Studie av fleråriga spannmål ger stöd för miljösmartare odling

Dagens jordbruk domineras av högavkastande ettåriga grödor som vete och ris, men det finns en förhoppning om att dessa skulle kunna bytas ut mot fleråriga grödor. Detta skulle kunna ge flera fördelar för miljön, eftersom bevuxen mark ger mindre läckage av växtnäring och mindre erosion. Försök att förädla fram flerårig spannmål pågår nu på många håll i världen, bland annat vid SLU.

Forskarvärlden är dock inte enig om förutsättningarna för fleråriga spannmålsgrödor. Vissa forskare säger att det bara är en tidsfråga innan de kommer, medan andra säger att det är omöjligt att ta fram fleråriga grödor med tillräckligt hög kärnavkastning. Grundproblemet är att en ettårig växt kan satsa allt på att producera mycket frö, medan en flerårig växt också måste lagra resurser så att den överlever till nästa säsong.

Ett försök att reda ut hur denna avvägning mellan överlevnad och fröavkastning tar sig uttryck i växtsläkten där det finns både ett- och fleråriga arter redovisas nu i en artikel av Giulia Vico, Martin Weih och Libère Nkurunziza från SLU:s institution för växtproduktionsekologi och kollegor vid Stockholms universitet och Washington State University. Framförallt har de undersökt hur ett- och fleråriga växter fördelar tillväxten på över- respektive underjordiska växtdelar. Genom att gå igenom en omfattande forskningslitteratur har de kunnat göra 3000 parvisa jämförelser mellan ettåriga och fleråriga växter, fördelade på 28 växtsläkten. Därefter har de skapat en modell som beräknar långsiktig produktivitet hos fleråriga växter.

– Vår artikel tar inte ställning i den debatt som förs, förtydligar Giulia Vico, utan vi ville ta fram grundfakta.

Studien visar, som väntat, att fleråriga grödor kan minska belastningen på miljön genom att hålla kvar näringen i marken och minska erosionen. Fröavkastningen blir dock lägre, åtminstone första året. Den fleråriga grödan lägger mer resurser på att bygga upp rotsystemet än på frösättning, som är det vi är intresserade av hos stråsädesgrödor. Den intressanta frågan är vad som händer de följande åren, när den fleråriga grödan redan har rotsystemet på plats. Den har då ett försprång jämfört med en ettårig släkting och kan bygga upp mer biomassa, vilket skulle kunna kompensera för att en mindre andel av resurserna läggs på frösättning.

Enligt forskarnas beräkningar behöver ett flerårigt vete eller ris som tröskas tre gånger innan det plöjs ned, kunna fördubbla produktionen av biomassa varje år för att vara konkurrenskraftigt. Detta skulle kompensera för den lägre kärnskörden under insåningsåret och att en mindre andel av resurserna läggs på fröproduktion.

– Det krävs alltså en kraftig tillväxtökning, säger Giulia Vico, men det finns fleråriga grödor där produktionen av biomassa ökar på motsvarande sätt, t.ex. lusern och rödhirs. Det verkar alltså finnas en genetisk potential för en fröskörd hos fleråriga grödor som är jämförbar med den hos ettåriga grödor.

Forskarna betonar att de inte har tagit hänsyn till ett antal faktorer som skulle kunna hämma odlingen av fleråriga spannmålsgrödor, såsom uppförökning av jordburna sjukdomar, skadeinsekter och ogräs.

– Sammantaget tycker vi ändå att våra resultat ger stöd för idén att det kan bli möjligt att förlita sig på fleråriga växter för spannmålsproduktion, avslutar Giulia Vico. Vår analys kan användas som underlag i den fortsatta forskningen om fleråriga grödor.

Artikeln
Giulia Vico, Stefano Manzoni, Libere Nkurunziza, Kevin Murphy & Martin Weih. Tradeoffs between seed output and life span – A quantitative comparison of traits between annual and perennial congeneric species. New Phytologist (2015), doi: 10.1111/nph.13574

Projektet AgResource – om resursallokering i jordbruket

Kontaktinformation
Giulia Vico, forskarassistent giulia.vico@slu.se http://www.slu.se/vico Martin Weih, professor i växtekologi 018-67 25 43, martin.weih@slu.se