Giáo trình Thổ nhưỡng học chương 7-8

Chƣơng VII
THÀNH PHẦN HOÁ HỌC VÀ DINH DƢỠNG TRONG ĐẤT

Pha rắn của đất được hình thành từ các chất vô cơ, hữu cơ và hữu cơ - vô cơ.
Thành phần hoá học của đất có sự khác biệt rất rõ với thành phần hoá học của mẫu chất
hay đá hình thành đất.
Ðiểm đặc biệt nhất trong thành phần hoá học của đất chính là sự tồn tại của các
hợp chất hữu cơ cao phân tử đặc trưng của đất - các hợp chất mùn. Ðây là các hợp chất
hữu cơ cao phân tử chỉ có ở trong đất có thành phần và cấu trúc rất phức tạp, không ổn
định theo thời gian.
Trong hầu hết các loại đất thành phần vô cơ chiếm tới 80-90% trọng lượng của đất,
trừ trường hợp đất chứa nhiều xác thực vật như than bùn thì tỷ lệ này mới giảm xuống.
Trong thành phần hoá học của đất người ta tìm thấy hầu hết các nguyên tố hoá học
có trong bảng tuần hoàn của Mendeleev. Quá trình nghiên cứu thành phần của các
nguyên tố hoá học riêng biệt trong đất bắt đầu từ cuối thế kỷ 18.

1. Thành phần hoá học của đất
Hàm lượng tương đối của các nguyên tố hoá học trong đất và trong vỏ trái đất
khá khác nhau và dao động trong một khoảng khá rộng (bảng 7.1)
Bảng 7.1: Hàm lƣợng bình quân (%) của một số nguyên tố hoá học trong đất
và vỏ trái đất (Vinôgratdov, 1949)
Nguyên tố
Vỏ trái đất
Đất
Nguyên tố
Vỏ trái đất
Đất
O
47,2

49,0
Mg
2,10
0,63
Si
27,6
33,0
C
0,10
2,00
Al
8,8
7,13
S
0,09
0,08
Fe
5,1
3,80
P
0,08
0,08
Ca
3,6
1,37
Cl
0,04
0,01
Na
2,64

0,63
Mn
0,09
0,08

Trong thạch quyển, tính theo phần trăm trọng lượng thì oxy chiếm 47,2%; silic -
27,6; nhôm - 8,8 %; sắt - 5,1 %; canxi - 3,6 %, natri và kali - 2,6 % mỗi loại, manhê -
2,1%. Tám nguyên tố này chiếm trên 99% thạch quyển.
Trong vỏ trái đất cũng như trong đất có 4 nguyên tố chiếm tỷ lệ lớn nhất là O, Si,
Fe, Al. Các chất vô cơ của đất có nguồn gốc từ đá nên hàm lượng các nguyên tố hoá học
tương tự như trong thạch quyển và có những nét chung nhưng đất khác thạch quyển ở
chỗ: trong đất hàm lượng cacbon nhiều 20 lần, nitơ hơn 10 lần so với thạch quyển.
Chúng được tích luỹ trong đất do hoạt động sống của các sinh vật.
Thành phần hoá học của các loại đất khác nhau cũng khác nhau, chúng phụ thuộc
vào thành phần của đá mẹ và các quá trình hình thành đất. Vì chất vô cơ của đất có
nguồn gốc từ đất nên thành phần hoá học và thành phần khoáng vật của đất và của đá có
liên quan mật thiết với nhau. Ðất được hình thành từ các loại đá khác nhau thì có thành
phần hoá học và thành phần khoáng vật khác nhau. Mối quan hệ này được biểu hiện rõ
nhất ở giai đoạn đầu của sự hình thành đất, về sau này thành phần hoá học và khoáng
vật của đất còn chịu ảnh hưởng của các quá trình hoá học, lý học và sinh học diễn ra
trong đất. Ví dụ: silic được tích luỹ lại trong đất nhờ tính bền vững của thạch anh về mặt
lý học và hoá học; nhôm sắt được tích luỹ trong đất nhờ quá trình Feralit ở vùng khí hậu


nhiệt đới ẩm; các nguyên tố kiềm và kiềm thổ nghèo đi trong đất và làm cho đất chua là
do tính dễ hoà tan và bị rửa trôi của chúng.
Trong quá trình sinh trưởng và phát triển, thực vật sử dụng một số nguyên tố có
nguồn gốc từ không khí và nước là C, H, O số còn lại bao gồm N, P, Ca, Mg, S cùng
với Fe, Mn, B, Zn, Mo lấy từ đất nên những nguyên tố này được gọi là các chất dinh
dưỡng trong đất. Ðây là cơ sở quan trọng của độ phì nhiêu.

2. Các nguyên tố hoá học chính trong đất và khả năng cung cấp chúng cho cây.
Các nguyên tố hoá học tồn tại trong đất trong các hợp chất khác nhau. Dưới đây
chỉ nêu ra một số nguyên tố có ý nghĩa quan trọng trong quá trình hình thành đất cũng
như đối với dinh dưỡng cây trồng.
2.1. Silic trong đất
Nguyên tố silic có tỷ lệ lớn thứ 2 sau oxy (27,6%). Trong đất silic thường gặp ở
dạng thạch anh (SiO
2
). Ðây là loại khoáng vật bền vững với phong hoá. Silic cũng có
trong thành phần của các alumin silicat và ferosilicat. Khi các khoáng vật này bị phá
huỷ trong quá trình phong hoá và hình thành đất silic được giải phóng ra dung dịch dưới
dạng các anion của các axit octo- và metasilisic (SiO
4
)
-4
và (SiO
3
)
-2
, silicat natri và
silicat Kali. Một phần silic hoà tan bị rửa trôi khỏi đất một phần khác bị kết tủa (trong
môi trường axit) dưới dạng gel (SiO
2
.nH
2
O). Ðây là kết tủa vô định hình cứng rắn, khi
mất nước nó có thể chuyển thành thạch anh thứ sinh.
Tỷ lệ SiO
2

trong đất khoảng 50-70%, hàm lượng đó xấp xỉ với số liệu bình quân
của vỏ trái đất. Ở vùng khí hậu nóng ẩm tốc độ phân giải khoáng vật nhanh gây nên sự
rửa trôi silic. Sự rửa trôi silic xảy ra ở các vùng khác nhau phụ thuộc vào tác dụng
phong hoá và tính chất của đá mẹ
2.2. Nhôm trong đất
Trong đất nhôm có trong thành phần của các khoáng nguyên sinh, thứ sinh, phức
chất hữu cơ - vô cơ và trong trạng thái bị hấp phụ (trong đất chua). Khi các khoáng
nguyên sinh và thứ sinh bị phá huỷ Al được giải phóng ra dạng Al(OH)
3
là dạng keo vô
định hình, cũng có thể kết tinh. Ở môi trường trung tính và kiềm yếu, hydroxyt nhôm bị
tách ra hoàn toàn dưới dạng kết tủa keo - đó là dạng gel (Al
2
O
3
.nH
2
O). Gel này khi kết
tinh chuyển thành các khoáng thứ sinh gipxit (Al
2
O
3
.3H
2
O) và bơmit (Al
2
O
3
.H
2

O).
Trong môi trường chua với pH<5 hydroxyt nhôm trở thành dạng di động và xuất
hiện trong dung dịch dưới dạng ion Al(OH)
+2
Al(OH)
+.
Những ion này gây ảnh hưởng
không tốt đến sinh trưởng của thực vật.
Al
2
O
3
.3H
2
O là khoáng vật tích luỹ nhiều trong đất đồi núi Việt Nam. Tỷ lệ Al
2
O
3

trong đất khoảng 10-20% phụ thuộc vào thành phần khoáng vật của đá mẹ, khí hậu và
địa hình
Nhôm có thể kết hợp với lân trong đất tạo thành AlPO
4
không tan, đó là một trong
những nguyên nhân giữ chặt lân trong đất và làm giảm hiệu lực của phân lân khi bón
vào đất chua.
2.3. Sắt trong đất:
Trong đất sắt thường gặp trong thành phần của nhóm Ferosilicat, dưới dạng oxyt,
hydroxyt, các muối đơn giản và các phức chất hữu cơ chứa sắt.
Nguồn gốc sắt trong đất từ các khoáng vật hêmatit (Fe

2
O
3
), manhêtit (Fe
3
O
4
),
limonit (2Fe
2
O
3
.3H
2
O), ogit, mica đen, hocnơblen, pyrit (FeS
2
) Khi các khoáng vật bị
phong hoá thì sắt được giải phóng ra dưới dạng oxit sắt ngậm nước (công thức chung là
Fe
2
O
3
.nH
2
O).


Sắt trong đất có thể có hoá trị 2 hoặc 3. Các muối sắt hoá trị 2 dễ tan, một phần
nhỏ bị thuỷ phân làm cho đất hoá chua. Các muối sắt 3 khó tan trong nước và cây khó
hấp thu (như FePO

4
), tuy nhiên trong đất lúa nước FePO
4
có thể bị khử để trở thành
Fe
3
(PO
4
)
2
dễ tan, từ đó có thể cung cấp lân dễ tiêu cho lúa.
Sắt là một trong những nguyên tố cần thiết cho thực vật nhưng cây sử dụng rất ít.
Thiếu sắt cây không thể tạo được chất diệp lục nhưng nếu hàm lượng sắt di động trong
đất cao thì cũng gây độc cho cây. Ở những vùng đất có phản ứng kiềm yếu với quá trình
oxy hoá diễn ra mạnh thì cây có thể bị thiếu sắt do tính di động của nguyên tố này quá
thấp.
Hàm lượng sắt trong đất khoảng 2-10% phụ thuộc vào thành phần đá mẹ, khí hậu.
Thực tế ở vùng nhiệt đới nóng ẩm đất thường chứa nhiều sắt, thí dụ đất nâu đỏ trên
bazan vùng Phủ Quỳ, Nghệ An chứa tới 20-22% Fe
2
O
3
. Hàm lượng sắt trong đất còn
phụ thuộc vào một số điều kiện khác: ở điều kiện khử, Fe
3+
chuyển thành Fe
2+
hoà tan
và bị rửa trôi đi làm cho hàm lượng sắt tầng đất mặt giảm xuống. Ví dụ tầng đất mặt của
đất mùn alit trên núi cao Hoàng Liên Sơn chỉ có 3-5% Fe

