Luras vi av höga skördar?

Jag började odla grönsaker 1977 och har fortsatt sedan dess. I varierande omfattning och med varierande resultat. Som hos alla odlare har strävan efter en hög skörd varit självklar, även om de ekologiska odlingsmetoderna innebär vissa begränsningar och ibland stora problem.

Det är dock viktigt att inse att det finns vissa nackdelar av att sträva efter högsta möjliga skörd. En kan vara att man får använda stora resurser som skadar miljön eller rent av gör det helt olönsamt. En annan är att den höga skörden kanske uppnås på bekostnad av näringsinnehållet i växten, dvs att man helt enkelt spär ut viktiga näringsämnen eller förändrar proportionerna mellan olika näringsämnen. Jordbruket, som det bedrivs idag, gör jorden hårdare och mer kompakt, mullhalten minskar, salt och aluminiumhalter ökar och den biologiska mångfalden minskar, för att bara nämna några av alla de, mestadels negativa, effekter jordbruket har på jordens egenskaper. I en översiktsartikel i Biogeoscience för Yakov Kuzyakov och Kazem Zamanian från Göttingenuniversitetet fram att det som driver detta är den ensidiga inriktningen på hög skörd.

Här tänkte jag diskutera om hög skörd rent av kan vara negativ för själva jorden och framför allt för den organiska substansen (mullen) i jorden, det som numera ofta talas om som kol i jorden. I det sammanhanget är det viktigt att komma ihåg att den organiska substansens viktigaste funktion inte är att lagra kol för att reglera klimatet utan att den betyder oerhört mycket mer för jordens bördighet, brukbarhet, vattenhushållning och mycket annat. Den organiska substansen innehåller en relativt fast andel kol och undersökningar som mäter förändringar i kolförrådet ger också data för förändringar i den organiska substansen. Däremot säger kolet inget om kvaliteten hos den organiska substansen.

Det är ett ofta upprepat påstående att hög skörd betyder mer skörderester och därmed högre tillförsel av kol till jorden. Kopplat till detta påstående är ofta ett påstående att kvävegödsling är en förutsättning för att binda kol i jorden. Detta senare påstående har jag granskat ingående och funnit vara ogrundat.

Men även det generella påståendet att hög skörd skulle leda till ökad kolinbindning i jorden håller inte heller vid närmare granskning.

Vi tar en högre andel av produktionen

En faktor som spelar stor roll är de genetiska förändringarna av viktiga grödor som varit en viktig del av de ökade skördarna. Enkelt uttryckt har man flyttat biomassa inom växten från rötter och strå till kärna (om vi talar spannmål), dvs en högre andel av biomasseproduktionen har förts bort från åkrarna och en mindre andel blir kvar. Här finns också ett samband med två viktiga odlingsåtgärder i konventionellt jordbruk, konstgödsel och ogräsbekämpning. Om rotsystemet blir mindre minskar växtens förmåga att ta upp näringsämnen och detta kan kompenseras med konstgödsel. Om man minskar stråets längd minskar också grödans konkurrenskraft med ogräs och ogräsbekämpning blir viktigare.

Men det är inte bara genetiska förändringar som påverkar fördelningen mellan rötter och skörd. Flera forskningsrapporter har visat att höga skördar kan motverka kolbindning. Ett 75-årigt odlingsförsök med vall i Rengen i Tyskland visar att gödsling med kväve och fosfor kraftigt minskade kolförråden i de översta 10 cm matjord jämfört med ogödslade led. Förlusten av kol i de gödslade leden var till och med mycket större än den ökade mängden kol i skörden.

Ett annat försök, också från Tyskland, visade att skörden av vall ökade vid användning av kvävegödsel, men att den underjordiska biomasseproduktionen minskade så kraftigt vid gödslingen att den totala biomassan (både ovan och under jord) blev mindre vid gödsling. I majsodling var det dock inte detta förhållande utan där gav gödsling ökad skörd utan att minska den underjordiska biomassan. 

Det ligger i jordbrukets natur att bekämpa ogräs eftersom de kan ta över åkrarna och göra odling helt fruktlös. Samtidigt så binder ogräsen givetvis kol på samma sätt som de domesticerade växterna, och när vi bekämpar ogräs så flyttar vi helt enkelt mer av fotosyntesen på åkern från ogräsen till de grödor vi vill skörda. Om kemisk ogräsbekämpning leder till 20 procent högre skörd, vilket en del försök anger, kommer betydligt mindre kol bli kvar i jorden jämfört med om ogräsen fått växa. En undersökning av det spanska jordbrukssystemets metabolism under 100 år pekar också på betydelsen av ogräsbekämpning för den försämrade kolbalansen i jordbrukssystemet.

Som man kan förstå av ovanstående resonemang finns det vissa förhållanden som gör att ökade skördar ofta sker på bekostnad av kolinlagring i jorden. Fotosyntesen binder en viss mängd kol och om vi tar bort mer kol blir det mindre kvar på åkern för att uttrycka det enkelt. I det allra enklast fallet med halm från spannmål är det uppenbart. Som lantbrukare kan man välja att föra bort halmen och sälja den, använda som strö för djur, elda i en halmpanna för energi eller bruka ned halmen i marken. Om man brukar ned den bidrar den till markens kolförråd, om den återcirkuleras med gödsel likaså medan om man för bort den från åkern så minskar man markens kolförråd. Exemplen ovan visar att det också kan vara fallet i många andra fall.

