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: