Chương IX NƯỚC TRONG ÐẤT Vai trò nước đất Trước tham gia vào phong hoá loại đá khoáng vật giai đoạn trình hình thành đất Các tầng đất phẫu diện tạo kết q trình hố học, lý học, sinh hố học; trình vận chuyển vật chất nước giữ vai trò định Nước nhân tố điều hồ nhiệt khơng khí đất Các tính chất lý đất tính liên kết, độ chặt, tính dính, tính dẻo, tính trương co nước chi phối Nước liên quan chặt chẽ tới hình thành chất sinh kết von, đá ong, vệt muối Sự di chuyển nước gây ảnh hưởng xấu đến độ phì nhiêu đất, làm chất dinh dưỡng bị rửa trơi, phá vỡ kết cấu gây xói mịn vùng đất dốc Nhờ có nước hồ tan chất dinh dưỡng, trồng sinh vật khác hút Cây trồng nông nghiệp muốn tạo gram chất khô cần phải hút từ 250 đến 1062 gram nước, tuỳ theo lồi miền khí hậu Tóm lại, nước quan trọng q trình hố học, lý học, sinh hố học xảy đất Tính chất nước đất 2.1 Cấu tạo khả liên kết phân tử nước Ðặc tính nước có liên quan tới tính chất hoá lý nước Phân tử nước bao gồm nguyên tử hydro nguyên tử oxy Các nguyên tử xếp không cân xứng, khoảng cách từ proton hydro đến proton oxy 0,97 Å, proton hydro 1,54 Å, chúng tạo góc H-O-H = 1050 Từ phân tử nước có số proton tích điện âm số proton tích điện dương, trung tính Tuy nhiên, trung tâm tích điện dương dịch chuyển trung tâm tích điện âm, phân tử nước có momen lưỡng cực gây điện trường vùng phụ cận phân tử Kết phân tử nước tác động với nhau, với ion hồ tan, với điện trường khống vật, chất hữu đất Ðiện trường momen phân cực phân tử nước bên cạnh làm tăng lực tác động hình thành mối liên kết hydro yếu bên phân tử proton nguyên tử hydro phân tử nguyên tử oxy phân tử khác Tác động lực hút yếu hình thành nên hạt hiệu ứng làm cho phân tử liên kết lại với Do mối liên kết hydro yếu, phân tử giao động nhiệt, tác động môi trường xung quanh nên phân tử nước trạng thái rắn có cấu trúc tinh thể hồn chỉnh ổn định Khi nhiệt độ 00C, đá tan, liên kết hydro giảm (độ dài proton hydro lên đến khoảng 2,9Å), tỷ trọng nước tăng dần đến nhiệt độ đạt 0C Ở trạng thái lỏng phân tử nước có hay phân tử khác bao quanh liên kết hydro, cấu trúc phân tử ổn định Chỉ có trạng thái làm phân tử nước hoàn toàn liên kết hydro bên Do mối liên kết cân điện nguyên tử oxy hydro phân tử độc lập bền vững, hạt nhân hydro có lực giới hạn tiếp nhận lượng nhiệt để phá vỡ lực hút với điện tích để ion hố tạo thành hydroxơni H 3O+ với phân tử nước có liên kết hydro Ðơn hydroxyl (OH-) cịn lại proton tích điện dương từ số nguyên tử hydro tạo nên phân tử nước trung hồ, tích điện âm Phản ứng ngược chiều sau: 2H2O  H3O+ + OH- Ion hoá lượng nhỏ phân tử nước; hạt tích điện có điện trường khác với phân cực phân tử không phân ly Kết quả, lượng phân ly khơng lớn có ảnh hưởng đến hoạt tính hạt tích điện (khống tích điện) tiếp xúc với dung dịch với nhiều phản ứng hoá học xảy đất Hằng số điện ly (Kw) phản ứng ion hoá viết theo phương trình: Kw = [H]+[OH]- = 10-14 Nguyên nhân phân ly rõ ràng, tồn khác biệt nhỏ hoạt tính với nồng độ ion hydro oxy Xác định mức độ ion hoá nước gọi pH âm logarit thập phân nồng độ mol ion hydro [H]+: pH = - log10 [H]+ 2.2 Tính chất nước thể lỏng  Tính chất nhiệt học học Nước chất lỏng đặc biệt Nước có điểm sơi điểm tan cao, tỷ trọng bé, pha lỏng nặng pha rắn Nước yêu cầu nhiệt lượng lớn gọi nhiệt nóng chảy Lượng nhiệt làm nước bốc cịn lớn gọi nhiệt bốc Nước có số cách điện cao, tạo tính cách đảo điện cao nhiệt dung riêng lớn Ta tóm tắt số tính chất lý bảng 9.1 Bảng 9.1 Một số tính chất vật lý nước tinh khiết Tính chất Tỷ trọng: lỏng rắn Nhiệt nóng chảy Nhiệt bốc Nhiệt dung riêng Hằng số điện ly Sức dẫn nhiệt Ðộ nhớt Áp suất bề mặt Giá trị 0,998 0,910 1,73 10-5 3,34 10-8 2,54.10-9 0,999 80 6,03 103 1,0 10-2 72,7 Ðơn vị tính g/cm3 g/cm3 g/cm3 erg/g erg/g erg/g/0C erg/cm/s/g/0C erg/cm/s erg/cm2 Nhiệt độ (0C) 20 20 20 20 20 20 20 20 William A Jury cs (1991) Sức căng bề mặt đường cong mặt Khi nước tiếp xúc với hạt đất hay với khơng khí tạo mặt hai vật chất Các phân tử gần mặt chịu lực tác động khác so với phân tử phạm vi chất lỏng Ví dụ, mặt khơng khí nước, phân tử khối lỏng từ mặt liên kết hydro với phân tử bên cạnh thể yếu lực kéo trực tiếp khỏi nước Vì phân tử mặt khơng khí-nước xuất sức hút vào dung môi làm cho mật độ phân tử nước phía khơng khí bé phía chất lỏng Lực hút khơng cân phá vỡ liên kết hydro phân tử mặt cong tạo tính chất "màng" bề mặt, thể tích tăng làm căng giống "da" Kết phân tử nước đòi hỏi lượng để tồn mặt cong Năng lượng lớn theo đơn vị diện tích bề mặt để giữ lại phân tử mặt cong gọi sức căng bề mặt Cũng định nghĩa lượng tính theo đơn vị diện tích cần có để tăng diện tích bề mặt mặt lực tính theo đơn vị độ dài để giữ bề mặt với Ðường cong mặt nước-không