2
O
3
, hàm lượng Fe
2
O
3
trong
tầng đất mặt của đất xám bạc màu chỉ có 3-6% Fe
2
O
3
.
Ðất đồi núi của nước ta chứa nhiều sắt nên có kết cấu tốt, tơi xốp, có màu nâu đỏ
hoặc vàng đỏ.
2.4. Ca và Mg trong đất
Ca và Mg có trong các khoáng như canxit, đôlômit, ogit, amphibon Khi các
khoáng vật trên bị phong hoá thì Ca và Mg được chuyển sang dạng các muối cácbonat
và bicacbonat. Các muối này kết hợp với các chất khác trong đất để tạo thành muối
clorua, nitrat, sunfat, phosphat.
Trong đất Ca và Mg phần lớn gặp ở dạng các muối đơn giản, bị hấp phụ trên keo
đất và hoà tan trong dung dịch đất. Trong số các cation trao đổi thì Ca chiếm vị trí hàng
đầu, Mg - thứ hai. Cả hai nguyên tố này đều là nguyên tố dinh dưỡng trung lượng với
cây và đóng những vai trò sinh lý học quan trọng đảm bảo cho sự phát triển bình thường
của cây. Thường thì lượng canxi và manhê trong đất không thiếu đối với thực vật nhưng
ở những đất quá chua cây có thể bị thiếu Ca và Mg.
2.5. Lƣu huỳnh trong đất
Trong đất tồn tại dưới dạng muối sunphat, sunphít và trong thành phần của các
hợp chất hữu cơ. Sự tích luỹ sinh học lưu huỳnh trong các tầng đất mặt phụ thuộc vào
điều kiện hình thành đất. Hàm lượng lưu huỳnh tổng số (SO

3
) trong tầng mặt của đất ôn
đới dao động trong khoảng 0,01-2%. Trong đất Việt Nam hàm lượng lưu huỳnh trong
đất không cao trừ đất phèn (S >0,75%). Đất cát biển, đất đỏ bazan thuộc vào loại nghèo
lưu huỳnh.
Cây hút lưu huỳnh dưới dạng ion SO
4
2-
. Ion SO
4
2-
trong dung dịch đất được sinh
ra trong quá trình khoáng hoá các hợp chất hữu cơ có chứa lưu huỳnh, do sự hoà tan các
muối sulphat hoặc tác dụng oxy hoá các hợp chất của lưu huỳnh. Anion SO
4
2-
bị keo đất
hấp phụ yếu và trong điều kiện khô có thể tích luỹ trong đất. Thường thì lượng lưu
huỳnh trong đất đáp ứng được đòi hỏi của cây.
2.6. Nitơ trong đất
a. Hàm lượng đạm trong đất
Ðây là nguyên tố mà cây cần nhiều nhưng đất lại chứa ít. Trong đất Việt Nam N%
chứa khoảng 0,1-0,2%, có loại dưới 0,1% như đất bạc màu. Hàm lượng N trong đất phụ
thuộc chủ yếu vào hàm lượng hữu cơ. Nói chung hàm lượng mùn càng nhiều thì đạm
càng nhiều (N chiếm 5-10% khối lượng của mùn).


b. Các dạng đạm trong đất
Ðạm trong đất được chia thành hai dạng lớn: Ðạm vô cơ và hữu cơ
* Ðạm vô cơ: lượng đạm vô cơ trong đất mặt rất ít, chỉ chiếm 1-2% của N tổng số.

Ở tầng dưới N vô cơ có thể chiếm tới 30% của N tổng số.
N vô cơ trong đất tồn tại dưới dạng NH
4
+
, NO
3
-
, NO
2
-
trong đó chủ yếu là NO
3
-
và
NH
4
+
. Các dạng N vô cơ đều dễ tan, dễ được cây hút nên hàm lượng của chúng trong
đất thay đổi rất nhiều không những theo mùa mà còn thay đổi giữa ngày và đêm, giữa
ngày mưa và ngày nắng.
NH
4
+
được

sinh ra do tác dụng amôn hoá của vi sinh vật đối với chất hữu cơ chứa
nitơ. Trong điều kiện hảo khí NH
4
+
dễ bị chuyển hoá thành NO

3
-
nên chỉ trong đất lúa
nước NH
4
+
mới ổn định và được tích luỹ.
Trong đất ion NH
4
+
dễ bị đất hấp phụ và một phần chuyển sang trạng thái không
trao đổi (nằm trong tinh thể khoáng sét). Ion NO
3
-
không bị đất hấp phụ tồn tại chủ yếu
trong dung dịch đất nên rất dễ bị rửa trôi.
* Ðạm hữu cơ:
Ðây là dạng N chủ yếu trong đất có thể chiếm tới 95% N tổng số. Dựa vào độ hoà
tan và khả năng thuỷ phân người ta chia làm 3 loại:
+ N hữu cơ tan trong nước: Gồm các axit amin tương đối đơn giản, các hợp chất
dạng muối amon (chiếm <5% N tổng số).
+ N hữu cơ thuỷ phân: protein, nucleoprotein, azazon (chiếm >50% N tổng số).
Khi ở trong môi trường kiềm, axit hoặc khi lên men chúng có thể thuỷ phân tạo các chất
tương đối đơn giản hơn và dễ tan trong nước.
+ N hữu cơ không thuỷ phân: Chiếm 30-50% của N hữu cơ tổng số, không hoà tan
trong nước và cũng không thể dùng kiềm hay axit để thuỷ phân.
c. Nguồn gốc của N trong đất
+ Từ tàn tích sinh vật
+ Do bón phân: Phân đạm vô cơ, phân hữu cơ (Phân chuồng, phân bắc, phân rác,
phân xanh)

+ Tác dụng cố định đạm của VSV. Dựa vào khả năng cố định N
2
của các vi sinh
vật có như: Azotobacte, Rhizobium, Clostridium. Ngoài vi khuẩn ra còn có tảo lam
cũng có khả năng cố định N
2
tự nhiên.
+ Tác dụng của sấm sét có thể oxy hoá N trong khí quyển thành dạng NO và NO
2

sau đó các dạng N này hoà tan với nước mưa và rơi xuống đất
+ Do nước tưới đưa vào
Việc đảm bảo về nitơ cho cây phụ thuộc vào tốc độ phân giải các hợp chất hữu cơ. Tuy
vậy, muốn có sản lượng cây trồng cao không thể trông chờ vào lượng nitơ dự trữ trong
đất cho dù đất có trữ lượng mùn lớn mà cần phải bón thêm phân hữu cơ hoặc vô cơ
chứa nitơ vào đất vì nhu cầu về nitơ của thực vật rất lớn.
2.7. Phospho (lân) trong đất
Lân là nguyên tố dinh dưỡng đa lượng đối với cây trồng. Lân đóng vai trò quan
trọng trong quá trình trao đổi chất, hút dinh dưỡng và vận chuyển các chất trong cây.
Cây thiếu lân sẽ sinh trưởng chậm, cho năng suất thấp phẩm chất nông sản kém.
Hàm lượng lân tổng số trong đất Việt Nam khoảng 0,03-0,2%. Giàu P nhất là
nâu đỏ trên bazan và nghèo P nhất là đất bạc màu và đất cát Dưới đây giá trị của P
trong vài đất
Loại đất
Ðất đỏ bazan
P
2
O
5
%

0,15-0,3


Ðỏ nâu trên đá vôi
Phù sa sông Hồng
Ðất bạc màu
0,12-0,15
0,08-0,01
0,03-0,04
Hàm lượng lân tổng số của đất phụ thuộc chủ yếu vào thành phần khoáng vật của
đá mẹ, thành phần cơ giới đất, chế độ canh tác và phân bón.
Trong đất phospho có trong các hợp chất hữu cơ và vô cơ. Phospho có trong thành
phần của nhiều hợp chất hữu cơ của tàn tích sinh vật. Các hợp chất hữu cơ chứa
phospho gồm có: Phitin, axit nucleic, nucleoproteit, phosphatit, sacarophosphat và các
vi sinh vật đất. Nguyên tố này được tích luỹ trong đất tầng mặt nhờ sự tích luỹ sinh học,
vì vậy trong tầng đất mặt thường chứa nhiều lân hữu cơ hơn các tầng dưới sâu. Tỷ lệ lân
hữu cơ phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng mùn trong đất và dao động trong khoảng từ
10-50% của lân tổng số.
Hợp chất vô cơ chứa phospho chủ yếu là những muối của axit octophosphoric với
Ca, Mg, Fe và Al. Trong đất phospho còn có trong thành phần của apatit, phosphoric và
vivianit, cũng như trong trạng thái hấp phụ của anion phosphat. Apatit là nguồn gốc đầu
tiên của tất cả các hợp chất phospho trong đất. Nó chiếm tới 95% hợp chất phospho
trong vỏ trái đất. Các dạng phospho vô cơ trong đất phần lớn có tính di động kém.
Trong đất chua (có các dạng hoạt động hoá học của sắt và nhôm) phospho phần lớn
gặp ở dạng phosphat sắt và phosphat nhôm (FePO
4
, AlPO
4
, Fe
2

(OH)
2
PO
4
,
Al(OH)
2
PO
4
) hoặc liên kết với oxyt sắt, nhôm dưới dạng hợp chất bị hấp phụ. Các
loại đất chua của Việt Nam đều có hàm lượng phosphat sắt cao. Ví dụ: đất nâu đỏ trên
bazan có lượng phosphat sắt (Fe-P) chiếm trên 80% tổng số lân vô cơ; đất vàng đỏ trên
đá phiến sét có Fe-P trên 70% tổng số lân vô cơ; đất phù sa chua và đất phèn có Fe-P
tương ứng là 48-56% tổng số lân vô cơ.
Trong đất lúa nước và đất đầm lầy có thể gặp vivianit - Fe
3
(PO
4
)
2
.8H
2
O - màu xanh
lơ. Trong đất lúa nước phosphat sắt 3 có thể bị khử thành phosphat sắt 2 hoà tan trong
nước nên cây trồng có thể hấp thụ được.
Trong đất chua ít, trung tính và kiềm yếu phospho chủ yếu tồn tại dưới các dạng
liên kết với canxi. Các phosphat canxi thường có độ hoà tan thấp. Theo độ hoà tan tăng
dần của các phosphat canxi trong đất chúng ta có dãy sau:
Ca
5

