I Nyland och Åboland har djurhållningen under de senaste 50 åren minskat kraftigt. Ren växtodling innebär att en väsentlig del av det från lufthavet bundna kolet förs bort från gårdarna, istället för att anrikas i marken i form av mull. Dessutom ökar nedbrytningen av markens mullhalt då flerårig vall ersätts med enbart ettåriga grödor. Hur påverkas jordbrukets kolbalans, och därmed åkrarnas mullhalt, då integrerad mjölkproduktion ersätts av ren växtodling?
Mull bidrar till åkermarkens bördighet. Många odlingsjordar i södra Finland klassificeras som ”mullhaltiga” mineraljordar; mullhalten utgör således 3-5,9 viktprocent av matjordsskiktet.
Kan ren växtodling upprätthålla eller åstadkomma en tillräckligt hög mullhalt då vi uteslutande odlar ettåriga avsalugrödor och då vi inte längre tillför stallgödsel?
Behöver vi använda oss av gröngödslingsvallar och fånggrödor för att anrika marken med mull?
Traditionell växtodling resulterar i ”mullhaltig” mineraljord
Vi utgår från den åttaåriga växtföljd som vi har upprättat för integrerad mjölkproduktion (Forsman och Riesinger, Landsbygdens Folk 15.1.2021).
Vid ren växtodling fortsätter modellgården att odla brödsäd, fodersäd, trindsäd och oljeväxter. Den treåriga slåttervallen ersätts av höstråg, vårvete och maltkorn (tabell 1).
Kretsloppet av mineralämnen och kol via fodermedlen, djurhållningen och stallgödseln tillbaka till åkrarna upphör; alla skördeprodukter förs bort från gården. Således krävs en mera omfattande tillförsel av växtnäringsämnen i form av mineralgödsel.
Här fokuserar vi på de effekter som ren växtodling har på gårdens kolbalans, och därmed på mullhaltens utveckling. De enstaka grödornas assimilation av kol från lufthavet och således tillförseln av kol till åkern beräknas för varje i växtföljden ingående gröda i kg kol per ha. Växternas torrsubstans består till 45 procent av kol.
Beräkningen av grödornas totala kolbindning utgår från antagandet att det föreligger ett artspecifikt viktförhållande mellan frön, skott (inklusive stubb), rötter och rotavsöndringar (för en närmare beskrivning se Riesinger, Landsbygdens Folk 22.1.2021). Bara en mindre del av det totalt tillförda kolet omvandlas till mull (humifiering).
Det är tillsvidare oklart i hurdan utsträckning som mull bildas utifrån mikrobbiomassa, rotavsöndringar, rotdelar respektive nedbrukad skottbiomassa. En vändande nedbrukning av ovanjordisk växtbiomassa kan resultera i en mer omfattande humifiering.
Vi följer antagandet att 12,5 procent av de ovanjordiska växtdelarnas kolinnehåll humifieras; av kolinnehållet i rötter och rotavsöndringar humifieras 31 procent (Kröbel m.fl., 2016).
Våra beräkningar underskattar möjligtvis det tillskott som de i växtföljden ingående grödorna ger till mullbildningen (tabell 1).
Tabell 1. Tillförsel av kol under en åttaårig växtföljd utan särskilda mullbevarande åtgärder (traditionell växtodling).
| Gröda | Skördad produkt kg frön/ha * | Skördad produkt (kg kol/ha) | Växtrester ovan jord (kg kol/ha) | Rötter (kg kol/ha) | Rotavsöndring (kg kol/ha) |
| Höstvete | 6 000 | 2 700 | 3 832 | 1 089 | 1 089 |
| Ärt | 3 000 | 1 350 | 3 130 | 1 043 | 675 |
| Vårvete | 5 000 | 2 250 | 3 375 | 844 | 562,5 |
| Havre | 5 000 | 2 250 | 1 969 | 1 688 | 1 125 |
| Korn | 5 000 | 2 250 | 2 000 | 449 | 299 |
| Höstrybs | 2 000 | 900 | 3 669 | 1 454 | 900 |
| Höstråg | 5 000 | 2 250 | 4 413 | 1 212 | 779 |
| Maltkorn | 5 000 | 2 250 | 2 000 | 449 | 299 |
| Summa | 16 200 | 24 388 | 8 228 | 5 728,5 | |
| Humifierat kol | 3 048,5 | 2 551 | 1 776 |
(Algoritmerna enligt Bolinder m.fl. 1997 och 2007, Gan m.fl. 2009)
* Kilogram torrsubstans
Under den åttaåriga växtföljden uppgår tillförseln av humifierat kol från växtrester ovan jord, rötter och rotavsöndringar till sammanlagt 7.375 kg kol/ha. Rötterna och deras avsöndringar (2.551 + 1.776 kg kol/ha) står tillsammans för ett större bidrag än de ovanjordiska växtresterna (3.048,5 kg kol/ha; tabell 1).
