[i]1, geologie
[/i]In de bodemkunde (een germanisme dat van „Bodenkunde” is afgeleid en eigenlijk grondkunde zou moeten heten) wordt aarde in de betekenis van grond door Stebutt gedefinieerd: ,,Grond” („Boden”) is een functie van het geologisch substraat en de van buiten daarop werkende krachten”. Soms wordt van een geologisch standpunt grond beschouwd als de bovenste verweringskorst van de aardkorst, maar van een land- en bosbouw standpunt zegt Fr. Schucht: „Grond („Boden”) is de bovenste, min of meer losse, met lucht en water vermengde en door bacteriën bevolkte laag van de aardkorst, die in staat is cultuurplanten of een boomvegetatie te laten gedijen.” Ten slotte definieert Blanck grond aldus: „Grond („Boden”) is een overal aan de oppervlakte der aarde optredend, door verwering ontstaan, mechanisch mengsel van gesteente- en mineraalfragmenten, vermengd met een wisselende hoeveelheid van in ontbinding verkerende of reeds ontbonden organische bestanddelen.”
Lit.: E. Blanck, Handb. d. Bodenlehre (dl I, Berlin 1929); A.Stebutt, Lehrb. d. allg. Bodenkunde (Berlin 1930); Fr. Schucht, Grundzüge d. Bodenkunde (Berlin 1930).
GRONDMASSA
is bij stollingsgesteenten met porfierische structuur de gestolde massa, die de fenokristen omgeeft. Zij kan fijn kristallijn zijn, half kristallijn half glazig, of geheel uit gesteenteglas bestaan. Vertoont een in hoofdzaak glazige grondmassa slierten, dan spreekt men van fluïdaaltextuur. Bestaat de kristallijne grondmassa in hoofdzaak uit door elkaar gegroeide kwarts en veldspaat, dan heet zij granofierisch.
GRONDMORENE
is in een gletsjer een massa grof en fijn puin, dat gedeeltelijk onder in het gletsjerijs is opgenomen, gedeeltelijk onder de gletsjer ligt. Wanneer de gletsjer afgesmolten is, blijft de grondmorene achter. Zij is aan gekraste stenen als zodanig te herkennen. In Nederland is de keileem, die voor de afsluitdam van de Zuiderzee gebruikt werd, een grondmorene, die uit klei met grote en kleine keien bestaat. De stenen, waaruit de hunebedden gebouwd zijn, zijn uit grondmorene afkomstig, het zijn grote erratische blokken.
2, chemisch-biologisch
is de bovenste losse laag der aardoppervlakte voor zover die als medium voor plantengroei kan dienen. Bij het ontstaan van grond spelen de verschillende verweringsvormen der gesteenten een grote rol.
De physische verwering leidt tot het uit een vallen van de gesteenten in stukken van verschillende grootte zonder dat de chemische samenstelling gewijzigd wordt. De voornaamste krachten hierbij zijn de temperatuur en haar schommelingen binnen kortere of langere tijdsruimten; uiteindelijk is de zon de eigenlijke oorzaak van deze vorm van verwering. Onder chemische verwering verstaat men de omzetting van de minerale bestanddelen, waaruit de gesteenten zijn opgebouwd, in nieuwe verbindingen van verschillende samenstelling. Het water is bij deze vorm van verwering de belangrijkste factor. Water werkt, bij temperaturen boven o gr. C., chemisch op de mineralen in dankzij haar hydrolyserende en hydraterende activiteit.
Hoe losser, poreuzer en doorlatender het gesteentemateriaal door de physische verwering geworden is, hoe beter het water de gesteenten zal kunnen aantasten. De chemische werking van het water wordt ondersteund door hierin opgeloste zuurstof, koolzuur, zouten etc. Het door verwering gevormde grondmateriaal kan op de plaats van ontstaan blijven liggen en aldaar de zgn. autochtone gronden vormen, of het verweringsmateriaal wordt door middel van de natuurlijke transportkrachten (water, ijs, wind en zwaartekracht) naar elders gelegen gebieden overgebracht (allochthone gronden). In het verweringsmateriaal kunnen planten groeien; de wortels verankeren de plant in het losse materiaal en nemen de noodzakelijke voedingsstoffen er uit op. Wanneer plantenwortels met het vaste gesteente in aanraking komen, leidt dit tot de biologische verwering der gesteenten. De plantenwortels scheiden nl. zuren uit, welke bepaalde gesteentemineralen kunnen aantasten.
Hetgeen we in het dagelijkse leven als grond aanduiden is een zeer ingewikkeld mengsel van verschillende bestanddelen: niet alleen verweerd gesteentemateriaal komt daarin voor, ook levende organismen en dode organische stoffen maken er deel van uit. De bestanddelen, waaruit in het algemeen een grond is samengesteld, kunnen in drie groepen ondergebracht worden, nl.:
A. DE VASTE PHASE:
1. het anorganische of minerale gedeelte: grind, zand, klei en in water onoplosbare en/of moeilijk oplosbare zouten, alle afkomstig van de verwering van gesteenten en schelpen;
2. het organische gedeelte:
a. dode organische stoffen, afkomstig van planten- en dierenresten, wel of niet omgezet tot humus-stoffen;
b. plantaardige en dierlijke, levende organismen.
