Bài giảng Khoa học đất - Chương 5, Bài 2: Các dạng nước trong đất

 Chương 5 
bài 2- Các dạng nước trong đất
 Source: Dept of Agriculture Bulletin 462, 1960
Nước di chuyển trong 
 đất
Theo anh/chị nước di chuyển thế nào 
 trong hình sau
 Nước
 Tầng A – đất khô
• Nước di chuyển ngang 
 và thẳng đứng cùng tốc 
 độ. Do lực liên kết và 
 Nước
 hấp phụ.
• Sự di chuyển trên đất 
 bào hòa nước?
 – Chủ yếu di chuyển thẳng 
 đứng, do trọng lực.
Sự di chuyển của nước
 Nước
 Thịt
 cát
 Nước
• Ranh giới nước sẽ
 Thịt t 1
 không di chuyển t 2
 vào đất cát cho đến t3
 khi đất thịt bảo t4
 hòa cát
 Sự di chuyển của nước
• Ranh giới nước sẽ di 
 Nước
 chuyển vào đất sét 
 ngay khi tiếp xúc 
 Thịt
 với đất sét, nhưng 
 di chuyển chậm.
 sét
Hàm lượng nước được giữ trong đất, phụ thuộc
 • lượng mưa Chế độ mưa, cường độ mưa
 • Sa cấu đất Đất sét giữ nhiều nước
 • Cấu trúc đất Cấu trúc viên giữ nhiều nước
 • Độ dày tầng đất thực Càng dày giữ nướccàng nhiều
 • Có/không có tầng đất bị nén chặtNếu có nước chảy tràn
 • Hàm lượng chất hữu cơ trong tầng đất mặt
 OM cao, nước hữu dụng càng cao
 Các yếu tố làm tăng cường khả 
 năng giữ nước của đất
• độ dày lớp đất thực
• phạm vi phát triển của rễ cây
•Tỉ lệ lớn nước hữu dụng
 1. ảnh hưởng của sa cấu đến khả 
 năng giữ nước của đất
 Các đơn vị 
 (hút/lực giữ 
 nước):
 1 bar =
 100cbar=
út 1.01971 x 105 Pa= 
 0.9869 atm=
ực h 106 dynes/cm2=
L Đất sét
 14.5 psi=
 1019.753 cm H2O
 Đất cát
 Hàmlượng nước
2. ảnh hưởng của cấu trúc đến 
 khả năng giữ nước của đất
 hút Đất bị nén chặt
 Lực
 Đất có cấu trúc 
 tốt
 Hàm lượng nước
 Xác định nước trong đất (độ ẩm đất)
1. Độ ẩm tính theo trọng lượng đất: đơn giản, rẻ 
 tiền: (trọng lượng đất ẩm. – trọng lượng đất 
 khô)/ trọng lượng đất khô. (g nước/g đất khô
2. Độ ẩm tính theo thể tích đất: (trọng lượng đất 
 ẩm. – trọng lượng đất khô)/ thể tích đất khô. 
 (gnước/cm3 đất khô). Độ ẩm thể tích cho 
 phép chúng ta chuyển đổi thành lượng nước 
 tưới hay tiêu.
 1. Độ ẩm trọng lượng:
 trọng lượng nước chứa trong 1 đơn vị trọng 
 lượng đất khô
• nước tính trên TRỌNG LƯỢNG ĐẤT SẤY KHÔ: 
θw = 100*((P ĐẤT ẨM – P ĐẤT KHÔ) / PĐẤT KHÔ)
 • ĐƯỢC DIỄN TẢ BẰNG %
 • VÍ DỤ:
 TRỌNG LƯỢNG ĐẤT ẨM= 150g, khi 
 sấy khô = 102g:
 θw = [(150-102)/102]*100 = 47%
 hay [(150-102)/102] = 0.47
2. ẩm độ tính theo thể tích% tổng thể tích đất – độ ẩm 
 bảo hòa, v = độ rổng
lượng nước chứa trong 1 đơn vị thể tích đất.
ẩm độ thể tích (θv )=ẩmđộ trọng lượng (θw )* dung trọng (Db)
Ví dụ:
 3
Nếu ẩm độ trọng lượng= 47% và Db = 1.3 g/cm ,
 3
θw =0.47 * 1.3 = 0.61g H2O/cm đất (hay 61%)
Tính chiều cao lớp nước trong tầng đất 30cm?
