Resultater
RoCo projektets samlede formål var at studere en række muligheder for at sikre vellykket økologisk planteproduktion ved reduceret adgang til plantenæringsstoffer. Det er den situation, der forventes at opstå, hvis muligheden for import af konventionel husdyrgødning udfases over de kommende år. Vi har arbejdet med hele ”kæden” fra planternes egenskaber, alternative kilder til plantenæringsstoffer, rådgivning og optimering af sædskifterne, til udvikling af bagemetoder og undersøgelse af holdninger i debatten om udvikling af økologisk jordbrug på dette område.
Rodvækst
En central aktivitet i projektet har været at undersøge sortsvariation i rodvækst. God rodvækst er vigtig, når planter skal klare sig ved lav næringsstoftilgængelighed. De sorter, vi dyrker, er forædlet under konventionelle betingelser, hvor der ikke selekteres for de egenskaber, bl.a. rodegenskaber, som er afgørende for næringsstofoptagelse og udbytte ved lav næringsstoftilgængelighed. Den tidlige rodvækst og rodarkitektur er særlig vigtig, for netop i den tidlige vækst er rodsystemets udbredelse lille og bringer kun rødderne i kontakt med en lille del af jorden og dens næringsstoffer. Samtidig er tilgængeligheden af næringsstoffer ofte lav, når jorden stadig er kold i foråret og mineraliseringen begrænset.
Vi har udviklet og opstillet et rhizotronsystem (rodkamre, hvor man kan studere rodvækst), som gjorde det muligt for os at vise sortsforskelle på både vertikal og horisontal rodudbredelse. Til de indledende forsøg udvalgte vi i alt ca. 40 sorter af vårhvede, både aktuelle sorter af almindelig vårhvede, sorter af spelt og emmer og enkelte ældre sorter, sådan at vi sikrede en stor genetisk variation i det materiale, vi målte på. En del sorter blev valgt fra efter studier i vandkultur, mens i alt ca. 25 sorter er blevet testet i rhizotronstudier i jord. Vi har opnået resultater, der viser store forskelle i tidlig rodvækst imellem sorter af vårhvede, både i total rodvækst, initiering af rodforgreninger, fordeling af rødderne i jorden og rodhårsdannelse.
Disse forskelle er også fundet imellem de aktuelle sorter, f.eks. viste ’Koga’ en stor tidlig rodvækst men primært med størst vertikal udbredelse, mens ’Bittern’ viste bedre evne til hurtigt at udbrede sit rodsystem, både horisontalt og vertikalt i jorden. Blandt de gamle sorter viste især den engelske ’April bearded’ rigtig spændende resultater med omfattende og hurtig rodvækst. Hvor hvede generelt har en hurtig rodvækst og udbreder sig både horisontalt og vertikalt, viste forsøg med forskellige løg- og salatsorter, at de begge har en langsommere rodvækst. Mens løg hovedsageligt udbreder sine rødder vertikalt, har salat i højere grad horisontal rodvækst. Også inden for sorterne af henholdsvis løg og salat fandtes betydelige forskellige i rodudbredelse i stil med dem, der blev fundet blandt hvedesorterne.
Figur 1. Vertikal og horisontal udbredelse af rødder fra henholdsvis løg, vårhvede og salat. Resultaterne er gennemsnit over 6 sorter med 4 gentagelser af hver.
Gennem yderligere rhizotronforsøg viste vi, at den tidlige rodvækst er afgørende for næringsstofoptagelsen. Således viste ’April bearded’ høj næringsstofkoncentration i sammenligning med et bredt udvalg af sorter, mens ’Bittern’ viste tilsvarende høj optagelse i sammenligning med 6 udvalgte aktuelle sorter af vårhvede. Resultaterne viser, at kraftig rodvækst i er afgørende for optagelse af næringsstoffer i jord med lavt indhold af næringsstoffer.
Vi viste desuden under markforhold, at der er betydelig forskelle i, hvordan moderne sorter klarer sig under lav hhv. høj P tilgængelighed. Over 2 år viste ’Thasos’ og ’Taifun’ de bedste udbytter ved lav frugtbarhed. I 2014 blev de moderne sorter dyrket ved både lav og høj P frugtbarhed. Ved den høje frugtbarhed viste ’Økilde’ signifikant højere udbytte end de øvrige sorter, mens den klarede sig dårligt under lav frugtbarhed.