(PO
4
)
3
Cl <Ca
3
(PO
4
)
2
< Ca
8
H
2
(PO
4
)
6
.5H
2
O < CaHPO
4
< CaHPO
4
.2H
2
O <
Ca(H
2
PO

4
)
2
(apatit clo)
Tỷ lệ Ca/P trong các phosphat canxi tăng lên thì độ hoà tan giảm.
Phản ứng môi trường thuận lợi cho sự hấp thu phospho là phản ứng chua ít (pH 5,0-
6,5).
2.8. Kali trong đất
Kali là nguyên tố đa lượng với cây trồng. Nó tham gia vào nhiều quá trình sinh lý
sinh hoá quan trọng của cây. Trong cây, kali thường được tích luỹ nhiều trong thân lá.
Tỷ lệ kali trong cây biến động trong khoảng 0,5-6% chất khô.
* Hàm lượng kali trong đất:
Hàm lượng kali tổng số trong đất rất khác nhau phụ thuộc chủ yếu vào thành phần
khoáng vật của đá mẹ, điều kiện phong hoá đá và hình thành đất, thành phần cơ giới đất,
chế độ canh tác, phân bón. Ðất mặn, đất phèn, đất đỏ vàng phát triển trên đá phiến mica
giàu Kali (K
2
O tổng số từ 2 đến 3%). đất nghèo kali là các đất xám bạc màu và một số
loại đất đỏ vàng vùng đồi núi (<0,5%). Đất Feralit trên granit chứa nhiều K hơn Feralit


trên bazan. Đất Feralit trên granit ở tỉnh Hà Giang chứa 5,67% K
2
O, đất Feralit trên đá
bazan ở tỉnh Nghệ An chứa 1,15% K
2
O (Nguyễn Vy, 1974).
* Các dạng kali trong đất
+ Kali hoà tan: có trong dung dịch đất hàm lượng rất nhỏ
+ Kali trao đổi: là các ion kali được hấp phụ trên bề mặt keo đất, nó có thể đi vào

dung dịch đất nhờ phản ứng trao đổi cation
+ Kali chậm tiêu (kali bị giữ chặt): là các ion kali nằm trong mạng lưới khoáng sét,
ít có khả năng trao đổi do đó cây khó sử dụng được
+ Kali trong khoáng nguyên sinh: Là dạng kali nằm trong lưới tinh thể của các
khoáng nguyên sinh như fenspat kali (chứa 7,5-12,5% K
2
O), mica trắng (chứa 6,5-9%
K
2
O), mica đen (5-7% K
2
O). Các khoáng nguyên sinh này khi bị phong hoá sẽ giải
phóng kali dưới dạng muối tan, cây trồng sử dụng được.
2.9. Nguyên tố vi lƣợng trong đất
Là các nguyên tố dinh dưỡng đóng vai trò rất quan trọng trong hoạt động sống
của cây trồng nhưng hàm lượng của chúng trong cây rất ít từ 10
-3
-10
-5
%. Các nguyên tố
vi lượng gồm có Molipden (Mo), Bo (B), kẽm (Zn), đồng (Cu), Mangan (Mn), Niken
(Ni), Coban (Co), Iod (I), Fluor (F)
a. Ý nghĩa của nguyên tố vi lượng
Các nguyên tố vi lượng có vai trò rất quan trọng trong các quá trình sinh lý và
sinh hoá của động thực vật. Chúng có trong thành phần của vitamin, các men và
hocmon. Sự thiếu hay thừa các nguyên tố vi lượng trong đất đều không có lợi cho sự
phát triển của thực vật dẫn đến sự suy giảm về năng suất cũng như chất lượng nông sản.
Ví dụ thiếu Bo sự nảy mầm của hạt phấn khó khăn, bầu nhị bị hạ thấp, giảm năng suất
của hạt, giảm khả năng chống bệnh của cây. Thiếu kẽm các cây thân gỗ thường mắc
bệnh đốm lá, lá dễ rụng

Nhiều nghiên cứu đã tìm thấy mối liên hệ chặt chẽ giữa hàm lượng các nguyên
tố vi lượng trong đất một mặt với sản lượng của cây mặt khác với sản phẩm động vật và
sức khoẻ con người.
Ðất là nguồn gốc của các nguyên tố vi lượng trong cây, trong thức ăn của động
vật và trong sản phẩm dinh dưỡng cho người. Chính vì vậy nghiên cứu hàm lượng và sự
di động của các nguyên tố vi lượng trong đất rất cần thiết để giải quyết những vấn đề
thực tiễn của trồng trọt, chăn nuôi, thú y và y học. Nghiên cứu các quy luật phân bố các
nguyên tố vi lượng trong đất tạo cơ sở khoa học cho việc bón phân vi lượng cho cây và
bổ sung vi lượng vào nguồn thức ăn vô cơ cho động vật.
b. Hàm lượng các nguyên tố vi lượng trong đất
Trong quá trình phong hoá đá và khoáng vật và trong quá trình hình thành đất
một số nguyên tố vi lượng được tích luỹ trong đất một số khác bị rửa trôi và mất đi từ
đất. Hàm lượng trung bình của các nguyên tố vi lượng trong đất và trong thạch quyển
được nêu trong bảng 7.2
Bảng 7.2: Hàm lƣợng trung bình của một số nguyên tố vi lƣợng trong thạch
quyển và trong đất (% trọng lƣợng) - Theo Vinogradov, 1949
Nguyên tố
Thạch quyển
Ðất
Nguyên tố
Thạch quyển
Đất
Mn
9.10
-2

8,5.10
-2

Cu

1.10
-2

2.10
-2

F
2,7.10
-2

2.10
-2

Zn
5.10
-3

5.10
-3

V
1,5.10
-2

1.10
-2

Co
3.10
-3

3.10
-4



B
3.10
-4

1.10
-2

Mo
3.10
-4

3.10
-4

Ni
8.10
-2

4.10
-2

I
3.10
-5

5.10
-4


Từ những số liệu của bảng trên ta thấy các nguyên tố như iốt, Bo, đồng được
tích luỹ trong trong quá trình hình thành đất, một số khác như mangan, fluor và niken lại
bị rửa trôi khỏi đất nên hàm lượng của chúng trong đất ít hơn trong thạch quyển, một số
khác thì có hàm lượng tương đương.
Nguồn gốc chủ yếu của các nguyên tố vi lượng trong đất từ đá mẹ. Ðất phát triển
trên những sản phẩm phong hoá của đá axit (granit, liparit) thường nghèo Ni, Co, Cu.
Ðất được hình thành trên sản phẩm phong hoá của đá bazơ (bazan, gabro) lại giàu các
nguyên tố trên.
Một số nguyên tố vi lượng có thể xâm nhập vào đất cùng với các khí của khí quyển,
khói bụi của núi lửa, của các nhà máy và từ các nông dược được sử dụng trong quá trình
canh tác.
Do kết quả của quá trình hình thành đất hàm lượng các nguyên tố vi lượng và sự
phân bố của chúng trong các tầng phát sinh có khác nhau. Mức độ khác nhau phụ thuộc
và tính chất của đất, quá trình hình thành đất và tính chất của chính các nguyên tố vi
lượng. Hàm lượng trung bình của các nguyên tố vi lượng trong một số loại đất Việt
Nam được trình bày trong bảng 7.3.
Bảng 7.3: Hàm lƣợng trung bình các nguyên tố vi lƣợng dễ tiêu trong một
số loại đất Việt Nam (mg/kg đất khô)
Loại đất
Mn
Mo
Zn
Cu
B
Ðất bạc màu Vĩnh Phú

Ðất phù sa sông Hồng
Phù sa sông Mã
Phù sa sông Thái bình
Ðất chiêm trũng Hà Nam Ninh
Ðất bạc màu Hà Bắc
Ðất phèn
Ðất mặn trung tính
2,4
11,6
8,7
5,2
12,9

-
-
0,13
0,14
0,10
0,15
0,27
0,10
0,41
0,13
8,5
20,5
3,7
0,4
3,5
4,9
6,6

7,1
3,7
9,2
4,8
0,2
-
2,0
0,1
0,3
0,1
0,21
0,16
0,27
0,22
0,14
0,59
0,47
* Nguồn Nguyễn Vi, Trần Khải, 1978. Mn rút bằng H
2
SO
4
0,1N; Mo rút bằng
dung dịch Tamm (xitrat amon); Zn, Cu rút bằng dung dịch HCl 0,1N; B rút bằng nước
cất nóng.

Các yếu tố ảnh hưởng chủ yếu đến hàm lượng các vi lượng trong đất là thành phần đá
mẹ, thành phần cơ giới, hàm lượng mùn trong đất, phản ứng của đất, chế độ phân bón và
canh tác.
c. Các dạng của nguyên tố vi lượng trong đất
Trong đất các nguyên tố vi lượng nằm trong mạng lưới tinh thể của các khoáng

nguyên sinh và thứ sinh, trong các hợp chất vô cơ không hoà tan (muối, oxyt và
hydroxyt), trong trạng thái ion trao đổi, trong thành phần các chất hữu cơ và trong dung
dịch đất.


Sự di động của các nguyên tố vi lượng và các dạng tồn tại của chúng trong đất
chịu ảnh hưởng rất lớn của phản ứng của môi trường, điều kiện oxy hoá khử, nồng độ
khí CO
2
và hàm lượng chất hữu cơ trong đất.
Trong đất chua sự di động của Cu, Zn, Mn, Co tăng lên nhưng sự di động cuả Mo
lại giảm. B, F, và I có tính di động cao cả trong môi trường chua và kiềm.
Hoá trị của nhiều nguyên tố vi lượng trong đất thay đổi phụ thuộc vào điều kiện
oxy hoá khử của đất. Sự thay đổi hoá trị ảnh hưởng đến tính di động của chúng. Khi
chuyển từ môi trường khử sang môi trường oxy hoá một số nguyên tố vi lượng chuyển
từ hoá trị thấp sạng hoá trị cao, tạo thành những hợp chất khó tan hoặc không tan làm sự
di động của chúng giảm (Mn
2+
 Mn
4+
). Một số nguyên tố khác trái lại khi chuyển lên
hoá trị cao tính di động lại tăng lên (Cr
3+
 Cr
6+
; V
3+
 V
5+
).