B. DE VLOEIBARE PHASE:
het water met de daarin opgeloste stoffen.
C. DE GASVORMIGE PHASE:
de lucht in de grond.
DE VASTE PHASE:
Grind, zand en klei. Bij het mechanische grondonderzoek splitst men het anorganische gedeelte van de vaste phase in groepen van deeltjes met verschillende diameter. Dit geschiedt door zeven of door de werking van water. Hierbij bepaalt men de granulaire samenstelling van de grond. Voordat men echter hiertoe kan overgaan moeten kalk- en humusverbindingen uit de grond verwijderd worden opdat de minerale deeltjes los van elkaar komen te liggen. Het gehele onderzoek wordt verricht met grond waaruit het materiaal groter dan 2 mm verwijderd is.
Dit gedeelte, groter dan 2 mm, omvat o.a. het grind. De slibanalyse, die volgens verschillende methoden (Kühn, Atterberg, Kopecky e.a.) in zgn. slibtoestellen uitgevoerd wordt, levert een scheiding in zand en afslibbare delen. De benamingen zand en afslibbare delen zijn gebonden aan de afmetingen der minerale bestanddelen. Deeltjes van 2 tot 0,016 mm noemt men zand; deeltjes kleiner dan 0,016 mm vat men samen onder de naam afslibbare delen. De afslibbare bestanddelen bestaan uit fijn zand of kleideeltjes. In bepaalde gevallen kan men zand en afslibbare delen nog weer onderverdelen in verschillende fracties.
Het zand zowel als de klei vervult in de grond een belangrijke functie. Zand vormt het „skelet” van de grond; het verhindert het samenkitten van de kleideeltjes tot een compacte gecementeerde massa; in tegenstelling tot klei kan zand geen water of plantenvoedende stoffen vasthouden. Het in de Nederlandse gronden voorkomende zand is vnl. kwarts-zand; dit kan als één der eindproducten van de gesteenteverwering beschouwd worden.
Klei.
kan langs mechanische en chemische weg ontstaan zijn. Bij de mechanische vorming worden daarvoor in aanmerking komende gesteenten tot fijne kleideeltjes verpulverd. Het merendeel der kleideeltjes is echter gevormd door chemische omzettingen van onderdelen van het verweringsmateriaal. Bij de chemische verwering van bepaalde silicaatgesteenten ontstaat o.a. aluminium- en siliciumhydroxyde. Deze hydroxiden geven, in bepaalde mengverhoudingen bijeengebracht, aanleiding tot de vorming van fijne kleideeltjes. Klei heeft de volgende eigenschappen: a. gemakkelijk te vormen en te kneden (steenbakkerijen en ceramische industrie); b. kittend vermogen (losse massa’s worden samengekit); c, zwellingsvermogen door wateropneming; d. grote hygroscopiciteit; e. adsorptievermogen t.o.v. voedingsionen en andere stoffen.
Vooral de zeer kleine kleideeltjes bezitten deze eigenschappen in sterke mate. De uitkomsten van het onderzoek naar de granulaire samenstelling dienen o.m. als basis voor de classificatie van de in Nederland voorkomende minerale gronden.
Humus.
De bruin tot zwart gekleurde stoffen in de grond, die verbrand of met bepaalde chemische stoffen geoxideerd kunnen worden, vat men samen onder de naam humus. In verband met het ingewikkelde complex van verbindingen waaruit humus bestaat spreekt men ook wel van „organische stof”. De humusdeeltjes, die zeer klein zijn, hebben eigenschappen gelijkend op die van de klei. Naast kittend vermogen bezitten zij de eigenschap om water en voedingsionen te kunnen binden. Het gehalte van de grond aan humus wordt eveneens gebruikt voor de classificatie van de gronden.
Classificatie van gronden.
Naarmate het gehalte aan klei of afslibbare delen groter is, wordt de grond in de praktijk zwaarder genoemd. Deze beoordeling is van subjectieve aard. Men spreekt van een lichte grond wanneer het zandgehalte verre in de meerderheid is t.o.v. het gehalte aan afslibbare delen.
Zavelgronden.
zijn gronden, die ongeveer evenveel zand als afslibbare delen bevatten. Bestaat het afslibbare gedeelte uit fijn zand (meelzand), dan spreekt men van leemgrond. Indeling en benaming van grondsoorten zal dus geschieden op basis van de kennis van het materiaal waaruit de grond bestaat. Een, min of meer, verouderde indeling van de in Nederland voorkomende grondsoorten is die volgens Reinders. Volgens deze indeling bevatten kleigronden meer dan 30 pct afslibbare kleidelen; afhankelijk van het percentage klei en zand kan men de kleigronden nader beschrijven. Met de naam zandgronden worden aangeduid de gronden met minder dan 30 pct afslibbare delen; leemgrond bevat minstens 20 pct afslibbare delen, gedeeltelijk bestaande uit fijn zand — deze grondsoort is door ijzerverbindingen veelal bruin gekleurd.
