Ikke rot det til for rota

Direkte eller indirekte har røttene stor betydning for agronomien, klima, miljø og matberedskap. Roter du det til for rota med kjøreskader, driver intensiv jordarbeiding, dyrker ensidig eller lar jorda være brakk lenge, vil de gode effektene bli sterkt redusert.

Røtter i alle fasonger

Planterøtter finnes i alle fasonger. Grasplantenes knipperøtter som infiltrer store deler av øvre jordlag. Pålerøttene til kålplanter, sikori, luserne med flere, som kan trenge djupt ned og hente vatn og næring fra djupere lag. Arter med pålerøtter har ei tydelig hovedrot som vokser djupt ned, og færre siderøtter. Engrapp og kvitkløver har krypende overjordiske stengler, og egentlig små røtter. Sjøl om de kanskje ikke bidrar så mye med jordforbedring er de likevel viktige i jordbruket, da de binder jorda godt og tåler en del tråkk. Maisplantene danner støtterøtter - små barduner - som støtter opp plantene. Noen planter som lever i vatn, kan danne luftrøtter, eller ha hul stilk, slik at luft kommer ned, og CO₂ kommer ut. Alle har viktige funksjoner, men i denne artikkelen legger vi mest vekst på røttenes påvirkning på jordkarbonet og agronomien.

Rotsone

Rotsona er de få millimeterne rundt rota. Her er det jord, luft, vatn, et hav av jordorganismer, samt mange ulike karbonrike molekyler fra røtter og organismene. Sammen starter dette mange kjedereaksjoner av ulike bestanddeler, og de kjemiske, fysiske og biologiske prosesser. Røttene lager en kobling mellom jord og luft, og miljøet i rotsona endres pga. disse prosessene (og samarbeidet). Det skal ikke store rota til før vi ser resultat av prosessene, nemlig fine aggregater/gryn rundt rota. Jordstrukturen er da allerede under påvirkning!

Jordkarbon

Tidligere ble organisk materiale i jord delt inn i humin, huminsyrer og fulvosyrer. Disse ble bestemt ut fra hvor løselig de ulike partiklene var i lut. Det fins ikke mye sterk lut i naturen, så nå forklares jordkarbonet fysisk og mekanisk:

1. Aktivt karbon - karbonet i levende organismer - planter, bakterier, mark osv. Betydning for aggregering pga. roteksudater, slim/etterlatenskaper fra organismer, samt mineralisering

2. Partikulært karbon - karbon i døde planterester og døde organismer som ikke er helt nedbrutt. De er beskyttet i varierende grad - i f.eks. jordaggregater, og biologisk aktivitet.

3. Stabilt karbon - er karbonrike molekyler bundet til overflaten av leirpartikler eller jern- og aluminiumoksider.

Direkte og indirekte har planterøttene stor betydning for mengden og lagring av karbon. Fordi rota skal stå i jord, og utsettes for et yrende liv, frost, fuktighet osv., inneholder den ulike stoffer som er bestandig for nedbryting. På rota sin veg gjennom jordprofilet, avskalles mange celler fra rotspissene. Dette er mat for diverse organismer.

Avhengig av planteart, skiller røttene ut en stor andel av plantas fotosynteseprodukter som ulike karbonrike molekyl. Dette er roteksudater som kan være plantehormoner, enzymer, aminosyrer, organiske syrer osv. Roteksudatene er lett nedbrytbare, men har likevel mye større betydning for rota sitt bidrag til jordkarbon enn tilførsel enn biomassen av overjordisk plantemateriale. De lokker til seg et hav av organismer, og jordpartikler og organiske forbindelser bindes sammen til stabile aggregat. På leirpartikler fester stabile og godt nedbrutte «karbon-partikler» seg, og slik blir mye av karbonet beskyttet i aggregater. Dette er årsaken til at det er lettere å bygge og bevare mold på leirholdig jord, enn på sand og silt. Karbon-molekylet er da vanskeligere å angripe for mikrobene. Det er viktig med stadig tilførsel av lettomsettelig organisk materiale, slik at jordlivet holdes i gang.

Næringsopptak, protonpumpa og rothår

Planterøttene er spesialkonstruert til å ta opp næring. Men det ganske mange avanserte reaksjonslikninger før vi kommer dit. Noen av roteksudatene er enzymer som bidrar i den såkalte protonpumpa. Denne sørger for at protoner – dvs. H⁺-ioner - pumpes ut i jorda, og danner en gradient som påvirker plantas opptak av vatn og næring. Vatn og noen få næringsstoffer, tas opp passivt i planterota. Planta bruker ikke energi på dette, og det er fordampinga fra bladene som drar mye av prosessen. Vatn og f.eks. kalsium diffunderer inn i rotcellene fordi det er mindre konsentrasjon av vatn og kalsium i rota enn i jorda. Andre næringsstoffer tar rota opp aktivt, dvs. planta må bruke energi fordi det er høgere konsentrasjon av stoffene inne i rota enn utenfor. Protonpumpa regulerer også pH i rotsona, slik at tilgjengeligheten av noen mineraler bedres.