= 0.61x 30cm= 183mm
 3.Đường cong đặc trưng nước trong đất
 -105
 g
 -104
 ế năn
 Th 3
 -10 Đơn vị lực hút:
 Y 1 bar 
 100cbar
 -100
(cbar) 1.01971 x 105 Pa 
 0.9869 atm
 106 dynes/cm2
 -10 14.5 psi
 1019.753 cm H2O
 0
 0 10 20 30 40 50 60
  (%) ẩm độ thể trích
 4. Các phương pháp xác định ẩm độ đất
• Trọng lượng – Cân, sấy khô, cân lại
• Thể tích – cần số liệu: ẩm độ trọng lượng & dung 
 trọng
• Đầu sứ (đo ngòai đồng) –
 Ño ñoä daãn khi ñaàu söù haáp thu nöôùc
 Xác định ẩm độ đất
phươngpháp Ưu điểm Khuyết điểm
Trọng lượng Đơn giản, rẻ Hủy mẫu, tốn 
 thời gian
Hộp đầu sứ Đo liên tục Độ chính xác thấp
 ẩm độ đất - đường cong đặc trưng 
 của nước
 WP4 Potentiameter
 Y
 Y Y
 (cm) (bar) (cbar)
 -1000 5
 -106 -10
 -100 4
 -105 -10
 -490 bar
 -15 bar 3
 -104 -10 -10
 -1 Đất A
-1000 -100
 Đất B
 -0.1 Đất C
 -100 -10
 Đất D
 -0.01
 -10 -1
 0 10 20 30 40 50 60
  (%)
Tensiometer 
Do áp lực nước trong 
đất
 NắpCAP PRESSURE
 ĐồngGAUGE hồ đo áplực
 ACRYLIC
 TUBE
 POROUS
 CERAMIC
 CUP
6. Sử dụng đường cong đặc trưng của 
nước & tensiometer
 Y
 (cbar)
 -105
 -104
 ction ực hút
 L
 su -103
 -100
 -10
 0
 0 10 20 30 40 50 60
  (%) ẩm độ thể tích
 ***Cần nhớ
• ẩm độ bảo hòa: 100% tế khổng đầy nước (0 
 bar)
• ẩm độ đồng ruộng: khi nước trong các đại tế 
 khổng được tiêu đi (2-4 ngày sau khi bảo hàa-
 mưa lớn, tưới đẩm) (-0.3bars)
• Điểm héo: nước vẫn còn, nhưng được đất giữ 
 rất chặt, rễ cây không thể hút được.(-15bars)
3. ẩm độ đồng ruộng: ẩm độ thích 
 hợp
 Nước trong đại 
 tế khổng
 Nước trong vi tế 
 khổng, không 
 khí trong đại tế 
 khổng
 m độ thểm tích
 ẩ
 ẩm độ đồng ruộng
 Số ngày sau mưa lớn
Định lượng hóa ẩm độ định tính
8. Nước hữu dụng
 Độ ẩm đồng ruộng
 %)
 Nước hữu dụng
 ộ ẩm thể tích ( ộ ẩm thể tích Hệ số héo cây
 Đ
 Nước không hữu dụng
 cát Thịt pha thòtcát Thịt Thịt sét
 mịn pha sét
 a. Các dạng tiềm năng năng lượng
• Trọng lực Chênh lệch áp lực, lực chính nước di 
 chuyển trong đất bảo hòa nước
• Lực thẩm thấu
 Chênh lệch nồng độ muối hòa tan –
 Đất khô hạn (đây là phương cách chính 
 cây hút nước vào rễ))
• Lực hấp phụ (Matric)
 Lực mao dẫn, do lực hấp phụ nước trên bề 
 mặt hạt rắn, lực chính nước di chuyển 
 trong đất không bảo hòa nước
 b. Quan hệ giữa tiềm năng hấp 
 phụ & % bảo hòa
 %bảo hòa = θv/%PS
% bảo hòa
 100% đađr hc 0%
 0 kPa -10 kPa -1500 kPa -3100 kPa
 Tiềm năng/lực 
 hấp phụ
 14. Sự di chuyển của nước trong các 
 tầng đất
 • Lớp cát trên lớp thịt: chảy nhanh qua lớp cát
 – Tại sao? 