khí cân có quan hệ với chênh lệch lực cắt ngang mặt Nếu nước tinh khiết mặt mặt phẳng ngang áp lực mặt Khi mặt đường cong, áp lực lớn phía mặt lõm mặt tổng hợp mà lực phụ thuộc vào đường kính đường cong áp lực bề mặt dung môi Ðối với mặt hình cầu có đường kính R, chênh lệch lực p mặt khơng khí mặt chất lỏng mặt là: 2 R Trong đó: : áp lực bề mặt p = (1) Trong p = Pa - Pl đường cong mặt dung mơi (có nghĩa khơng khí sủi bọt nước p = Pl - Pa đường cong mặt lồi phía chất khí có nghĩa giọt nước khơng khí Hình 9.1 mơ tả quan hệ đường cong chênh lệch áp suất mặt khác khÝ chất lỏng Pkhí > Plỏng khÝ chất lỏng Pkhí = Plỏng chất lỏng Pkhí < Plỏng khÝ R Hình 9.1 Quan hệ đường cong mặt độ chênh lệch áp suất mặt pha rắn pha khí  Góc tiếp xúc Khi chất lỏng có hệ pha gồm thể khí thể rắn, góc đo từ bề mặt rắn- lỏng đến bề mặt lỏng- khí gọi góc tiếp xúc  Khi chất lỏng hấp dẫn (được hút) chất rắn mạnh hấp dẫn dính phân tử chất lỏng góc bé chất lỏng gọi "làm ướt" chất rắn Ngược lại lực dính chất lỏng lớn nhiều so với lực hấp dẫn hút chất rắn góc lớn chất lỏng gọi ghét chất rắn (hình 9.2) chất khí chất khí    chất lỏng  chất rắn chất  lỏng ` chất rắn Hình 9.2 Hình biểu diễn góc tiếp xúc a) Góc tiếp xúc bé đất làm ướt; b) Góc tiếp xúc lớn đất "ghét" nước  Leo cao mao dẫn Khi chất lỏng tiếp xúc với ống mao dẫn hở, chất lỏng leo lên ống mao dẫn Trên bề mặt cột nước xuất mặt cong nước- khơng khí (hình 9.3) Giả thiết mao dẫn ống thuỷ tinh, có bán kính R Ta có, chênh lệch áp suất là: p = Pl 2 - Pa = Với thể tích AH, A = R2 diện tích mặt cắt ngang H chiều cao R dâng lên nước mao dẫn Lúc đó: lực đẩy lên thẳng là: Fup = pA = R2p = R; lực xuống trọng lực cột nước (Mg), M = w V khối lượng nước F down = w V = R2w Hg Tại trạng thái cân bằng, lực nhau, từ ta tính: 2δ H = ρwgR (2) Phương trình (2) cho ta chiều cao cột nước dâng lên mao dẫn với bán kính R góc tiếp xúc zero Khi góc tiếp xúc khơng phải zero, chiều cao cột nước tới hạn bé giá trị Trên hình 9.3, bán kính đường cong mặt r = R/ cos  Khi chênh lệch áp lực là: 2δ 2δcosγ = = R R 2δcosγ cân lực lúc diễn ra: H = ρwgR p = (3) Trong trường hợp thứ chiều cao cột nước bé R  r Gãc tiÕp xóc  Kh«ng khÝ n íc èng thủ tinh s¹ch Hình 9.3 Cột nước ống mao dẫn Ðến ta kết luận rằng, đường kính mao dẫn bé cột nước leo cao Cũng cần ý đất khe hở có kích thước hình dạng khác Chỉ khe hở liên tục kích thước giới hạn (0,1- 0,001 mm) đất có cấu tạo hạt kết xem mao dẫn Những khe hở bé giới hạn không cho phép nước dâng cao lực hấp phụ hạt đất phân tử nước lớn nhiều, chúng liên tục  Ðộ nhớt Do phân tử nước đứng cạnh hút lẫn nhau, chúng chống lại xu làm tăng số lượng nước phạm vi chất lỏng có lực tác động lên Lực cản gọi lực kéo hay lực cắt Trên hình 9.4 trình bày thí nghiệm xác định độ nhớt nước Lực F Mặt chuyển động V = Vmax Chất lỏng Mặt đứng yên Hình 9.4 Tấm nhỏ mặt nước đẩy sang phải lực F đạt vận tốc tối đa Vmax.Tốc độ tăng lên tuyến tính theo hướng y Nước tiếp xúc với khối lượng bé chuyển động với V max, nước tiếp xúc đáy không chuyển động, tạo thay đổi tuyến tính tốc độ nước theo chiều thẳng đứng.Tỷ số lực đo đơn vị diện tích (lực tiếp tuyến theo đơn vị diện tích, lực cắt ) gradient tốc độ thẳng đứng cho chuyển động (phương trình Vmax / L) gọi hệ số độ nhớt  (những đơn vị khối lượng độ dài thời gian): F/A FL = = (4) V max A AV max x Biểu thức tổng quát mối quan hệ lực hãm tốc độ gọi định luật độ nhớt Newton  = F/ A = -  dV/  y (5) y mặt thẳng đứng với dòng chất lỏng  Áp suất thẩm thấu Từ chỗ phân tử nước có momen lưỡng cực, ion dung dịch bị hút điện trường xung quanh phân tử nước độc lập hướng tập trung gần chúng Tác động chụm có trạng thái lượng thấp nước Nếu màng thấm nước không thấm chất tan nước sử dụng để tách nước khỏi dung dịch chứa ion, nước từ phía màng sang phía dung dịch Khối lượng di chuyển tiếp tục không giới hạn có lực đối kháng Nếu dung dịch ngăn bên hộp dẻo màng cao su, lúc nước vào hộp làm tăng thể tích gây tăng lên áp suất thuỷ tĩnh, kết ngừng dòng nước Cuối áp suất thuỷ tĩnh dung dịch cân lực hút ion nước điểm cân bằng, áp suất gọi áp suất thẩm thấu (osmotic pressure)  Ðối với dung dịch lỗng, áp suất tính gần theo công thức:  = CsRT (6) Trong  áp suất thẩm thấu theo erg cm 2; Cs nồng độ mol cm 2; T nhiệt độ Kelvin R số khí (8,32 107 erg/ mol deg) Phương trình dùng cho tổ hợp hình thành phần tử đơn ion Ví dụ, dung dịch HCl có nồng độ 0,001M T= 3000K Dùng cơng thức (6) ta có:  = (10-5 mol/ cm3) (300) (8,32 x 107) (erg/ mol) = 2,5 x 104 erg/ cm3  0,25 atm Các dạng nước đất Do đặc điểm cấu tạo, nước liên kết với hạt đất hay độc lập khe hở Khi xâm nhập vào đất chịu tác động nhiều lực khác lực hấp phụ, lực thẩm thấu, lực mao