Tidskrift/serie:
Utgivare: Jordbruksverket (SJV)
Utgivningsår: 1992
Författare: Sobelius J.
Ingår i...: Ekologisk trädgårdsodling. Från teori till praktik
Titel: Livet i jorden
Huvudspråk: Svenska
Målgrupp: Rådgivare
OBS! Fel i texten kan ha uppkommit då dokumentet överfördes från papper.
I dagens samhälle tenderar människan att förlora kontakten med både sig själv och naturen - en total sekularisering ifrån livet. Det vi inte längre lägger märke till eller inte kan se "finns plötsligt inte". Det har upphört att existera (tror man), och därför behöver inte heller några hänsyn tas till allt det "som inte finns". Den mäktiga stjärnhimmeln har reducerats till en enda sol. Samtidigt tynar talet om "en högre mänsklig moral" bort till förmån för de mer tidsenliga och rationella termerna " cos", "management" och "benefit" för att bara nämna några. Att i detta moderna samhälle då börja tala om livet i jorden kan te sig tämligen kryptiskt, ja rent utan ockult.
I detta kapitel ges en bild av hur viktig jordens bördighet är för oss alla. Vilka krav vi ställer på en bördig jord. Vad det är för egenskaper som karaktäriserar en bördig jord. Hur man skapar dessa åtråvärda bördighetsegenskaper. Kunskapen om en bördig jords utseende lockar till att bedriva egna studier. I ett annat kapitel redovisas grunderna för hur en sådan studie kan se ut. Där presenteras spaddiagnosmetoden.
Vilka krav ställer vi på en bördig jord? En möjlighet att närma sig frågan dr att se den ur det ekologiska lantbrukets synvinkel. Definitionen av ekologiskt lantbruk lyder: "Med Ekologiskt Lantbruk avses ett självbärande, uthålligt agroekosystem i balans. Systemet baseras så långt det är möjligt på lokala och förnyelsebara resurser". Resurser som ingår i produktionen utgörs av olika energiformer, växtnäringsämnen, maskiner, redskap etc. Det kan alltså, enligt definitionen, inte bli tal om att tillföra en alltför stor mängd av dessa resurser utifrån för att höja produktionen. Resurserna skall således huvudsakligen redan finnas på platsen där man odlar.
Problemet är, att i dagens jordbruk finns det en tendens att inte vilja utnyttja jorden som resurs. Resurser förs in utifrån (t ex drivmedel, konstgödselkväve, traktorer), omvandlas i jordbruket och skickas vidare (till konsumenter i tätorten, sjöar och andra vattendrag, skrotupplag). Jorden används mer som ett material i vilket växterna blott skall kunna rota sig fast. Hur skall man inrätta arbetet på den egna gården, så att det faktiskt blir ett jordbruk och ingen fabrik?
Gårdens skiften utgör idag mera en plats för livsmedelsproduktion än en resurs för livsmedelsproduktion. Det moderna jordbruket innebär inte bara en omvandling av solenergi till föda utan även; "omvandling av hjälpenergi i första hand av fossila bränslen till föda."
Således måste de ändliga energikällorna; kol, olja, naturgas, uran och torv bytas ut mot de förnyelsebara energikällorna; solenergi, bioenergi, vindenergi och vattenenergi. Den energikrävande framställningen av konstgödselkväve byts ut mot baljväxtbakteriernas fixering av luftens kväve. Den energi- och resursslukande framställningen av maskiner som traktorer och skördetröskor avtar och ersätts med förnyelsebara, självreparerande "dragkraftmaskiner" d v s hästar, oxar m m. Detta är inte teknikfientlighet. Tekniken är ett oumbärligt hjälpmedel men måste anpassas efter våra mål. Principen att tillvarata resurserna på gården istället för att importera dem är grundläggande.
Vilka krav ställer vi på en bördig jord? Vårt svar lyder: En jord är bördig om den kan tjäna som gårdens huvudsakliga produktionsresurs. Som vi sett ovan är det inga små förväntningar som vi ställer på gårdens jord. Frågan är nu: Hur skapar man en jord med en sådan förmåga? För att få reda på det måste vi först veta hur en sådan jord ser ut.
