Jordtextur och jordstruktur är båda unika egenskaper hos jorden som kommer att ha en djupgående effekt på jordens beteende, t.ex. vattenhållande förmåga, retention och tillförsel av näringsämnen, dränering och utlakning av näringsämnen.
I fråga om jordens bördighet har grövre jordar generellt sett en sämre förmåga att hålla kvar och behålla näringsämnen än finare jordar. Denna förmåga minskar dock när finkorniga jordar utsätts för intensiv utlakning i fuktiga miljöer.
Markens textur
Markens textur har en viktig roll i näringsförvaltningen eftersom den påverkar retentionen av näringsämnen. Exempelvis tenderar finare texturerade jordar att ha större förmåga att lagra markens näringsämnen.
I vår diskussion om jordens mineralsammansättning nämnde vi att mineralpartiklarna i en jord finns i många olika storlekar. Minns att den fina jordfraktionen omfattar alla jordpartiklar som är mindre än 2 mm. Jordpartiklar inom denna fraktion delas vidare in i de 3 separata storleksklasserna, som omfattar sand, silt och lera. Sandpartiklarnas storlek varierar mellan 2,0 och 0,05 mm, silt mellan 0,05 och 0,002 mm och lera mindre än 0,002 mm. Observera att lerpartiklar kan vara över tusen gånger mindre än sandpartiklar. Denna skillnad i storlek beror till stor del på typen av modermaterial och graden av vittring. Sandpartiklar är i allmänhet primära mineraler som inte har genomgått någon större vittring. Lerpartiklar är å andra sidan sekundära mineraler som är produkter av vittring av primära mineraler. När vittringen fortsätter bryts jordpartiklarna ner och blir mindre och mindre.
Texturell triangel
Jords textur är de relativa proportionerna av sand, silt eller lera i en jord. Jordtexturklassen är en gruppering av jordar baserat på dessa relativa proportioner. Jordar med den finaste texturen kallas lerjordar, medan jordar med den grövsta texturen kallas sand. En jord som har en relativt jämn blandning av sand, silt och lera och som uppvisar egenskaper från var och en av dem kallas dock för lera. Det finns olika typer av leror, beroende på vilken jordart som är vanligast förekommande. Om man känner till andelen lera, silt och sand i en jord (främst genom laboratorieanalys) kan man använda texturtriangeln för att avgöra vilken texturklass jorden tillhör.
Figur 15. Texturtriangeln. Texturtriangeln beskriver de relativa proportionerna av sand, silt och lera i olika typer av jordar.
Källa: http://soils.usda.gov/technical/manual/print_version/complete.html
De viktigaste texturklasserna för jordarterna på Maui finns i tabell 3. Var och en av de texturklasser som anges i tabell 3 utgör finstrukturerade jordar. Som ni kan se visar markundersökningarna att mer än 90 % av Mauis jordar är finstrukturerade. Detta beror till stor del på den typ av modermaterial som de flesta Hawaii-jordar har, nämligen basalt. Eftersom basalt är en fin texturerad bergart vittrar den till fin texturerade jordar. Den relativa mängden lera har stor betydelse i jorden.
Tabell 3. Större texturklasser för Maui jordar
| Texturklass |
Procentuell andel av Maui jordar som faller inom de större texturklasserna. |
|
Silty clay |
44% |
|
Silty clay loam |
23% |
|
Silty loam |
11% |
|
Loam |
10% |
|
Lera |
5% |
För att lära sig mer om strukturtriangeln och strukturklassificeringar av jord, klicka på animationen från North Carolina State University nedan:
http://courses.soil.ncsu.edu/resources/physics/texture/soiltexture.swf
Viktig betydelse av lera och andra partiklar av liknande storlek
Lera partiklar, liksom andra partiklar av liknande storlek, är viktiga komponenter i jorden. Det finns en grundläggande skillnad mellan jordar som innehåller stora mängder sandpartiklar och jordar som innehåller stora mängder mycket små partiklar, t.ex. lera. Denna skillnad är ytan. Den totala ytan av en viss massa lera är mer än tusen gånger större än den totala ytan av sandpartiklar med samma massa. För att sätta denna idé i perspektiv kan man tänka sig en kub med sex sidor. Denna kub representerar en sandpartikel. Föreställ dig nu att du delar upp denna kub i 100 mindre kuber, som representerar 100 lerpartiklar. Dessa 100 kuber har var och en 6 sidor. Genom att bryta upp den större kuben har du i princip exponerat många fler ytor. Den totala ytan av de mindre kuberna kommer därför att vara mycket större än ytan av den enskilda kuben.
För att utforska detta koncept ytterligare kan du se en kort animation genom att klicka på följande länk till North Carolina State University:
http://courses.soil.ncsu.edu/resources/physics/texture/soilgeo.swf
Denna ökning av ytan har en viktig betydelse för näringsförvaltningen eftersom den ger många platser för markpartiklar att hålla kvar och leverera näringsämnen (t.ex. kalcium, kalium, magnesium, fosfat) och vatten för växternas upptag
Typer av mycket små partiklar i marken
- De vanligaste lermineralerna i Mauis jord kallas för skiktsilikater, eller fylosilikater. Det finns olika typer av skiktade silikater, till exempel kaolinit, halloysit, montmorillonit och vermikulit. De olika typerna av skiktsilikater skiljer sig mycket åt, vilket vi kommer att diskutera senare.