Sự tăng nồng độ khí CO
2
trong không khí đất cũng làm tăng sự di động của một
số nguyên tố vi lượng trong đất như Ba, Ni, Sr, Mn Các nguyên tố này có khả năng
kết hợp với CO
2
trong không khí đất để tạo các muối cacbonat khó tan. Khi nồng độ
CO
2
trong không khí đất tăng thì các muối cacbonat chuyển thành dạng Bicacbonat dễ
hoà tan hơn và làm tăng khả năng di động của các nguyên tố.
Các hợp chất mùn và các axit hữu cơ có phân tử lượng thấp (axit oxalic, axit
xitric, axit fomic ) có thể liên kết với các nguyên tố vi lượng tạo nên các hợp chất dễ
tan hoặc các hợp chất khó tan, cây không sử dụng được.
Tóm lại khi nghiên cứu các nguyên tố vi lượng trong đất cần quan tâm không chỉ
hàm lượng tổng số của các nguyên tố mà còn cần phải tìm hiểu hàm lượng các dạng di
động của chúng. Ðối với các cây trồng cụ thể cần phải tìm hiểu thêm về nhu cầu dinh
dưỡng vi lượng của từng loại cây.

Câu hỏi ôn tập

1. Tìm hiểu nguyên nhân sự sai khác về thành phần hoá học của vỏ trái đất và
của đất?
2. Nêu tên các nguyên tố chính trong thành phần hoá học của đất? các dạng
tồn tại và sự di động của chúng trong đất?
3. Nêu tên các nguyên tố dinh dưỡng đa lượng và trung lượng trong đất? Hàm
lượng tổng số và dễ tiêu của chúng trong đất?
4. Trình bày những hiểu biết của anh (chị) về các nguyên tố vi lượng trong
đất, ý nghĩa của chúng với dinh dưỡng cây trồng?

Chƣơng VIII
THÀNH PHẦN CƠ GIỚI VÀ KẾT CẤU ĐẤT

1. Thành phần cơ giới đất
1.1. Khái niệm về cấp hạt cơ giới và thành phần cơ giới đất
Kết quả của quá trình hình thành đất đã tạo ra được các hạt đơn đất có kích
thước và hình dạng khác nhau. Những hạt đơn đất đó được gọi là "phần tử cơ giới đất"
hay còn gọi là hạt cơ giới đất. Như vậy các phần tử cơ giới đất có thể có nguồn gốc vô
cơ, hữu cơ hay vô cơ- hữu cơ. Nhưng trong đất phần lớn các hạt đất có nguồn gốc vô cơ
trừ các loại đất được gọi là đất hữu cơ (có từ 16 % cacbon hữu cơ trở lên).
Những phần tử cơ giới nằm trong một phạm vi kích thước nhất định thì có đặc
tính và thành phần hoá học khác với những hạt trong phạm vi kích thước khác. Người ta
gọi những hạt có phạm vi cùng kích thước đó là cấp hạt cơ giới. Ta có 3 cấp hạt cơ giới
cơ bản, đó là: cấp hạt cát, cấp hạt bụi còn gọi là Limon và cấp hạt sét.
Hàm lượng các cấp hạt đựơc biểu thị bằng tỷ lệ phần trăm khối lượng. Tỷ lệ tương
đối giữa các cấp hạt cơ giới gọi là thành phần cơ giới đất hay còn gọi là thành phần cấp
hạt. Dựa trên tỷ lệ của các cấp hạt đó tên đất được gọi là đất cát,đất thịt hoặc đất
sét Nhiều khi người ta cũng gọi là đất nhẹ, đất trung bình hoặc đất nặng.
Cũng cần lưu ý rằng, các phần tử cơ giới của đất là những hạt độc lập riêng rẽ.
Trong trường hợp các hạt cơ giới liên kết lại với nhau thì đó là một đối tượng nghiên
cứu khác được gọi là kết cấu đất hay cấu trúc đất (structure). Vì vậy trong quá trình xác
định các cấp hạt để nghiên cứu thành phần cơ giới đất cần tách triệt để các hạt đơn đất
ra bằng việc kết hợp các phương pháp phù hợp như tán, lắc, khuấy, đun sôi, các hoá
chất phân tán.

1.2. Phân chia cấp hạt cơ giới
Tiêu chuẩn phân chia cấp hạt cơ giới của các nước trên thế giới có khác nhau nhưng
vẫn có một "mốc" chung. Tại mốc này sự thay đổi về kích thước các hạt đất sẽ dẫn tới sự
thay đổi đột ngột về tính chất đặc biệt là tính chất vật lý của đất. Ví dụ, tính mao dẫn xuất
hiện ở mốc 1,0- 2,0 mm hay mốc 0,1- 0,2 mm là mốc bắt đầu có tính dính, tính dẻo và đất
khó thấm nước. Ta có thể so sánh sự khác nhau trong việc phân chia cấp hạt của các nước
trên thế giới qua bảng 8.1.
Bảng 8.1. Cấp hạt cơ giới của Liên Xô (cũ), Bộ Nônghiệp Mỹ (USDA),
FAO- UNESCO (mm)
Liên Xô (cũ)
USDA
FAO- UNESCO


Ðá cục >250
Ðá vụn > 3

Cuội 250-64
Cuội 3-1
Cuội > 2
Sỏi 64- 4

Sỏi 2-1
Sạn 4-2
Cát thô 1- 0,5
Cát thô 1- 0,5
Cát rất thô 1-2
Cát trung bình 0, 5- 0,25
Cát trung bình 0, 5- 0,25
Cát thô 1-0,5

Cát mịn 0,25- 0.05
Cát mịn 0,25- 0.02
Cát trung bình 0,5- 0,25

Cát rất mịn 0,2- 0,05
Cát mịn 0,25- 0,1


Cát rất mịn 0,1- 0,05
Bụi thô 0,05- 0,01
Bụi 0,05-,005
Bụi 0,05- 0,002
Bụi trung bình 0,01- 0,005


Sét thô 0,005- 0,0005
Sét < 0,005
sét < 0,002
Sét mịn 0,0005- 0,0001




Keo < 0,0001


** Cát vật lý > 0,01
Sét vật lý < 0,01

** Cát vật lý là những hạt lớn hơn 0,01 mm. Khi những hạt có kích thước như thế sẽ thể
hiện rõ nét những tính chất vật lý của các hạt cát như lắng rẽ, tính dễ thoát nước, tính
mao dẫn rất bé, không có tính trương (giãn nở) và tính co, tính dính, tính dẻo Sét vật
lý là những hạt có kích thước < 0,01 mm. Những hạt này thể hiện rõ tính vật lý của hạt
sét như tính dẻo, tính trương, tính co, tính thấm nước kém, tính mao dẫn lớn, lúc ướt thì
dẻo quánh, lúc khô thì rắn chắc Cũng nên lưu ý rằng sự phân chia như trên được thực
hiện trong quá trình phân tích cấp hạt, còn trong thực tiễn áp dụng vào phân loại đất
theo thành phần cơ giới thì người ta chỉ xét theo 3 cấp hạt chủ yếu là cát, bụi và sét. Các
cấp hạt chi tiết chỉ được ứng dụng khi nghiên cứu đất ở các cấp phân vị thấp nhất như
cấp chủng của Liên Xô (cũ), cấp series của Mỹ, cấp phases của FAO- UNESCO.
Cho đến nay ở Việt Nam vẫn áp dụng bảng phân chia cấp hạt của Liên Xô (cũ) và
một số trường hợp dùng bảng của Liên Hiệp Quốc (LHQ) hay của Bộ Nông nghiệp Mỹ.
Tuy nhiên bảng của FAO- UNESCO (1970) được áp dụng phổ biến vì hai lý do: thứ
nhất, trong thực tế phân tích cấp hạt người ta được phép đơn giản hoá số cấp hạt còn lại
3 cấp cơ bản; thứ hai, phương pháp phân loại đất theo FAO- UNESCO đang ngày càng
được áp dụng rộng rãi. So với bảng của LHQ năm 1927, bảng của FAO- UNESCO có
một ít thay đổi, từ 7 cấp tăng lên 11 cấp chủ yếu ở các cấp lớn hơn 2 mm.
1.3. Thành phần và đặc tính của các cấp hạt cơ giới
Các tài liệu nghiên cứu cho thấy thành phần hoá học của các cấp hạt khác nhau rất
khác nhau, đặc biệt là tỷ lệ 3 nguyên tố silic, nhôm và sắt. Ðiều này rất phù hợp với
thành phần khoáng vật trong đất. Ta có thể thấy rõ qua số liệu của N.A. Kachinxki
(1970) ở bảng 8.2
Bảng 8.2. Thành phần hoá học của các cấp hạt cơ giới trong đất rừng xám sáng
Cấp hạt
(mm)
Tỷ lệ các chất (%)
SiO
2

Al

2
O
3
Fe
2
O
3
CaO
MgO
K
2
O
P
2
O
5
0,05- 0,01
87,57
5,72
3,43
0,46
0,53
1,43
Vệt
0,01- 0,005
82,01
7,83
4,85
0,11
0,18

1,45
Vệt
0,005- 0.0001
68,89
17,49
6,35
0,93
2,28
1,46
0,26
< 0,0001
53,76
26,36
11,38
0,96
4,13
2,15
0,26
Nhìn chung cấp hạt càng mịn, tỷ lệ các nguyên tố (trừ silic) trong đó có cả nguyên tố
dinh dưỡng càng cao. Tuy nhiên các nguyên tố dinh dưỡng N và P thì không phải lúc
nào cũng tuân theo quy luật này vì bản thân các hạt sét không chứa các nguyên tố đó.
Do vậy ở những loại đất sét ta không bón phân năng suất cây trồng rất thấp.
Ta càng thấy sự khác nhau rõ nét của các cấp hạt đất qua một số tính chất vật lý của
chúng được V.V. Okhotin và V. G. Trasuc trình bày trong bảng 8.3.
Ta dễ dàng nhận thấy các cấp hạt từ to đến nhỏ như sau:
 Ðộ ẩm phân tử cực đại tăng dần lên
 Khả năng thấm nước giảm dần
 Cột nước trong mao dẫn tăng cao dần
 Từ 0,25 mm thì bắt đầu có tính trương (giãn nở) và tăng nhanh
 Tính co biểu hiện rất chậm và chỉ xuất hiện ở những cấp hạt bé nhất