Gronden met meer dan 30 pct humus (organische stof) worden in deze indeling humus of veengronden genoemd', bevatten zij klei of zand in bepaalde hoeveelheden, dan wordt de veengrond resp. kleiachtig of zandachtig genoemd. Naarmate de kennis van de grond zich uitbreidt vraagt de bodemkundige naar een betere omschrijving en indeling van de grondsoorten. Een modernere indeling en benaming van grondsoorten werd, voor zover het de „lichtere” gronden betreft, vastgelegd in de publicaties van een desbetreffende normalisatie-commissie. In dit verband moet opgemerkt worden, dat men tot voor enige jaren wel erg de nadruk legde op het onderzoeken van de bouwvoor van de cultuurgronden. De bouwvoor is de bovenste laag van een grond, welke zich van de daaronder gelegen ondergrond onderscheidt door een lossere opbouw ten gevolge van de grondbewerkingen en de voortdurende beworteling der gewassen en door een donkerder kleur, welke veroorzaakt wordt door het hogere gehalte aan organische stoffen van de bouwvoor t.o.v. de ondergrond.
Nu kan een bouwvoor van een akker in een goede vruchtbaarheidstoestand verkeren, een goede granulaire samenstelling bezitten, goed waterhoudend zijn, terwijl de gewassen in een bepaalde tijd van het jaar toch niet goed willen groeien. Bijv. verdroogt het gewas in droge periodes, terwijl het in natte perioden te lijden heeft van waterovermaat. De oorzaak van een dergelijk ongewenst verschijnsel moet gezocht worden in de ondergrond en niet in de eerste plaats in de bouwvoor. Het is mogelijk dat ergens in de ondergrond een harde of sterk verdichte laag voorkomt, die bij langdurige droogte het opstijgende water tegenhoudt en bij hevige regenval het wegzakken van de overmaat water verhindert. De vruchtbaarheid van een grond zal dus niet alleen door de eigenschappen van de bouwvoor bepaald worden, maar eveneens (en soms in nog sterkere mate) door de opbouw van de bodem tot grotere diepte, m.a.w. de profielbouw. Door de profielbouw wordt het bodemtype gekarakteriseerd (bodemkartering).
Verschillende op elkaar gelegen bodemlagen (bestaande uit grondsoorten) kunnen aanleiding geven tot een goed, en tot een slecht profiel. De benaming en indeling van grondsoorten is dus iets anders dan die van de bodemtypen. De studie van het bodemtype en die van de grondsoort zullen elkaar moeten aanvullen om tot een indeling, benaming en waardering van onze cultuurgronden te komen, die zowel recht laat wedervaren aan wijze van ontstaan, chemische, physische en structuureigenschappen van boven en ondergrond.
Levende organismen in de grond.
In de grond komt een groot aantal levende, plantaardige en dierlijke organismen voor. De plantaardige micro organismen (schimmels, bacteriën en actinomyceten) spelen een belangrijke rol bij de afbraak van dood organisch materiaal. Dit materiaal komt in verschillende vormen in de grond terecht: afgestorven planten en dieren, wortelresten van geoogste gewassen, stalmest, gier, compost, e.d. De organische bestanddelen worden door de micro organismen omgezet in anorganische stoffen; dit omzettingsproces noemt men mineralisatie. Dit mineralisatie-proces kan plaatsvinden onder aerobe en anaërobe omstandigheden, m.a.w. bij aanwezigheid of afwezigheid van zuurstof. Het resultaat van beide vormen van mineralisatie is het vrijkomen van plantenvoedende (anorganische) stoffen en van organische verbindingen, die zojuist met de naam „humus” werden aangeduid.
Verder komen er in de grond micro-organismen voor die stikstof uit de lucht kunnen binden, ammonium in nitraat kunnen omzetten enz. Wormen en mollen spelen een rol bij het doorwerken en losmaken van de grond.
DE VLOEIBARE PHASE
Het water is van grote betekenis in de grond. De groei van de plant wordt er door mogelijk gemaakt; de micro-organismen kunnen, dankzij het water, hun biochemische omzettingen tot stand brengen, kortom, vele biologische, natuurkundige en chemische processen worden door het water mogelijk gemaakt. Op een bepaalde diepte bevindt zich in de grond het phreatisch oppervlak (grondwaterspiegel). Het grondwater moet gemakkelijk van onder naar boven kunnen bewegen, terwijl het regenwater van boven naar beneden in de grond moet kunnen doordringen. Deze waterbewegingen in de grond zijn van ingewikkelde aard omdat water op vele manieren tussen, aan en in de gronddeeltjes kan worden vastgehouden. Men kan bij de grond onderscheiden het watergehalte op een bepaald moment en de watercapaciteit, d.i. de hoeveelheid water die de grond in totaal kan bevatten.
