Formålet er at skabe mere viden om rødder. Lige nu findes der meget lidt, primært fordi det er så svært at måle. Men hvis vi forstår dem bedre, bliver det nemmere at vælge kloge landbrugsløsninger.
Sådan indleder professor i afgrødevidenskab Kristian Thorup-Kristensen emnet, når han fortæller om sit arbejde med at overvåge og måle på forskellige efterafgrøders rodvækst under jorden i en 3-meter dyb tunnel.
Vi befinder os på – eller rettere sagt under – en af de marker i Høje Taastrup, hvor Københavns Universitets Institut for Plante- og Miljøvidenskab har sin praktiske forsøgsafdeling. Foroven er anlagt forskellige dyrkningsparceller med primært vårbyg og olieræddike samt hvede og raps.
Afgrøderne er sået i henholdsvis sensommeren og efteråret med det videnskabelige formål at tracke deres rodvækst og udviklingen under jorden – der hvor en stor del af fundamentet for planternes eksistens skabes og vedligeholdes. Vi ved utrolig meget fotosynteseprocessen over jorden, altså hvordan plantens blade og stængler indfanger sollys og CO₂.
Men det er relativt underbelyst, på hvilke måder dens rødder udnytter vand og næring under jorden, argumenterer Kristian Thorup. Derfor er der brug for mere data og flere underjordiske observationer og målinger.
Man mærker tydeligt, at forskeren er meget passioneret for sit felt.
Underjordiske målinger af efterafgrøder
I forsøgstunnellen strækker en smal tunnel sig i en dyb udgravning mellem to jordlag. På begge sider ses rødderne, der gror og forgrener sig langs de gennemsigtige plastplader. Væksten af små rodhår ses tydeligt.
Sporadisk og med mellemrum stikker små gennemsigtige sensorergange ind i jordlagene, så Kristian og hans forskerteam nemt kan tage jord og vandprøver ud i forskellige dybder. Med det blotte øje kan røddernes udvikling ses udefra, men der er også sat plastrør 1 meter ind i jorden, hvor der kan føres kameraer ind for at nærstudere væksten i de mere uforstyrrede dele. Forskerne kan endda studere rodhår, som er udposninger på cellerne i rodens overflade.
For at kunne ‘bevise’ røddernes påvirkning på jorden, er det vigtigt at have nogle kontrolplots uden afgrøder ved siden af forsøgene. På den måde kan forskerne sammenligne med en bar jord og studere forskellene. Foto: Didier Larsen
I det hele taget er jorden fuldstændig spækket med high-tech udstyr som redox sensorer til iltmåling, sugeceller til vandprøver, minikameraer og plastrør til filmning, gassamplere til jordluftprøver og TDR sensorer. Altsammen gør det muligt over en flerårig periode at nærstudere røddernes ‘hemmelige liv under jorden.’
Setuppet minder mest af alt om en røntgenundersøgelse, der skal ‘diagnosticere’, hvordan planterne kan udnytte vand, vokse for bedre at kunne optage næringsstoffer og påvirke jordens struktur positivt.
Forskningsprojektet hedder RootAccess og har fået støtte fra Novo Nordisk Fonden.
Lige nu har vi købt en masse censorer, som kan måle iltindholdet i jorden på forskellige dybder,
Ilt kan blive en mangelvare i regnfyldte perioder, hvor jorden bliver vandmættet, og luft fra oven derfor ikke kan sive ned. Det skader rødderne, men øger også risikoen for, at der dannes uheldige gasser som lattergas i undergrunden, fortæller forskeren.
Samspillet med efterafgrøder er komplekst. De kan både være med til at hæmme denitrifikationsprocessen, hvor nitrat omdannes til lattergas, fordi de optager nitrat i jorden – og i øvrigt også vand. Til gengæld kan efterafgrøder selv være med til at danne lattergas, særligt når de dør om vinteren. Det er det, forskerne vil måle på med jordgasprøver.
