Radar

Fleråriga spannmål miljövänligare och ökar kolinlagringen

En svala flyger över ett vetefält i Tyskland.

Den stora majoriteten av spannmålsgrödorna är ettåriga, men fleråriga håller på att utvecklas. Forskare menar att dessa kan ge flera miljöfördelar för jordbruket – minskad användning av fossila bränslen, mindre jorderosion och näringsläckage. Ett skifte till fleråriga spannmålsgrödor skulle också öka kolinlagringen i marken, enligt en ny studie från Sveriges lantbruksuniversitet. 

Jordbruket står inför stora utmaningar – att föda en växande befolkning samtidigt som extremväder blir vanligare som en följd av klimatförändringarna. Dessutom behöver jordbruket minska sin användning av fossila bränslen. Sedan länge pågår arbete med att försöka ta fram perenna spannmål, att grödor som till exempel vete och korn ger fleråriga skördar, istället för att som i dag vara ettåriga grödor. Det skulle ge flera miljöfördelar som minskat utsläpp av växthusgaser från jordbruket men också ge fördelar för lantbrukare som skulle slippa plöja och så årligen. Om lantbrukare inte behöver plöja årligen skulle jorderosionen liksom näringsläckaget minska.

Nu visar en ny studie från Sveriges lantbruksuniversitet att lantbrukare genom att odla fleråriga spannmålsgrödor i framtiden också kan öka kolinlagringen i marken. Om en lantbrukare byter ettårigt höstvete till flerårigt vete kan förlusten av organiskt kol i marken minskas med 38 procent. Dessutom bidrar en sådan förändring också till en högre mikrobiell biomassa, vilket spelar roll för odlingsmarkens ekologiska funktioner: 

– Att byta till fleråriga grödor ökar halten av organiskt kol, särskilt om de fleråriga spannmålen har högre fotosyntetisk kapacitet. Ökningen blir cirka 33 gram per kvadratmeter och år. Det bidrar till att upprätthålla markens kolförråd på liknande nivåer som naturliga gräsmarker har, säger Giulia Vico, professor vid SLU, på universitetets hemsida

Lennart Olsson, professor i hållbarhetsvetenskap vid Lunds universitet, i ett fält med kernza utanför Alnarp. Det finns många problem med ettårigt spannmål. ”Varje år måste vi börja om från början, bryta upp jorden, avsluta alla ekologiska processer och börja om på nytt nästa år. Det skapar erosion och läckage av näringsämnen”. Foto: Johan Nilsson/TT

”Perenn revolution”

Sedan tidigare har perenna spannmålsgrödor använts i jordbruket för foder och bete. Genom förädling av vilt växande vete och korn som är perenna, i syfte att minska deras sårbarhet för sjukdomar, samt öka skördarna, har forskarlag jobbat för att få fram perenna grödor som också går att odla i norr. Fördelarna med perenna grödor kan enligt vissa forskare också bli grunden för en ny jordbruksrevolution, den perenna revolutionen, och till skillnad från exempelvis den gröna revolutionen skulle en sådan bli mer hållbar.

– Medan tidigare jordbruksrevolutioner förändrade jordbruk i en riktning som står i strid med jordens och landskapens ekologiska funktion bär den perenna revolutionen på ett möte om att röra jordbruket närmare ett självbevarande och resilient ekosystem som en gång föregick jordbruket, säger Lennart Olsson, professor för Center for Sustainability Studies vid Lunds universitet, och initiativtagare till forskningsnätverket New Roots International, på centrets hemsida

Nätverket syftar till att stöda forskning som kan bidra till ett jordbruk där perenna grödor används, och samarbetar med The Land Initiative i Kansas i USA. Detta institut grundades av Wes Jackson som först lanserade tankegångarna om vilka möjligheter ett jordbruk byggt på perenna grödor bar på 1980. Enligt Lennart Olsson skulle en perenn revolution skulle föra med sig fördelar för både miljö, klimat, jord, och lantbrukare.