En bördig jord skall kunna erbjuda växter optimala livsbetingelser, så att de kan tjäna som föda åt djur och människor, fiberråvara samt energiråvara för t ex drivmedel och uppvärmning. Hur ser då en dylik jord ut?
För att på ett effektivt sätt kunna utnyttja de resurser, främst vatten och olika växtnäringsämnen, som finns i jorden måste växten kunna nå dessa genom sitt rotsystem samt frigöra växtnäringsämnena från mineraler och humusämnen. Rotsystemets förmåga att genomväva jordprofilen och dess möjligheter att påverka mineraliseringen av växtnäring är därför avgörande för ett gott resursutnyttjande. Låt oss närmare studera dessa två egenskaper hos rotsystemet.
Rotgenomvävning kräver en lucker jordstruktur med lämpligt förhållande mellan stora och små porer. De stora porerna svarar för luftomsättningen i marken medan de små porerna fungerar som vattenreservoarer. En sådan jordstruktur är en förutsättning för normala rotfunktioner och för marklivet i övrigt, som med hjälp av energirikt rotexudat skall mineralisera växtnäringen till växten. I en packad jord blir rotutvecklingen sämre och rötterna stressas. Detta kan göra dem mer mottagliga för patogena angrepp. I en packad jord ökar dessutom risken för kväveläckage, vilket ju för övrigt är ett stort slöseri med gårdens resurser.
Täta och packade jordar med låg humushalt och liten mikroflora och -fauna kan ge dålig rotfunktion och dålig upptagning av kväve. Dagens växtodlingsteknik måste bytas mot en teknik som inte packar jorden. Varje sätt att utnyttja biomassan från åkrarna måste utgå ifrån att man lämnar kvar eller tillför tillräckligt med energi för mikroorganismernas aktivitet.
Ju djupare den gynnsammare strukturen sträcker sig ned genom profilen desto större del av jordresursen kan utnyttjas. Det har visat sig att växter utnyttjar vattnet bättre i en luckrad profil jämfört med en oluckrad. En på detta sätt väl genomrotad jord stabiliserar sig själv genom rotresterna, och efterkommande grödor kan nu p g a den lagom luckra strukturen, som förfrukten bidragit till, bättre utnyttja jordresursen än vad som tidigare varit möjligt. Bördigheten har ökat.
Mineraliseringen är en energikrävande process och drivs med hjälp av, dels de energirika kolhydratföreningar som växten bildat under fotosyntesen i bladen och som utsöndras från växtens rötter i form av rotexudat, dels av eventuellt lättåtkomliga kolhydrater i skörderester. Det är framför allt bakterier och protozoer (t ex amöbor) som anses utföra den mineralisering, som är igångsatt av rotexudat. Svampar däremot utnyttjar energin i skörderester oberoende av växten. Hur mycket kan då egentligen växten styra mineraliseringen? Det har visat sig i undersökningar att den största bakterie- och protozoproduktionen i marken sammanföll med den period i en ettårig plantas liv då dess kväveupptag var som störst. Ett förslag på hur detta kan tolkas ger Marianne Clarholm vid Sveriges lantbruksuniversitet: "Rotspetsen växer genom jorden och utsöndrar kol i form av socker, organiska syror, gelatinösa substanser, s k mucigel och avstötta rotceller. Kolet aktiverar energibegränsade bakterier i vilstadium. Bakterierna börjar bearbeta det organiska materialet och frigör därvid så mycket kväve som krävs för nya bakteriers tillväxt. I varje enskild nisch i jorden tillväxer bakterierna tills rotkolspulsen tar slut. Från att ha varit mycket otillgängligt bundet i dött organiskt material har kvävet nu överförts till ett litet proteinpaket och till attraktiv föda för bl a protozoer...... När protozoer konsumerar bakterier mineraliseras kväve och frigörs som NH4+ till markvattnet nära roten..."
Växten skulle enligt detta resonemang själv reglera tillgången på kväve. Tyvärr har denna mineralisering, utförd av bakterier, ej studerats så mycket trots att den verkar ha en stor betydelse då det gäller växtens kväveförsörjning. Den mineralisering som hitintills dominerat diskussionen i jordbruket är den som utförs av svampar då dessa bryter ned organiskt material med låg kol/ kvävekvot och som resulterar i att kväve frigörs som överskottsprodukt.
