Lavere nivå av fosfor i jorda er rapportert på gårder med økologisk drift. Jordbruksvekster kan til en viss grad tilpasses lavere fosfornivå ved utvalg og avl for høgere fosforeffektivitet. Danske forsøk har vist at lange rothår kan være en faktor som øker fosforopptaket i korn. Funn fra et nylig avsluttet MSc-arbeid tyder på at det er forskjell i fosforopptaksevne mellom bygg- og hvetesorter, men at andre faktorer enn rothår har vel så i stor betydning for fosforopptaksevnen

Holten, Jon Magne

Løes, Anne-Kristin

Norwegian

Organic Eprints

Rothår og fosforopptak i korn Lavere nivå av fosfor  i jorda  er rapportert på  gårder med 0kologisk drift. Jordbruksvekster kan til en viss grad tilpasses lavere fosfornivå  ved utvalg og avl for h~gere  fosforeffektivitet. Danske fors0k  har vist at lange rothår kan vare en faktor  som 0ker  fosforopptaket  i korn. Funn fra  et nylig avsluttet MSc-arbeid tyder på  at det er forskjell  i fosforopptaksevne mellom bygg- og hvetesortei; men at andre faktorer  enn rothår har vel si  stor betydning for fosforopptaksevnen. Mange forsak  har vist betydelige sortsvariasjoner i nmringsopptak, og at noe av forklaringen  kan ligge i planteegenskaper som skjuler seg nede i jorda.  Derfor er det er viktig at også norsk sortsjoredling begynner å undersake rotveksten i arbeidet med å velge ut nye linjer. Foto: Thomas Smeby. Tekst: Jon Magne Holten og Anne-Kristin L0es Fosfor (P) er ofte begrensende for plantevekst, spesielt i tropiske strerk. Totalt P-innhold i ei mineral- jord i vårt klima er i sterrrelsesorden 0,02-0,08%. Fordi P er sterkt bundet (adsorbert) i jorda, er P- konsentrasjonen i jordvaka vanligvis svaxt lav. Under norske forhold, med lett sure jordarter, er P vanligvis bundet til aluminiums- og jernoksider. Sammenlignet med nitrat, NO;,  som er meget mobilt i jorda og kan diffundere "langt" (dvs. forflytte seg pga konsentrasjonsforskjeller), er P lite mobilt i jorda. Den avstanden P kan diffundere i jordv~ska  blir derfor svzrt kort. Fosforeffektivitet Diskusjonen om sortsforskjeiler i nzringseffektivitet er vanskelig siden det ikke er noen generelt akseptert definisjon av begrepet. Eksempelvis rapporteres det fra litteraturen om to maissorter, hvor den lokale maissorten 'Suwan TI' hadde hagst avling sammenlignet med hybridmaisen 'Pi 6 18  1 ' ved dårlig N-tilgang. Ved h~gere gj~dslingsnivå  derimot var det motsatte tilfelle (Sattelmacher et al., 1994). Hvilken sort er så den mest n~ringseffektive? Ved låg P-tilgjengelighet er faktorer som rotmorfologi (rot- 0kologisk Landbruk -  4/02 Tabell l.  Rothårlengde for 6 hvete- og byggsorter i nmingslmning og ved to P-nivå  i feltjor~k  (P0 og P32). Sorter ined ulik bokstav innen art (hvete, bygg) og behandling (nceringsl0sning, PO,  P32) har signijikant ulik rothårslengde (P<0,05). Antall observasjoner av rothårlengde per sort var 60 i nanringsl0sning og 300 i.felt. Sort  Art  Godkienningsår  Rothårlengde, mm Næringslssning  P0  P32 NK0058 *  Vårhvete  0,43 a  0,85 b  0,79 x Diamant  Vårhvete  1938  0,82 b  0,74 a  0,86 Y NK94682  6-radsbygg  Under godkjenning  0,34 a  0,79 a  0,87 x Herse  6-radsbygg  1939  0,56 b  0,86 b  097  Y Tyra  2-radsbygg  1988  0,34 a  0,85 ab  0,90 x Herta  2-radsbygg  1949  0,56 b  0,80 ab  0,98 y * NK0058 er en dvergsort som kun  blir brukt  i  