De bodem is de bovenste laag van het aardoppervlakte en waarvan planten afhankelijk zijn m.b.t water en voedingsstoffen.Vegetatie, neerslag en temperatuur zijn belangrijke determinanten van het soort en de kwaliteit van de bodem. Water zorgt voor inspoeling van mineralen en temperatuur bepaalt de snelheid van de decompositie van organisch materiaal. Hoe koeler het klimaat, hoe langzamer deze decompositie gaat. Tenslotte is tijd heel belangrijk; bodemvorming duurt immers lang.
De bodem bestaat uit zowel organisch als mineraal materiaal, afkomstig
van gesteente en planten. Het organisch materiaal in de bodem, humus, bestaat
uit erg kleine deeltjes die door water makkelijk de verder bodem worden ingespoeld.
Als er veel humus in de bodem zit zorgt dit voor een bruin-zwarte kleur. Verder
zit er ook water en lucht in de bodem. De kenmerken van een bodem ontwikkelen
zich gedurende een lange tijd onder invloed van de bodemvormende processen. Bij
elkaar genomen heten deze chemische en fysische processen verwering. De
minerale deeltjes in de bodem (het moedermateriaal) is vaak afkomstig
uit de onderliggen bedrock. Op deze bedrock heeft zich door verwering in de
loop der tijd een laag regoliet gevormd, waarop uiteindelijk een bodem kan
ontstaan.
Elke bodemsoort heeft een eigen kleur en textuur
(korrelgrootteverdeling) Van groot naar klein zijn er zand, zilt, klei en colloïden.
Hoe fijner de textuur (en hoe kleiner de ruimte tussen de korrels), hoe hoger
de capaciteit van de bodem om water vast te houden. De negatief geladen
colloïden (en kleine kleideeltjes) kunnen positieve ionen (waaronder
nutriënten) aan zich te binden. Deze nutriënten of basische kationen
omvatten o.a kalk en magnesium en zijn noodzakelijk voor plantengroei.
Daarnaast zijn er ook zure kationen (waterstof en aluminium) welke juist niet
goed zijn voor planten; ook deze ionen worden door colloïden vast gehouden. De
mate waarin de bodem basische of zure kationen kan vasthouden bepaalde pH-waarde
en daarmee de vruchtbaarheid van de bodem.
Met bodemstructuur wordt de mate waarin de bodemdeeltjes
‘gegroepeerd’ zijn bedoeld. Hoe losser de bodem, hoe makkelijker te verbouwen.
Kleimineralen en ijzersesquioxiden zijn een voorbeeld van secundaire mineralen
(ontstaan door chemische verwering) welke voor een groot deel de
vruchtbaarheid van een bodem bepalen (door mogelijkheid om nutriënten vast te
houden).
Water dat op de bodem valt, kan er vanaf vloeien of er in trekken.
Ingetrokken water kan door planten gebruikt worden of uitspoelen naar het
grondwater. Textuur en structuur van een bodem bepalen de water storage
capacity (opslagcapaciteit).
De bodemwaterbalans geeft aan hoeveel water er op een bepaald moment in bepaalde bodem aanwezig is, en wordt bepaald door neerslag, verlies en de opslagcapaciteit van die bodem. Planten gebruiken water bij de groei d.m.v. evapotranspiratie. De potentiële evapotranspiratie geeft aan hoeveel water planten nodig zouden hebben om optimaal te groeien. De eigenlijke evapotranspiratie geeft aan hoeveel water op een bepaald moment daadwerkelijk gebruikt wordt. Het verschil tussen water need en watergebruik is het bodemwatertekort. Bij bodemwatertekorten in landbouwgebieden is irrigatie noodzakelijk.
Bodemvorming
De meeste bodems hebben een aantal horizonten, welke ontstaan zijn als het gevolg van de interactie tussen tijd, klimaat, organismen en reliëf. Horizonten ontwikkelen zich meestal door de selectieve accumulatie of onttrekking van bepaalde ionen, colloïden en mineralen als gevolg van doorsijpelend water. Een dwarsdoorsnede van een bodem, een bodemprofiel, laat meestal verschillende horizonten zien. De A-horizont is de bovenste laag welke meestal rijk is aan humus en waarin veel plantwortels en kleine diertjes leven. Daaronder ligt de E-horizont of uitspoelingshorizont. De onderste laag is de B-horizont of inspoelingshorizont waarin organische en minerale deeltjes uit de A en E horizont accumuleren.