Deze watercapaciteit wordt beïnvloed door korrelgrootte der minerale deeltjes, gehalte aan klei en/of humus en door de structuur van de grond.
GASVORMIGE PHASE.
De lucht in de grond bevat meer koolzuur en minder zuurstof dan de lucht in de dampkring, bovendien is zij in de regel verzadigd met waterdamp. De plantenwortels hebben voor hun levensfunctie zuurstof nodig; bij de aerobe microbiologische processen wordt zuurstof verbruikt en koolzuur afgegeven. Dit koolzuur lost op in het water, waardoor dit een zuurdere reactie krijgt hetgeen weer van invloed is op de oplosbaarheid van moeilijk voor de planten opneembare voedingsstoffen.
Adsorptiecomplex. Buffercapaciteit
Klei- en humusdelen tezamen noemt men het adsorptiecomplex. Een van de kenmerkende eigenschappen van dit adsorptiecomplex is het vermogen om voedingsionen te kunnen binden; deze binding is een adsorptie aan het oppervlak der deeltjes. De voor de plant noodzakelijke, uit de grond opgenomen voedingsstoffen stikstof, phosphorus, kalium, magnesium, calcium, enz. worden door de wortel in ionvorm opgenomen. Een ion is een brokstuk van een molecuul, dat ontstaat zodra dit molecuul in water in oplossing gaat. De moleculen van een zout (één of ander bemestingszout bijv.) splitst zich in water in een positief geladen en een negatief geladen ion (resp. kat-ion en an-ion genaamd). Beide kunnen door de plant opgenomen worden. Voorbeelden van kationen zijn; K(alium), Ca(lcium), Mg(magnesium) enz.; voorbeelden van anionen zijn NOs nitraat), Cl (chloor), P04 (phosphaat), SO4 sulfaat), enz.
Door uitspoeling gaan uit de grond veel voedende bestanddelen (ionen) verloren. Doordat de klei- en humusdeeltjes (adsorptiecomplex) de kationen aan hun oppervlak kunnen adsorberen worden deze ionen tegen uitspoeling beschermd. Onder bepaalde omstandigheden worden de geadsorbeerde ionen aan het water in de grond teruggegeven, vnl. wanneer de concentratie van de ionen in het water lager is geworden dan die van de ionen aan het absorberend oppervlak. Bij het afgeven van kationen aan de plant of aan het water worden de afgegeven ionen aan het absorberende oppervlak door andere vervangen, aangezien dit oppervlak steeds in een zeker chemisch evenwicht moet blijven. Een bekend voorbeeld van deze omwisseling van kationen aan de absorberende deeltjes is die van Ca(lcium) tegen H(waterstof); hierbij wordt de grond zuurder. Het verzuren van de grond is een natuurlijk, doch ongewenst verschijnsel in regenrijke gebieden. Door uitspoeling, doch óók ten gunste van de plantengroei, gaan elk jaar grote hoeveelheden kalk uit de bouwvoor verloren.
Dit kalkverlies kan men tegengaan door middel van bemesting met kalkhoudende meststoffen. Niet alleen worden de kationen echter beschermd tegen uitspoeling, óók fungeert het adsorptiecomplex als ,,buffer” tussen aan de grond toegevoegde voedingsstoffen en die welke aan de plant over gereikt worden. Zonder dit bufferend complex zou de hoeveelheid bemestingszout, die men aan de grond toevoegt, onmiddellijk aan de plant verstrekt worden, terwijl alles wat de plant niet tot zich nemen kan, door uitspoeling verloren zou gaan. Het anorganische gedeelte van het adsorptiecomplex wordt óók wel eens aangeduid met kationenbuffer, het organische gedeelte met de naam anionenbuffer, met de nadere aanduiding van organische buffer. (humus) en anorganische buffer (klei). Oók het lot van de anionen in de grond wordt bepaald door de aanwezigheid van een buffer. Hiervoor fungeert het organische leven-in-de-grond.
Micro-organismen nemen anorganische verbindingen op — leggen ze vast in hun lichaamssubstantie — bij afsterven komen ze in ion-vorm weer vrij (phosphaat en nitraat). Het phosphaat-ion neemt in de grond een bijzondere plaats in. Niet alleen dat het onder invloed staat van het organische leven in de grond, doch óók zuiver chemische krachten kunnen het phosphaation voor uitspoeling vrijwaren (vorming van moeilijk oplosbare zouten van phosphorzuur met calcium, ijzer of aluminium). Nitraat spoelt gemakkelijk uit; alleen de bacteriën en schimmels kunnen het door de plant niet opgenomen nitraat voor uitspoeling tijdelijk bewaren door vastlegging in de lichaamseiwitten.
Grond en plantengroei.
