Giáo trình Khoa học đất - Chương 4, Bài 2: Cấu trúc dung trọng, độ rỗng đất

CHƯƠNG 4 BÀI 2 Cấu trúc, dung trọng, độ rổng đất Mục tiêu • Mô tả cấu trúc, sự hình thành và tầm quan trọng của cấu trúc • Liệt kê các yếu tố cải thiện tính bền của đòan lạp và tại sao nông dân mong muốn đất có đòan lạp bền vững. Quan hệ giữa Cấu trúc và khả năng bền vững của đòan lạp : cấu trúc mạnh, đòan lạp bền vững! 1. Định nghĩa Cấu trúc – 2. đòan lạp bền vững – Sự sắp xếp của các hạt của đất Mức độ dễ hay khó vỡ của bề mặt thổ nhưỡng? Dung trọng thấp Nhiều đại tế khổng đòan lạp bền vững Mục tiêu của quản lý đất tốt Cấu trúc đất • Sự sắp xếp các thành phần hạt nguyên sinh thành các tập hợp được gọi là đoàn lạp hay bề mặt thổ nhưỡng • Tác nhân liên kết: – rễ cây (các chất do rễ tiết ra), – chất hữu cơ (OM), – và sét • Thành phần quan trọng nhất là OM • Thạch cao – giúp đất sét hình thành đoàn lạp (kết cụm?) Sự khác nhau giữa sa cấu và cấu trúc • Sa cấu = các kích thước hạt (% cát, thịt, sét) • Cấu trúc = sự sắp xếp của các hạt này Tại sao có cấu trúc • Các hạt liên kết với nhau nhờ các hợp chất hữu cơ và một số chất vô cơ có tính “keo” – Nguồn sinh học: polysaccharides, phức hữu cơ, proteins, sự đào bới của động vật (giun đất), tăng cường sự hình thành cấu trúc và tính bền vững của đòan lạp. – Nguồn khoáng học : oxides, carbonates, silicates (hạt sét) Đặc điểm của cấu trúc 1. Kiểu/dạng: – Bốn (4) dạng cấu trúc chính • Hạt/ hình cầu (A), phiến (E), khối (B), lăng trụ (B) 2. Kích thước – Mịn, trung bình, thô 3. Mức độ: – Mạnh, trung bình, yếu • Thông thường, – Nếu nhiều sét cấu trúc MẠNH, KHỐI TO – Nếu nhiều OM cấu trúc HẠT/VIÊN, HÌNH CẦU Daïng cuûa ñoaøn laïp Möùc ñoä roõ raøng Dạng cấu trúc: a. hình cầu Chỉ hình thành ở tầng A Dễ thay đổi Giàu OM Dạng cấu trúc: b. hình phiến Thường hình thành ở tầng E Do mẫu chất vận chuyển Do tác động cơ họïc: nén chặt Dạng cấu trúc: c. hình khối Thường hình thành ở Tầng B, vùng khí hậu ẩm. Có thể hình thành ở tầng A Khối góc cạnh Bán khối góc cạnh Dạng cấu trúc: d. hình trụ Sodium induced – disperses clays Luôn hình thành ở tầng B Vùng khô hạn, bán khô hạn Hình cột) Đỉnh tròn Na cao, sét bị phân tán Hình trụ (đỉnh phẳng, hình khối) Ghi chú cấu trúc đất MỨC ĐỘ KÍCH THƯỚC DẠNG • Trung bình, thô, bán khối góc cạnh • Yếu, trung bình, phiến • Mạnh, rất thô, hình trụ • Trung bình, rất mịn, hình cầu đoàn lạp (aggregates) = đơn vị cấu trúc • Hàm lượng chất hữu cơ • Hàm lượng và loại sét • Hàm lượng khoáng có tính kết cụm (calcium carbonate, thạch cao, vv.) Cấu trúc mạnh, đoàn lạp bền vững! a. đoàn lạp • đòan lạp chứa rất nhiều vi tế khổng; phần diện tích giữa các đoàn lạp là các đại tế khổng Vi tế khổng Đại tế khổng đoàn lạp (đất thịt) Đại tế khổng Đất cát thô b. Tính bền vững của đoàn lạp c. Tại sao đoàn lạp có tầm quan trọng rất lớn trong đất nông nghiệp? • Tăng độ rổng • Tăng tốc độ thấm ban đầu, tăng tốc độ tiêu nước, giảm lượng nước chảy tràn trên mặt đất • Tăng khả năng giữ nước của đất • d. Khi đoàn lạp bị phá hủy e. Các đìêu kiện cải thiện tính bền vững của đoàn lạp 1. Ít cày xới 2. Mật độ rễ cao 3. Sinh khối nấm cao 4. Hàm lượng chất hữu cơ cao 5. Hàm lượng sét cao f. ảnh hưởng của chất hữu cơ đến tính bền của đoàn lạp Đất khi khô Đất ẩm OM cao OM thấp OM cao OM thấp g. ảnh hưởng của rễ và làm đất đến tính bền của đoàn lạp 020 40 60 80 100 120 Organic Matter Aggregate Stability Available Water P e rc e n ta g e No-Till Chisel Plow Moldboard Plow h. ảnh hưởng của làm đất đến tính chất đất Chất hữu cơ Tính bền của đoàn lạp Khả năng giữ nước hữu dụng Không làm đất Cày không lật Cày lật • giảm thảm thực vật tự nhiên • cày sâu, và vùi sâu thực vật vào trong đất • lật phần bên dưới chứa nhiều mùn lên trên • chất hữu cơ phân giải nhanh • thường tiến hành từng vụ Cày chảo • phá vỡ đất •Phủ dư thừa thực vật • chỉ phá tầng đất cứng, không lật tầng mặt Cày không lật Hệ thống không làm đất – gieo hạt trực tiếp Không phá vỡ cấu trúc đất Luôn yêu cầu thuốc diệt cỏ • Hạn chế tối đa sự xáo trộn đất trước khi gieo trồng • Đặc biệt là hạn chế rất lớn sự xói mòn đất • Tiết kiệm năng lượng và thời gian Dư thừa thực vật được bỏ lại trên mặt đất, cung cấp OM • Nơi sinh sống của động vật • Nâng cao hàm lượng chất hữu cơ, cải thiện chất lượng và khả năng sản xuất của đất.” Tại sao chúng ta KHÔNG MUỐN áp dụng kỹ thuật không làm đất? • kỹ thuật mới, đắt tiền! • chim chuột – ăn mất hạt giống! • dư thừa thực vật có thể chứa nguồn bệnh! • cỏ dại! • cấu trúc đất tốt lên = tiêu nước tốt và phân bón hóa học nhanh chóng di chuyển xuống tầng sâu! Cây che phủ: Crimson clover Trifolium incarnatum Tại sao chúng ta không nên làm đất khi đất quá ẩm ướt • Tính bền của đoàn lạp giảm khi đất ướt • Khi đoàn lạp bị vỡ, tế khổng sẽ bị bít • Có thể mặt đất bị đóng ván, ngăn cản sự thấm của nước và sự nẩy mầm của hạt. Trọng lượng đất = dung trọng x thể tích • Dung trọng BD = trọng lượng đất khô / tổng thể tích ( grams/cc) • Trọng lượng đất = BD x thể tích • BD được xác định với trọng lượng đất khô (không tính nước trong đất) • BD thay đổi khi độ rổng thay đổi vd. Nén chặt = > BD • BD phổ biến của tầng đất mặt = 1.1 - 1.4 g/cc • BD tầng sâu = 1.3 - 1.7 g/cc trọng lượng 1 ha lớp đất cày D W Đất cày TL đất/ha-20cm = D x W = 2.400 tấn Độ sâu: 20cm, BD:1,2g/cc Tính lượng đất mất/ha • 1 g nước = 1cc • & 1 m3 nước = 1000kg • Ví dụ đất có BD = 1.2g/cc hay • Đất nặng hơn 1,2 lần so với nước hay • 1m3 đất = 1.200kg BD • Đất có BD =1.2g/cc, nếu