Den mikrobiella kolpumpen

Tidigare ansågs återförsel av skörderester som halm vara av stor betydelse för den organiska substansen, men man har insett att rotrester är betydligt viktigare. Senare tids forskning visar att i många fall är det inte heller rotrester utan rotexudat, dvs rötternas utsöndringar, som är viktigast. Dessa utgörs av lösta kolhydrater, dvs kol i flytande form, som växterna utväxlar med mikrolivet i jorden i utbyte mot näringsämnen och annat. När mikroorganismerna så småningom dör omvandlas de till stabila kolföreningar, så kallad nekromassa. Denna ”mikrobiella kolpump” har en nyckelfunktion i jordbrukssystemet och för uppbyggnaden av den organiska substansen.

Hur växtens utbyte med mikrolivet påverkas av gödsling, växtförädling och andra odlingsåtgärder är fortfarande relativt outforskat. Men det finns starka skäl att tro att utbytet minskar ju mer vi förser växten med lättlösliga näringsämnen. Det är exempelvis väl belagt att mykorrhizasvamparnas samverkan med lantbruksväxterna hämmas av fosforgödsling. Dessa svampar hjälper växten med bland annat just fosfor, som ju ofta saknas i växttillgänglig form. Om samverkan minskar så minskar inte bara flödet av fosfor till växten utan också flödet av kol från växten till svamparna. På liknande sätt minskar samverkan mellan kvävefixerande bakterier och baljväxter om man tillför kvävegödsel. En översiktsartikel i Journal of Soil and Water Conservation konstaterar att en måttlig brist på växtnäring och viss torkstress ökar rhizodepositionen. 

Sista ordet är säkert inte sagt om detta eftersom det är mycket komplexa processer.  Man skulle gärna se mer forskning i Sverige på vallens kolbindning. Som det är nu råder det konsensus om att vallodling binder kol i jorden, men det finns ingen forskning som kan klarlägger hur olika typer av vallodling påverkar kolbindningen. De senaste årtiondena har vallodlingen intensifierats kraftigt med ensidig sammansättning av ett fåtal grässorter, höga gödselgivor, många skördar per år samt relativt korta liggtider. I andra änden av spektret finns vallar som är mer eller mindre permanenta och har en hög diversitet och skördas en gång om året till hö. För att föra ner resonemanget till min egen gård. Genom att plöja gamla vallar och så om dem med mer baljväxter och högavkastande gräs kan vi sannolikt öka vallskörden, men kommer det att ske på bekostnad av kolinlagringen?

Det saknas också försök med hur olika typer av betesdrift påverkar kolinbindningen under svenska förhållanden. Forskning från USA, som ju har rätt annorlunda förhållanden, visar att hur man sköter betesmarkerna kan ha stor betydelse för kolinbindningen.

Aktiv fotosyntes är viktigast

Att en hög skörd inte nödvändigtvis, eller ens för det mesta, leder till ökad kolbindning betyder givetvis inte att extremt låga skördar skulle vara bra för kolbindning. En mager jord i ett torrt klimat kommer inte alls att utnyttja fotosyntesens potential och även om en betydande andel av nettoprimärproduktionen allokeras till rötter kommer den totala årliga kolbindningen att vara liten (däremot kan öknar lagra mycket mer kol än vad man oftast tror, men inte som organisk substans utan som mineraliserat kol i form av karbonat).

Även om ”hög skörd” inte är lika med stor kolinbindning i jorden är en omfattande fotosyntes en bra utgångspunkt för stor kolinbindning i jorden (Nedbrytning spelar också en stor roll för kolinbindning i jordarna. Torvmossar har låg nettoprimärproduktion men mycket stora lager av kol därför att nedbrytningen är så långsam. I jordbrukssammanhang torde dock långsam nedbrytning inte vara en framkomlig väg för ökad kolinlagring i jord). Att hålla igång fotosyntesen så mycket som möjligt skapar goda förutsättningar för kolinbindning i jorden eftersom det är fotosyntesen som binder kol och som driver den mikrobiella kolpumpen. Men olika växter har olika effekter och de fleråriga växterna utnyttjar fotosyntesen bättre än de ettåriga växterna och höstsådda grödor har en aktiv fotosyntes längre tid än vårsådda, vilket också är orsaken till att höstvete ger högre skörd än vårvete. Mellangrödor och eftergrödor är andra metoder att hålla igång fotosyntesen. 

 

Mer om kolinlagring i jordbrukssystem:

Färre djur men fler kor i ett ekologiskt kretsloppsjordbruk 

Betesbaserad produktion av mjölk minskar utsläpp

Koll på kolet 

Kvävegödsling är ingen förutsättning för kolinlagr... 

Matens globala kolcykel

Marknaden utarmar jorden