De grond moet de plant tot standplaats dienen, moet aan haar wortels voedingsstoffen, water en lucht verschaffen. Hiervoor moet de grond niet alleen in een goede voedingstoestand verkeren, doch óók moet er een juiste verhouding bestaan tussen de drie hierboven behandelde phasen, waaruit de grond is opgebouwd. In een, uit het oogpunt van plantengroei,,,ideale” grond zullen de vaste, vloeibare en gasvormige phase in een verhouding van 1 : 1 : 1 moeten voorkomen. Plantengroei wordt door de volgende bodemkundige groeifactoren bepaald:
a. de aanwezigheid van zuurstof en water, in de grond;
b. de mogelijkheid dat warmte in de grond kan doordringen;
c. de aanwezigheid van voldoende hoeveelheden opneembare voedingsstoffen.
De structuur van de grond
regelt geheel de eerste twee factoren. Onder structuur van de grond verstaat men de opbouw van de grond uit de verschillende onderdelen van de vaste phase, m.a.w.: de ligging der gronddeeltjes ten opzichte van elkaar. De structuur kan allereerst onderscheiden worden in de actuele en de intrinsieke structuur. De actuele structuur (de op een bepaald moment bestaande structuur) is een dynamisch begrip. Zij ondergaat voortdurend veranderingen, o.a. door grondbewerking, bemesting, plantengroei en klimatologische invloeden. De intrinsieke structuur is een meer statisch begrip; zij houdt verband met de typerende eigenschappen waardoor de ene grondsoort zich van de andere onderscheidt.
Men noemt de structuur goed, wanneer de ligging der deeltjes zodanig is dat de grond voldoende lucht en water kan bevatten, terwijl warmte tevens goed in de grond kan doordringen. De ruimte die er tussen de gronddeeltjes voor lucht en/of water overblijft noemt men poriënruimte of poriënvolume. De korrelstructuur, waarbij de bestanddelen van de vaste phase als afzonderlijke korrels compact aaneengesloten liggen, is zeer ongewenst. Bij kruimelstructuur zijn de bestanddelen van de vaste phase tot poreuze kruimels samengekit. De grond met kruimelstructuur heeft, in tegenstelling tot korrelstructuur, een groot poriënvolume hetgeen voor een goede plantenproductie zeer gewenst is. Aan het tot stand komen van een goede kruimelstructuur werken veel factoren mee zoals een juiste fractieverdeling van de minerale bestanddelen, de aanwezigheid van voldoende kalk- en andere zouten. Ook de hoeveelheid organische stof en de toestand waarin deze verkeert is van grote betekenis voor een goede structuur van de grond.
De door bacteriën en schimmels gevormde slijmstoffen en myceliumdraden kunnen de gronddeeltjes eveneens tot grotere poreuze aggregaten samenvoegen. De vorst oefent, door middel van het uiteenvriezen der gronddeeltjes, óók een invloed uit op de structuur. Ten slotte zullen mollen, wormen en de wortels van de geteelde gewassen eveneens tot een luchtige structuur van de grond bijdragen. Met grondbewerking verkrijgt men een goede verkruimeling van de bovengrond waardoor deze tevens poreuzer wordt. De hierbij ontstane structuur is echter in sterke mate onderhevig aan structuur bedervende invloeden. Zo zullen plasregens de kruimels, vooral op een onbegroeid veld, uiteenslaan tot korrels; de korrels worden door het in de grond doordringende water meegenomen en in nauwe poriën afgezet : de grond slempt dicht.
Het rijden met paard en wagen en werktuigen zijn óók factoren, die de structuur van een grond kunnen bederven. Bij het structuuronderzoek wordt o.m. gebruik gemaakt van de weerstand die de onderzochte grond kan bieden tegen de structuur bedervende werking van vallende waterdruppels.
De voedingstoestand
van de grond kan men regelen met bemesting. Voor het bepalen van de grootte van de mestgift zal men zich moeten baseren op de resultaten van het chemische grondonderzoek. Bij deze vorm van het grondonderzoek extraheert men de grond met een bepaald oplosmiddel, hetzij water of waterige oplossingen van zuren en/of zouten. In de aldus verkregen grondextracten kan men dan, volgens bepaalde analysemethodiek, de gehalten aan de belangrijkste plantenvoedende stoffen bepalen.
Uit het feit, dat er zovele methoden van grondonderzoek bestaan, moge afgeleid worden dat het uiterst moeilijk is om op een exacte basis de voedingstoestand van de grond te bepalen. Rondom de wortel (de rhizosfeer) heerst een hoge zuurheidsgraad (lage Ph). Men tracht nu bij de extractie van de grond de omstandigheden in de rhizosfeer te benaderen. Wanneer men als extractievloeistof een oplossing gebruikt waarmee men deze omstandigheden zo goed mogelijk benaderd meent te hebben, dan neemt men aan dat de hoeveelheden voedende stoffen die in dat bepaalde extract oplossen óók door de plantenwortels opgenomen kunnen worden. In Nederland bepaalt men in de grond een kaligetal of het kalipercentage, hetgeen aangeeft hoeveel kalium er in een verdunde zoutzuuroplossing uit de grond oplost; verder beoordeelt men de phosphaattoestand van de grond aan de hand van het phosphaatgetal (P-getal) — het in water oplosbare phosphaat — en P-citroen-cijfer, hetgeen aangeeft het in citroenzuur oplosbare phosphaat in de grond. Volgens een in Amerika ontwikkelde methodiek bepaalt men een reeks van plantenvoedende stoffen in een natriumacetaat-extract van de grond.