En växts totala produktion av biomassa har sedan växtförädlingens begynnelse i stort sett ej förändrats. Detta kan vid första påseende verka märkligt. Ständigt har vi ju trots allt kunnat konstatera att de nya sorterna avkastar mera än de gamla. Hur går då detta ihop? Låt oss som exempel studera förädlingsarbetet av stråsäd. De största avkastningsökningarna har faktiskt uppnåtts genom att öka avkastningen av den betydelsefulla plantdelen, d v s att ändra fördelningen av fotosyntesprodukterna till olika växtdelar. Att öka det s k skördeindexet* kan vara mer betydelsefullt än att öka totalavkastningen. Det som denna förädling har medfört är i stort sett en förskjutning från produktion av rötter till produktion av de önskade ovanjordiska delarna - kärnorna.
Med den ökade användningen av konstgödsel har bonden mer än väl kunnat kompensera växten för den växtnäring, som den p g a det mindre rotsystemet ej kan nå i marken. Man har skäl att misstänka att en förädling, som väljer ut nya sorter utifrån kriteriet att de hela tiden tillförs konstgödsel utifrån riskerar, att till slut få ett urval av plantor vars rotsystems egen förmåga till växtmineraliserande processer minskats. Istället för att utveckla växtens inneboende förmåga, att med hjälp av rotexudat bl a stimulera mineraliseringen av de växtnäringsämnen, som finns i rotens närmaste omgivning, försvårar man denna naturliga aktivitet hos växten. Man ersätter dess naturliga aktiviteter med mänskliga manipulerande och energikrävande.
Sättet på vilket man gödslar våra växter i det kemikaliserade moderna jordbruket kan starkt ifrågasättas. Enligt Torsten Ingestad, professor i skogsträdsfysiologi vid avdelningen för skoglig ekofysiologi (Sveriges lantbruksuniversitet), gödslar man utan hänsyn till vad växterna behöver. En bra höstvetegröda behöver i snitt 7.5 kg kväve per dag och hektar under sommaren. Men beroende på utvecklingsfas och väder varierar behovet från 0 till mer än 10 kg kväve per dag. Att "dumpa" större delen av växtnäringen i en stor vårgiva är ett inexakt och oförnuftigt sätt att tillföra växtnäringen. Enligt modern växtfysiologi bör snarast växtnäringen successivt tillföras grödan allt efter dess behov. Där så är möjligt, sker det också - nämligen i växthusens näringslösningar, vars sammansättningar växlar med hjälp av datorstyrda program. Men det är möjligt eftersom man inte har någon jord som "stor". Eller finns det alternativ till näringslösningen? Jag hoppas att detta kommer att framgå av följande framställning.
Jorden är vår fundamentala resurs, därför måste den hela tiden stärkas och bli bättre. Men om den förlorar växtnäring via utlakning utarmas den istället. Därför måste utlakningen begränsas till ett minimum för att gården ej skall behöva tillföras extra växtnäring utifrån. Varför läcker då jordarna egentligen?
Det hela synes ha kommit i en obalans. Frågan är: Måste denna obalans finnas eller kan bonden åtgärda den på något sätt? Inom det ekologiska lantbruket strävar bonden efter att grunda sina åtgärder på biologiska och ekologiska hänsyn. Detta innebär att man genom att iaktta naturens egna processer försöker lära sig hur man skall göra. Låt oss betrakta en regnskog. Den har ju en väldig produktion, trots att det finns mycket lite kväve i marken. Det beror på att nedbrytning och upptagning av kvävet sker snabbt och det mesta av kvävet därför är bundet i växtligheten. Marken under en nordisk barrskog kan innehålla stora mängder organiskt bundet kväve utan att marken för den skull är särskilt bördig eller skogen produktiv - omsättningshastigheten av kvävet är låg. Av detta kan man som Ingestad dra slutsatsen: "Det finns alltså inga enkla samband mellan markens kväveinnehåll eller mängden tillförd kvävegödsel och bördighet. De avgörande faktorerna är istället omsättningshastighet och kväveflöde."