Resultaterne for sortsforskellene i rodvækst blev også brugt til at udvælge sorter til de to større markstudier på 2 økologiske bedrifter i 2012 og igen i 2013. Her blev interaktioner mellem sorter og næringsstofudnyttelse fra forskellige komposttyper undersøgt. Den opnåede viden om sortsforskelle i tidlig rodvækst har stor relevans for den fremtidige udvikling af velegnede sorter til økologisk jordbrug.
Kompost som næringskilde
I projektet arbejdede vi med recirkulering af næringsstoffer fra forskellige typer byaffald for at bruge det som næringsstofkilde til økologisk jordbrug. Vi fremstillede kompostbaseret på seks forskellige byaffaldskilder, med næringsrige elementer som frugt- og grøntaffald eller spildevandsslam, kombineret med strukturgivende elementer som have-park affald. Byaffaldskilderne inkluderede både relative uproblematiske affaldstyper og mere problematiske typer affald, som f.eks. spildevandsslam, der ikke på nuværende tidspunkt er tilladt i økologisk jordbrug. Komposttyperne var relativt kvælstoffattige med 5-15 kg total N per ton, og viste meget begrænsede virkninger på N optagelse og udbytte i vårhvede, men de kunne tilføre jorden en betydelig mængde fosfor (i gennemsnit 70 kg total P ved tilførsel på 100 kg total N per hektar).
I 2014 blev der også gennemført forsøg med brug af slam som placeret gødning for derved at øge udnyttelsen af næringsstofferne. Placeret slam førte til stærk forøget rodvækst omkring det placerede slam og en tendens til øget P optag.
Tabel 1. Oprindelse, tilførsel og næringsstofværdi af de forskellige komposttyper.
Firma | Oprindelse | Ton tilført | Tørvægt(%) | NH4-N (kg/ha) | P (kg/ha) | K (kg/ha) | |
2012 | Biovækst | Husholdningsaffald | 7.7 |
|
|
|
|
Komtek | Spildevandsslam | 14.5 | 49 | 2.6 | 58.6 | 29.4 | |
Komtek | Husholdningsaffald | 19.5 | 58 | 16.4 | 24.6 | 45.4 | |
REnescience | Bioforgasset kompost | 13.8 | |||||
Komtek | Frugt- og grøntsagsaffald | 18.6 | 37 | 4.1 | 22.5 | 84.8 | |
REnescience | Digestat | 38.2 | |||||
2013 | Solum | Husholdningsaffald | 6.9 | - | 10.3 | 30.1 | 45.2 |
| Komtek | Spildevandsslam | 21.0 | 50 | 6.3 | 71.4 | 40.1 |
I 2012 og 2013 gennemførte vi markforsøg på 2 økologiske landbrug med kombinationer af komposttyper og hvedesorter. Formålet var at undersøge sorternes evne til at udnytte næringsstoffer fra mere sværttilgængelige kilder som kompost. Tilsætning af kompost havde en signifikant effekt på udbytte og proteinindhold i hveden. De forskellige komposttyper gav alle et øget udbytte og proteinindhold, men effekterne var små og ikke signifikante med virkninger fra 2-10%.
Resultaterne tyder på nogen interaktioner, sorternes optagelse af næringsstoffer er forskellig, og deres evne til at konkurrere imod ukrudt varierer også en del. Sorten ’Koga’ der havde den største vertikale rodvækst blandt de sammenlignede sorter havde også en bedre konkurrenceevne end de andre sorter af almindelig vårhvede. Den havde også højt glutenindhold, men dens udbytte ikke var så højt. Indholdet af næringsstoffer i kernerne lå generelt højt sammenlignet med de øvrige sorter. Der var betydelig forskel på sorternes optagelse af næringsstoffer, hvor bla. ’Økilde’ havde et lavt næringsoptag, mens ’Trappe’ generelt havde et højt optag.
Analyserne af næringsoptag (en række næringsstoffer samt tungmetaller blev analyseret) på forskellige vækststadier viste sortsforskelle, men der var ingen indikation på, at komposten førte til øget tungmetaloptag hverken i den vegetative fase eller i det høstede produkt. Kompost fra forskellige typer byaffald så altså ikke ud til at have en negativ effekt på kvaliteten af afgrøderne, men havde en meget begrænset effekt som kvælstofgødning.