Volgens deze methode wordt óók in Nederland reeds grond onderzocht om iets over zijn voedingstoestand te weten te komen. De langs chemische weg bepaalde voedingstoestand moet beoordeeld worden in verband met andere grootheden van de grond, zoals zuurheidsgraad (PH) humusgehalte, kleigehalte en kalktoestand. Adviezen omtrent de gewenste bemesting, kwalitatief zowel als kwantitatief, worden gebaseerd op de resultaten van het grondonderzoek.
Braak
is het onbebouwd laten liggen van cultuurgrond gedurende een geheel jaar of een gedeelte daarvan, zodat van het verkrijgen van een oogst wordt afgezien. De braak over een geheel jaar heet volle braak. Deze methode van braken werd in vroeger tijden algemeen om de twee of drie jaar toegepast. Zij had ten doel de vruchtbaarheid van de grond weer op peil te brengen. De volle braak is te onderscheiden, in rustbraak (grond tijdens braak niet bewerkt) en zwarte braak (grond tijdens braak voortdurend bewerkt). Zwarte braak heeft een betere invloed op de grond dan rustbraak omdat de eerste methode de grond verrijkt aan stikstof en water en bovendien tot een betere structuur aanleiding geeft.
De volle braak wordt thans in de meeste landbouwgebieden niet meer toegepast. De dichtere bevolking en de economische toestanden laten het verliezen van een oogst niet meer toe; bovendien verloor de volle braak veel van haar betekenis met de ontwikkeling van betere cultuurmethoden en uitgebreide bemestingsmogelijkheden. De verschillende braakmethoden hebben thans alleen nog betekenis voor gronden die zeer moeilijk zijn te bewerken, vooral in gebieden met ongunstige klimaatomstandigheden en een korte groeiperiode voor de gewassen. In Nederland kennen wij in bepaalde gevallen de winterbraak; in Duitsland bestaat de zgn. Johannibrache, waarbij het in Juni vrijgekomen land voortdurend zwart gehouden wordt tot het volgende gewas wordt ingezaaid.
Grondbewerking
is de elk jaar weerkerende behandeling van de grond met gereedschappen, waarbij de grond in een andere toestand wordt gebracht dan waarin hij zich bevond vóór de behandeling. De grondbewerking heeft tot doel: het aan de plant verschaffen van een zo gunstig mogelijke standplaats met goede groeivoorwaarden; het in de grond brengen en door de grond mengen van meststoffen, oogstresten, etc. Grondbewerking moet dus zorgen voor een goede waterhuishouding, luchtvoorziening en warmte-aanvoer in de grond; bovendien worden door grondbewerkingen de in de grond aanwezige reserves aan voedingsstoffen voor de plant bereikbaar gemaakt. Op de grond uitgestrooide meststoffen (stalmest, compost, kalk en andere kunstmeststoffen) worden op de juiste diepte ondergewerkt of met de grond gemengd. Het hier omschreven doel van de grondbewerking kan niet verwezenlijkt worden met één handeling; een groot aantal bewerkingen met verschillende gereedschappen en/of werktuigen is noodzakelijk. Verschillende hiervan zijn: ploegen, spitten, eggen, harken, cultiveren. Deze handelingen maken de grond losser, keren en verkruimelen de cultuurgrond tot een goed zaaibed.
Door te eggen kan men bovendien de uitstoeling van de granen bevorderen. Slepen en rollen effenen de grond na het eggen of cultiveren — de grond wordt min of meer samengedrukt. Een frais is een werktuig, dat tegelijkertijd ploegt (spit) en egt (harkt). Hakken en schoffelen gaan een te grote verdamping van de grond tegen, terwijl met deze bewerkingen tevens onkruiden bestreden kunnen worden. Aanaarden heeft tot doel de planten, door middel van het brengen van grond rondom de plant, tot vergrote wortelontwikkeling te brengen.
