duimnael|regs|'n Deursneë van die boonste laag van die aardoppervlak
Grond word verskillend gedefinieer deur verskillende dissiplines, maar bestaan gewoonlik uit min of meer verweerde deeltjies van gesteentes, organiese stowwe, water en lug. ʼn Loodregte deursnee in die grond toon dikwels horisontale lae wat hulle deur kenmerke soos kleur en humus toestand onderskei van ander lae.
Die plantegroei is nie net afhanklik van die chemiese samestelling van die vaste deeltjies nie, maar ook van die opgeloste soute, die hoeveelheid water in die grond en die lug en verskil van die in die atmosfeer. Lewende organismes in die grond – die bodemflora en -fauna - is van groot belang vir die plantegroei. Organismes sit byvoorbeeld stikstof om in nitrate, wat deur plante as voedingstof gebruik kan word.
Grondsoorte verskil baie wat betref hulle vrugbaarheid, tekstuur, struktuur, ensovoorts. Sommig eienskappe kan deur die mens beïnvloed word, soos vrugbaarheid wat byvoorbeeld deur bemesting verbeter kan word. Met die oog op beter benutting van grond word gronde geklassifiseer en word 'n grondkaart of bodemkaart van al die grondsoorte in ʼn land opgestel.
Samestelling Tot die begin van die 20e eeu is grond nog beskou as materiaal wat nie wetenskaplik bestudeer kan word nie, en vandag word grond nog verskillend gedefinieer deur verskillende dissiplines. Vir die landbouer is grond die medium waarin plante kan groei. Die geoloog beskou sowel die materiaal waarin plante groei as aile los, verweerde gesteentes as grond. Vir die ingenieur is enige los materiaal wat uit diskrete soliede deeltjies bestaan en waartussen vloeistowwe en gasse voorkom, grond.
Dit sluit dan ook 'n groot verskeidenheid materiale soos gruis, sand en klei in. Die landbouer moet egter grond se kompleksiteit in ag neem, en vir hom bestaan grond uit 'n mengsel of samestelling van verweerde en gedeeltelik verweerde gesteentes (die anorganiese of minerale bestanddele), die ontbinde reste van plante en diere (die organiese bestanddele), water en lug. As grond moet dien as medium vir plantegroei, moet al 3 fraksies, naamlik vaste stowwe, vloeistof en gas, aanwesig wees. Suurstof, koolstofdioksied en water, waarin soute kan oplos, is nodig vir die plant se lewensprosesse.
Die vaste stowwe dien as reserwevoorraad van oplosbare voedingstowwe en as ankerplek vir plante. As daar geen water in die grond is nie, kan die hoër plante nie daarin groei nie, en waar suurstof afwesig is, soos in sommige moerasse, kan slegs sekere aangepaste plantsoorte groei. Hoewel daar in die definisie van grond gepraat is van 'n mengsel van die verskillende bestanddele, sal ʼn nadere ondersoek aantoon dat die grond verskillende bestanddele van grond op 'n bepaalde wyse gerangskik is. Wanneer 'n put gegrawe word, sal gemerk word dat die grondvormingsprosesse die minerale en organiese deeltjies in horisontale lae gedifferensieer het. 'n Uitsondering is wanneer dit 'n jong grond is, soos die ongedifferensieerde afsetting van jong alluvium - sedimente deur water afgeset - of van baarsand. Die horisontale lae word saam die grondprofiel genoem, en die lae die horisonne (of horisonte). Die organiese stowwe kom gewoonlik in die boonste laag van die grondprofiel voor.
Die hoeveelheid organiese stowwe kan baie varieer, maar die meeste grondsoorte van Suid-Afrika bevat maar 1 tot 5% organiese stowwe (gemeet volgens volume). In vleie en moerasse kan tot 95 % organiese materiaal akkumuleer weens die stadige tempo van ontbinding van die plantreste in stagnante water. Hierdie gronde word moerasturf of veen genoem. Sulke organiese gronde kom nie wydverspreid in Suid-Afrika voor nie en moet nie verwar word met die swart kleigrande van byvoorbeeld die sentrale dele van Gauteng nie, wat maar 'n lae persentasie humus bevat. Die meeste grondsoorte in Suid-Afrika is dus mineraalgronde, en hulle is landboukundig ook die belangrikste.