 Vi tế khổng của thịt hấp phụ nước, 
 DÒNG CHẢY CHẬM LẠI . . .
• lớp thịt trên lớp cát: dòng chảy bị chậm lại!
 – tại sao?‘ cát có lực hấp phụ rất yếu, không hút 
 nước vào
18. ĐỘ SÂU THẤM:
khi đất khô được tưới (mưa), nước sẽ 
thấmvào tầng mặt, đến khi đạt độ ẩm 
đồng ruộng và sau đó thừa nước 
(nước trọng lực) sẽ đi xuống theo 
trọng lực và làm ướt tầng bên dưới.
Trong thời gian mưa, nước thấm vào phẩu diện 
đất
Quan hệ giữa sa cấu, dung trọng, độ rổng và độ 
 dẫn truyèn bảo hòa (Ksat) của đất
 Dung trọng Độ rổng Độ dẫn truyền
 Lọai sa cấu
 (g/cm³) (%) (Ksat)
 cát 1.55 42 7.2 -nhanh!1.2 cm/min
 Thịt 1.22 55 1 - Trung.006 bình mm/h
 Sét 1.05 60 0.02 - 9 xChậm 10-4 mm/24hr 
 Theo Hanks & Ashcroft, 1980
Tóm tắt: sự di chuyển của nước trong đất
 • Nước di chuyển từ nơi có tiềm năng năng lượng 
 cao đến nơi có tiềm năng năng lượng thấp (hay từ 
 nơi có màng nước dày đến nơi có màng mỏng)
 • Nước trong đất bảo hòa được tiêu bằng trọng lực, 
 dòng chảy không bảo hòa do lực hấp phụ
 • Đại tế khổng tiêu nước trước và là các tế khổng 
 chứa không khí khi đất có ẩm độ đồng ruộng
 • Đất có sa cấu càng mịn, độ dẫn càng thấp
 • Độ khúc khủy càng cao, tốc độ dòng chảy càng 
 thấp
 Tốc độ thấm ban đầu
• Tốc độ nước thấm vào mặt đất (khỏang cách/thời gian: vd. cm/phút)
• Trong đất khô; (tốc độ giảm dần → hằng số)
 tốc độ thấm ban đầu nhanh ban đầu (lực matric (hấp phụ ) chiếm ưu 
 thế)
 sau đó chậm dần đến khi đất bảo hòa nước (Ks) (trọng lực chiếm ưu 
 thế).
• Trong đất bảo hòa; (tốc độ không đổi)
 tốc độ thấm ban đầu là tốc độ dòng chảy bảo hòa (Ks) (trọng lực 
 chiếm ưu thế).
 ảnh hưởng của thảm thực vật và sa 
 cấu đến tốc độ thấm ban đầu
Sa cấu Có thảm phủ Đất trơ trọc 
 (mm/giờ) (mm/giờ)
Cát pha thịt 50 25
Thịt 25 13
Thịt pha sét 5 3
 Tốc độ thấm ban đầu
• Tốc độ nước bắt đầu thấm vào đất. Chịu ảnh 
 hưởng bởi:
 – Sa cấu lớp đất mặt, dung trọng, hàm 
 lượng O.M. 
