20. december 2012

Undercover studier af planternes liv under jorden

Bæredygtig planteproduktion forudsætter bl.a. effektiv udnyttelse af vand og gødning samt vedvarende opbygning af jordens indhold af organisk stof. Planternes rodsystemer spiller en afgørende rolle, og forskerne går i dybden for at følge rodvæksten igennem vækstsæsonen. De seneste resultater præsenteres på Plantekongressen i Herning den 16. januar.

Planter med dybe rødder klarer sig bedre i tørkeperioder og er bedre til at opsamle næringsstoffer, end planter med et overfladisk rodsystem. Et dybt og veludviklet rodnet efterlader også mest organisk stof i jorden og medvirker dermed til at bevare jordens frugtbarhed.

Viden om afgrødernes rodsystemer er vigtig i forbindelse med valg af afgrødekombinationer og dyrkningsstrategi, men mens man relativt nemt kan følge med i afgrøders overjordiske vækst, må der tages andre metoder i brug for at følge rodvæksten igennem vækstsæsonen. Professor Kristian Thorup-Kristensen fortæller:

Afgrødens rodvækst kan observeres via 3 m lange rør.

- Vi har installeret 3 meter lange gennemsigtige rør i jorden under afgrøderne i forsøgsmarken, så vi kan studere røddernes vækst. Det gør at vi kan følge røddernes udvikling igennem hele vækstsæsonen uden at forstyrre planterne. Målet er at identificere og bestemme den relative betydning af de mange faktorer, der kontrollerer afgrødernes roddybde og dermed deres evne til at optage vand og næringsstoffer fra dybe jordlag. Lige nu studerer vi effekter af såtid, kvælstofgødning og sorter af vinterhvede og vinterraps.

Korn og korsblomstrede afgrøder slår porrer og løg

Der er meget stor forskel på hvor hurtigt afgrødernes rødder vokser. Hos nogle arter vokser rødderne langsomt, mens andre har fart på.

- På en typisk dag i vækstsæsonen i Danmark, hvor gennemsnitstemperaturen er omkring 15 °C, vokser rødderne på en porre eller et løg kun ca. 3 mm. Til sammenligning vokser rødder på vinterhvede ca. 20 mm og vinterraps ca. 35 mm. Blandt de afgrødearter, som vi har undersøgt, har olieræddikens rødder den højeste vækstrate på hele 53 mm på en gennemsnitlig dag i vækstsæsonen, siger Kristian Thorup-Kristensen.

Porre, rødbede og hvidkål har vidt forskellig roddybde. Mens porrernes rødder kun når en dybde på ca. 50 cm er roddybden ca. 150 cm for rødbede og mere end 250 cm for hvidkål.

Vinterafgrøder får et forspring

Afgrøder som bliver sået om efteråret har en længere vækstsæson og opnår typisk at udvikle rodnettet til større dybde end afgrøder, som først sås om foråret. På høsttidspunktet har vinterhvede og vinterraps ofte en roddybde på 2 m eller derover, mens roddybden for vårbyg kun er ca. 1 m ved høst. Vækstperioderne i efteråret og det tidlige forår giver vinterafgrøderne et stort forspring. Kristian Thorup-Kristensen forklarer:

- Ofte har vintersæden allerede en roddybde på op imod 100 cm, når væksten for alvor går i gang om foråret, mens vårsæd først skal udvikle sin roddybde samtidig med, at planterne skal danne blade, buske sig og strække sig. I den fase har afgrøden et stort behov for vand og næringsstoffer, og pga. det veludviklede rodnet, er vintersæd mindre udsat for tørkeskader og næringsstofmangel.

Så i det tidlige efterår og fang mere kvælstof

Planter med veludviklede rodsystemer kan begrænse udvaskning af kvælstof, men frøene skal i jorden i det tidlige efterår, hvis rødderne skal nå at udvikle sig til strækkeligt.

- Det er vigtigt at huske, at den maksimale roddybde først nås til sidst i afgrødens udvikling. Det er derfor vigtigt, at efterafgrøder sås tidligt, helst allerede i starten af august, så de kan nå at udvikle et dybt rodnet inden vinteren sætter ind. Dermed øges deres evne til at optage næringsstoffer i den periode, hvor der er størst risiko for udvaskning af især kvælstof. Også almindelige vinterafgrøder kan optage kvælstof om efteråret og reducere udvaskning af kvælstof, men såtiden er vigtig. Vinterraps sås normalt tidligt nok til at have en effekt. Ved normal såtid har vinterhvede ikke meget effekt, men ved tidligere såning kan den også reducere udvaskningen betydeligt.

Forudsigelse af udvaskning

Planterødders væksthastighed afhænger af temperaturen, og derfor måles planters rodvækstrater som regel i graddage, dvs. i mm pr. dag pr. grad over 0 °C. Viden om de enkelte afgrødearters rodvækstrater gør det muligt at beregne roddybden som en funktion af såtidspunkt og vejrdata. Igangværende studier tyder på, at der også kan være en betydelig sortsforskelle mht. rodvækst. Sammen med bl.a. gødningsniveau, nedbør og jordtype bør sortsforskelle således indgå i en matematisk modellering af den mængde kvælstof, som udvaskes fra danske marker.