Sten og grus i danske mark- og skovjorde – Københavns Universitet

Dato: 16-06-2015 | Videnblad nr. 04.01-06 Emne: Jordbundsforhold

Sten og grus i danske mark- og skovjorde

– betydning for mængdeberegninger af gødning

Vurdering af jordkvalitet, fx med henblik på gødskning og kalkning, indebærer ofte bestemmelse af magne­siumtal og kaliumtal.  Stenindholdet har betydning for mængden af finjord til en given dybde, fx pløjelaget, og hermed også for hvad Mgt og Kt bør være.

Foto: Ingeborg Callesen

I moræneaflejringer findes sten bestående af bjergarter, der langsomt forvitrer. Her ses en stærkt forvitret krystallinsk sten med lyserøde og sorte, kaliumholdige mineralkorn. Især de sorte mineraler indeholder plantenæringsstofferne kalium og magnesium. Nederst ses en blød klump kalk, der efterhånden helt opløses og udvaskes som kalcium og bikarbonat. Jordprøven stammer fra Sydsjælland, hvor morænen ofte er kalkholdig i de dybere lag.

Vurdering af jordkvalitet, fx med henblik på gødskning og kalkning, indebærer ofte bestemmelse af magne­siumtal og kaliumtal. Stenindholdet har betydning for mængden af finjord til en given dybde, fx pløjelaget, og hermed også for hvad Mgt og Kt bør være.

I Videnblad 4.1-5 kan man læse om stenindholdet i skovjorde, både de nuværende og de opdyrkede, baseret på tilgængelige data fra Den Danske Jorddatabase. I dette Videnblad beskrives stenenes type og deres grad af forvitring.

Forvitring af sten
Sten i jorden er udsat for fysisk og kemisk forvitring på grund af frost og tø, samt syredannende processer i jordbunden. Bjergarterne og deres mineraler har meget forskellig modstandskraft mod forvitring, og derfor vil de have forskellig tilstand – fra uforvitret til stærkt forvitret.

Overjordens sten beskrives oftest som uforvitrede eller stærkt forvitrede, som tegn på at det er modstandsdygtige og/eller stærkt nedbrudte sten, der findes her. Underjorden indeholder en blanding af både forvitrede og uforvitrede sten, afhængig af den geologiske oprindelse (Tabel 1).

Tabel 1. Stenenes tilstand og type. Bl.m/u. kalk er sten af blandet type med/uden kalk.

Stenenes forvitringsgrad

Procentdel af sten i klasser

Uforvitret

Forvitret

Stærkt forvitret

Blanding

Moræneaflejringer

49%

4%

2%

45%

Smeltevandsaflejringer

86%

1%

0%

12%

Andre

74%

2%

0%

24%

Stenenes type

Procentdel af sten i klasser

Flint

Krystallinsk

Bl.u. kalk

Bl. m. kalk

Moræneaflejringer

3%

2%

80%

14%

Smeltevandsaflejringer

4%

2%

90%

  4%

Andre

6%

9%

73%

12%

Mineralerne vil ved fortsat forvitring ende som mindre partikler af lerstørrelse (<2µm), der omdannes til lermineraler eller helt opløses og indgår i de biogeokemiske kredsløb. De grundstoffer, der findes i mineralerne, frigives på denne måde til s-næringskredsløbet. Det skal dog understreges, at forvitringsprocessen er ekstremt langsom for de fleste mineraler i jordbunden.

I moræneaflejringer er stenene i jorden oftest både forvitrede og uforvitrede og af forskellig geologisk oprindelse, dvs. både fra bjergarter indeholdende krystallinske mineraler (fx granit, gnejs og flint) og sedimen­tære sten (fx sandsten og kalksten). Indblanding af kalksten ses oftest i moræneaflejringer, hvor kridttidens aflejringer er tæt på overfladen, fx i Sydøstdanmark, Djursland, omkring Limfjorden og i Thy.

Grusaflejringer
Foran de yngste israndslinjer i landskabet fx Ussings linje (hovedopholds­­linjen) og den Harderske israndslinje i Sen Weichsel, kan de øverste jordlag indeholde betydelige mængder grus og mindre sten, fordi sedimenterne kan være afsat i stærkt strømmende vand. Dette er dog kun sjældent observeret i Jordprofilbasen. Kun 1,4 % af 800 prøver fra jordprofiler indeholder mellem 20 % og 40 % grus (se Tabel 2).

Tabel 2. Jordens indhold af grus i størrelsen 2-20 mm i 800 jordprøver fra Kvadratnettet. 85 % af prøverne indeholdt mindre end 5 % grus.

