I Sverige, och övriga Europa, har möjligheten att använda sig av växternas näringsupptagande förmåga som en åtgärd för att minska övergödningen inte uppmärksammats särskilt mycket. Men det finns några forskare som arbetar med detta. Ann-Mari Fransson, på Ekologiska institutionen vid Lunds universitet, är en av dem.
- Växter kan inte springa sin väg. De måste hantera det som händer där de står. För att kunna göra det har de utvecklat en massa olika mekanismer, bland annat för att ta upp fosfor, säger hon.
Det är dessa mekanismer som forskarna nu försöker att utnyttja för att effektivisera fosforupptaget. Traditionellt har man inom växtförädlingen selekterat för växtsorter och egenskaper som ger en god avkastning då näringstillgången är hög, det vill säga då man tillför gödningsmedel. Här gör man istället tvärtom. Man letar efter de egenskaper hos växterna som är aktiva då näringstillgången är låg, ett förhållande som växterna levt under i miljoner år.
Genom att tillsätta radioaktivt fosfor till jorden studerar Ann-Mari Fransson hur de organiska syrorna påverkar majsens fosforupptag.
Foto: Andrew Owen
Ann-Mari Fransson är en av de forskare som arbetar med att undersöka hur växternas olika mekanismer för att ta upp fosfor kan användas i kampen mot övergödningen.
Foto: Ulrika Jönsson-BelyazidRötter utsöndrar
Ann-Mari Fransson har bland annat tittat på hur de organiska syror som rötterna utsöndrar påverkar växternas upptag av fosfor.
- De organiska syrorna kan byta plats med den fosfor som är adsorberad till markpartiklarna. De kan även ersätta de fosforjoner som är hårt bundna i olika komplexa kemiska föreningar. På så sätt frigörs fosforn och kan tas upp av växternas rötter, berättar Ann-Mari Fransson.
- Genom att selektera för växtsorter som producerar mycket organiska syror skulle man kunna få ett effektivare fosforutnyttjande, fortsätter hon.
Andra egenskaper som har visat sig vara av stor betydelse för fosforupptaget är rothårens längd och densitet och rotsystemets arkitektur, alltså hur rotsystemet är uppbyggt i tid och rum. Jonathan Lynch, professor vid Penn State University i USA, har arbetat mycket med just rotarkitekturen. I bönförädlingsprogram i Afrika och Latinamerika har han och hans kollegor lyckats förädla fram bönsorter som genom att koncentrera rötterna i de översta jordlagren växer mycket bra i jordar där tillgången på fosfor är låg. Denna strategi har visat sig vara betydelsefull även för majs och vete.
Fördubblad avkastning
- Genom att använda de här nya näringseffektiva växtsorterna kan avkastningen fördubblas, eller till och med tredubblas, säger Jonathan Lynch, och hänvisar till jämförelser med de växtsorter som används inom jordbruket idag och förhållanden där ingen fosforgödning har tillsatts.
Även om man inom det moderna jordbruket inte skulle kunna upphöra helt med tillsatserna av fosfor och upprätthålla en produktvitet motsvarande dagens, tror både Ann-Mari Fransson och Jonathan Lynch att fosfortillförseln skulle kunna reduceras rejält genom att växternas upptagskapacitet utnyttjas bättre. För när rotsystemen fångar upp en större andel av fosforn kan tillsatserna minska utan att upptaget blir lidande, med resultatet att tillväxten kan vara fortsatt hög samtidigt som mindre mängder fosfor läcker ut i omgivande vattensystem.
- Dessutom skulle ackumuleringen av fosfor i marken kunna minska, säger Ann-Mari Fransson.
Decennier av intensiv gödsling har nämligen lett till att det finns enorma förråd av fosfor i jordbruksmarken i många industriländer. Fosfor som till största delen ligger outnyttjad, fastbunden i former som är mycket svåra att ta upp. Men om tillförseln av lättillgängligt fosfor minskar, skulle växterna utnyttja denna reserv, menar Ann-Mari Fransson.
Att utveckla de fosforeffektiva växtsorterna är dock inget lätt arbete. Helst ska flera olika egenskaper kombineras för att få det bästa upptaget. Och vilka egenskaper man ska satsa på beror både på vilken gröda det rör sig om och den omgivande miljön. Jonathan Lynch berättar att de ytliga rotsystem som har visat sig vara viktiga för bönornas fosforupptag lätt kan resultera i att växternas kapacitet att ta upp vatten äventyras. Växtsorter med ytliga rotsystem passar därför troligen bäst i områden där fosfor är den primära begränsningen. I områden där tillgången på vatten är den mest begränsande faktorn krävs växtsorter med djupare rotsystem. Där måste man hitta andra lösningar för att få ett effektivt fosforupptag.
Förlorade egenskaper
Något som oroar både Jonathan Lynch och Ann-Mari Fransson är risken att många av de egenskaper som är viktiga för fosforupptaget har förlorats för alltid. - Växtförädlarna har tillbringat de senaste 40-50 åren med att selektera för växtsorter som ger en hög avkastning när näringstillgången är hög, säger Jonathan Lynch. - Kanske har vi redan selekterat bort många av de gener som ansvarar för fosforupptaget i jordar med lite fosfor, säger Ann-Mari Fransson. Hoppet står till genbankerna och de lantraser som fortfarande används på olika håll i världen. Jonathan Lynch och hans kollegor har hittat flera afrikanska växtsorter med vad han kallar exceptionella rotegenskaper, och det är dessa han nu använder i förädlingsarbetet.
Nya tendenser
Att de näringseffektiva växtsorterna inte har uppmärksammats tidigare trots att problemen med övergödning har funnits i många år menar Jonathan Lynch beror på okunskap. Men nu tycker han sig se nya tendenser.
- Flera kemikalieföretag i USA har insett att vi inte kommer att kunna fortsätta gödsla som vi gör. Så nu måste de hitta nya vägar för sin verksamhet och då har de fått upp ögonen för det här, säger Jonathan Lynch.
Ann-Mari Fransson hoppas att uppmärksamheten kommer att öka även i Europa.
- Inom jordbruket glömmer man ofta bort rotsystemen. Men att ha plastiska växter som investerar så att de får ett stort och bra rotsystem innan de satsar på skottillväxt är jätteviktigt om vi vill ha ett näringsuthålligt jordbruk, avslutar hon.
Outnyttjad resurs
I Sverige har man sedan 1950-talet byggt upp en fosforreserv i matjorden som beräknas vara 600-700 kg per hektar för landet som helhet. På vissa håll kan upplagringen till och med närma sig det dubbla. Värdet av denna fosfor uppgick 1998 till 18 miljarder kronor. Med tanke på att världens reserver av lättillgängligt fosfor enligt vissa beräkningar kommer att ta slut redan år 2050, skulle en återanvändning av dessa reserver kunna vara föredelaktigt ur ekologisk, såväl som ekonomisk, synvinkel.
Författare
:
Ulrika Jönsson-Belyazid
är frilansjournalist.
Litteratur:
A Andersson, J Eriksson & L Mattsson.
Fosforupplagringen i svensk jordbruksmark.
Naturvårdsverkets rapport 4919