Khái niệm keo đất là gì đã được nhắc tới trong chương trình Công nghệ 10. Nếu như bạn chưa hiểu rõ về khái niệm, đặc điểm cũng như vai trò của keo đất thì đừng bỏ lỡ các nội dung thông tin chi tiết có trong bài viết dưới đây.
Nội dung bài viết
Keo đất là gì?
Thế nào là keo đất? Keo đất là những phân tử có kích thước nhỏ khoảng dưới 1μm, không hoà tan trong nước nhưng ở trạng thái huyền phù. Khái niệm keo đất còn được hiểu là tiêu điểm của các phản ứng trao đổi ion, ảnh hưởng lớn đến dinh dưỡng cây trồng.
Keo đất dương là loại keo đất có lớp ion quyết định điện mang điện tích dương. Keo dương có lớp ion khuếch tán ở bên ngoài mang điện dương nên hút các ion âm có trong đất như Ca2+, NH4+,…
Cấu tạo của hạt keo đất
Mỗi một hạt keo sẽ có một nhân.
Keo đất có cấu tạo gồm: Lớp phân tử nằm ngoài nhân phân li, hình thành các ion và tạo ra lớp ion quyết định điện. Phía ngoài lớp ion sẽ quyết định điện là lớp ion bù (gồm có 2 lớp đó là lớp ion bất động và lớp ion khuếch tán) mang điện trái dấu với lớp ion quyết định điện.
Trong đó:
- Nhân: Nằm trong cùng của keo đất gồm có các chất parafin
- Lớp ion quyết định điện: Quyết định điện tích của keo đất
- Lớp ion bất động: Mang điện trái dấu với lớp ion quyết định điện
- Lớp ion khuếch tán: Mang điện trái dấu với lớp ion quyết định điện, trao đổi ion với dung dịch đất
Có mấy loại keo đất?
Keo đất có mấy loại? Keo đất có nhiều loại khác nhau, trong đó phải kể đến đó là:
Phiến sét silicate
Là loại keo vô cơ chiếm tỉ lệ cao nhất trong các loại đất. Đặc điểm của sét silicate đó là cấu trúc tinh thể, xếp thành từng phiến/lớp và bề mặt mang điện tích âm (-). Mỗi hạt keo được hình thành bởi bhie62u lớp giống như các trang trong quyển sách.
Các phiến sẽ bao gồm các mặt pha73ng được xếp chồng lên nhau, các nguyên tử Oxygen sẽ được liên kết với nhau bởi các nguyên tử Al, Mg, H, Fe. Công thức hóa học của sét kaolinite đó là [(Si2Al2O5 (OH)]
Sét allophane và imogolite
Có nhiều loại đất có khoáng sét silicate, cấu trúc tinh thể không rõ ràng đó chính là khoáng allophane. Các khoáng này còn được gọi là khoáng alumino-silicate vô định hình bởi có thành phần cấu tạo là Al2O3.2H2O, nhưng cấu trúc tinh thể không rõ ràng. Các khoáng này có hàm lượng cao trên đất Andisol.
Khả năng hấp phụ ion của loại keo đất này phụ thuộc vào độ pH đất, các cation sẽ được hấp phụ ở pH cao, trong khi đó anion hấp phụ ở pH thấp. Allophane và imogolite sẽ hấp phụ lân rất tốt khi đất chua.
Khoáng oxide Fe và Al
Loại khoáng sét này hiện diện với hàm lượng cao trên đất phong hóa mạnh (Ultisol, Oxisol) ở các vùng nhiệt đới. Tính chất vàng đỏ của đất chịu ảnh hưởng bởi khoáng oxide Fe và Al.
Các oxide Fe đó là khoáng geothite (FeOOH), hematite (Fe2O3) và oxide Al phổ biến là khoáng gibbsite Al(OH) 3. Sesquioxide có cấu trúc vô định hình, không dính, không dẻo, khi ướt thì như phiến sét silicate.
Mùn-keo hữu cơ
Phân tử mùn không có cấu trúc tinh thể nhưng bề mặt lại có mật độ điện tích cao như sét silicate. Mùn-keo hữu cơ sẽ tạo thành chuỗi các nối hóa học giữa C với O, H, và N. Điện tích của keo mùn hình thành chủ yếu do sự phân ly của các gốc enolic (-OH), carboxyl (-COOH), phenolic. Điện tích (-) trên keo mùn sẽ liên kết với sesquioxide, và phụ thuộc vào pH đất, khi độ pH thấp.
Hiệu ứng nhà kính là gì,nguyên nhân, tác động của biến đổi khí hậu
Keo đất có đặc điểm gì? Tính chất
Keo đất có các tính chất, đặc điểm như sau:
Kích thước: Kích thước của keo đất rất nhỏ, chỉ có thể quan sát được bằng kính hiển vi điện tử. Phần lớn hạt keo đất có kích thước < 002mm.
Điện tích bề mặt: Bề mặt trong và bề mặt ngoài của keo đất đều có thể mang điện tích âm hoặc dương nhưng phần lớn là điện tích âm. Mật độ điện tích ảnh hưởng rất lớn tới sự hấp thu, phân tán của các hạt keo nên ảnh hưởng đến tính chất vật lý và hóa học đất.
