Bài giảng Khoa học đất - Chương 4, Bài 1: Các tính chất vật lý cơ bản của đất

 Chương 4
CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ 
 CƠ BẢN CỦA ĐẤT
 bài 1
MÀU SẮC VÀ SA CẤU ĐẤT
 Màu sắc của đất
Là 1 trong những tính 
 chất dùng để phân 
 lọai đất và xác định 
 tính thích hợp trong 
 sử dụng đất
Ít ảnh hưởng trực tiếp 
 đến trạng thái đất, 
 nhưng có liên quan 
 đến các tính chất 
 khác, như khả năng 
 tiêu nước
1. Màu sắc
 Lớp phủ trên bề mặt các hạt: 
 O.M. có màu sậm, oxides Fe và 
 Al (đỏ & vàng)
 thể hiện chế độ thủy văn
 ẩm độ 
 Khoáng học (calcite, hematite, 
 manganese)
Hệ thống màu Munsell
 Màu sắc
 “định lượng màu sắc” sử dụng hệ thống 
 Munsell
1. Hue: sắc màu
2. Value: độ sáng
3. Chroma: độ chói
 Colorimeters, spectrophotometers
Value
 Hue
 8/ Color5Y 5YR 5R 10YR 5G
 “định lượng màu” dùng hệ thống Munsell
 7/
 • Hue –sắc màu (ví dụ., 5R) : đỏ (red); không nói lên đất 
 có màu sậm hay sáng
 6/
 • Value –độ sáng (ví dụ., 10R 5/ ) độ sáng sậm: (0 là sậm 
 5/ nhất) có thể thể hiện chế độ ẩm (sậm = ẩm ướt) và hàm 
 lượng chất hữu cơ. 
 4/ • Chroma –độ chói (ví dụ., 10R 5/8) cường độ màu (0 = 
 xám). Chỉ thị chế độ thủy văn (tiêu nước tốt = cao= 
 3/ chroma cao)
 2/ /1 /2 /3 /4 /6 /8 Chroma
Value 2nd
 st
 1 Hue 10Y 10YR
 8/ Color 10R 10G 10HP
 10R
 7/
 6/
 10R 4/4
 5/
 4/ 4/
 3/ /4
 3rd
 /6
 2/ /1 /2 /3 /4 /8 Chroma
 Một trang của bảng so màu Munsell Hue 10YR
lue
Va
 Chroma
 Color
Tên màu Munsell
 Câu hỏi
• Tầng phát sinh nào sau đây có hàm lượng chất 
 hữu cơ cao?
 5R 5/6
 hay 
 10YR 1/7?
 Sa cấu
• Sa cấu là một tính chất vật 
 lý rất quan trọng của đất. 
 Sa cấu ảnh hưởng đến: 
• 1) khả năng di chuyển của nước trong 
 đất, 
• 2) khả năng giữa nước của đất,
• 3) độ phì tiềm tàng của đất, 
• 4) thích hợp cho xây dựng?
 Định nghĩa
• Phần trăm (%) các hạt cát, 
 thịt và sét trong mẫu đất
• Tiêu chuẩn để nhận biết 
 trạng thái và quản lý đất
• Sa cấu không thay đổi trên 
 đồng ruộng, nhưng thay 
 đổi trong chậu khi được 
 trộn lẫn các hạt với nhau.
 Kích thước đường kính hạt
• Đường kính hạt được chia thành:
 – 2 m: tảng đá 
 – Mảnh vụn, sỏi, sạn, kết von > 2 
 mm
 – cát < 2 mm - 0.05 mm
 – Thịt < 0.05 mm - 0.002 mm
 – sét < 0.002 mm
 Mảnh vụn thô
• > 2 mm
• Hòn sỏi, cuội, đá 
 tảng
• Không được xem 
 là thành phần của 
 sa cấu đất (sa cấu 
 đất chỉ xét cát hạt 
 cát, thịt và sét-
 thành phần mịn 
 của vỏ quả đất)
 Cát
• 0.05 mm
• Có thể nhìn thấy bằng 
 mắt thường
• Dạng tròn, góc cạnh
• Hạt cát có màu trắng 
 sáng: thạch anh (quartz), 
 màu sậm: nhiều khóang
• Cát trong đất có thể có 
 màu nâu, vàng, đỏ do 
 lớp phủ của 0xide Fe và 
 Al.
