Fånggröda för fosfor

Sammanfattning av slutrapport
Fånggröda odlas för att minska kväveförluster men kan avge fosfor (P) efter frost. Laboratoriestudier av skott och rötter från perenna arter (engelskt rajgräs, hundäxing, cikoria och rödklöver) samt ettåriga arter (honungsört, vitsenap och två varieteter av oljerättika) visade på signifikant högre innehåll av vattenextraherad P (VEP) efter frost än före. Skotten hade i snitt 43 % högre VEP än rötterna. Oljerättika och vitsenap innehöll signifikant mera VEP än andra arter medan cikoria och honungsört hade lägst.
I fältexperiment på 3 platser innehöll det ovanjordiska växtmaterialet 1-6 kg P ha-1. Efter 3 vintrar överlevde 55-76% av de perenna arterna. Fånggrödan i lysimetrar minskade inte det potentiella läckaget mätt med regnsimulering (RSP). Däremot ökade RSP efter frost, och med stor variation mellan år/arter. Rajgräs och oljerättika tenderade att läcka mer P än övriga 5 testade arter, medan cikoria var lovande som fosforfånggröda och hade lågt RSP både före och efter frysning.

Populärvetenskaplig sammanfattning
Önskade egenskaper hos en fånggröda för fosfor

Fånggröda som odlas för att minska växtnäringsförluster till vatten kan avge fosfor efter att den utsatts för frost som skadat växtcellerna. Hur ska man välja en fånggröda som är anpassad för fosfor? Förutom att vara lätt att etablera ska den ha god förmåga att ta upp och lagra fosfor i grönmassan och rötter. I vårt kalla klimat ska den också avge minsta möjliga fosfor från växtdelarna även om den utsätts för frysning och tining upprepade gånger. I och med klimatförändringarna förväntas antalet sådana tillfällen att öka varje vinter och därför kan utfrysningen av fosfor från växtmaterialet komma att öka.

Åtta olika fånggrödor testades

Vi undersökte de fleråriga arterna: engelskt rajgräs, hundäxing, cikoria, och rödklöver samt de ettåriga arterna: honungsört, vitsenap, och två varieteter av rättika. Den ena varieteten var oljerättika som är den vanligaste fånggrödan i Danmark och även odlas i södra Sverige. Den andra varieteten var ”Strukturator” med det engelska populärnamnet ”bearbetningsrättika”. Den har en extra kraftig pålrot som antas ha god förmåga att fördela mullämnena i marken genom sitt aggressiva växtsätt. Vi testade tänkbart fosforläckage på två sätt. Dels odlade vi fram fånggrödorna i växthus och extraherade skott och rötter med vatten som analyserades på fosfor. Dels efterliknade vi nederbörd på jordkolonner med olika fånggrödor varefter läckagevattnet analyserades på fosfor. Fånggrödorna hade fått växa på tre olika platser under 1-3 år.

Framtidens vinterklimat

Vi testade 4 följande kombinationer med temperturbehandling och efterföljande fosfortest:
1) ingen frysning + test;
2) en enda lång period med frysning + tining och test som upprepades 4 ggr
3) 4 kortare upprepade cykler med frysnings-tiningscykler och test som upprepades 4 ggr
4) 4 frysnings-tiningscykler med ett test efter varje cykel.
Genom de tre första kombinationerna ville vi täcka in ett framtida klimat med ökat antal frysning- och tiningsperioder under vintern. Genom den sistnämnda kombinationen ville vi dessutom täcka in ett tänkbart framtida klimat med mer eller mindre omedelbar snösmältning och regn som kan laka ut fosforn från växtmaterialet efter varje tillfälle med frysning-tining.

Även rötterna är viktiga

I det förstnämnda försöket med växthusodlade fånggrödor studerade vi också rötterna och deras specifika area beräknades. Frysning-tining medförde en statistiskt säker ökning av den tänkbara fosforförlusten från både skott och rötter i jämförelse med ingen frysning. Oljerättika och vitsenap innehöll mera vattenextraherad fosfor än andra arter, medan cikoria och honungsört innehöll minst (statistiskt säkert). I medeltal hade skotten 43 % mer vattenextraherad fosfor än rötterna. Frigörningen av fosfor, speciellt från skotten, ökade med ökat antal frysningstillfällen om de följdes av vattenextraktion. Sådan behandling orsakade mer fosforfrigörelse än en enda lång frysningsperiod. Den mesta av fosforn kom från skotten men man kan inte bortse från förlusterna från rötterna under extremt kalla och blöta förhållanden.

Fleråriga arter har bättre förutsättningar

Fleråriga arter riskerade inte lika höga fosforförluster som ettåriga. För arter med pålrot ökade fosforfrigörningen med ökad längd, yta och volym hos rötterna. Cikoria kan vara den bästa fosforfånggrödan av de testade arterna, eftersom dess rot är motståndskraftig mot frost. I jämförelse med andra ettåriga arter tycktes honungsört vara mest motståndskraftig mot att förlora fosfor efter frysning.

God överlevnad av fleråriga arter i fältförsöken

I fält odlades fånggrödorna på tre platser (Brunnby, Linnés Hammarby och Lanna) under 1, 2 respektive 3 år. Alla tre platserna har en jord med hög ler och mjälahalt (40-50% för båda storleksfraktionerna) men Lanna representerar ett nederbördsrikare och mildare klimat. Antalet frysnings-tinings tillfällen har under senare vintrar varierat mellan 6 och 15 i fältexperimenten. Ettåriga arter tog upp mer fosfor i skotten än perenna arter. Under senhösten, då växterna vintrat in och slutat växa, innehöll skotten 1-6 kg P/ha. Vi fann inga systematiska skillnader mellan olika arter, olika ställen och olika år, men det största fosforupptaget skedde i jordar med högst fosforinnehåll (P-AL tal). Överlevnaden var 55-76% av de fleråriga arterna medan alla ettåriga arter dog ut helt.

Högt bakgrundsläckage från själva jorden

Jordkolonnerna med och utan fånggröda provtogs på senhösten och utsattes för konstgjort regn. Innan kolonnerna frystes minskade inte fånggrödan fosforläckaget mätt efter simulering med regn. Bakgrundsläckaget från själva jorden var högt i förhållande till vad fånggrödan bidrog med. Däremot ökade fosforläckaget efter det att fånggrödan exponerats för frost före det konsgjorda regnet, med det var stor variation mellan olika år och mellan olika arter. I det här fallet framkallades 7 cykler med frysning och tining. De vanliga odlade fånggrödorna engelskt rajgräs och oljerättika tenderade att läcka mer fosfor än de andra testade arterna efter exponering för frost. Cikoria hade lågt fosforläckage både före och efter frysning och verkade vara en lovande fånggröda för fosfor.