Giáo trình đất trồng trọt phần 3

Chương 3 KEO ĐẤT, KHẢ NĂNG HẤP PHỤ VÀ DUNG DỊCH ĐẤT. 3.1. KEO ĐẤT 3.1.1. Khái niệm Keo đất là thành phần của thể rắn trong đất. Theo hệ thống phân loại của quốc tế keo đất có kích thước rất nhỏ từ 1 - 200 µm ( 10 - 2 x 10 mm
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình đất trồng trọt phần 3 Chương 3 KEO ĐẤT, KHẢ NĂNG HẤP PHỤ VÀ DUNG DỊCH ĐẤT 3.1. KEO ĐẤT 3.1.1. Khái niệm Keo đất là thành phần của thể rắn trong đất. Theo hệ thống phân loại của quốc tế -6 -4 keo đất có kích thước rất nhỏ từ 1 - 200 µm ( 10 - 2 x 10 mm . Việc quy định kích thước của keo tuỳ thuộc vào mỗi nước. Ví dụ: Nga quy định hạt có kích thước 1 - 100 µm là hạt keo, Mỹ 1 - 500 µm, ThuỷĐiển < 2 µm. Hàm lượng keo đất rất khác nhau đối với mỗi loại đất, có thể 1 - 40% trọng lượng của đất. Do kích thước hạt nhỏ bé nên keo đất có thể chui qua giấy lọc phổ thông, keo đất thường nằm trong dung dịch và có thể quan sát được qua kính hiển vi điện tử. Keo đất không hoà tan trong nước mà ở dạng huyền phù. Keo đất là trung tâm của tất cả các quá trình hoá học, hoá lý và sinh hoá của đất. Keo đất đóng vai trò quan trọng trong việc dự trữ, điều chỉnh các chất dinh dưỡng, tạo ra kết cấu, cải thiện tính chất nước nhiệt của đất. Trong đất có keo vô cơ, hữu cơ và keo kết hợp hữu cơ - vô cơ. Keo vô cơ được hình thành do quá trình phong hoá đá hoặc do ngưng tụ các phân tử trong dung dịch. Keo hữu cơ được tạo thành do quá trình biến hoá xác hữu cơ trong đất. Keo vô cơ kết hợp với keo hữu cơ tạo keo hữu cơ - vô cơ. 3.1.2. Cấu tạo của keo đất Keo đất có cấu tạo phức tạp bao gồm nhân keo (phần trung tâm của hạt keo) quyết định thế hiệu điện của keo, các lớp ion hấp phụ bao xung quanh nhân keo. Để dễ minh hoạ, cấu tạo của keo đất có thể được mô tả như sau: - Nhân keo: Nhân keo được cấu tạo bởi các phần tử không phân li. đó là tập hợp các phân tử vô cơ, hữu cơ hoặc vô cơ - hữu cơ tạo thành thể kết tinh hay vô định hình. Thông thường nhân keo vô cơ có hạt nhân là axit silic, nhân silicat, oxít Fe, Al... keo hữu cơ có nhân là axit humic, axit fulvic, protit hoặc xenluloza. Lớp điện kép: bao bọc quanh nhân keo, bao gồm 2 lớp ion mang điện trái dấu. Tầng nằm sát nhân gọi là tầng tôn tạo điện thế (tầng ion quyết định thế hiệu). Lớp ion ngoài mang điện trái dấu với tầng iôn tạo điện thế gọi là lớp điện bù. Đa số ion của lớp điện bù nằm sát tầng ion quyết định điện thế gọi là tầng ion không di chuyển. Những ion còn lại nằm xa cách tầng ion quyết định thế hiệu rất linh động gọi là tầng ion khuếch tán. Càng xa nhân keo mật độ các ion ở tầng khuếch tán càng giảm. Dựa vào điện tích của lớp ion quyết định thế hiệu người ta chia các hệ thống keo thành keo âm (asidoit), keo dương (basidoit) hoặc keo lưỡng tính (amfolidoit). Keo âm có lớp ion quyết định thế hiệu mang điện âm. Tương tự, keo dương có lớp ion quyết định thế hiệu mang điện dương, keo lưỡng tính có thế mang điện âm hoặc dương tuỳ thuộc vào pH của môi trường. Đa sổ keo đất là keo âm. Nguyên nhân chính là do thành phần oxit silic trong đất cao và đất có nhiều hợp chất mùn. Keo âm chứa các cation ở lớp khuếch tán có thể trao đôi với các cation khác ngoài môi trường. 