Bài giảng Thủy Nông 1
Chương 1: GIỚI THIỆU MÔN HỌC
Nội dung:
I/ Định nghĩa:
II/ Vấn đề nước tưới trên thế giới hiện nay
III/ Vấn đề thủy nông ở Việt nam.
IV/ Các môn học liên hệ.
V/ Giới hạn của giáo trình.
Từ khóa:
Tưới (irrigation) - Tiêu (drainage) - Độ phì của đất (soil fertility)
Cải tạo đất (soil reclamation) - Năng suất cây trồng (crop yield)(Y)
Sản lượng cây trồng (crop production)(P) : P = Y * n * S
Mùa vụ (cropping season) - Sản xuất nông nghiệp (agricultural production)
Nội dung cần nắm vững:
1. Tưới và tiêu nước là gì? Tại sao phải tưới và tiêu nước cho cây trồng.
2. Mối quan hệ giữa quản lý chế độ nước và độ phì của đất, năng suất cây trồng,
sản xuất nông nghiệp.
3. Những vấn đề còn tồn tại trong công tác thủy nông.
Bài đọc thêm: Những thách đố kỹ thuật Thủy nông trong tương lai.
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 3/22/2015
Bài giảng Thủy Nông 2
Chương 1: GIỚI THIỆU MÔN HỌC.
I/ Định nghĩa:
Thủy nông là một ngành khoa học kỹ thuật nghiên cứu việc sử dụng nước
để gia tăng sản xuất nông nghiệp, nâng cao sản lượng của cây trồng. Như vậy các
công tác chính trong Thủy nông là:
a/ Mang nước từ nguồn (sông, suối, ao, hồ, giếng v.v ) đến nơi cần sử dụng
cho nông nghiệp (tưới) hay mang nước thừa từ ruộng ra ngoài (tiêu).
b/ Phân bố và sử dụng nước (có trên ruộng) kết hợp với các phương pháp
nông nghiệp khác, để biến đất thành môi trường tối hảo cho cây trồng đồng thời
duy trì hay cải tiến độ phì nhiêu của đất.
hoạch mở rộng diện tích đất nông nghiệp có tưới, đòi hỏi chúng ta càng phải tiết
kiệm nước trong sản xuất nông nghiệp (theo tài liệu Producing more rice with less
water from irrigated systems, 1998).
III/ Vấn đề thủy nông ở Việt nam:
Việt nam có vị trí thuận lợi về nguồn nước dựa trên hệ thống sông ngòi
chằng chịt, địa hình và mưa thuận lợi so với quy mô dân số. Hình 2 cho thấy Việt
nam có lượng nước sử dụng trên đầu người cao nhất trong khu vực (1200
m3/người). Tổng lượng nước trung bình hàng năm là 880 tỉ m3, trong đó lưu vực
sông Hồng và sông Cữu long (Mekong) chiếm 75% lượng nước cấp. Tuy nhiên do
Việt nam name ở hạ lưu nguồn cung cấp nước của sông Mekong, sông Hồng, Mã,
Cả và Đồng Nai, do đó khả năng chủ động kiểm sóat nguồn nước đều nằm ngòai
tầm tay của Việt Nam, đặc biệt khả năng sử dụng nguồn nước bị hạn chế trong
mùa khô.
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 3/22/2015
Bài giảng Thủy Nông 4
Nhìn chung, nước ta nằm vào khu vực nhiệt đới gió mùa, hai mùa mưa nắng
rõ rệt. Lượng mưa trung bình năm trên 1500 mm. Nhưng gần 90% lượng mưa
hàng năm tập trung vào 6 tháng mùa mưa và 80 % trong số này lại tập trung vào 4
tháng mưa nhiều nhất. Hậu qủa là tại một nơi sẽ sảy ra tình trạng: Khô hạn vào
mùa nắng và dư thừa nước vào mùa mưa. Ngoài ra, do sự khác biệt về địa hình, đất
đai, sông rạch, thủy văn, mà tại mỗi vùng sẽ có những thuận lợi và khó khăn về
thủy nông. Sau đây ta khảo sát sự quan trọng của công tác Thủy nông ở nước ta,
nhất là ở các khu vực thuộc Nam bộ.
