Grond is die mees fundamentele hulpbron vir die produsent, waarsonder voedsel en natuurlike vesel nie geproduseer kan word nie. Omdat plantwortels respireer, is die hoeveelheid lug in die grond uiters belangrik. Ingeligte bestuur van die faktore wat vir die hoeveelheid en samestelling van die grondlug verantwoordelik is, is dus noodsaaklik om plantskade weens versuiping te voorkom. In hierdie uitgawe word die belangrikheid, samestelling en beweging van lug in grond bespreek.
Plantwortels en mikro-organismes in die grond respireer – dit benodig dus ‘n elektronakseptor tydens die reduksie van koolwaterstowwe. Plantwortels en aërobiese mikro-organismes gebruik suurstof, terwyl anaërobe mikro-organismes ander elemente soos nitraat (NO3–), mangaan (MnO2), en yster (Fe2O3) kan gebruik. Plantwortels en aërobe mikro-organismes verbruik dus suurstof (O2), terwyl koolstofdioksied (CO2) geproduseer word. Indien die suurstofkonsentrasie in die grond te laag word, of die koolstofdioksiedkonsentrasie te hoog word, sal die plantwortels en mikro-organismes nie kan respireer nie, en sal dit afsterf.
Samestelling van grondlug
Die CO2–konsentrasie in grondlug is normaalweg agt maal meer as in die atmosfeer, terwyl die O2–konsentrasie slegs effens laer is (sien Tabel 1).
| Element | Grondlug (%) | Atmosfeer |
|---|---|---|
| N2 | 79,2 | 79,0 |
| O2 | 20,6 | 20,9 |
| CO2 | 0,25 | 0,03 |
| Tabel 1: Gemiddelde samestelling van grondlug en atmosferiese lug. | ||
Die waterdampdruk in grondlug is naby aan 100%, teenoor die aansienlik laer en variërende waardes in die atmosfeer. Die stikstofkonsentrasie is ongeveer dieselfde in grondlug as in die atmosfeer. Die hoër CO2- en laer O2-konsentrasie is vanweë die voortdurende verbruik van O2 en gepaardgaande produksie van CO2. Grondporieë beslaan ongeveer die helfte van die grondvolume, terwyl die ander helfte deur die vaste fraksie (minerale- en organiese deeltjies) beslaan word. Die brutodigtheid meet die verhouding tussen die porieë en vaste deeltjies (sien deel 5 van die reeks artikels). Grondlug en -water kom in die porieë voor. Dit is wedersyds uitsluitend, dus sal water die lug uit die grond dryf.
Gaswisseling
Die oormaat CO2 in die grond moet met O2 in die atmosfeer uitgeruil word. Hierdie proses staan as gaswisseling bekend. In droë grond is omtrent al die porieë met lug gevul en kan gaswisseling maklik plaasvind. In klam grond is slegs die mikro-porieë met water gevul en kan gaswisseling geredelik deur die makro-porieë geskied. Hoe natter die grond word, hoe minder is die luggevulde porieë en hoe minder is hulle aaneengeskakel. Dit lei tot ‘n afname in gaswisseling, met ‘n gevolglike toename in die CO2– en afname in die O2–konsentrasie.
Hierdie anaërobe toestande ontwikkel tipies weens langdurige reën, oorbesproeiing, in laagliggende gebiede in die landskap (vleie), of waar daar ondeurdringbare lae in die grond voorkom. Onder anaërobe toestande kan anaërobe mikro-organismes ander verbindings soos NO3-, MnO2, Fe2O3, SO42-, en selfs organiese materiaal as elektronakseptor, tydens respirasie, gebruik. Verbindings soos metaan (CH4), stikstofoksied (NO), etileen (CH2=CH2), en waterstofsulfied (H2S) word dan in plaas van CO2 geproduseer. Hierdie elemente is skadelik en selfs toksies vir die meeste plante en is dus vir die afsterf van plante onder waterversadigde toestande verantwoordelik.
Lugbeweging in grond
Lug kan deur diffusie en massavloei in die grond beweeg. Diffusie, die belangrikste van die twee, is beweging van ‘n hoë na ‘n lae konsentrasie, totdat ekwilibrium bereik is (sien Figuur 1). Ekwilibrium word egter selde in die grond bereik, omdat O2 gedurig verbruik en CO2 gedurig geproduseer word. Suurstof sal weens diffusie dus vanaf ‘n hoë O2–konsentrasie naby die grondoppervlak (wat met die atmosfeer in kontak is) beweeg na ‘n lae O2–konsentrasie in die ondergrond (naby die plantwortels). Op ‘n soortgelyke wyse sal CO2 vanaf die ondergrond na die grondoppervlak diffundeer.
Diffusie vind plaas weens ‘n konsentrasieverskil (ΔC) oor ‘n sekere af stand (ΔZ). Hoe groter die konsentrasieverskil en hoe korter die afstand, hoe groter die diffusie. Die konsentrasieverskil gedeel deur die afstand (ΔC/ΔZ) staan as die konsentrasiegradiënt bekend. Volgens Fick se wet is die vloei van gas (q) gelyk aan die konsentrasiegradiënt vermenigvuldig met ‘n konstante (D). Hierdie konstante staan as die diffusiwiteitskwosiënt van gas deur grond bekend.
Q=D ΔC
ΔZ
Die diffusiwiteitskwosiënt van gas deur grond is laer as in die atmosfeer. Eerstens omdat lug-gevulde porieë slegs 15% in vogtige grond beslaan, teenoor die 100% in die atmosfeer. Tweedens moet die gasmolekule in die grond ‘n gekronkelde roete in die grond volg (Figuur 1). Hierdie gekronkelde roete is ongeveer 1,5 maal langer in grond as in die atmosfeer en staan as gekronkeldheid bekend.
 |
| Figuur 1: ‘n Skematiese voorstelling van wortelrespirasie (A), diffusie (B) en gekronkeldheid (C). |
Massavloei is die beweging van lug vanaf ‘n hoë na ‘n lae druk. Lugdrukverskille tussen die grond en atmosfeer kom selde voor. Dit kan voorkom wanneer die temperatuur vinnig verander (tydens brande), die grond vinnig benat word, of wanneer water deur plante opgeneem word of uit die grond dreineer. Lugbeweging vanweë massavloei is dus weglaatbaar klein.
Samevatting
Die hoeveelheid en samestelling van grondlug is dus belangrik omdat dit die suurstof wat aan plantwortels vir respirasie beskikbaar is, bepaal. Die samestelling van grondlug kan drasties verander weens veranderinge in waterinhoud, brutodigtheid en mikro-organismes se aktiwiteite. Die noukeurige bestuur van hierdie eienskappe is dus noodsaaklik om plantskade te voorkom.
Vir meer besonderhede skakel Martiens du Plessis by 072 285 5414 of stuur ‘n e-pos na: martiens@nwk.co.za of gesels met prof Cornie van Huyssteen by 051 401 9247, of stuur ‘n e-pos na: vhuystc.sci@ufs.ac.za.
Verwysings
- Bennie, ATP. 1981. Grondkunde 354. Grond en Waterbestuur. Ongepubliseerde klasnotas vir GKD354. Universiteit van die Vrystaat: Bloemfontein.
