Kolbindarskolan del 4 – att fylla den svarta boxen

Här kommer det ni kanske väntat på – hur kan man rent praktiskt fylla jorden med kol. Jag har i de tidigare inläggen försökt närma mig det hela genom att diskutera olika faktorer och mekanismer som betyder något i sammanhanget.

”Vi tar trappan ner i jorden där en helt ny, spännande och osynlig värld öppnar sig. Där pågår en stor fest där miljarder småkryp och mikrober trängs med växtrötter, alla letar efter mat för att kunna leva och föröka sig. En del av dem har särskilt finurliga sätt att locka och dra nytta av varandra för att fylla sina magar med den näring de behöver. ”

Så beskriver Inger Källander livet i jorden i Magdans i underjorden. 

Till syvende och sist är det så att ”vi” faktiskt saknar mycket kunskap om det som försiggår i jorden, hela det intrikata samspel och konkurrens mellan organismer av olika ordningar som finns där under våra fötter. Vissa organismer och vissa samspel är rätt väl utforskade, medan vi fortfarande skrapar på ytan vad gäller andra. Och jag, som sannerligen inte är någon forskare i rotzonens biologi, famlar i mörkret därnere. Därför kommer jag inte ens att försöka förklara det mesta av det som sker, utan att betrakta den som en svart låda.

Denna brist på teoretisk kunskap gör också att vi bör vara extra lyhörda för den enorma erfarenhet och praktiska kunskaper som nutidens och forntidens bönder har och har haft för hur man vårdar jorden. Även om man inte kan sätta likhetstecken mellan kolbindning och god markvård är det mycket stor överlappning mellan dem. Svagheten med den praktiska kunskapen kan vara att den just för att den är praktisk är bunden till platsen, kanske till och med till personen som utövar den och att den därför inte alltid går att överföra till andra platser.

För att binda kol i jorden kan vi använda oss av en eller flera av följande:

- öka tillförseln av organiskt material till jorden eller minska bortförseln av organiskt material

- minska nedbrytningen av organiskt material i jorden

- styra nedbrytningen så att mer långlivade former bildas

- minska förlust av matjord

Låt oss titta lite närmare på dem:

Öka tillförseln eller minska bortförseln av organiskt material till jorden

Det kan göras på olika sätt: 1) genom tillförsel av externt material, 2) genom återförsel av livsmedelsavfall, skörderester och gödsel, 3) genom att öka den biologiska produktionen på åkern. 4) genom att låta en större del av växten vara kvar på åkern. De hänger på olika sätt ihop.

Att tillföra externt material är trädgårdsodlarnas vanligaste sätt att öka bördigheten i jorden. Gräsklipp, gödsel från andra gårdar som komposteras och torv kan alla användas av trädgårdsodlare. Genom import av växtmaterial kan man snabbt öka jordens mullhalt. I det större perspektivet kan detta knappast ses som egentlig kolbindning, utan att man tar kol från en plats och flyttar den till en annan (i det riktigt stora och långa perspektivet är förstås all kolbindning det). Gödseln hade kunnat användas på gården där djuren fanns, gräsklippet skulle sannolikt kunna binda kol i gräsmattan om det fick ligga kvar osv.

Att återföra skörderester kan ske direkt på fält, dvs att man plöjer ned halm, potatisblast, eller liknande. I det fallet handlar det mer om att minska bortförseln. Tidigare var det inte ovanligt att man brände halm i spannmålsbygderna. Numera brukar man normalt sett ner halm och andra skörderester om man inte skördar dem för annat syfte. Man kan också låta skörderester bli foder och ge det till djur och därefter sprida gödseln på åkern. Särskilt gödsel från kor och hästar innehåller mycket kol och bidrar till att bygga upp förråden. Ett större kretslopp är när matavfall, avloppsprodukter och rester från livsmedelsindustrin återcirkuleras till gårdarna. Ja, i slutänden skall vi själva återcirkuleras. Jag lämnar dock frågan om lagring av kol i kistor på två meters djup är att karaktärisera som kolbindning –till ett senare tillfälle i alla fall.