 Từ 0,25 mm xuất hiện tính dẻo và tăng dần
Sức chống nén và sức dính chỉ xuất hiện ở các cấp hạt mịn hơn 0,01 mm và tăng nhanh.
Bảng 8.3 lần nữa chứng minh về mốc xuất hiện các tính chất vật lý một cách đột
ngột là mốc 1,0 mm và mốc 0,01 mm và cũng ở những mốc như vậy các tính chất hoá lý
của đất có sự thay đổi nhất định.
Bảng 8.3. Tính chất vật lý của các cấp hạt cơ giới

Cấp hạt
(mm)
Ðộ
ẩm
phân
tử cực
đại
(%)
Ðộ
thấm
nước
(cm/s)
Cột
nước
mao
dẫn
(cm)
Giãn
nở
theo
thể

tích
(%)
Co
theo
thể
tích
(%)
Ðộ ẩm (%)
theo
Sức
chống
nén tạm
thời
(G/cm
2
)
Sức dính
cực đại
(G/cm
2
)
Giới
hạn
chảy
Giới
hạn
nặn
được
3,0- 2,0
0,2

0,5
0
-
-


-
-
2,0-1,5
0,7
0,2
1,5-
3,0
-
-


-
-
1,5-1,0
0,8
0,12
4,5
-
-


-
-
1,0- 0,5

0,9
0,072
8,7
-
-


-
-
0,5-0,25
1,0
0,056
20-27
0
-
không
không
-
-
0,25- 0,1
1,1
0,039
50
5
-
dẻo
dẻo
-
-
0,1- 0,05

2,2
0,005
91
6
-


-
-
0,05- 0,01
3,1
0,004
200
16
-


0
4,2
0,01- 0,005
15,9
-
-
105
-
40
28
1,75
60
0,005- 0,001

31,0
-
-
160
4,0
48
30
31,25
456
< 0,001
-
-
-
405
8,2
87
34
125,0
-


1.4. Phân loại đất theo thành phần cơ giới
Trong thực tiễn sản xuất vai trò của thành phần cơ giới rất quan trọng. Nông dân ta
từ xưa đã dựa vào những nhận xét ngoài đồng ruộng trong quá trình sản xuất để chia đất
ra thành các loại: đất cát già, cát non, thịt pha cát, thịt nhẹ, thịt nặng, đất sét, đất gan gà,
đất gan trâu Mỗi loại đất chỉ phù hợp với một số loaị cây trồng nhất định và cần có
biện pháp canh tác thích hợp. Khi ngành thổ nhưỡng học hình thành và phát triển việc
phân loại đất theo thành phần cơ giới đã đưa ra tiêu chuẩn cụ thể trên cơ sở tỷ lệ tuơng
đối giữa các cấp hạt. Việc phân loại đất theo thành phần cơ giới cũng đồng nghĩa với
việc gọi tên đất. Cần lưu ý rằng phân loại đất theo thành phần cơ giới khác với việc

phân loại đất (soil classification) theo nguồn gốc và quá trình hình thành đất.
Trên thế giới có nhiều bảng phân loại đất theo thành phần cơ giới khác nhau, nhưng
phổ biến nhất là bảng của Liên Xô (cũ), của USDA và của FAO- UNESCO.Trước đây
Liên Xô và LHQ thường trình bày dưới dạng bảng để đối chiếu và phân loại đất theo
thành phần cơ giới. Gần đây FAO- UNESCO tương tự như USDA trình bày trên tam
giác đều. Sau đây ta tìm hiểu các bảng phân loại đó.
Bảng phân loại đất theo thành phần cơ giới của Liên Xô dựa vào 2 cấp hạt: sét vật lý
và cát vật lý và được áp dụng cho các nhóm đất potzôn, đất thảo nguyên, đất đỏ, đất
vàng, đất mặn riêng biệt. Ðây là sự khác với bảng phân loại đất theo thành phần cơ giới
của USDA và của FAO- UNESCO áp dụng cho mọi loại đất không phân biệt nguồn gốc
và quá trình hình thành.
Cách sử dụng bảng này để gọi tên đất cũng rất đơn giản. Ví dụ, một loại đất potzôn
có các cấp hạt:


5 % hạt 0- 0,25 mm 20 % hạt 0,01- 0,005 mm
15 % hạt 0,25- 0,05 mm 10 % hạt 0,005- 0,001 mm
48 % hạt 0,025- 0,01 mm 60 % hạt < 0,001 mm
68 % hạt cát vật lý ( > 0,01mm) 32 % hạt sét vật lý ( < 0,01 mm)
Bảng 8.4 Bảng phân loại đất theo thành phần cơ giới của Liên Xô
(Kachinxki, 1957)


Loại đất
Sét vật lý( < 0,01 mm)
Cát vật lý( > 0,01 mm)
Ðất
potzôn
Ðất thảo
nguyên,

đất đỏ, đất
vàng
Ðất
mặn
Ðất
potzôn
Ðất thảo
nguyên,
đất đỏ, đất
vàng
Ðất mặn
Ðất cát rời
0- 5
0- 5
0- 5
100- 95
100- 95
100- 95
Ðất cát dính
5- 10
5- 10
5- 10
95- 90
95- 90
95- 90
Ðất cát pha
10- 20
10- 20
10- 15
90- 80

90- 80
90- 85
Ðất thịt nhẹ
20- 30
20- 30
15- 20
80- 70
80- 70
85- 80
Ðất thịt trung bình
30- 40
30- 45
20- 30
70- 60
70- 55
80-70
Ðất thị nặng
40- 50
45- 60
30- 40
60- 50
55- 40
70- 60
Ðất sét nhẹ
50- 65
60- 75
40- 50
50-35
40-25
60-50

Ðất sét trung bình
65- 80
75- 85
50- 65
35- 20
25- 10
50- 35
Ðất sét nặng
> 80
> 85
> 65
< 20
< 15
< 35
Tra bảng 8.4, ta dễ dàng gọi tên đất này là đất thịt trung bình.
Ðể tiện lợi cho việc sử dụng USDA cũng như FAO- UNESCO đã xây dựng tam giác
đều, trên đó các phần diện tích tương ứng với những tên đất đã được tính toán theo bảng
phân loại (hình 8.1 và hình 8.2). Theo đó, ở Mỹ theo thành phần cơ giới đất có 12 tên
gọi khác nhau.
1. Ðất sét
2. Ðất sét pha cát
3. Ðất sét pha limon
4. Ðất thịt pha sét và limon
5. Ðất thịt pha sét
6. Ðất thịt pha sét và cát
7. Ðất thịt pha cát
8. Ðất thịt
9. Ðất thịt pha limon
10. Ðất limon
11. Ðất cát pha

12. Ðất cát


Hình 8.1 Sơ đồ xác định thành phần cơ giới đất
của
USDA. (Harry Bucknam- Nyle C. Brady,
1980)
Muốn xác định tên gọi của đất trên sơ đồ này, ta làm như sau: Trên các cạnh theo
chiều tăng dần của sét, limon và cát, lấy 3 điểm ứng với tỷ lệ các cấp. Từ 3 điểm ta kẻ 3
đường thẳng song song với 3 cạnh: cát, sét và limon. Ðiểm gặp của 3 đường ở miền nào
ta có tên gọi của đất ở đó. Ví dụ, đất A có 15 % sét + 25 % limon + 60 % cát; lần lượt ta
kẻ đường xuất phát từ 15 % sét song song với cạnh cát; từ điểm 25 % limon ta kẻ đường
% cát
100% sét
% sét
% limon
100%
% limon
90
80
70
60
50
40
30
20
10
100
90
80

70
% cát
60
50
40
30
20
10
10
20
30
40
50
60
70
80
90
1
2
3
4
5
6
7
11
12
8
9
10

thứ 2 song song với cạnh sét và từ điểm 60 % cát ta kẻ đưòng song song với cạnh limon.
Ba đường này gặp nhau tại miền số 7, ta có tên đất là đất thịt pha cát.
Năm 1976 FAO- UNESCO có sự thay đổi nhỏ trong việc phân loại đất theo thành
phần cơ giới, kết quả được trình bày trên sơ đồ tam giác cơ giới (hình 8.2). Tương tự, ta
cũng sử dụng kỹ thuật nêu trên để tìm và gọi tên đất theo thành phần cơ giới trong sơ đồ
hình tam giác đều FAO- UNESCO đưa ra. Theo đó đất có 6 tên gọi chính được chia
thành 16 tên phụ ứng với 16 miền trên sơ đồ

Hình 8.2 Sơ đồ xác định thành phần cơ giới đất
của FAO- UNESCO

1.5. Tính chất các loại đất có thành phần cơ giới khác nhau và biện pháp cải tạo
Do thành phần hoá học cũng như tính chất của các cấp hạt khác nhau nên các loại
đất có thành phần cơ giới khác nhau có độ phì nhiêu khác nhau. Từ đó việc sử dụng
cũng như biện pháp cải tạo chúng đựoc áp dụng khác nhau cho phù hợp và hiệu quả.
Sau đây ta so sánh 3 loại đất có thành phần cơ giới khác nhau: đất cát, đất sét và đất thịt.
+ Ðất cát
Là loại đất trong đó tỷ lệ cấp hạt cát lớn, có thể đạt tới 100 %. Ðất cát có những ưu
nhược điểm sau:
 Do các hạt có kích thước lớn nên tổng thể tích khe hở, lớn nhất là khe hở phi mao
quản, từ đó nước dễ thấm xuống sâu và đồng thời cũng dễ bốc hơi nên dẫn tới đất
dễ bị khô hạn.
 Trong đất cát điều kiện ôxy hoá tốt nên chất hữu cơ bị khoáng hoá mạnh dẫn đến đất
nghèo mùn.
 Ðất cát dễ bị đốt nóng vào mùa hè và cũng dễ mất nhiệt trở nên nguội lạnh vào mùa
đông, bất lợi cho cây trồng và vi sinh vật phát triển.
100
clay- sét (%)
Limon
(%)
100%
90
80
70
60
50
40

