Artsdiversitet på dyrkede marker

Biodiversitet Målrettet forøgelse af afgrødediversiteten ved artsblanding er en naturlig genvej til øget dyrkningssikkerhed og bæredygtighed.

Kiær2201 © Foto: Lars Pødenphant Kiær
Momentum+

Der opleves i disse år et presserende behov for at øge effektiviteten og bæredygtigheden af landbruget i Europa og globalt. Samtidig er et mere variabelt klima og nedsat tilgængelighed af pesticider reelle udfordringer for de landmænd, der forventes at brødføde en voksende befolkning.

Der kræves reel nytænkning og nye dyrkningssystemer, hvis vi skal nå i mål med disse udfordringer – herunder viden og værktøjer til at udvikle egnede sorter og anvisninger til at forvalte disse dyrkningssystemer på den rigtige måde.

Diversificering bliver i stigende grad anvendt som et grundlæggende princip for den påkrævede bæredygtige omstilling i landbruget. Et lovende element i denne strategi er målrettet forøgelse af afgrødediversiteten på den enkelte mark, herunder særligt samdyrkning af korn og bælgplanter.

Fordele ved afgrødeblandinger

Afgrøder med forskellige egenskaber og karaktertræk kan komplementere og støtte hinandens vækst og trivsel. Afgrødeblandinger har dermed potentiale til at bidrage til dyrkningssikkerhed og bæredygtighed på en lang række måder:

Positive planteinteraktioner ved samdyrkning kan sammenlignet med afgrøder i renbestand give mere effektiv udnyttelse af areal og ressourcer som vand, lys og næringsstoffer

  • Når arterne supplerer og kompenserer hinanden opnås mere robuste afgrøder med større dyrkningssikkerhed under varierende klima- og dyrkningsforhold
  • Kornet kan drage fordel af mere tilgængeligt kvælstof, da bælgplanterne får dækket deres behov gennem symbiose med kvælstoffikserende bakterier, hvorved udbyttekvaliteten øges
  • Bælgplanter udgør dermed en bæredygtig kilde til lokalt produceret planteprotein
  • Arterne kan fungere som støtteafgrøder for hinanden. Fx kan en stråstiv kornart støtte den typisk svagere ært og derved mindske risikoen for lejesæd
  • Selv små mængder korn i en blanding kan hjælpe de ellers konkurrencesvage bælgplanter med at holde ukrudtet stangen. Dels skygger blandingen bedre, og ukrudtet har ikke samme mængde kvælstof til rådighed
  • Afgrødeblandinger bliver angrebet af de samme sygdomme og skadedyr som arterne, der indgår i blandingen, men ofte er angrebene på et lavere niveau
  • Øget modstandsdygtighed over for ukrudt, skadedyr og sygdomme reducerer behovet for pesticider
  • Studier indikerer, at afgrødediversitet kan fremme diversiteten af markens insekter og ukrudtsflora

Særligt de økologiske landmænd sætter pris på afgrødeblandinger som integreret del af deres dyrkningsstrategi. De efterlyser dog mere viden om, hvordan man sikrer den bedste balance mellem arterne gennem artssammensætning, sortsvalg og blandingsforhold i samspil med gældende gødnings- og vandingsstrategier samt jordbunds- og vejrforhold.

Kiær2203

Lupin dyrket i blanding med vårhvede.

© Foto: Inger Bertelsen

De økologiske processer

Sammenlignet med den spontane ukrudtsflora på marken kan afgrødeblandingerne betragtes som en mere målrettet form for ’funktionel’ biodiversitet, der kan udnyttes til gavn for både landmand og samfund, hvis de sammensættes optimalt.

Den nyeste forskning på området inddrager eksisterende viden om de økologiske processer i naturlige økosystemer til netop at designe diversificerede dyrkningssystemer. Vi ser, at artsrige økosystemer generelt er mere ressourceeffektive, produktive og robuste overfor udsving i miljøforholdene.

Tilsvarende fordele opleves med afgrødeblandinger, dog med stor variation fra studie til studie. Hvis vi kan få overført og anvendt den eksisterende økologiske viden til afgrødeblandinger, er der med andre ord stadig stort potentiale for at opnå mere robuste dyrkningssystemer og bæredygtighed – økologisk såvel som økonomisk.

En vigtig økologisk proces i afgrødeblandinger er konkurrence mellem arterne, der har stor indflydelse på blandingseffekten. To direkte måder at optimere dette på er gennem målrettet valg af sorter med de rigtige kombinationer af egenskaber og gennem optimering af blandingsforholdet mellem arterne.

Korn konkurrerer generelt overlegent om de tilgængelige ressourcer, sammenlignet med bælgplanter. Det er derfor en almindelig tommelfingerregel, at andelen af korn aldrig bør være højere end 50 pct., da udbyttet af bælgsæd ellers bliver uforholdsmæssigt lavt. Og det giver generelt god mening at optimere artsblandinger mellem bælgplanter og korn til at favorisere førstnævnte.