1. Khu vực miền Tây nam bộ (Vùng Đồng bằng Sông Cửu Long):
Đây là vùng sản xuất nông nghiệp chủ lực của Việt nam, với sản lượng
chiếm 27% GDP của cả nước, khoảng 40% tổng sản lượng nông nghiệp và ½ tổng
sản lượng lúa của cả nước, với 11 triêu tấn/ năm , bình quân 740 kg/ đầu người
(mặc dù mật độ dân số khá cao là 400 người/ 1 km2). Ngoài ra thủy sản cũng
chiếm phần quan trọng trong xuất khẩu của đất nước.
Với địa hình khu vực tương đối bằng phẳng, với diện tích nông nghiệp hơn
lương thực lẫn cây công nghiệp. Đồng thời phần lớn diện tích của miền Đông Nam
bộ chủ yếu là đất đỏ vàng, đất xám, đất phèn và mặn chiếm tỉ lệ nhỏ khoảng
173,000 ha nằm chủ yếu ở khu vực Cần Giờ_TPHCM, Châu Thành, Xuyên Mộc-
Bà Rịa Vũng Tàu và một khối chạy dài từ TPHCM dọc sông Vàm Cỏ Đông lên tận
Gò Dầu - Tây Ninh thì hoàn toàn nằm trong vùng chịu ảnh hưởng của nước mặn
và bị nhiễm phèn nặng nề.
Có hai hệ thống sông chính trong khu vực:
a. Hệ thống sông Đồng Nai: bắt nguồn từ dãy núi Trường Sơn Nam, phần
thượng lưu gồm 2 nhánh Đa nhim và Đa Dung, tổng chiều dài 635 km, diện tích
lưu vực 37,400 km2, độ cao 1700m, độ cao bình quân lưu vực 470 m, độ dốc bình
quân lưu vực 4.6%. Vùng hạ lưu sông Đồng Nai lên tới Trị an có các sông chính
đổ vào là Sông Bé, Sài Gòn, Lá Buông và Vàm Cỏ. Trong điều kiện tự nhiên, thủy
triều khống chế toàn bộ khu vực hạ lưu lên tới tận chân thác Trị An.
b. Hệ thống sông Dinh và sông Ray: Là các sông ngắn, đổ trực tiếp ra biển,
lưu lượng dòng chảy thấp, khả năng bồi đắp phù sa kém.
Khó khăn trong nông nghiệp xuất phát từ tình trạng thiếu nước. Trong năm,
khu vực ít mưa hơn Đồng bằng Bắc bộ. Mùa khô kéo dài tới 5 tháng, thời gian đó
lượng mưa trung bình mỗi tháng võn vẹn 10-50mm ( so với 400-450mm vào mùa
mưa). Đặc điểm sông rạch vùng này, do địa hình dốc cao, gây sự khác biệt lớn về
dòng chảy của hệ thống sông qua các thời kỳ trong năm. Mùa mưa tập trung kéo
dài 7 tháng từ tháng 5 đến tháng 11, chiếm hơn 90% lượng mưa cả năm .
Hiện tượng xâm nhập mặn cao vào mùa khô cũng khá nghiêm trọng, mặc
dù mặn nằm ở hạ lưu của điểm lấy nước sinh hoạt cho TPHCM, nhưng nguy cơ
làm giảm chất lượng nước vẫn còn khi mặn vẫn đang xâm nhập sâu qua khỏi đoạn
hợp dòng sông Đồng Nai, Sài Gòn và Vàm Cỏ 7km.
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 3/22/2015
Bài giảng Thủy Nông 6
Tốc độ đô thị hóa ở vùng này khá cao, dự kiến kinh tế khu vực Đồng nai sẽ
tăng lên gấp đôi trong vòng 5 năm tới và có thể tiếp tục phát triển đến năm 2015.
Tốc độ đô thị hóa cao sẽ kéo theo những khó khăn nghiêm trọng về chất lượng
thì các sông rạch, suối đều khô cạn gây ra hiện tượng hạn hán nặng nề. Đồng thời,
nếu không có các công trình chắn nước thì rất dễ bị xói mòn nghiêm trọng.
Việc thiết lập các hồ chứa nước nhỏ ở những khe núi có thể giải quyết phần
nào vấn đề này. Ngoài ra việc khai thác các sông Sesan, Sperok, Drayling có thể
cung cấp nước tưới cho khoảng 150,000 ha thuộc Kontum, Gialai và Daklak.
