Grond is die mees fundamentele hulpbron vir die produsent waarsonder voedsel en natuurlike vesel nie geproduseer kan word nie. In die volgende drie artikels in hierdie reeks word die belangrikste fisiese grondeienskappe bespreek. Die interaksie van grond en water, wat ook onder grondfisika ressorteer, word egter later aangespreek.

Figuur 1: Die tekstuurdriehoek.

 

Deeltjiegrootteverspreiding (tekstuur)

Die tekstuur van die grond verwys na die verhouding waarin die verskillende grootte fraksies, naamlik sand, slik en klei, tot mekaar in die grond voorkom. Grond, wat hoofsaaklik uit sanderige materiaal bestaan, het ‘n growwe tekstuur, terwyl grond wat deur klei gedomineer word, ‘n fyn tekstuur het.

Grond word volgens die spesifieke kombinasie van sand, slik en klei, in tekstuurklasse verdeel. Die tekstuurdriehoek (Figuur 1) word gebruik om die spesifieke grondmonster in ‘n spesifieke tekstuurklas te verdeel, byvoorbeeld kleileem, slikleem, slikklei, leemsand, leem, klei en sandkleileem. Sand se deursnee is tussen 2 mm en 0,02 mm, dié van slik tussen 0,02 mm en 0,002 mm, terwyl deeltjies kleiner as 0,002 mm in deursnee as klei en ander kolloïdale materiaal geklassifiseer word. Die relatiewe grootte van hierdie deeltjies tot mekaar word in Figuur 2 aangedui.

Figuur 2: Die relatiewe grootte van growwe sand, fyn sand, slik en klei.

 

Grondtekstuur het ‘n groot invloed op die bruikbaarheid van grond vir gewasverbouing, spesifieke aktiwiteite soos bewerkingspraktyke, besproeiing, plantvoeding, waterhouvermoë en ingenieursaspekte. Tekstuur is ‘n baie stabiele eienskap en verander baie moeilik indien enigsins. Derhalwe bly ‘n stuk sandgrond, sandgrond en ‘n stuk kleigrond, kleigrond. Tekstuur is daarom normaalweg die beginpunt om grondprobleme te ondersoek.

Kleigrond het gewoonlik ‘n hoë waterhouvermoë; is swak deurlug; het swak dreinering (tot <1 mm/uur); dit het ‘n hoër organiese materiaalinhoud as sand; dit verwarm stadig in die lente; bied weerstand teen ondergrondse verdigting en bied weerstand teen wind-erosie. Verder is dit ‘n goeie voorsiener van plantvoedingstowwe; en dit is goed gebuffer teen ph-veranderinge; dit veroorsaak ‘n vertraagde loging van water; dit is hard wanneer droog, maar taai wanneer nat; dit het ‘n veranderlike swel-krimp-vermoë; dit is chemies en fisies aktief en dit het ‘n hoë katioon-uitruilkapasiteit (afhangend van die klei-mineralogie).

Soortlike oppervlakte

Die soortlike oppervlakte van grond verwys na die totale oppervlakte van al die gronddeeltjies per massa. Die algemene eenheid waarin dit uitgedruk word, is m2/gram grond. Fynsand het gewoonlik ‘n relatief klein soortlike oppervlakte van sowat 0,1 m2/gram, dié van fynslik is sowat 1 m2/gram en klei se oppervlakte-area wissel gewoonlik tussen 10 m2/gram en 1 000 m2/gram, afhangend van die kleimineralogie.

Adsorpsie van water, verskeie plantvoedingstowwe en aantrekkingskragte tussen gronddeeltjies, is almal afhanklik van die oppervlakte-area van die grond. Derhalwe het die oppervlakte-area ‘n groot invloed op verskeie grondeienskappe.

Brutodigtheid

Die brutodigtheid verwys na die massa van ‘n spesifieke volume onversteurde droë grond. Dit word gewoonlik as gram/cm3 of in kg/m3 uitgedruk. Die tipiese brutodigtheid van ‘n fyn sandgrond in die natuurlike toestand is ongeveer 1,5 gram/cm3 of 1 500 kg/m3. ‘n Fyn en goedgestruktuurde kleigrond het ‘n tipiese brutodigtheid van 1,3 gram/cm3 of 1 300 kg/m3. Gekompakteerde ondergrond kan ‘n brutodigtheid van meer as 2,0 g/cm3 hê. Die meeste plantwortels se groei word benadeel wanneer die brutodigtheid meer as 1,6 g/cm3 is. Sekere kleigrond se struktuureenhede kan ‘n baie hoë brutodigtheid, byvoorbeeld 2,2 g/cm3 in prismatiese B-horisonte, hê.

Wanneer grond bewerk word, word die brutodigtheid verlaag en die porositeit verhoog. Dit bevorder waterinfiltrasie, lugbeweging en wortelpenetrasie. Die hoofprobleem van kompaksie weens trekker- en landverkeer, die sogenaamde ploegbanke of ploegverdigtings, is juis ‘n verhoging van die brutodigtheid tot vlakke hoër as wat plantwortels kan hanteer.

Die teenwoordigheid van meer organiese materiaal, verlaag gewoonlik grond se brutodigtheid. Wanneer grond bewerk word, daal die organiese materiaalinhoud van die grond ook oor sowat tien tot 20 jaar na vlakke van ongeveer 40% tot 50% van die oorspronklike vlakke. Die gevolg daarvan is dat die brutodigtheid ook saam met die organiese materiaalinhoud degradeer.