I det sammanhanget vill jag även knyta an till Ingestads strategi för bördighet. Om detta säger han följande: "Markens bördighet är ett svårfångat begrepp. Något förenklat kan man kanske säga att bördigheten hos en mark kan mätas i dess förmåga att producera biomassa vid en viss tidpunkt utan yttre tillförsel av näringsämnen... Avgörande för markens egen bördighet är kväveflödestätheten - det förtjänas att upprepas därför att det klargör kvävets roll. Hög bördighet får man alltså både om en liten mängd kväve rör sig snabbt i systemet, eller om en stor mängd cirkulerar långsamt."
Det är intressant att jämföra detta med det ekologiska lantbrukets resonemang: "att huvudsakligen basera produktionen på platsgivna resurser"
Det kan ju till sist kanske vara intressant att jämföra de åtgärder som Ingestad föreslår och de som vi inom ekologiskt lantbruk föreslår. Här går nämligen meningarna helt isär. Ingestad förklarar:
"Vill man utnyttja växternas maximala upptagningsförmåga under hela vegetationsperioden måste man kunna kontrollera markfuktigheten och kontinuerligt styra näringstillförseln. Teknik som gör detta möjligt är under utveckling, och används redan i försök.... Under 1986 har vi startat mer avancerade gödslingsförsök med jordbruksgrödor. Gödseln tillförs genom dagliga injektioner i ett bevattningssystem. Gödsel- och vattenmängder styrs av en persondator. Beräkningarna av mängderna baseras på kontinuerliga klimatändringar, förväntad produktion och markbördighet, resultaten pekar på att vi med forskning och en bättre teknik kan nå höstvete skördar som ligger ca 3 gånger högre än vi idag betraktar som normskördar."
Det intressanta med Ingestads resonemang är att de bygger på modern kunskap i växtfysiologi och att många grundläggande resonemang är gemensamma med det ekologiska lantbrukets. Vi är överens om att processerna ute på åkern är mer komplexa än vad dagens kemikaliserade jordbruk tar hänsyn till. Vi är överens om att det inte är mängden tillförd växtnäring som är avgörande för produktionen utan på vilket sätt den växtnäring som finns verkligen utnyttjas och hur pass allsidig den är. Vi hämtar vår kunskap genom att studera naturens livsprocesser. Den stora skillnaden är tillämpningen av kunskapen i praktiken. Där tror man inte inom det ekologiska lantbruket på avancerad datateknik som kontrollerar och manipulerar livsprocesser. Inom det ekologiska lantbruket eftersträvas istället att skapa gynnsamma situationer, där livet enligt sina egna lagar tillåts verka och därigenom ställa sig i människans tjänst.
Men ekologiskt lantbruk är en ny vetenskap som måste utvecklas. Dock har den redan börjat att ta itu med problemställningar som ännu ej uppmärksammats av den konventionella lantbruksvetenskapen. För att en vetenskap skall vara vital krävs en intensiv debatt präglad av pluralism. Trots olika slutsatser finns det mycket att hämta inom forskningen. Jag har på ett översiktligt sätt försökt ge ett exempel genom att nämna Ingestads arbete.
I resonemanget ovan om vikten av en kontinuerlig växtnäringstillförsel nämndes aldrig det ekologiska lantbrukets alternativ till datorprogrammerad näringslösningstillförsel. En viktig del i detta alternativ är nämligen stallgödseln p g a sin långsammare mineralisering. Samtidigt vet vi att om växten skall kunna tillgodogöra sig t ex kväve, måste övriga växtnäringsämnen finnas tillgängliga i lagom proportioner. Detta förutsätter att balans råder mellan jordens växtnäringsämnen. Därför bör ett gödselmedel vara så komplett som möjligt. Ur denna synvinkeln är stallgödsel även ett lämpligare gödselmedel än t ex Kväve-Fosofor-Kalium-konstgödselmedel (N-P-K). Men stallgödseln är involverad i många komplexa reaktioner i marken, så ännu finns det mycket att försöka förstå.