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 3/22/2015
Bài giảng Thủy Nông 7
4. Vùng duyên hải trung bộ:
Đây là vùng sông dốc và ngắn. Đất ít, dân đông. Do đó, nếu không có các
hệ thống Thủy nông (đập, hồ chứa ở thượng lưu) để mở rộng diện tích và tăng vụ
thì chắc chắn vùng này không thể tự túc lương thực được. Việc thiết lập các đập,
hồ chứa ở thượng lưu các sông dốc và ngắn ở miền Trung có khả năng cung cấp
nước tưới cho khoảng 400,000 ha và giảm được nhiều thiệt hại, đặc biệt do lũ lụt
gây ra trong mùa mưa.
5. Vùng Bắc bộ:
Các sông ở miền Bắc có độ dốc tương đối lớn,phối hợp với địa hình của lưu
vực các sông nên nước lũ thường tập trung rất nhanh. Mưa tập trung hơn (tháng 7,
tháng 8 chiếm 40-45% lượng mưa cả năm), do đó rất dễ bị hạn hán, lũ lụt, xói mòn
v.v trầm trọng hơn miền Nam do đó các biện pháp Thủy lợi nói chung, Thủy
nông nói riêng là cấp bách và bức thiết nhất trong tất cả các vùng ở miền Nam.
6. Đánh giá nguồn nước tại Việt Nam:
Theo “Đánh giá tổng quan nguồn nước tại Việt nam” (Ngân hàng thế giới,
1996), các khó khăn mà các nguồn nước sông chính đang và sẽ phải đương đầu:
Lưu vực
song
Nước mùa khô Lũ lụt mùa
mưa
Nước
mặt
Nước
Thấp Thấp
Sông
Hồng
ít Cao Cao Cao Cao Tiềm ẩn Cao
Mã Cao Cao Cao Cao Thấp Thấp
Cả ít Cao Cao Cao Thấp Thấp
Thu
Bồn
ít Tiềm
ẩn
Cao Cao Tiềm ẩn
Ba ít Thấp Cao Cao Thấp Thấp Cao
Đồng
Nai
Cao Cao Thấp Trung
bình
Cao Thấp
ĐBSCL Trung
bình
Cao Cao Cao Trung
bình
Thấp Không
có
Srepok Trung
bình
cao
Không
có
Thấp Thấp Thấp Thấp Cao
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 3/22/2015
Phần bài tập thực hành không nằm trong tập giáo trình này.
Bài giảng được soạn tương đối đầy đủ chi tiết để có thể làm tài liệu tham
khảo cho các sinh viên muốn đi sâu hơn về Thủy nông.
***
Các tài liệu tham khảo chính:
1. Tô phúc Tường, Giáo trình Thủy nông, ĐHNL, 1976:
2. Giáo trình Thủy nông. Nhà xuất bản Nông nghiệp,
3. M. Jansen, Design and Operation of farm irrigation system, the American
Society of Agricultural Engineers, 1983.
4. Daniel Hillel, Introduction to Soil Physics, Academic Press, 1982.
5. Vaughn E. Hansen…, Irrigation principles and practices, 4
th
edition, 1962.
6. Nurul Islam, Population and Food in the Early Twenty-First Century: Meeting
Future Food Demand of an Increasing Population, International Food Policy
Research Institute , 1995.
7. Producing more rice with less water from irrigated systems. IRRI, SWIM,IIMI,
1998
8. Edward J. Plaster, Soil Science and Management, 3
rd
edition, 1996.
9. R.P.C. Morgan, Soil erosion and Conservation, 1986.
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 3/22/2015
Bài giảng Thủy Nông 10
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 3/22/2015
Bài giảng Thủy Nông 11
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 3/22/2015
Bài giảng Thủy Nông 12
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 3/22/2015
Bài giảng Thủy Nông 13
Bài giảng Thủy Nông 14
Chương 2: HỆ THỐNG ĐẤT-NƯỚC-CÂY TRỒNG
Nội dung:
I/ Giới thiệu dẫn nhập.
II/ Hệ thống ĐẤT-NƯỚC (theo quan niệm tỉnh).
1. Độ ẩm đất.
2. Các dạng nước trong đất.
3. Các hằng số nước trong đất (Thang độ ẩm).
III/ Hệ thống ĐẤT NƯỚC (theo quan niệm động).
1. Năng lượng nước trong đất ẩm.
2. Các thành phần năng lượng nước trong đất ẩm.
3. Đường tương quan giữa áp suất giữ nước và ẩm độ đất.
