Keo đất là gì? Cấu tạo, đặc điểm và tầm quan trọng của keo đất

Chất keo hay còn gọi là keo đất, là một trong những thành phần quan trọng của đất, quyết định tính chất, độ màu mỡ và kết cấu đất. Vậy keo đất là gì, đặc điểm và vai trò của keo đất như thế nào? Hãy cùng chúng tôi đi tìm hiểu về chất này trong bài viết dưới đây.

Tìm hiểu keo đất là gì?

Chất keo trong đất hay keo đất là những phần tử hạt nhỏ có đường kính từ 1 đến 100 nm  (đất sét và chất hữu cơ) của đất. Do diện tích bề mặt lớn và cấu trúc hóa học của các vật liệu liên quan, chất keo đất cũng được coi là phần hoạt động hóa học mạnh nhất của đất.

keo-dat-la-gi
Keo đất là những hạt phân tử có kích thước siêu nhỏ trong đất

Cấu tạo của hạt keo đất

Hạt keo đất là các phân tử cấu tạo nên keo đất. Vậy hạt keo đất có kích thước  bao nhiêu và cấu tạo gồm mấy phần?

  • Hạt keo đất có kích thước đường kính dưới 0,001 mm.
  • Hạt keo được cấu tạo bởi ba phần: lõi gel, lớp hấp phụ và lớp khuếch tán.
  • Phần trung tâm là lõi gel, và một lớp ion được hấp phụ trên bề mặt của lõi gel được gọi là lớp hấp phụ bên trong, đồng thời nó cũng hấp phụ một phần các ion mang điện trái dấu gọi là lớp hấp phụ bên ngoài.
  • Lõi keo và các lớp hấp phụ bên trong và bên ngoài cùng tạo thành các hạt keo. Vì số lượng ion ở lớp hấp phụ bên trong nhiều hơn số ion ở lớp hấp phụ ngoài nên các hạt keo mang điện và tính chất điện của hạt keo cũng giống như tính chất điện của lớp hấp phụ bên trong.

Đặc điểm, tính chất cơ bản của chất keo đất là gì?

Keo đất có nhiều đặc điểm riêng biệt, nhờ những đặc điểm này, chúng trở thành chất đóng vai trò quan trọng trong sự hình thành thổ nhưỡng. Vậy các tính chất quan trọng của keo đất là gì?

Khả năng hấp thụ

Các hạt keo có khả năng hấp phụ các chất khí, chất lỏng và thậm chí cả chất rắn từ huyền phù của chúng. Hiện tượng hấp phụ chỉ giới hạn trên bề mặt của các hạt keo. Diện tích bề mặt càng lớn (diện tích trên một đơn vị trọng lượng) thì sự hấp phụ nước, chất dinh dưỡng càng lớn.

Keo đất có khả năng hấp thụ vì chúng có các lớp ion bao quanh nhân, tạo ra năng lượng trên bề mặt giúp keo đất hấp thụ tốt hơn.

Khả năng trao đổi ion

Keo đất có khả năng trao đổi ion nhờ lớp ion khuếch tán. Các hạt keo có thể liên kết với nhau bằng cách thêm một ion mang điện trái dấu qua quá trình trao đổi ion.

tinh-chat-cua-keo-dat
Keo đất có các tính chất đặc biệt

Khả năng kết dính

Các hạt keo đất có xu hướng luôn kết dính với nhau. Xu hướng này là do lực hút của các hạt keo đất với các phân tử nước ở giữa chúng.

Một số lượng lớn các phân tử nước liên kết với các hạt keo đất. Một số phân tử nước bị hấp phụ bởi các cation và những phân tử nước khác bị giữ lại bên trong các hạt keo đất sét. Khi các chất keo được làm ướt, nước sẽ dính vào các hạt keo đất riêng lẻ và sau đó tạo ra sự kết dính giữa hai hoặc nhiều hạt keo liền kề.

Khả năng chuyển động Brown

Chuyển động Brown là chuyển động của các hạt trong môi trường lỏng, các hạt keo đất luôn ở trong trạng thái dao động là do chúng va chạm với các hạt chất lỏng ở trạng thái lơ lửng trong đất.

Sự điện hoá của keo đất là gì?

Điện tích trên chất keo đất chủ yếu phát sinh từ sự thay thế đẳng định hình của một ion này bằng một ion khác có hóa trị khác nhau trong cấu trúc khoáng sét. Quá trình này tạo ra các lớp tạo điện thế mang dấu âm hoặc dương. Các điện tích là vĩnh viễn và không thay đổi khi thay đổi độ pH của dung dịch bên ngoài.