 – Cấu trúc lớp đất bên dưới (cấu trúc tốt-
 khả năng thấm cao)
 – Độ ẩm ban đầu của đất (cao nhất khi đất 
 vừa đủ ẩm)
 Tốc độ thấm ban đầu
• Sự hiện diện của tầng rác/lá mục (khả năng 
 giữ nước cao, tiêu năng lương va đập của hạt 
 mưa)
• Kiểu tán lá (tiêu năng)
• Sự hiện diện của các hòn đá, cuội (tăng cường 
 sự hình thành các đường nứt –-
• Vi địa hình (làm chậm dòng chảy tràn trên mặt 
 đất)
 Tốc độ thấm ban đầu gia tăng khi 
 hệ thống các tế khổng thông nhau
• Khi các tế khổng thông nhau nước di chuyển 
 nhanh, hóa chất ít bị biến đổi tính chất độc
• Đất thường có cấu trúc khác nhau giữa các 
 tầng phát sinh, đất đồng cỏ thường đồng nhất
• đất càng thuần thục cấu trúc của các tầng phát 
 sinh càng khác nhau
 Ví dụ
Nghiệm thức Tốc độ thấm Dung trọng Độ bền của 
 ban đầu (g/cm3) đòan lạp* (%)
 (cm/giờ)
Đồng cỏ 207 1.2 70
Trồng ngũ cốc 29 0.78 25
liên tục, cày
lật đất
Trồng ngũ cốc 63 0.88 48
liên tục, 
không cày đất
 Chảy tràn : % vũ lượng
Nghiệm thức % nước chảy tràn
Đất trơ trọc, cày đất
 44.0
Trồng ngũ cốc, bỏ hóa, cày 
 22.9
đất
Trồng ngũ cốc, không cày đất 5.2
Các yếu tố ảnh hưởng đến nước 
 hữu dụng đối với cây trồng
 Mục tiêu
• Nhận biết các yếu tố ảnh hưởng đến lượng nước 
 trong đất hữu dụng đối với cây trồng 
 Quá nhiều và quá ít
• Thiếu nước: giới hạn nghiêm trọng sự sinh 
 trưởng của cây trồng 
 – Điểm héo cây: độ ẩm đất, cây trồng không thể hấp 
 thu nước được
• Thừa nước
 – Nước đuổi hết không khí ra khỏi các tế khổng
 – Thiếu dinh dưỡng và tăng nguồn bệnh
 Kiểm soát nước hữu dụng
• Có bao nhiêu nước trong đất
• Mức độ giữ chặt của nước trong đất như thế 
 nào
• Hàm lượng chất hữu cơ trong đất
Tác động của hàm lượng chất hữu cơ 
 và khả năng giữ nước của đất
 Độ ẩm 
 ch
 đồng ruộng
 ẩm ẩm thể tí
 Độ
 Điểm 
 héo
 Hàm lượng chất hữu cơ
 Độ ẩm thể tích và nước hữu dụng
Đất Thể tích % thể tích % (v)
 Độ ẩm đồng Điểm héo Nước hữu 
 ruộng (-1500 kPa) dụng
 (-10 kPa) (cột1-cột 2)
Thịt pha cát
 12 3 9
Thịt 
 30 10 20
Sét 
 35 18 17
 Ghi chú
• Nước không hữu dụng tăng gần tuyến tính
 khi sa cấu càng mịn
• nước hữu dụng tăng theo đường cong từ sa 
 cấu cát → sét
• Đất thịt, thịt pha sét có khả năng giữ nước 
 hữu dụng cao hơn đất sét
 Ghi chú
• Đất sét có khả năng giữ nước cao hơn đất 
 cát
• Nước trong đất có sa cấu thô rễ cây dễ hấp 
 thu hơn nước trong đất sét
• Phần lớn nước trong dất sét không hữu 
 dụng đối với cây trồng, phần lớn nước trong 
 dất cát là nước hữu dụng
 Tóm tắt
• 1) kích thước tế khổng là đặc tính quan 
 trọng ảnh hưởng đến sự di chuyển của nước 
 trong đất. Đại tế khổng trong đất cát nước di 
 chuyển nhanh hơn vi tế khổng trong đất sét.
• 2) Hai lực ảnh huởng đến sự di chuyển của 
 nước trong đất là trọng lực và mao dẫn. Lực 
 mao dẫn trong vi tế khổng lớn hơn trong đại tế 
 khổng.
• 3) trọng lực và mao dẫn tác động cùng lúc 
 trong đất. Mao dẫn tác động liên quan đến lực 
 liên kết và hấp phụ. Hấp phụ: giữ các phân tử 
 nước trên các bề mặt hạt rắn; liên kết: giữ các 
 phân tử nước với nhau. Trọng lực sẽ kéo nước di 
 chuyển xuống sâu khi lực mao dẫn không giữ 
 được nước. Do đó trọng lực sẽ ảnh hưởng khi đất 
 bảo hòa nước. 
• 4) Đất cát chứa nhiều đại tế khổng hơn đất cát, 
 nhưng tổng độ rổng thấp hơn.
• 5) Trên 1 đơn vị thể tích đất: đất cát chứa ít nước 
 hơn đất sét
• 6) Các yếu tố ảnh hưởng đến sự di chuyển của 
 nước trong đất bao gồm: sa cấu, cấu trúc, chất hữu 
 cơ và dung trọng. Bất cứ điều kiện nào ảnh hưởng 
 đến kích thước và dạng tế khổng đều ảnh hưởng 
 đến sự di chuyển của nước trong đất. 