Opptak av vatn og næring skjer i røtter som er i vekst, og rothårene har stor betydning. Rothår er utposninger på de ytre cellene like bak rotspissen. Disse har kort levetid, men det dannes stadig nye så lenge planta er i vekst. Rothårene øker planterotas overflate betraktelig. Hos enkelte plantearter kan rothåra stå for 60 prosent av rotas totale overflate. Stor rotoverflate maksimerer plantas mulighet for opptak av vatn og næring. Generelt har planter som lever i næringsfattige miljø lengre rothår. Av kulturplantene har belgvekstene relativt lange rothår, og er sannsynligvis en nødvendighet for at den skal finne en nitrogenfikserende bakterie å innlede samarbeide med. Løkplanter har ikke rothår, og har derfor innleda samarbeid med mykorrhiza-soppene, noe som forlenger røttene og muligheter for vatn og næringsopptak øker betraktelig. Slike symbioser er viktigst i næringsfattige miljø.

Biologisk mangfold i jord

Jorda er et eget økosystem – et miljø hvor biotiske og ikke biotiske faktorer avhenger av hverandre. Størst mulig biologisk mangfold i jorda anser vi som viktig, da dette er forbundet med større stabilitet. Flere organismer som har noenlunde samme oppgaver og de kan erstatte hverandre. Mange organismer kan overleve veldig lenge i jorda, sjøl om de ikke lever i symbiose med sin nærmeste samarbeidspartner. Det er underlig at man finner nitrogenfikserende knoller på belgvekstene, sjøl om det har gått flere tiår siden det sist ble dyrka belgvekster på jordet. Imidlertid kan disse bakteriene overleve og formere seg, men de fikserer ikke nitrogen. Andre organismer går inn i lange dvaleperioder som bakterie- eller soppsporer eller soppenes sklerotier. Sklerotiene er sammenpakka hyfer, som kan ligge lenge i jorda. Stelles jorda godt, kommer de gode organismene raskt tilbake.

Forekomsten av organismer både i antall og arter varierer mye etter forholda. Årstid, temperatur, fuktighet og plantearter bestemmer mye. I system og avrenningsforsøkene på NIBIO Apelsvoll på Toten, er det små forskjeller i antall arter av ulike jordorganismer, når skiftene med eng ble sammenligna med skiftet med årlig høstpløying og liten tilbakeføring av organisk materiale. Imidlertid var det færre av hver art. I en nyere undersøkelse hos NORSØK, fikk de noenlunde samme resultat når jordlivet i intensiv potet- og korndyrking på Møre ble sammenligna med jordlivet på ei langvarig beite, som hadde vært drevet økologisk i ca. 30 år. Intensiv potetdyrking hadde de samme jordorganismene som økobeitet, men det var litt variasjon i antallet av de ulike organismene. Imidlertid var det flere sjukdomsorganismer der det var intensiv potetdyrking uten tilførsel med organisk materiale.

Variasjon i vekster

Møystad-forsøket utenfor Hamar har vært i drift siden 1922. Vekstskiftet er likt, men gjødslinga er forskjellig. Det dyrkes nå korn og eng på feltet, men potet var lenge med i vekstskiftet. Ingen gjødsling sammenlignes med bruk av husdyrgjødsel og mineralgjødsel. Kort oppsummert er det små forskjeller i aggregatstabilitet mellom rutene med husdyrgjødsel og mineralgjødsel. Ruter uten gjødsling har dårligst aggregatstabilitet. Dette viser at planterøttenes mengde og aktivitet er viktig for jorda sin struktur og stabilitet. Det er mer mold på ruter som har fått husdyrgjødsel, og gir fra seg mer nitrogen når nitrogentilførselen begrenses.

I gjennomsnitt viser jordprøvene på Møystad-feltet en moldprosent på 2,8. For et par år siden ble det tatt noen jordprøver i et søkk litt utenfor forsøksfeltet, og moldprosent var der på 4. Imidlertid har det i over 50 år vært dyrka korn utenfor forsøket, og det har blitt høstpløgd ofte. Til tross for høgere moldinnhold er aggregatstabiliteten atskillig dårligere. Sjøl om det er få prøver fra jordet utenfor feltet, understøtter dette mange andre undersøkelser, om at planterøttene, og variasjonen i arter, samt at jorda ikke høstpløyes for ofte, gjør jorda mer stabil. På lettleire vet vi at en moldprosent opp mot 6 gir økende aggregatstabilitet, men dette betyr lite når øvrige handlinger skader og reduserer aggregatene.