 Nhận diện
• Cảm giác thô, nhám 
• Rời rạc, không dính, 
 không dẽo, không 
 nặn hình được.
 Tính chất
• Diện tích bề mặt riêng thấp
• Hàm lượng dinh dưỡng 
 khóang trong cát thấp hơn 
 các hạt mịn hơn (thịt, sét)
• Lỗ rỗng giữa các hạt cát lớn, 
 nên thóat nước tốt
• Giữ nước kém, đất dễ bị hạn
 Thịt
• 0.002 mm
• Không nhìn thấy bằng mắt 
 thường
• Thạch anh chiếm ưu thế 
 trong hạt thịt, do các khoáng 
 khác đã bị phong hóa.
 Thịt
• Không cảm giác thô nhám
• Mịn như bột mì
• Khi ướt không dính, không 
 dẽo
• Kích thước hạt càng nhỏ, càng 
 phong hóa nhanh (không phải 
 khóang thạch anh)
• Hạt càng nhỏ, giữ nước cho cây 
 trồng càng nhiểu, thóat nước 
 kém hơn hạt cát.
• Dễ rửa trôi – bào mòn mạnh.
• Giữ nhiều dinh dưỡng cho cây 
 hơn cát.
www.pedrocreek.org/ fishcommittee.html
 sét
• < 0.002 mm 
• Hạt rất nhỏ-hạt keo
 – Tốc độ lắng rất chậm khi hòa 
 vào nước
• Diện tích bề mặt rất lớn
 – 1 muỗng canh= sân bóng đá
• Dính, dẽo, nặn tượng, vo 
 tròn.
• Trương nở, co ngót.
• Các lỗ rổng rất nhỏ 
 – Nước và không khí di chuyển rất 
 chậm
• Khả năng giữ nước 
 – Khả năng giữ nước rất mạnh-
 không phải tất cả đểu hữu dụng đối 
 với cây trồng.
• Lực giữ cao-đất nặng
• co-trương ảnh hưỡng đến xây 
 dựng.
• Hấp phụ hóa học lớn
Theo anh/chị, tỉ lệ cát, thịt, 
sét của đất như thế nào là 
tốt cho sinh trưởng của cây 
trồng? Sand: ______%
 Silt: _______%
 Clay: ______%
 Phân lọai sa cấu đất nông nghiệp
• Đất cát (sa cấu thô)
 – Cát mịn
 – Cát rất mịn
• Đất thịt (sa cấu trung bình)
• Đất sét (sa cấu mịn)
Tam giác sa cấu
 Đất cát
• Sa cấu thô
 – cát
 – Cát pha thịt
 Đất thịt
• Sa cấu thô-trung 
 bình
 – Thịt pha cát
 – Cát mịn
 – Thịt
 Đất thịt-thô
• Sa cấu trung 
 bình
 – Thịt pha cát 
 rất mịn
 – Thịt
 – Thịt –sét-cát
 – Thịt trung 
 bình
 Đất thịt mịn
• Sa cấu mịn trung bình
 – Thịt-sét pha cát
 – Thịt pha sét
 – Thịt pha sét
 Đất sét
• Sa cấu mịn
 – Sét pha thịt
 – sét
 – Sét pha cát
 Sự thay đổi sa cấu
• Sa cấu đất chỉ có thể thay 
 đổi khi trộn các lọai đất có 
 sa cấu khác nhau với 1 
 lượng nhỏ
• Trộn cát với sét để làm vật 
 liệu xây dựng
• Thêm than bùn hay phân 
 hữu cơ vào đất sẽ không làm 
 thay đổi sa cấu đáng kể – vì 
 chỉ thêm vào chất hữu cơ, 
 không phải là cát, thịt, sét
• Theo thời gian (1000 năm) 
 các tiến trình thổ nhưỡng 
 sẽ làm thay đổi sa cấu các 
 tầng phát sinh.
• Đất càng già cổi, cát phong 
 hóa thành thịt, thịt phong 
 hóa thành sét..vì vậy đất 
 càng già cổi càng nhiều 
 sét..
 Chuyển vị sét = hình thành tầng phát sinh B
• Sét chuyển vị từ trên xuống, 
 nên tầng B có hàm lượng sét 
 nhiều hơn tầng bên trên. 
