Giáo trình quy hoạch và thiết kế hệ thống thủy lợi - Chương 2

Quan hệ đất ư nước và cây trồng, nguyên lý điều tiết nước ruộng2.1. ảnh hưởng của nước đối với sự phát triển của cây trồng và tác dụng cải tạo đất Nhờ có nước, chất dinh dưỡng, nhiệt độ, ánh sáng và không khí mà cây trồng phát triển bình thường. Các yếu tố ảnh hưởng lẫn nhau và có tác dụng quan trọng ngang nhau không thể thay thế nhau được. Phối hợp tốt các yếu tố này thì cây trồng phát triển thuận lợi, cũng như làm thay đổi quá trình hình thành đất, không ngừng tăng...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình quy hoạch và thiết kế hệ thống thủy lợi - Chương 220 Quy ho¹ch vµ thiÕt kÕ hÖ thèng thñy lîi Ch−¬ng 2 Quan hÖ ®Êt - n−íc vμ c©y trång, nguyªn lý ®iÒu tiÕt n−íc ruéng2.1. ¶nh h−ëng cña n−íc ®èi víi sù ph¸t triÓn cña c©y trång vµ t¸c dông c¶i t¹o ®Êt Nhê cã n−íc, chÊt dinh d−ìng, nhiÖt ®é, ¸nh s¸ng vµ kh«ng khÝ mµ c©y trång ph¸ttriÓn b×nh th−êng. C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng lÉn nhau vµ cã t¸c dông quan träng ngang nhaukh«ng thÓ thay thÕ nhau ®−îc. Phèi hîp tèt c¸c yÕu tè nµy th× c©y trång ph¸t triÓn thuËn lîi,còng nh− lµm thay ®æi qu¸ tr×nh h×nh thµnh ®Êt, kh«ng ngõng t¨ng ®é ph× cho ®Êt. Trong c¸c yÕu tè trªn, n−íc vµ chÊt dinh d−ìng lµ hai yÕu tè quan träng vµ ®ãng vaitrß quyÕt ®Þnh. Mçi qu¸ tr×nh t¹o thµnh vµ ph©n hñy cña thùc vËt ®Òu lÊy n−íc lµm m«igiíi. N−íc chiÕm ®Õn 80% trong nguyªn sinh chÊt cña thùc vËt. N−íc gióp qu¸ tr×nh ph©ngi¶i chÊt h÷u c¬ trong ®Êt hoÆc c¸c qu¸ tr×nh trao ®æi kh¸c. Nhê cã n−íc hßa tan c¸c chÊt kho¸ng trong ®Êt trång mµ rÔ c©y míi cã thÓ hót vµ vËnchuyÓn c¸c chÊt ®ã tõ rÔ lªn th©n vµ l¸ ®Ó nu«i c©y. Nhê cã ®Çy ®ñ n−íc trong c¸c tÕ bµomµ c©y cã thÓ duy tr× ®−îc ¸p lùc b×nh th−êng. 99,8% l−îng n−íc ®· bèc h¬i qua c¸c khÝ khæng ë mÆt l¸ ®Ó ®iÒu tiÕt nhiÖt ®é cho c©y,b¶o ®¶m sù sinh ho¹t b×nh th−êng cña c©y, chØ cã 0,2% l−îng n−íc lµ tham gia vµo viÖc t¹othµnh th©n vµ l¸ c©y, l−îng n−íc nµy tuy Ýt nh−ng kh«ng thÓ thiÕu ®−îc. V× vËy ph¶i b¶o®¶m ®Çy ®ñ l−îng n−íc cho c©y. Kh¶ n¨ng hót n−íc cña rÔ c©y trong ®Êt phô thuéc vµo l−îng ngËm n−íc trong ®Êt vµnång ®é dung dÞch cña c¸c chÊt trong ®Êt. 2.1.1. ¶nh h−ëng cña n−íc ®Õn kh¶ n¨ng hót n−íc cña c©y trång 1. N¨ng lùc hót n−íc cña rÔ c©y cã thÓ biÓu thÞ b»ng hÖ thøc Ψ Pi − gZ i − ϕXi n U=∑ (2.1) R Pi + R ri i =1trong ®ã: U - n¨ng lùc hót n−íc