Jordens beståndsdelar
Jord består av fast material och porer. På detta sätt skiljer det sig från andra biosfärer, som till exempel luften i atmosfären som bara består av gaser eller havet som bara består av vatten och lösta ämnen. I jorden har vi däremot tre olika faser: fast (jordpartiklar), flytande (markvatten) och gas (koldioxid, syre osv). Man brukar säga att ungefär hälften av volymen i jorden upptas av fasta partiklar och hälften består av porer (hålrum). Detta kan naturligtvis förändras. I en packad jord upptas en större del av jorden av fasta partiklar och det finns färre porer. Porerna är antingen fyllda med luft eller med vatten. Det optimala är att hälften av porerna är fyllda med vatten och hälften med luft, men detta kan variera beroende på tidpunkt. Har det regnat i en vecka i sträck kommer en större andel porer vara fyllda med vatten. Är alla porer fyllda med vatten kallas det att jorden är vattenmättad.
De fasta partiklarna i jorden delas upp i mineralpartiklar och organiskt material (mull). Mineralpartiklar delas i sin tur upp efter kornstorlek. De minsta partiklarna är lerpartiklarna som är under 0,02 mm. I ökande storleksordning kommer sen: mjäla, mo, sand, grus och sten. I engelsktalande länder använder man en annan indelning där mo och mjäla slås ihop till en och samma kategori och kallas för silt.
Fördelningen mellan kornstorlekarna avgör vilken jordart det är. En jord som mestadels består av sand är en sandig jord och en jord som har mer än 15% lerpartiklar är en lerig jord. Jordarten påverkar i princip alla jordens egenskaper: strukturen, näringshållande förmåga, vattenhållande förmåga och dränering och biologisk aktivitet. Därför är det väldigt bra att känna till vilken jordart man har i en jord som man vill odla på. Detta kan man göra en uppskattning av genom att känna och titta på jorden, men bäst är att göra en texturanalys på jorden.
Aggregat
Om en jord innehåller mer än ca 5 % lerpartiklar bildar den aggregatstruktur. Det innebär att flera mineralpartiklar och organiskt material binds samman och skapar aggregat. Eftersom lerpartiklarna är så små har de en stor yta i förhållande till sin volym vilket gör att de dras till varandra med hjälp av kohesionskrafter. Detta gör att lerpartiklar kan bilda mikroaggregat som i sin tur ingår i makroaggregat. En jord som innehåller mindre än 5 % ler bildar vanligtvis inte aggregat utan har en enkelkornstruktur. En hög mullhalt ökar dock möjligheten för jorden att bilda aggregat.
Hur aggregaten eller de enskilda mineralpartiklarna är organiserade avgör det man kallar för markstruktur. Detta kan också påverkas av yttre faktorer som markpackning från tunga fordon, daggmaskars aktivitet eller regndroppar. Aggregaten kan ha olika aggregatstabilitet som avgör hur stabila de är när de utsätts för yttre krafter. Hög lerhalt, hög mullhalt och hög biologisk aktivitet är egenskaper som bidrar till en bättre aggregatstabilitet. Ett exempel är att svampar och bakterier producerar ämnen (t.ex glomalin) som har klisterliknande egenskaper och hjälper till att hålla ihop aggregaten. Ett enkelt sätt att studera aggregatstabiliteten är att när det nalkas kraftigt eller ihållande regn gå ut och kratta lite på en markyta som inte är täckt med växter eller annat material. Sedan kan man studera om aggregaten på ytan håller ihop allt eftersom det regnar eller om de faller sönder och jorden slammar igen och sedan bildar en skorpa när det torkar upp. Om aggregaten håller ihop har man en god aggregatstabilitet.
Porstorleksfördelningen avgör vattenhållande förmåga och gasutbyte
En jord ska helst ha porer i många olika storlekar. I små porer är vattnet hårdare bundet än i stora porer och därför bidrar de små porerna till den vattenhållande förmågan. Stora porer å andra sidan släpper lättare ifrån sig vatten och bidrar därför till god dräneringsförmåga. En bra jämförelse är en tvättsvamp: När man håller en tvättsvamp i en hink med vatten är alla porer vattenfyllda. När man sedan lyfter upp den rinner vattnet ur svampen. Efter ett tag slutar det rinna vatten från svampen, men den är fortfarande fuktig. Det vatten som finns kvar i svampen finns då bundet i de små porerna i svampen, medan de stora porerna dränerades så fort man lyfte upp svampen ur vattenhinken.
Att jorden behöver ha lagom mängd vatten förstår de flesta, eftersom växterna behöver ha tillgång till vatten att ta upp med rötterna. Men det man heller inte får glömma är att det också behövs ett bra gasutbyte i jorden. Gasutbyte betyder att det finns en fri rörlighet mellan gasfyllda porer i marken och luften ovan jord, att jorden kan andas helt enkelt. Exempel på situationer då gasutbytet inte fungerar är: stående vatten, jordskorpa och packningslager i jorden. Om gasutbytet inte fungerar blir det efter en tid brist på syre i marken. Det är negativt för många markorganismer eftersom de oftast är beroende av att det finns syre tillgängligt. Även växterna kräver att det finns syre i marken som rötterna kan ta upp. Vid dåligt gasutbyte i marken brukar de flesta växter börja gulna och dö efter bara några dagar.
Syrebrist i marken kan också leda till för höga halter av näringsämnen som järn och mangan. Det sker också denitrifikation i vattenmättade jordar. Det innebär att nitratkväve omvandlas till lustgas och kvävgas. Lustgas är en mycket kraftig växthusgas och utsläpp av detta bidrar därför till den globala uppvärmningen. Denitrifikation innebär också en förlust av kväve vilket är dåligt för växtnäringsförsörjningen.
Marken – en heterogen miljö
Det viktigaste att förstå när det gäller markstruktur är att jorden är en mycket heterogen miljö- Det betyder att förutsättningarna kan vara mycket olika på olika ställen i jorden. Det kan variera på så korta avstånd som från millimeter till millimeter. På ett ställe kan det vara en stor väldränerad por som för det mesta är luftfylld, där kommer det då trivas aeroba (syrekrävande) organismer, det kommer vara en oxiderande miljö vilket gör att kväve förekommer i nitratform och att järn och mangan inte finns i växttillgänglig form. Men bara en millimeter bort, kanske bakom en barriär av lerpartiklar är förutsättningarna annorlunda. Där kan det finnas en mindre vattenmättad por med låga nivåer av syre. Där trivs de anaeroba bakterier, kvävet finns i ammoniumform, och mangan och järn är i reducerad form och därmed växttillgängliga.
För en växt är en sådan heterogen miljö perfekt eftersom dess rotsystem då har tillgång till allt det behöver. Vissa delar av jorden kan den ta upp syre från, andra kan den suga upp vatten från och det finns alltid några näringsämnen som är i växttillgänglig form i de olika miljöerna.
Även för den biologiska mångfalden i jorden är det positivt med en heterogen miljö eftersom det då finns olika livsmiljöer som gör att markorganismer med olika krav kan trivas.