3.1.3. Tính chất cơ bản của keo đất Hệ thống keo đất có đầy đủ các tính chất như một hệ thống keo bình thường đã được giới thiệu trong các giáo trình hoá học. Trong đó có một số tính chất quan trọng liên quan nhiều tới tính chất đất như: Keo đất có diện tích bề mặt lớn, mang năng lượng bề mạt, mang điện tích, có khả năng ngưng tụ và phân tán. Keo đất có tỉ diện (diện tích bề mặt) lớn: Tỉ diện là tổng diện tích bề mặt của các hạt keo có trong một đơn vị thể tích. Keo đất do có kích thước rất bé nên tổng ti diện tích lớn. Ví dụ khi khối lập phương chiều dài cạnh là 1 cm thì diện tích bề mặt là 6 cm2. Nhưng khi chia nhỏ ra làm nhiều khối lập phương thì tổng diện tích bề mặt tăng lên gấp nhiều lần (Bảng 3.1) Như vậy đất có số lượng keo tăng lên thì tổng diện tích bề mặt tăng. Diện tích bề mặt tăng sẽ quyết định năng lượng bề mặt và khả năng hấp phụ của keo. Keo đất có năng lượng bề mặt: Những phần tử trên bề mặt hạt keo chịu các lực tác động xung quanh khác nhau, vì nó tiếp xúc với thể lỏng hoặc thể khí bên ngoài. Do các lực này không thể cân bằng lẫn nhau được, tù đó sinh ra năng lượng tự do ở bề mặt nơi tiếp xúc giữa các hạt keo với môi trường xung quanh. Thành phần cơ giới đất càng nặng thì diện tích mặt ngoài càng lớn và do đó năng lượng bề mặt càng lớn, khả năng hấp phụ nước và dinh dưỡng càng cao. Keo đất có mang điện: Do cấu trúc nên keo đất có mang điện âm, dương hoặc lưỡng tính. Đây là đặc tính rất quan trọng của keo đất đã tạo nên những tính chất đặc thù của đất như khả năng hấp phụ trao đổi ion (các ion trai dấu sẽ bị hấp phụ bởi keo đất). Do tính chất này mà đất có nhiều keo thì khả năng giữ các nguyên tố dinh dưỡng sẽ tốt hơn, khả năng đệm của đất sẽ cao hơn, sự liên kết giữa các hạt đất sẽ cao hơn. Keo đất có khả năng ngưng tụ (keo tụ) và phân tán (keo tán): -Keo tụ (trạng thái gel): là hiện tượng các hạt keo đất kết dính lại với nhau, còn gọi là ngưng tụ keo hoặc kết tủa. Hiện tượng ngưng tụ keo có ý nghĩa lớn trong việc tạo thành kết cấu đất. Có 3 nguyên nhân làm cho keo ngưng tụ: Keo ngưng tụ do ion chất điện giải tiếp xúc với keo đất, điện của keo sẽ bị trung hoà bởi các ion mang điện trái dấu. Asidoit bị ngưng tụ bởi các cation, còn basidoit bị ngưng tụ bởi các anion. Khả năng và mức độ trung hoà điện của keo do các ion phụ thuộc rất lớn vào hoá trị của chúng. Hoá trị của ion càng lớn thì sự ngưng tụ keo càng mạnh. Đối với một số cation cùng hoá trị sức ngưng tụ cũng khác nhau và được xếp như sau: Keo ngưng tụ do hiện tượng mất nước. Keo ưa nước ít ngưng tụ vì có màng nước dầy bao quanh. Keo ghét nước dễ bị ngưng tụ hơn, chỉ cần một nồng độ thấp của muối cũng làm chúng ngưng tụ. Hiện tượng này thường xảy ra ở vùng khô hạn và khí hậu thay đổi thất thường. Keo ngưng tụ do sự liên kết hai hạt keo mang điện trái dấu sẽ hút nhau để tạo thành trạng thái gel. -Keo tán (trạng thái sol): là keo ...