foredling. radius, spesifikk rotlengde, rot- lengde per gram totalt plante- materiale, rotlskudd-forhold), rotfysiologi, rothårlengde, pH i rhizosfzren, roteksudasjon (enzy- mer, organiske syrer) og mykorrhiza viktige for P-opptaket. Flere forsark (Nielsen og Barber, 1978; Schjarrring og Nielsen, 1987: Romer og Schenk, 1998) har vist at det er til dels store sorts- forskjeller i korn med hensyn til P- opptak ved låg P-tilgang. Dette viser at det skulle vxre mulig å avle fram P-effektive  kornsorter. Rothar og fosforopptak Rothårene oker den totale rot- overflata betraktelig og oker dermed absorbsjonskapasiteten for nzringsstoffer og utvider sonen for nzringsopptak rundt rota. Dette er sxrlig viktig for opptaket av vatn og lite mobile nzringsstoffer (slik som P). Sjarl om rothårene er synlige i lang tid, er trolig den funksjonelle levetida til et rothår bare noen få dager. Rotas vekst, og "bevegelsen" til rothårsonen gjennom jorda, er trolig den meka- nismen som sorger for å gi planten kontinuerlig tilgang til "ubrukt" jord og nzringsstoffer. Lengda, tettheten og deknings- graden av rothåra er viktige egen- skaper i et gitt rotsystem. Avhengig av art og sort så kan gjennomsnitt- lig rothårlengde variere fra 0,l til 1,5 mm med en diameter på 5-20 pm. Videre så er rothårveksten avhengig av flere miljarfaktorer som jordluft, jordfuktighet,  nxrings- status og jordtetthet. Det er funnet stor variasjon i rothårdanning blant hvete- og byggsorter, noe som viser at rothårveksten er underlagt genetisk kontroll. Fors~ksplan  og rotharlengde Forsoket gikk sommeren 2001 på As i et langvarig fosfor-kalium- gjardslingsfelt på ei siltig lettleire med med fire P-gjardslingsledd: O- ledd (PO, ingen P-gjardsling, P-AL verdi 3,5 mg per 100 g jord), moderat (1,6 kg P per daa og år), normalt (P32, 3,2 kg P per daa og år, P-AL verdi 8,7 mg) og hargt gjodslingsnivå (4,8 kg P per daa og år). De seks sortene (tre sortspar) ble valgt ut på grunnlag av ei tidligere screening av ei rekke norske bygg- og vårhvetesorter i P-fattig nzringslarsning, hvor de utvalgte sortene var blant de som hadde henholdsvis lengst og kortest rothår (Tabell 1). Alle leddene ble gjodslet med 10 kg N og 5 kg K per daa. Tabell 1 viser at rothårene var betydelig lengre i jord i felt enn i nzringslarsning. Rangeringa av sorter med hensyn til rothårlengde i dette studiet var bare delvis lik den som ble funnet i nzringslarsninga. Videre så var forskjellen mellom sortene mye mindre i felt enn i nzringslarsning, og i mange tilfeller var ikke forskjellen statistisk sikker. I nzringslosning var forskjellen i rothårlengde innen de tre sortspar- ene fra 0,21 til 0,39 mm. I feltjorda R~tter  fra sirkulerende n~ringsl0sning  med lav P-konsentrasjon, @verst  sorten NK94682 (g;'ennomsnittlig rothårlengde på dette bildet var 0.35 mm), nederst Herse (~'ennomsnittlig rothårlengde på dette bildet var 0.56 mm). 