Genom växtförädling har man ökat skördeindex (andelen av grödan som skördas) kraftigt för växter som vete; de skördeökningar som kan hänföras till växtförädling har i stort handlat om att öka mängden kärna på bekostnad av mängden strå, och oftast också rot, dvs det blir betydligt mindre skörderester kvar i åkern. Odling av en sort med högre skördeindex lämnar mindre kol till jorden. På samma sätt fungerar det med ogräsbekämpning, genom att begränsa ogräset gynnar vi grödan, men lämnar därför också mindre kol i jorden.

Indirekt är det här också en av anledningarna till att fleråriga växter, som gräs och träd binder mer kol än de ettåriga växter vi odlar som mat. Att vi odlar mest ettåriga växter är för att de investerar det mesta av sin energi i ett frö eller något annat reproduktivt organ (som en potatis). Därför behöver de inte bygga upp förråd för att övervintra (eller klara en torrperiod om det är en växt från varmare länder) eller växa vidare som de fleråriga växterna. De flesta fleråriga växter investerar i ett stort rotsystem. Och just rötter spelar en avgörande roll för kolbindningen både direkt genom att de dör och multnar och indirekt genom deras intensiva samspel med andra organismer i jorden. Samma förhållande som gör att vi odlar mest ettåriga växter gör således att vi minskar möjligheter till kolinlagring.

Man kan jämföra olika ekosystems nettoprimärproduktion (dvs hur mycket energi, kol, de binder upp) och man ser då att odlingssystemen i genomsnitt har betydligt lägre nettoprimärproduktion än motsvarande vilda ekosystem i samma klimat. När nettoprimärproduktionen är avsevärt högre i odlade system beror det nästan alltid på konstbevattning och /eller användning av kvävegödsel (se mer om dem i 3:e lektionen). Om vi ökar nettoprimärproduktionen förbättrar vi möjligheterna att binda in kol. Ett sätt att öka nettoprimärproduktionen är att utnyttja hela växtperioden bättre. Vid odling av t.ex. spannmål är det en rätt kort period som fotosyntesen går på max. Innan sådd, de första veckorna efter sådd, flera veckor innan skörd, samt efter skörd går fotosyntesen på lågvarv.

Minska nedbrytningen av organiskt material i jorden

Större delen av det organiska materialet som tillförs jorden kommer på ett eller annat sätt försvinna igen, och tur är det för annars skulle växtligheten orsaka en istid på kort tid. Men vi vill binda en större del än det som binds idag. Vi har sett i tidigare lektioner att om det är väldigt blött, som i mossar och kärr, så tenderar kol att bindas upp. Öknar och tundra har också förvånande höga halter av organiskt material vilket ju inte i första hand beror på att det växer så bra där, utan på att nedbrytningen av organiskt material går långsamt. I tropiska odlingsjordar är däremot kolhalten normalt sett väldigt låg för det organiska materialet omsätts mycket snabbt.

Samtidigt som vi vill lagra in mycket kol vill vi ha en rik jord, en jord som myllrar av liv, och liv är kol och liv använder kol som bränsle. Det är inte bara vi som andas in syre och andas ut koldioxid, utan det gör alla andra djur, men också insekter, maskar med flera gör likadant, även om de inte har lungor som vi. Även bakterier omvandlar kolhaltigt material och utsöndrar koldioxid eller metan. Förutsättningen för de flesta av mikroorganismerna vi vill ha är ungefär desamma som för växterna vi odlar: att det finns lagom med fukt och lagom med syre i jorden. En torvmosse eller en öken har inte direkt de förhållanden som vi vill ha för att odla. Att ha en försumpad jord är kanske bra för kolbindning, men det är svårt att odla våra vanliga växter på den.*

Det finns inga entydiga forskningsresultat om jordbearbetningens effekt på kolbindning, men det finns trovärdiga resonemang om hur det kan fungera. Intensiv bearbetning av jorden innebär oftast att nedbrytningen av organiskt material tar fart genom den ökade tillgången på syre. Samtidigt medför de flesta typer av jordbearbetning (med undantag för hackning i radsådda grödor) att fotosyntesen avbryts och att växternas utbyte med mikrolivet i jorden avbryts. Jordbearbetning är också en inkörsport för erosion (se mer nedan).  

