Jordtekstur og jordstruktur er begge unikke egenskaber ved jorden, som vil have en dybtgående effekt på jordens adfærd, f.eks. vandholdende evne, tilbageholdelse og tilførsel af næringsstoffer, dræning og udvaskning af næringsstoffer.
Med hensyn til jordens frugtbarhed har grovere jordtyper generelt en mindre evne til at tilbageholde og fastholde næringsstoffer end finere jordtyper. Denne evne mindskes imidlertid, når fint teksturerede jorde udsættes for intens udvaskning i fugtige miljøer.
Sjordtekstur
Jordtekstur spiller en vigtig rolle i forvaltningen af næringsstoffer, fordi den har indflydelse på tilbageholdelsen af næringsstoffer. F.eks. har finere teksturerede jorde tendens til at have større evne til at lagre jordens næringsstoffer.
I vores diskussion om jordens mineralsammensætning nævnte vi, at mineralpartiklerne i en jord findes i en bred vifte af størrelser. Vi husker, at den fine jordfraktion omfatter alle jordpartikler, der er mindre end 2 mm. Jordpartikler inden for denne fraktion er yderligere opdelt i de 3 separate størrelsesklasser, som omfatter sand, silt og ler. Sandpartikler har en størrelse på mellem 2,0 og 0,05 mm, silt på mellem 0,05 og 0,002 mm og ler på under 0,002 mm. Bemærk, at lerpartikler kan være over tusind gange mindre end sandpartikler. Denne forskel i størrelse skyldes i høj grad typen af grundmateriale og graden af forvitring. Sandpartikler er generelt primære mineraler, der ikke har undergået megen forvitring. På den anden side er lerpartikler sekundære mineraler, som er produkter af forvitring af primære mineraler. Efterhånden som forvitringen fortsætter, nedbrydes jordpartiklerne og bliver mindre og mindre.
Teksturtrekanten
Jordtekstur er de relative proportioner af sand, silt eller ler i en jord. Jordteksturklassen er en gruppering af jordtyper baseret på disse relative proportioner. Jordbund med den fineste tekstur kaldes lerjord, mens jordbund med den groveste tekstur kaldes sandjord. En jord, der har en forholdsvis jævn blanding af sand, silt og ler, og som udviser egenskaber fra hver enkelt af dem, kaldes dog en lerjord. Der findes forskellige typer af lerjord, baseret på hvilken jordtype der er mest udbredt. Hvis procentdelen af ler, silt og sand i en jord er kendt (primært gennem laboratorieanalyse), kan du bruge teksturtrekanten til at bestemme din jords teksturklasse.
Figur 15. Teksturtrianglen. Teksturtrekanten beskriver de relative proportioner af sand, silt og ler i forskellige jordtyper.
Kilde: http://soils.usda.gov/technical/manual/print_version/complete.html
De vigtigste teksturklasser for jordarterne på Maui er angivet i tabel 3. Hver af de teksturklasser, der er anført i tabel 3, udgør fint teksturerede jordtyper. Som det fremgår af jordbundsundersøgelserne, viser det sig, at mere end 90 % af Mauis jordbund er fintekstureret. Dette skyldes i høj grad den type grundmateriale, som de fleste Hawaii-bjorde har basalt som grundmateriale. Da basalt er en fint tekstureret sten, forvitrer den til fint teksturerede jordtyper. Den relative mængde ler har stor betydning i jorden.
Tabel 3. Større teksturklasser for Maui-jordene
| Teksturklasse |
Procentdel af Maui-jordene, der falder inden for de større teksturklasser klasser |
|
Silty clay |
44% |
|
Silty clay loam |
23% |
|
Silty lem |
11% |
|
Lam |
10% |
|
Lam |
10% |
|
Leret |
5% |
For at få mere at vide om den teksturelle trekant og teksturelle klassifikationer af jord, klik på nedenstående animation fra North Carolina State University:
http://courses.soil.ncsu.edu/resources/physics/texture/soiltexture.swf
Vigtig betydning af ler og andre partikler af lignende størrelse
Lerpartikler samt andre partikler af lignende størrelse er vigtige bestanddele af en jord. Der er en grundlæggende forskel mellem jordbund, der indeholder store mængder sandpartikler, og jordbund, der indeholder store mængder meget små partikler, som f.eks. ler. Denne forskel er overfladearealet. Det samlede overfladeareal af en given masse ler er mere end tusind gange større end det samlede overfladeareal af sandpartikler med den samme masse. For at sætte denne idé i perspektiv kan man forestille sig en enkelt terning med 6 sider. Denne terning repræsenterer en sandpartikel. Forestil dig nu, at du deler denne enkelt terning op i 100 mindre terninger, som repræsenterer 100 lerpartikler. Disse 100 terninger har hver 6 sider. Ved at bryde den større terning op, har du i bund og grund blotlagt mange flere overflader. Derfor vil det samlede overfladeareal af de mindre terninger være meget større end overfladearealet af den enkelte terning.