Khả năng hấp phụ cation và nước: Các hạt keo có thể hấp thu hàng trăm ngàn ion trên bề mặt như H+, Al3+, Ca2+, Mg2+,…. Sự hấp thu này sẽ hình thành lên tầng bù ion. Tầng ion bề mặt trong sẽ là 1 tầng anion khổng lồ, xung quanh bề mặt ngoài và bên trong hạt keo mang điện tích âm. Tầng ion ngoài được hình thành từ đám mây cation hấp phụ yếu trên bề mặt điện tích âm. Chính vì thế, các hạt keo luôn mang theo 1 đám mây cation được hấp phụ trên bề mặt.
Diện tích riêng bề mặt riêng: Kích thước rất nhỏ nên hạt keo sẽ có diện tích riêng bề mặt ngoài rất lớn. Diện tích riêng bề mặt của 1g hạt sét sẽ lớn hơn 1000 lần so với hạt cát. Tổng diện tích bề mặt của keo đất biến thiên sẽ từ 10m2/g đến 800m2/g đối với sét có cả diện tích bề mặt
Ngoài ra, keo đất còn hấp phụ 1 lượng rất lớn các phân tử nước. Nước được hấp phụ bởi các cation, hình thành nên cation ngậm nước, nước cũng được hấp thụ trên bề mặt keo vì nước cũng có tính phân cực.
Vai trò của keo đất
Keo đất giữ một vai trò quan trọng, giữ lại các chất dinh dưỡng để hạn chế tối đa tình trạng rửa trôi của nước mưa, nước tưới. Nước trong đất sẽ hòa tan các muối khoáng của đất nên được gọi là dung dịch đất. Trong đất, các hạt keo có đường kính nhỏ hơn 0,002mm và dung dịch đất sẽ tương tác với nhau xung quanh bề mặt tiếp xúc giữa 2 pha. Bề mặt này chính là nơi xảy ra các phản ứng hóa học trao đổi ion và cũng là nơi cây trồng hấp thụ chất dinh dưỡng.
Keo đất thường mang điện tích âm để trung hòa, một lượng còn lại sẽ mang điện tích dương và có khả năng hấp thụ các anion (mang điện tích âm). Theo đó, keo đất mang điện tích âm thì một số cation trong dung dịch đất sẽ dễ bị keo đất mang điện tích âm hút dính ở phía ngoài hạt keo. Các cation này tạm thời sẽ không thể tách khỏi bề mặt keo đất nhưng không thể nào thay thế được vì cần phải đảm bảo tính trung hòa về điện tích của vật thể trong tự nhiên. Hiện tượng này được biết đến với tên gọi là sự hấp thụ ion của keo đất.
Giữa các ion trong đất và các ion hấp thụ trên bề mặt keo đất luôn có một thế cân bằng. Rễ cây muốn lấy các cation cần thiết thì phải phóng thích ra ion H+ để đổi lấy cation trên bề mặt keo đất. Trường hợp như mưa, bón phân vào đất, tưới nước,…làm cho thành phần và nồng độ cation trong dung dịch đất thay đổi thì sự cân bằng sẽ bị phá vỡ, cation trên bề mặt keo đất sẽ bị phá vỡ, hoán chuyển với các cation có trong dung dịch đất.
Nhờ có hiện tượng hấp thụ ion mà đất giữ lại được các dưỡng chất do rửa trôi hoặc trực dị. Bên cạnh đó, các ion thải ra cũng được đất giữ lại, không thải vào nước ngầm. Tùy vào việc hấp thụ nhiều hay ít cation vào keo đất sẽ ảnh hưởng tới sự tồn tại của vi sinh vật đất.
Làm sao để tăng cường hàm lượng keo đất trong đất?
Như đã thông tin ở trên, keo đất giữ một vai trò quan trọng ảnh hưởng tới thành phần, nồng độ của đất cũng như các tính chất lý học, hóa học, chế độ nước, sự phát triển của vi sinh vật,…Do đó, việc tăng cường, nâng cao độ phì cho đất là biện pháp tốt nhất để tăng hàm lượng keo đất. Một trong số cách được mọi người áp dụng đó chính là bón phân hữu cơ.
Ở Hungary, đất được cải tạo bằng cách trộn đất sét với phân hữu cơ, làm thành lớp dày 2-3 cm rồi đem ủ, bón trực tiếp lên đất, cát. Không phải loại đất sét nào cũng có thể bón được cho đất nhẹ. Ví dụ như đất sét mặn không cải tạo được đất cát, ở miền Bắc nước ta họ thường dùng bùn bao hoặc cày sâu lật sét sâu để kết hợp với phân hữu cơ để cải tạo thành phần cơ giới nhẹ.
Phù sa ở sông lớn chứa rất nhiều keo, có thể sử dụng để tưới cho ruộng nhiều cát. Và đây cũng là biện pháp tăng cường keo đất. Với các thành phần cơ giới quá nặng có thể cải tạo bằng cách bón cát, bón đất phù sa thô, trồng cây phân xanh. Các loại đất có khả năng hấp thụ thấp thì có thể bón vào đất các loại khoáng vật có dung tích trao đổi cation cao như bentonit hay zeolit để nâng cao dung tích hấp thụ cho đất.
Keo đất giữ vai trò quan trọng, ảnh hưởng tới sự phát triển của cây trồng, luôn giúp cho đất được màu mỡ, phì nhiêu. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào cần được giải đáp, quý bạn đọc hãy comment phía dưới, ruaxetudong.org sẽ hỗ trợ bạn nhanh chóng, miễn phí 100%.
