Analys av mullhalt och jordart - förenklad metod (använd under åren 1975 till 2004)

Författare (huvudsakligen) av avsnittet 'Bakgrund': Lars-Gunnar Nilsson, Inst. för Markvetenskap, SLU (från ett PM skrivet 1975-07-09)

Bakgrund

Inom fältförsöksverksamheten på på växtodlings- och växtnäringsområdet utfördes fram till 1975 ofta endast en orienterande jordartsbeskrivning baserad på en subjektiv bedömning av erfaren personal vid Provcentralen. Man bedömde dock att man borde övergå till en objektiv jordartsbedömning. Att göra en fullständig skiktning/sedimenterring skulle naturligtvis ge den bästa jordartsbestämningen men metoden är dyr och tidskrävande. Man utvecklade därför en förenklad metod som sedan användes fram till och med skördeåret 2004 utav Provcentralen/SLU (laboratoriet nedlagt 2005). Denna förenklade metod kallas nedan även för "Orienterande jordartsbeskrivning". Den förenklade metoden byggde på en studie utförd 1976 på 660 olika jordar av intendent Sören Kälvesten vid SLU. Han gjorde en omfattande jämförelse mellan denna metod och den traditionella bestämningen av fina jordarter genom sedimentering. Det visade sig att man kunde nöja sig med att bestämma de grövre fraktionerna och indirekt beräkna finmo-mjäla-ler-halter utifrån hygroskopicitet och grövre fraktioner. Man fick god överensstämmelse med sedimenteringsmetoden (korrelationskoefficient R=0,95).

Uppdelningen av mineralsubstansen i de tre angivna fraktionerna kan lätt åstadkommas med den förenklade texturanalysen som därför lämpar sig väl för rutinanalyser. Anledningen till valet av gränsen mellan grovmo och finmo - partikelstorleken 0.06 mm - är att den utgör ett gränsvärde för separation genom siktning. Någon enkel analysmetod för en fullständig uppdelning av mineralsubstansen enligt den Atterbergska korngruppsskalan i ler, mjäla, mo och sand syns inte föreligga. Man försökte ta fram enkla metoder för att särskilja fraktionerna mo och mjäla men lyckades ej.

Att lägga en gräns mellan finmo och grovmo är ur fysikalisk synpunkt väl motiverat eftersom många texturbetingade egenskaper ändras markant vid denna kornstorleksgräns. Denna gräns är också mycket använd i andra länder. Geotekniker i Norden har också accepterat denna klassgräns och infört begreppet 'silt' för fraktionerna 0.002-0.06 mm. Fraktionsgränserna för ler, 'silt' (finmo) och sand ansluter sig också till den internationella s.k. texturtriangeln.

Den förenklade redovisar ej separat halterna av de fyra grupperna ler, mjäla, mo och sand. Istället för finmo till mjäla-fraktionen och grovmo till sandfraktionen. Förenklad analys ger normalt tillräcklig information för växtodlings- och växtnäringsförsök. Ur växtnäringssynpunkt är de kemiskt och biologiskt aktiva komponenterna mull och ler de mest betydelsefulla och dessa parametrar bestäms med stor noggrannhet i den förenklade metoden. Metoden bör även ge ett acceptabelt underlag i fysikaliska sammanhang, t.ex. för praktisk jordbearbetning. I de fall man dock vill ha en fullständig bestämning får gängse skitnings/slamningsmetoder användas.

I den förenklade metoden görs ingen bestämning av huruvida jorden är av sedimenterings- eller moräntyp. Denna uppgift bedöms subjektivt i första hand av den som tar jordproverna i fält eller i andra hand av den som tar emot det obehandlade provet. I den förenklade metoden ingår finmo-fraktionen i det som benämns mjäla. Egentligen kunde man överväga att kalla fraktionen finmo+mjäla för 'silt' enligt internationell nomenklatur. Dock är begreppet mjäla och dess brukningsegenskaper väl inarbetat i praktiskt jordbruk.

Mullhalten bestäms i den förenklade metoden genom glödgningsförlust och ej som organiskt kol. Man har dock en mycket god korrelation mellan dessa två bestämningsmetoder. Noteras bör att man ofta behöver tillgripa speciella analysmetoder för att säkert bestämma förändringar av mullhalter i långliggande försök.

Förenklad jordartsbestämning vid Provcentralen - metodbeskrivning

Provpreparering:
Inkommande prov torkas i torkskåp vid en temperatur av 30°C. Efter färdigtorkning (tidsåtgång, beroende på vattenhalt vid insändning från 1-2 dagar till 1 vecka) mals hela provet på en jordkvarn med 2 mm sikt. Två delprover á 25-40 gram uttages och överföres till tarerade aluminiumformar (bottenyta 80x45 mm): Det ena delprovet används för mull- och lerhaltsbestämning, det andra för analys av övriga jordartsfraktioner.

