Växtföljder – ett sätt att få maten att räcka

Globalt kommer efterfrågan på mat att öka med 50 till 70 procent under de följande 40 åren enligt FN:s livsmedels- och jordbruksorganisation (FAO). I många regioner fortsätter skördarna att öka men för en tredjedel av jordbruksmarken ser det bekymmersamt ut. Där har skördarna aldrig ökat, eller så har ökningen avtagit, och i de värsta fallen har skördarna minskat. De främsta orsakerna är jordutarmning, skadegörare och klimatförändringar.

Mellan 1980 och 2008 har vi till exempel förlorat 5,5 procent av den globala veteproduktionen enbart på grund av ett förändrat klimat. Vi måste anpassa våra växtodlingssystem till högre temperaturer och långvarig torka, som situationen vi hade 2018 i norra och centrala Europa.

Växtföljd – en strategi för klimatanpassning

Varierade växtföljder, som innebär att man växlar mellan att odla tärande grödor och närande grödor, har förts fram som en strategi för att bibehålla skörden och minska risken för missväxt eftersom det ökar bördigheten, gynnar nyttiga markorganismer och dämpar utveckling av ogräs, skadegörare och sjukdomar.

Forskare från SLU och kollegor i Polen och Italien  har testat om varierade växtföljder fungerar som strategi för klimatanpassning. De sammanställde unik skördeinformation från sju långliggande försök i sina länder, från södra till norra Europa. Det tidigaste experimentet etablerades redan 1958.

– Trenden globalt är att vi odlar spannmål i allt kortare växtföljder, och på en del håll till och med i ständiga monokulturer. Vi ville se hur det påverkar skördarna i ett klimat som håller på att ändras, säger Lorenzo Marini, professor i tillämpad ekologi vid Padovas universitet i Italien.

I alla experiment har spannmål i ständig monokultur jämförts med skördarna från varierade växtföljder. Genom att matcha skördedata med meteorologiska data från varje plats har gruppen kunnat undersöka skördeutfall under torra, heta, blöta och/eller kalla år.

Fler grödor i växtföljden ger högre avkastning

– Att samla in data från många årtionden med liknande skötsel gör det möjligt för oss att mäta hur olika klimatförhållanden påverkar skörden, något som är i princip omöjligt i kortare forskningsstudier. Detta visar hur viktigt det är att bevara de långliggande försöken, säger Giulia Vico, universitetslektor vid SLU och medförfattare till studien.

Att odla flera grödor i växtföljden gav alltid högre avkastning jämfört med att enbart odla en och samma gröda varje år. I genomsnitt för alla år var merskörden 860 kilo/hektar för spannmål som sås på hösten och 390 kilo/hektar för spannmål som sås på våren. För vårsäd i växtföljd ökade merskörden successivt från försökets start och låg efter 50–60 år på 500 kilo/hektar. Ökningen har ännu inte planat ut.

Fördelen med en varierad växtföljd var större under varma och torra år. När vegetationsperioden var extremt torr (mindre än 143 millimeter regn totalt) och varm (17 grader Celsius i dygnsmedeltemperatur) fick man 800 kilo/hektar mer vårsäd i växtföljd. I höstsäd i växtföljd var merskörden 1100 kilo/hektar under torra år, medan värme sänkte skörden lika mycket i monokulturer och växtföljder.

Växtföljder kan säkra tillgången på mat

Kort sagt: Växtföljder framstår som ett lovande sätt att förbättra livsmedelssäkerheten i det förändrade klimat som vi behöver anpassa oss till.

– De långliggande försöken demonstrerar precis hur ineffektiv en dålig växtföljd kan vara, vilket skulle kunna öka behovet av gödning och bekämpningsmedel för att bibehålla skördarna, säger professor Zuzanna Sawinska på Poznań University of Life Sciences i Polen och medförfattare till studien.

I försöket jämförs monokulturer med både längre och kortare växtföljder. Troligtvis är det också positivt att förlänga kortare växtföljder. På SLU pågår nu forskning för att ta reda på vad som händer när man lägger till gröda efter gröda i växtföljden.

– Nu behövs incitament för att lantbrukare ska ha möjlighet att öka variationen i växtföljden, till exempel med utveckling av infrastruktur och marknader och via jordbruksstöden. Detta är viktigt för att vi ska säkra tillgången på mat i ett förändrat klimat, säger Riccardo Bommarco, professor i lantbruksentomologi vid SLU.

Långliggande jordbruksförsök visar effekter på sikt

Vilken skörd vi får och hur jorden mår beror på vilka odlingsmetoder vi använder i jordbruket. Det kan handla om val av grödor, jordbearbetning, gödsling och växtskydd. Ofta tar det dock många år innan man kan avgöra hur olika skötselmetoder påverkar skörden.

Långliggande jordbruksförsök, som pågår under årtionden, utformades just för att vi skulle kunna undersöka sådana långsiktiga effekter och därigenom kunna identifiera de odlingsåtgärder som bäst bevarar eller ökar en åkers långsiktiga produktionsförmåga.

Avkastningen påverkas också mycket av vädret under varje växtsäsong. Eftersom vi har många års meteorologiska data och skördedata från fält som har skötts på samma sätt under lång tid, är det möjligt att analysera hur klimatvariationer påverkar skörden och om detta varierar med skötseln. Sådan högupplöst information är avgörande för möjligheten att förutsäga vädrets inverkan på skörden och ta bra beslut om vår växtodling.

De långliggande försöken är nu också en unik resurs för studier av hur odlingssystemet bör vara utformat när vi behöver anpassa jordbruket till ett förändrat klimat.

Studien bygger på data som samlats in under upp till 60 år från långliggande jordbruksförsök i Europa.

Vetenskaplig artikel:

Crop rotations sustain cereal yields under a changing climate, Environmental Research Letters, (Lorenzo Marini et al.) 2020.

Kontakt:

Riccardo Bommarco, professor vid institutionen för ekologi, SLU, Uppsala, Riccardo.Bommarco@slu.s
Giulia Vico, universitetslektor, vid Institutionen för växtproduktionsekologi, SLU, Uppsala, giulia.vico@slu.se