mất 10mm, tính lượng đất mất? • tính: BD=trọng lượng ÷ tổng thể tích, hay • 1.2 x 10.000 x 0,01m= 120 tấn/ha Tỉ trọng hạt PD • Tỉ trọng = trọng lượng đất khô/ thể tích phần rắn • Tỉ trọng trung bình của đất @ 2,65g/cc Ví dụ: 1 ring đất = 300 cc, Độ rỗng = 165 cc, Thể tích phần rắn = 135cc , Trọng lượng đất khô = 358g Tỉ trọng = 358g ÷ 135 = 2.65 g/cc BD = 358 ÷ 300 = 1.19 g/cc Độ rỗng = (165 ÷ 300) x 100 = 55% Tỉ trọng & độ rỗng • Tỉ trọng = trọng lượng đất khô/thể tích phần rắn • Tỉ trọng đất @ 2.65 g/cm3 (đất khóang) • Giữa các hạt vô cơ và hữu cơ là các khỏang trống gọi là TẾ KHỔNG • Nước chứa trong các tế khổng là nước trong đất • Độ rỗng ảnh hưởng trực tiếp đến sự di chuyển của nước trong đất so sánh DUNG TRỌNG VÀ TỈ TRỌNG g/cm3 = Mg/m3 1.32g 1.32g Độ rỗng • Độ rỗng (P) = thể tích các tế khổng (phần rỗng)/ tổng thể tích đất. • P = thể tích tế khổng/ tổng thể tích đất Số liệu từ slide trước: Độ rỗng = (165 ÷ 300) x 100 = 55% • P = {1 –{ BD ÷ PD} }x100 hay • P={1-(1.19 ÷ 2.65)}x100 = 1- .44=.56 x 100 = 55% Tính ổn định của đất • vôi, cement, và silica dùng để tăng tính ổn định. • vôi rất có hiệu quả trên đất sét, có thể dùng với cement, silica. Sức bền- ĐỘ CHẶT của đất • Lực dùng để xuyên phá đất • Làm đất-đất nặng, đất nhẹ • Làm đất – tiến trình cổ xưa nhất trong nông nghiệp nhằm cải thiện khả năng sản xuất của đất. • . Làm đất Làm đất-ngày xưa Làm đất-hiện đại • Làm đất là khâu tiêu hao năng lượng nhiều hơn bất cứ khâu nào khác trong sản xuất cây trồng. • yêu cầu thời gian. Làm đất-mục tiêu • Chuẩn bị đất để gieo hạt/cây con • Kiểm sóat cỏ dại • Làm tơi xốp đất vùng rễ cây (giảm dung trọng) • Bảo tồn đất và nước Nén chặt đất Cày đất Cắt/tách lớp đất mặt. Xới, lất đất. .  Làm đất-cổ truyền & bảo tồn • Cổ truyền - cày lật, phơi ải, bừa, trồng cây/gieo hạt. • Bảo tồn – phủ dư thừa thực vật trên mặt đất, tăng tính thấm ban đầu, giảm lượng nước chảy tràn. Làm đất bảo tồn ưu điểm nhược điểm • Tiết kiệm năng lượng • Tiết kiệm thời gian • Kiểm sóat xói mòn • Sâu bệnh • Năng suất thấp • Nén chặt • Vùi chất hữu cơ < • Khó kiểm sóat cỏ dại Cày không lật Cày không lật Không lật đất, phủ dư thừa thực vật. Dung trọng đất, lượng dư thừa thực vật phủ phụ thuộc vào lọai cày. Giảm xói mòn. Cày dĩa • Vùi thực vật. Làm đất/trồng theo luống Làm đất theo băng- luống • Giữ dư thừa thực vật và gieo trồng với điều kiện ít xáo trộn đất, nhưng vẫn duy trì năng suất cây trồng. • Làm đất xen kẽ từng vụ/năm. • Diện tích xen: ½- 1/3 Gieo trồng không làm đất • Yêu cầu: – Độ sâu gieo trồng – Lắp đất đồng đều, Không làm đất Xới đất • Mục tiêu cải thiện độ thóang tăng tính thấm ban đầu rễ xuyên phá dễ dàng • Qui trình – Đào hố – xới lớp đất mỏng Xói mòn đất do “cày sâu cuốc bẩm”