1.1. Khái niệm đất trồng
Đất trồng là lớp ngoài cùng tơi xốp của vỏ Trái Đất, có vai trò cung cấp nước, chất dinh dưỡng và các điều kiện khác cho cây trồng sống, phát triển và tạo ra sản phẩm trồng trọt. Đất trồng là sản phẩm do đá biến đổi tạo thành dưới tác động tổng hợp của các yếu tố khí hậu, địa hình, sinh vật, thời gian và con người.
1.2. Thành phần của đất trồng
Thành phần của đất trồng bao gồm: nước, không khí, chất rắn và sinh vật.
Hình 4.2. Phẫu diện đất
a. Nước
– Nước trong đất tồn tại ở các dạng khác nhau. Nước liên kết hoá học, nước hấp thu, hơi nước, nước tự do,…).
– Cây trồng hấp thụ chủ yếu là nước tự do.
b. Không khí
– Thành phần không khí trong đất tương tự trong khí quyển nhưng ít O2 và nhiều CO2 hơn. – — Không khí trong đất cung cấp O2 cho rễ cây và hệ sinh vật đất hô hấp, cung cấp N2 cho quá trình cố định đạm trong đất,.
c. Chất rắn
– Các hạt khoảng là phần cốt lõi và quan trọng nhất của chất rắn, quyết định các tỉnh chất của đất. Các hạt khoảng có nguồn gốc chính là từ đá mẹ và mẫu chất, chứa các chất khoảng cần thiết cho cây trồng như N, P. K và các chất dinh dưỡng khác.
– Chất hữu cơ quyết định các tỉnh chất và độ phi của đất, có nguồn gốc từ xác sinh vật.
d. Sinh vật
Sinh vật chiếm tỉ lệ rất nhỏ trong đất.
Dưới tác động của vi sinh vật, chất hữu cơ biến đổi thành các chất dinh dưỡng cung cấp cho cây và hình thành hợp chất mùn cho đất.
1.3. Một số tính chất của đất trồng
Tính chất chủ yếu của đất trồng có thể chia thành các nhóm sau:
– Nhóm tính chất lý học: thành phần cơ giới của đất, kết cấu đất, độ xốp, độ thoáng khí, khả năng giữ nước,…
– Nhóm tính chất hóa học: phản ứng của dung dịch đất, keo đất, khả năng hấp phụ của đất, phản ứng đệm của đất, hữu cơ và mùn trong đất,…
– Nhóm tính chất sinh học: hoạt động của vi sinh vật, động vật.
a. Thành phần cơ giới, độ thoáng khí và khả năng giữ nước của đất
Thành phần cơ giới của đất là tỉ lệ % các cấp hạt cát, limon (bụi) và sét có trong đất (Hình 4.3).
Dựa vào thành phần cơ giới, người ta chia đất trồng thành 3 loại chính:
– Đất cát
– Đất thịt
– Đất sét
Giữa các loại đất này còn có các loại đất trung gian như: đất cát pha thịt, đất thịt pha limon, đất thịt pha sét,… Tỉ lệ các hạt trong đất quyết định tính chất và độ phì nhiêu của đất.
– Độ thoáng khí: khả năng di chuyển của không khí qua các tầng đất.
– Độ thoáng khí của đất quyết định tốc độ trao đổi khí giữa đất và khí quyển (quyết định lượng O2 và CO2 trong đất).
– Khả năng giữ nước: lượng nước mà đất có thể giữ lại, cây trồng sử dụng được.
b. Keo đất và khả năng hấp phụ của đất
– Keo đất là:
Hình 4.4. Sơ đồ cấu tạo của keo đất
+ Những phần tử chất rắn có kích thước dưới lụm.
+ Không hoà tan mà ở trạng thái lơ lửng trong nước .
– Keo đất giữ vai trò rất quan trọng vì chúng quyết định nhiều tính chất cơ bản của đất về mặt lí học, hoá học, đặc biệt là đặc tính hấp phụ của đất.
– Lớp ion nằm sát nhân là lớp ion quyết định điện (quyết định là keo âm hay keo dương). Lớp ion không di chuyển và lớp ion khuếch tán, mang điện trái dấu với lớp ion quyết định điện. — Lớp ion khuếch tán trao đổi ion với dung dịch đất.
– Nhờ tính chất hấp phụ ion mà đất giữ được các dưỡng chất, từ đó hạn chế được sự rửa trôi. Nhờ hiện tượng trao đổi ion mà các cation đang bị hấp phụ trên bề mặt keo đất chuyển vào dung dịch đất cho cây trồng sử dụng (NH4+, K+, Ca2+)
– Khả năng hấp phụ của đất là:
+ Khả năng đất có thể giữ lại các chất rắn, chất lỏng, chất khí hoặc làm thay đổi nồng độ của các chất đó trên bề mặt của hạt đất.
– Khả năng hấp phụ của đất được chia thành 5 dạng:
+ Hấp phụ sinh học (thực vật, vi sinh vật hút các chất khoáng từ đất, vi sinh vật cố định đạm lấy nitrogen từ khí trời),
+ Hấp phụ cơ học (giữ các vật chất nhỏ trong khe hở của đất),
+ Hấp phụ lý học (sự thay đổi nồng độ của các phân tử chất lỏng và chất khí trên bề mặt hạt đất),
+ Hấp phụ hoá học (sự tạo thành các muối ít tan từ các muối dễ hòa tan trong đất) và
+ Hấp phụ lý hoá học (trao đổi ion trên bề mặt keo đất với ion của dung dịch đất tiếp xúc).
Hình 4.5. Trao đổi cation trong môi trường đất và rễ cây
c. Phản ứng của dung dịch đất
– Dung dịch đất là nước và chất hoà tan ở trong đất.
– Phản ứng dung dịch đất ảnh hưởng đến sự hoà tan các chất dinh dưỡng cung cấp cho cây trồng.
– Phản ứng của dung dịch đất là tính chua, kiềm hay trung tính của đất, được biểu thị bằng trị số pH (pH=- 1g[H]). Đất chua khi pH<6,5. Đất trung tính có pH từ 6,5 – 7,5. Đất kiềm khi pH>7,5. Đa số cây trồng sống được khi đất có pH từ 4,5 8,5 nhưng thích hợp nhất là từ 5,5 – 7,5.
– Phản ứng chua của đất. Độ chua của đất do H* trong dung dịch đất hoặc H+ và Al3+ trên bề mặt keo đất gây nên. Độ chua ảnh hưởng trực tiếp đến cây, đến các quá trình oxy hoá – khử trong đất.
– Phản ứng kiềm của đất: Do đất chứa nhiều ion K+, Na+, Ca2+, Mg2+, thuỷ phân tạo thành NaOH và Ca(OH)2… làm cho đất hoá kiềm.
– Phản ứng trung tỉnh của đất: Trong dung dịch đất có nồng độ [H+]=[OH]
1.4. Độ phì nhiêu của đất
– Độ phì nhiêu của đất là khả năng của đất có thể cung cấp đồng thời và liên tục nước, nhiệt, khi và dinh dưỡng cho cây trồng sinh trưởng, phát triển.
– Căn cứ vào nguồn gốc hình thành, độ phì nhiêu của đất được chia thành 2 loại: độ phì nhiêu tự nhiên và độ phì nhiêu nhân tạo.
– Độ phì nhiêu tự nhiên: được hình thành do kết quả quá trình hình thành đất, không có sự tác động của con người.
– Độ phì nhiêu nhân tạo: được hình thành trong hoạt động sản xuất của con người.