30
20
10
90
80
70
Cát (%)
60
50
40
30
20
10
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Sét rất
mịn
Sét pha
cát
Sét pha
limon
Thịt pha
sét

Thịt pha
cát và sét
Sét mịn
Sét
Thịt pha sét
và limon
Limon
mịn
Thịt mịn
Thịt
Thịt pha cát
Cát
Cát pha
thịt
Thịt thô
Limon
Limon thô
Thịt pha limon


 Ðất cát rời rạc, dễ cày bừa giảm công làm đất, nhưng nếu mưa to hay tưới ngập, đất
thường bị lắng rẽ, bí chặt.
 Ðất cát chứa ít keo nên khả năng hấp phụ thấp, khả năng giữ nước giữ phân (chất
dinh dưỡng) kém. Vì vậy nếu bón nhiều phân tập trung vào một lúc cây không sử
dụng hết, một phần lớn bị rửa trôi do đó gây lãng phí. Trên đất cát khi bón phân
hữu cơ nhất thiết phải vùi sâu để giảm sự "đốt cháy".
 Ðất cát thích hợp với nhiều loại cây trồng có củ như khoai lang, khoai tây,
lạc Trong đất cát rễ và củ dễ dàng vươn xa và ăn sâu mà không bị chèn ép. Các
cây họ đậu có khả năng cộng sinh với vi khuẩn nên cũng có thể thích ứng trên đất
cát. Một số vùng đất cát người ta còn trồng các loại: dưa hấu, dưa lê hay vừng, kê;

thậm chí cây đặc chủng như thuốc lá cũng được trồng trên đất cát.
Thực tế sản xuất trên đất cát, do cơ sở vật chất không cho phép chúng ta cải tạo
thành phần cơ giới bằng đưa sét vào. Muốn đạt năng suất cao nhất chỉ có thể bố trí
những loại cây trồng phù hợp với đất cát đồng thời áp dụng những kỹ thuật canh tác
hợp lý. Tuy vậy một số vùng đất cát trong phẫu diện dưới tầng cát có tầng sâu(subsoil
horizon) với tỷ lệ sét cao, ta có thể cày sâu lật sét lên tầng mặt. Lúc đó nhất thiết phải
tăng cường phân bón nhất là phân hữu cơ để cải thiện được độ phì và cho năng suất cao.
+ Ðất sét.
Ðất sét là loại đất trong đó cấp hạt sét chiếm tỷ lệ cao, ngược lại tỷ lệ cát thấp hoặc
không có. Khi xét về đất sét ta cần lưu ý đến trạng thái kết cấu của đất. Nếu đất sét
không có kết cấu hay kết cấu kém thì có những ưu nhược điểm dưới đây:
 Hạt sét bé nên khe hở giữa chúng nhỏ dẫn đến thoát nước kém dễ bị úng gây tác hại
cho cây trồng cạn.
 Ðộ thoáng khí thấp nên dễ gây ra glây hoá, xác hữu cơ phân giải chậm, lượng chất
hữu cơ tích luỹ nhiều hơn.
 Ðất chứa nhiều sét hơn nên sức cản lớn, tính dính cao gây khó khăn hơn cho việc
làm đất.
 Do nhiều sét nên đất có khả năng hấp phụ lớn, các chất ít bị rửa trôi, tính đệm cao
hơn. Ngoài ra độ ẩm cây héo cao hơn nhiều đã làm giảm lượng nước hữu hiệu so với
đất cát.
 Tuy nhiên, nếu đất sét chứa nhiều chất hữu cơ trở nên có kết cấu tốt thì lại là một
loại đất lý tưởng nhờ khả năng cung cấp chất dinh dưỡng, nước, không khí được cải
thiện thoả mãn cho cây trồng.
+ Ðất thịt.
Ðất thịt là loại đất có tỷ lệ của các cấp hạt cũng như các đặc tính lý hoá học nằm
trung gian giữa 2 loại đất cát và đất sét. Thường đất thịt có mặt đầy đủ cả 3 cấp hạt cát,
limon và sét. Nếu là đất thịt nhẹ thì tỷ lệ cấp hạt cát lớn, ngược lại đất thịt nặng tỷ lệ cấp
hạt cát giảm mà tỷ lệ cấp hạt sét tăng.
Nói chung đất thịt trung bình là tốt vì vừa có những đặc tính lý, hoá học và sinh học
phù hợp cho nhiều loại cây trồng vừa dễ làm đất và chăm bón lại có năng suất cao.

1.6. Phƣơng pháp phân tích thành phần cơ giới
Sau khi đã áp dụng các phương pháp thích hợp để phân tán các phần tử cơ giới, ta
tiến hành tách các cấp hạt từ mẫu đất. Có 2 nhóm phương pháp cơ sở, đó là sa lắng và
dòng chảy. Thuộc nhóm thứ nhất có các phương pháp của Atterberga, phương pháp
pipet (ống hút) của Koln- Kachinxki, phương pháp tỷ trọng kế của Bouyoucos được
Cassagrande và Proszynski cải tiến; thuộc nhóm thứ hai có phương pháp của Schony và


phương pháp của Kopexki. Gần đây người ta áp dụng phương pháp li tâm để tách các
cấp hạt bé nhất.
Hiện nay phương pháp pipet được dùng phổ biến ở Việt Nam, trong một số trường
hợp người ta cũng sử dụng cả phương pháp li tâm.
 Phƣơng pháp pipet
Ðịnh luật sa lắng của Stockes nói rằng, tồn tại một sự phụ thuộc giữa lực cản vật rơi
trong môi trường phân tán (w) với kích thước vật rơi, với tốc độ rơi và với độ nhớt chất
lỏng.
w = 6  k r v (1)
Trong đó: w tính theo dyn, r theo cm, v theo cm/s và k theo g/cm/s.
Khi vật rơi trong nước lực đẩy Archimedes (F) được tính theo công thức
F = (M - M
1
) g (2)
Trong đó: M là khối lượng vật rơi lý tưởng = 4/ 3  r
3
D
1

D
1
là tỷ trọng vật rơi

r là bán kính vật rơi
M
1
là khối lượng chất lỏng do vật rơi chiếm = 4/ 3  r
3
D
2

D
2
là tỷ trọng của chất lỏng
g là gia tốc tự do = cm/s
2

Thay vào công thức (2), ta có: F = 4/3  r
3
(D
1
- D
2)
g (3)
Cân bằng công thức (1) và (3), ta có: 6  k r v= 4/3  r
3
(D
1
- D
2)
g (4)
Giả sử: đất thịt có tỷ trọng 2,65; tỷ trọng của nước là 0, 99823 ở 20
0

C; độ nhớt của
nước là 0,0101 g/cm/s; gia tốc rơi tự do là 981 cm/ s
2
. Sau khi biến đổi ta thu được:
v = 35652 r
2
= 35652
4
d

2
d
= r =
35652
v
(5)
Tốc độ rơi của vật v=
t
h
. Trong đó: h- chiều cao vật rơi, (6)
t- thời gian vật rơi
Từ công thức vận tốc rơi v = 35652
4
d
2
, ta có
t
h
= 35652
4

d
2
suy ra:
d = 2
t35652
h
với d là bán kính vật rơi (cm) (7)
Như vậy nếu định sẵn tại thời điểm đo nào đấy, ta sẽ thu được các hạt rơi trong
phạm vi kích thước d với giả thiết vật rơi tròn.
Phương pháp pipet chính xác đối với các cấp hạt từ 0,1 mm đến 0,001 mm. Vì thế các
cấp hạt lớn hơn ta dùng phương pháp rây còn những cấp hạt bé hơn ta nên dùng phương
pháp li tâm.
 Phƣơng pháp li tâm
Trên cơ sở định luật sa lắng của Stockes, G. Wiegner đã cải tiến thành phương pháp ly
tâm.


v =
t
h
g
k
DD
r
9
2
1
21
2



r
2
; g
1
= 4
2
.n
2
.r
1

r =
)-( trn8
kh9
)-( t2
kh9
r
DD
g
DD
21
1
22
1
21




DD
tr
n
21
1
2
2
- 2
kh 9
dr2


(8)

Trong đó: d - đường kính hạt li tâm D
1
- tỷ trọng của đất
r - bán kính hạt li tâm D
2
- tỷ

trọng của nước
h - chiều cao cột nước li tâm (cm) g
1
- gia tốc rơi tự do
k - độ nhớt nước n - tốc độ quay (vòng/ s)
t - thời gian hạt rơi (s) r
1
- bán kính li tâm

2. Kết cấu đất
2.1. Khái niệm chung về kết cấu
Ta gọi một trạng thái ở đó đất có cấu tạo hạt kết (đoàn lạp- Aggregate) đảm bảo cho
cây trồng có điều kiện thích hợp về chế độ nước, không khí và nhiệt là kết cấu đất.
Trong đất có kết cấu, tồn tại một trạng thái cân bằng, kết quả là các khe hở và các
đoàn lạp được duy trì. Ngược lại trạng thái này bị phá vỡ thì đất mất kết cấu. Một trạng
thái cân bằng như vậy chỉ có thể tồn tại ở những môi trường thổ nhưỡng nhất định. Con
người có thể tác động vào đất thông qua những kỹ thuật canh tác thích hợp như làm đất
tối thiểu, phân bón, thuỷ lợi và đặc biệt là hệ thống cây trồng để tạo ra một trạng thái kết
cấu tốt.
Khái niệm kết cấu trong thực tế nông nghiệp được hiểu là "cấu tạo đất có hạt kết"
(có đoàn lạp). Nhưng kết cấu hiểu đúng bao gồm:
 Cấu tạo hạt kết (đoàn lạp)
 Hệ thống và độ hổng đất.
Biểu hiện bề ngoài của kết cấu đất là cấu tạo hạt kết. Ở một số loại đất, ngay cả
trong một phẫu diện đất các hạt kết (đoàn lạp) không được hình thành, ví dụ, trong đất
cát thô hay trong mẫu chất. Ðất như vậy ta gọi là đất không hạt kết. Từ đó, ta có thể
phân biệt 2 dạng cấu tạo đất như sau:
 Cấu tạo không hạt kết (rời rạc và khối đặc).
 Cấu tạo hạt kết (cấu tạo đoàn lạp). Cấu tạo hạt kết lại chia ra cấu tạo tự nhiên và cấu
tạo nhân tạo (trong đất trồng trọt).



