Balanserad växtnäring

Med gödsling förbättrar man växternas tillväxt och ökar skörden, men hur påverkar den kolbindningen? En balanserad och behovsbaserad gödsling gynnar kolbindningen, men för mycket kväve och fosfor kan ha en negativ effekt och minska markens kollager till följd av den ökade mikrobverksamheten.

Växtens behov

Växterna använder åtminstone 21 olika näringsämnen för sin tillväxt(6). Näringsämnena har olika uppgifter i växten, och de flesta av dem är essentiella: om näringsämnet inte finns att tillgå avtar tillväxten. Brist på olika näringsämnen orsakar typiska bristsymptom hos växten (Tabell 1). Bristsymptomen framträder dock först när bristen är allvarlig. Med tanke på växtens hälsa och avkastningsförmåga borde näringsämnena hållas på en sådan nivå att inga bristsymptom framträder.

Den bästa översikten av näringssituationen får man med en växtanalys, som förutom bristerna också visar överskotten.

Näringsämnena står också i växelverkan med varandra. Exempelvis konkurrerar de katjoniska näringsämnena (NH₄-N, Ca, Mg, K) sinsemellan, liksom också de anjoniska (NO₃, P, S)(7). Näringsbristen kan också bero på ett överskott av något annat näringsämne, vilket stör växtens näringsupptagning. Det mest kända exemplet på det här är magnesiumbrist till följd av för stor kaliumgödsling, vilket leder till betesförlamning hos husdjuren: för mycket kalium på ett bete sänker växternas magnesiumhalter till en nivå som är skadlig för djuren. Exempelvis kan ett rikligt maskrosbestånd öka kaliummängden i fodret för mycket.

Tabell 1. De olika näringsämnenas uppgift i växten, typiska bristsymptom och inverkan på markens kolbindning. För rörliga näringsämnen (N, P K, Mg, Mo) framträder symptomen på äldre blad när växten överför näringen från äldre blad till yngre, vilket anges separat i tabellen. För de övriga näringsämnena framträder symptomen på hela växten eller på yngre blad.(7)

Gödslingens ekonomi

Gödslingen är också en ekonomisk faktor. Med gödslingen eftersträvar man att höja skördens kvalitet och mängd, så att meravkastningen blir större än gödslingskostnaden. Skörderesponskurvan och lagen om den avtagande meravkastningen är därför nyttiga hjälpmedel i tankearbetet (bild 12). Vid låga gödslingsnivåer ger gödslingen en stor skörderespons, som i allmänhet överskrider tilläggskostnaden för gödslingen. När gödslingsnivån höjs ger samma tilläggsmängd en mindre skördeökning. Till slut täcker inte skördeökningen längre kostnaden för tilläggsgödslingen, och då är det inte längre ekonomiskt förnuftigt att höja gödslingsnivån. Också efter den här punkten ger tilläggsgödslingen en högre skörd, men sänker den totala lönsamheten i odlingen.(8)

Bild 11. Det lönar sig att hålla kvalitetsmålen i åtanke när man optimerar gödslingen, men också när man planerar åkertrafiken. Åkerekosystemet och växtligheten bör störas så lite som möjligt. Bild: Soja Sädeharju.

Skörderesponskurvorna är problematiska vid gödslingsplaneringen av två orsaker. För det första kan samma material ge flera olika kurvor. I bild 12 ger den böjda kurvan en mycket högre optimal gödslingsnivå än kurvan som bildas av två räta linjer. För det andra får växten näring också från marken, så beroende på åkern och åkerns interna variation befinner man sig redan i utgångsläget någonstans på kurvan. Det finns dels åkrar där tilläggsgödsling aldrig blir lönsam, dels åkrar där allt kväve som växten behöver måste tillföras via gödslingen. Precisionsodling och behovsbaserad tilläggsgödsling blir allt vanligare och leder utvecklingen i rätt riktning, eftersom de möjliggör en ekonomiskt optimal gödsling på varje del av åkern.

Bild 12. Skörderesponskurvan är ett nyttigt hjälpmedel i tankearbetet. Skörden ökar upp till en viss nivå av tilläggsgödsling, varefter ökningen avtar eller stannar upp helt. Den mest ekonomiska gödslingsnivån är den där avståndet mellan de två kurvorna är som störst (dvs. den punkt efter vilken skördeökningen inte täcker kostnaden för tilläggsgödslingen). Ritad utgående från källa 9. De gröna strecken visar skörderesponsen beräknad på två olika sätt, det orangefärgade strecket visar gödslingskostnaden.

Är kväve till nytta eller skada för kolbindningen?

När man i tiderna började använda kvävegödslingsmedel tänkte man sig att kvävegödslingen ökar markens mullhalt, eftersom ett gödslat bestånd också producerar mer växtrester. Långliggande försök visade dock att gödslingen också ökar nedbrytningen av markens kollager, i synnerhet i de lägre markskikten.(10) Nettoeffekten bestäms av kvävegödslingens mängd i förhållande till växternas näringsbehov.

Det överflödiga kvävet transporteras djupare ned i marken och påskyndar nedbrytningen(10). En växt som växer bra producerar å andra sidan mer växtrester, som dessutom är av bättre kvalitet med tanke på mikroberna och som på ett effektivare sätt påverkar mullhalten. På basis av forskningen rekommenderas därför att man gödslar balanserat (alla näringsämnen), undviker överflödig kvävegödsling (neutral kvävenivå) samt använder organiska gödselmedel och stallgödsel(11).