• 7) Ví dụ: nén chặt, làm đất, phân hủy rễ cây, hố 
 đào của giun đất. 
• 8) tốc độ và hướng di chuyển của nước 
 trong đất chịu ảnh hưởng của các tầng đất khác 
 nahu. Thay đổi đột ngột về kích thước tế 
 khổng từ tầng này sang tầng khác ảnh hưởng 
 đến sự di chuyển của nước. Khi tầng đất mịn 
 nằm trên tầng đất thô, nước sẽ ngừng di 
 chuyển sâu vào tầng đất thô nơi ranh giới đến 
 khi tầng đất mịn bảo hòa .
• 9) Khi tầng đất thô nằm trên tầng đất 
 mịn,tốc độ di chuyển của nước trong tầng 
 đất thô nhanh hơn tầng đất mịn nên nước sẽ 
 tích tụ ngay trên mặt tầng đất mịn khi nước 
 tếip xúc với tầng này. Hình thành tầng 
 nước ngầm treo. 
 Tính ẩm độ đất
• ẩm độ tính theo trọng lượng đất
 – Trọng lượng nước trong 1 đơn vị 
 trọng lượng đất khô (kg nước/ kg 
 đất khô).
• θw = % trọng lượng nước, hay 
• θw = gr nước ÷ gr đất khô 
 θw = (P đất ẩm – P đất khô) X 100
 P đất khô
• ẩm độ thể tích
 – Thể tích nước trong 1 đơn vị 
 thể tích đất khô (m3 nước/ m3
 đất)
 – θ v = ml H20 ÷ cc đất
• θ v = % thể tích
• θ v = θ w X BD
 Tính ẩm độ
• 10mm nước trong độ sâu 1m 
 đất ..
• Chiều cao lớp H2O = θv x (độ
 sâu lớp đất) hay .. 
• Độ sâu lớp đất ẩm = (chiều cao 
 lớp nước) ÷ θ v
 Xác định khả năng giữ nước hữu dụng 
 của đất (AWC)
 AWC = FC-WP
• Độ sâu của rễ a) lọai cây, b) giai đoạn sinh 
 trưởng
• Tầng nén chặt (tầng giới hạn sự phát triển của 
 rễ)
• Thấm ban đầu và chảy tràn (thấm càng lớn, khả
 năng giữ càng cao )
• Hàm lượng hạt có kích thước to>2mm
• Sa cấu – kích thước tế khổng & độ rỗng
 đất thịt mịn có AWC cao nhất, kế tiếp là
 thịt trung bình, thịt pha sét
 Xác định ẩm độ đất
• Wt. của cylinder + đất sấy khô = 340g, wt.cylinder=100g
• wt. cylinder + đất tại ẩm độ đồng ruộng =450g
• wt cylinder + đất tại điểm héo = 400g
• Wt cylinder + đất ngày 1 tháng 5 = 420g
• Thể tích cylinder = 200 cc
• BD = 240/200 = 1.2 g/cc
• % nước theo trọng lượng tại FC = (450-340)/240x100 = 45.8%
• % nước theo thể tích tại FC = (450-340)/200 x100 = 55%
• Và % nước theo trọng lượng X BD = % nước theo thể tích
 45.8 X 1.2 = 55%
• % nước theo thể tích tại WP = 400-340/200 = 30%
 AWC = FC - WP
 -0.33 -( - 15)
 % nước theo thể tích tại FC = %FC
 % nước theo thể tích tại điểm héo = % WP
 % FC - % WP = % AWC 
55-30 = 25% & ( % nước x độ sâu đất = m nước)
Với 25% AWC trong vòng 40cm =0.25 x 40cm= 
10cm=100mm H2O.
= 100mm nước hữu dụng được giữ trong 40cm đất.
 = 100mm nước hữu dụng được giữ trong 40cm đất.
 Thấm ban đầu của mưa
• Ngày 1 tháng 5, mưa 25mm, thầm sâu vào 
 đất bao nhiêu?.
• Đất đạt FC, sau đó thấm sâu. 
• Và θv % x độ sâu thấm ( cm đất)
• Độ sâu nước thấm vào đất = lượng nước / 
 θv 
• θv % giữa 1/5 & FC = 450-420/200=0.15
• Hay 1/.15 = 6.67 cm đất