• Tầng B‘Argillic’ hình thành, 
 có tích tụ sét (Bt)
 Argillic = 
 Phẩu diện sa cấu.
• Biểu đồ sa cấu diễn tả sa 
 cấu đất từ tầng mặt đến 
 tầng mẫu chất, cho thấy 
 sự tăng/giảm hàm lượng 
 sét trong đất. 
 Argillic = 
 Sa cấu đất
• Sa cấu đất cũng 
 có thể được xác 
 định bằng “cảm 
 giác”. 
• Thực hành và 
 kinh nghiệm.
 Xác định sa cấu-phương pháp cảm giác
• Làm ướt đất trong tay
• Vo thành sợi dài
• Độ dài của sợi thể hiện tỉ lệ 
 sét
• Thô nhám: cát
• Láng mịn: thịt
 Xác định sa cấu-tỉ trọng kế
• Vận tốc lắng (V) tỉ lệ với bình 
 phương đường kính hạt (d)
• Hạt càng to, lắng càng nhanh
• Tỉ trọng của nước (huyền phù các Định luật Stokes
 hạt thịt và sét) nâng tỉ trọng kế 
 lên V = kd2
 Tỉ trọng kế
• Sử dụng tỉ trọng kế để đo 
 hàm lượng thịt và sét lơ 
 lững trong nước sau 40 giây
• Hay số đọc lần 1 = thịt và 
 sét trong huyền phù , trừ cho 
 tổng lượng đất = lượng cát.
• Hay % cát =( tổng lượng 
 đất –số đọc lần 1)/ tổng 
 lượng đất) x100
 Đưa nhẹ nhành tỉ trọng kế vào
2 giờ sau, đo lượng sét (phần còn lại sau 
 khi cát và thịt đã lắng).
%sét = (số đọc lần 2/ tổng lượng đất )x 
 100
% thịt= 
(số đọc #1) – (số đọc 2 #2)=% thịt
%thịt= 100 – [(% cát) + (% sét)]
Nguyên nhân hình thành?
 ĐỘ RỔNG HIỂU ĐIỀU NÀY
 % PS = 100 * (1-[Db/Dp])
• Nếu ta nén chặt hay cày cấy, 
 độ rổng sẽ giảm.
• Đại tế khổng chứa đầy không khí
• Vi tế khổng chứa đầy nước
• Đất sét có tổng độ rổng lớn hơn đất cát
 Đại tế khổng và vi tế khổng
 Đại tế khổång
 Cát thô
 Thịt
Vi 
tế Đại tế khổng
khổng
 Nước thoát nhanh trong các đại tế khổng, 
 và chậm trong vi tế khổng
 5. Độ rổng tương quan nghịch 
 với dung trọng
 65
 60
 55
(%)
 50
 45
Độ rổng Độ rổng
 Pore space (%) Pore space
 40
 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6
 BulkDung trọngdensity (g/cm (Mg/m3)3)
***Cần nhớ cách tính dung trọng và tỉ trọng
Dung P đất khô Tỉ P đất khô
trọng V đất trọng V phần rắn
 (rắn+rổng)
 % độ rổng = 100 * (1-[Db/Dp])
 ***Ghi chú:
 •Khi hàm lượng sét tăng, độ rổng tăng và 
 dung trọng giảm
 65
 60
 55
 %)
 50
 45
 Độ rổng Độ rổng (
 Pore space (%) Pore space
 40
 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6
↑ hàm lượng sét
 BulkDung trọngdensity g/cm (Mg/m3)3
Câu hỏi
 • Với 1 loại đất thịt
 • Đào 1 hố trên tầng đất mặt, lấy tất cả đất đào được, 
 cân trọng lượng, phơi khô và cân lại. 
 • Đất mới đào cân nặng 470 g 
 • Sau khi phơi khô cân nặng 390 g. 
 • Thể tích của hố đất đào là 300 cm3.
Nhớ công thức
 = 390g/300cm3 = 1.3g/cm3
 Db=Pđất khô/tổng thể tíchđất 
 % PS = 100 * (1-[Db/Dp])
 = 100(1-[1.3g/cm3/2.65g/cm3]) = 51%
 Tính dung trọng của tầng đất này?
 % độ rổng của tầng này?