4/02 -  Dkologisk Landbruk derimot varierte forskjellen innen de tre sortsparene bare fra 0,05 til O,  11 mm. Dette viser at det kan by på vanskeligheter å rangere korn- sorter for rothårlengde, siden feltforsok kan gi ei annen ranger- ing, og mye mindre forskjeller enn ved ei screening i naxingslosning. Merk at gamle sorter ikke nodven- digvis beh~ver  å ha lange rothår og moderne korte, sjol om det var slik i dette forsoket. Vi  fant nemlig også eksempler på det motsatte (L~es, 2002). En tidligere studie, i Danmark, har vist at lågt P-nivå i jorda oker rothårslengden i bygg (Gahoonia et al., 1999). Dette hores rimelig ut, siden dette kan vzre en mekanisme for 0kt P-opptak i kornplanten. Våre resultat kan imidlertid ikke bekrefte de danske. Lågt P-nivå ga ikke lengre rothår i forsoket på As, snarere det motsatte. Fosforeffektivitet og avling As-fors~ket  demonstrerte tydelig noe som er kjent kunnskap: At utviklingshastigheten i kornet oker med ~ikende  P-nivå i jorda. Dermed vil tida til modning bli redusert ved god P-tilgang. Innen hvert sortspar var det hogere torrstoffproduksjon (Figur 2) og kornavling i de eldre sortene (Diamant, Herse og Herta) enn i de nyere (NK0058, NK94682 og Tyra) ved lågt P-nivå. Dette tyder på en hogere P-effektivitet i de eldre sortene. Med unntak av sortsparet NK94682-Herse så var det totale P-opptaket ved hosting (Figur I) ved lågt P-nivå også h~gere,  mens P-konsentrasjonen (mg P per g t0rrstoff i skuddet) tenderte til å vzre lågere. Dette tyder på en hogere effektivitet i P- opptak og P-utnytting i de eldre sortene. Sannsynligvis så betydde P-opptaket mest for variasjonen mellom sortene, mens variasjonen i P-utnyttingseffektiviteten var mindre viktig. Ikke uventet så steg generelt både torrstoffopptak, kornavling og P-opptak med okende P-nivå for alle sortene, men ved minst Figur l. Fosforopptak ved hmting (bygg: 29. august, hvete 5. september). Hasterute ca 3 m*. NK0058  Diamant  NK94682  Herse  Tyra  Herta Figur 2. Tmrstoffproduksjon ved hmting, overjordisk plantemateriale. NK0058  Diamant  NK94682  Herse  Tyra  Herta mengde P-gj~dsel  var P-opptaket fortsatt hoyere i de eldre enn i de nyere sortene (Figur 1). En interes- sant observasjon var at på det h0gste P-nivået avtok både t0rr- stoffproduksjonen og kornavlinga for alle sortene unntatt for Tyra. Ved okende P-nivå, avtok forskjel- lene i t~rrstoffproduksjon  og kornavling innen de tre sortspar- ene. Dette tyder på at de faktorene som oker P-opptaket ved låge P- nivå, er mindre viktige ved h0ge P- nivå. Avl for h~igere  P-effektivitet er mulig Siden det bare var for sortsparet Herse-NK94682 at rothårene var lengre ved lavt P-nivå og NK94682 i gjennomsnitt hadde kortere rothår enn Herse ved lavt P-nivå, kan rothårlengden neppe vzre årsaken til et hogere P-opptak i eldre sorter. Ved hoyere P-nivå i jorda, var rothårene lengre i den eldste sorten for alle de tre sortsparene. For- skjellene i rothårslengde var likevel såpass små at andre faktorer med betydning for P-opptaket sannsyn- ligvis også varierte mellom sortene. Det kan ha vzrt forskjeller i f.eks. eksudasjon av organiske syrer og enzymer (fosfatase) fra rottene, en lågere pH i rhizosf~ren  eller en kraftigere rotvekst. Disse forhol- dene ble ikke undersgkt. Det var ikke mulig å legge inn gjentak i felfors~ket  på As, og tallene må derfor tolkes med forsiktighet. Likevel vil vi oppsum- mere med at dette studiet har vist at eldre sorter ser ut  til å ha et storre P-opptak fra jord med middels til lavt innhold av plante- tilgjengelig P enn nyere. Forskjellen i P-opptak kan i liten grad forklares ut fra forskjeller i gjennomsnittlig rothårslengde. Mer forskning må til for å klargjore hvilke faktorer det er som fremmer P-opptaket (og nzringsopptak generelt) i korn ved middels