– Under 10 000 år har vår mat kommit från ettåriga grödor även fast de orsakar eller bidrar till många av de problem som jordbruket kämpar med som erosion, näringsläckage, utsläpp av växthusgaser, höga kostnader och sårbarhet för klimatförändringar. Med perenna grödor kan vi lösa nästan alla dessa utmaningar. Det är också ett sätt som vi kan förändra jordbruket i en riktning tillbaka till ett fungerande ekosystem, säger han

Klarar torrare klimat bättre

I den nya studien från Sveriges lantbruksuniversitet har man bland annat tittat på hur perenna grödor kan klara ett extremare väder. Forskarna har genom att använda två modelleringsstudier kunnat belysa flera fördelar med fleråriga spannmålsgrödor och varför de har fördelar framför ettåriga grödor. En förklaring till varför flerårigt vete är bättre är att det har djupare rötter som kan bidra till ökad halt av organiskt kol i marken.

Det fleråriga vetet har också flera fördelar framför det ettåriga vetet vad gäller att klara ett torrare och varmare klimat, som blir vanligare på grund av klimatförändringarna. Det fleråriga vetet har visserligen högre vattenavdusntning än ettårigt vete, men kan på grund av sina djupa rötter ta upp vatten även när förekomsten av vatten är lägre i marken. Därmed kan det också bevara lägre temperatur i sina blad och en högre fotosyntes, jämfört med det vanliga ettåriga vetet. 

– Kort sagt kräver flerårigt vete mer vatten men klarar av längre perioder av torka. Växternas egenskaper, speciellt bladyta och rötternas djup, spelar stor roll för hur väl fleråriga sädesslag anpassar sig till varmare och torrare klimat. Det är viktig kunskap att ta hänsyn till när man tänker på hur dessa grödor kan fungera under framtida klimatförhållanden, säger Giulia Vico.

Fakta: Många fördelar med flerårig gröda

Wes Jackson utvecklade tankarna på vad perenna spannmålsgrödor i jordbruket skulle kunna innebära i miljövinster 1980. Han trodde att det skulle ta mellan 50–100 år att utveckla sådana men redan i dag har det gjorts stora framsteg. Han fick Right Livelihood-priset för 2000 för sitt arbete, och har också grundat the Land Institute i Kansas, USA. 

Lennart Olsson, professor för Center for Sustainability Studies vid Lunds universitet, och initiativtagare till forskningsnätverket New Roots International tror att en övergång till perenna grödor kan bereda vägen för en ny jordbruksrevolution, den perenna revolutionen.

En typ av domesticerad gröda som The Land Institute har tagit fram är vetegräset kernza som kan innebära minskade kostnader och minskade negativa effekter av plöjning till exempel.

Flerårigt vete är bättre än ettårigt vete vad gäller att behålla organiskt kol i marken. En ny studie från Sveriges lantbruksuniversitet visar att lantbrukare genom att överge ettåriga spannmålsgrödor till fördel för fleråriga kan anpassa sitt jordbruk till klimatförändringarna.

Det fleråriga vetet har bland annat djupare rötter än ettårigt vete, vilket kan hjälpa till att öka halten av organiskt kol i marken. De djupa rötterna gör grödan också mer motståndskraftig mot extremväder, som blir vanligarer i och med klimatförändringarna, då det fleråriga vetet kan ta upp vatten även när det råder vattenbrist. Däremot har det fleråriga vetet en högre vattenavdusntning än ettårigt vete, men klarar ändå torka bättre. 

Forskarna använde modeller som simulerar ekologiska och hydrologiska processer, med stora mängder data, för att komma fram till de fleråriga spannmålsgrödornas fördelar vad gäller kolinlagring bland annat. Däremot ger fleråriga spannmål mindre skördar än ettåriga, något som också måste tas hänsyn till. Men i och med att en gröda är flerårig kan en lantbrukare också spara in energiförbrukning, samt minska minska behovet av jordbearbetning.

Mer om studien kan läsas här: Perennial intermediate wheatgrass accumulates more soil organic carbon than annual winter wheat – a model assessment
Photosynthetic capacity, canopy size and rooting depth mediate response to heat and water stress of annual and perennial grain crops

Mer om den perenna revolutionen går att ta del av här: A Perennial Revolution of Agriculture – Is It Desirable, Possible, Imminent?
Källa: SLU, Lunds universitet