Vai trò của nước đối với đất và cây trồng

Vai trò của nước đối với
đất và cây trồng? Các
dạng nước.


Trước hết nước tham gia vào sự phong hoá các
loại đá và khoáng vật ở giai đoạn đầu tiên của
quá trình hình thành đất. Các tầng đất trong
phẫu diện được tạo ra ngoài kết quả của các
quá trình hoá học, lý học, sinh hoá học; quá
trình vận chuyển vật chất do nước cũng giữ một
vai trò quyết định. Nước còn là nhân tố điều hoà
nhiệt và không khí trong đất. Các tính chất cơ lý
đất như tính liên kết, độ chặt, tính dính, tính dẻo,
tính trương và co... đều do nước chi phối. Nước
cũng liên quan chặt chẽ tới sự hình thành chất
mới sinh như kết von, đá ong, vệt muối.... Sự di
chuyển của nước có thể gây ảnh hưởng xấu
đến độ phì nhiêu đất, vì nó làm các chất dinh
dưỡng bị rửa trôi, phá vỡ kết cấu và gây xói
mòn ở vùng đất dốc. Nhờ có nước hoà tan các
chất dinh dưỡng, cây trồng và các sinh vật khác
mới hút được. Cây trồng nông nghiệp muốn tạo
ra 1 gram chất khô cần phải hút từ 250 đến
1062 gram nước, tuỳ theo từng loài và từng
miền khí hậu.
Tóm lại, nước rất quan trọng đối với các quá
trình hoá học, lý học, sinh hoá học xảy ra trong
đất.

Các dạng nước:

Do đặc điểm cấu tạo, nước có thể liên kết với
các hạt đất hay độc lập trong các khe hở. Khi
xâm nhập vào đất nó chịu tác động của nhiều
lực khác nhau như lực hấp phụ, lực thẩm thấu,
lực mao dẫn và trọng lực. Bởi vậy nước được
giữ lại bằng các lực khác nhau, tạo nên nhiều
dạng nước trong đất.
Nước liên kết hoá học
Nước liên kết hoá học gồm nước cấu tạo và
nước kết tinh.
Nước cấu tạo là dạng nước tham gia vào thành
phần cấu tạo của khoáng vật dưới dạng nhóm
OH-. Nước này chỉ mất đi khi nung nóng khoáng
vật ở nhiệt độ cao từ 5000C trở lên, khi đó
khoáng vật bị phá huỷ hoàn toàn.
Nước kết tinh là dạng nước tham gia vào sự
hình thành tinh thể khoáng vật dưới dạng phân
tử nước liên kết với khoáng vật (ví dụ thạch cao
- CaSO4; limonit - Fe2O3.3H2O). Có tài liệu cho
rằng, nước kết tinh bị mất khi nung khoáng vật
từ 1050C đến 2000C. Dưới tác dụng của nhiệt
độ, các phân tử nước nước kết tinh không mất
đi ngay cùng một lúc mà mất dần theo từng
bước nhảy, mỗi phân tử nước mất ở nhiệt độ
thích hợp. Ví dụ, khi nung thạch cao thì phân tử
nước thứ nhất bị mất ở 1070C, còn phân tử thứ
2 mất ở nhiệt độ 1700C. Khi nước kết tinh bị
mất khoáng vật không bị phá huỷ nhưng một số
tính chất vật lý thay đổi.
Nước liên kết hoá học không di chuyển. Thực