Styra nedbrytningen av kolhaltigt material

Om vi tar en viss mängd organiskt material och låter det gå olika vägar till jorden, kommer slutresultatet vara detsamma? Säg att vi har en hög med gräs. Vi kan välja mellan att ge det till en get som äter upp det och använda getens gödsel och urin på åkern, att kompostera det på vanligt sätt (med god syretillförsel) eller syrefritt (anaerob kompost eller bokashi). Men vi kan också sprida det på ytan av jorden som ett täcke (numera populärt i trädgårdsodling), lite nedmyllat som ”ytkompostering” eller plöja ned det som det är Vi kan också elda det i en pyrolyspanna och framställa biokol eller jäsa det i en biogasreaktor. Hur mycket av kolet kan vi binda med de olika metoderna?  Det mesta talar för att biokolspåret är det som bildar en störst andel någorlunda stabilt kol, trots att det gått åt en hel del kol i framställningsprocessen. Det beror i så fall på att biokol är relativt inaktivt i jorden jämfört med andra former av kol. Biokol är en historia för sig och inte föremålet för min lektion.

Om man komposterar gräset eller ger det till geten eller gör biogas av det kommer man ha förlorat en rätt stor del av kolet redan innan det kommer tillbaks till jorden, så vi tillför mer kol till jorden genom att göra bokashi eller sprida gräset direkt på eller i jorden. Detta förs fram av de som förespråkar dessa metoder. Men förespråkarna för t.ex. kompost brukar hävda att i komposteringsprocessen bildas ett mer stabilt material, humus och det är ju det vi är intresserade av här. Även om det inte är klarlagt hur saker och ting fungerar, så är det klart att formerna som materialet har spelar roll. Det är till exempel klarlagt att fastgödsel är mer gynnsamt för kolbindning än flytgödsel.

Den bistra sanningen är att vi inte vet vilket sätt som är bäst ur kolbindningssynpunkt; hur vi får den största mängden stabila kolföreningar ur en viss mängd material.

Innan vi går vidare till att diskutera erosion kan det vara värt att ställa upp följande enkla åskådningsexempel för kolbalansen för en hektar med spannmål med 5 tons skörd:

Kol bundet av fotosyntesen 5,1 ton per hektar av det:

- kol i skörden 2,2 ton per hektar

- kol i skörderester vilka kan brukas ned eller föras bort 1,9 ton

- kol i rötter 0,5 ton

- kol som växten slussat vidare till mikrolivet 0,5 ton

Om vi för bort alla skörderester återstår ett ton kol i jorden, medan om vi kan lämna dem på åkern finns det 2,9 ton kvar. Försök i Sverige visar på möjlighet att binda högst ett par hundra kilo kol per hektar och år genom att plöja ned halmen. Vad händer med resten av kolet? Större delen av kolet kommer i slutänden att gå upp i luften som koldioxid genom de olika biologiska processerna. Är det bra att bromsa de processerna eller handlar det mer om att de skall styras mot att kolet snabbare binds i svårlösliga former på större djup?

I grund och botten är det nog en princip vi inte kan komma ifrån – på samma sätt som vi frivilligt låta det fossila kolet vara kvar i jorden, bör vi också helt frivilligt låta mer kol av växtligheten vara kvar i jorden.  Visst kan vi på olika sätt fånga mer kol, men det är bara om vi också är beredda att avstå från något av den ökade kolfångsten som vi de facto kommer att binda kol. Det här resonemanget har givetvis bäring på diskussionerna om att använda olika rester för produktion av biobränsle eller biogas. Även om vi skulle återcirkulera det mesta av näringsämnena så är det ju kolet vi vill åt som energi.

Minska förlust av matjord

Förlust av matjord är det som vanligen kallas erosion. Det sker genom vind eller vatten, och det är stora mängder jord som kan förloras. Och den innehåller givetvis också sin del av markens kol. Eftersom det är ytlagret som eroderas försvinner och det innehåller mer kol än de djupare lagren kan förlusterna vara avsevärda. I ett större perspektiv är dock inte alltid all jord och kol som försvinner genom erosion förlorad. Jag minns ett besök hos bönder i Cameroon Highlands i Malaysia. De odlade grönsaker på de branta sluttningarna och erosionen var mycket kraftig. När jag påpekade det för odlaren pekade han ner i dalen där fälten var platta och bördiga och sa: ”det är min mark därnere också”. Nildalens bördighet är i stort ett resultat av erosion uppströms. Men hursomhelst, vill vi lagra kol i jorden skall vi undvika erosion.

