Chương 3 Đặc tính lý - hóa

Chương 3 Đặc Tính Lý - Hóa Nguyễn Kim Thanh 2010 Cấu phần chính của đất (Components) Kết cấu – texturethành phần cơ giới Cỡ hạt Clay - Sét: 2000µm Mối liên quan giữa kết cấu, dung trọng khô và độ rỗng (texture, bulk density and porosity of soils) (theo Juma, N.C. Jan 22, 1999) Liqid permeability of several soiltypes Tính chất vật lý Soil 3 - NKThanh Thành phần cơ giới - Cát - Đất thịt Sét Mô tả là đoàn lạp aggregates Độ dày và màu sắc của đất Độ dày do quá trình đá gốc, địa hình và khí hậu Đỏ Đen Trắng mùn SìO, Al2O3, CaCO3 Fe2O3 Các tác nhân tạo màu trong đất Chất hữu cơ: là chất tạo màu mạnh trong đất làm cho có màu tối hoặc đen Các hợp chất khác hoặc nguyên tố: sắt khi oxy hóa tạo màu từ nâu vàng đến đỏ thẩ. Oxít magie tạo màu tía-đen Hue: màuChroma: cường độ sáng của màu Color Wheel- The Range in Soil Hue In NE PA, the most commons hues are 10YR and 7.5YR Nhuộm màu đất - Soil Coloring Black organic coatings Thank you – Dr. David Lindbo (NCSU) Red: Hematite and Goethite Yellow: Goethite Gray: No coatings Thank you – Dr. David Lindbo (NCSU) Các thông số vật lý Thể tích φm, φh φw=Vw/Vt φm+ φh + φw (θ)+ φa = 1 φ s= (Vm+Vh)/Vt) φp= (Vw+Va)/Vt=1- φs Các thông số vật lý Khối lượng mt=mm+mh+mw+ma md=mm+mh fm= mm/md (phần khoáng trong chất khô) fh= mh/md Tỷ trọng riêng phần Ρm=mm/Vm; Ρh=mh/Vh; Ρw=mw/Vw Ρa=ma/Va Độ rỗng: e=(Vw+Va)/Vt Tỷ trọng của phần rắn ρs=mm+mh)/Vm+Vh Dung trọng (bulk) ρd=(mm+ mh+ma)/Vt = md/Vt Một số mối quan hệ Θ=w (Ρd/Ρw), với w=mw/md ρm+h= 1/(fh/Ρh + fm/Ρm) Với tỷ trọng riêng của phần: khóang: 2600-2750 kg/m3 Mùn: 1400-1550 kg/m3 Nước: 1000 kg/m3 Khí: 1.3 kg/m3 Ví dụ tính 1 lọai đất mặt có 25% là sét; 40% là silt; 30% là cát và 5% là mùn (humus). Hãy ước tính dung trọng của đất, giả sử rằng độ rỗng là 50%. So sánh các cỡ hạt của   Ví dụ về cấu trúc đất Các phương pháp xác định thành phần Ngòai hiện trường Rây Phương pháp xác định độ lắng theo phương trình Stoke’s Không khí đất – soil air ea = e-θ Đối với cây trồng, đất được xem là bảo hòan khí tốt thì ea nên bằng θ ở field capavity, thông thường thì ea lớn hơn; CO2 trong đất thường lớn hơn khí quyển do: hô hấp bởi VSV; Sự ô xy hóa tốt có thể mô tả: [C(H2O)]n + O2  nCO2 + H2O RQ: tỷ số hô hấp (CO2/O2) theo mole Ví dụ: về thành phần không khí trong đất thị ít bị rửa trôi - % thể tích * Mùa đông: có lẽ do lượng nước tích tụ nhiều hơn và hạn chế sự khuếch tán từ không khí Nước trong đất Θ và field capacity Điểm héo (wilting point) Nước liên kết: nước cấu tạo và nước kết tinh Nước hấp phụ Chặt – ành hưởng bởi độ ẩm trong trong khí Hờ (thẩm thấu) Nước mao quản: xuất hiện trong đường kính nhỏ hơn 8µm h= 3*10-5/d Nước mao quản dâng Cát: 0,3-0,6m Đất thịt: 3-4m Sét: 6-7m Treo (ko ảnh hưởng bởi nước ngầm) Nước tù (nước góc) Nước trọng lực Thể rắn: nhiệt độ thấp Hơi nước Nước bên trong tế bào ẩm độ Lực hút Tái ẩm Làm khô Mối liên hệ giữa áp lực lên độ ẩm của đất trong môi trường hạt không đều Gọi là: hysteresis Thế năng của nước Thế năng của nước được kết hợp bởi 3 lực: - lực mao dẫn - Lực trọng trường lực thẩm thấu (osmotis potential) Giả sử có 1 tube chứa nước: Để nước di chuyển thì 1 lực P1 phải thắng lực hấp dẫn trên thành P2 = 2πrlF. Và công sinh ra để có sự dịch chuyển sẽ bằng tỷ số của lực P1/thể tích của khối nước đó πr2l. Hay bằng 2F/r. Năng suất nước sẵn có - FC: để chảy tự do trong 48giờ (thế năng: -5kPa hay -0,05bar) Điểm héo vĩnh viễn: là độ ẩm mà ở đó cây xanh để trong 1-2 giờ sẽ không hồi phục được (-1,5*103kPa hay -15bar) (1bar – 10m – 100kPa) Đối với chảy tự do Darcy’law: q= ki*A (cm3/s) k=cm/s; i=cm/cm; A: cm2 v = - kdh/dl (v=ki) (đúng với chảy tầng- trong đất luôn chảy tầng) Đặc tính cỡ hạt Các yếu tố giữ nước (Retention) Dính chặt- rắn-lỏng Cố kết: lỏng-lỏng Đo bằng atmospheres 1atm. = 14.7 # / sq. in. at sea level 1 Bar = 0.9869 atmos Soil Liquid 1st layer Giữ cho các lỗ mao dẫn đầy 2nd - 3rd layers 2. Duy trì màng nước trên các lỗ lớn hơn Mối quan hệ giữa Soil Moisture and Tension (độ ẩm của đất và sức căng) Hygroscopic coef. Wilting coef. Field capacity Saturated 31 atm. Hygroscopic Water 15 atm. Unavailable H2O Available H2O Superflous H2O Capillary Water Gravitational Water 1/3 atm. Hút ẩm điểm héo vĩnh cửu tích ẩm Dung dịch đất khí hòan tan theo Henry’s KH=[Gs]/PG Gs Nồng động của khí trong dd; PG: áp suất riêng phần Lưu ý: Hằng số Henry’s Pg=HCL - Pg: atm - CL: nồng độ của chất trong pha lỏng; H: (atm.m3/mol) VD tính: Hãy tính nồng độ CO2 trong dd đất khi tỷ lệ CO2 trong kk ở mùa hè là 2%. Hay H=Cg/CL Câu hỏi Các thành phần chính của đất? Thành phần cơ giới đất? Các phương pháp xác định thành phần cơ giới của đất? Các yếu tố tạo màu đất? Dung trọng là gì? Các nhóm nước trong đất chính là gì? Các lực chính tạo ra độ ẩm của đất? Điểm héo vĩnh cử, độ tích ẩm là gì? Các khí hòa tan trong đất tuân theo luật nào? Hãy đọc chương 4