vật không thể sử dụng được dạng nước này.
Nước ở thể rắn
Khi nhiệt độ dưới 00C nước trong các khe hở
chuyển sang thể rắn, không di chuyển được và
cây trồng cũng không sử dụng được.
Nước ở thể khí (hơi nước)
Bình thường nước luôn tồn tại ở thể hơi trong
không khí khí quyển và trong không khí trong
đất. Giữa thể rắn, lỏng và khí tồn tại trạng thái
cân bằng tức thời. Trạng thái này phụ thuộc và
ẩm độ của đất, nồng độ dung dịch đất, nhiệt độ
và hàm lượng sét. Trong đất hơi nước nằm
trong không khí, một phần bị các hạt đất giữ lại
trên bề mặt bằng lực hấp phụ. Hơi nước trong
đất rất linh động và có thể di chuyển được do 2
nguyên nhân:
• Do chênh lệch áp suất nên hơi nước di chuyển
từ nơi có áp suất cao đến nơi có áp suất thấp
hơn, do đó cũng di chuyển từ nơi ẩm sang nơi
khô hơn. Khi nhiệt độ của đất hạ xuống, hơi
nước di chuyển đến nơi nhiệt độ thấp hơn.
Chính nhờ khả năng di chuyển nên có sự trao
đổi tỷ lệ hơi nước giữa không khí trong đất và
không khí khí quyển sát mặt đất.
• Hơi nước di chuyển thụ động do gió thổi.
Thực vật chỉ sử dụng được khi hơi nước đã
chuyển sang thể lỏng. Thực ra hàm lượng nước
ở thể hơi trong đất không nhiều, nhất là ở đất
bão hoà nước, vì lúc đó phần lớn khe hở đã bị
nước chiếm.

Nước hấp phụ
Là dạng nước được các hạt đất hút và giữ lại
trên bề mặt của chúng nhờ lực hấp phụ. Lực
hấp phụ bao gồm:
• Phân tử nước và nguyên tử oxy trên bề mặt
hạt đất (đặc biệt là hạt keo) hình thành liên kết
Hydro. Lực hấp phụ này khá lớn, có thể đạt
hàng ngàn atmotphe, nhưng phạm vi tác động
của chúng chỉ ở cự ly ngắn.
• Do bề mặt hạt keo mang điện âm nên vành
ngoài của chúng hút các ion trái dấu và ở đó
phát sinh ra điện trường tĩnh. Phân tử nước
lưỡng cực nên được hút trong điện trường đó,
và giữa các phân tử nước cũng hút lẫn nhau
qua liên kết hydro. Lực hấp phụ này có khoảng
cách tác động hữu hiệu lớn hơn nên lực hút bé
hơn, thậm chí chỉ đạt vài atmotphe ở vành ngoài
cùng.
Nước hấp phụ ở sát bề mặt hạt đất có đặc điểm
là: tỷ trọng lớn hơn nước bình thường (có thể
đạt 1,4- 1,5), nhiệt dung bé (0,5- 0,8 Calo/cm3),
không có khả năng hoà tan vật chất (như:
đường, axit, bazơ...), tính dẫn điện rất kém gần
như bằng 0, điểm đóng băng rất thấp (- 780C)
và không di chuyển. Dạng nước hấp phụ này
mất hẳn tính vận động nhiệt, vì vậy trong quá
trình hấp phụ giải phóng nhiệt lượng được gọi là
"nhiệt ẩm ướt".
Nước hấp phụ ở các lớp ngoài chịu lực hút nhỏ
hơn, có tính chất gần giống với nước bình

thường nhưng độ nhớt của nó vẫn lớn hơn,
điểm đóng băng vẫn thấp hơn, di chuyển rất
chậm, các ion ở lớp khuếch tán của keo đất có
thể được phân bố trong đó.
Lực hấp phụ nước trong đất được quyết định
bởi tỷ diện hoà tan của đất, loại keo, lượng keo
và ion hấp phụ cùng với lượng chất hoà tan (vì
ảnh hưởng tới trạng thái tụ keo hay tán keo).
Thành phần cơ giới càng nặng, keo hữu cơ và
keo sét loại hình 2:1 càng nhiều, keo càng phân
tán thì lực hấp phụ càng lớn, lượng nước được
giữ lại càng nhiều.
Nước hấp phụ chia làm 2 loại: nước hấp phụ
chặt và nước hấp phụ hờ.
• Nước hấp phụ chặt:
Là nước được giữ chặt bởi lực hấp phụ xuất