De måler også på vandindholdet i jorden med to typer af sensorer (TDR-sensorer viser vandvolumen, mens tensiometre viser, hvor hårdt vand er bundet) i fem forskellige dybder. Faktisk kan hans team tracke data hvert tiende minut og se, hvordan vandet i jorden udvikler sig i takt med planternes brug af regnvand – i både tørre og våde vejrperioder.
Rodforskning siger også meget om, hvordan planterne klarer sig gennem vinteren. Hvor aktive er de? Kan de tåle frost? Og hvordan påvirker de jorden på parametre som iltoptag, vand, næringsstoffer og struktur,
Effektiviteten af planternes rodsystemer testes blandt andet ved at undersøge, hvor hurtigt de optager tilførte sporstoffer som brint i vand og kvælstofisotoper på forskellige tider af året.
Nede i tunnelen bag glasruderne spotter vi nemt de livlige rødder af en olieræddikes kraftige pælerod, der allerede er vokset to meter på tre måneder. Vi får fortalt, at der indsættes små porøse (hullede) keramikkopper mellem sårækkerne og inde i glasrørene for at tage vand og gasprøver – nogle gange med få dages mellemrum.
Selvom studiet er meget højteknologisk, er der også behov for praktisk at passe overfladen som et gartneri. Det er for eksempel vigtigt at holde dyrkningsplottet helt fri for ukrudt, for ellers vil det hurtigt blive svært at skelne rødderne fra hinanden under jorden. Foto: Didier Larsen
Vandprøverne bruges primært til at undersøge den kemiske sammensætning af stoffer – med særligt fokus på nitrat og kvælstof.
En fager ny verden af viden
Efterafgrøder som olieræddike optager uorganisk kvælstof i form af nitrat og ammonium, som de bygger ind i deres plantestof. På den måde bliver det fastholdt i organisk form – i stedet for at gå til spilde gennem udvaskning,
Selvom de “primært høster viden” på planteinstituttet, er den helt store ambition at give landmænd og gartnere bedre redskaber til at vælge afgrøder og efterafgrøder og sammensætte et godt sædskifte.[KT1]
Selvom de “primært høster viden” på planteinstituttet, er den helt store ambition at give landmænd og gartnere bedre redskaber til at vælge afgrøder og efterafgrøder og sammensætte et godt sædskifte.
De avancerede underjordiske målinger på universitet skal give en forståelse for det samlede dyrkningssystem, som efterafgrøden sættes ind i – både før og efter den selv gror. Viden om rødderne har stor praktisk relevans i sædskiftet, understreger forskeren.
Har man eksempelvis dyrket en hovedafgrøde som kartoffel eller løg uden dybe rødder, giver det god mening at sætte en olieræddike eller andre planter med et langt rodsystem ind for at nå og binde næringsstofferne i de dybe jordlag.
Det samme gælder med vand.
En afgrøde med god evne til at udnytte vand fra oven, afløses bedst af en afgrøde, der kan udnytte vandreservoirer i de dybe jordlag. Det er bare nogle af de ting, studiet i Høje Taastrup beviser.
Et praktisk husråd er at overveje nedmuldning af sine efterafgrøder i senefteråret og måske i stedet lade dem blive vinteren over. På den måde kan de holde på kvælstof længere og gøre det tilgængeligt for forårets afgrøde. Foto: Didier Larsen
På Sjælland er der hovedsageligt lerjord. Det gælder også i forsøgsmarken, og jordtypen påvirker også efterafgrødernes effekt. For eksempel er lerjord naturligt god til at lagre næringsstoffer. Så billedet bliver hurtigt lidt mere kompliceret på kvælstoffronten, hvor man risikerer, at planterne binder en tilgængelig pulje næring, som ellers ville have ligget automatisk klar efter vinteren.
Det er noget af det, forsøget vil give klarhed over. Kristian Thorup og hans forskerteam arbejder uafhængigt, men deres forsøg spiller tæt sammen med kollegers. Ved en mark blot nogle kilometer væk tester ekspert i jordvidenskab Veronika Hansen efterafgrøder over jorden ved at lave planteklip og biomassemålinger.
På den måde forsøger Københavns Universitet at dække efterafgrødernes komplette livscyklus.