Porositeit of porievolume

Die porieë in die grond is van groot belang vir waterhouvermoë, waterbeweging, lugbeweging, deurlugting, mikrobe-lewe, biochemiese reaktiwiteit en wortelontwikkeling. Byna al die chemiese en biologiese prosesse vind plaas in water, wat in die porieë is. Suurstof is gewoonlik ook nodig, daarom is die regte hoeveelheid porieë belangrik vir optimale plantegroei.

Wanneer grond besproei word of deur ‘n reënbui benat word, is bykans al die porieë bo in die profiel direk daarna met water gevul. Soos wat die water dieper in die profiel inbeweeg, word die grootste porieë eerste leeg en weer met lug gevul. Later word die kleiner porieë leeg en met lug gevul. Namate plantwortels water onttrek, word die toenemende klein porieë leeg en met lug gevul. Op hierdie wyse word die grond dus droër, maar meer deurlug.

Die porositeit verwys na die persentasie van die grondvolume wat uit porieë bestaan. ‘n Onversteurde grond in die natuurlike toestand se tipiese porositeit in ongeveer 50%. Dit beteken die grond bestaan uit 50% porieë en 50% gronddeeltjies. Wanneer grond verdig word, daal die porositeit. Dieper grondlae se porositeit is gewoonlik laer as dié van bogrond. Hoe laer die porositeit, hoe minder die porieë wat met water gevul kan word. Grond met ‘n lae porositeit is ook meer geneig om te versuip omdat daar minder plek vir lug is.

‘n Ander interessante eienskap van porieë is poriegrootte. Sandgrond het gewoonlik meer groot (makro) porieë as kleigrond, terwyl kleigrond dus meer kleiner (mikro) porieë het. ‘n Goedgestruktureerde kleigrond se totale porievolume is gewoonlik in die omgewing van 50% tot 60%, terwyl dié van sandgrond dikwels minder as 45% is. Gekompakteerde ondergrond se porositeit kan so laag as 25% wees, wat tot swak deurlugting en hoë weerstand teen wortelpenetrasie lei. Water en lug beweeg meer geredelik deur makro-porieë. In teenstelling daarmee is die mikro-porieë in ‘n klam grond grotendeels met water gevul wat lugbeweging in en uit die grond beperk.

Deurlugting

Deurlugting van die boonste gedeelte van die grondprofiel is nodig vir die groei van die meeste plante. Dit is spesifiek suurstof wat tydens respirasie gebruik word om energie vry te stel en koolstofdioksied wat afgeskei word. Bakterieë, swamme en ander grondmikrobes wat in die grond bly, gebruik ook suurstof. Die mikrobes wat plantreste in die teenwoordigheid van suurstof afbreek, is die grootste verbruikers van suurstof in grond, hetsy daar plante op groei, of nie!

Hierdie respirasieprosesse verlaag die suurstofvlakke in die grond tot laer vlakke as dié van die atmosfeer en die koolstofdioksiedvlakke tot hoër vlakke as dié van die atmosfeer. Hierdie tendens neem toe al dieper af in die grondprofiel.

Die ontstaan van die verskil in suurstofvlakke tussen die atmosfeer en die grondlug, word ‘n gradiënt genoem en veroorsaak dat suurstof in die grond inbeweeg en koolstofdioksied uit die grond uit beweeg. Hierdie proses is die kern van gaswisseling tussen die grond en die atmosfeer. As die grond “toegeslaan” is, word die gaswisseling belemmer en veral saailinge se groei word hierdeur gestrem. Die skoffel van sulke grond herstel die gaswisseling.

Wanneer die suurstofvlakke tydens nat toestande baie laag daal, gebruik die mikrobes ander bronne as suurstof, byvoorbeeld nitraat en yster, tydens respirasie. Stowwe wat toksies vir plante is, kan in die proses gevorm word. Sulke grondlae kry gewoonlik ‘n gevlekte voorkoms, wat as ‘n indikasie van waterversadiging gebruik kan word.

Onder hierdie suurstof-arme toestande beweeg yster van die gedeeltes sonder suurstof na die meer suurstofryke gedeeltes, waar dit as rooi en geel vlekke presipiteer (Figuur 3). Weens die swak waterbeweging moet sulke grond by voorkeur nie besproei word nie.

Figuur 3: Vlekke en beweging van yster dui op versuiptoestande. Die grys dele is ontyster en die rooi dele is verryk met yster.

 

Daarenteen is goeddeurlugte grond rooi gekleur (Figuur 4) weens die teenwoordigheid van geoksideerde yster (rooi geroeste yster). Sodanige grond word by voorkeur vir gewasverbouing verkies en veral vir besproeiing.

Figuur 4: ‘n Profiel met ‘n rooi kleur dui op goeie deurlugting.

 

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

Die volgende bronne is ekstensief tydens die opstel van hierdie artikel gebruik:

  1. Brady, NC. 1990. The nature and properties of soils. 10th ed. Macmillan publishing company: New York.
  2. Du T Burger, R. 1979. Grondkunde 115. Ongepubliseerde klasnotas vir GKD115. Universiteit van die Vrystaat: Bloemfontein.
  3. Marshall, TJ en Holmes, JW. 1979. Soil Physics. Cambridge University Press: Cambridge.
  4. Van Huyssteen, CW. 2009. Grondekologie. Ongepubliseerde klasnotas vir GKD214. Universiteit van die Vrystaat: Bloemfontein.