Hình 8.3 Ðất cấu tạo hạt kết tự nhiên
a- hạt kết hạt, b- hạt kết viên hạt, c- hạt kết cục có góc cạnh,
d- hạt kết lăng trụ, e- hạt kết hình cột và hình trụ, f- hạt kết tấm (vỉa).

Cấu tạo hạt kết tự nhiên có trong đất tự nhiên không trồng trọt như đất rừng, đất thảo
nguyên (đồng cỏ tự nhiên) hay các tầng dưới sâu của phẫu diện đất trồng trọt. Ta có thể

chia các loại hạt kết tự nhiên ra (hình 8. 3):
 hạt kết hạt
 hạt kết viên hạt
 hạt kết cục có góc cạnh
 hạt kết lăng trụ
 hạt kết khối hình trụ (cột)
 hạt kết tấm (vỉa).

Trong đất trồng trọt ở tầng canh tác có thể phân biệt các dạng hạt kết sau (hình
8.4):
 hạt kết viên hạt
 hạt kết cục nhẵn cạnh
 hạt kết cục nhẵn cạnh lớn.





a b
Hình 8.4. Đất cấu tạo hạt kết nhân tạo
a- hạt kết viên hạt, b- hạt kết cục nhẵn cạnh lớn

2.2. Cấu tạo không hạt kết
Cấu tạo không hạt kết rời rạc (hạt đơn) có trong đất cát, khi các hạt cơ giới không
liên kết với nhau (hình 8.5 a). Ðất như vậy rời rạc, dễ bị xói mòn bề mặt. Ðiển hình là
các đất cát, đất xám bạc màu trên phù sa cổ. Về lý thuyết ta có thể tạo kết cấu qua việc
bón chất hữu cơ các loại hay trồng cây họ đậu, tuy nhiên yếu tố hạn chế sự tạo thành kết
cấu chính là nước. Nước ít, xác hữu cơ bị đốt cháy, mùn được hình thành không đáng
kể. Người ta cũng đã thử nghiệm làm kết cấu nhân tạo bằng các hợp chất tạo kết cấu.
Đó là các dẫn xuất của axit acrilic. Nhưng do không kinh tế và có thể gây ô nhiễm nên

những hợp chất này cũng không sử dụng trong thực tế.


a b
Hình 8.5. Cấu tạo đất không hạt kết
a- Các hạt rời; b- Khối đặc (không khe hở)
(H. Uggla. 1976)
Cấu tạo không khe hở (khối đặc) thường thấy ở những tầng dưới trong đất cơ giới
nặng nơi có điều kiện nước- không khí không điều hoà. Toàn bộ khối lượng đất (có độ
xốp rất bé) bao gồm các hạt liên kết chặt chẽ với nhau, gây ra bí chặt (hình 8.5 b). Từ
một khối đất, khi ta tác động bằng một lực không thu được các hạt kết bé. Ðương nhiên
tầng mặt của đất này không thể hiện hoàn toàn cấu tạo không khe hở do ít nhiều tồn tại
một lượng hữu cơ và hoạt động sinh học.
2.3. Cấu tạo hạt kết
a. Các dạng hạt kết đất tự nhiên
Hạt kết hạt
Hạt kết hạt tồn tại trong đất giàu chất hữu cơ, và có mặt của hạt sét và hạt limon,
đặc biệt là dưới đồng cỏ, rừng tự nhiên hay đất trồng trọt thâm canh cao. Ta có thể dễ
dàng gặp dạng hạt kết này ở đất đen, đất xám feralit hay tầng canh tác đất phù sa sông
Hồng. Kích thước của những hạt này khác nhau, có thể như hạt ngô, hạt cốc ba cạnh
Các hạt kết khá bền trong nước. Các nghiên cứu chỉ ra rằng trong quá trình trồng trọt
các hạt kết này có thể chuyển thành dạng viên hạt lớn khi chúng có điều kiện liên kết lại
với nhau.
Hạt kết viên hạt


Trong đất chứa một lượng
chất hữu cơ nhất định như đất
đồng cỏ, đất rừng tự nhiên hay đất
trồng trọt có thành phần cơ giới

thịt pha limon, pha cát, ta thường
gặp loại hạt kết này. Chúng có
dáng hình tròn không theo một
quy tắc nào cả, tạo ra độ hổng lớn,
có thể dễ dàng bóp ra các hạt bé
hơn (hình 8.6) và thường bám vào
rễ cỏ hay rễ cây họ đậu. Ở nước ta
có thể gặp loại hạt kết này ở đất
phù sa sông Hồng trồng rau, đậu
hoặc đất đen cacbonat.

Hình 8.6 Cấu tạo hạt kết trong phẫu diện đất đen
(H. Uggla. 1976)
Hạt kết cục có góc cạnh
Dạng hạt kết này thường gặp ở tầng A
3
ở đất rừng hay tầng canh tác đất phù sa.
Kích thước của hạt kết có thể từ 5 đến 15 mm với các khối đa giác khác nhau (hình 8.7).


Hình 8.7 Ðất cấu tạo hạt kết cục có góc cạnh (ảnh T. Bortkiewicz)
Cấu tạo khối lăng trụ
Các hạt kết có dạng kéo dài rõ rệt (hình 8.8). Ta thường gặp ở tầng phía dưới phẫu
diện đất có thành phần cơ giới nặng. Ví dụ, gặp ở các tầng sâu trong đất phù sa thịt
nặng, đất mặn đã được cải tạo do trồng lúa nhiều năm, đất xám phát triển trên phiến
sét Dưới sâu phẫu diện hàm lượng mùn ít dẫn đến các hạt kết này không có độ bền
cao, dễ bị trương và co. Kích thước của các khối lăng trụ 10-50 mm

Hình 8.8 Cấu tạo hạt kết lăng trụ (ảnh T. Bortkiewicz)
Hạt kết khối hình trụ, cột
Những hạt kết có xu thế kéo dài theo một phía và kích thước 10- 50 mm hay hơn.
Cấu tạo dạng này (hình 8.9) dễ thấy ở các tầng sâu đất phù sa. Hạt kết hình cột khác với
hình trụ ở chỗ, mặt trên hình cột gần như là hình tròn. Hạt kết cột ta gặp trong đất mặn
kiềm lục địa.




Hình 8.9. Cấu tạo hình cột dưới sâu đất mặn phát triển bột sét
(ảnh T. Bortkiewwicz)

b. Cấu tạo hạt kết tầng canh tác
Trong quá trình canh tác, cấu tạo hạt kết của đất dần dần bị thay đổi. Chủ yếu gây
ra thay đổi này là do tác dụng cơ học của dụng cụ, trâu bò Làm đất khi quá ẩm làm
các hạt kết dính chặt với nhau và tạo nên "vai" cày lớn. Ngược lại làm đất lúc quá khô
đưa đến các hạt kết bị vỡ vụn. Nhìn chung, làm đất quá ẩm là bất lợi và sau đó gây ra
lớp đất cứng rắn trên mặt.


Hạt kết viên hạt
Trong đất canh tác hợp lý, đạt được mức độ thuần thục nhất định, trạng thái kết cấu
có lợi cho sự phát triển của cây trồng sẽ xuất hiện mà đặc trưng là các đoàn lạp viên hạt
(kết cấu viên hạt). Các đoàn lạp này có hình dạng và kích thước tương đối đồng nhất
(hình 8.10).

Hình 8.10 Cấu tạo hạt kết viên hạt (ảnh T. Bortkiewwicz)
Những hạt này khi bóp nhẹ dễ dàng tạo ra các hạt bé hơn trên tay ta. Các đoàn
lạp này đặc trưng bởi độ xốp lớn. Vật liệu kết gắn các đoàn lạp bé thành đoàn lạp lớn ở
đây chủ yếu là chất hữu cơ và keo sét. Ðộng vật đất, nhất là giun đất đóng vai trò cực kỳ
quan trọng trong quá trình hình thành đoàn lạp.
Hạt kết cục bé và hạt kết cục lớn
Trong đất nghèo chất hữu cơ, ngay cả khi canh tác làm đất hợp lý, các hạt đất nhẵn
cạnh, hơi tròn nhưng kém xốp được hình thành. Những hạt kết như vậy gọi là hạt kết
cục nhẵn cạnh (hình 8.11).


A B
Hình 8.11 Cấu tạo hạt kết cục nhẵn cạnh (ảnh T. Bortkiewwicz)


A- Cục nhẵn cạnh bé B- Cục nhẵn cạnh lớn

Trong đất thành phần cơ giới nặng, làm đất quá ẩm có thể tạo ra đoàn lạp cục nhẵn
cạnh lớn. Những cục này khi làm đất phải dùng các nông cụ có độ rung lớn mới có thể
tách ra các hạt bé. Ta có thể cải thiện độ xốp của đất có kết cấu cục bằng nâng cao hàm
lượng mùn như bón phân hữu cơ, bón vôi, trồng cây họ đậu
2.4. Hệ thống và độ hổng đất
Một nhân tố hết sức quan trọng của kết cấu đất là khoảng trống giữa các hạt sơ cấp
(cơ giới) và các đoàn lạp. Các loại hạt thứ nhất và cả loại hạt thứ hai có thể sắp xếp rời
rạc (trong đất cát) hoặc không khe hở (trong đất sét). Hệ thống các hạt càng tơi, độ xốp
đất càng lớn. Tính chất này phụ thuộc không chỉ vào sự sắp xếp giữa các đoàn lạp mà cả
vào độ hổng bên trong các đoàn lạp. Tính chất đặc trưng của hệ thống đoàn lạp và cả độ
hổng của chúng là dung trọng. Dung trọng càng bé thì hệ thống càng tơi xốp. Dung
trọng của đất sẽ được nói ở chương X.

