Markfysik

Markfysiken handlar till största delen om ”det som inte är jord” jorden, nämligen parsystemet och dess innehåll.

Porsystemet

Jorden består av fast material och porer i olika proportioner. Porositeten säger hur många procent av en jords volym som utgörs av porer. Om ett jordprov är 100 cm3 stort och dess parsystem utgör 60 cm3 är porositeten 60 procent. De övriga 40 cm3
är då själva jordmaterialet. Redan genom att få reda på ett materialsporositet kan man bilda sig en viss uppfattning om dess egenskaper. Ju större porositet, desto luckrare jord.

Vattnet i marken – fritt vatten

Menas det vatten som finns i marken och som inte är bundet till markpartiklarna. Det är alltså det vatten som kan röra sig fritt neråt i jorden på grund av tyngdkraften. Det fria vattnet är det vatten som rötterna lätt kan ta upp, men det är också det som dräneras bort från marken om den är väldränerad. Det är alltså en viktig del av markens fukthalt.

Ytvatten; vid häftigt regn eller kraftig vattning kan vattnet bli stående på ytan.
Sjunkvatten; det vatten som sjunker ner i jorden beroende på markens lutning och genomsläpplighet.
Grundvatten; är vatten som finns under markytan, i sprickor och hålrum i berggrunden och i porerna mellan jordpartiklarna. Dit sjunkvattnet tar sig så småningom till.

Man brukar skilja på tre typer av vatten i marken:

Bundet vatten: Det är vatten som är starkt bundet till markpartiklarna, och som växternas rötter inte kan ta upp. Det är detta vatten som blir kvar i marken även när den är uttorkad.

Fritt vatten: Som nämnts ovan, är detta vatten som rör sig fritt i marken.

Kapillärt vatten: Det är vatten som hålls kvar i markens porer och utrymmen mellan markpartiklarna på grund av kapillärkrafter (ytspänning). Detta vatten är lätt tillgängligt för växternas rötter.

Markluft

Det är den luft som finns i markens porer, de små tomrummen mellan jordpartiklarna. Utan en bra balans mellan markluft och vatten skulle jorden inte kunna fungera som en levande miljö.

Här är de främsta anledningarna till varför markluft är så avgörande:

1. Rötternas andning: Växters rötter, precis som djur, behöver syre för att kunna andas. De andas för att få energi, som de använder för att ta upp vatten och näringsämnen från marken. Om det inte finns tillräckligt med luft i jorden, kan rötterna inte andas ordentligt. Detta leder till att de inte kan ta upp näring och vatten, och i värsta fall dör de.

2. Mikroorganismernas liv: Jorden är full av bakterier, svampar och andra små organismer som bryter ner organiskt material. Denna nedbrytningsprocess skapar humus och frigör näringsämnen som växterna kan använda. De flesta av dessa organismer behöver syre för att leva. Utan syre stannar nedbrytningsprocessen av, och jorden blir livlös.

3. Förhindrar ruttnande: Om markens porer är helt fyllda med vatten, blir jorden syrefattig. I en syrefattig miljö tar anaeroba bakterier (som inte behöver syre för att leva) över. Dessa bakterier producerar ofta giftiga ämnen som kan skada rötterna och få dem att ruttna.

4. Vattnets kretslopp: Markluft hjälper till att reglera vattnets rörelse i jorden. När det finns luft i porerna, kan vatten lättare sippra ner genom marken, vilket förhindrar att vatten samlas på ytan. Detta är viktigt för att förhindra översvämningar och för att se till att vattnet når grundvattnet.

Kort sagt är markluft avgörande för att marken ska vara en levande och dynamisk miljö. Det är en förutsättning för att både växter och mikroorganismer ska kunna andas, växa och frodas. En hälsosam jord har alltid en bra balans mellan luft och vatten.

Värmeförhållanden

Mullrik jord

är en av de mest eftertraktade jordtyperna för trädgårdsarbete. Den kännetecknas av ett högt innehåll av humus, vilket är nedbrutet organiskt material. Det här ger jorden en mängd fantastiska egenskaper som gör att växter trivs och frodas.