Hur skall man göra då?

Under vanliga svenska jordbruksförhållanden är de faktorer som tydligast påverkar kolbindningen på åkermark positivt:

-Vallodling i växtföljderna, helst vallar som ligger 3 år eller mer, och om de betas är det ännu bättre.

-Användning av stallgödsel, helst fastgödsel av nöt eller får, eller något motsvarande organiskt material

-Odling av mellangrödor, dvs grödor som gör att fotosyntesen hålls igång hela tiden.

-Nedbrukning av halm och andra skörderester

Då större delen av kolet som växten för ned i rötterna kommer att ledas vidare till mikrolivet i jorden spelar givetvis mikrolivets sammansättning och samspelet mellan växt och mikroliv en mycket stor roll för kolinlagringen. Många odlare rapporterar mycket goda resultat av att ha en stor mångfald av växter, sannolikt betyder det också att mikrolivets mångfald ökar. Vi bör alltså odla många grödor tillsammans samt ha odlingar som innefattar andra perenna växter än vall, som t.ex. träd, äppelträd, bärbuskar, sparris, dvs odlingssystem som kallas för skogsträdgårdar, permakultur och agroforestry.

Att betesmark kan binda kol är ställt utom rimligt tvivel. Det är flera förhållanden som bidrar till det. Betesmark utnyttjar i princip hela växtsäsongen, dvs fotosyntesen kan fungera optimalt. Betesväxterna är perenna och har stora och ofta djupa rotsystem, och det är väl känt att rotbiomassa och biomassa på större djup bildar mer stabilt kol. Bortförseln av kol från betesmarken är relativt liten (vilket också är ett argument emot dem, att ”nettoskörden” av mat är liten). Däremot debatteras det flitig hur mycket de kan binda, och hur länge och vilket sätt man skall beta den på för att kolbindningen skall bli maximal.** Naturbetesmarker, vilket under svenska förhållanden innebär en mångfald av gräs, örter, buskar och träd är ett utmärkt exempel på permanenta odlingar som kan kombinera produktion med kolbindning och en rik biologisk mångfald. Samtidigt kan det finnas mycket att vinna på att integrera djuren bättre i de vanliga odlingarna också.

Minskad jordbearbetning förekommer i den större skalan i så kallat plöjningsfritt jordbruk där man reducerar jordbearbetningen. I mindre skala finns permakultur och täckodlingar. Forskningen har inte givit några tydliga bevis för att plöjningsfri odling i sig binder kol, däremot kan det minska erosion och som nämnts ovan är det sannolikt att minskad jordbearbetning kan vara en del av en strategi för kolbindning.  Eftersom man kör mindre med traktor så minskar man utsläppen av koldioxid och andra växthusgaser.

Kolbindning är ett av bondens många uppdrag

Hur man brukar sin jord beror på en mängd faktorer. Klimatet och jordarten sätter ramar. Ekonomiska faktorer som tillgång på arbetskraft, belåning, markpriser och inte minst marknadsförhållanden spelar en mycket stor roll. Brukarens intresse och kunskaper är också viktiga, samt tillgång på teknik av olika slag.

Det finns många idealiserade bilder av hur man skall driva jordbruk, oftast ivrigast förespråkade av sådana som saknar egen praktiskt erfarenhet. Att vara bonde är ett ständigt jonglerande med olika faktorer, problem och färdigheter, det kortsiktiga och det långsiktiga.

Att vårda jorden är givetvis av stort intresse, men det är få bönder som kan sätta det framför allt annat. Vissa åtgärder är bra för att binda kol, men kostar för mycket eller innebär uteblivna intäkter. Andra medför problem med ogräs. För vissa krävs en ny maskin eller en ny driftsinriktning. Man kan mycket sällan göra bara en sak. Om man till exempel slutar plöja så kommer man behöva utveckla nya strategier för ogräsbekämpning och kanske förändra växtföljden. Som jag visat så är en strategi för att binda kol att minska uttaget av kol, dvs föra bort mindre från åkern, vilket oftast resulterar i mindre inkomster. Andra strategier, som odling av mellangrödor, kostar pengar. Att låta ogräset växa kan ge framtida problem med ogräs. Att ha fleråriga vallar kräver antingen att man skaffar djur eller att man har annan avsättning för vallen.

