Hur mycket kol som en viss gröda kan binda avgörs förutom av växtarten, jordmånen och väderleken av odlingstekniken, dvs. av etablering och skötsel. Förutsatt att alla tillväxtfaktorer tillgodoses, spelar tillgången till kväve en nyckelroll: för varje kg kväve binds ett kg kol från lufthavet; detta motsvarar 2 kg mull. Detta gäller så länge kvävemängden inte överskrider den biologiskt optimala nivån. Även om kväve främst ökar den ovanjordiska biomassans tillväxt, maximerar en moderat kvävetillförsel också rottillväxten.
Också organiska gödselmedel tillför växtnäring som ökar grödans biomassaskörd, och därmed mängden assimilerad kol. Organiska gödselmedel anrikar dessutom marken direkt med mullråvara. Således ökar tillförseln av stallgödsel markens katjonbyteskapacitet, porositet och strukturstabilitet.
Stallgödsel gagnar markens mullhalt och mikrobbiomassa i större utsträckning än mineralgödsel. Detta gäller i viss utsträckning också vid spridning av rötrester från biogasproduktion. En betydande del av den inmatade biomassans kolhalt förbrukas dock i rötningsprocessen då den omvandlas till metan (CH4).
Organiska gödselmedel
Höga humifieringskoefficienter har fiber från cellulosa- och pappersindustrin, hushållskompost, torv, rötslam, rötrester (från biogastillverkning) och stallgödsel. Detta är inte oväntat, eftersom organiska gödselmedel innehåller fiber som redan har motstått en mikrobiell nedbrytningsprocess, dvs. kompostering respektive husdjurens eller människans matsmältning.
På lerjord med en relativ låg mullhalt, tre procent (Ultuna, Sverige), har tillförseln av torv och rötslam under 35 år fördubblat mullhalten. Stallgödsel och gröngödsling ökade mullhalten med 50 respektive 20 procent.
I samtliga fall tillfördes årligen mängder som motsvarade ett kolinnehåll på 2.000 kg per hektar. Det med organiska gödselmedel tillförda kol som inte anrikas i form av mull avgår till största del i form av koldioxid till atmosfären.
I motsats till de andra nyss nämnda organiska gödselmedlen är effekten av gröngödsling bunden till det skifte där gröngödslingsgrödan odlas. Gröngödslingens fördel är dess bildning av rotbiomassa.
Rotbildning innebär inte bara en tillförsel av kol, utan bidrar också till att upprätthålla markstrukturen. I den mån som baljväxter ingår i gröngödslingsgrödan producerar denna också ett nettotillskott av kväve.
Gröngödslingens nackdel är just att dess effekt förblir platsbunden. Det är ytterst sällan att grönmassa flyttas från ett fält till ett annat, och även i detta fall blir stubben och rotbiomassan kvar. Med en gröngödslingsgröda lämnas ofta stora mängder organiskt bunden växtnäring på åkern, där de utsätts för höstens, vinterns och vårens vattenrörelser, med avrinning och utlakning som följd.
Dessa utmaningar kan bemötas genom att åtminstone en del av biomassatillväxten skördas, och med en omsorgsfullt planerad växtföljd.
Jordförbättringsmedel
Det finns över 100.000 hektar vass längs Finlands stränder. Vass har tidigare använts som strömedel. Vass kan också tillföras åkrarna direkt, som ett jordförbättringsmedel.
Agrolog Suvi Jaakkola har i sitt examensarbete undersökt effekten av vass vid odling av potatis. Med 125 kubikmeter (25 ton) vass tillfördes åkern 220 kg kväve, 22 kg fosfor och 252 kg kalium per hektar.
En engångsgiva av vass inför odling av potatis gav inga mätbara effekter på grödans skörd eller kvalitet. Detta kan förklaras med näringsämnenas bindning i den organiska substansen och den i förhållande till kvävehalten höga kolhalten. Markens halt av organiskt material ökade däremot.
Kostnaden för spridningen av vass anges motsvara värdet av 24 ton potatis, vid ett pris på 17 cent per kilogram potatis.
Möjligtvis skulle vass kunna torrdestilleras, enligt samma process som används vid tillverkningen av träkol (pyrolys). Pyrolys producerar gas- och vätskeformiga bränslen samt kol.
Pyroliserat kol har under namnet biokol testats för användning som jordförbättringsmedel. Biokol motstår nedbrytning och är därför en mycket effektiv kolsänka.