Recirkulering fra by til land
Der er lavet en analyse af muligheder for anvendelse af restprodukter fra andre sektorer end landbrug som kilder til næringsstoffer, og i hvor høj grad disse næringsstofkilder, kan bidrage til bevarelse af jordfrugtbarheden i økologisk jordbrug i Danmark. Et hovedresultat fra denne analyse er, at det er væsentligt, at økologisk jordbrug i fremtiden forholder sig til muligheder for at udnytte fosfor fra affaldsbiomasse fra spildevandsrensning for at sikre en tilstrækkelig forsyning på længere sigt.
Recirkulering af næringsstoffer fra byerne er både en central del af idegrundlaget bag økologisk jordbrug og noget, der har været kontroversielt i økologiske kredse, mens det hidtil har været uklart, hvordan økologiske forbrugere ser på dette. Vi har gennemført fokusgruppeinterviews med både økologiske forbrugere og økologiske landmænd for at undersøge deres holdninger til recirkulering og andre alternativer til den nuværende afhængighed af konventionelt husdyrbrug. Analysen af de gennemførte fokusgrupper peger bl.a. på, at hvor landmændene baserer deres vurdering af alternative løsninger på overvejelser om især risiko og ønsket om et lukket kredsløb; så er forbrugerne i højere grad alene optaget af spørgsmålet om risiko. Resultaterne vil i løbet af 2015 og 2016 blive publiceret i form af to videnskabelige artikler.
Bagekvalitet
Et andet hovedformål med markforsøgene var demonstration af projektet og dets arbejdsområder, og endelig blev der høstet hvedeprøver til brug i studier af bagekvalitet og virkningen af kompostgødning. Vi valgte to lokaliteter, henholdsvis i Jylland og på Sjælland, for at så mange som muligt kunne besøge forsøgene på åbent hus dage. Forsøgene blev gennemført på arealer med en forhistorie af økologisk planteavlsbrug, med relativt lav næringsstoftilgængelighed. Vi ønskede netop at teste sorter og gødninger under forhold, der mest muligt lignede dem, vi kan forvente i en fremtid, hvor brugen af konventionel husdyrgødning er udfaset fra økologisk jordbrug.
Resultater af melanalyser og bagning med hvede fra markforsøgene i både 2012 og 2013 viste spændende resultater, hvor bagekvaliteten klart blev påvirket af sortsvalg; men også af de forskellige komposttyper. Kompost som næringsstofkilde gav i begge forsøgsår samme eller øget indhold af protein og gluten i hveden i forhold til kontrolbehandlingen. De sensoriske tests bekræftede også, at trods begrænset effekt på udbytte og N optagelse blev bagekvaliteten påvirket positivt begge forsøgsår.
Der blev også lavet undersøgelser af forskellige tilsætninger til melet og deres betydning for bageresultatet. Vi arbejdede primært med 3 forskellige koncentrationer af hybenpulver og 2 koncentrationer af malt, som pga. indhold af henholdsvis C vitamin og amylase kan bidrage til et bedre bageresultat. Målet var at forbedre muligheden for at producere godt brød fra økologisk produktion, også når importen af konventionel husdyrgødning er ophørt, og der derfor må forventes økologisk hvede med relativt lavt proteinindhold.
Resultaterne viste, at tilsætning af hybenpulver øgede den specifikke volumen af brødet til 2.53 cm3/g i forhold til kontrollen, som var 2,29 cm3/g. Tilsætning af den højeste koncentration af hybenpulver (0.0177 g hybenpulver/g mel) resulterede i et mindre hårdt, skørt og tørt brød, men mere grynet end kontrolbrødet ved de sensoriske bedømmelser. Tilsætning af 2.05 g maltmel/ g mel til brødene resulterede i et meget lavere faldtal og et mindre hårdt, mindre elastisk og mere skørt brød end kontrolbrødet. Hybenpulver viste derfor de mest lovende resultater i forhold til maltmel som tilsætning til hvedemel.
Rådgivning
Viden fra projektet blev brugt til at udvikle rådgivning omkring brug af gødning, grøngødning og sædskifte. En vigtig del af dette arbejde var at udbrede brugen af den hollandske NDICEA model som et redskab til at analysere og udvikle gødskning og sædskifte på økologiske landbrug. I løbet af 2013 lavede vi dansk informationsmateriale om modellen, og underviste landmænd og rådgivere i brugen af NDICEA ved flere arrangementer. Dette arbejde foregik i samspil med andre projekter omkring brug af NDICEA i Danmark og simulering af case-studier, som skal forberede yderligere formidling til landmænd og rådgivere.