Trong thực tế sản xuất nông nghiệp ta phân biệt các hệ thống đất cơ sở và hệ thống
chuyển tiếp sau đây:
 hệ thống rời rạc
 hệ thống bí
 hệ thống rất bí
 hệ thống bở- dính
 hệ thống dính
 hệ thống hơi bở
 hệ thống bở

Hệ thống rời rạc có ở đất thiếu sự liên kết của các hạt cơ giới. Ta gặp trong đất cấu
tạo không đoàn lạp- hạt rời như trong đất cát.
Hệ thống bở đặc trưng cho đất có kết cấu là những đoàn lạp viên hạt, xốp. Ta
thường gặp ở tầng canh tác, tầng tích luỹ mùn trong đất tự nhiên; đất có thành phần cơ
giới là thịt nhẹ, thịt trung bình.
Hệ thống bở-dính có thể gặp ở các tầng dưới đất canh tác hay các đất khác; thường
là những đất có thành phần cơ giới là thịt nhẹ, thịt trung bình hay thịt pha sét. Ðất
thường có cấu tạo đoàn lạp cục góc cạnh (khối đa mặt).
Hệ thống dính thường gặp ở những tầng sâu trong đất canh tác hay dưới tầng tích
luỹ mùn đất tự nhiên; thường là những đất có thành phần cơ giới là thịt trung bình hay
thịt pha sét. Ðất có cấu tạo đoàn lạp khối lăng trụ. Ðất này thường thấm nước tốt nhưng
khi mưa nhiều hay tưới đẫm dễ trương lên trở thành khó thấm nước.
Hệ thống bí hay gặp ở độ sâu từ trung bình trở xuống trong phẫu diện đất có thành
phần cơ giới nặng như đất thịt pha sét hay đất sét. Các hạt đất dính chặt vào nhau làm
cho nước không thoát được. Những đất này thường có cấu tạo không đoàn lạp nghĩa là
khối đặc.
Hệ thống rất bí. Hệ thống này ta gặp ở đất rất nặng, tỷ lệ sét có thể đạt 50-60 %.
Trong đất này quá trình khử xảy rõ rệt.
Ðộ hổng của các đoàn lạp trong đất thường liên quan tới hoạt động của hệ thống rễ
cây chủ yếu là rễ nhỏ, động vật đất, vi sinh vật đất. Các lỗ hổng bé cũng như lớn có thể

nhìn thấy được trên vi mẫu lát mài (hình 8.12).



Hình 8.12 Lát mài đất có khe hở lớn rõ ràng (H. Uggla)
2.5. Sự hình thành hạt kết
a. Cơ chế hình thành hạt kết
Theo các nhà khoa học Tiurin (1936), Matson (1938), Kataraep (1945) , sự tạo
thành hạt kết gắn liền với trạng thái ngưng tụ của keo đất. Như vậy đất có cấu tạo hạt
kết hay không chính là do keo ở trạng thái ngưng tụ (gel) hay phân tán (sol) (hình 8.13).



Hình 8.13 Sơ đồ cấu tạo (Ðuysôphua, 1965)
a-đất có cấu tạo đoàn lạp b- đất không có cấu tạo đoàn lạp

Chúng ta biết rằng, các keo đất mang điện khi tiếp xúc với nhau sẽ ngưng tụ. Các
keo đất mang điện trái dấu hoặc cùng dấu nhưng điện thế khác nhau chúng luôn có xu
thế liên kết với nhau để trung hoà điện. Ðầu tiên là 2 hạt keo liên kết với nhau để tạo
nên hạt kết bé (cấp 1), chúng chưa trung hoà về điện sẽ liên kết với cặp bên cạnh lập
nên hạt kết lớn hơn (cấp 2) nhưng vẫn chưa đạt trạng thái trung hoà. Tương tự như vậy
đến cấp thứ n thì hoặc đã trung hoà về điện hoặc do mối liên kết giữa hạt cấp n và
những hạt cấp 1, 2 quá yếu. Ðến đây cấp hạt thứ n không còn khả năng tạo lập cấp hạt
thứ n+1 nữa, hạt kết ổn định tại đây. Cơ chế này được Kachinxki minh họa như trên
hình 8.14.



(-)
(+)

a
(+)
b
(-)
a
(-)
(+)
b
(+)
c
(+)
(+)
a
(-)
b
(-)
(-)
a
(-)
(+)
b
d
(+)
c
(-)
(+)
a
(+)
b
(-)

(-)
(+)
(+)
c
(+)
(+)
a
(-)
b
(-)
a
(-)
(+)
b
(-)
d
c
b
(-)


Hình 8.14 Sơ đồ hình thành hạt kết (Kachinxki 1957)
Những vi hạt kết này được hình thành nhưng không bền vững trong nước. Muốn
hạt kết bền vững thì cần có chất kết gắn như mùn hay oxyt sắt, nhôm.
b. Những yếu tố tạo kết cấu
Khi nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố đối với sự hình thành kết cấu, các nhà
khoa học đều cho rằng có nhiều yếu tố chi phối. Sau đây ta điểm qua những yếu tố chủ
yếu đó.
 Các hợp chất mùn
Các hợp chất mùn là những keo hữu cơ đặc trưng trong đất, có khả năng gắn các hạt

đơn thành các hạt kết. Các hợp chất mùn tạo thành màng bao bọc xung quanh các hạt
đất, gắn các hạt đất lại với nhau. Tiurin (1952) cho biết có sự ảnh hưởng trạng thái tồn
tại của mùn tới kết cấu đất như sau:
Khi kết hợp với R
2
O
3
.nH
2
O tự do, mùn được giữ lại bằng liên kết rất chặt; còn với
các cation trao đổi như Na
+
,

Ca
2+
, Mg
2+
lực liên kết yếu hơn. Những liên kết này được
ông minh hoạ như sau:
Liên kết chặt:
Si
O
Al(OH)
COO
R
Si
O
Al(OH)
COO

Si
O
(HO)Al
OOC
Si
O
(HO)Al
OOC


Liên kết yếu hơn:



Si
O
Ca
COO
R
Si
O
Ca
COO
Si
O
Ca
OOC
Si
O
Ca

OOC


Trong đất nghèo hay thiếu cation trao đổi, các keo đất thường ở trạng thái tự do
nhiều.
 Keo sét
Theo cơ chế trung hoà về điện, bản thân các hạt sét có thể tạo ra được kết cấu và
thường chỉ tạo được hạt kết cột, tảng. Khi mất nước chúng hình thành nên những tảng
lớn do nứt nẻ. Nếu trong đất có nhiều mùn như đất đen trên đá vôi hay đất chernozem ở
Nga các vi đoàn lạp sẽ được mùn liên kiên kết lại tạo nên hạt kết viên lớn rất tơi xốp.
 Sắt và nhôm
Các nguyên tố này có vai trò quan trọng trong sự tạo thành hạt kết ở đất vùng nhiệt
đới. Khi cation sắt và nhôm (Fe
3+
, Al
3+
) ở trạng thái kết hợp với sét tạo phức hệ bền
vững ngay cả trong trong môi trường chua. Bản thân sắt hoà tan di chuyển đến khe hở
giữa các hạt kết, khi nước mất, oxyt sắt đã gắn các hạt đất lại kiểu như xi măng. Ðất
feralit có cấu tạo đoàn lạp viên hạt bền vững điển hình cho vai trò của sắt và nhôm.
 Canxi
Canxi đóng vai trò là cầu nối giữa keo vô cơ và keo hữu cơ tạo ra cấu tạo đất có
đoàn lạp viên hạt. Ngoài ra canxi cũng giữ vai trò xi măng giống như sắt và nhôm. Vì
vậy Kachinxki cho rằng, bón vôi là biện pháp gây kết cấu cho đất. Với ý nghĩa tương tự
bón super lân Ca(H
2
PO
4
)
2

cũng góp phần tạo nên kết cấu cho đất.
 Sinh vật đất
Người ta thấy rằng, trong quá trình hoạt động, sinh vật tiết ra các chất có thể gắn
các hạt đất với nhau. Như đã nói, giun đất giữ vai trò hết sức quan trọng trong sự tạo
thành kết cấu ở nhiều loại đất. "Phân" giun có thể ví là những hạt kết viên hoàn hảo, nó
không chỉ có kích thước để khi sắp xếp tạo ra khoảng trống lớn trong đất mà trong các
"hạt phân" cũng chứa nhiều khe hở bé; ngoài ra, các hạt này rất giàu chất dinh dưỡng.
Chính vì thế mà người ta ví giun đất là "anh thợ cày cần mẫn". Một số động vật như
chuột chũi, dế đào bới làm tổ và tìm thức ăn cũng góp phần tạo ra các hạt kết làm đất
thông thoáng.
 Khí hậu
Vai trò tạo kết cấu của khí hậu thông qua tác dụng của nước trong đất. Ðất nặng bão
hào nước khi khô gây nứt nẻ tạo nên những tảng đất lớn, không khí xâm nhập được vào
đất. Lớp bùn phù sa mới bồi khi khô cũng tạo kết cấu dạng tấm. Trạng thái ẩm khi làm
đất ảnh hưởng rất rõ tới kết cấu đất. Như ta đã biết, làm đất ở trạng thái quá ẩm hay quá
khô đều gây bất lợi cho sự tạo thành kết cấu của đất.
 Canh tác
Canh tác bao hàm việc làm đất tối thiểu, chăm sóc, phân bón để đất trở nên tơi xốp,
tái tạo các đoàn lạp. Bừa ruộng cấy lúa là trường hợp đặc biệt, các đoàn lạp lớn bị phá
vỡ hầu như hoàn toàn, các vi đoàn lạp ít bị phá vỡ hơn nhiều. Kết quả trong đất chỉ có
các vi đoàn lạp bền vững. Tuy nhiên trạng thái này lại phù hợp cho cây lúa phát triển,
đặc biệt đối với sự bén rễ khi mới cấy. Làm cỏ, xới xáo cũng là biện pháp tạo kết cấu
cho đất. Bón phân hữu cơ là biện pháp rất hữu hiệu để tạo kết cấu, nhất là khi kết hợp
với vôi hay bột phosphorit.