dẫn trọng lực Bởi nước giữ lại lực khác nhau, tạo nên nhiều dạng nước đất 3.1 Nước liên kết hoá học Nước liên kết hoá học gồm nước cấu tạo nước kết tinh Nước cấu tạo dạng nước tham gia vào thành phần cấu tạo khống vật dạng nhóm OH- Nước nung nóng khống vật nhiệt độ cao từ 500 0C trở lên, khống vật bị phá huỷ hoàn toàn Nước kết tinh dạng nước tham gia vào hình thành tinh thể khoáng vật dạng phân tử nước liên kết với khống vật (ví dụ thạch cao - CaSO 4; limonit Fe2O3.3H2O) Có tài liệu cho rằng, nước kết tinh bị nung khoáng vật từ 105 0C đến 2000C Dưới tác dụng nhiệt độ, phân tử nước nước kết tinh không lúc mà dần theo bước nhảy, phân tử nước nhiệt độ thích hợp Ví dụ, nung thạch cao phân tử nước thứ bị 1070C, phân tử thứ nhiệt độ 1700C Khi nước kết tinh bị khoáng vật khơng bị phá huỷ số tính chất vật lý thay đổi Nước liên kết hố học khơng di chuyển Thực vật sử dụng dạng nước 3.2 Nước thể rắn Khi nhiệt độ 00C nước khe hở chuyển sang thể rắn, không di chuyển trồng không sử dụng 3.3 Nước thể khí (hơi nước) Bình thường nước ln tồn thể khơng khí khí khơng khí đất Giữa thể rắn, lỏng khí tồn trạng thái cân tức thời Trạng thái phụ thuộc ẩm độ đất, nồng độ dung dịch đất, nhiệt độ hàm lượng sét Trong đất nước nằm khơng khí, phần bị hạt đất giữ lại bề mặt lực hấp phụ Hơi nước đất linh động di chuyển nguyên nhân:  Do chênh lệch áp suất nên nước di chuyển từ nơi có áp suất cao đến nơi có áp suất thấp hơn, di chuyển từ nơi ẩm sang nơi khơ Khi nhiệt độ đất hạ xuống, nước di chuyển đến nơi nhiệt độ thấp Chính nhờ khả di chuyển nên có trao đổi tỷ lệ nước khơng khí đất khơng khí khí sát mặt đất  Hơi nước di chuyển thụ động gió thổi Thực vật sử dụng nước chuyển sang thể lỏng Thực hàm lượng nước thể đất khơng nhiều, đất bão hồ nước, lúc phần lớn khe hở bị nước chiếm 3.4 Nước hấp phụ Là dạng nước hạt đất hút giữ lại bề mặt chúng nhờ lực hấp phụ Lực hấp phụ bao gồm:  Phân tử nước nguyên tử oxy bề mặt hạt đất (đặc biệt hạt keo) hình thành liên kết Hydro Lực hấp phụ lớn, đạt hàng ngàn atmotphe, phạm vi tác động chúng cự ly ngắn  Do bề mặt hạt keo mang điện âm nên vành chúng hút ion trái dấu phát sinh điện trường tĩnh Phân tử nước lưỡng cực nên hút điện trường đó, phân tử nước hút lẫn qua liên kết hydro Lực hấp phụ có khoảng cách tác động hữu hiệu lớn nên lực hút bé hơn, chí đạt vài atmotphe vành Nước hấp phụ sát bề mặt hạt đất có đặc điểm là: tỷ trọng lớn nước bình thường (có thể đạt 1,4- 1,5), nhiệt dung bé (0,5- 0,8 Calo/cm3), khả hồ tan vật chất (như: đường, axit, bazơ ), tính dẫn điện gần 0, điểm đóng băng thấp (- 780C) khơng di chuyển Dạng nước hấp phụ hẳn tính vận động nhiệt, trình hấp phụ giải phóng nhiệt lượng gọi "nhiệt ẩm ướt" Nước hấp phụ lớp chịu lực hút nhỏ hơn, có tính chất gần giống với nước bình thường độ nhớt lớn hơn, điểm đóng băng thấp hơn, di chuyển chậm, ion lớp khuếch tán keo đất phân bố Lực hấp phụ nước đất định tỷ diện hoà tan đất, loại keo, lượng keo ion hấp phụ với lượng chất hồ tan (vì ảnh hưởng tới trạng thái tụ keo hay tán keo) Thành phần giới nặng, keo hữu keo sét loại hình 2:1 nhiều, keo phân tán lực hấp phụ lớn, lượng nước giữ lại nhiều Hình 9.5 mơ tả dạng nước, giới hạn nước giữ lại khe hở lực (pF) khác Sức chứa ẩm đồng ruộng Nước thấm qua Nước khó lấy Nước hiệu lực Điểm héo Nước trọng lực Nước mao quản treo Hy max Nước bão hồ Đất thịt Nước khơng lấy Nước hấp phụ Đất cát Nước thấm nhanh g H2O/100g đất Hình 9.5 Ðường cong hấp phụ nước đất cát đất thịt (H Uggla) (m đường kính mao dẫn) Nước hấp phụ chia làm loại: nước hấp phụ chặt nước hấp phụ hờ  Nước hấp phụ chặt: Là nước giữ chặt lực hấp phụ xuất bề mặt hạt đất Các phân tử nước bám quanh hạt đất tạo thành lớp mỏng, có chiều dày 2- đường kính phân tử nước di chuyển biến sang dạng Khi lớp đơn phân tử nước cịn đứt đoạn, chưa vây kín hạt đất gọi "nước hấp phụ bé" có ký hiệu Hy Trường hợp xảy đất khơ trạng thái bình thường Nếu xác định độ ẩm lúc ta độ ẩm đất khô không khí Khi để đất khơ khơng khí bão hồ nước (khơng khí chứa  94,2 % nước), phân tử nước bị hấp phụ vây kín xung quanh hạt đất tạo thành lớp đơn tử nước, gọi "nước hấp phụ tối đa", có ký hiệu Hymax Ðối với loại đất, Hymax số Người ta thấy hút nước lượng nước đất gấp 1,5 lần giá trị Hymax trở lên Từ người ta tính độ ẩm héo công thức sau: Wc.h (%) = 1,5 Hymax Nước hấp phụ bị ta sấy đất nhiệt độ 105- 1100C  Nước hấp phụ hờ (nước màng) Nước màng nước đất giữ lại bên lớp nước hấp phụ chặt lực phân tử định hướng sức hút ion bề mặt hạt đất (lực thuỷ hố) Lớp nước có bề dày gấp hàng chục lần đường kính phân tử nước bao gồm nhiều lớp đơn phân tử nước Lực giữ nước trường hợp yếu nhiều so với lực giữ nước hấp phụ chặt Dạng nước di chuyển từ hạt đất có màng dày sang hạt đất có màng mỏng đứng cạnh bên độ dày hai màng cân Tuy nhiên di chuyển chậm chạp, khoảng 2,4 mm/giờ Thực tế trồng không sử dụng dạng nước 3.5 Nước tự Là dạng nước không liên kết với đất, không bị giữ chặt lực liên kết hoá học hay lực hấp phụ Nước di chuyển tác dụng lực mao quản hay trọng lực, từ chia dạng: nước mao quản nước trọng lực  Nước mao quản: Nước mao quản di chuyển ống mao quản có đường kính bé, theo hướng khác nhau, trồng dễ dàng hút nước Tính chất vật lý hố học dạng nước mao quản hoàn toàn giống nước tự do, bị giữ lại lực bé, khoảng mười lăm atmotphe đến vài phần trăm atmotphe Nước mao quản di chuyển dễ dàng mao quản đường kính khoảng 0,002- 0,850 mm ( = 0,2- 8,5 m) Nếu ống mao quản bé 0,002 mm chứa đầy nước hấp phụ, làm cho di chuyển nước mao quản gặp khó khăn Nước mao quản nối liền với nước ngầm thường xuyên nước ngầm cung cấp gọi "nước mao quản leo" Khi mạch nước ngầm sâu hạn hán lâu ngày nước ngầm không tồn tại, nước mao quản không nước ngầm cung cấp ta gọi "nước mao quản treo" Nước mao quản nguồn nước chủ yếu cung cấp cho trồng, cần bảo vệ nâng cao hàm lượng nước đất biện pháp phù hợp bón phân hữu tạo kết cấu, tăng cường xới xáo, che phủ chống bốc nước  Nước trọng lực Là nước ngấm sâu mưa, tưới hay từ nguồn nước khác, tác động trọng lực di chuyển nhanh khe hở lớn đọng lại tầng đất không thấm nước nước ngầm Nước ngầm chia thành loại: nước ngầm tạm thời nước ngầm vĩnh cửu - Nước ngầm tạm thời nước đọng lại độ sâu định (không lớn lắm), tầng đất gọi tầng chứa nước Ngoài địa hình, cịn phụ thuộc chặt chẽ vào thời tiết Nếu mưa nhiều mạch nước ngầm dâng lên cao, ngược lại hạn hán lâu ngày mạch nước ngầm hạ xuống sâu chí khơng tồn - Nước ngầm vĩnh cửu nước nằm tầng đất không thấm nước Dạng nước không phụ thuộc vào thời tiết mà phụ thuộc vào địa hình, địa mạo đá mẹ Muốn khai thác nước ngầm vĩnh cửu ta phải khoan sâu hàng chục hàng trăm mét Nhìn chung trồng sử dụng nước trọng lực di chuyển xuống nhanh Tuy nhiên nước ngầm tạm thời nằm khơng q sâu trở thành nguồn cung cấp nước dạng nước mao quản leo Khi nước ngầm tạm thời nằm nông, chiếm đầy khe hở đất lâu ngày gây tượng yếm khí, có hại cho trồng sinh vật hữu ích khác Khái niệm lượng nước đất Sự tồn di chuyển đất, hút vận chuyển cây, vào khơng khí nước tượng có liên quan tới lượng Các loại lượng khác liên quan với nhau, bao hàm động Ðộng nhân tố quan trọng tạo dịng chảy mãnh liệt dịng sơng, di chuyển nước đất chậm chạp nên thành tố động thường dễ bị bỏ qua trở nên có ý nghĩa Thế quan trọng việc xác định trạng thái di chuyển nước đất Ðể đơn giản hoá, mục ta dùng thuật ngữ lượng dành cho Khi xem xét lượng, ta cần phải hiểu tất vật chất bao gồm nước di chuyển hay biến đổi thay đổi trạng thái lượng từ cao sang thấp Vì thế, biết mức lượng xác điểm khác đất, ta đốn trước hướng di chuyển nước Ðó chênh lệch mức lượng từ vị trí tiếp xúc đến vị trí khác gây tác động tới di chuyển nước 4.1 Các lực tác động Trong thảo luận nêu phần trên, cấu trúc đặc tính nước đưa yếu tố quan trọng tác động đến mức lượng nước đất Thứ nhất, xâm nhập hay lôi kéo nước vào thể rắn đất (matrix) gây lực matric (liên quan đến hấp phụ mao dẫn) làm giảm trạng thái lượng nước bề mặt hạt đất cách rõ ràng Thứ 2, lôi kéo nước ion chất tan khác, kết tạo lực thẩm thấu, dẫn đến làm giảm trạng thái lượng nước dung dịch đất Di chuyển nước qua màng bán thẩm thấu vào dung dịch biểu trạng thái lượng thấp dung dịch Thứ 3, chủ yếu trọng lực tác động lên nước, luôn kéo nước thẳng xuống Mức lượng nước đất độ cao phẫu diện cao nước độ cao thấp Sự chênh lệch mức lượng tạo dòng xuống 4.2 Thế nước đất Sự chênh lệch mức lượng nước từ điểm hay điều kiện so với điểm khác hay điều kiện khác (nghĩa đất khô hay đất ướt) định hướng, tỷ số nước di chuyển đất Trong đất ướt phần lớn nước giữ lại khe hở lớn màng nước dày quanh hạt đất Do phân tử nước khơng bám chặt khơng phủ kín hạt rắn (matrix) Ở điều kiện phân tử nước di chuyển tự do, mức lượng chúng gần tương đương mức lượng phân tử nguồn nước (tinh khiết) bên đất Trong đất khô, nước tồn khe hở bé màng nước mỏng, hạt đất giữ chặt Như đất khơ phân tử nước di chuyển khó khăn, mức lượng chúng thấp nhiều so với nước đất ướt Nếu mẫu đất khô tiếp xúc với mẫu đất ướt, nước di chuyển từ mẫu ướt (trạng thái lượng cao hơn) sang mẫu khô (trạng thái lượng thấp hơn) Xác định mức lượng tuyệt đối nước đất khó, Rất may, ta không thiết phải biết mức lượng tuyệt đối nước để dự đốn trước di chuyển đất môi trường Tuy nhiên, giá trị tương đối lượng nước đất cần thiết Thường thường trạng thái lượng nước đất vị trí quan tâm phẫu diện so sánh với nước trạng thái có áp suất nhiệt độ chuẩn không chịu