Biokolets stabilitet mot nedbrytning är så hög att markorganismerna bör tillföras andra, mera lättillgängliga kolkällor. Eftersom biokol bryts ner så långsamt leder spridningen inte till någon immobilisering av kväve. Som följd av den stora porositeten binds vatten och växtnäring utbytbart, dvs. i växttillgänglig form.
Försök av Jukka Kivelä vid Helsingfors universitet har påvisat tydliga skördeökningar i led där biokol har tillförts.
Plogen minskar INTE mullhalten
En högre bearbetningsintensitet innebär en mera omfattande luftväxling, vilken i sin tur ökar mineraliseringen av mull (bortodling). Inför denna bakgrund verkar det vara rimligt att anta att plöjning skulle minska mullhalten mer än reducerad bearbetning, för att inte tala om ren direktsådd (zero-tillage).
Så är dock inte fallet. En övergång från plöjning till reducerad bearbetning eller ren direktsådd har visat sig öka markens kolbindning i väldigt liten utsträckning, eller inte alls. Detta gäller åtminstone i nordeuropeiska förhållanden.
En grundare eller utelämnad bearbetning ökar visserligen mullhalten i den övre delen av matjordslagret och i ytan, eftersom mullhalten inte längre fördelas inom hela matjordslagret. Den totala mängd mull som återfinns i matjorden och i övre delen av alven har dock i stort sett visat sig ligga på samma nivå, oberoende av plöjning, reducerad bearbetning eller ren direktsådd.
Djupare bearbetning blandar bara ut mullen inom ett djupare markskikt.
Då växtrester och organiska gödselmedel myllas ner genom plöjning omvandlas kolinnehållet i större utsträckning till mull. Från växtmaterial och organisk gödsel som lämnas på markytan avgår däremot en större andel kol i form av koldioxid till atmosfären. Dessutom förloras kväve i form av ammoniak. Plogen minskar inte mullhalten.
Avgörande för mullbildningen är den skördenivå som uppnås. Enligt en sammanställning av europeiska försök ligger skördenivån vid reducerad bearbetning och ren direktsådd i regel fem respektive 10 procent lägre än i plöjda jämförelseled. Detta gäller i synnerhet i kallare och mera humida klimatzoner, och vid tillämpning av ensidiga växtföljder.
Lägre skördar innebär ett lägre koltillskott till marken, och därmed en mindre omfattande bildning av mull. I Nordeuropa borde ren direktsådd, reducerad och/eller icke-vändande bearbetning i första hand tillämpas på slamningskänsliga jordar (finmo, mjäla) och på fält där dessa metoder motverkar erosion.
Reducerad bearbetning innebär betydande minskningar i bränsleåtgång och arbetstid – men dessa aspekter beaktas inte här.
Vad göra?
Den mest effektiva åtgärden för att höja mullhalten är att ersätta ettåriga med fleråriga grödor. Därefter följer tillförsel av stallgödsel, odling av fånggrödor samt produktion av tillräckligt stora biomassor med hjälp av kvävegödsling.
Det är rotsystemet som spelar en nyckelroll vid bildningen av mull; de ovanjordiska skörderesterna är i första hand betydelsefulla som föda åt markorganismerna.
En kombination av organiska och mineraliska gödselmedel har visat sig ge de högsta skördarna och därmed den mest omfattande anrikningen av marken med mullbildande substanser. Ekologisk odling som sådan anrikar inte mer mull än konventionell odling. Avgörande är de konkreta åtgärderna.
Så länge vi inte har tillgång till fleråriga spannmåls-, trindsädes- och oljeväxtarter är en ökad odling av flerårig vall det mest effektiva sättet att öka åkermarkens kolbindning, och därmed mullhalten. Fleråriga vallväxter kan odlas i hela landet och på alla åkrar.
En utökad vallodling skulle behöva innebära en återgång till en arealbaserad djurhållning, med betoning på djurarter som förmår omvandla grovfoder till livsmedel, dvs. nöt, får och getter. Vid utfodringen av sådana djurslag borde foderstaterna i större utsträckning än nu utgöras av grovfoder.
Man utvecklar dessutom industriella processer där vall används för produktionen av proteinfoder. Vall kan visserligen också odlas för fröskörd, för produktion av energi, t.ex. som substrat i biogasproduktionen, eller som gröngödslingsgröda.
Paul Riesinger