Livsbetingelser i jorden

I de fleste danske jorde fylder og vejer de uorganiske bestanddele langt mere end de organiske. Andelen af mineralpartikler tiltager normalt stærkt med dybden i jorden. I de øverste 10 cm af en muldjord udgør mineralpartiklerne oftest mere end 90 % af de faste bestanddeles vægt, og allerede i 10-20 cm’s dybde i en ikke-pløjet muldbund vil det uorganiske materiale sædvanligvis udgøre mere end 98 vægt-%.

Karakteren af mineralpartiklerne er først og fremmest bestemt af det geologiske materiale. Det er i Danmark overvejende sedimenter, dvs. mere eller mindre findelte partikler, der er aflejret efter at være transporteret af vand, vind eller is. Sedimenterne kan være usorterede og efterladt i form af moræne efter afsmeltning af istidens gletsjere, eller de kan være sorteret af smeltevand eller af havet. Kun på Bornholm, Stevns og Møn og i et bælte fra det nordlige Djursland til Thy når faste bjergarter stedvis op til den nuværende jordoverflade og er dér det direkte udgangspunkt for jordbundsdannelsen. På Bornholm drejer det sig overvejende om granit og gnejs, mens det i den øvrige del af Danmark er aflejringer fra kridt- og tertiærtiden (se bindet om geologi).

Mineralpartiklernes størrelse og kemiske sammensætning er afgørende for jordbundens egenskaber og for, hvilke planter og andre organismer der kan leve i den. Partikelstørrelsen spænder fra store kampesten til ultrafine lerpartikler og er med til at bestemme jordens evne til at fastholde vand og næringsstoffer. Traditionelt skelner man mellem sten (diameter mere end 20 mm), grus (2-20 mm), groft sand (0,2-2 mm), fint sand (0,02-0,2 mm), silt (0,002-0,02 mm) og ler (mindre end 0,002 mm). Jo mindre størrelsen er, desto større er partiklernes overflade i forhold til deres vægt eller volumen, og desto stærkere vil vand og næringsstoffer kunne fastholdes på deres overflade.

Lerpartiklerne har ganske særlige egenskaber. Deres overflade er meget større i forhold til rumfanget, end større partiklers, og de er negativt elektrisk ladede. Derfor tiltrækker og binder de positivt ladede ioner, bl.a. en række metaller, som er vigtige plantenæringsstoffer. Partikler af denne art kaldes kolloider.

I Danmark er de fleste jorde en blanding af mineralpartikler med forskellig kornstørrelse (figur 3-18). Med betegnelsen tekstur angiver man mineralpartiklernes fordeling på størrelsesklasser (feks. sand, silt, ler) uden hensyntagen til, hvorledes partiklerne er lejret i forhold til hinanden (se i øvrigt Jordens struktur).

Mineralpartiklernes kemiske sammensætning og hårdhed afgør, hvilke stoffer – og dermed hvilke plantenæringsstoffer – der frigives ved forvitringen. Kvarts, SiO₂, er meget hårdt og indeholder ikke nogen plantenæringsstoffer. Kvarts udgør langt den største del af mineralfraktionen i grovsandede jorde. I jorde, som er mere finkornede, er der et forholdsvis større indhold af mineralerne feldspat og glimmer, der ikke alene forvitrer lettere, men som også indeholder en række vigtige plantenæringsstoffer.

I jorde med et lavt indhold af organisk stof udgør porerne mellem mineralpartiklerne ca. 50 % af jordens volumen. Dette gælder både for grovkornede og for finkornede jorde. Porernes størrelsesfordeling er dog forskellig i de to jordtyper: Grovkornede jorde indeholder mange vide porer, finkornede jorde indeholder mange snævre porer.

Det organiske stof i jorden stammer overvejende fra visne plantedele m.m., der i første omgang aflejres på jordoverfladen som et løst lag, førnen. En betydelig del, som det er vanskeligt at få et nøjagtigt mål for, stammer imidlertid fra døde rødder, svampehyfer og bakterier. Bidraget fra døde dyr er i de fleste tilfælde lille.

Efter at de døde organismerester er tilført jordbunden, sker der en gradvis nedbrydning og omdannelse af dem. Det resulterer i findeling, binding til andre stoffer og i sidste ende til en spaltning i vand, kuldioxid og uorganiske salte, såkaldt mineralisering. I jordens organiske stof indgår alle mulige mellemprodukter i denne nedbrydningsproces og endvidere humus, som dannes ved, at forskellige af disse mellemprodukter reagerer med hinanden.

Humusstofferne er højmolekylære, mørkt farvede stoffer uden partikelstruktur. De er meget modstandsdygtige mod fortsat nedbrydning og er i mange jordtyper den dominerende bestanddel af jordens organiske stof. I dyrkede jorde består 80-90 % af det organiske stof af humusstoffer. Nedbrydningen af de mest modstandsdygtige humusstoffer går ekstremt langsomt. Ved hjælp af kulstof-14-metoden har man således i ugødede græsmarker i England målt, at humusstofferne havde en gennemsnitsalder på 1400 år i de øverste 22 cm af jorden og 3700 år i dybder på mellem 45 og 67 cm.

Humusstofferne danner komplekse forbindelser med lermineraler, de såkaldte ler-humuskomplekser. Disse komplekser øger humusens modstandsdygtighed mod nedbrydning og spiller i øvrigt en stor rolle i dannelsen af jordens krummestruktur (se nedenfor).

Det organiske stof i jorden har samme egenskaber som lerpartikler og kan i lighed med disse binde næringsstoffer og vand. Det gælder i særlig grad for humusstofferne, der pr. vægtenhed kan have større evne til at binde positivt ladede ioner end selv de mest aktive lermineraler. Det organiske stof kan også fastholde store mængder vand, f.eks. kan vandmættede tørvejorde indeholde 800-900 vægt-% vand. De svulmer op ved vandoptagelse, og skrumper ind igen, når jorden tørrer ud.

Det samlede indhold af organisk stof ned gennem jorden afhænger af balancen mellem tilførsel og nedbrydning og er i det åbne lands naturtyper generelt mindre end i skoven. Det skyldes først og fremmest, at tilførslen af organisk stof er mindre – enten fordi planteproduktionen er mindre, som i græsland på tør, sandet bund, eller fordi en del af det producerede plantemateriale fjernes ved høst eller græsning.

I klitter og i opgivne grusgrave har jordbundsdannelsen som regel kun stået på i kort tid, og den mængde organisk stof, der er akkumuleret i jorden, har ikke nået sit maksimum. Et rigtig højt indhold af organisk stof finder vi kun, hvor nedbrydningen er hæmmet af næringsmangel, f.eks. på heder, eller af mangel på ilt som i moser.