För mer information om de olika skiktsilikatlermineralerna klickar du på länken nedan och scrollar ner till ”Phyllosilicate Room:”
http://www.soils.wisc.edu/virtual_museum/silicates.html
- Amorfa mineraler, som till exempel allofan, imogolit och ferrihydrid, kan hittas i de vulkaniska jordarna på Hawaii som utvecklades från vulkanisk aska. I likhet med silikatlera har dessa mineral en mycket stor yta. Därför rymmer jordar med amorfa mineraler stora mängder vatten och lagrade näringsämnen, beroende på graden av vittring.
- Aluminium- och järnoxider finns vanligtvis i de starkt vittrade jordarna i tropikerna. När lermineraler vittras intensivt förändras strukturen hos silikatlera. Framför allt förlorar silikatlerorna kiseldioxid. Det som återstår i jorden är aluminium- och järnoxider. Gibbsit är ett exempel på en aluminiumoxid, som har en gråaktig, vitaktig nyans. Goethit är ett exempel på en järnoxid, som ger jorden en rödaktig färg.
Oxidernas egenskaper
- Oxider är ganska stabila och motståndskraftiga mot ytterligare vittring.
- Oxider kan fungera som ett lim och hålla ihop andra jordpartiklar.
- Oxider kan binda näringsämnen, till exempel fosfor.
- Oxider har en hög anjonbyteskapacitet (AEC).
- Humus är den del av det organiska materialet som till största delen är motståndskraftig mot nedbrytning och stannar kvar i jorden. Humus består av små partiklar med en enorm yta. Dessa partiklar har en mycket stor förmåga att behålla och tillföra näringsämnen samt att hålla kvar vatten.
Jordstruktur
Jordstruktur är jordpartiklarnas arrangemang i grupperingar. Dessa grupperingar kallas peds eller aggregat, som ofta bildar distinkta former som vanligtvis återfinns inom vissa jordhorisonter. Granulära jordpartiklar är till exempel karakteristiska för ythorisonten.
Jordaggregering är en viktig indikator på jordens bearbetbarhet. Jordar som är väl aggregerade sägs ha ”god jordmån”. De olika typerna av jordstrukturer anges i tabell 4.
Tabell 4. Typer av jordstrukturer i jordar
Källa: http://www.cst.cmich.edu/users/Franc1M/esc334/lectures/physical.htm
Jordaggregat
I allmänhet är det bara de mycket små partiklarna som bildar aggregat, vilket inkluderar silikatlera, mineraler från vulkanisk aska, organiskt material och oxider. Det finns olika mekanismer för markaggregation.
Mekanismer för markaggregation
- Mikroorganismer i marken utsöndrar ämnen som fungerar som cementerande ämnen och binder samman markpartiklar.
- Svampar har trådar, så kallade hyfer, som sträcker sig in i jorden och binder samman jordpartiklar.
- Rötter utsöndrar också sockerarter i jorden som hjälper till att binda mineraler.
- Oxider fungerar också som lim och binder samman partiklar. Denna aggregeringsprocess är mycket vanlig i många starkt vittrade tropiska jordar och är särskilt utbredd på Hawaii.
- Slutligt kan jordpartiklar naturligt attraheras av varandra genom elektrostatiska krafter, ungefär som attraktionen mellan hår och en ballong.
Aggregatstabilitet
Stabil aggregering av jord är en mycket värdefull egenskap hos produktiva jordar. Stabiliteten hos jordaggregationen är dock mycket beroende av vilken typ av mineraler som finns i jorden. Vissa lermineraler bildar mycket stabila aggregat, medan andra lermineraler bildar svaga aggregat som faller sönder mycket lätt.
- Högvittrade silikatleror, oxider och amorfa vulkaniska material tenderar att bilda de mest stabila aggregaten. Närvaron av organiskt material tillsammans med dessa material förbättrar den stabila aggregatbildningen. Vid hantering av näringsämnen är aggregatstabiliteten viktig eftersom väl aggregerade mineraler är väldränerade och ganska bearbetningsbara.
- Däremot bildar mindre vittrade silikatleror, såsom montmorillonit, svaga aggregat. Vissa silikatleror sägs ha en krympnings-swellpotential. Detta innebär att jordmineralerna expanderar, eller sväller, när de är våta, vilket gör att jorden blir klibbig och dräneras dåligt. När jorden är torr krymper den och bildar sprickor. Sammansättningen av silikatleraens gitterstruktur avgör krymp- och svällpotentialen. Även om det inte finns några jordar med en krympningsbar potential på Maui, kan dessa jordar finnas på Molokai.
För en enkel diskussion om kemin i lerjordar, klicka på följande länk:
http://www.aehsmag.com/issues/2002/june/soilclays.htm