ảnh hưởng đất đặt độ cao tham chiếu Sự chênh lệch mức lượng nước trạng thía tham chiếu nước đất gọi nước đất (xem thêm hình 9.5), thuật ngữ giống thuật ngữ áp suất ám chênh lệch trạng thái lượng Nếu tất giá trị nước xem xét có điểm tham chiếu chung (trạng thái lượng nước sạch) chênh lệch nước mẫu đất thực tế phán ánh chênh lệch mức lượng tuyệt đối chúng Ðiều có nghĩa nước di chuyển từ vùng đất nước cao sang vùng nước thấp Thế nước đất liên quan tới số lực, mà số thành tố tổng thể t nước đất Các thành tố liên quan tới chênh lệch mức 8.1 Phương pháp trọng lượng (sấy) Lấy mẫu đất từ đồng ruộng Cân mẫu đất ẩm (P gam), đưa vào tủ sấy đặt nhiệt độ 1050C, sấy trọng lượng không đổi đem cân (P gam) Hiệu P1 P2 lượng nước có mẫu đất nghiên cứu Phương pháp tốn nhiều thời gian lượng xác 8.2 Phương pháp điện trở Người ta dùng điện cực thích hợp cắm vào gói đựng hạt chế biến từ thạch cao (gói nylon hay bơng thuỷ tinh) Sau chơn gói thạch cao vào đất độ sâu nghiên cứu Cả vật liệu: thạch cao, nylon hay thuỷ tinh hút nước, chúng hút nước đạt trạng thái cân lượng nước vật liệu đất Ðiện cực nói nối với máy đo điện trở Giữa điện trở hàm lượng nước đất có mối quan hệ định, suy độ ẩm đất Ðây phương pháp gián tiếp, thích hợp cho đất khơng mặn 8.3 Phương pháp phóng xạ Ðặt "máy đếm" nguồn neutron vào ống nhổ mồi cắm vào đất (hình 9.11) Khi chùm tia neutron phóng xung quanh gặp phân tử nước đổi hướng giảm tốc độ thành "neutron chậm", cuối thu vào "máy đếm" Nước đất nhiều số lượng "neutron chậm" thu "máy đếm" cao Từ suy độ ẩm đất Phương pháp xác nhanh nhược điểm không thực lớp đất mỏng hay đất có độ dày bé đất có nhiều chất hữu Bộ phận máy đếm ống vỏ nhơm Nguồn nơtron Phân tử nước Hình 9.11 Sơ đồ máy đo độ ẩm đất nguồn neutron Các giới hạn ẩm đặc trưng đất (hay số nước) Ðây mốc giới hạn độ ẩm, tương ứng với dạng nước đất Mỗi mốc loại đất định có giá trị khơng đổi hay thay đổi nên người ta gọi số nước đất Các giới hạn có ý nghĩa lớn, phản ánh khả cung cấp nước cho trồng loại đất (xem hình 9.5) 9.1 Ðộ hút ẩm tối đa Hymax Giới hạn hiểu lượng nước tối đa mà đất khơ hút từ khơng khí bão hồ nước (> 96 %) ký hiệu Hymax Lượng nước chủ yếu khả hấp phụ đất định, phụ thuộc vào số yếu tố như: thành phần tỷ lệ loại keo đất, thành phần giới, hàm lượng muối tan Nước trồng khơng hút đất giữ lực hấp phụ lớn (nhiều ngàn atmotphe) 9.2 Ðộ ẩm đồng ruộng (sức chứa ẩm đồng ruộng tối đa) Ðộ ẩm đồng ruộng Wdr%) biểu thị tỷ lệ phần trăm lượng nước tối đa mà đất trạng thái tự nhiên giữ lại khơng kể nước trọng lực, nước, tương đương với dạng nước mao quản leo Thực tế ngồi đồng ruộng lượng nước đất giữ lại sau mưa lâu tưới đẫm, nước ngầm xuất độ sâu định đất không bị ngập nước Ðộ ẩm phụ thuộc lớn vào trạng thái cấu tạo đất (độ hổng) Giá trị độ ẩm lớn trồng dễ dàng lấy nước Ðây giới hạn lượng nước hữu hiệu trồng 9.3 Ðộ ẩm bão hoà (độ ẩm toàn phần) Ðộ ẩm bão hoà biểu thị trạng thái ẩm cao đất tất khe hở bị nước chiếm Giá trị độ ẩm bão hào tương đương với độ hổng Thực tế đồng ruộng lúc đất bị ngập nước sau khoảng thời gian định Khi đất bão hoà nước lâu ngày gây tượng glây hoá bất lợi cho trồng 9.4 Ðộ ẩm héo (W ch) Ðộ ẩm héo lượng nước lại đất bị héo ký hiệu Wch Ðây giới hạn lượng nước hữu hiệu Ðộ ẩm héo phụ thuộc vào khả hấp phụ đất bị chi phối thành phần tỷ lệ loại keo, thành phần giới, hàm lượng muối tan đất Ngồi ra, khơng phải chủ yếu độ ẩm phụ thuộc vào loại thời kỳ sinh trưởng, phát triển Nếu xem áp lực hút nước rễ tối đa 15,2 bar, từ trở lên khơng cịn khả lấy nước nữa, bị héo chết Trên sở đó, ta tính gián tiếp độ ẩm héo theo cơng thức: Wch (%) = 1,5 Hymax Muốn biết xác độ ẩm héo loại đất trồng cụ thể ta tiến hành trồng ruộng hay chậu Tuỳ theo mục đích nghiên cứu mà bắt đầu héo giai đoạn sinh trưởng phát triển lấy mẫu đất phân tích độ ẩm Từ độ ẩm đồng ruộng độ ẩm héo tính độ ẩm hữu hiệu (Whh) sau: Whh (%) = Wdr%) - Wch (%) Như độ ẩm hữu hiệu lượng nước mà trồng hút Giá trị Whh phụ thuộc vào giá trị Wdr Wch 10 Cân nước đất Cân nước đất "thu, chi" nước thể tích đất định (thường tính tầng đất hữu hiệu- tầng đất rễ vươn tới) Theo định luật bảo tồn vật chất hàm lượng nước thể tích định khơng tăng thêm khơng có nguồn bổ sung thêm từ ngồi vào (như nước xâm nhập, nước ngầm dâng lên mao quản) Ðồng thời, khơng có nước bị hao hụt bốc hơi, phát tán vào khơng khí thấm xuống tầng sâu lượng nước đất khơng bị giảm Trên đồng ruộng, cân nước có liên quan mật thiết với cân lượng "thu, chi" nước cần có lượng, đặc biệt tượng bốc nước trình tiêu hao lượng lớn Vì trình bốc cung cấp đồng thời nước lượng định Sự cân nước đất cho thời gian nghiên cứu* biểu thị sau: N1 + N2 + N3 + N4 + N5 + N6 = N7 + N8 + N9 + N10 + N11 +N12 Trong vế trái cơng thức nguồn nước thu vào, bao gồm: N1 nước có đất lúc bắt đầu nghiên cứu, N2 nước mưa thời gian nghiên cứu, N3 nước ngầm thời gian nghiên cứu, N4 nước ngưng tụ từ khí thời gian nghiên cứu, N5 nước xâm nhập từ mặt đất thời gian nghiên cứu, N6 nước xâm nhập từ mạch ngang thời gian nghiên cứu, Vế trái công thức nguồn nước thu vào, bao gồm: N7 nước bốc thời gian nghiên cứu, N8 phát tán thời gian nghiên cứu, N9 nước thấm sâu xuống tầng thời gian nghiên cứu, N10 nước chảy tràn bề mặt thời gian nghiên cứu, N11 nước theo mạch ngang thời gian nghiên cứu, N12 nước lại sau thời gian nghiên cứu * Thời gian nghiên cứu thường năm trịn Nếu hồn cảnh khí hậu biến động, qua chu kỳ nghiên cứu, lượng nước lúc kết thúc lượng nước lúc bắt đầu nghiên cứu (N11 = N1) Trong thực tế nông nghiệp truyền thống, nước vào đất chủ yếu nước mưa (phần thấm vào đất mà thôi) nước tưới Do đó: Nước thu = Nước mưa + Nước tưới Khi tính tốn cân nước đất thường dùng đơn vị m3/ha hay mm cột nước Nguyên lý cân nước đất ứng dụng rộng rãi nghiên cứu đất nước Hai thí dụ đơn giản sau đây: Thí dụ Lượng nước đất tầng hữu hiệu 50 mm, nước vô hiệu 30 mm (cây héo) Lượng mưa thời kỳ thấp, bình quân 0,6 mm/ ngày; lượng nước trồng tiêu hao 1,6 mm/ ngày Nếu khơng có nước ngầm cung cấp xem lượng nước hữu hiệu hút hết, ta tính sau ngày phải tưới để đảm bảo cho trồng đủ nước theo cách sau: 50  30 20 ngày 1,6  0,6 Thí dụ Tính lượng nước hao hụt hàng ngày tầng đất: hàm lượng nước đất tưới lần trước vào ngày 10/ 89,6 mm, sau tưới thêm 45 mm, đến ngày 18/ xác định hàm lượng nước đất 100 mm Trong thời gian từ 10/ đến 18/ trời không mưa, lượng nước hao hụt trung bình hàng ngày là: 89,6  45  100  4,3 ngày 18  10 11 Xác định trữ lượng nước đất 11.1 Tính tổng lượng nước dự trữ lớp đất Muốn tính tổng lượng nước dự trữ lớp đất ta dùng công thức: W (tấn/ ha) = Wsd D h Trong đó: Wsd độ ẩm theo khối lượng đất khô kiệt (%) D dung trọng đất (g/cm3) h độ dày lớp đất (cm) 11.2 Tính tổng lượng nước dự trữ tầng đất hữu hiệu Muốn tính tổng lượng nước dự trữ tầng đất hữu hiệu ta tính lượng nước dự trữ lớp đất riêng cộng lại Chú ý: lớp đất xác định theo tầng đất phát sinh hay tầng chẩn đốn lấy bình qn 10-20 cm lớp tuỳ theo mục đích nghiên cứu Wt (tấn/ ha) = W1sd D1 h1 + W2sd D2 h2 + Wnsd Dn hn Trong đó: W1sd,W2sd Wnsd độ ẩm tầng đất 1, n D1, D2 Dn dung trọng tầng đất 1, n h1, h2 hn độ dày tầng đất 1, n 12 Biện pháp điều tiết nước đất Ðiều tiết nước đất bao gồm tổng hợp biện pháp nhằm tạo điều kiện cung cấp nước thoả mãn nhu cầu trồng Làm thay đổi "thu, chi" nước đất ảnh hưởng đến tổng lượng nước dự trữ lượng nước hữu hiệu Từ ta thấy biện pháp điều hoà nước đắn làm tăng suất trồng Muốn tạo điều kiện tốt cho phát triển, trước hết phải cho lượng nước xâm nhập lượng nước tiêu hao Ðể điều tiết nước đất ta áp dụng số biện pháp sau: - Làm thuỷ lợi Ví dụ, tiêu nước cho đất lầy, đất úng hay tưới nước cho đất khô hạn Ðây biện pháp vừa nhanh vừa triệt để Tuy nhiên đòi hỏi đầu tư lớn ban đầu để xây dựng hệ thống kênh mương, đập- hồ chứa nước, trạm bơm - Các biện pháp tăng khả giữ nước đất, làm giảm lượng nước tiêu hao vô dụng bao gồm: cải tạo kết cấu đất, che phủ đất chống bốc nước vật liệu khác hay thảm cây trồng, gieo trồng thời vụ, chăm sóc như: làm cỏ, xới xáo Tóm lại, điều hồ chế độ nước đất tổng hợp biện pháp canh tác, biện pháp cơng trình thuỷ lợi, trồng rừng bảo vệ rừng Câu hỏi ôn tập Nêu vai trị nước đất Nêu tính chất nước thể lỏng Cho biết khái niệm lượng nước đất Các phương pháp biểu diễn lượng nước đất Nêu phương pháp đo nước Nêu vấn đề vận chuyển nước đất bão hoà Nêu vấn đề vận chuyển nước đất khơng bão hồ Nêu khái niệm tính xâm nhập tính thấm nước Nêu bốc nước yếu tố chi phối 10 Nêu cách biểu thị độ ẩm cách tính trữ lượng nước đất 11 Những giới hạn đặc trưng nước đất ý nghĩa chúng 12 Nêu phương trình cân nước tổng quát Chương X KHƠNG KHÍ VÀ NHIỆT TRONG ÐẤT Khơng khí đất 1.1 Vai trị khơng khí đất Các chất khí đất cần thiết cho sống sinh vật sống đất, cho trình sinh học tiến hành thuận lợi Trong số chất khí, đặc biệt ơxy cacbonic có tác động nhiều mặt đến tính chất đất, làm ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp đến suất trồng a Vai trị ơxy (O2)  Ơxy tác động trực tiếp đến hơ hấp trồng Thiếu ơxy q trình hơ hấp yếu, thiếu lượng hoạt động dẫn đến suất giảm  Ðất thống khí (nhiều ơxy) rễ phát triển thuận lợi, lấy nước thức ăn mạnh, sinh trưởng phát triển nhanh Ðặc biệt giai đoạn nảy mầm, cần nhiều ơxy  Ơxy ảnh hưởng đến điện ơxy hố khử   Thiếu ôxy trình khử xảy mạnh sinh số chất độc đất, giảm trữ lượng chất dinh dưỡng, ảnh hưởng xấu tới trồng Trong đất đầy đủ ơxy q trình háo khí xảy ra, tạo