Två nya modelleringsstudier belyser viktiga fördelar med fleråriga spannmålsgrödor: de ökar kolhalten i marken och kan hjälpa lantbrukare att anpassa odlingen efter klimatförändringar.
Forskaren Giulia Vico och hennes kollegor har visat att förlusten av organiskt kol i marken minskar med minst 38 procent om en lantbrukare väljer att odla ett flerårigt vete istället för ett vanligt ettårigt höstvete. Samtidigt har marken en högre mikrobiell biomassa i odling med flerårigt vete, och mikrober har viktiga ekologiska funktioner i odlingsmarken.
– 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, förklarar Giulia Vico, professor vid SLU.
En del av förklaringen är att det fleråriga vetet har djupare rötter som kan hjälpa till att öka halten av organiskt kol i marken.
Forskarna har också räknat på hur väl fleråriga sädesslag klarar av framtida varmare och torrare klimat. Olika sorter av flerårigt vete har olika egenskaper som påverkar hur bra de klarar av värme och vattenstress. Flerårigt vete hade upp till 39 procent högre vattenavdunstning och kolinlagring jämfört med vanligt vete, beroende på deras fotosyntetiska kapacitet och bladyta. När tillgängligheten på vatten är låg i marken kan det fleråriga vetet med djupa rötter fortfarande ta upp vatten och därmed bibehålla lägre bladtemperaturer och högre fotosyntes jämfört med vanligt vete.
– 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.
För att komma fram till dessa slutsatser använde Giulia Vico och hennes internationella forskarteam modeller som simulerar ekologiska och hydrologiska processer. De använde stora set av data om växters egenskaper, för att undersöka hur olika växt- och markpåverkande processer påverkar lagringen av kol i marken. De studerade ackumulering och nedbrytning av organiskt material, mikrobiell tillväxt, bladtemperatur och utbyten av vatten och koldioxid.
Förutom förmågan hos fleråriga grödor att lagra kol i marken och klara av värme- och vattenstress, har fleråriga jordbruksgrödor andra egenskaper som gör dem mer miljövänliga: lantbrukaren behöver inte så nya plantor varje år vilket minskar energiförbrukningen och motverkar negativa miljöeffekter från jordbruket genom minskat behov av jordbearbetning.
– Men vi behöver också ta hänsyn till skillnaderna i skördenivåer som fortfarande finns mellan ettåriga och fleråriga spannmål, tillägger Giulia Vico.