Porvolym och porstorleksfördelning
När marken packas påverkas praktiskt taget alla egenskaper och processer i marken, fysikaliska såväl som kemiska och biologiska i större eller mindre utsträckning. Därmed påverkas också många för grödorna viktiga tillväxtfaktorer. Primärt förändras sådana grundläggande markegenskaper som porvolym och porstorleksfördelning, det grova porsystemets kontinuitet och jordens hållfasthet. Dessa förändringar i sin tur påverkar rötternas tillväxt och funktion samt lagringen och transporten av vatten, luft och värme i jorden.Packning innebär att ett visst jordelements totala volym eller ett visst jordlagers totala djup minskar. Den fasta substansens volym förblir emellertid of örändrad, och därför är det endast porernas volym som minskar. Alla porstorleksklasser påverkas dock inte lika mycket. Minskningen drabbar främst de grova porerna, såsom maskkanaler och gamla rotkanaler samt grövre sprickor och håligheter mellan kokor och aggregat. Detta kan visas bl.a. genom att man bestämmer jordens vattenhållande egenskaper. Ju grövre en por är desto lättare töms den på vatten vid dränering f ör att i stället fyllas med luft. Ju högre undertryck man utsätter porvattnet i jorden för (ju kraftigare dräneringen är), desto finare porer töms
därför på vatten. Genom att mäta hur mycket vatten som dräneras bort vid en serie olika undertryck kan man bestämma porstorleksfördelningen. Fig. 18 visar porstorleksfördelningen efter olika stark packning av en lerjord. Porer med en diameter >30 :m (0.03 mm) försvann successivt ju mer jorden packades.
Hur påverkas volymförhållanden och porstorlekar i en jord av packning och luckring?Figuren nedan är en principbild, som visar hur den totala volymen av ett visst jordlager, t.ex. det plöjda lagret, påverkas av packning och luckring. Vidare visas hur de parametrar som brukar användas för att karakterisera volymförhållandena påverkas och hänger samman samt hur olika porstorleksklasser brukar påverkas av packningen och luckringen. (Efter Håkansson m.fl., 1988).
Lagret ifråga innehåller en konstant mängd fast substans. Om det hade varit porfritt, d.v.s. porositeten (n) varit 0 och materialiteten (m) varit 100, skulle dess djup (H) varit Hs, dess specifika volym (v) varit 1, dess portal (e) varit 0 och dess skrymdensitet (Dt) varit Dm. (Dessa termer definieras i faktaruta 5.) Ingen jord har emellertid porositeten 0, då skulle den ju vara fast berg. Lagrets verkliga djup är därför större och varierar med packningstillståndet. Den heldragna kurvan visar sambandet mellan det aktuella lagerdjupet och de övriga parametrarna. Det ofärgade områ det under kurvan visar andelen porer.
För en och samma jord är bara ett begränsat avsnitt av kurvan aktuellt. Ett exempel ges för en mineraljord med relativt låg porositet. För denna jord antas lagerdjupet under fältförhållanden kunna variera mellan H1 = 2,5 Hs, när jorden är genomluckrad, och H2 = 1,67 Hs, när den är starkt packad (porositeten varierar mellan 60 % och 40 %). För andra jordar kan andra avsnitt av kurvan vara aktuella. För grövre mor änjordar och sandjordar ligger det aktuella avsnittet i regel ungefär i enlighet med exemplet, d.v.s dessa jordar har låg porositet och låg specifik volym. För lerjordar ligger det aktuella avsnittet något högre och för organogena jordar mycket högre, ibland t.o.m ovanför det i figuren visade intervallet.
Området under de streckade kurvorna w1, w2 och w3 visar hur stor del av det totala porutrymmet i den i exemplet visade jorden som är fyllt med vatten vid tre vattenbindande tryck. 1 är ett lågt vattenbindande tryck (<100 hPa, d.v.s. under 1 m vattenpelare eller under normal dräneringsjämvikt), 2 ett medelhögt tryck (ca 200 hPa) och 3 ett högt tryck (ca 1,5 MPa, d.v.s omkring vissningsgränsen). Resten av porutrymmet är luftfyllt. Packningstillståndet påverkar de vattenhållande egenskaperna på likartat sätt i flertalet jordar. Det är sålunda främst de grövsta porernas volym som minskar när en jord packas i fält och som ökar när den luckras. Volymen av de porer som är vattenfyllda (d.v.s. vattenhalten i vikts%) vid ett vattenbindande tryck av ca 200 hPa eller högre förändras endast obetydligt när en jord packas eller luckras. Detta var underförstått bl.a. i diagrammet i Fig. 10.
Infiltrationshastighet i ett mångårigt packningsförsök på mycket styv lera. I två försöksled hade fält arbetena under 20 års tid ut förts med traktor med enkla respektive dubbelmonterade bakhjul. I ett tredje led hade inga traktorer använts, utan redskapen hade vinschats över försöksrutorna. (Efter Håkansson m.fl., 1985.)
Volymerna av fast material och porer av olika storlek i jordprover från en lerjord, som utsatts för en serie olika tryck från 0 upp till 800 kPa. Samtliga prover hade från början en volym av 100 cm3. (Från Eriksson m.fl., 1974).
Vid kraftig packning minskade även de finare porernas volym något. Även omvänt gäller att när man luckrar en jord och dess volym ökar, så är det främst det grova porsystemets volym som ökar (faktaruta 8).