Dels har bælgplanter højere salgsværdi end korn, dels er bælgplanternes frekvens i sædskiftet begrænset. Og endelig giver det mulighed for at reducere eller helt udelade kvælstofgødskning, som primært fremmer kornet og markens ukrudt.

I projektet DIVERSify forsøger vi at skabe det nødvendige vidensgrundlag om de økologiske processer og kombinationer af karaktertræk, der fremmer positive vekselvirkninger i afgrødeblandinger og mellem afgrøden og miljøet. Målet med dette EU-finansierede samarbejde mellem 23 forsknings- og erhvervspartnere fra Europa og Afrika er at udarbejde vejledninger, beslutningsstøtte og forædlingsmål for succesfulde afgrødeblandinger. Vi benytter os af markforsøg, modellering og sparring med landmænd til at identificere afgrødeegenskaber og kombinationer, der optimerer blandingernes ydeevne og kvalitet under varierende miljøforhold. Fra Danmark deltager SEGES, Økologisk Landsforening og Københavns Universitet.

Fokus på smalbladet lupin

DIVERSify undersøger en række artskombinationer, og vi har bl.a. valgt at fortsætte mange års forskning i samdyrkning af smalbladet lupin med forskellige kornarter. Lupin illustrerer på glimrende vis, hvordan valget af blandingspartner og blandingsforhold afhænger af formålet.

Tidligere forsøg har demonstreret, hvordan samdyrkning kan afhjælpe nogle af problemerne ved dyrkning af bælgplanter som lupin. Bl.a. udfordringen med de populære forgrenede sorter. Disse sorter vokser gennem hele vækstsæsonen, og den sene modning kan give udfordringer ved høst. Men erstattes blot en lille andel af lupin med vårhvede, modner den hurtigere, mens udbyttet fastholdes. Økologiske landmænd dyrker derfor nu oftest smalbladet lupin samdyrket med korn.

Vi har udført en lang række forsøg med bælgafgrøder samdyrket med korn for at se nærmere på dynamikken mellem arterne. I 2019 samdyrkede vi bl.a. lupin med vårhvede som del af de Økologiske Landsforsøg. For at favorisere bælgplanterne blev forsøgene anlagt på arealer uden tilførsel af kvælstof og uden forudgående kløvergræs.

Trods det lave niveau af næringsstof var det tydeligt, at hveden selv i små mængder pressede lupinen uforholdsmæssigt meget: hvede gav væsentlig større udbytte end forventet af dens andel i blandingen, mens lupin gav væsentlig mindre (figur 1). Til gengæld fik vi endnu engangbekræftet, at blandingernes samlede udbytter var højere end forventet ud fra arternes udbytte i renbestand og også var mere stabile set over de fire forsøgslokaliteter.

Figur 1. Udbytter i smalbladet lupin (cv. Iris) og vårhvede (cv. Harenda) samt blandinger af disse i to forskellige blandingsforhold (pct. af normal udsædsmængde angivet i parenteser). Gennemsnit af tre forsøg (Oversigt over Landsforsøgene 2019).

I et andet forsøg såede vi smalbladet lupin ved normal udsædsmængde og supplerede med en lille andel af korn, der dermed primært fungerede som støtte for bælgafgrøden. Her så vi, at Lupin gav uændret udbytte ved supplering med havre, men 20 pct. udbyttereduktion ved tilførsel af vårbyg (figur 2).

Tilsvarende så vi, at lupin havde 25 pct. mere grøn biomasse når dyrket sammen med havre, men 11 pct. mindre grøn biomasse når dyrket sammen med vårbyg. Samtidig fandt vi, at byggen klarede sig dobbelt så godt som forventet ud fra andelen, hvad angik både udbytte og biomasse, mens havre var stort set uændret. Det illustrerer fint, hvordan valget af blandingspartner kan afhænge af, om formålet med samdyrkning er at støtte bælgafgrøden uden at yde konkurrence eller at øge vækst og udbytte i den samlede afgrøde.

Figur 2. Kerneudbytter ved høst og grøn biomasse midt på vækstsæsonen for smalbladet lupin (cv. Iris), vårbyg (cv. Tamtam) og havre (cv. Delfin) samt to blandinger af disse (pct. af normal udsædsmængde angivet i parenteser). Resultater fra markforsøg i 2019 på Københavns Universitets forsøgsmarker i Taastrup.

En fremtid med højere afgrødediversitet

Ny viden og ændret perspektiv i retning af multifunktionelle dyrkningsflader kalder på øget udforskning af mulighederne for at sikre afgrødeblandingers bidrag til øget dyrkningssikkerhed og bæredygtighed.

Det omfatter bl.a. optimering af balancen mellem arterne, udvikling og integrering af nye planteøkologiske blandingsprincipper og dyrkningsmetoder baseret på mere detaljeret viden om sorternes egenskaber, implementering af brugbare forædlingsmål mod sorter egnet til samdyrkning, håndtering af arternes forskellige krav til såtid, sådybde, ukrudtsbekæmpelse mv. Men også forbedret infrastruktur til afsætning på et marked med øget efterspørgsel på oprensede produkter til konsum.

Arbejdet er i gang.