תוֹכֶן
חלקיקים קטנים של חימר, חצץ, חול או סחף נקראים קולואידים. צמחים סופחים את חומרי המזון שלהם ממינרלים המומסים במים ובאדמה. חומרים מזינים בעלי מטענים מיונים חיוביים, או מולקולות המכונות "קטיונים", נמשכים למשטח המטען השלילי של הקולואידים. כמות וגודל הקולואידים בקרקע קובעים את יכולתם למשוך ולתחזק חומרים מזינים לצמחים.
בסיסי
חומרים מזינים הטעונים בקטיונים חיוביים, המחפשים מצב חשמלי ניטרלי, נצמדים או נצמדים למשטחים קולואידים שליליים. צמחים זקוקים הן לחומרים המזינים הנספגים מפני השטח הקולואידים והן לאוויר ולמים בחללים סביבם.
שטח הפנים של קולואידים גדולים ורופפים קטן מזה של קולואידים קטנים שנצברו קרוב מאוד זה לזה. בחול מחוספס מאוד יש 90 קולואידים או חלקיקים לגרם; למחוספס יש 720; בחול הממוצע יש 5,700; הקנס 46,000; 722,000 הדקים מאוד; בבוצה יש 5,780,000 ובחימר יש 90,300,000. 450 גרם של חול מחוספס משטח פי 1,000 פחות מ -450 גרם חימר. חברת Biogrow האמריקאית מעריכה כי שכבת חרסית בעומק 15 ס"מ המשתרעת על 4,050 מ"ר כוללת שטח פנים השווה ל 285,000 קמ"ר, כמעט בגודל של מדינת ריו גרנדה דו סול.
פוריות הקרקע
פוריות הקרקע נמדדת על פי יכולת החלפת הקטיונים שלה (CTC), כלומר יכולתם של קטיונים להיצמד למשטח הקולואידים. בקרקעות פוריות יש שיעורי CTC גבוהים; לעניים יש CTC נמוך. סידן, מגנזיום, אשלגן ונתרן הם בין הקטיונים הנפוצים בקרקע. גשם וחום עלולים לזהם חומרים מזינים אלה בקרקעות טרופיות וסובטרופיות, ולהגביר את החומציות ולהפחית את הפוריות.
תכונות קרקע
ככל שקטיונים חיוביים נמשכים למשטח הקולואיד השלילי, ככל ששטח הפנים הקולואידי של הקרקע גדול יותר, כך הוא ידבק יותר. החול, שיש בו פחות קולואידים גדולים יותר, הוא רופף וקל לעיבוד. חימר, בעל מספר רב של קולואידים קטנים יותר, צפוף וקשה יותר לתחזוקה.
מים ואוויר
מים, הנושאים את חומרי המזון להם זקוקים הצמחים לצורך צמיחה, יוצרים שכבה דקה על פני חלקיקי אדמה. ככל ששטח הפנים הקולואיד באדמה גדול יותר, כך האדמה תחזיק יותר מים. מכיוון שבחימר יש כמה קולואידים קטנים עם שטח פנים גדול, הוא ישמור יותר מים מאשר חול, שיש בו פחות קולואידים גדולים יותר, מה שמציג שטח פנים קטן יותר. קרקעות חימר הכבדות בחומר הדחוס יכולות לחסום את המים והאוויר הדרושים לצמחים.
מיקרואורגניזמים
מיקרואורגניזמים התורמים לפריון הקרקע נחוצים לגידול צמחים נמרץ, מתפתחים ויוצרים מושבות בחלקיקי אדמה. בקרקעות עם שטח פנים גבוה מעל הקולואידים המצטברים יש יותר מרחבים שבהם אורגניזמים אלה יכולים לצמוח. לכן אדמה צפופה ועם קולואידים קטנים פורייה יותר מאדמה חולית, עם קולואידים רופפים גדולים.