Egenskaper hos en mullrik jord:

Bra struktur: Mullrik jord har en lucker och porös struktur, vilket gör att den är lätt att arbeta med. Marken känns mjuk och smulig. Den här strukturen skapar gott om utrymme för både luft och vatten.
Hög vattenhållande förmåga: Den organiska substansen fungerar som en svamp och kan hålla kvar stora mängder vatten, vilket minskar risken för att växter torkar ut under torra perioder.
Bra dränering: Trots sin förmåga att hålla vatten, är mullrik jord inte vattensjuk. Den luckra strukturen gör att överskottsvatten enkelt kan rinna igenom, vilket förhindrar att rötterna drunknar.
Högt näringsinnehåll: Humus är fullt av näringsämnen som gradvis frigörs till växterna. Jorden fungerar som en naturlig näringsbank.
Rikt mikroliv: Den organiska substansen är en perfekt miljö för maskar, bakterier och svampar som arbetar med att bryta ner material och göra jorden ännu mer fertil. Detta mikroliv är avgörande för en hälsosam jord.
God buffringsförmåga: Mullrika jordar har en bra förmåga att stå emot förändringar i pH-värde, vilket gör det enklare att hålla jorden stabil och lämplig för de flesta växter.
Mörk färg: Ett högt innehåll av humus ger jorden en mörk, nästan svart färg, vilket hjälper den att absorbera solvärme.

Sammanfattningsvis är en mullrik jord en välbalanserad och levande jord. Den kombinerar de bästa egenskaperna från lerjordar (näring och vattenhållande förmåga) och sandjordar (dränering och lättarbetad struktur).

Enkelkornsjordar respektive aggregatjordar

Enkelkornsjordar och aggregatjordar är två termer som beskriver markens struktur, alltså hur jordpartiklarna (sand, silt och lera) är arrangerade i förhållande till varandra. Strukturen är avgörande för jordens kvalitet och dess förmåga att hålla vatten, luft och näring.

Enkelkornsjordar

Enkelkornsjordar består av jordpartiklar som ligger löst packade bredvid varandra, utan att de är sammanbundna i klumpar. Enkelt uttryckt, varje korn ligger för sig.

Exempel: Ren sandjord är det mest typiska exemplet.
Egenskaper:
- Lucker och väldränerad: Vattnet rinner snabbt igenom, vilket är bra mot rotförruttnelse.
- Dålig vattenhållande förmåga: Vattnet rinner igenom för snabbt, vilket gör att jorden torkar ut snabbt.
- Låg näringshalt: Eftersom det finns få ytor som kan binda näringsämnen, tvättas de snabbt ur jorden.

Aggregatjordar

Aggregatjordar är motsatsen. Här är jordpartiklarna bundna samman till stabila klumpar, eller aggregat, av organiskt material, lerpartiklar och mikroorganismer. Mellan aggregaten finns större porer, medan det inuti aggregaten finns mindre porer.

Exempel: Mullrik jord och lerjordar med god struktur är typiska aggregatjordar.
Egenskaper:
- Bra balans: De stora porerna mellan aggregaten ger god dränering och luftgenomsläpp. Samtidigt håller de mindre porerna inuti aggregaten kvar vatten och näringsämnen.
- Mycket biologisk aktivitet: Denna typ av struktur skapar en idealisk miljö för maskar och mikroorganismer.
- Lättarbetad: En väldränerad aggregatjord är inte tung och kladdig, utan smulig och lätt att arbeta med.

Sammanfattningsvis kan man säga att enkelkornsjordar är ofördelaktiga för de flesta växter, eftersom de saknar förmågan att hålla vatten och näring. Aggregatjordar är däremot den idealiska jordstrukturen för odling, eftersom de kombinerar det bästa av två världar – god dränering med bra vatten- och näringshållande förmåga.

Hög stighöjd

Att en jord har hög stighöjd innebär att den har en stark förmåga att suga upp och hålla kvar vatten. Det handlar om vattnets kapillära stigning.

Kapillär stigning är en process där vattnet i marken rör sig uppåt mot jordytan, mot tyngdkraften. Detta sker genom kapillärkrafter, som är ytspänningsfenomen mellan vattenmolekyler och markpartiklar. Det kan liknas vid hur en bit socker suger upp kaffe.

