Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Går det hurtigere at forringe end at forbedre jordens fysiske egenskaber?

Forskere fra Aarhus Universitet undersøger i et langvarigt markforsøg, hvad der sker med jordens fysiske egenskaber, når markerne omlægges fra ensidig korn eller sortjordsbrak til græsmark eller omvendt, for at finde ud af, om og hvor hurtigt, der sker en forbedring eller forringelse af jordens kulstofindhold, strukturstabilitet og jordstruktur.

03.06.2020 | Camilla Brodam

Foto: Colourbox

En god strukturstabilitet i jorden mindsker risikoen for erosion, skorpedannelse og tab af partikelbårne fremmedstoffer. Tidligere undersøgelser har vist, at jordens indhold af organisk materiale spiller en vigtig rolle i dannelsen og stabiliseringen af jordens struktur, men det er kun ganske få studier, der har undersøgt, hvor hurtigt ændringer i jordens fysiske egenskaber indtræffer efter omlægning til forbedrende eller forringende driftstiltag. Derfor har forskere fra Institut for Agroøkologi ved Aarhus Universitet undersøgt, hvor hurtigt jordens kulstofindhold, strukturstabilitet og jordstruktur ændrer sig, når græsmarker omlægges til enten ensidig korn eller sortjordsbrak, og når ensidig korn og sortjordsbrak omlægges til græsmarker. 

Grad af ændring

Forskerne har arbejdet med jord fra det langvarige markforsøg, Highfield, ved Rothamsted Research i England, et af verdens ældste forskningscentre inden for landbrug. Det langvarige markforsøg blev igangsat i 1949.

”I 2008 blev de langvarige behandlinger omlagt til modsætningerne, det vil sige, at man ville prøve at forbedre jordens fysiske egenskaber ved at omlægge ensidig korn og sortjordsbrak til permanent græs,” fortæller postdoc Johannes L. Jensen fra Institut for Agroøkologi. 

Modsat omlagde man i samme ombæring permanent græs til ensidig korn eller sortjordsbrak for på den måde også at kvantificere, hvor hurtigt og hvorledes jordens fysiske egenskaber forringes. Enkelte dele af markerne blev ikke omlagt, men fungerer i stedet som referencepunkter for forskernes målinger. 

”Det er helt unikt at kunne måle både jordforbedrende og –forringende tiltag på samme sted, med samme dyrkningsmetoder og indenfor præcis samme tidsperiode, da de jo alle blev omlagt i 2008. Mine jordprøver er taget seks år efter omlægning, og det har givet mig mulighed for at udregne hvor hurtigt ændringerne går,” fortæller Johannes L. Jensen. 

Seks år efter omlægning af dele af de oprindelige arealer i Highfield kunne målinger vise, hvor meget jordens strukturstabilitet og porestørrelsesfordeling havde ændret sig. 

”Det giver os mulighed for at kunne udtale os om graden af ændring efter seks år, og dermed kan vi sammenligne kortidseffekter på jordens fysiske egenskaber med den langvarige effekt af den samme dyrkningsmetode. Det er helt unikt, da det kræver, at de langvarige behandlinger er næsten i ligevægt, hvilket vil sige, at kulstofindholdet ikke ændrer sig yderligere, og det har været tilfældet for markerne med sortjordsbrak, ensidig korn og permanent græs,” forklarer Johannes L. Jensen. 

Kulstofindhold, strukturstabilitet og porestørrelsesfordeling

Forskerne har målt på ændringer i jordens kulstofindhold, strukturstabilitet på aggregater samt jordens porrestørrelsesfordeling. Ud fra sidstnævnte er det muligt at udregne mængden af plantetilgængeligt vand ved at se på, hvor mange små porer, der er i jorden. 

”Derudover har vi også udregnet structural void ratio, det relaterer sig til de store porer, som er vigtige i forhold til rodudvikling og luftskifte i jorden,” fortæller Johannes L. Jensen. 

Resultaterne af målingerne viser, at efter omlægning fra ensidig korn eller sortjordsbrak til permanent græs sker der en hurtig ændring i strukturstabiliteten, den bliver bedre, hvorimod mængden af plantetilgængeligt vand og structural void ratio stort set er uændret. 

”Der sker umiddelbart ikke noget med fordelingen af porer, men det hænger sammen med, at jorden ikke længere bearbejdes som tidligere, og derfor vil den pakke sig. Vi kan se, at man ved omlægning til græs får en periode, hvor jorden er kompakt, især hvis udgangspunktet er en jord i dårlig tilstand som sortjordsbrak,” fortæller Johannes L. Jensen. 

Hurtigere at nedbryde kulstof, men langsommere af nedbryde strukturstabilitet

Mod forventning viste målingerne heller ikke nogen betydelig stigning i jordens indhold af kulstof ved omlægning til græs, men ifølge forskerne betyder det ikke, at omlægningen ikke kan have en stor indvirkning på strukturstabiliteten. Omvendt viser målingerne for de marker, der blev omlagt til sortjordsbrak og ensidig korn, at kulstofindholdet falder hurtigt, og at strukturstabiliteten og porestørrelsesfordelingen forringes.  

”Det er med andre ord hurtigere at tabe kulstof og nedbryde en veludviklet jordstruktur end at opbygge kulstof og genoprette jordstrukturen, men på den anden side er det hurtigere at genoprette strukturstabilitet end at nedbryde den,” fortæller Johannes L. Jensen. 

Forskernes resultater viser dermed, at graden af ændring efter omlægning af græsmark til ensidig korn og omvendt fra ensidig korn til græsmark afhænger af, hvilken jordegenskab man fokuserer på.

”Der skal tages højde for, at det her forsøg ligger i England, så selvom klimaet ikke er så forskelligt fra det danske, så er målingerne lavet på en meget leret jord, og det betyder, at de ikke direkte kan overføres til danske forhold, men det er den bedste indikation, vi har,” fortæller Johannes L. Jensen. 

Bag om forskningen

Samarbejdspartnere: Institut for Agroøkologi ved Aarhus Universitet og Department of Sustainable Agricultural Sciences, Rothamsted Research. 

Finansiering: Projektet var støttet af Grønt Udviklings- og Demonstrationsprogram (GUDP) ved Miljø- og Fødevareministeriet via projekterne ”Cover crops for optimization of cereal based cropping systems” (Grant No. 3405-11-0225) og ”Optimized soil tillage in cereal based cropping systems” (Grant. No. 34009-12-0502) samt af EU 7th Research Framework Programme, Distributed Infrastructure for Experimentation in Ecosystem Research (ExpeER) ved projektet “Identification of soil organic carbon thresholds for sustained soil functions in agroecosystems” (Grant. No. 262060). Rothamsted Long-term Experiments National Capability (grant code BBS/E/C00J0300) er finansieret af UK Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC) and Lawes Agricultural Trust. 

Interessekonflikter: Ingen

Læs mere: Læs de to publikationer her: 1: ”Soil degradation and recovery – Changes in organic matter fractions and structural stability” og 2: “Short-term changes in soil pore size distribution: Impact of land use”. De er begge skrevet af: Johannes L. Jensen, Per Schjønning, Christopher W. Watts, Bent T. Christensen og Lars J. Munkholm. Peter B. Obour har desuden biddraget til den første publikation.

Kontaktinformation: Postdoc Johannes L. Jensen, Institut for Agroøkologi, Aarhus Universitet. E-mail: jlj@agro.au.dk

Forskning, Agro, DCA