Mikroliv og udvidet jordsundhed

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

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

Den har også en god balance mellem organiske og mineralske dele.

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

Veronika arbejder på Instituttet for Plante- og Miljøvidenskab med at teste dyrkningspraksisser 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 skal fastholdes i en form, som planterne kan optage, og jordklumper danner en god krummestruktur, som både er stabil og ’let at arbejde med’. Det er også vigtigt, at biologisk aktivitet (eksempelvis regnorme og mikroorganismer) trives og bidrager til jordens sundhed.

Udfordringen i dag er desværre, at mange moderne dyrkningspraksisser som intensiv jordbearbejdning, høj afhængighed af kemisk plantebeskyttelse, tungt maskineri og ensidige sædskifter 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 stabile jordaggregater. I daglig tale forbindes det ofte med humus, men fagligt er organisk stof en kompleks blanding af levende og dødt biologisk materiale, planterester og nedbrudte forbindelser.

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

Hvis man vil forstå kulstof- og næringsstofkredsløbet, hjælper 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 blade, stængler og rødder. Når planter dør eller efterlader rødder, planterester og rodeksudater i jorden, kan en del af kulstoffet indgå i jordens organiske stof. En anden del omsættes af mikroorganismer og frigives igen som CO₂. Det er derfor kun en del af plantens kulstof, der ender som egentlig kulstoflagring i jorden.

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 kan være positiv for både jordliv og plantevækst, fordi organisk materiale giver føde til mikroorganismerne og bidrager til en bedre jordstruktur. Men kulstofkredsløbet er dynamisk: Noget kulstof lagres, mens andet hele tiden omsættes og frigives igen som CO₂. Dermed er kredsløbet fuldendt!

Når vi mennesker dyrker landbrug, påvirker vi kulstofkredsløbet.

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

For et intensivt landbrug ser det anderledes ud. Her høster vi afgrøderne og fjerner store mængder plantemateriale (for eksempel 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 til den.

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 næringsstofkredsløbet bliver mere åbent og sårbart i et intensivt landbrugssystem, fordi en del af biomassen og næringsstofferne fjernes med høsten. Derfor skal tabene erstattes gennem gødning, kompost, efterafgrøder eller bælgplanter.

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

Her er leveforholdene særligt gode: Der er fugt, ilt og kulstofrige forbindelser, som planterne udskiller gennem rødderne. Mange planter kan indgå i symbiose med mykorrhizasvampe, hvor svampene hjælper med optagelsen af især fosfor og vand, mens planten leverer sukkerstoffer fra fotosyntesen. Samarbejdet skaber et intenst og levende økosystem omkring rødderne, hvor den biologiske aktivitet 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 liv består af både mikroorganismer og større jorddyr. Mikroorganismerne omfatter blandt andet bakterier, svampe, protozoer og nematoder, mens jorddyr som regnorme, springhaler, bænkebidere og biller findeler organisk materiale og skaber struktur i jorden. Sammen nedbryder arterne 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 (som beskrevet i kapitel 2).

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’ kan også bidrage med kvælstoffiksering, men effekten er ofte mere begrænset og afhænger stærkt af jordforhold, organisk materiale og dyrkningssystem.

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

En vigtig pointe er dog, 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 næringsstofbinding.

Forholdet mellem disse fraktioner definerer jordtypen – fra den lette sandjord over den tunge lerjord til 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 (tænk moser) og skovjorde, der ofte er mere næringsfattige. Organiske jorde kan variere meget i næringsindhold. Nogle er sure og næringsfattige, mens dyrkede lavbundsjorde ofte rummer store puljer af kvælstof og kulstof. Ved dræning kan de synke sammen og frigive store mængder CO₂. Samtidig foregår nedbrydningen langsomt i kolde, våde eller sure miljøer, hvilket betyder, at næringsstofferne ikke frigives i samme tempo som mineraljorde.

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.

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

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

Siltjord forekommer eksempelvis i ådale. Den er blød og kan pakkes let ved regn.

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

Kalkrig jord er i områder med kridt og kalk (som Stevns og Møns Klint). Den kan have høj pH-værdi.

Organisk jord som tørvemuld dominerer i moser og lavbundsjorde. Den er 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 jorden kan indeholde. To marker kan 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 en lav evne til at holde på vand og næringsstoffer. Derfor er sandjord ofte næringsfattig og tørke udsat, og både planter og mikroliv er afhængig af tilførsel af organisk materiale for at trives.

En muldholdig mineraljord har et relativt højt indhold af organisk stof i topjorden og en struktur, der ofte giver gode dyrkningsforhold. Den præcise dyrkningsevne afhænger dog stadig af tekstur, pH, dræning og jordstruktur.

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 kan en muldholdig mineraljord ofte være 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 blandt andet 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 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 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. 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 regner igen, starter cyklussen forfra.