Fosforeffektivt jordbruk med arbuskulär mykorrhiza

Projekt: Forskning

Beskrivning

Fosfor är ett livsnödvändigt ämne för alla levande organismer och utan fosfor kan vi inte producera mat. Vi tillför årligen stora mängder fosfor från nordafrikanska gruvor till våra odlingssystem för att upprätthålla produktionen. Men dessa gruvor börjar sina, och den fosfor som finns kvar är av sämre kvalitet med betydligt högre halter av kadmium. Stora mängder fosfor hamnar också i avloppsslammet men endast 25% av detta återförs till åkrarna. Avloppsslammet är ofta kontaminerat med tungmetaller, medicinrester och mikroplaster vilket försvårar återförandet. Vi kan förvänta oss ytterligare efterfrågan på fosfor i framtiden i takt med att folkmängden ökar. Det finns därför ett stort behov av att utveckla mer fosforeffektiva odlingssystem om vi ska kunna säkerställa en hållbar matproduktion i framtiden.En stor del av den fosfor som tillförts åkrarna har bundits i svårtillgängliga järn- och aluminiumfosfater i marken. Sannolikt är endast en liten del av denna fosfor tillgänglig för grödorna som odlas idag. I naturliga ekosystem lever de flesta växter i symbios med mykorrhizasvampar i marken som är effektiva på att ta upp fosfor, men denna symbios är dåligt utvecklad i moderna odlingssystem eftersom de höga fosforgivorna hämmar mykorrhiazsvamparna. Syftet med detta projekt är att öka upptaget av svårtillgänglig fosfor genom att skapa bättre förutsättningar för mykorrhizasvamparna.Vi samarbetar med ett förtag som utvecklar en ny produkt av avloppsslam. Slammet hettas upp under begränsad syretillförsel (s.k. pyrolys), vilket tar bort oönskade produkter som kadmium, mikroplast och medicinrester. Processen resulterar i ett biokol med hög fosforhalt som kan återföras till åkrarna utan risk för kontaminering. Vi kommer att undersöka mykorrhizasvamparnas förmåga att ta upp fosfor som är bundet i biokolet från avloppsslammet, och i järn och aluminiumoxider i marken. Vi kommer att jämföra odlingssystem med olika mängd mykorrhizasvampar i marken. Till vår hjälp har vi långliggande fältförsök (upp till 45 år) med vete som odlats med olika näringstillsatser. Kontinuerlig tillförsel av kväve utan tillsats av fosfor förväntas ha hög biomassa av mykorrhizasvampar, vilket borde öka upptaget av fosfor från svårtillgängliga källor. Motsatta förhållande förväntas då fosfor har tillförts. Vi kommer också att jämföra odlingssystem med cerealier som odlas med och utan insådd av kvävefixerande fångstgrödor. Fångstgrödorna har högre mykorrhizabiomassa eftersom de behöver mycket fosfor för kvävefixeringsprocessen, och vi förväntar oss ett högre fosforupptag då fångstgrödor finns med i odlingen. Vi kommer också att jämföra annuella grödor (vete) med perenna motsvarigheter (Vetegräs, Kernza) och antar att de perenna tar upp mer fosfor med sina större rotsystem som borde kunna upprätthålla en högre mykorrhizabiomassa. De flesta fältförsöken ligger i södra Sverige men vi kommer också att undersöka odlingssystem i Italien (Piemonte) och i Kenya. Jordar i Afrika har vittrat mycket längre tid än våra skandinaviska jordar och har därför låga halter av tillgängligt fosfor. Vi förväntar oss en större effekt av mykorrhiazsvamparna på upptaget av svårtillgängligt fosfor i dessa jordar jämfört med de svenska. De italienska jordarna förväntas ligga mellan de svenska och de kenyanska.Inom gruppen som ska jobba med detta projekt finns expertis om långliggande odlingsförsök både i Sverige och i Afrika (Thomas Kätterer, SLU). Vi har också expertis när det gäller kemiska interaktioner mellan fosfor och järnoxidytor på molekylnivå (Per Persson LU) och i större skala (Luisella Celi, Turins universitet). Avancerad utrustning som finns i Lund (FTIR, XPS, MAXIV) kommer att kombineras med avancerad utrustning for fosforanalys på Umeå universitet (NMR, Reiner Giesler).Resultatet från projekt kommer att presenteras och diskuteras på Torsåker gård i slutet av projektperioden. Torsåker gård drivs av Axfoundations som har en uttalad ambition att utveckla hållbara odlingssystem och säkerställa matproduktionen för framtiden, och stor erfarenhet av att organisera möten. Vi kommer att bjuda in forskare, jordbrukskonsulter, lantbrukare och politiker. Tanken är att få en kickstart för detta nya forskningsfält om uthållig jordbruksproduktion ur ett fosforperspektiv. Ambitionen är att sedan anställa doktorander både i Sverige, Italien och i Afrika om projektet blir framgångsrikt.
StatusPågående
Gällande start-/slutdatum2019/01/012021/12/31

Participants