Grondmechanica
is de leer van het evenwicht en de vervorming van grond massa's. De toepassingen hebben betrekking op natuurlijke grond massa's zelf en in samenhang met verschillende daarmede in aanraking komende constructies, zoals fundamenten, grondkeringen en palen. In Nederland vormt de grondmechanica een onontbeerlijk hulpmiddel voor de civiel-ingenieur, vnl. als gevolg van de zeer ongunstige bodemgesteldheid, die zich vooral in het Westen tot grote diepte voortzet. De ongunstige mechanische eigenschappen leiden tot het verschijnsel der zeer lang voortdurende zettingen van bouwwerken, waarvan de fundamenten zich op betrekkelijk geringe diepten bevinden. De zettingen van een bouwwerk kunnen vooraf worden berekend met behulp van de gegevens, verkregen uit een onderzoek in het laboratorium op zgn. ongeroerde grondmonsters (samendrukkingsproef). Ontoelaatbaar grote of ongelijke zettingen kunnen worden vermeden door toepassing van
paalfunderingen. De benodigde lengte en de toelaatbare belasting van deze palen kunnen vooraf worden bepaald met behulp van de methode van sonderen.
Gevallen van evenwicht (stabiliteit van grondconstructies, zoals dijken en dammen) kunnen eveneens worden onderzocht met behulp van de vooraf bepaalde weerstand tegen verschuiving der betrokken grondlagen (schuifproef, celproef).
Het eerste standaardwerk van prof. dr K. von Terzaghi: „Erdbaumechanik auf Bodenphysikalischer Grundlage” verscheen in 1925. De ontwikkeling in Nederland is in hoofdzaak te danken aan het baanbrekend werk van prof. ir A. S. Keverling Buisman: „Grondmechanica” (1940). Het grondmechanisch onderzoek geschiedt in hoofdzaak door het Laboratorium voor Grondmechanica te Delft, een afdeling van de Stichting Waterbouwkundig Laboratorium (1934).
Ir. E. C. W. A. GEUZE
Grondsoorten
vertonen verschillen ten gevolge van vier oorzaken:
1. de oorspronkelijke samenstelling van het gesteente, dat verweert;
2. de klimatologische toestanden, waaronder de verwering plaatsgrijpt:
3. het transport en de sedimentatie van de verweringsgrond;
4. de inwerking der organismen (bacteriën, plantenwortels en dieren) op de grond.
Uit gekristalliseerde stoffen ontstaan in de grond colloïden, waardoor planten de voedingsstoffen uit de grond kunnen opnemen. Temperatuur en regenval beheersen een belangrijk gedeelte van het proces der grondvorming. Lang heeft daarom het begrip regenfactor in de grondkunde (= pedologie) ingevoerd, waaronder men verstaat: de regenhoeveelheid in mm gedeeld door de temperatuur in graden Celsius. Is de regenfactor klein, dan is het klimaat droog of aride, is hij groot, dan heet het klimaat vochtig of humide. In verband hiermede heeft Lang de grondsoorten volgens de regenfactor gerangschikt. Aride grondsoorten zijn: zand, löss (stofgrond) en zouthoudende grond. De grens tussen aride en humide grondsoorten plaatst Lang bij een regenfactor = 40.
Humide grondsoorten bezitten een hogere regenfactor. Tussen een regenfactor 40 en 60 ontstaan gele en rode grondsoorten, o.a. terra rossa en lateriet, tussen 60 en 160 zwarte grondsoorten (tschernoseem der Russen) en bruine grondsoorten, boven 160 humus en bleekaarden (podsol der Russen). In dit schema is geen rekening gehouden met transport en sedimentatie van grond; het is een schema der afhankelijkheid van de verwering van het klimaat en geldt als zodanig slechts in grote trekken. In Nederland is zand gedeeltelijk door rivieren (fluviatiel), gedeeltelijk door gletsjers en stromend water (fluvio-glaciaal) aangevoerd. Ons zand bestaat in hoofdzaak uit kwartskorrels (Si02). Klei bestaat uit veel kleinere korrels en bevat naast de typische kleimineralen ook colloïdale delen. Scheikundig is het rijk aan Al203. Rivierklei bevat geen of zoetwaterfossielen, zeeklei bevat marine fossielen. Mergel is een grondsoort, waarin klei en kalk (CaC03) fijn vermengd voorkomen. Humus is uit planten ontstaan, maar bevat overigens zandige en kleiachtige bestanddelen. Kalksteen verweert tot kalkgrond en komt slechts als verweringsgrond, niet als getransporteerd sediment voor, omdat zij bij het transport door water oplost.
PROF. DR B. G. ESCHER
Grondtemperatuur
De zonnewarmte, die door de atmosfeer wordt doorgelaten, wordt grotendeels door de buitenste aardlaag geabsorbeerd, zodat deze in de loop van een zomerdag een vrij hoge temperatuur bereikt. Van hier plant zich de warmte verder in de diepte voort, ’s Nachts verliest omgekeerd het aardoppervlak door uitstraling meer warmte dan het uit de atmosfeer ontvangt en, wanneer het beneden de middelwaarde is afgekoeld, ontvangt het weer warmte uit de diepere lagen. De buitenste aardlagen vertonen dus, evenals het aardoppervlak, zowel dagelijks als jaarlijks, een periodieke wisseling in haar temperatuur, waarvan de amplitude echter sterk met de diepte afneemt, terwijl zij bovendien in haar gang een belangrijke vertraging t.o.v. het oppervlak vertonen. Op 1 m diepte is deze vertraging voor de jaarlijkse gang ca 1 maand, op 3 m diepte 2 maanden, terwijl de amplitude dan is afgenomen resp. tot 0,6 en 0,2 van die aan het oppervlak. De dagelijkse warmtegolf dringt niet tot 1 m diepte door, de jaarlijkse is echter op 10 m nog bemerkbaar; op nog grotere diepte neemt de gemiddelde temperatuur ca met 1 gr. C. per 30 m toe, in verband met nog niet in alle opzichten bekende processen in de aardkorst.