Jordar med hög stighöjd

Jordar med hög stighöjd har mycket små porer, vilket gör att kapillärkrafterna blir starka. I dessa jordar kan vattnet stiga högt upp från grundvattennivån. Ett typiskt exempel är lerjord, som består av mycket små partiklar.

Fördel: Växter kan få tillgång till vatten som ligger djupt nere i jorden.
Nackdel: Jorden kan bli blöt och syrefattig om grundvattennivån ligger högt, vilket kan skada rötterna.

Jordar med låg stighöjd

Sandjordar har låg stighöjd, eftersom partiklarna är stora och porerna är stora. Vattnet rinner snabbt igenom och den kapillära stigningen är mycket svag.

Fördel: Jorden blir inte vattensjuk, vilket är bra för växter som inte tål mycket fukt.
Nackdel: Jorden torkar snabbt ut och växterna kan inte få tillgång till vatten från djupare lager.

Sammanfattningsvis är stighöjden en viktig egenskap hos jorden som påverkar dess förmåga att hålla vatten och hur väl växter kan ta upp det. Den avgörande faktorn är storleken på jordpartiklarna.

Densitet

i jorden handlar om hur tätt packade jordpartiklarna är, alltså hur mycket massa som finns i en given volym jord. Det finns två huvudtyper av densitet som är viktiga i en jordmån:

Partikeldensitet (äkta densitet)

Partikeldensitet är vikten av den fasta materian i jorden (mineralpartiklar och organiskt material), utan att räkna med porerna (utrymmena med luft och vatten). Det är ett mått på hur tätt själva jordpartiklarna är.

Denna densitet är relativt konstant för en given jordtyp. För mineraljordar ligger den oftast runt 2,65 g/cm³, vilket är ungefär densiteten för kvarts och fältspat som är vanliga mineraler. Organiskt material har en lägre densitet, runt 1,3 g/cm³.
Partikeldensiteten säger inget om jordens struktur eller hur den är packad i fält.

Skrymdensitet (bulktäthet)

Skrymdensitet är det vanligaste måttet på densitet i jorden. Den mäter vikten av en torr jordvolym inklusive porerna. Det är alltså ett mått på hur tätt packad jorden är i verkligheten.

Skrymdensiteten är alltid lägre än partikeldensiteten, eftersom porerna med luft och vatten har en lägre vikt.
En sandjord kan ha en skrymdensitet på runt 1,6 g/cm³, medan en mullrik jord med mycket porer kan ha en skrymdensitet på så lågt som 0,8–1,2 g/cm³.
Ju lägre skrymdensitet, desto bättre. En låg skrymdensitet indikerar en lucker jord med många porer, vilket ger goda förutsättningar för rotutveckling, luftcirkulation och vatteninfiltrering.
En hög skrymdensitet indikerar en kompakt jord med få porer, vilket hindrar rötter från att växa och kan leda till dålig dränering och syrebrist. Detta kallas ofta för markpackning och är ett stort problem i jordbruket.

Kort sagt, partikeldensitet säger något om materialet i sig, medan skrymdensitet säger något om jordens struktur och kvalitet.

Stora porer

i marken är avgörande för en hälsosam jord och för växttillväxt. Porer är de utrymmen som finns mellan markpartiklarna, och deras storlek och antal påverkar direkt jordens förmåga att hålla vatten, luft och näring.

Här är de främsta anledningarna till varför stora porer är så viktiga:

Bra dränering: Stora porer gör att vatten snabbt kan rinna igenom jorden. Detta är avgörande för att förhindra att jorden blir vattensjuk, vilket kan leda till syrebrist och rotförruttnelse. Vatten som rör sig fritt i jorden minskar risken för att växtrötter drunknar.
Bra syretillförsel: Efter att vattnet har dränerats bort fylls de stora porerna med luft. Denna markluft är full av syre, vilket är nödvändigt för att växternas rötter ska kunna andas. Rötter behöver syre för att få energi, som de använder för att ta upp vatten och näringsämnen.
God rotutveckling: Stora porer ger rötterna utrymme att växa och sprida ut sig. De kan lättare penetrera en lucker jord, vilket gör att de kan söka efter vatten och näringsämnen på större djup.
Hälsosamt mikroliv: Många av de mikroorganismer, som bakterier och svampar, som bryter ner organiskt material och frigör näring, behöver syre för att överleva. Stora porer skapar en gynnsam miljö för dessa organismer, vilket i sin tur bidrar till en levande och fertil jord.