cho đất có nhiều đặc tính tốt b Vai trị khí cacbonic (CO2)  Thành phần tham gia trình quang hợp   Tham gia vào phản ứng hoá học đất, phản ứng hồ tan, góp phần tăng cường thức ăn cho Ví dụ, dung dịch bão hồ CO hoà tan nhiều CaCO3,, MgCO3 Nếu đất có q nhiều khí CO2 ảnh hưởng xấu đến q trình hơ hấp sinh vật, đặc biệt nảy mầm phát triển rễ non 1.2 Thành phần hàm lượng không khí đất Khơng khí đất chiếm tất khe hở khơng chứa nước, số lượng phụ thuộc chặt chẽ vào tổng số độ hổng độ ẩm đất Nếu cấu tạo đất ổn định nói đất nhiều nước khơng khí Nói cách khác, khối lượng, nước khơng khí đất đối kháng Phần thể tích mà khơng khí chiếm đất độ ẩm gọi độ chứa khí đất hay độ thơng khí đất, tính theo phần trăm so với thể tích chung đất Vì độ hổng độ ẩm đất luôn thay đổi nên độ chứa khí đất đại lượng biến động loại đất khác nhau, theo mùa khác trạng thái canh tác đất Ðộ hổng loại đất khác biến động từ 25 % đến 90 % nên độ chứa khí biến động khoảng thấp giới hạn độ hổng cịn chứa nước nhiều Về nguồn gốc khơng khí đất gồm chất khí khơng khí khí khơng khí sinh q trình sinh học, hố học xảy đất Về thành phần khơng khí đất có khác so với khơng khí khí (bảng 10.1) Nhiều nghiên cứu cho thấy thành phần khơng khí khí ổn định, khác biệt so với thành phần khơng khí đất So với thành phần khơng khí khí quyển, thành phần khơng khí đất chứa ơxy cacbonic nhiều chúng luôn thay đổi, nitơ có khối lượng lớn Lượng nitơ thay đổi hoạt động biến đổi chất hữu vi sinh vật, q trình nitơrát hố hay phản nitơrát hoá xảy đất Bảng 10.1 Thành phần khí khơng khí đất (% thể tích) Các chất khí Nitơ (N2) Ơxy (O2) Argon (Ar) Cacbonic (CO2) Các khí khác(Ne, He, CH4, O3, Xe) Trong khí 78,08 20,95 0,93 0,03 0,04 Trong khơng khí đất 78,08- 80,42 20,90- 0,00 0,03- 20,00 - Lượng chứa nhiều cacbonic, ơxy biến động lớn chúng vì:  Do tiêu hao nhiều ơxy mà sinh nhiều cacbonic (như q trình hơ hấp, phân giải chất hữu cơ, phản ứng hố học, q trình quang hợp )  Do thay đổi tốc độ trao đổi khơng khí đất khí quyển, tầng đất, mùa năm chế độ canh tác Ở tầng đất mặt thoáng khí, tỷ lệ ơxy khơng khí đất gần ngang với khí Cịn tầng q trình trao đổi khó khăn đất glây, đất ngập nước lượng ơxy giảm xuống mạnh, chí cịn lại phần vạn Lượng chứa CO2 ngược lại tăng lên Theo Monthei cộng (1964) cho rằng: dịng khí CO 1,5 g/ngày vào mùa đơng 6,7 g/ngày vào mùa hè đất sét trống Currie (1970) xác định giá trị khí 1,2 g/ngày vào mùa đông 16 g/ngày vào mùa hè đất trống; đất trồng cải xoăn giá trị ứng với mùa 3,0 35 g/ngày Năm 1967, Kemper đưa giá trị tiêu hao O2 khoảng 2,5 5,0 g/ m2/ ngày đất trống giá trị lớn gấp lần đất có canh tác Cũng theo Currie (1970) tỷ số tiêu hao O2 60 75 % tỷ số CO2 tạo thành đạt tối đa 24 g/m2 cải xoăn vào mùa hè Ngồi chất khí kể trên, đất cịn số chất khí khác sinh như: NH3, H2S, CH3 Trong đất chất khí biến hố liên tục cân theo phương trình sau: Khối lượng theo thể tích chất khí vào qua diện tích x y* z thời gian t = khối lượng chất khí qua diện tiện tích x y z+z thời gian t + Khối lượng chất khí tăng lên theo thể tích giữ lại thời gian t + Khối lượng chất khí theo thể tích thời gian t đường phản ứng hoá học hay sinh học 1.3 Tính thơng khí đất Tính thơng khí đất khả di chuyển khơng khí qua tầng đất Là nhân tố thường xuyên định tốc độ trao đổi khí đất khí quyển, nghĩa định lượng O2 CO2 đất, ảnh hưởng tới q trình hoạt động vi sinh vật, phản ứng xảy đất, ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp tới đời sống trồng Sự di chuyển khơng khí đất q trình khuếch tán khí tiến hành khe hở liên tục, không bị tắc khơng chứa nước Khe hở lớn tính thơng thống cao Theo kết nghiên cứu ngồi đồng ruộng Học viện nông nghiệp Timiriazev (CHLB Nga) điều kiện tiên tính thơng khí độ hổng phi mao quản lớn Nếu đạt 10 % thơng khí thực hồn tồn, độ ẩm dù có tăng đến độ ẩm bão hồ tính thơng khơng giảm đáng kể Ðất sét khơng có kết cấu nên độ hổng phi mao quản thấp tính thơng khí thấp giảm tới zero độ ẩm chưa đạt mức bão hồ Ðất có kết cấu tốt (độ hổng mao quản phi mao cao), tính thơng khí lớn cho dù độ ẩm cao W A Jury cộng (1986) cải biên định luật khuếch tán chất khí tự nhiên Fick để xác định dịng khí đất sau: C g C g Jg=   g D ga  D gs z z s a Trong D g D g hệ số khuếch tan chất khí đất; g hệ số uốn khúc < 1; a g= a,  số, a số khí theo thể tích, D g hệ số khuếch tán khơng khí tự nhiên g Millingt Quirk (1961) mơ hình hố thành: g= a10/ 3/ 2 Trong đó:  độ hổng đất a phụ thuộc lớn vào cấu tạo đoàn lạp đất, theo Penma (1940) lấy khoảng 0,195< a < 0,676 theo Flegg (1953) đất 0,35 thịt > sét > than bùn Có thể tham khảo sức dẫn nhiệt số loại đất có ẩm độ khác Geiger (1965) đưa bảng 10.3 Bảng 10.3 Sức dẫn nhiệt loại đất khác Ðất Cát ướt