Anorganiese bestanddele van grond Rotse is die moedermateriaal van die minerale (anorganiese) gedeelte van grond en is dikwels, maar nie altyd nie, verantwoordelik vir die kleur, tekstuur en chemiese eienskappe van die grond. Die verwantskap tussen die chemiese eienskappe van die moedergesteente en die van die grond is nie altyd ooglopend nie, aangesien klimaatsfaktore oor 'n lang tydperk inwerk op die fisiese en chemiese eienskappe van die minerale. In gebiede met 'n hoë reënval is daar gewoonlik min ooreenkoms tussen die minerale fraksie van die grond en die oorspronklike rots. In droë streke, waar die verweringsproses hoofsaaklik fisies van aard is, toon die chemiese en mineralogiese samestelling van die grond 'n groter verwantskap met die moedergesteente. Die anorganiese bestanddele van grond kan in 3 hoofgroepe verdeel word:
- Primêre kristallyne bestanddele, meestal kwarts en ander komplekse verbindings van silikon, wat selfs in sterk verweerde toestand herkenbaar is aan hul kleur en hul kristallyne of mika-agtige vorme.
- Oplosbare soute, wat van die primêre kristallyne bestanddele verskil deurdat hulle opgelos kan word en dan tydetik kan uitkristalliseer. In gematigde klimaatstreke is dit gewoonlik kalsiumkarbonate.
- Amorfe bestanddele wat, soos die naam aandui, geen vaste vorm het nie. Dit kom meestal voor as dun velletjies op die oppervlak van die kristallyne bestanddele van sekere gronde. Hulle bestaan hoofsaaklik uit die hidroksiede van yster en aluminium wat in chemiese verbinding is met wisselende hoeveelhede watermolekules.
Die soliede fraksie van die meeste gronde bestaan hoofsaaklik uit primêre minerale en sekondar gevormde minerale. Die primêre minerale is die verweringsprodukte van die moedergesteentes. Die deeltjies, soos kwarts en veldspaat kan so groot wees so as die van growwe sand tot so klein so as die van klei - minder as 2 duisendstes van 'n millimeter.
Die sekondêr gevormde minerale is die kristalle van yster- en aluminiumoksiede en hidroksiede, en die kleiminerale - plaatvormige kristalle van aluminium- of magnesiumsilikate. Hierdie mineraalkristalle is die belangrikste bestanddele in grond, aangesien hulle in groot mate die chemiese en fisiese eienskappe van grond bepaal. Daar is twee hooftipes: die 2:1-tipe, wat bestaan uit 'n laag aluminiumhidroksied tussen 2 lae silika (byvoorbeeld montmorilloniet en illiet), en die 1:1-tipe, wat bestaan uit een laag silika gekoppel aan 'n laag aluminiumhidroksied (byvoorbeeld kaoliniet, 'n seskantige kristal). Die kleimineraal het 'n negatiewe lading wat "gebalanseer" word deur positief gelaaide ione (katione) van byvoorbeeld kalium, kalsium, magnesium, natrium en ammonium. Hierdie ione word deur die kristalle aangetrek en geadsorbeer. Omdat sommige ione, soos kalsium en magnesium, 'n dubbele positiewe lading besit en dus 2 kleideeltjies se negatiewe lading help balanseer, word die kleideeltjies (soos die kristalie van kaoliniet) op mekaar gepak en staan dan bekend as vlokkies. ʼn Groot aantal watermolekules word ook vasgevang deur die kristal se oppervlak en deur die individuele katione (gehidrateerde katione).
Alle silika-kleiminerale kan baie watermolekules tussen die saamgepakte kristalle bevat. Montmorilloniet is byvoorbeeld 'n swellende kleimineraal. Die minerale (anorganiese) soute wat in water oplosbaar is, is die belangrikste bron van plantvoedingstowwe. Die molekules van die soute dissosieer om ione te vorm, waarvan die belangrikste die positief gelaaide ione kalsium (Ca++), magnesium (Mg++) en kalium (K+) en die negatief gelaaide ione nitraat (NO3 -) sulfaat (SO4--) en fosfaat (H2PO4 -) is.
