Mikroliv og udvidet jordsundhed GF2

Jord er på mange måder sit eget økosystem, fordi det er hjemsted for en række biologiske og kemiske processer, levende organismer, vand og vækst. Det er fundamentet for størstedelen af alt liv over overfladen, og alene af den grund er jordsundhed vigtigt for alle inden for jordbrugsfaget. 

I dette forløb skal vi zoome ind på, hvordan en jords kvalitet består af et samspil mellem mikroorganismer, vandbevægelse, jordstruktur organisk stof og jordens tekstur – altså fordelingen mellem sand, silt og ler. Nogle af disse forhold kan påvirkes af dyrkningspraksis, mens jordens tekstur grundlæggende er givet af naturen.

En sund jord har også en god balance mellem organiske og mineralske dele.

Ifølge forsker i plante- og jordvidenskab Veronika Hansen er jordens sundhed afgørende;

Veronika arbejder med at teste dyrkningsprakssiser og deres effekt på jordsundhed. Hendes forskerteam tager jord fra forskellige markforsøg hos landmænd og diskuterer udfordringerne ved at opretholde en effektiv bedrift og undgå at slide for meget på jorden. 

Hun uddyber, at en god jordstruktur er afgørende for at sikre en optimal balance mellem luft og vand.

Jorden må ikke være for kompakt, da det kan hæmme røddernes vækst og forhindre, at luft bevæger sig ned, så rødder og mikroorganismer kan leve. Vand skal kunne trænge igennem og lagres, hvor planterne har adgang til det i tørre perioder, mens rødder vokser frit og dybt ned i jorden. Næringsstoffer fastholdes i en form, som planterne kan optage, og jordklumperne danner en god krummestruktur, som både er stabil og ’let at arbejde med’. Også biologisk aktivitet (fx. regnorme og mikroorganismer) trives og bidrager til jordens sundhed.

Udfordringen i dag er desværre, at mange moderne dyrkningspraksisser – pløjning, kemisk sprøjtning, brug af tungt maskineri og enårige monokulturer – slider på jorden og forstyrrer de naturlige processer i undergrunden.

Så der er brug for et skifte mod mindre bearbejdning og færre eksterne input. I første omgang kan det give lavere udbytter, fordi jorden skal genopbygge sin struktur og sit mikroliv. Men på længere sigt vil den blive mere modstandsdygtig og produktiv.

Jordsundhed forudsætter et tilstrækkeligt indhold af organisk materiale, som både leverer kulstof til mikroorganismer og fungerer som reservoir for næringsstoffer. Det organiske materiale fra døde planterester og rodeksudater indgår i jordens fødenet, hvor jordfauna og mikroorganismer nedbryder det og omsætter det til mere stabilt organisk stof.

Denne omsætning bidrager til dannelsen af jordstruktur, som af nogle i jordbrugsbranchen kaldes for ‘humus’ – med henvisning til teksturen. Organisk stof er dog en kompleks blanding af døde og levende organismer, planterester og nedbrudt materiale.

Humus kan holde på både vand og næringsstoffer til planternes rødder. 

Hvis man vil forstå kulstof- og næringsstofkredsløbet, hjælper det med et overblik over samspillet mellem luften, planterne og jorden. Planternes fotosyntese er det centrale led, der forbinder de tre – og jo mere levende og mikrobielt aktiv jorden er, desto bedre grundlag er der for fotosyntesen.  

Ved fotosyntese bruger planter energi fra sollys til at omdanne kuldioxid (CO₂) fra atmosfæren og vand fra jorden til sukkerstoffer (glukose), som bruges til vækst. . Samtidig frigives ilt (O₂) til atmosfæren. Begge processer er afgørende for menneskers og dyrs overlevelse: 

Ilten gør os i stand til at trække vejret, og sukkerstofferne indgår senere som fødegrundlag for mennesker og dyr og til planternes vækst.

