mà đất biến dạng và tồn tại ở các hạt đất có kích thước lớn. Chọn độ ẩm thích hợp để khắc phục hiện tượng này là rất cần thiết.

4.4.5. Sức cản của đất

Khi làm đất như cày, bừa, tức là tạo ra những lực cần thiết để thắng được sức cản của đất và lực đó gọi là lực cản riêng của đất. Vậy lực cản riêng của đất là lực cần phí tổn để cắt mảnh đất có tiết diện ngang là 1 cm² và được biểu thị là Kg/cm².

Như vậy ta phải thắng được sức liên kết của đất để cắt, lật đất. Đồng thời ta phải vượt qua tính tính của đất, tính dẻo của đất làm vỡ vụn đất. Ngoài ra còn liên quan đến các lực khác như trọng lực, lực ma sát... Như vậy, xác định độ ẩm thích hợp để có tính liên kết, tính dính, tính dẻo ở trị số phù hợp nhất cho có sức cản bé nhất khi làm đất là rất quan trọng.

Nói chung đa số các loại đất có sức cản riêng khi làm đất nhỏ nhất ở trị số độ ẩm 20 - 25 % hoặc đất ngập nước (với lúa nước) (Bảng 4.9).