Kort sagt, stora porer är nyckeln till en välstrukturerad och välfungerande jord som ger rötterna allt de behöver för att trivas: utrymme, syre och en balanserad vattentillförsel.

Jordpackning

Jordpackning, eller markpackning, uppstår när jordpartiklar pressas samman. Det minskar antalet stora porer i marken, vilket gör jorden tätare och hårdare. Detta är ett stort problem i jordbruket och trädgårdsarbetet, eftersom det försämrar jordens kvalitet.

Jordpackning uppstår på flera sätt:

Mekanisk påverkan: Detta är den vanligaste orsaken. Tunga maskiner, tunga verktyg eller många fotsteg på en yta pressar ihop jorden. Risken för packning är särskilt stor när jorden är fuktig, eftersom vatten fungerar som ett smörjmedel mellan partiklarna.
Tungt regn: Kraftiga regnskurar kan slå sönder jordaggregat på ytan. De små lerpartiklarna flyter ner och sätter sig som ett tätt lager, vilket skapar en skorpa. Vatten får då svårare att tränga ner i jorden.
Dålig markstruktur: En jord som saknar organiskt material har färre stabila aggregat. Partiklarna ligger löst, och jorden blir lättare att packa.
Felaktig bearbetning: Att bearbeta jord när den är för våt eller torr kan förstöra dess naturliga struktur och göra den mer mottaglig för packning.

När jorden packas, minskar utrymmet för rötter och syre. Vatten rinner sämre genom jorden, och det blir svårt för växter att ta upp näring och vatten. Genom att minska mekanisk påverkan och tillföra organiskt material kan man motverka jordpackning och skapa en friskare jord.

Allvarligt problem

Jordpackning är ett allvarligt problem, men det finns flera effektiva metoder för att både förebygga och åtgärda det. Här är de viktigaste sakerna du kan göra:

Förebyggande åtgärder

Undvik tunga maskiner på fuktig jord: Detta är den enskilt viktigaste åtgärden. När jorden är blöt är den som mest sårbar för att partiklar ska pressas samman. Vänta tills jorden är tillräckligt torr innan du kör med tunga maskiner eller ens går på den. Ett bra test är att ta en handfull jord och klämma den. Om den faller sönder är den tillräckligt torr, om den formar en klump är den för våt.
Använd lättare utrustning: Välj mindre och lättare redskap och maskiner när det är möjligt. Det minskar trycket på marken.
Skapa fasta körvägar: Om du måste använda tunga fordon, se till att de alltid kör på samma spår. Det minskar ytan som blir packad.
Täckodla: Håll jorden täckt med växter eller växtrester. Rötterna från täckgrödor håller ihop jordens aggregat och skapar kanaler som förbättrar dränering och luftning. Täcket skyddar också jorden från regnens krossande effekt.

Åtgärdande åtgärder

Tillför organiskt material: Att blanda in kompost, gödsel, löv eller annat organiskt material i jorden är ett av de bästa sätten att förbättra strukturen. Det organiska materialet binder ihop jordpartiklarna till stabila aggregat som är motståndskraftiga mot packning. Det stimulerar också mikrolivet som bidrar till att skapa en bra, smulig struktur.
Luckra upp jorden: Använd en grep, spade eller kultivator för att försiktigt luckra upp den packade jorden. Försök att inte vända på jorden, utan bara lyft upp och lufta den för att bryta upp de hårda skikten.
Använd maskar som hjälpredor: Skapa en miljö där daggmaskar trivs. De är naturens egna jordfräsar. Genom att äta organiskt material och röra sig genom jorden, skapar de permanenta gångar som förbättrar luftning och dränering.

Genom att arbeta med naturen istället för mot den, och genom att tänka på hur du rör dig på marken, kan du kraftigt minska risken för jordpackning och skapa en friskare, mer livskraftig jord.

Hvilan utbildning