til lave nivå av nzrings- stoff i jorda. Svenske undersokel- ser ved Swalof-Weibull har vist en god sammenheng mellom torke- Dkologisk Landbruk -  4/02 toleranse og nzringsopptak i både havre, bygg og hvete, og underso- kelser av rotutvikling er blitt en standardmetode i foredlingsarbeidet deres (Bertholdsson, 2000). For okt okologisk kornproduksjon, som nå er et politisk mål, har en behov for kornsorter som er bedre tilpasset lågere nzringsinnhold i jorda. Mange forsok har vist at det er en betydelig sortsvariasjon i nzringsopptaket, og at noe av forklaringen kan ligge i plante- egenskaper som skjuler seg nede i jorda. Derfor er det er viktig at også norsk sortsforedling begynner å undersoke rotveksten i arbeidet med å velge ut nye linjer.  &Q Referanser -  Bertholdsson NO (2000). 0kad stresstolerans -  nyckeln til1 en hog skord och ett renare svensk jordbruk. Sveriges Utsadesförenings Tidsskrift  1  10, 2 14-225. -  Gahoonia TS, Care D og Nielsen NE (1997). Root hairs and acquistion of phosphorus by wheat and barley cultivars. Plant and Soil 191, 223-230. -  Gahoonia TS, Nielsen NE og Lyshede OB (1999). Phosphorus (P) acquisition of cereal cultivars in the field at three levels of P fertilization. Plant and Soil2  11,269-28  1. -  Holten JM (2002). Phosphorus uptake in six selected scandinavian wheat and barley cultivars at low soil phosphoms availability as related to root hair length. MSc-thesis in Agroecology, Norges Landbrukshog- skole. 52 s. -  Loes AK og @gård  AF (2001). Long-term changes in extractable soil phosphorus (P) in organic dairy farming systems. Plant and Soil 237, 321-332. -  L~es  AK (2002). Rothår på bygg og hvete. Form og funksjon, i nzringslosning og i jord. I: U. Abrahmsen (red.) Jord- og plantekultur 2002. Gronn forskning  112002, s 2 14-2  19. -  Nielsen NE og Barber SA (1978). Differences among geotypes of corn in the kinetics of P uptake. Agronomy Journal 70, 695-698. -  Romer W og Schenk H (1998). Influence of genotype on phosphate uptake and utilization efficiencies in spring barley. European Journal of Agronomy 8, 21 5-224. -  Sattelmacher B, Horst WJ og Becker HC (1994). Factors that contribute to gentic variation for nutrient efficiency of crop plants. Zeitschrift fur Pflanzenernahrung und Bodenkunde 157, 2 15-224. -  Schjorring  JK og Nielsen NE (1987). Root length and phosphorus uptake by four barley cultivars grown under moderate deficiency of phosphorus in field experiments. Journal of Plant Nutrition  10, 1289-1295. Om forfatterne Jon Magne Holten avsluttet våren 2002 sitt MSc-studium i Agroecology ved NLH (Holten, 2002). Fram til mars 2003 har han et internship på hovedkontoret til IFOAM (International Federation of Organic Agricultural Movements) i Theley i Tyskland (www.ifoam.org). E-post: happygoat28@yahoo.n0 Anne-Kristin Lses er stipendiat ved NORS0K og holder på å avslutte en doktorgrad om P og K i okologiske dyrkingsystemer med lite tilgang på disse nzringsstoffene. E-post: anne.k.loes@norsok.no Flory Gates stipendiefond Fred med Jorden Vill du veta mera? Se -  www.fiedmed-iorden.se eller skriv til1 Flory Gates stipendiefond Fred med Jorden Aringsåsvagen Marieberg 78 S - 342 34 Alvesta Sverige 4/02  -  0kologisk Landbruk 

Rothår og fosforopptak i korn

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Organic Eprints