  • Keo silic, keo hữu cơ có lớp tạo điện thế mang dấu âm. Keo đất âm có đặc điểm là hút và giữ các hạt mang điện tích dương, giống như các cực trái dấu của một nam châm hút nhau.
  • Keo hydroxit, Fe, Al trong môi trường axit có lớp ion tạo điện thế mang dấu dương. Keo đất dương có đặc điểm là hút các hạt mang điện tích âm.

Chất keo đất có mấy loại chính?

Keo đất gồm 4 loại chính và mỗi loại keo đất lại có thành phần cấu tạo và đặc điểm khác nhau.

Phiến sét silicat

Loại keo đất này có cấu trúc giống như dạng lá. Chúng được cấu thành từ 2 loại hạt khác nhau đó là tứ diện silica và khối tám mặt Alumina (chứa phân tử nhôm hoặc magie).

  • Tứ diện silica: Nó được gọi là tứ diện silica vì một nguyên tử silicon được bao quanh bởi bốn nguyên tử oxy. Một mảng lồng vào nhau hoặc một loạt các khối tứ diện silica này gắn với nhau theo chiều ngang bằng các anion oxy sẽ tạo ra một tấm tứ diện.
  • Khối tám mặt Alumina: Các ion nhôm hoặc magiê là các cation chủ chốt được bao quanh bởi sáu nguyên tử oxy hoặc nhóm hydroxyl tạo ra một khối xây dựng tám mặt được gọi là khối bát diện.

Các hạt tứ diện và bát diện là đơn vị cấu trúc cơ bản của phiến sét silicat.

Đất sét sesquioxit (Oxit sắt và nhôm)

Dưới tác động rửa trôi nhiều bởi lượng mưa và quá trình phong hóa mạnh kéo dài của các khoáng chất ở vùng khí hậu ấm áp ẩm, hầu hết silica và alumin trong các khoáng chất nguyên sinh bị hòa tan và bị rửa trôi từ từ. Các vật liệu còn lại có độ hòa tan thấp hơn được gọi là đất sét sesquioxit.

Sesquioxit là hỗn hợp của nhôm hydroxit, Al(OH)3 và oxit sắt (Fe2O3 ), hoặc hydroxit sắt, Fe(OH)3. Những loại đất sét này có thể phân loại từ vô định hình đến tinh thể. Ví dụ về các oxit sắt và nhôm phổ biến trong đất là gibbsite (Al2O3.3H2O) và goethite (Fe2O3.H2O) .

Các loại đất sét này không trương nở, không dính và có khả năng hấp phụ photpho cao.

dac-tinh-cua-keo-dat
Mỗi loại keo đất tạo nên những lớp đất có tính chất khác nhau

Keo hữu cơ (Mùn)

  • Chất mùn là chất vô định hình, có màu nâu sẫm đến đen, gần như không tan trong nước, nhưng hầu hết tan trong dung dịch kiềm loãng (NaOH hoặc KOH).
  • Các chất keo mùn không kết tinh. Chúng được cấu tạo cơ bản từ cacbon, hydro và oxy.
  • Các hạt keo hữu cơ có kích thước khác nhau, nhưng chúng có thể nhỏ như các hạt đất sét silicat.

Keo đất allophane

Đây là loại keo đất cấu thành từ  hỗn hợp của silica và alumina. Chúng có bản chất vô định hình. Ngay cả hỗn hợp của các oxit bị phong hóa khác (oxit sắt) cũng có thể là một phần của keo đất này. Loại keo đất này có khả năng trao đổi anion và cation cao.

Keo đất có vai trò chính là gì?

Keo đất có vai trò quan trọng trong việc quyết định thổ nhưỡng và chúng có tác động quan trọng đến sự phát triển của ngành nông nghiệp.

vai-tro-cua-keo-dat
Keo đất có vai trò quan trọng trong nông nghiệp
  • Chất keo trong đất là thành phần cấu tạo tích cực nhất của đất và nó quyết định tính chất vật lý và hóa học của đất.
  • Bề mặt keo hút các chất dinh dưỡng trong đất hòa tan trong đất, nước dưới dạng các ion hoặc cation khoáng tích điện dương.
  • Một số cation như canxi (Ca ++), Kali (K +) và natri (Na +) cần thiết cho sự phát triển của cây. Chúng cần được hòa tan trong dung dịch đất – nước để có thể cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng.
  • Nếu không có chất keo trong đất, hầu hết các chất dinh dưỡng quan trọng sẽ bị rửa trôi ra khỏi đất theo nước mưa và các mạch nước ngầm..
  • Keo đất hữu cơ (mùn) là chất quan trọng làm tăng độ phì nhiêu cho đất.

Bài viết đã trả lời cho câu hỏi keo đất là gì, những đặc điểm và vai trò của keo đất. Hy vọng sau khi đọc xong bài viết, bạn đã có thêm kiến thức về loại vật chất quan trọng đối với việc canh tác, trồng trọt này.