IV/ Các phương pháp xác định độ ẩm và đường đặc trưng của đất.
1. Phương pháp sấy khô.
2. Phương pháp dùng điện trở.
3. Phương pháp phóng xạ.
4. Phương pháp dùng trương lực kế (tensiometer).
5. Phương pháp đo đường đặc trưng (màng áp suất).
V/ Hiện tượng thảo mộc rút nước từ rễ cây.
1. Tổng quát.
2. Các quan niệm về lượng nước hữu hiệu cho cây.
- Quan niệm cũ. - Quan niệm mới.
3. Phân tích các hiện tượng di chuyển của nước trong hệ thống ĐẤT –
NƯỚC-CÂY TRỒNG.
4. Rễ cây rút nước trong đất.
Từ khóa: - Độ ẩm đất hoặc ẩm độ đất (soil moisture),
- hằng số nước trong đất (moisture constants),
- lượng nước hữu hiệu (available water), - nước dính (adhesion water),
- nước màng (cohesion water), - nước trọng lực (gravitional water),
- lực giữ nước của đất (water retention) (pF),
lỏng và thể khí (hơi). Thành phần ở thể hơi không đáng kể so với thành phần ở thể
lỏng. Vì vậy, để diển tả hay đo lường lượng nước có trong đất , người ta dùng các
chỉ số “ độ ẩm” hay “ẩm độ” như sau:
a/ Độ ẩm tính theo trọng lượng (ω, tính theo %):
ω (%) = [(TL đất ướt –TL đất khô) * 100] / TL đất khô.
b/ Độ ẩm tính theo thể tích (θ, tính theo %):
θ (%) = 100 * (TT nước chứa trong đất)/ TT toàn thể khối đất.
c/ Chiều cao lớp nước tương đương (htd, tính bằng đơn vị chiều cao): là chiều
cao của lớp nước chứa trong 1 chiều cao đơn vị của đất (ví dụ: 1 m).
htd = (thể tích nước chứa trong đất)/(thể tích toàn thể khối đất).
d/ Mối quan hệ giữa ω và θ.
θ = ω * eb.
Trong đó eb là dung trọng hay tỉ trọng biểu kiến khô của đất.
eb (g/cm3) = (TL đất khô)/(TT toàn thể khối đất)
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 3/22/2015
Bài giảng Thủy Nông 16
• Một số thông số khác thường dùng trong thủy nông là:
1. Tỉ trọng đất (density of solid) (ρs):
ρs = TL đất khô/ thể tích hạt rắn = Ms/Vs.
2. Độ rỗng (porosity) (f)
f = Vf/Vt = (Va + Vw) / (Va + Vw + Vs)
3. Độ bảo hòa (degree of saturation) (s)
s = Vw/Vf = Vw / (Va + Vw)
4. Tỉ lệ rỗng (void ratio) (e)
e = (Va + Vw) / Vs = Vf / (Vt – Vf)
5. Độ rỗng không khí (air filled porosity) (fa)
fa = Va/Vt = Va / (Va + Vw + Vs)
• Các mối quan hệ giữa các thông số:
- Độ rỗng và tỉ lệ rỗng : e = f/(1-f) => f = e / (1-e)
- Độ ẩm thể tích và độ bảo hòa: θ = s*f => s = θ/f
= 2820 m3.
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 3/22/2015
Bài giảng Thủy Nông 17
II.2. Các dạng nước trong đất (hình 2.2):
a/ Hơi nước: Hơi nước có mặt trong tế khổng rất cần cho sự hoạt động phát
triển của bộ rễ, lông rễ. Hơi nước luôn di chuyển từ chổ có áp suất tuyệt đối cao
đến nơi có áp suất tuyệât đối thấp hơn, nó cũng có thể di chuyển từ trong đất ra
ngoài không khí và bị gió cuốn đi một cách thụ động. Đó là nguyên nhân chủ yếu
để hình thành sự bốc hơi mặt đất (mất nước trong đất).