Er zijn 4 soorten van bodemvormende processen:
1)Bodemverrijking; als er materiaal aan de bodem wordt
toegevoegd door b.v. sedimentatie
2)Materiaalverwijdering; als materiaal verwijdert door erosie of
oplost en wegsijpelt met het water.
3)Translocatie; horizontale materiaalverplaatsing door
inspoeling (eluviatie) en uitspoeling (illuviatie)
translocatie kan er ook voor dat bepaalde mineralen uiteindelijk
helemaal uit de bodem verdwijnen; (v.b. decalcificatie) of door
evaporatie juist accumuleren (v.b. verzilting)
4)Materiaaltransformatie: Zoals het omzetten van primaire in
secundaire mineralen.
Verder kan de temperatuur van de bodem het decompositieproces van
organisch materiaal versnellen of afremmen en de intensiviteit van chemische
verwering beïnvloeden. Reliëf bepaalt de snelheid van de erosie en dus de aard
van de bodem. Dierlijk leven in de bodem kan de textuur van een grond
beïnvloeden en de mens kan de zowel de structuur als de samenstelling en
vruchtbaarheid van een bodem veranderen.
Het CSCS-systeem is een classificatiecode waarmee alle bodems ter
wereld ingedeeld kunnen worden in 3 hoofdgroepen en 10 orders. De
indeling geschied aan de hand van een 2 horizonten; de epipedon en de SubSurface
Horizon (SSH).
*GROEP 1: Bodems met duidelijke horizonten en verweerde
mineralen gevormd o.i.v tijd en klimaat.
1)
Oxisols: Hele oude, sterk verweerde bodems die voorkomen in de gebieden van
lage breedten. Sterk geoxideerde SSH (oxic) en weinig vruchtbaar (kleine CEC)
Het equatoriale (1) en nat-droge tropische klimaat (3) met bijbehorende
regenwoudvegetatie wordt geassocieerd met deze bodem.
2)
Ultisols Komen voor in gebieden in tropische gebieden met een droge tijd
(savanne). Klei accumulatie in de SSH (argillic). Weinig vruchtbaar.
Geassocieerd met klimaat (2)> passaat en moesson kustklimaat en (3) Oxisols
en Ultisols werden gebruikt voor shifting cultivation.
3)
Vertisols: Donkere, zeer kleiige bodem. Deze bodem zwelt sterk als hij in
contact komt met water en scheurt bij uitdroging. Het zijn zeer vruchtbare
bodems, die echter moeilijk te bebouwen zijn. Geassocieerd met tropische en
subtropische klimaten met een sterk droog seizoen; dry-tropical steppe klimaat
(4) en (3).
4)
Alfisols: Hebben een horizont met kleiaccumulatie (argillic) veroorzaakt door
inspoeling. Kleideeltjes hebben (i.t.t Ultisols) een hoge CEC zijn vruchtbaar. Alfisols komen over de hele
wereld voor. In het boreale bos (Boralf), in de middenbreedten (Udalf) in het
mediterrane klimaat (7) (Xeralf) en in warmere gebieden (Ustalf).
5)
Spodosols: Een onvruchtbare (spodic) B-horizont waarin veel materiaal uit E is
geaccumuleerd. De E-horizont is intensief uitgespoeld en grijzig (albic).
Spodosols hebben weinig kalk en zijn zodoende zeer zuur. Voor landbouw is
kunstmest nodig. Deze bodem heeft zicht ontwikkeld in het Boreale naaldbos;
klimaat (11)
6)
Mollisols: Hebben een dikke bruine
epipedon (mollic), een losse structuur en zijn zeer vruchtbaar. Oorspronkelijke
waren dit graslandgronden, maar nu zijn ze bijna allemaal omgezet in
graanvelden. Mollisols in de koude klimaten heten Borolls; in vochtigere
klimaten Udolls, en de dry-midlatitude klimaat (9) Ustolls.
7)
Aridisols: Woestijnbodems. Er is weinig
humus, door ontbreken van veel planten. Hebben vaak een SSH waarin zout of kalk
geaccumuleerd is. Aridisols worden geassocieerd met het droog-tropische (4),
droog subtropische (5) en droog-midlatitude klimaat.
*GROEP 2: Bodems met extreem veel
organisch materiaal (en vochtige omstandigheden)
8)
Histosols: een dikke laag organische materiaal; veenbodems.
*GROEP 3: Bodems met geen of weinig ontwikkelde horizonten.
9)
Entisols: Bodems zonder horizonten.
10)
Inceptisols: Bodems met een zwakke horizontontwikkeling. Het
zijn vaak jonge bodems. Ze komen vaak voor op vloedvlaktes en in de toendra
(CryAquEpts)