cña rÔ, th−êng biÓu thÞ b»ng ¸p lùc hoÆc ®é cao cét n−íc; ΨPi - thÕ n¨ng dÉn cña líp i (bao gåm c¶ kh¶ n¨ng thÈm thÊu); 21Ch−¬ng 2 - Quan hÖ ®Êt - n−íc vµ c©y trång, nguyªn lý ®iÒu tiÕt n−íc ruéng ϕXi - thÕ n¨ng cña n−íc trong rÔ; RPi - søc c¶n cña ®Êt ë líp i; Rri - søc c¶n cña rÔ, søc c¶n nµy ®−îc x¸c ®Þnh theo hÖ thøc: R R ri = n ∑ L i n Rn - ®é s©u rÔ; Li - mËt ®é rÔ ë líp i; n - sè líp tÝnh to¸n mËt ®é rÔ c©y. N¨ng lùc hót n−íc cña rÔ c©y cã quan hÖ víi søc gi÷ n−íc cña ®Êt (¸p lùc gi÷ n−íc cña®Êt), mµ ¸p lùc gi÷ n−íc cña ®Êt l¹i cã quan hÖ víi ®é Èm cña ®Êt. ¸p lùc gi÷ n−íc cña ®Êttû lÖ nghÞch víi ®é Èm cña ®Êt, ®é Èm cµng bÐ th× lùc gi÷ n−íc cña ®Êt cµng lín vµ ng−îcl¹i. §Ó c©y trång cã thÓ hót ®−îc n−íc tõ trong ®Êt th× ¸p lùc hót cña rÔ c©y ph¶i th¾ng ®−îc¸p lùc gi÷ n−íc cña ®Êt. Ta cã thÓ biÓu diÔn ph−¬ng tr×nh ®¹i sè vÒ lùc gi÷ n−íc trong ®Êt ®−îc biÓu thÞ b»ngthÕ n¨ng: φ = Ha − Ψ + gZ + Pγ (2.2) φ - tæng thÕ n¨ng gi÷ n−íc cña ®Êt, cã thÓ biÓu thÞ b»ng bar hoÆc cm cét n−íc; Ha - lùc hót, khi ®Êt ë tr¹ng th¸i kh« th× xuÊt hiÖn lùc nµy. ¸p suÊt gi÷ n−íc cã thÓ ®¹t hµng chôc, hµng tr¨m bar tïy thuéc vµo tr¹ng th¸i kh« cña ®Êt; Ψ - lùc mao qu¶n, xuÊt hiÖn ë tr¹ng th¸i n−íc mao qu¶n. Lùc nµy bÐ h¬n lùc hót (lùc dÝnh kÕt); gZ - lùc träng tr−êng, lùc nµy xuÊt hiÖn ë tr¹ng th¸i n−íc tù do, biÕn ®æi theo søc hót cña tr¸i ®Êt vµ vÞ trÝ thÕ; Pγ - lùc thñy tÜnh, lùc nµy xuÊt hiÖn khi n−íc trong ®Êt ®· b·o hßa. Tæng thÕ n¨ng gi÷ n−íc cña ®Êt φ thay ®æi theo tr¹ng th¸i Èm cña ®Êt, ®Êt cµng kh«kiÖt, gi¸ trÞ φ cµng lín vµ ng−îc l¹i. ë mét tr¹ng th¸i Èm cña ®Êt, chØ tån t¹i mét thµnh phÇnchiÕm −u thÕ cña c¸c thÕ thµnh phÇn, vÝ dô ë tr¹ng th¸i n−íc liªn kÕt (®Êt rÊt kh«) th× gi¸ trÞHa chiÕm −u thÕ, cßn c¸c thµnh phÇn kh¸c bá qua. Trong 4 thµnh phÇn trªn, lùc hót vµ lùc mao qu¶n lµ quan träng nhÊt. Lùc hót lµ do t¸c dông hÊp dÉn ®−îc thùc hiÖn ®èi víi n−íc cña bÒ mÆt ph©n tö ®Êt.Lùc hót cã gi¸ trÞ ®Õn hµng ngµn kg/cm2 mµ t¸c dông trªn kho¶ng c¸ch v« cïng bÐ, chØ 1/10angstrom (1 angstrom = 10-7mm). Nhê lùc hót n−íc ®−îc gi÷ chÆt trong ph©n tö ®Êt vµ nhê lùc dÝnh c¸c phÇn tö n−íc sÏliªn kÕt víi nhau vµ t¹o thµnh mµng ë xung quanh phÇn tö ®Êt. Mµng cµng dµy th× ph©n tön−íc ë bªn ngoµi cña mµng gi÷ l¹i víi lùc rÊt nhá ®Õn khi lùc hót triÖt tiªu. Cã nghÜa lµ lùchót tû lÖ nghÞch víi ®é dµy cña mµng n−íc phÝa ngoµi ph©n tö ®Êt.22 Q ...