Planterne vokser og lagrer kulstof fra CO₂ i deres blade, stængler og rødder. Når de dør, bliver kulstoffet som udgangspunkt i økosystemet – især i jorden – hvor det gør stor gavn som organisk materiale. Modsat bidrager kulstof i atmosfæren som CO2 i for store mængder til global opvarmning. Når planter efterlader rødder, planterester og rodeksudater i jorden, kan noget af kulstoffet indgå i jorden organiske stof. Det kaldes kulstoflagring i jorden.  Kulstoffet optages af mikroorganismer som bakterier og svampe (mere om dem i næste afsnit).

En del af det organiske stof nedbrydes hurtigt, mens en anden del kan blive mere stabilt og forblive i jorden i længere tid. Det hænger blandt andet sammen med, hvordan stoffet indgår i jordaggregater og bindes til jordens mineralpartikler. Men kulstof kan faktisk forblive i jorden i alt fra årtier til flere tusind år.

Processen er på alle måder win-win, for kulstof skaber et bedre livsgrundlag for mikroorganismerne og planterne, som kan vokse sig stærkere og lave en mere effektiv fotosyntese – hvilket igen tilfører nyt kulstof til jorden. Dermed er kredsløbet fuldendt!

Når vi dyrker landbrug, påvirker vi det naturlige kulstofkredsløb. 

I et naturligt økosystem bliver planter, rødder og blade liggende og nedbrydes langsomt af jordens mikroorganismer. Kulstof, kvælstof, fosfor og andre næringsstoffer bliver ført tilbage til jorden og genbrugt i systemet.

For et intensivt landbrugssystem ser det anderledes ud. Her høster vi afgrøderne og fjerner store mængder plantemateriale (fx korn og halm), som ellers ville være blevet til nyt organisk materiale og bundet kulstof i jorden. På den måde tager vi mere energi ud af jorden, end vi giver tilbage. 

Konsekvenserne er, at jorden gradvist mister næring og frugtbarhed, hvis ikke vi tilfører nye ressourcer udefra. Derfor er mange landbrug afhængige af kunstgødning eller husdyrgødning for at holde produktionen oppe. Man kan sige, at der ”blæses nyt liv i systemet”, da jorden ikke længere selv kan vedligeholde sit naturlige næringsstofkredsløb.

Det meste af jordens mikroliv lever i rhizosfæren – den tynde zone, der ligger lige omkring planternes rødder. 

Her er leveforholdene ekstra gode: Der er fugt, ilt, og sukkerstoffer, som planterne sender ud for at ”fodre” bakterier og svampe. Planter og svampe indgår i en symbiose – et forhold, hvor begge parter kan drage fordel af hinanden. Altsammen skaber et intenst, levende økosystem lige under jordoverfladen, hvor aktiviteten er markant højere end i de omkringliggende jordlag. 

Der findes også liv højere oppe og dybere nede i jorden, men aktiviteten er størst i rhizosfæren, fordi der er her, rødderne og mikroorganismerne er tættest forbundet.

Jordens mikroliv består af alle de små organismer, der lever i undergrunden – lige fra encellede mikroskopiske organismer til synlige smådyr som regnorme, bænkebidere og biller. Sammen nedbryder de organisk materiale som planterester, rødder, blade, gylle, afføring og endda døde dyr (kadavere), hvis de ligger længe nok i mark- eller skovbunden. Denne nedbrydning er afgørende, fordi den frigiver næringsstoffer, som planter kan optage igen.

Nogle bakterier er særligt vigtige, fordi de kan fiksere frit kvælstof (N₂) fra atmosfæren og omdanne det til plantetilgængelige former.

Et godt og kendt eksempel er Rhizobium-bakterier, der lever i symbiose med bælgplanter som eksempelvis hestebønner. De danner små knolde på plantens rødder, hvor de leverer kvælstof til planten og til gengæld får sukkerstoffer fra fotosyntesen. 

Det er ikke kun bælgplanter, der fikserer kvælstof. 