For at udforske dette koncept yderligere kan du se en kort animation ved at klikke på følgende link til North Carolina State University:
http://courses.soil.ncsu.edu/resources/physics/texture/soilgeo.swf
Denne forøgelse af overfladearealet har en vigtig betydning for forvaltningen af næringsstoffer, fordi det giver mange steder, hvor jordpartikler kan tilbageholde og levere næringsstoffer (såsom calcium, kalium, magnesium og fosfat) og vand til planteoptagelse
Typer af meget små partikler i jorden
- De mest almindelige lermineraler i Maui’s jord kaldes lagdelt silikatler eller phyllosilikater. Der findes forskellige typer af lagdelte silikater, f.eks. kaolinit, halloysit, montmorillonit og vermiculit. De forskellige typer af lagersilikater er meget forskellige, hvilket vi vil komme ind på senere.
For flere detaljer om de forskellige lagersilikat-lermineraler, klik på linket nedenfor og rul ned til “Phyllosilikat-rummet:”
http://www.soils.wisc.edu/virtual_museum/silicates.html
- Amorfe mineraler, såsom allofan, imogolit og ferrihydrid, kan findes i de vulkanske jorde på Hawaii, der er udviklet af vulkansk aske. Ligesom silikatler har disse mineraler et meget stort overfladeareal. Som følge heraf indeholder jord med amorfe mineraler store mængder vand og lagrede næringsstoffer, afhængigt af graden af forvitring.
- Aluminiums- og jernoxider findes typisk i de stærkt forvitrede jorde i troperne. Når lermineralerne forvitres intensivt, ændrer silikatlernes struktur sig. Især silikatler mister silica. Det, der bliver tilbage i jorden, er aluminium- og jernoxider. Gibbsit er et eksempel på et aluminiumoxid, som har en grålig, hvidlig nuance. Goethit er et eksempel på et jernoxid, som giver jorden en rødlig farve.
Egenskaber ved oxider
- Oxider er ret stabile og modstandsdygtige over for yderligere forvitring.
- Oxider kan virke som en lim og holde andre jordpartikler sammen.
- Oxider kan binde næringsstoffer, f.eks. fosfor.
- Oxider har en høj anionbyttekapacitet (AEC).
- Humus er den del af det organiske materiale, der er mest modstandsdygtig over for nedbrydning og forbliver i jorden. Humus er sammensat af små partikler med et enormt overfladeareal. Disse partikler har en meget stor evne til at tilbageholde og tilføre næringsstoffer samt holde på vand.
Jordstruktur
Jordstruktur er jordpartiklernes inddeling i grupperinger. Disse grupperinger kaldes peds eller aggregater, som ofte danner særprægede former, der typisk findes inden for bestemte jordhorisonter. F.eks. er granulære jordpartikler karakteristiske for overfladehorisonten.
Sodeaggregation er en vigtig indikator for jordens bearbejdelighed. Jord, der er godt aggregeret, siges at have “god jordbundshøjde”. De forskellige typer jordstrukturer er angivet i tabel 4.
Tabel 4. Typer af jordstrukturer i jordbunden
Kilde: http://www.cst.cmich.edu/users/Franc1M/esc334/lectures/physical.htm
Jordaggregater
Generelt set er det kun de meget små partikler, der danner aggregater, hvilket omfatter silikatler, mineraler fra vulkansk aske, organisk materiale og oxider. Der findes forskellige mekanismer for aggregering af jordbunden.
Mekanismer for aggregering af jordbunden
- Mikroorganismer i jorden udskiller stoffer, der virker som cementerende stoffer og binder jordpartikler sammen.
- Svampe har filamenter, kaldet hyfer, som strækker sig ind i jorden og binder jordpartikler sammen.
- Rødder udskiller også sukkerstoffer i jorden, som er med til at binde mineraler.
- Oxider virker også som lim og binder partikler sammen. Denne aggregeringsproces er meget almindelig i mange stærkt forvitrede tropiske jorde og er især udbredt på Hawaii.
- Endeligt kan jordpartikler naturligt blive tiltrukket af hinanden gennem elektrostatiske kræfter, ligesom tiltrækningen mellem hår og en ballon.
Aggregatstabilitet
Stabil jordaggregering er en meget værdifuld egenskab ved produktive jorde. Stabiliteten af jordaggregation er dog meget afhængig af den type mineraler, der er til stede i jorden. Visse lermineraler danner meget stabile aggregater, mens andre lermineraler danner svage aggregater, der meget let falder fra hinanden.
- Højt forvitrede silikatler, oxider og amorfe vulkanske materialer har en tendens til at danne de mest stabile aggregater. Tilstedeværelsen af organisk materiale sammen med disse materialer forbedrer den stabile aggregatdannelse. I forbindelse med forvaltning af næringsstoffer er aggregatstabiliteten vigtig, fordi velaggregerede mineraler er veldrænede og ret bearbejdelige.
- Mindre forvitrede silikatler, som f.eks. montmorillonit, danner derimod svage aggregater. Nogle silikatler siges at have et potentiale for krympning og svulmning. Det betyder, at jordens mineraler udvider sig, eller svulmer op, når de er våde, hvilket gør jorden klæbrig og dårligt drænende. Når jorden er tør, krymper den og danner sprækker. Sammensætningen af gitterstrukturen i silikatler er afgørende for krympe- og svulmpotentialet. Selv om der ikke findes jord med et krympe-swell-potentiale på Maui, kan disse jordtyper findes på Molokai.
For en simpel diskussion af jordlernes kemi kan du klikke på følgende link:
http://www.aehsmag.com/issues/2002/june/soilclays.htm