b/ Nước liên kết hóa học: Do đặc tính hóa học của nước là một phân tử 2
cực (diopole) [H
2
O <=> H
+
+ OH
-
], nước có thể liên kết với các hạt đất (ví dụ ion
Na+ trong đất) tạo thành một lớp nước liên kết hóa học, liên kết vô cùng chặt chẻ
với các phân tử rắn trong đất, và không thể hút bởi rễ cây nên cây không sử dụng
được. Vì thế khi tính độ ẩm đất, người ta không tính đến lượng nước này. Lượng
nước này chỉ có thể tách rời khỏi đất khi có lực hút lớn (ví du:ï sấy ở 500 oC).
c/ Nước liên kết lý học: Đây là lượng nước giữ lại trong đất nhờ các lực
phân tử. Nó bao gồm:
- Nước dính (nước hấp thụ, hay nước liên kết): do lực hấp thụ của các hạt đất
lên các phân tử nước. Nước tạo thành 1 lớp mỏng chung quanh hạt đất, có chiều
dày khoảng 5 lần đường kính phân tử nước. Lượng nước này thay đổi tùy theo
thành phần cơ giới của đất (đất sét > đất cát). Lượng nước này chỉ có thể di chuyển
khi biến thành hơi (sấy).
- Nước màng (hay nước liên kết hờ): lượng nước này được lớp nước dính
hấp thu bằng các lực phân tử định hướng. Lớp nước màng có chiều dày từ 2 - 6 lần
b/ Độ ẩm đồng ruộng hay còn gọi là thủy dung ngoài đồng (field capacity):
Khi đất đã ở độ ẩm bảo hòa mà ngưng cung cấp nước, nước tiếp tục chuyển
động xuống sâu theo tác dụng của trọng lực. Sau khi lượng nước trọng lực vừa
chảy đi hết khoảng 2-3 ngày sau khi mưa hoặc tưới, thi độ ẩm đất lúc đó là độ ẩm
đồng ruộng (ĐA)dr. Áp suất giữ nước tương ứng lúc đó khoảng 1/3 bars. Ngoài ra
ngưới ta còn có thể định nghĩa (ĐA)dr theo lực giữ nước của đất (sẽ học ở phần
tiếp theo sau) là:
- Áp lực giữ nước là –100 cm hay pF = 2 và mực nước ngầm sâu hơn 1m
(theo Driessen, 1986a).
- Áp suất giữ nước là –50vm => - 330 cm (theo Keague et al 1984).
Những yếu tố ảnh hưởng lên độ ẩm đồng ruộng là:
a1. Sa cấu: sa cấu càng mịn thì ĐA(dr) càng cao.
a2. Loại sét (type of clay): Nhiều montmorillonite thì ĐA(dr) càng cao.
a3. Thành phần hữu cơ : thành phần hữu cơ có thể giúp đất giữ nước nhiều
hơn, nhưng lượng nước hữu cơ hiện diện trong đất thường rất thấp nên ảnh hưởng
không đáng kể.
a4. Tỉ lệ tái phân phối độ ẩm càng chậm => ĐA(dr) càng cao.
a5. Sự hiện diện của tầng không thấm làm cản trở việc tái phân phối độ ẩm, do
đó làm tăng ĐA(dr).
a6. Bốc thoát hơi.
c/ Độ ẩm min (ĐA)min: Độ ẩm tối thiểu để duy trì năng suất cây trồng (được
trình bày chi tiết ở phần V.2).
Độ ẩm min có thể được xác định bằng 2 cách như sau:
c1. Khi không có đầy đủ tài liệu:
(ĐA)min = [(ĐA)dr + (ĐA)hc]/2.
c2. Xét theo 2 yếu tố : nhóm cây và ETm => p:
Trong đó p = [(ĐA)dr – (ĐA)min] / [(ĐA)dr – (ĐA)hc].
p được gọi là hệ số thiếu hụt độ ẩm (bảng 2.1 và bảng 2.2).
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 3/22/2015
Bi ging Thy Nụng 19
(A) ng rung
(1/3 bar)
Khong nc
Nc hu hiu
mao qun
(A) hộo cõy vnh vin
Nc (15 bar) Khong
mng hộo cõy
(A) hộo cõy ti hu
Khong
Nc liờn kt
dớnh cht
0 khụ
Hỡnh 2.3: S liờn h gia cỏc dng nc trong t v cỏc hng s nc.
B mụn Thy nụng Khoa Nụng hc Trng i Hc Nụng Lõm TPHCM. 3/22/2015
Nửụực lieõn keỏt Nửụực tửù do
Bài giảng Thủy Nông 20
Bảng 2.3: Các hằng số nước trong đất.