 Dung trọng
• Biến động theo 2 yếu tố
 – % độ rổng
 – Tỉ trọng
 KhoanNon- destructivelấy mẫu nguyên soil corer dạng
Db & Dp , % độ rổng Kích thước lỗ rổng???
 (tổng độ rổng)
a. Kích thước và hình dạng tế khổng
 Tế khổng 
 Tế khổng
 nén chặt (nhỏ) Hạt cát
 Đại tế khổng
 Tế khổng 
 sinh học
 b. Kích thước và hình dạng tế khổng
Đại tế khổng > 0.08mm Vi tế khổng < 0.08mm
Tiêu nước nhanh Tiêu nước chậm
Luôn đầy không khí Luôn đầy nước
Rễ và động vật nhỏ Lông hút, vi khuẩn
 Kích thước tế khổng có tầm quan trọng hơn so với 
 tổng độ rổng trong việc tiêu nước, độ thoáng và 
 các tiến trình khác của đất.
 c. Tương quan giữa sa cấu và độ rổng 
 (độ sâu mẫu đất = 10 cm)
Sa cấu O.M. Tổng độ Đại tế khổng Vi tế khổng 
 (%) rổng (%) (%) (%)
Thịt pha cát 2 42
 17 25
Thịt pha cát
•Cấu trúc 5 50 27 23
tốt
•Cấu trúc 5 50 40 10
kém
d. ảnh hưởng của canh tác đến độ rổng
 Lịh sử O.M. Tổng độ Đại tế Vi tế khổng 
 (%) rổng (%) khổng (%) (%)
 Đồng cỏ tự 
 nhiên 5.6 58.3 32.7 25.6
 Cày xới
 (50 năm) 2.9 50.2 16.0 34.2
 Các tính chất vật lý của đất
• Màu sắc
• Sa cấu
• Tỉ trọng, dung trọng
• Độ rổng
• Cấu trúc
• Khả năng bền vững của đòan lạp
 ảnh hưởng của sa cấu
 cát Thịt sét
Khả năng giữ 
 Thấp Trung bình cao
nước
Độ thoáng Tốt Trung bình kém
Khả năng tiêu 
 cao Chậm Rất chậm
nước
Khả năng giữ Thấp Trung bình cao
dinh dưỡng
 Sa cấu và nước trong đất
• Sa cấu ảnh hưởng lớn 
 đến lượng nước trong 
 đất.
 Tính thấm của đất – diễn tả sự di chuyển của 
 nước trong đất như thế nào
• Độ dẫn truyền Hydraulic Conductivity – sự di 
 chuyển của nước trong đất = khả năng thấm
 Khả năng thấm-độ dẫn truyền của nước
• Đất cát dẫn truyền 
 nhanh, và giữ 
 nước kém
• Đất sét dẫn truyền 
 chậm và giữ nước 
 cao.
 Độ rỗng và tính thấm
• Độ rỗng: tổng các lỗ rỗng trong 
 1 đơn vị thể tích đất
• Lỗ rỗng=tế khổng: nơi chứa và 
 giữ nước của đất. 
• Khả năng thấm phụ thuộc vào 
 kích thước hạt, lỗ rỗng và cách 
 sắp xếp các hạt và lỗ rỗng (cấu 
 trúc). 
• Độ khúc khủy, quanh co 
• Đường đi càng thẳng, lỗ rổng 
 càng to: thấm càng nhanh. 
• Sét có khuynh hướng làm giảm 
 kích thước lỗ rổng, tăng độ khúc 
 khủy-giảm tính thấm. 
• Thông thường, tầng mặt có nhiều 
 lỗ rổng lớn, độ rổng cao, tầng 
 sâu: ngược lại
Độ sâu nước ngầm
 The soil here will be
 Saturated when the
 Water table is high
 địa hình-mực nước ngầm.
 Tiêu nước
• Tốt – đốm màu > 1,2m.
• Trung bình - đốm màu > 1-
 1,2m
• Kém- đốm màu > 0,6m
• Rất kém – tầng mặt sậm 
 - tầng sâu có màu sáng 
 (đốm màu đỏ)
 • Tiêu nước
• Tốt trung bình kém rất kém
 chroma cao (sáng) – đất thóat nước tốt 
chroma thấp – xám, xám xanh,– tình trạng khử & mực nước ngầm cao
 • A
 • Bg
 • Cg1
 • Cg2
Xây nhà mới