En mullhalt på fem procent motsvarar 175 ton mull, dvs. 87,5 ton kol/ha (i matjordslagret). Vid odlingen av ettåriga och överåriga växtslag antas den årliga nedbrytningen av mullförrådet vara en procent.
Således förloras årligen 875 kg kol/ha. Under ett åttaårigt växtföljdsomlopp resulterar nedbrytningen av mull i en förlust av kol på sammanlagt 7.000 kg/ha.
Den i vårt exempel tillämpade växtföljden balanserar förlusten av 7.000 kg kol/ha genom en tillförsel av 7.375 kg humifierat kol/ha. Vid traditionell växtodling inställer sig jämnvikten mellan bildningen och nedbrytningen av mull således vid en nivå på omkring fem procent mull, dvs. i klassen ”mullhaltig”.
Detta gäller under den förutsättningen att skördenivåerna ligger på de av oss antagna nivåerna. Vid lägre skördenivåer minskar tillförseln av kol till mullförrådet. I så fall kan den här beskrivna traditionella växtodlingen i längden inte bevara en mullhalt på fem procent.
Regenerativ växtodling bibehåller en ”mullrik” mineraljord
Vid en lerhalt på 40 procent föreligger bättre förutsättningar för en god markstruktur om mullhalten ligger på åtta procent, eller högre (Dexter-kvot; se Riesinger, Landsbygdens Folk 22.1.2021). Mellanleror, mjälleror och moleror borde alltså helst ha en mullhalt som motsvarar klassen ”mullrik” (6-11,9 procent mull).
Kan vi bevara mullhalten i klassen ”mullrik” om den traditionella växtföljden (tabell 1) ändras till att omfatta en överårig gröngödslingsvall och fyra på våren insådda fånggrödor (tabell 2)?
Gröngödslingsvallar och fånggrödor är inga nya påfund (se t.ex. Korkman m.fl. 1993, Goda odlingsmetoder); för att markera skillnaden gentemot traditionell växtodling och för att uppdatera språkbruket karakteriserar vi den i tabell 2 beskrivna växtföljden med begreppet ”regenerativ växtodling”.
Regenerativ odling utgår från ett synsätt som omfattar hela odlingssystemet, inklusive frågor kring markvård, etableringen av grödor och växthälsa. Vårt fokus ligger på balansen mellan bildningen och nedbrytningen av mull. Denna balans påverkas i första hand av de grödor som odlas och den biomassaproduktion som uppnås.
Biomassaproduktionen avgörs i regel av årsmånen, jordmånen, växtarten, växtnäringstillgången och växtskyddsåtgärderna. I Nordeuropa föreligger med avseende på kolbindningen ingen systematisk skillnad mellan plöjning, reducerad bearbetning och direktsådd.
Vid ren växtodling härstammar det inlagrade kolet i regel enbart från humifieringen av ovanjordiska växtrester, rötter och rotavsöndringar. Den i tabell 2 beskrivna växtföljden omfattar förutom spannmål, oljeväxter och trindsäd dessutom sammanlagt fyra fånggrödor samt ett år med gröngödslingsvall (insådd året innan i vårkorn). Under det åttaåriga växtföljdsomloppet binds sammanlagt 11.702 kg kol/ha i form av mull (tabell 2).
Tabell 2. Tillförsel av kol under en åttaårig växtföljd med gröngödslingsvall och fånggrödor (regenerativ växtodling).
