Thành phần cấu tạo đất

1THÀNH PHẦN CẤU TẠO ĐẤT vtphong@hotmail.com 2Các thành phần trong đất Vô cơ Hữu cơ Phần rắnKhoảng trống Khí Nước 33.1 Thành phần rắn 3.1.1 Thành phần vô cơ  Oxide/Hydroxide  Si-oxide: Thạch anh, tridymite  Fe-oxide/hydroxide: Goethite, hematite, limonite  Al-oxide/hydroxide: Gibbsite, boehmite, diaspore 43.1.1 Thành phần vô cơ (tt)  Oxide và hydroxide  Oxide-sắt: Oxide và hydroxide sắt có thể là phần rất quan trọng trong đất, thường gặp và ổn định nhất là goethite (FeOOH),  Dạng khác là hematite (Fe2O3) có màu đỏ sẫm dễ phát hiện, Hematite tìm thấy rất nhiều ở các phẫu diện oxy hóa sâu của đất ĐBSCL qua các đốm đỏ sáng 3.1 Thành phần rắn (tt) 53.1.1 Thành phần vô cơ (tt)  Oxide và hydroxide  Ferrihydrie và lepidocrocite: Là hợp chất tương đối ổn định do sự oxid hóa nhanh chóng của Fe2+.  Ferrihydrite (5Fe2O3.9H2O) có cấu trúc tinh thể rất yếu, là một nguyên liệu để hình thành hematite 3.1 Thành phần rắn (tt) 63.1 Thành phần rắn (tt) 3.1.1 Thành phần vô cơ (tt)  Silicates  Nesosilicates: olivine, garnet, tourmaline, zircon  Inosilicates: augite, hornblende  Phyllosilicates: biotite; Muscovite; illite, kaolinite, montmorillonite, vermiculite  Tectosilicates: Albite, anorthite, orthoclase 73.1.1 Thành phần vô cơ (tt) Silicate  khoáng có kích thước lớn thường còn giữ lại tính chất của mẫu chất (khoáng nguyên sinh)  khi quá trình phong hóa phát triển mạnh cùng với thời gian thì chỉ có các khoáng nguyên sinh thật bền tồn tại (thí dụ như thạch anh); 3.1 Thành phần rắn (tt) 8 Silicate  trong khi đó các khoáng kém bền sẽ bị phong hoá dần,  sản phẩm phong hóa được rửa trôi xuống các vùng bên dưới hay cuốn theo nước hoặc bị cây trồng hấp thu và cũng có thể kết hợp lại nhau thành các khoáng thứ sinh, các khoáng này trở nên tương đối bền trong môi trường đất.  Các khoáng silicates trong thành phần của sét trong đất thường là sản phẩm của sự thành lập thứ cấp như kể trên 3.1 Thành phần rắn (tt) 93.1.1 Thành phần vô cơ (tt) Silicate 5 nhóm khoáng quan trọng:  Montmorillonite  Nhóm khoáng Serpentine: được khảo sát nhiều nhất là kaolinite; có kiểu hình 1:1  Nhóm mica: trong đất xuất phát từ mẫu chất, khoáng có kiểu hình 2:1 3.1 Thành phần rắn (tt) 10 3.1.1 Thành phần vô cơ (tt) Silicate  Vermiculite: Có kiểu hình 2:1 là sản phẩm phong hóa do acid ở mức độ bình thường của khoáng mica; đại diện cho nhóm khoáng có khả năng trao đổi cation cao nhất trong các khoáng cấu tạo thành đất  Smectite: Có kiểu hình 2:1 3.1 Thành phần rắn (tt) 11 3.1 Thành phần rắn (tt) 3.1.1 Thành phần vô cơ (tt)  Carbonates  Sulfates  Halides  Sulphides  Phosphates  Nitrates 12 3.1 Thành phần rắn (tt) 3.1.1 Thành phần vô cơ (tt)  Các khoáng silicate này thuộc vào nhóm phyllosilicate. Trong nhóm này có hai nhóm khoáng sét chính cần được phân biệt:  (1) Khoáng 2:1  (2) khoáng 1:1 13 Tứ diện silic (SiO4) Bát diện nhôm [Al(OH)6] 14 Sự kết hợp giữa hai phiến bát diện và tứ diện trong tinh thể sét 3.1 Thành phần rắn (tt) 15 Cách liên kết các phiến tứ diện với phiến bát diện 16 khoáng 1:1 khoáng 2:1 17 Sự thay thế đồng hình 18 Sự thay thế đồng hình Khoáng sét mang điện tích âm 19 