I diverse fangvekstprøvinger og forsøk, ser vi raskt mer gryn der det har vært en overvintrende fangvekst kontra en fangvekst som fryser ut. Til sammenligning er det mer kompakt og få synlige aggregater der det ikke var fangvekst. Nevnte forsøk og erfaringer, viser at mindre intensiv jordarbeiding og høstpløying gir bedring av jorda. At jorda har plantevekst lengst mulig, har også stor betydning for jorda sin stabilitet. Man har ikke anledning til å gjøre de gode tiltaka hvert år, men prøv så ofte du kan!

Veksthastighet for røtter

Rask rotvekst gir mye røtter. I forsøk med fangvekster i danske forsøk rundt år 2000, ble rotveksten på ulike kulturplanter og fangvekster målt. De satte 1,5 m lange glassrør ned i bakken, og senka ned kamera slik at de kunne følge med på planterøttenes vekst. Hos korsblomstra arter voks røttene raskest og djupest. Røttene på hodekålplanter gikk djupere enn 1,5 m! Det er derfor vi liker å bruke korsblomstra vekster som fangvekster. Siden de har så rask og djup rotvekst, kan hende det er årsaken til at korsblomstra arter ikke har innledet samarbeid med mykorrhiza-sopper som gir spesielt stor nytte i næringsfattig jord. Samarbeid er nyttig, men det koster også energi.

Tabell 1: Rotveksthastighet hos noen kulturplante

Rot for røttene

Jordpakking er en realitet i Norge, som i verden for øvrig. Når man sammenligner avling i forsøk hvor noen ruter pakkes når vi kjører over med tung traktor, får man i ca. 30 prosent avlingsnedgang i ulike vekster. Men vi vet jo egentlig ikke helt hvor mye jorda var pakka i utgangspunktet.

Mekanisk og biologisk jordløsning er prøvd i inn- og utland, men forsøka viser i bestefall kortvarig effekt på jorda, og svært sjeldent avlingsøkning. Kostnadene med jordløsning er store. I Norge har såleløsnere som settes på plogen, fungert bedre enn spesialkonstruerte jordløsnere. Jorda repakkes igjen etter jordløsning om det skal gjøres våronn. Utføres jordløsninga på høsten, uten at det er plantevekst der, renner finpartiklene nedover og tetter porene igjen i løpet av høst- og vinter. Det er også såpass stor avstand mellom tindene, så det er bare ca. 30 prosent av jorda som løsnes. I forsøk for få år siden, der luserne og sikori var med som biologiske jordløsnere, vrengte sikorien bortover mår den støtte på kompakt jord, og voks først nedover igjen da den fant en sprekk etter et jordløsneskjær. Andre steder har vi sett at noen pålerøtter nærmest sprenges oppover fordi sålen er så kompakt.

Graving av noen hull i bakken avdekker kompakt jord, spesielt der det brukes tunge maskiner. Til tross for kjøreskader, greier jorda likevel å produsere gode avlinger. Mest fordi vi fortsatt har velfungerende plantevernmidler og mineralgjødsel til noenlunde pris. Avling bestemmes av veldig mange faktorer, og pakkskader er kanskje ikke øverst på lista når det gjelder tonnasjen.

Imidlertid har strukturskadene mange andre agronomiske, klimatiske, miljømessige og økonomiske ulemper. Planterøtter vil slite med å trenge gjennom jordlaga for å hente vatn og næring og rotnettet blir mindre. Videre går infiltrasjonen av vatn etter nedbør senere, og nitrogengjødsla omdannes til lystgass grunnet lite luft fordi jorda er vannmetta eller kompakt. Kompakt jord krever mer trekkraft og dermed mer drivstoff. Miljø og klima får en trøkk, men det gjør også bonden!

Er alt håp ute?

Mekanisk og biologisk jordløsning er altså ikke fullgode alternativ for raskt få løst opp pakka jord. Med alle de ulike reaksjonene som skjer rundt rota, er røttene likevel vårt beste håp. Men det vil ta tid. Dyrking av vekster med mye røtter, bedre vekstskifter med større variasjon i arter, samt litt mindre jordarbeiding gir gode agronomiske fordeler, det bli større karbonfangst, og gir mindre belastning på klima og miljø. Så enkelt, likevel så vanskelig.