Keo đất là gì? Cấu tạo và vai trò của keo đất đối với đất trồng

Keo đất là tiêu điểm của những phản ứng trao đổi ion và vì thế nó có ảnh hưởng lớn đến dinh dưỡng của cây trồng. Bài viết chủ đề keo đất là gì mà Trang tài liệu trình bày dưới đây sẽ giúp bạn biết được keo đất là những phần tử có kích thước như thế nào? Cấu tạo, tính chất và vai trò của keo đất là gì?….

Keo đất là gì?

Khái niệm: Keo đất là những phân tử có kích thước nhỏ khoảng dưới 1μm, keo đất không hòa tan trong nước nhưng ở trạng thái huyền phù. 

Keo đất còn được hiểu là tiêu điểm của các phản ứng trao đổi ion, ảnh hưởng phần lớn đến dinh dưỡng cây trồng.

Cấu tạo của keo đất?

Keo đất mang điện tích gì? Mỗi hạt keo đều có một nhân. Lớp phần tử nằm vị trí bên ngoài của nhân phân li thành các ion, đồng thời tạo ra những lớp ion quyết định điện. Nếu lớp này mang điện tích dương thì keo mang điện tích dương và ngược lại, lớp này mang điện tích âm thì keo mang điện tích âm.

Phần ngoài lớp ion quyết định điện được xác định là lớp ion bù (gồm có 2 lớp là: lớp ion bất động và lớp ion khuếch tán). Lớp ion bù mang điện tích trái dấu so với lớp ion quyết định điện.

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.

Đặc điểm, tính chất keo đất?

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

Nước trong đất hoà tan các muối khoáng của đất được gọi là dung dịch đất. Trong đất cát hạt keo sét có đường kính nhỏ hơn 0,002 mm và dung dịch đất tương tác với nhau chung quanh bề mặt tiếp xúc giữa hai pha. Chính bề mặt này là nơi chủ yếu xảy ra các phản ứng hoá học trao đổi ion và chính là nơi cây trồng hấp thu chất dinh dưỡng. 

Keo đất mang điện tích âm, do đó một số cation trong dung tích đất dễ bị keo đất mang điện âm hút dính ở phía ngoài hạt keo. Tạm thời các cation không thể tách khỏi bề mặt keo đất được nếu như không có chất nào để thay thế vì cần phải đảm bảo tính trung hoà về điện tích của vật thể trong tự nhiên. Hiện tượng này gọi là sự hấp phụ ion của keo đất.

Như vậy, giữa các ion trong dung tích đất và các ion bị hấp phụ trên bề mặt keo đất có một thế cân bằng. Rễ cây trồng muốn lấy các cation cần thiết phải phóng thích ra ion H+ để đổi lấy cation trên bề mặt keo đất. Trong các trường hợp như trời mưa, bón phân vào đất sẽ làm cho thành phần và nồng độ cation trong dung dịch đất thay đổi thì thế cân bằng này sẽ bị phá vỡ, các cation trên bề mặt keo đất sẽ hoán chuyển với các cation trong dung dịch đất. Đây chính là hiện tượng trao đổi các cation.

Nhờ có hiện tượng hấp phụ ion mà đất giữ được các dưỡng chất tránh được hiện tượng mất dưỡng chất do rữa trôi hoặc trực dị. Ngoài ra, các ion được thải ra cũng được đất giữ lại không thải vào nước ngầm. Nhưng việc hấp phụ quá nhiều cation vào keo đất sẽ làm bất lợi đến sự tồn tại của vi sinh vật đất.