Grusklasse

Frekvens

Procent

Kumulativ procent

0 - 0,5 %

454

57,0

 57,0

0,5 - 1 %

 45

 5,6

 62,7

1 - 2 %

 65

 8,2

 70,9

2 - 3 %

 52

 6,5

 77,9

3 - 4 %

 35

 4,4

 81,8

4 - 5 %

 23

 2,9

 84,7

5 - 10 %

 67

 8,4

 93,1

10 - 15 %

 29

 3,6

 96,7

15 - 20 %

 13

 1,6

 98,4

20 - 40 %

 11

 1,4

 99,8

>40 %

  2

 0,3

100,0

Stenindhold som fejlkilde
Stenindhold i jord påvirker den mæng­de finjord, som danner grundlag for mængdeberegninger af jordens lagre af fx kalium og magnesium. Finjord er den jord, som kan passere en 2 mm sigte.

Ofte korrigeres jordvolumenet ikke for stenindhold i sådanne beregninger i Danmark, da stenindholdet antages at være meget lavt på grund af indsamling og udnyttelse af marksten, men der findes ikke mere præcise nøgletal for stenindhold. Grus og stenvolumen bør ekskluderes i stenede jorde, da puljeberegningerne relaterer sig til koncentrationer målt i finjorden. Der er intet kvælstof knyttet til grus og sten, og de større stens bidrag til næringsstofpuljen er ubetydelig.

Når man opgør kilder til systematiske fejl og usikkerheder, bør stenindholdet ses i sammenhæng med øvrige bidrag til fejl og usikkerheder.

Anvendelse af viden om stenindhold, type og tilstand
Mængdeberegninger for kationbytningskapacitet og næringsstoffer, fx kalium, gennemføres for jordbundens horisonter eller et bestemt jordlag, afhængig af prøvetagningsmetoden ved hjælp af udtrykket:

Pulje =[koncentration] x volumenvægt x jordvolumen

Her bestemmes koncentrationen som en vægt eller mængde per vægtenhed tør finjord, mens volumenvægt også bestemmes som vægt af et fast jordvolumen i naturlig lejring, hvor vægt og volumen af sten og grus er trukket fra. Vi viser her en beregning, hvor det antages, at der er 2,5 % sten og 2,5 % grus i jorden. I alt reduceres finjordens volumen med 5 %.

Overestimering af næringspuljer
Når man ikke tager højde for indholdet af sten i sin mængdeberegning, overestimeres kaliumpuljen med op til 12 kg ha-1. Skal man kompensere i dette tilfælde, skal man sigte efter Kt 8.4 på en stenet jord, da 1 Kt er ca. 25 kg. Det vil være tilfældet for 80 % af overjordene og 73 % af underjordene ved de nævnte koncentrationer. Tilsvarende vil gælde for Mgt, som anbefales at ligge i området 4-8, men naturligt varierer med 1 og 16. I de øvrige tilfælde vil fejlen være større. Indholdet af sten er dermed en væsentlig faktor i mængdeberegninger af næringsstofpuljer. Da den visuelle bedømmelse ikke tillader større præcision end de angivne klasser, kan puljerne heller ikke angives mere nøjagtigt.

En jord, der er meget stenet og gruset, vil samtidig have lav vandholdende evne, og dette forhold kan være vækstbegrænsende. Derfor nytter det ikke at tildele mere gødning her, men det afhænger lidt af driftsformålet. Fx må man indstille sig på at gøde lidt mere på stenrige pletter, hvis man vil sikre træerne ens gødningspulje, på baggrund af den målte koncentration finjorden. Risikoen for udvaskning af den tilførte gødning er tilsvarende større, og man kan så vurdere, om gødningen anvendes bedre på de mest frugtbare dele af marken. Under alle omstændigheder er det godt at have et præcist jordbundskort.

Beregning
Eksempel for en hektar overjord på 25 centimeters tykkelse, hvor Kt er målt som en mængde ombyttelige kalium-ioner per gram af jordens indhold af finjord (<2 mm):
Jordmasse, t ha-1 = 1,2 t m-3 x 0.25 m x 100 m x 100 m x (100% - (sten% + grus%))
= 3000 t finjord ha-1
= men 2850 t finjord ha-1 ved 5 % sten og grus
Kaliumpulje*, K, kg ha-1 = 78 mg kg-1 kalium (K) x 10-6 kg mg-1 x 3000 t ha-1 x 103 kg t-1
= 234 kg K ha-1 og Kt 8
(men 222 kg K ha-1 og reelt Kt 7.6 ved 5 % sten og grus)

* 2 mmol K kg-1 svarer til 78 mg K kg-1 eller et Kaliumtal (Kt) på 8, hvilket er normalt i enjuletræsjord. Den tilgængelige kaliumpulje er langt mindre end det kalium, der indeholdes i mineralerne.

Litteratur
Larsen, G. 2006, 2012
: Kapitel 3 Jordens opbygning. Naturen i Danmark, bind 2 Geologien. 2. udgave. Gyldendal ISBN 978-87-02-13301-1. Side 41-54.
Pedersen, L.B., Christensen, C.J., 2014: Jorden i pyntegrøntbevoksninger. Nåledrys 90, side 12-21.


Videnblad nr.: 04.01-06
Forfattere: Ingeborg Callesen og Mogens Humlekrog Greve, Aarhus Universitet