Sự liên kết các phiến sét 20 21 Sự chuyển biến của các loại khoáng sét trong điều kiện môi trường có nồng độ kali giảm dần và tăng dần 22 23 3.1.1 Thành phần vô cơ (tt)  Khoáng sét của đất ĐBSCL  50% thành phần sét là illite;  một phần ba là Kaolinite và  một phần sáu là smectite, một phần nhỏ smectite biến thành chloride,  không tìm thấy vermiculite 3.1 Thành phần rắn (tt) 24 3.1.1 Thành phần vô cơ (tt)  Khoáng sét của đất ĐBSCL (tt)  những tầng oxy hóa trên mặt có hàm lượng smectite gia tăng theo độ sâu,  trung bình ở tầng sulfuric (đốm vàng của jarosite và pH 3.5) 3.1 Thành phần rắn (tt) 25 3.1.2 Thành phần hữu cơ  Trong đất thường hiện diện 2 nhóm hữu cơ chính:  (i) chất hữu cơ chưa bị phân hủy hoặc chưa phân hủy hoàn toàn,  (ii) các vật liệu bị phân hủy hoàn toàn  Sản phẩm cuối cùng của sự phân hủy chất hữu cơ trong đất là mùn thường thì người ta xem mùn như là một chất làm ổn định trong đất 3.1 Thành phần rắn (tt) 26 3.1 Thành phần rắn (tt) 3.1.2 Thành phần hữu cơ Một đoạn mùn trong đất 27 Chất mùn (Humus) - Keo hữu cơ 1. Mang điện âm thay đổi 2. Hấp phụ cation trên mạng lưới bề mặt 3. Thành phần: Carbon(C) Hydrogen (H) và Oxygen(O) (Khoáng silicate: Aluminum (Al) Silicon (Si) and Oxygen (O)) 4. Có CEC cao hơn sét 5. Không bền như sét – luôn hình thành rồi phân hủy 3.1 Thành phần rắn (tt) 28 CEC CEC = các ion base trao đổi + acid trao đổi (H) (changeable bases + exchangeable acidity) Được tính bằng điện tích trao đổi (độ âm điện) trên tinh thể khoáng sét hoặc trên chất mùn Đơn vị: meq Mili đương lượng (Milliequivalent) 3.1 Thành phần rắn (tt) 29 CEC của chất mùn và khoáng sét Thành phần CEC (meq/100g) Chất mùn 200 Montmorillonite 100 Illite 30 Kaolinite 8 3.1 Thành phần rắn (tt) 30 Thành phần rắn - Hữu cơ 31 Quá trình biến đổi xác hữu cơ trong đất Xác hữu cơ Hợp chất mùn Khí, muối khoáng Khoáng hóa Mùn hóa Mùn hóa Khoáng hóa từ từ 32 Quá trình khoáng hoá xác hữu cơ protit, gluxit, lipit, lignin, tanin, nhựa đường (hexoza, pentoza, saccaroza, cenluloa), axit (amin, uronic, béo), purin và pirimidin, glixerin, polyphenol, andehit, rượu, phenol, quinol R3PO4, R2SO4, RNO2, RNO3, NH3, H2O, CO2 NH3, H2O, CO2, CH4, H2, N2, H2S, PH3 R là Ca2+, Mg2+, K+, Na+, NH4 + Thủy phân Oxy hóa khử Háo khí Yếm khí 3.1 Thành phần rắn (tt) 33 3.1.2 Thành phần hữu cơ Các nguồn bổ sung cho chất hữu cơ trong đất có thể được phân nhóm như sau:  Các chất thải: lá cây, cỏ, .  Các phần có trọng lượng nhẹ: bao gồm các xác sinh vật bị phân huỷ một phần  Sinh khối của vi sinh vật  Chất hữu cơ hoà tan trong nước  Các enzymes  Các chất mùn ổn định 3.1 Thành phần rắn (tt) 34Quá trình mùn hóa xác hữu cơ 35 Thành phần rắn - Hữu cơ Đặc tính của chất hữu cơ trong đất • Có diện tích bề mặt cao: 800 – 900 m2/g. • Có CEC 150 – 300 cmolc/kg, CEC thay đổi theo pH. 50% CEC do các nhóm ca rboxyl tạo nên. 30% CEC do quinionic, phenolic, enolic. 36 Thành phần rắn - Hữu cơ Chức năngcủa chất hữu cơ trong đất •Thúc đẩy thành lập cấu trúc tốt. •Cung cấp dinh dưỡng (Ca, Mg, S và vi lượng). •Nguồn năng lượng cho vi sinh vật và động vật. •Gia tăng tính đệm, gia tăng CEC. •Hấp phụ các chất gây ô nhiễm.