| Gröda | Produkt kg/ha * | Skördad produkt (kg kol/ha) | Växtrester ovan jord (kg kol/ha) | Rötter (kg kol/ha) | Rotavsöndring (kg kol/ha) |
| Korn | 5 000 | 2 250 | 2 000 | 449 | 299 |
| + vallinsådd ** | 1 000 | 450 | 418 | ||
| Gröngödslingsvall | 8 000 | 3 600 | 5 146 | 3 346 | |
| Höstrybs | 2 000 | 900 | 3 669 | 1 454 | 900 |
| Höstråg | 5 000 | 2 250 | 4 413 | 1 212 | 779 |
| + fånggröda *** | 1 000 | 450 | 643 | 418 | |
| Havre | 5 000 | 2 250 | 1 969 | 1 688 | 1 125 |
| + fånggröda *** | 1 000 | 450 | 643 | 418 | |
| Höstvete | 6 000 | 2 700 | 3 832 | 1 089 | 1 089 |
| + fånggröda *** | 1 000 | 450 | 643 | 418 | |
| Ärt | 3 000 | 1 350 | 3 130 | 1 043 | 675 |
| Vårvete | 5 000 | 2 250 | 3 375 | 844 | 562,5 |
| + fånggröda *** | 1 000 | 450 | 643 | 418 | |
| Summa | 13 950 | 28 238 | 15 497 | 10 865,5 | |
| Humifierat kol | 3 530 | 4 804 | 3 368 |
(Algoritmerna enligt Bolinder m.fl. 1997 och 2007, Gan m.fl. 2009)
* Kilogram torrsubstans
** Rödklövergräsvall
*** Engelskt rajgräs och vitklöver
Vid odlingen av ettåriga och överåriga grödor uppgår den årliga nedbrytningen av mullförrådet till en procent; den i korn insådda gröngödslingsvallen minskar mineraliseringen av mullförrådet till 0,5 procent, som följd av ett orört växttäcke.
Vid en antagen mullhalt på åtta procent i matjordslagret (280 ton mull/ha, dvs. 140 ton kol/ha) innebär nedbrytningen av mull således årliga förluster på 1.400 respektive 700 kilogram kol/ha. Under det åttaåriga växtföljdsomloppet förloras från en hektar jord sammanlagt 10.500 kg kol.
Denna förlust balanseras vid regenerativ odling (gröngödslingsvall, fånggrödor) mer än väl av tillförseln (11.702 kg humifierat kol/ha, tabell 2).
Enligt beräkningen ovan kan ren växtodling bibehålla en mullhalt på åtta procent, förutsatt att vi tillämpar mullbevarande åtgärder. Av avgörande betydelse är grödornas biomassaproduktion, och framförallt deras tillförsel av kol i form av rotavsöndringar och rotbiomassa.
Fånggrödor utökar den tid där marken är täckt av kolbindande växter. Höstsäd och överårig gröngödslingsvall tillför mer mullråvara än ettåriga vårsådda grödor. Detta gäller särskilt på torkkänsliga jordar i ett försommartorrt klimat, där utvecklingen av vårsådda grödor varierar kraftigt mellan åren. Intressanta i detta sammanhang är också tvååriga grödor som kummin och fleråriga vallväxter för fröskörd.
Prognos och analys!
Den här presenterade modellen gör inte anspråk på att redovisa exakta kolbalanser i absoluta tal; avsikten är istället att förtydliga effekten av olika åtgärdsalternativ på mullhaltens utveckling.
Genom en beräkning av åkermarkens kolbalans kan vi bedöma driftsinriktningens och odlingsintensitetens effekter på mullhalten. Olika växtarter och jordförbättringsmedel kan jämföras med avseende på sina bidrag till mullbildningen. Kolbalanser innebär en prognos om mullhaltens utveckling; prognosen visar vart vi är på väg.
En prognos måste ändå kombineras med en analys, som ger oss information om det verkliga nuläget. Genom markkartering kan vi följa upp hur mullhalten de facto utvecklas. Den allmänt tillämpade analysen av mullhalten är subjektiv; jordprovet undersöks med hjälp av sinnesintryck och klassificeras enligt mullhaltsgrupper (mullfattig, mullhaltig, mullrik, mycket mullrik).
Nuförtiden erbjuds lantbrukarna också en objektiv analys. Glödgningsanalysen ger tillförlitliga och exakta siffervärden på provets andel av organiskt material (mull).
För att kunna påvisa en tendens i mullhaltens verkliga utveckling behöver vi utgå från exakt provtagning, exakta analyser och en tidsrymd på åtminstone tio år, omfattande tre provtagningstillfällen.
Reguljär växtodling förändrar mineraljordarnas mullhalt under en tidsrymd på 10 år med 0,1-0,2 procentenheter. Vid ett högt utgångsvärde är nedbrytningen av mullen mängdmässigt mera omfattande; strävar vi till att bevara en hög mullhalt, så behövs en betydligt större tillförsel av mullbildande kol än vad som är fallet om vi nöjer oss med en relativ låg mullhalt.
Paul Riesinger