I ett långliggande gödslingsförsök har man kunnat konstatera att:
* organisk gödsling leder till en anrikning av humushalten och en förbättring av jordstrukturen framför allt i den övre delen av alven (25-35 cm). Den biologiska omsättningen befordras av den organiska gödslingen, och den jordvolym som står till disposition för växternas rötter vidgas.
* genom mineralgödsel ökar humushalten i matjorden men minskar i alven, vilket leder till förtätningar i den sistnämnda...."
I samma undersökning kunde det fastslås att antalet daggmaskgångar/m varierade med typen av gödsling. Antalet daggmaskgångar per m2 ökade vid användningen av stallgödsel. Den organiska gödseln har på lerjorden (28% ler i matjorden, 51% ler i alven) märkbart stimulerat daggmaskaktiviteten och därmed ökat växtrötternas möjligheter att utnyttja jordresursen. Förutom att daggmaskarna trivs i en stallgödslad jord har det visat sig att jordens torkresistens ökar.
Vi har nu konstaterat att bördigheten hos en jord ökar i takt med att växtens rötter kan utnyttja de resurser som finns i marken. Vi har också kunnat se att en viss jordstruktur är gynnsam för att skapa en bördig jord och vilka odlingsåtgärder som gynnar densamma.
Organiskt material bildas och bryts ned i ekosystemen. Näringsämnen i döda växt- och djurrester, spillning samt andra utsöndringsprodukter blir på nytt tillgängliga för livet i eko systemet. Men nedbrytningen av det organiska materialet kräver energi! Energin till detta arbete fås antingen från det onedbrutna organiska materialet eller från växtrötternas rotexudat. Arbetet utförs av många olika organismer. Dessa bildar en näringsväv vars allmänna struktur, i vårt humida tempererade klimat, är densamma oberoende av vilken typ av organiskt material det gäller. En förutsättning är dock att den biologiska nedbrytningen sker i en aerob miljö. Organismerna i näringsväven kan indelas i följande tre nivåer:
A. 1:a gradens konsumenter, mikrober och fragmenterare, lever direkt av det organiska materialet och bildar tillsammans en "biologisk kvarn". Representanter för denna grupp är bakterier (Cellumonas, Bacillus), aktinomyceter (Actinomyces, Streptomyces), svampar (Trichoderma), daggmaskar (Oliochaeta), tusenfotingar (Dilopoda) och hoppstjärtar (Collembola). Se figur 1.
B. 2:a gradens konsumenter. Dessa lever på den "biologiska kvarnen". Exempel på organismer från denna grupp är: amöbor Protozoa, hjuldjur Rotifera, nematoder Rhabditis, kvalster Acarina och plattmaskar Turbellaria.
C. 3:dje gradens konsumenter. Dessa är uteslutande rovdjur och lever på 1:a och 2:a gradens konsumenter samt på varandra. I denna grupp återfinns bl a nematoder Tylenchida, björndjur Tardigrada, rovkvalster Acarina, enkelfotingar Chilopoda, klokrypare Pseudoscorpionida och jordlöpare Carabidae.
Figur 1. Den biologiska kvarnen (1:a gradens konsumenter).
Mikroberna utgörs av aktinomyceter, svampar och bakterier. Aktinomyceterna är en stor grupp av trådliknande bakterier, som bildar förgrenade nätverk som kallas mycelium. Trots att dess storlek är i bakteriell skala är det likt svampars mycel.
Denna taxonomiskt osäkra grupp eller "länken" mellan bakterier och svampar utnyttjar ligniner, fenoler och andra svåmedbrytbara organiska föreningar, som andra mer snabbväxande mikrober ej kan utnyttja. Aktinomyceter är stark associerade till kvalster och hoppstjärtar, som hjälper till att sprida aktinomyceter bland det organiska materialet. Sporer hamnar i dessa djurs exkrementer då de konsumerat aktinomyceter. Djurens exkrementer utgör dessutom ett utmärkt odlingssubstrat. Svampar bryter ned både lätt- och svåromsatta organiska substanser. De oxiderar det organiska materialet mera fullständigt än vad många bakterier gör, som istället avslutar sin nedbrytning med slutprodukter såsom organiska syror, alkoholer och aldehyder.
