Giáo trình Vật lý đất: Phần 2

Giáo trình Vật lý đất: Phần 2 trình bày các nội dung: Nước trong đất; Cân bằng nước trong đất; Không khí trong đất; Biện pháp điều tiết chế độ không khí đất; Nhiệt độ đất; Biện pháp điều tiết chế độ nhiệt của đất; Màu sắc đất. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Vật lý đất: Phần 2 Chương 4 NƯỚC TRONG ĐẤT4.1.VỊ TRÍ VÀ VAI TRÒ CỦA NƯỚC TRONG ĐẤT Nước là nguồn gốc của sự sống trên Trái đất. ý nghĩa của nước ở trong đất có thểtóm tắt ở các điểm sau đây: Đó là vai trò không thể thiếu được của nước với tính chất đất và hoạt động sốngcủa sinh vật. Là nguồn nguyên liệu để tổng hợp nên các hợp chất hữu cơ; làm hoà tancác chất dinh dưỡng trong đất. Nước bảo đảm cho sự hoạt động của các quá trình sinhhoá ở nhiều dạng khác nhau. Nước phục vụ cho quá trình bốc hơi sinh học (thoátnước), nhờ có quá trình thoát hơi này mà các chất dinh dưỡng từ đất thâm nhập vàocây. Nước điều hoà chế độ nhiệt cho cây. Nước có liên quan đến một loạt các tính chất của đất như quá trình phong hoá đá,hoà tan chất dinh dưỡng, quá trình xói mòn và rửa trôi, chế độ không khí và nhiệt độđất, hoạt động của vi sinh vật đất và cả các tính chất cơ lý như tính dính, tính dẻo,trương co...của đất. Nắm được các đặc tính của nước trong đất giúp ta điều tiết nước một cách hợp lýtheo chiều hướng bồi dưỡng và bảo vệ đất, đáp ứng được nhu cầu về nước cho cây. Do vị trí, tầm quan trọng của nước đối với sản xuất nông nghiệp nên từ lâu nhândân ta đã đúc kết thành ca dao, tục ngữ Nhất nước, nhì phân. Và cũng do tầm quantrọng của nước nên nhà bác học Nga Vưxotski đã ví nước trong đất như máu trong cơthể.4.2. ĐẶC ĐIỂM VỀ CẤU TRÚC CỦA PHÂN TỬ NƯỚC VÀ LỰC TÁC ĐỘNGVÀO NƯỚC TRONG ĐẤT Nước là Sự kết hợp hoá học Của hyđro và ôxy, trọng lượng của nước gồm xấp xỉ89% ôxy và 1 1 % hyđrô. Dạng công thức hoá học tổng quát của nước là H2O. Do đặctrưng về cấu tạo của phân tử nước là có 2 nguyên tử hydro và 1 nguyên tử oxy liên kếtvới nhau theo sơ đồ cấu trúc như hình vẽ, tạo nên phân tử nước có tính phân cực. Phíacực của nguyên tử oxy mang điện tích âm và ngược lại điện tích dương ở phía cực củanguyên tử hydro (Hình 4.l). Chính do tính phân cực của phân tử nước, mà phân tử nước trong đất chịu tácđộng của một số lực như sau: - Sức hút lẫn nhau giữa các phân tử nước: 56 Hình 4.1 : Sơ đồ cấu tạo của phân tử nước Đó là sự thu hút của các đầu mang điện tích âm (phía nguyên tử oxy) của phân tửnước này với đầu mang điện tích dương (phía nguyên tử hydro) của phân tử nước kháctạo nên sự liên kết giữa các nguyên tử nước với nhau thông qua liên kết hydro. Nhờliên kết hydro mà nước có một số tính chất đặc trưng khác hẳn với Các hợp chất hydro với các các kim khác như H2S. Những đặc trưng đó là: Trungtính, có nhiệt độ sôi cao, nhiệt dung cao, sức căng bề mặt lớn... Sức hút lẫn nhau giữacác phân tử nước và các phân tử nước với phần tử rắn là cơ sở để tạo nên sức hút maoquản. - Các ion và keo đất hút các phân tử nước: Với các chất mang điện tích dương (cation, keo dương...) sẽ hút phân tử nước ởphía cực của oxy có điện tích âm và ngược lại các chất mang điện tích âm (khoáng sét,keo hữu cơ...) sẽ hút các phân tử nước ở phía cực của nguyên tử hydro có điện dươngtạo ra màng nước có tính phân cực. Màng nước có tính phân cực này lại hút các phântử nước khác, cứ như vậy tạo nên một số lớp nước bao quanh các chất tan và phần tửrắn của đất. Quá trình này làm tăng quá trình hoà tan các muối vào dung môi nước vàsức hút nước bởi các chất tan trong dung dịch tạo nên áp suất thẩm thấu của dung dịch(Hình 4.2). Hình 4.2: Sự hút các phân tử nước của các con và keo đất Áp suất thẩm thấu có thể coi là sức lôi kéo của các chất tan trong dung dịch cónồng độ cao từ nước nguyên chất hay các dung dịch có nồng độ chất tan thấp hơn. 57 - Sức hút mao quản: Lực mao quản được hình thành từ 2 lực, đó là: Lực hút các phân tử nước của cácchất rắn ở thành mao quản và lực hút giữa các phân tử nước. Cơ chế của lực hút mao quản được minh họa trên hình 4.3 : Khi ta đặt một ống nhỏ vào nước thì nước sẽ dâng cao lên trong ống, ứng càngnhỏ thì mực nước dâng càng cao. Đó chính là tác động của lực hút mao quản. Trước tiên các phân tử nước được lôi kéo lên phía trên bởi lực hấp dẫn hay lựchút do mang điện trái dấu giữa thành ống và cực của phần tử nước. Đồng thời do nướccó lực hút lẫn nhau nên các phân tử nước không tiếp xúc với thành ống cũng được hútlên tạo nên sự dâng cao của nước trong ống. Độ cao của cột nước mao quản trong ốngđược quyết định bởi lực hút của thành ống. Lực hút lẫn nhau giữa các phân tử nước vàtrọng lực tác động ngược chiều. Hình 4.3: Mô tả cơ chế của lực hút mao dẫn Chiều cao của cột nước trong mao quản được tính theo công thức: Trong đó: H: Chiều cao cột nước mao quản. T: Sức căng bề mặt của chất lỏng. r: Bán kính mao quản g: Gia tốc tự do d: Nồng độ của chất lỏng. Với nước nguyên chất được t ...