I Finland har man nu lyckats sänka den positiva kvävebalansen (gödslingen - det som bortförs med skörden) från en nivå på 80 kg/ha i början av 1990-talet till ca 60 kg/ha(12). Överflödigt kväve är ett problem med tanke på markens kolbindning(10), samtidigt som det är en bortkastad produktionsinsats.

Preciserad kvävegödsling och lagring av kväve utanför växtperioden med hjälp av fånggrödor är viktiga metoder för att förbättra kolbalansen.

Viktiga näringsämnen: svavel, kalcium och bor

I gödslingen har vi länge fokuserat på kväve och fosfor. Med tanke på kolbindningen finns det hittills mindre uppmärksammade näringsämnen som är lika viktiga, såsom svavel, kalcium och bor.

Svavel (S) är en del av markens mullhalt. Svavelbrist kan leda till försämrat bildande av organiskt material. Svavel urlakas årligen och bortförs från åkern i synnerhet med proteingrödorna. En gödslingsnivå på 20–40 kg S/ha/år är tillräcklig för att upprätthålla svavelnivåerna. Om man vill öka markens kollager med 1 000 kg C/ha, binder det här kollagret också cirka 14 kg S/ha(13).

En del av svavlet kan inlagras genom att man förhindrar urlakning av svavel till exempel med hjälp av fånggrödor, men med tanke på näringsbalansen förutsätter en höjning av mullhalten en positiv svavelbalans. En tillräcklig svavelgödsling förbättrar också växternas kväveutnyttjande och minskar kvävegödslingens hämmande effekt på kolinlagringen.

Kalcium (Ca) tillförs i marken främst via kalkning. Kalkningen har samma typiska effekter som kvävegödslingen på kolet i marken(14). Å ena sidan förbättrar kalkningen växternas tillväxt och rotsystemets funktion. Å andra sidan har den en kraftigt påskyndande effekt på mikrobverksamheten och nedbrytningen som sänker mullhalten.

Kalkningens nettoeffekt beror på om den snabbare nedbrytningen kompenseras av den ökade tillväxten. På basis av forskningsöversikter ökar kalkning av mineraljordar kolinlagringen, i synnerhet på lerhaltiga jordar. Från mullrika och organogena jordar finns det färre forskningsresultat. I de finländska bördighetsanalyserna är pH-klassificeringen baserad på åkerns mullhalt. Ju högre mullhalt, desto lägre pH rekommenderas. I väntan på noggrannare forskningsresultat är det här också en bra utgångspunkt med tanke på kolbindningen.

Bor (B) används i mycket små mängder av växterna, men är ett essentiellt växtnäringsämne för bland annat rotsystemets utveckling, kvävefixerande växters nodulbildning samt för vissa strålsvampar i marken. Bor är också en delfaktor för gruppkommunikationen mellan bakterierna. Borgödsling har konstaterats öka mängden mikrober och enzymaktiviteten i marken med cirka 30–50 %(15).

Borbrist är mycket allmän på de finländska åkrarna. Enligt Eurofins Markkarteringstjänsts resultatmagasin uppvisar 55 % av de analyserade proverna borbrist. Bor har dock bestämts i bara cirka 6 % av proverna, så i verklighet kan bristen vara betydligt allmännare. Bor är känsligt för urlakning. För att upprätthålla halterna krävs 1–2 kg B/ha med 3–6 års mellanrum, beroende på urlakningshastigheten och markens förmåga att hålla kvar bor.

Kolbindningens inverkan på gödslingsbehovet

Förutom kol (C) innehåller markens organiska material kväve (N), fosfor (P) och svavel (S) i rätt så enhetliga förhållanden, ungefär C:N:P:S 100:8:2:1,4(13). Om åkrarnas mullhalt har sjunkit i en takt på 200 kg C/ha/år, har cirka 16 kg kväve, 4 kg fosfor och 3 kg svavel frigjorts för växterna.

Om man vill vända mullhaltens utveckling så att åkern binder till exempel 600 kg C/ha/år, vänds också näringsämnenas inlagringsriktning. För 600 kg C/ha krävs också cirka 48 kg kväve, 12 kg fosfor och 8 kg svavel. I jämförelse med utgångsläget motsvarar förändringen ungefär den mängd näringsämnen som bortförs med spannmålsskörden.

Att gödsla åkern enbart för kolbindningens skull är inte ekonomiskt förnuftigt. Å andra sidan måste näringsämnena gå via växterna och mikroberna för att kolet ska bindas. Den vettigaste näringskällan för en höjning av mullhalten är markens egna näringsreserver och en minskning av urlakningen.

Djupt rotade odlingsväxter och fånggrödor kan omvandla näringsämnen så att de kan användas av följande odlingsväxt. Dessutom ger nedbrytningen av dem näring åt markmikroberna och ökar mullhalten. Det näst mest kostnadseffektiva sättet att tillföra kol och näringsämnen i marken är att öka användningen av stallgödsel och organiska jordförbättringsmedel.

I idealläget behövs ingen ökning av gödslingen för att öka mullhalten. I det enklaste fallet binder ett näringsfattigt jordförbättringsmedel lösligt kväve i marken och tvingar de kvävefixerande växterna att binda ännu mer kväve. Om det finns lagrat fosfor, och längre ned i marken svavel, kan växterna återvinna de här näringsämnena för att öka mullhalten.

På många åkrar har man ändå inte det här idealläget: för en höjning av mullhalten krävs en ökad tillförsel av näringsämnen utifrån, samt en effektivare kanalisering av de redan tillförda näringsämnena till höjningen av mullhalten.