Cát khô Sét ướt Sét khô  (10-3 cal cm-1 s-1 0C-1) 4,00 0,55 3,50 0,17 Ðất Ðất thịt ướt Ðất thịt khô Than bùn ướt Than bùn khô  (10-3 cal cm-1 s-1 0C-1) 0,85 0,20 2.3 Cân nhiệt mặt đất Cân nhiêt mặt đất cân lượng nhiệt vào mặt đất lượng nhiệt khỏi mặt đất khoảng thời gian định Nếu ta xem nhiệt vào làm thay đổi nhiệt độ mặt đất viết cân lượng nhiệt trạng thái ổn định mặt đất sau: Năng lượng thực vào mặt đất = lượng thực thoát khỏi mặt đất Thành phần cân lượng nhiệt Tồn trình vận chuyển nhiệt chủ yếu khỏi mặt đất Một, dòng nhiệt đối lưu hay dịng nhiệt mẫn cảm S biểu khơng khí ấm lên từ vùng bề mặt vào khí bên Quá trình trước hết xảy đối lưu hỗn loạn khơng khí Thứ hai, gọi dòng nhiệt đất JH biểu thị dòng nhiệt thẳng đứng vào đất Thứ ba, đối lưu nhiệt bốc phát tán nước tiếp tục rời khỏi mặt đất vào khí phía gọi dòng nhiệt "ngầm" Hv ET, ET bốc phát tán dịng nước Hv nhiệt ngầm trình bốc (chuyển thể nước) Vận chuyển nước chủ yếu theo đường đối lưu Vậy phương trình cân nhiệt trạng thái ổn định viết: Rn = S+ Hv.ET + JH (3) Rn nhiệt xạ hữu hiệu Mỗi thành phần phía phải phương trình âm chúng khỏi mặt đất (hình 10.2) Giá trị thành phần phương trình thể sau: Thành phần xạ S/RN Hv ET/ RN JH/ RN Ðất trống khô 0,45 ằ0 0,55 Ðất ướt, phủ kín 0,30 0,70 ằ0 Bức xạ hữu hiệu Bốc Nhiệt cảm ứng Mặt đất Nhiệt đất Ban ngày Bức xạ hữu hiệu Nhiệt cảm ứng Bốc Mặt đất Ban đêm Nhiệt đất Hình 10.2 Sơ đồ biểu diễn thành phần cân lượng bề mặt (Tanner 1968) 2.4 Sự thay đổi nhiệt độ đất hàng năm Ngoài đồng ruộng, nhiệt độ thay đổi không ngừng Trên sở mô hình phương trình dịng nhiệt ổn định, phương trình tính nhiệt độ hàng năm sau: T(t) = TA + A sin t (4) Trong đó: TA nhiệt độ trung bình năm, A biên độ dao động bề mặt, = 2 tần số góc,  chu kỳ sóng Giả thiết z (độ sâu) giảm đến vơ cùng, ta biến đổi thành lim T(z,t) = TA (5) z  Carslaw Jaeger, 1959 mơ hình hố (4) sau:  < z < T(z,t) = TA + A  z / d  sin  t  z / d  Trong đó: d= 2KT /  = (6) K T /  Nhiệt độ đất (0C) Một kết ứng dụng phương trình (6) ta thu hình 10.3 Hình 10.3 Sơ đồ nhiệt độ mặt đất độ sâu theo hàm thời gian phương trình (6) 2.5 Ðiều hoà nhiệt đất Ðiều hoà nhiệt đất trình nhằm điều chỉnh nguồn nhiệt nhiệt độ theo hướng có lợi cho trồng, bao gồm số biện pháp kỹ thuật, biện pháp cải tạo đất biện pháp điều hồ khí hậu a Các biện pháp kỹ thuật Ðây biện pháp tương đối đơn giản hiệu làm đất, chế độ canh tác Làm đất: Tuỳ theo vùng đất, mùa mà điều chỉnh mức độ cày sâu hay nông khác Nén đất biện pháp giữ nhiệt tốt cho đất chặt truyền nhiệt dễ Nhờ mà tầng nhiệt độ tăng 3-5 0C Việc lên luống làm tăng gồ ghề cho mặt đất dẫn đến tăng xạ nhiệt Che phủ đất làm thay đổi khả phản xạ phóng nhiệt đất Che phủ đất nguyên liệu màu đen tăng xạ lên 10-15% làm đất ấm lên vào mùa đông Ngày người ta dùng PE màu sáng cho phép tia hồng ngoại qua, tăng nhiệt cho đất b Các biện pháp cải tạo đất Các biện pháp cải tạo đất có ảnh hưởng lâu dài đến chế độ nhiệt đất Ta thường sử dụng biện pháp tưới tiêu nước, trồng rừng để thay đổi chế độ nhiệt Tưới nước làm giảm suất phản xạ đáng kể, tới 20 % thấp khơng tưới Tưới nước làm tăng tính dẫn nhiệt nhiệt độ đất tầng vị trí Ðất tưới, nước bốc hơi, từ xạ nhiệt khơng khí sát mặt ruộng tăng làm tăng nhiệt độ, mạ non không bị chết rét Trồng rừng đầu gió hay đầu bờ ruộng có tác dụng ngăn tốc độ gió dẫn đến thay đổi tiểu khí hậu cho vùng trồng đứng sau Bón phân phân hữu có tác dụng làm thay đổi nhiệt độ chất hữu dẫn nhiệt giữ nhiệt lâu, vi sinh vật phân giải chất hữu giải phóng nhiều lượng c Các biện pháp điều hồ khí hậu Ngoài biện pháp trồng rừng, ngày người thay đổi thời tiết nhân tạo Ví dụ làm mưa kể mưa đá, làm gió hay phá tan mưa Tất kỹ thuật ảnh hưởng tới nhiệt độ đất Câu hỏi ơn tập Nêu vai trị khơng khí đất Giải thích có khác thành phần khơng khí đất khí Nêu tính thơng khí của đất mơ hình tốn tính dịng khí đất Nêu biện pháp điều tiết khơng khí đất Cho biết đặc tính nhiệt đất yếu tố chi phối Nêu phương trình cân nhiệt trạng thái ổn định Trình bày mơ hình tốn tính nhiệt độ năm đất Kể biện pháp điều hoà nhiệt thường áp dụng ... "máy đếm" nguồn neutron vào ống nhổ mồi cắm vào đất (hình 9.11) Khi chùm tia neutron phóng xung quanh gặp phân tử nước đổi hướng giảm tốc độ thành "neutron chậm", cuối thu vào "máy đếm" Nước đất... (1964) cho rằng: dịng khí CO 1,5 g/ngày vào mùa đông 6,7 g/ngày vào mùa hè đất sét trống Currie (1970) xác định giá trị khí 1,2 g/ngày vào mùa đông 16 g/ngày vào mùa hè đất trống; đất trồng cải xoăn... chuyển tiếp xảy mặt đất Khi nước xâm nhập đầy đủ vào đất, nước di chuyển thẳng xuống phẫu diện theo trình gọi thấm (percolation) Cả dịng bão hồ dịng khơng bão hồ tham gia vào trình thấm tỷ số thấm