Insikten om att jordens mikroliv spelar en mycket stor roll för kolcykeln är ett skäl till att helt avstå eller vara mycket restriktiv med användningen av kemiska bekämpningsmedel och det är också ett skäl till att vara restriktiv med användningen av konstgödsel. Även om forskning visar att tillförsel av kväve kan vara positivt för tillväxt och kolbindning, visar forskningen också att tillförsel av samma mängd kväve i organiskt form (dvs som kompost, gödsel mm) nästan alltid är överlägset. Om vi strävar efter att sluta kretsloppen, integrerar djur på ett förnuftigt sätt i växtodlingen och har en stor mångfald med ett levande mikroliv kommer vi inte ha en utpräglad brist på kväve i det långs loppet.

I stället för enskilda tekniker skall vi söka efter sammanhang och principer att arbeta med. Samtidigt är det viktigt att lyssna till platsens ande, att göra det som fungerar i verkligheten och som passar både jorden och brukaren.

I nästa, det sista, avsnittet tänkte jag summera och diskutera hur stor kolbindning vi borde kunna räkna med, samt om det finns åtgärder samhället kan göra för att gynna kolbindning i åkermark.

Tidigare avsnitt

Del 1 – Några grundläggande principer

Del 2 – Vad påverkar kolbindning

Del 3 – samspelet kol-kväve

* En annan komplikation är att det avgår mycket metan från sumpmarker. Ibland framställs det som ett avgörande argument emot att försumpa mark, men det beror på ett missförstånd om hur metan fungerar som växthusgas. Även om den är en väldigt kraftig växthusgas så har den väldigt kort livslängd jämfört med koldioxid. På sikt kommer kolatomen i metanet omvandlas till koldioxid och på så sätt ha samma effekt som om det var koldioxid redan från början. Att återskapa träsk och våtmarker kan därför vara en bra strategi för att binda kol. Däremot är det ingen vidare strategi för att driva jordbruk.

** Det finns några olika metoder för att öka tillväxten på betesmarker genom planerad betning i det rätta stadiet följt av viloperioder. Man kan också jobba med artsammansättningen på betesmarken, inkludera träd mm beroende på de lokala omständigheterna.

Konkurrens driver produktivitet som driver resursförbrukning

Så länge effektivisering styrs av marknadskonkurrens och vinstintresse kommer trycket på naturens resurser att fortsätta öka, skriver jag i en artikel i Grus & Guld, föreningen JAK:s medlemstidning

”Vi måste minska konsumtionen.” Det är ett påstående som kanske inte har brett politiskt stöd, men som de allra flesta nog innerst inne kan hålla med om, i alla fall om man med ”konsumtion” menar förbrukning av resurser. ”Vi måste minska produktionen”, verkar däremot vara betydligt svårare att smälta. Men allt som produceras kommer att konsumeras. De verkliga drivkrafterna för resursförbrukningen hittar vi i produktionens villkor. Där spelar konsumenternas efterfrågan bara en liten roll.  

Alltfler verkar anse att minskad konsumtion kan vara det som verkligen behövs för att minska vår påverkan på miljön. Men, invänder vän av framsteg, har vi inte effektiviserat produktionen enormt så det går åt mindre resurser idag än tidigare? Kan vi inte bryta sambandet mellan konsumtion och resursförbrukning? Vi får ju samma mängd ljus från en LED-lampa som från en vanlig glödlampa som drar tjugo gånger mer ström.  Men tyvärr, trots den enorma effektiviseringen i de flesta sektorer så förbrukar vi långt mer resurser än tidigare samhällen. När bilens bränsleförbrukning minskar så minskar också kostnaderna för att köra en extra mil. Det gör att folk kör mer, nettobesparingen är liten om någon alls. I vissa fall kan effektivisering till och med leda till ökad resursförbrukning. Den som tidigare inte tyckte sig ha råd att ha en bil kanske köper den. Det här kallas för rekyleffekten, eller Jevons paradox och är ett välkänt fenomen.