Fritlevende bakterier som Azotobacter og Azospirillum bidrager også til jordens kvælstofregnskab direkte fra rodzonen. I biologiske dyrkningssystemer udnytter man netop disse mikroorganismer ved at styrke jordens mikroliv med organisk materiale og kompost, hvilket skaber en naturlig gødningskraft.

Nu har vi været omkring, hvordan man kan undersøge jordens tilstand, og hvordan kulstofkredsløbet, organisk nedbrydelse og mikroliv påvirker alle tre typer jordsundhed: Den fysiske, kemiske og biologiske jordkvalitet.

En vigtig pointe er, at jord er ikke bare jord. I Danmark har vi forskellige jordtyper, som reagerer forskelligt på dyrkning, vand, gødning og biologisk aktivitet. Det handler især om jordens tekstur – altså den procentvise fordeling mellem sand, silt og ler.

Jordtypen bestemmes af, hvilke mineralpartikler jorden består af, og hvor store de er. Partikelstørrelsen har stor betydning for jordens struktur, vandholdende evne, luftindhold og næringstofbinding.

Forholdet mellem disse fraktioner definerer jordtypen – fra den lette sandjord til den tunge lerjord eller den frugtbare muldjord. Samtidig afgør mængden af grus og sten, hvor nem jorden er at bearbejde, og hvor effektivt den dræner vand.

Der findes også organiske jorde, som især består af nedbrudt plantemateriale (fx moser) og skovjorde, der ofte er mere næringsfattige. Organiske jorde er ofte næringsfattige, fordi de næsten ikke indeholder nogle mineralpartikler, hvor næringsstoffer kan bindes. Samtidig foregår nedbrydningen langsomt i kolde, våde eller sure miljøer, hvilket betyder, at næringsstofferne ikke frigives i samme tempo som mineraljorde.

I Danmark møder vi især følgende jordtyper, der påvirker jordens sundhed på sin egen måde – når det gælder vand, luft, næringsstoffer og rodvækst.

I daglig tale bruges ordet muldjord ofte om en mørk og frugtbar topjord med relativt højt indhold af organisk stof. Fagligt beskriver man dog jord mere præcist ud fra tekstur, organisk stof, pH og jordstruktur.

Lerjord – findes især i Østjylland og på Danmarks øer, tung, formbar og næringsrig.

Siltjord – forekommer fx i ådale, er blød og kan pakkes let ved regn.

Sandjord – typisk ved Vestkysten og kystområder, let at bearbejde, men hurtig til at tørre ud.

Kalkrig jord – findes i områder med kridt og kalk (fx Stevns og Møns Klint) og kan have høj pH-værdi.

Organisk jord – (eks. tørvemuld) – findes i moser og lavbundsjorde, rig på humus, men kan synke sammen ved dræning.

De fleste marker består ikke af én ren jordtype, men en blanding af eksempelvis ler og sand. Lagene kan ligge oven på hinanden. Det har betydning for, hvordan jorden holder på vand, luft og næringsstoffer, og hvor meget organisk materiale den kan indeholde. Derfor kan to marker se ens ud på overfladen men alligevel have helt forskellige dyrkningsforhold afhængigt af, hvordan ler-, sand- og muldlagene er fordelt under jorden.

Lerjord er ofte frugtbar, fordi de meget små partikler har en stor overflade og kan binde både vand og næringsstoffer. Jorden føles fed og tung. Udfordringen er, at en leret jord let kan blive kompakt og tæt, især ved jordbearbejdning eller kørsel på våd jord. Det reducerer porer, luftskifte og rodvækst og kan hæmme både planterødder og jordens mikroliv.

Sandjord består af grove partikler med store porer mellem. Den er let at bearbejde og giver god iltning til rødderne, men har lav evne til at holde på vand og næringsstoffer. Derfor er sandjord ofte næringsfattig og tørkeudsat, og både planter og mikroliv er mere afhængig af tilførsel af organisk materiale for at trives.