Mull- och lerhaltsbestämning:
Proverna förvaras i minst 1 dygn i 50°C, innan mull- och lerhaltsbestämning. Därefter förvaras delproven i ett klimatskåp av märket Fison i 4 dygn vid 20°C och en relativ luftfuktighet på 50%. Vid uttagningen vägs delproven omedelbart och torkas därefter vid 105±2°C i minst 4 timmar. Utvägningen för torrsubstansbestämning sker direkt i samband med uttagningen från torkskåpet. Glödgningsförlusten bestäms genom upphettning i ugn under minst 3 timmar till 500°C och därefter sker en utvägning.

Bestämning av fraktionen grovmo + sand:
Delproven torkas i torkskåp vid en temperatur av 105±2°C i minst 4 timmar. Vägning sker efter uttagning så snart formarna är hanterbara. Delproven överförs kvantitativt till en 1 liters plastburk med hjälp av sköljning med destillerat vatten (10-20 ml). ytterligare 500 ml destillerat vatten tillsätts. Dispergeringsmedel (10% Na4P2O7 · 10 H20) tillsätts i en mängd av halva antalet ml mot jordvikten (torrsubstansen, ts) i gram (T. ex. motsvarar jordvikten 31.8 g ts av 16 ml dispergeringsmedel) omedelbart för dispergering i eldriven dispergeringsapparat. Delproven dispergeras under 10 minuter varefter det överförs kvantitativt till en skaksiktsapparat. I skaksiktsapparaten våtsiktas delproven genom en 0.06 mm sikt i 4 minuter under kranvattentillsats. Kvanititativt överförs de kvarblivna sand+grovmopartiklarna med hjälp av vattensköljning till den ursprungliga formen igen. Delproven indunstas i torkskåp (105°C). De upphettas sedan under lufttillträde till 500°C. Med använd apparatur sker detta så att under 90 minuter får temperaturen stiga till ca 400°C varefter vändning och omplacering av provbrickor sker (efter glödgning får proverna stå och svalna i rumstemperatur minst 30 minuter). Temperaturen stiger sedan till 500°C under ytterligare 90 minuter. Efter uttagning vägs delproverna så snart formarna är hanterbara, efter högst 1 minuts avsvalningstid .

Bestämning av pH:
10 gram jord vägs upp och skakas med 25 ml vatten. Blandningen får sedan stå i minst 12 timmar innan bestämningen av pH-värdet görs.

Beräkningar - bakgrund:
Den förenklade metoden bygger på en studie utförd 1976 på 660 olika jordar av intendent Sören Kälvesten. Han gjorde en omfattande jämförelse mellan denna metod och den traditionella bestämningen av fina jordarter genom sedimentering. Arbetet resulterade i framtagande av regressionssamband där de konstanter som ingår i formlerna nedan kunde bestämmas med en korrelationskoefficient på R=0,95. Eftersom konstanterna bygger på ett statistiskt material händer det i några få fall att framräknade analysvärden blir orimliga. Detta pris får man betala i den förenklade metoden, för att slippa göra analys med den mer arbetskrävande sedimenteringsmetoden. Speciellt intresserade kan erhålla Kälvestens studie från Provcentralen, SLU Box 7040, 750 07 Uppsala.

• Hyg = 100 * (Kli - Tor) / Tor
• Glf = 100 * (Tor - Ugn) / Tor
• TS=100*Sku/Tor
• Ler = (Hyg - 0.37682 - 0.116*Glf - 0.00057*Glf*Glf) / (0.03768 + 0.00138*Glf)
• Km = (-0.5*(1.122-Ler*0.00064)) / 0.00062
• Mull = Km + (Km*Km-(0.39711+Ler*0.04231-Ler*Ler*0.00008-Glf) / 0.00062) ^{0.5 :}Om rotutryck<0 sätts Mull=0
• Ks = (-0.5*(0.50962-Ler*0.00442)) / 0.00575 : Om Ks<0 sätts Ks=0
• SaGmo = Ks + (Ks*Ks-(7.68635+Ler*2.40541-Ler*Ler*0.01567-TS) / 0.00575) ^0.5:Om rotuttyck<0 sätts SaGmo=0 
• FmoMj = 100 - Mull - Ler - SaGmo
• Om Ler>100 sätts Ler=100 och FmoMj=0 och SaGmo=0 och Mull=0

Eftersom jordartsfraktionerna skall baseras på jordens mineraldel (exkl. mullen), låter man till sist summan av Ler+SaGmo+FmoMj vara 100% och räknar om alla andelarna.

OBS! Den verkliga Sand+Grovmo fraktionen bestäms i % som 100 * (Fraktion kvar på sikt) / (Totalt siktad provmängd). I standardberäkningen redovisas inte denna verkliga %-andel utan istället beräknas denna fraktion enligt regressions-formeln ovan. 

Justering för negativa värden, jordartsfraktioner i % av torrsubstansen: Beroende på att beräkningarna grundar sig på regressionssamband kan ibland någon jordartsfraktion bli negativ. Då sätts andelen av denna jordfraktion först till 0. I detta fall blir jordartsfraktionerna beräknade på jordens torrsubstans inklusive mullen (glödförlusten).

Upprättad 2005-12-12 av Torbjörn Leuchovius / FältForsk