Loại đất (ĐA)dr
(%)
(ĐA)hc
(%)
LN hữu hiệu
(%)
LN hữu hiệu
(cm/m đất)
Cát thô 8 - 10 3,5 – 4,5 4,5 – 5,5 6,7 - 9,2
Thịt nhiều cát 14 – 17 6 - 7,5 8 – 9,5 10 – 14
Thịt 17 – 20 7,5 – 9,5 9,5 – 10,5 14 – 15,5
Thịt nhiều sét 19 – 24 8,5 – 11 9,5 – 13 16 – 19
Fs = -dE/ds.
trong đó: dE: chênh lệch năng lượng của 1 đơn vị trọng lượng nước.
ds: đọan đường di chuyển, hay khỏang cách giữa 2 điểm.
Dấu – chỉ sự giảm năng lượng theo đọan đường di chuyển.
Do đó để nói đến năng lượng của nước tại 1 điểm là phải so sánh năng
lượng ở điểm đó với năng lượng của 1 điểm khác ở điều kiện chuẩn nào đó. Điều
kiện chuẩn, có thể là nước ở trạng thái tự do, không chứa chất hòa tan, có áp suất
khí trời, cùng nhiệt độ và độ cao như nước trong đất tại điểm ta đang xét.
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 3/22/2015
Bài giảng Thủy Nông 21
Theo định nghĩa trên đây thì năng lượng nước trong đất bảo hòa sẽ dương
(+) và trong đất khô hay ẩm sẽ âm (-). Như vậy nói đến lực giữ nước của đất ở 1
trạng thái nào đó là nói đến cần 1 lực để đem nước từ đất ở trạng thái đó sang trạng
thái ứng với điều kiện chuẩn.
Năng lượng nước có thể đo bằng đơn vị lực: atmosphere (atm), bar, chiều
cao cột nước (H, cm), hay kgf/m2 ….trong đó:
1 atm = 1 bar = 10 m nước = 1 kgf/cm2.
III.2. Các thành phần năng lượng nước trong đất:
Nước trong đất chịu sự tác dụng của nhiều lực, chính các lực này làm năng
luợng của nước trong đất khác năng lượng của nước tự do. Các lực thông thường
nhất là:
• Trọng lực (tạo nên thế năng).
• Lực phân tử (do các hạt đất tác dụng lên nước) (tạo nên năng lượng ma
trận).
• Lực do sự khác biệt nồng độ (tạo nên năng lượng thẩm thấu).
- Thế năng (Eg): chỉ phụ thuộc vào vị trí so với 1 mặt chuẩn bất kỳ,
do đó Eg = ρ * g * z.
- Năng lượng ma trận (Em): Ma trận các hạt đất tác dụng lên nước các lực mao
dẫn và liên kết làm cho năng lượng của nước trong đất thấp hơn năng lượng nước
tự do ở cùng vị trí. Hai khái niệm lực mao dẫn và liên kết đều bắt nguồn từ sự hiện
Tại mỗi ẩm độ, nước trong đất có 1 năng lượng ma trận riêng tùy thuộc vào
tính chất của đất và của nước. Do đó, người ta có thể thiết lập đường biểu diễn sự
liên hệ giữa năng lượng ma trận (hay áp suất giữ nước) và ẩm độ đất. Đường này
gọi là đường đặc trưng ẩm độ-áp suất giữ nước. Đường đặc trưng này thay đổi tùy
theo sa cấu (hình 2.5) và theo cơ (kết) cấu đất (hình 2.6).
IV/ Các phương pháp xác định độ ẩm và đường đặc trưng của đất.
IV.1. Phương pháp sấy khô: Đây là phương pháp thông dụng nhất.
Nguyên tắc và dụng cụ: Tủ sấy (dùng để chỉnh nhiệt độ tự động), sấy ở nhiệt độ
105
oC
trong thời gian khoảng 24 giờ (nghĩa là cho đến khi sự thay đổi trọng lượng
không đáng kể). Sau đó dùng công thức (1) để xác định độ ẩm.
Ưu điểm: - Dễ thực hiện.
Khuyết điểm: - Không đo được tức thời, tại chổ (hiện trường).
- Một số loại sét còn giữ lại nước dính, nước màng.