Muldjord er en jordtype med et højt indhold af organisk materiale og en balanceret fordeling mellem sand, silt og ler. Sand sikrer dræning, imens ler og organisk materiale holder på vand og næringsstoffer.  

Det aktive mikroliv binder jordpartikler i stabile “krummer”, som giver en porøs struktur med god luft- og vandtilgang for rødder. Samtidig fungerer ler og organisk materiale som et næringsstoflager, der mindsker udvaskning. Derfor er muldjord robust over for både tørke og kraftig regn og regnes som den mest dyrkningssikre jordtype på mange danske marker, især på Øerne og i Østjylland.

JB-klassificeringen bruges bl.a. i rådgivning, gødningsplanlægning, dyrkningsstrategi og vurdering af udbyttepotentiale. Jordtypen har stor betydning for:

En af jordens fornemmeste funktioner er at optage, opbevare og langsomt frigive vand til planternes rødder.

Hvis jorden har stabile jordaggregater og hulrum (det vil sige en krummestruktur), kan vandet nemt trænge ned, fordeles og lagres i rodzonen. Er jorden derimod udpint, kompakt eller mangler organisk materiale, kan den ikke optage vandet hurtigt nok. Vandet bliver liggende på overfladen, løber væk – og kan trække jordpartikler med sig.

Det kaldes erosion.

Erosion opstår, når vandets mængde og kraft er stærkere end jordens evne til at holde sammen, så jordpartikler løsnes og skylles væk. I landskabet ses det som vandrender, mudrede afstrømninger,  tab af muld og tab af næringsstoffer fra marken til vandløb og søer.

Hvis du vil teste en jords robusthed over for vanderosion, kan du bruge en gennemsigtig container med jord og hælde vand igennem. Se landmand Søren Ilsøe forklarer den simple test og  vigtigheden af at modvirke erosion her.

Vi kan følge vandets vej i jorden som en slags rejse.

Som vejret ændrer sig med mere ekstrem regn og tørkeperioder, bliver det afgørende, at jorden kan håndtere både store mængder vand og perioder med vandmangel. I et sundt jordsystem bevæger vandet sig gennem flere trin – og både planterne og mikrolivet er afhængige af, at denne cyklus fungerer.

Pointen er at holde balancen, så der hverken sker for meget afstrømning ved regn eller udtørring under tørke. Processen starter, når det regner. Her skal vandet helst trænge ned i jorden i stedet for at blive stående på overfladen. Jordens evne til netop at optage vand kaldes ”infiltrationsevnen”. 

En jord med god struktur og porer (hulrum) har en høj infiltrationsevne. Når jorden har optaget så meget vand, som den kan holde fast på mod tyngdekraften, siger man, at den har nået sin ”feltkapacitet”. Her ligger vandet tilgængeligt i porerne og kan bruges af planterne.

Samtidig kan vand også bevæge sig nede fra de dybe jordlag og op mod rødderne ved hjælp af små kapillarkræfter – de fysiske kræfter, der trækker vand op gennem jordens små porer, ligesom når en svamp suger vand opad.

Planterne optager vand via rødderne og bruger det til fotosyntese og vækst. Hvis jorden tørrer så meget ud, at planterne ikke længere kan trække vand ud (selv om der stadig er lidt tilbage), når man det såkaldte ”permanente visnepunkt”- hvor planten visner, fordi vandet er utilgængeligt. Det sker især i ekstrem tørke eller i meget sandet jord.

En sund jord skaber balance i hele processen – den optager vand, lagrer det, giver det videre til planterne og slipper det igen uden at miste jord eller næringsstoffer undervejs. Vand forsvinder fra jorden gennem ”fordampning” fra jordoverfladen og gennem ”transpiration” fra planterne. Tilsammen kaldes processen for ”evapotranspiration”. 

Når det igen regner, starter cyklussen forfra.