Case

Bedre rodsystemer skal øge høstudbyttet og nedbringe forureningen fra landbruget

Uendelige marker med korn kan gøres mere miljø- og klimavenlige ved at udvikle afgrødernes rodsystem og mikromiljøet i jorden. Det er hovedmålet med et nyt forskningsprojekt, som har modtaget støtte fra Danmarks Frie Forskningsfond.

  • Tværrådslig
  • Sapere Aude Forskningsleder
  • 2021

Kornet på markerne får tilført kvælstofgødning, for at det kan vokse op og give det bedst mulige udbytte. Kun få tænker på, at det, der foregår under jordoverfladen, hvor rødderne optager kvælstoffet, og mikroorganismerne virker, har enorm betydning for vores klima og miljø.

»I forædlingsarbejdet har man haft størst fokus på at udvikle afgrøder, der er produktive over jorden, og mindre fokus på, hvad der sker under jorden, så rødderne på kornafgrøder er i dag små og ineffektive. Når man tilsætter meget kvælstof, vokser kornet fint, men hvis man tilsætter mindre gødning, så vokser det dårligt. Af den grund er der et stort uudnyttet potentiale for at forbedre rodsystemerne. Det er vi nødt til at finde en løsning på.«

Sådan siger Diego Abalos, som er Tenure Track Forsker ved Institut for Agroøkologi - Klima og Vand ved Aarhus Universitet-Foulum. Han har netop fået støtte fra Danmarks Frie Forskningsfond til et 4-årigt forskningsprojekt, hvor han sammen med et internationalt forskerhold skal søge efter en bedre vej frem.

»Hovedformålet med projektet er at finde ud af, hvilket rodsystem der vil gøre optagelsen af kvælstoffet mest effektivt, så vi kan sprede langt mindre gødning på markerne, end vi gør i dag. På den måde kan vi både minimere udvaskningen af kvælstof til vandløb, søer og havområder og nedbringe udledningen til atmosfæren,« forklarer Diego Abalos.

Halvdelen af kvælstoffet tabes til omgivelserne

Baggrunden for projektet er til at tage og føle på – både historisk og miljømæssigt:

»Efter 2. Verdenskrig blev kunstgødning introduceret i landbruget, og det betød, at jordens kvælstofindhold i dag er blevet fordoblet i forhold til tiden før krigen. Kunstgødningen har globalt set været en kæmpesucces, der har været med til at sikre tilstrækkeligt med mad til en stadigt stigende verdensbefolkning,« siger Diego Abalos og peger herefter på medaljens bagside:

»Problemet er, at kun cirka halvdelen af gødningskvælstoffet ender i planterne. Den anden halvdel tabes til økosystemet, altså udvaskes til jorden eller forsvinder op i atmosfæren. Alle disse tab koster penge, landmændenes indkomst daler, vandet forurenes, fiskene dør, og drikkevandet forurenes. Desuden er det frie kvælstof – N2O – en meget kraftfuld drivhusgas, som bidrager til at øge drivhuseffekten og ødelægge ozonlaget.«

Flere sorter skal bruges til udvikling af rødderne

For at udvikle rodsystemerne på afgrøderne vil Diego Abalos bruge forskellige sorter af byg, som er hans forsøgsafgrøde:

»Jeg vil kombinere mange forskellige variationer af byg for at udvikle det bedst egnede rodsystem til effektiv optagelse af kvælstof,« fortæller han og viser en power point, der illustrerer sorter af bygplanter med forskellige rodsystemer.

»Jeg vil for det første bruge forædlede sorter med et ineffektivt rodnet, som svarer til dem, vi bruger på markerne i dag. Dernæst vil jeg bruge mutantsorter med meget varierende rodsystemer. Og endelig vil jeg anvende nogle vilde sorter, som stammer fra planter, der er op mod 10.000 år gamle. Deres rodsystemer er mere vildtvoksende og kraftige og rummer karaktertræk, som kan kombineres med nyere afgrødesorter, så vi kan skabe en mere optimal kombination,« forklarer Diego Abalos.

Indsamle datasæt fra hele verden til modellering

Konkret skal forskerne fra det internationale forskerteam indsamle datasæt forskellige steder i verden:

»Vi vil samarbejde med forskere fra Frankrig, Skotland, Tyskland, Italien og AU Flakkebjerg og vil gennemføre eksperimenter ude i felten ved AU Foulum. Vi vil lave en række konkrete forsøg og undersøge, hvilke af røddernes karaktertræk, der bedst øger optagelsen af plantekvælstof og nedsætter tabet til omgivelserne ved lav gødningstilsætning og under forskellige miljø- og klimaforhold.«

Til sidst vil forskerne indsætte alle de forskellige data i eksisterende afgrødemodeller og finde frem til den bedste kombination af plantesorter, gødningsbehov og høstudbytter, som kan bidrage til at gøre landbruget mere bæredygtigt i fremtiden. Det er væsentligt, men i sidste ende mener Diego Abalos, at projektet er vigtigt af flere andre grunde:

»Resultaterne af projektet vil bidrage til at løse mange aktuelle problemstillinger som for eksempel bekæmpelse af hungersnød, da vi især har fokus på at forbedre høstudbyttet i udviklingslandene. Projektet vil også bidrage til at reducere udvaskningen af kvælstof, og nedbringe drivhuseffekten. Hvis vores projekt bliver succesfuldt, vil det være blandt andet også være et bidrag til at nå Danmarks klimamål,« slutter Diego Abalos.

Photo by Elisa H on Unsplash