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 3/22/2015
Nöôùc
caát
Dung
dòch ñaát
Ñaát öôùt
Nöôùc caát
Bài giảng Thủy Nông 23
- Một số chất hữu cơ có thể bị oxýt hóa (ozidized), và bị phân hủy
(decomposed, decay) ở 105
oC
. Do đó, việc giảm trọng lượng có thể không hoàn
toàn do mất nước trong đất. Để giảm khuyết điểm trên đây, người ta tăng kích cở
mẫu và giảm số lượng mẫu, nhưng điều này lại dẫn đến việc phá hủy hoặc làm rối
loạn (disturb) lô quan sát thí nghiệm.
ẩm mất liên tục (mặt ướt, wetting front).
IV.4. Phương pháp dùng trương lực kế: (tensiometter) (hình 2.8)
Nguyên tắc và dụng cụ: Gồm chén sứ, ống nối và áp suất kế, nước được chứa đầy
bên trong. Khi chôn chén sứ vào đất, sức hút nước từ đất khiến nước trong trương
lực kế thoát ra ngoài theo các tế khổng của chén sứ làm giảm áp suất trong ống, áp
suất kế sẽ ghi lại trị số này và đó là áp suất giữ nước của đất.
Ưu khuyết điểm: Thường được dùng ngoài đồng để theo dõi độ ẩm của đất trồng
trọt. Chỉ đo được áp suất trong đất khi áp suất đo nhỏ hơn áp suất khí trời (<
1atm).
IV. 5. Phương pháp đo đường đặc trưng: (dùng màng áp suất) (hình 2.9).
Nguyên tắc và dụng cụ: Các thành phần chủ yếu được trình bày trong hình 2.9.
Mẫu đất được đặt trên các tấm sứ rỗng (porous plate) làm bằng ceramic hay các
Bộ môn Thủy nông – Khoa Nông học – Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM. 3/22/2015
Bài giảng Thủy Nơng 24
màng cellulose acetate. Phía trên tấm sứ có áp suất cao. Phía dưới tấm sứ có áp
suất thấp (khí trời). Tất cả chứa trong 1 hộp (chamber) chịu áp suất cao. Khi tăng
áp suất phía trên, tức là tăng sức hút từ phía dưới, nước sẽ thốt ra khỏi dĩa và
xuống phía dưới. Khi sức hút đã cân bằng vơi lực giữ nuớc của đất thì nước sẽ
khơng thốt ra khỏi đất nữa. Lúc đó ta ngưng áp suất, lấy mẫu ra và xác định độ
ẩm bằng phương pháp cân sấy. Như vậy là ta xác định được các cặp trị số (p,W).
Nếu tiếp tục thay đổi áp suất ta sẽ cóù các cặp trị số tương ứng khác (p
2
W
2
;
p
3
W
3
…pnWn). Đây chính là đường tương quan giữa áp suất giữ nước của đất và
Áp kế
thủy ngân
Chỗ ống nối
Chiều sâu d
Bài giảng Thủy Nông 25
IV.6. Phương pháp dùng giấy lọc (Using filter paper Whatman No 42.)(đọc
thêm)
Phương pháp dùng giấy lọc dựa trên đặc tính ẩm độ chuẩn hóa của giấy lọc
để suy ra đặc tính ẩm độ đất. Phương pháp này xác định cho áp suất tiềm thế từ
khoảng –10 đến 10
-5
.
V/ Hiện tượng thảo mộc rút nước từ rể cây.
V.1. Tổng quát:
Lượng nước rễ cây hút từ đất truyền qua cây, phần lớn (>90%) được thoát ra
ngoài không khí bằng hiện tượng thoát hơi (transpiration). Có thể nói lượng nước
hút bởi rễ cây không phải kiểm soát bằng nhu cầu sinh tồn và dinh dưỡng của cây
mà bằng hiện tượng bốc hơi từ các tế khổng ra lớp không khí chung quanh. Có
hiện tượng này là vì có 1 gradient áp suất từ lá cây qua môi trường không khí
chung quanh.
Nhưng không phải hoàn toàn thụ động, mà cây có thể kiểm soát được tới 1
mức nào đó lượng nước bốc hơi bằng cách đóng hay mở cửa khổng (stoma) (hình
2.10). Lẽ dĩ nhiên việc đóng cửa khổng có ảnh hưỡng đến việc tăng trưởng của cây
vì phòng dưới khổng (sub-stomatal cavity) cũng là nơi lá cây hấp thụ CO
2