Mikrobernas aktivitet i jorden är av stor betydelse. Det sägs att massan av mikroorganismer i åkermark är lika stor som grödans totala massa på samma areal. Man har vid undersökningar av god åkerjord (matjord) funnit från 100 till 3 000 millioner bakterier i ett gram jord. Enligt forskare kan matjorden (27 cm) innehålla ungefär 2 700 kg svamp, 500 kg bakterier och 50 kg protozoer (amöbor, flagellater, ciliater m m) per hektar. Motsvarande mängd kväve i dessa mikroogranismer är 120, 20 resp 2 kg kväve per hektar.
Vid nedbrytning av organiskt material samarbetar de s k fragmenterade d v s daggmaskar, tusenfotingar och hoppstjärtar med mikroberna. Fragmenterarna söderdelar det organiska materialet.
Efter det att materialet passerat genom daggmaskens tarmkanal är det lättare för mikroberna att bryta ned det. Det organiska materialet räcker ej till för att föda daggmaskarna. De behöver även mikrober i sin diet. Amöbor ingår i denna diet. I sitt sökande efter lämplig föda tycks daggmasken ledas av ett smaksinne. Den drar sig till organiskt material, som är koloniserat av vissa svampar eller innehåller höga socker- och proteinkoncentrationer. I daggmaskens tarm sker, dels en enzymatisk nedbrytning av det organiska materialet, dels en humusbildning. Tarmpassagen påverkar mikroberna som lever på det organiska materialet olika mycket. Vissa försvinner, andra t ex jäst- och andra svampar påverkas ej, medan bakterier och aktinomyceter tycks öka ordentligt. Daggmaskarnas exkrementer innehåller större mängder mikrober än omgivningen. Hälften av det kväve som daggmaskarna utsöndrar är i form av protein, förmodligen i form av slem, medan resten utgörs av ammoniak och urea. Daggmaskarnas konsumtion av det organiska materialet ökar mineraliseringshastigheten. Aggregat av mull- och mineralpartiklar bildas ofta i form av utstötta markexkrementer.
Hoppstjärtarna lever av multnande växtdelar, alger och svamphyfer. Tillsammans med protozoer, liksom mikrobkonsumerande nematoder, hjuldjur, björndjur och kvalster är det genom mikrobkonsumtionen direkt kopplade till mikrobfloran. De kan via konsumtion av densamma frigöra näringsämnen, som annars skulle bindas upp i lågaktiv mikrobmassa.
En viss andel av markrovdjurens konsumtion används till att bygga upp deras egen biomassa. Härigenom kan markens djursamhälle även ses som en potentiell näringsreserv, som kan mobiliseras vid djurens död. Markens rovdjur frisätter genom predation denna reserv direkt från den levande markdjurpopulationen. Uppbindningen av näringsämnen i markdjursamhället är av speciell vikt vad gäller kväve, som annars lätt försvinner genom utlakning eller denitrifikation.
Sammanfattningsvis kan man säga att omsättningen och mineraliseringen av det organiska materialet börjar med fragmenterande och mikroberna i den "biologiska kvarnen". Dessa organismer "maler" ned det organiska materialet med hjälp av energin som finns bunden i materialet eller som de får från växtrötternas rotexudat. Detta "mjöl" av mineraliserad växtnäring immobiliseras delvis av organismerna i den "biologiska kvarnen". Resten tas upp av växternas rötter eller bortgår i värsta fall i form av förluster. Tack vare amöbor, hjuldjur, nematoder, björndjur, plattmaskar, enkelfotingar, jordlöpare etc kan den växtnäring som bundits upp i mikrobernas och fragmenterarnas organismer frigöras och bli tillgänglig för växternas rötter. Dessa markens rovdjur bidrar därför till en icke obetydlig mineralisering. Man kan inte annat än förundras över allt det liv som bildar näringsväven i vår jord. Det är genom en ökad kunskap om denna näringsväv, som vi kan optimera resursutnyttjandet på gården. En bördig jord upprätthåller livet i näringsväven.
*) Med skördeindex menas förhållandet mellan den ekonomiska skörden och växtens totala torrsubstansproduktion. För stråsäd räknas ofta endast kärnan som ekonomisk skörd men ej halm och agnar.