Hierdie voedingselemente word in ioonvorm deur plantwortels geabsorbeer. Wanneer die plant ʼn positief gelaaide ioon absorbeer, moet dit 'n positief gelaaide ioon uitruil- in hierdie geval 'n waterstofioon (H +). Sodoende behou die plant sy neutrale elektriese lading. Wanneer die plant negatief gelaaide ione soos nilraat of sultaat opneem, ruil die plantwortel negatief gelaaide hidroksiedione uit (OH-). (Twee hidraksiedione vir elke sulfaatioon, wat 'n dubbele negatiewe lading het.) Hierdie uitruil van ione verklaar een van die redes vir die versuring van grand, dil wit die verhoging van die waterstofioon- konsentrasie in die grand. Wanneer soute soos ammoniumsultaat, (NH4)2S04, as kunsmis toegedien word, word die positief gelaaide ammoniumioon (NH4+) vinniger deur die plant opgeneem as die negatief gelaaide sulfaatioon (S04 --).
Meer waterstofione word dus deur die plant uitgeruil as hidroksiedione, met 'n verhoging in die waterstofioon-konsentrasie, dit wil sê die versuring van die grond. (Die suurheidsgraad van die grond word gewoonlik met die simbool pH aangedui.) Hoewel voedingselemente in die grond aangevul kan word deur middel van kunsmis, hou die onoordeelkundige toediening daarvan dus sekere gevare in. Die oormatige toediening van stikstof in die vorm van ammoniumsoute dra byvoorbeeld by tot die versuringsproses deurdat die mikroorganismes die ammonium (NH4+) omsit in nitraat (N03-), met die afgee van waterstofione (H+): NH4,+O2 →NO3 - + H+
Die hoë waterstofioon-konsentrasie is nadelig om verskeie redes: Kalsium- (Ca), magnesium (Mg) en kalium (K) ione wat op kleideeltjies geadsorbeer is, word byvoorbeeld deur waterstofione verplaas en dan geloog, dit wil sê deur water weggevoer buite bereik van die plantwortels. Verskeie elemente word by 'n hoër suurheidsgraad minder toeganklik vir plante. Aluminium word in suur grond meer oplosbaar, maar aluminium is toksies (giftig) vir plante. Die ontstaan van suur grond kan voorkom of dit kan herstel word deur die toediening van landboukalk, wat hoofsaaklik uit kalsium- en magnesiumkarbonate bestaan. Die hoeveelheid en tipe kalk wat gebruik moet word, kan slegs deur middel van grondontleding bepaal word. Grondontledings en blaarontledings word gewoonlik as onontbeerlik beskou om die status van die voedingselemente, die pH en die kalkbehoeftes van die grond te bepaal.
Organiese bestanddele van grond Alle organiese maleriaal wat in die grond te lande kom, word uiteindelik chemies en biologies omgesit in humus. Humus is die eindproduk van die ontbindingsproses. Dit is vormloos en die struktuur van die organiese materiaal waaruit dit ontstaan het, het verlore gegaan. ʼn Aansienlike hoeveelheid organiese en minerale sure word gevorm tydens die ontbinding van organiese materiaal en verskillende tussenvorme ontstaan wat 'n groot invloed het op die struktuur van die grond. Meer as enige ander taktor is humus verantwoordelik vir die vorming van aggregate (krummels of peds) en die stabi liteit van sulke aggregate. Humus oortref selts kleideeltjies in hulle vermoë om water en voedingstowwe vas te vang. Die grootte van humusdeeltjies varieer baie. Hulle kan so klein wees soos die kleideeltjies, maar die vermoë van die humusdeeltjies om katione te adsorbeer, oortref selfs die van montmorilloniet. In baie halfwoestynstreke van die wêreld onderhou die lae reënval gewoonlik nie woude nie maar wel uitgestrekte grasvelde. Die organiese oorblyfsels van die ontbinde gras word oor lang tydperke stadig deur die lae reënval na onder geloog, maar nie buite bereik van die plantwortels nie. So is byvoorbeeld die vrugbare, donker gronde van Rusland, die chernozem, gevorm waarop koring verbou word; ook die "great plains" of prêries van die Verenigde State van Amerika.
Water en lug in die grond Wanneer al die porieë tussen die gronddeeltjies met water gevul is, so as na 'n reënbui of tydens besproeiing, is die grond versadig. Onder die invloed van swaartekrag sal die water na onder vloei, mits dit ʼn vryelik dreinerende grond is. Onderkant 'n sekere vlak kan die grond dan versadig wees met water, en hierdie vlak word die watervlak of watertafel genoem. In gronde met swak dreinering, kan die watervlak (watertafel) bo-op 'n onversadigde laag grond voorkom.