Men man kan inte riktigt förstå detta genom att enögt titta på konsumtionssidan. De verkliga drivkrafterna är de som styr hur de viktigaste ekonomiska aktörerna, företag och kapitalägare, agerar på det som vi kallar marknaden. De två viktigaste drivkrafterna är konkurrens och kraven på avkastning på kapital.

Konkurrens verkar förstås olika på olika typer av marknad, framför allt är det skillnad mellan marknader som kan växa mycket därför att behoven är omättliga och marknader som är begränsade på grund av råvarubrist eller brist på avsättning. Jordbruk är ett exempel på marknad med begränsad avsättning. På en sådan marknad fungerar konkurrensen ungefär så här: Ny teknik möjliggör att mindre arbete går åt för att producera samma mängd (ny skördetröska) eller att man kan producera mer från samma areal (konstgödsel, bevattning). I båda fallen leder det till lägre kostnad och ökad insats av externa resurser (energi, mineraler osv). Den lägre kostnaden kan under en kort tid eventuellt öka lönsamheten, men ju fler som använder samma teknik ju lägre kommer priset att bli, till dess att lönsamheten är tillbaks på den låga nivå där den började. Eftersom folks förmåga att äta mer är begränsad har överproduktion under lång tid varit det normala i jordbruket. Därför är den starkaste drivkraften att minska arbetsinsatsen per producerad enhet. Att det är så är ju lätt att konstatera eftersom andelen sysselsatta i jordbruk har minskat från kanske 80 % till mindre än 2 % på hundrafemtio år i de avancerade ekonomierna. Jordbruket har, i vissa fall, minskat resursförbrukningen per producerad enhet. Per arbetad timme har resursförbrukningen ökat enormt.  

Alla de människor som ”frigjordes” från jordbruket skulle ha något annat att göra och en stor del hamnade i industrin. I Industrin fungerar ungefär samma logik som i jordbruket, med skillnaden att det i många fall går att stimulera en kraftigt ökad konsumtion under lång tid. I de fallen kan en hel industrisektor växa så fort att antalet sysselsatta ökar parallellt med produktionen, så var till exempel fallet med bilindustrin i efterkrigstiden. Men förr eller senare ökar konkurrenstrycket och marknader blir mättade. Då måste man rationalisera produktionen för att sänka kostnaderna. Även om man samtidigt effektiverar produktionen och använder mindre råvaror per producerad enhet, så minskar arbetskraften snabbast och användningen av resurser per arbetad timme ökar. De anställda som får sparken sysselsätts i andra näringar där samma drivkrafter verkar, dvs resurserna per arbetad timme ökar och ökar. Produktivitetsförbättringarna leder också till ökade löner. I kombination med fallande priser leder ökade löner till en kraftigt ökad konsumtion.

Detta leder till följande förhållande på samhällsnivå:

Produktivitetsökning i form av ökad produktion per arbetare leder till ökad resursförbrukning och ökad konsumtion.

Om alla som jobbar förbrukar mindre resurser per producerad enhet, men mer resurser per arbetad timme är det inte svårt att förstå varför den totala resursförbrukningen per person i världen ökar trots det mycket omfattande effektiviseringarna.

För företag i konkurrensutsatta marknader är det inte intressant, ja inte ens möjligt, att stanna upp och vara nöjd som det är, utan de måste ständigt öka produktiviteten och effektivitet. För kapitalet som ständigt kräver avkastning är det inte heller ett alternativ att vila i madrassen, utan det kommer rastlöst att starta nya (resurskrävande) verksamheter, för att få avkastning på kapitalet. Ökad konsumtion och ökad resursförbrukning är därför både en logisk följd av och en helt nödvändig beståndsdel av denna kapitalistiska marknadsekonomi.

Utan en konkurrensutsatt marknad kan skomakaren som hittar på ett sätt att göra skor dubbelt så snabbt välja att gå och fiska efter fyra timmar. Men om det finns fler skomakare som konkurrerar på marknaden och en hittar på en arbetssparande metod som sänker priset på skor, då måste alla andra skomakare hänga med – fisket får vänta. Så får vi hjulen att rulla och ekonomin att växa.

Det är nog del av vår mänskliga natur att försöka göra saker på ett bättre sätt, men så länge effektivisering styrs av marknadens konkurrens och vinstintressen kommer den inte att leda till lägre tryck på naturens resurser, utan tvärtom högre.