Overigens is ook reeds op minder dan 1 m diepte in Nederland de gemiddelde grondtemperatuur ca 1 gr hoger dan de luchttemperatuur op 2 m hoogte. In het voorjaar wordt de grond op geringe diepte gemiddeld veel warmer dan de lucht, en wel verwarmt zich lichte grond sneller dan zware.
Voor de waarneming van de grondtemperatuur gebruikt men veelal thermometers met grote reservoirs in kokers, die opgetrokken worden om te worden afgelezen en zo traag zijn, dat zij tijdens deze bewerking niet veranderen van stand. In Nederland zijn thermometers met zeer lange capillaire steel in gebruik, zodat hun schaal boven de grond afgelezen kan worden, terwijl maatregelen zijn genomen, om alle warmtegeleiding langs de steel te voorkomen.
Op de figuur ziet men, hoe gedurende de strenge winter van 1929 de grondtemperatuur (II) op 25 cm diepte betrekkelijk onverschillig was voor de grote fluctuaties aan het oppervlak (I), hoewel op andere tijden de grondtemperatuur met de besproken vertraging en verkleining de schommelingen aan het oppervlak volgt. Dit wordt verklaard door de ijsvorming in de bodem, die de warmtestroom als het ware blokkeert, omdat alle aan de bodem onttrokken of toegevoerde warmte voor vorming of smelting van ijs dient.
Lit.: G. Braak, Med. en Verh. K.N.M.I.47, 1943 en 33 (1930); L. D. Baver, Soil Physics (New York 1940); P. K.
Peerlkamp, Med. L. H. S. 47, Verh. 3 (1944).
Grondverbetering
(ook wel melioratie genaamd) omvat alle handelingen, die men verricht om in de grond bepaalde tekortkomingen die zijn productievermogen ongunstig beïnvloeden, voor langere of kortere tijd op te heffen. Te natte gronden worden ontwaterd, te droge worden door bevloeiing of beregening verbeterd; het productievermogen van veengronden kan door bezanden verbeterd worden. Komen er onder de bouwvoor grondlagen voor die storend zijn voor een goede watervoorziening van de gewassen, dan kan herontginning verbetering brengen. De storende laag wordt verbroken, naar boven gebracht of geheel verwijderd. Bij de meeste vormen van grondverbetering speelt de regeling van de waterhuishouding van de grond een grote rol. Wanneer echter grote hoeveelheden plantenvoedende stoffen of structuur verbeterende materialen aan de grond toegevoegd moeten worden, spreekt men eveneens van grondverbetering. Gedacht wordt hierbij aan grote hoeveelheden kalk op een in ernstige mate verzuurde grond; grote hoeveelheden compost op een grond met zeer slechte structuur; verbetering van kali-fixerende gronden met behulp van zeer grote kali-giften.
DR J. TEMME
In de waterbouwkunde noemt men „grondverbetering” de vervanging van slappe grondlagen door vaster materiaal, in de regel zand. Zij geschiedt door het doorzakken van het aangevoerde zand door de slappe lagen, die daardoor zijdelings weggeperst worden en omhoog komen; de opgerezen grond wordt weggevoerd. Om het doorzakken te bevorderen, wordt vooraf door het graven van een sleuf de samenhangende bovenlaag verwijderd. Meer afdoende is het de slappe massa volledig door baggeren te verwijderen; het daarna aangevoerde zand komt dan spoediger tot rust (z aardebaan).
Grondvervoer
heeft plaats in droge toestand of met toevoeging van water (zgn. geperst of gespoten). Het vervoer in droge toestand geschiedt:
a. Te land: met polderkrui- of schuierwagens, handkarren, kipkarren, bakwagens of vrachtauto’s. Voor vervoer op korte afstand maakt men ook gebruik van bulldozers en angledoze.rs (z graafwerktuigen). Ten slotte gebruikt men ook wel een transportband,
b. Te water: met daartoe speciaal gebouwde vaartuigen, zgn. bakken of grondbakken en hoppers. Bakken worden gesleept, hoppers hebben eigen voortstuwing. Bij het lossen van deze vaartuigen maakt men veelal gebruik van een bakkenzuiger of persmolen; de grond wordt dan, onder toevoeging van een aanzienlijke hoeveelheid water opgezogen en kan dan tot op grote afstand door buizen weggeperst worden.
