Aarhus Universitets segl

Kvælstof i de øvre jordlag nedsætter kvælstofoptagelse i dybden hos populær efterafgrøde

Olieræddike er en populær efterafgrøde, men når der er rigeligt med kvælstof tilgængeligt i de øverste jordlag, nedsættes dens evne til at optage kvælstof i de dybere jordlag - og det kan føre til øget udvaskning. De dybe rødder er til gengæld meget effektive når kvælstoftilgængeligheden i overjorden er lavere. Det viser en ny undersøgelse fra Aarhus Universitet.

Foto: Olieræddike (foto: Janne Hansen)

Olieræddike er én af de mest effektive og mest dyrkede efterafgrøder i Danmark, og det er der flere grunde til. Den udmærker sig nemlig både ved hurtig vækst og dybe rødder, der opsamler næringsstoffer.

Men hvordan påvirkes olieræddikes rodvækst og optagelse af den mængde kvælstof, der er tilgængelig for planten i de øvre jordlag?

Det har forskere fra Aarhus Universitet set nærmere på.

- Uorganisk kvælstof i de dybere jordlag udvaskes lettere til grundvandet, fordi det ikke kan optages af efterafgrøder med rødder i de øverste jordlag, såsom rajgræs. Efterafgrøder fra Brassicaceae-familien (korsblomst), som netop olieræddike, har derimod ofte rødder helt ned til 2 meters dybde i det sene efterår, men der mangler viden om, hvordan mængden af tilgængeligt kvælstof i de øverste jordlag påvirker rodvæksten og evnen til at optage kvælstof fra de dybere jordlag. Det er vi nu blevet klogere på, fortæller lektor Hanne Lakkenborg Kristensen fra Institut for Fødevarer.

Rodvæksten er afgørende - og kan påvirkes af jordtype

Tidligere forskning på området peger i forskellige retninger.

For eksempel har en ældre undersøgelse vist, at kvælstofoptagelsen hos majs er reduceret under 1,2 meters dybde, når kvælstofkoncentrationen i de øverste jordlag er høj, mens en anden nyere undersøgelse har vist, at der ikke er forskel på kvælstofoptagelsen hos babyleaf af rucola, når der tilføres kvælstofgødning sidst på sæsonen, og når der ikke tilføres kvælstofgødning. Rucola tilhører Brassicaceae-familien, ligesom olieræddike, og har rødder helt ned til 1,4 meters dybde, når der høstes for anden gang på samme plante.

Rodvæksten er vigtig for, om efterafgrøderne fungerer efter hensigten, men træder vi et skridt længere tilbage, så menes jordtypen også at spille en rolle for rodvæksten:

- Jordens tekstur menes at påvirke rodudvikling idet jordens lerindhold, modstand og porøsitet, ser ud til at have indflydelse på rodvæksten. For eksempel viser et studie, at cikories rødder kan række ned til 2,5 meter i sandet lerjord, mens et andet studie baseret på andre metoder kun viste en roddybde på 0,75 meter i groft sand. Imidlertid viser en helt tredje undersøgelse, at rødbeders rødder vokser dybere end 1,5 meter i både sandet lerjord og groft sand, siger Hanne Lakkenborg-Kristensen:

- Så det er et område, der mangler at blive belyst. De forskellige undersøgelser har været udført på forskellig vis, og under forskellige forhold af markdrift, klima og geografi, og det gør det vanskeligt at sammenligne resultaterne.

Omfattende undersøgelser i mark og væksthus

Forskerne fra Aarhus Universitet har både gennemført mark- og væksthusforsøg for at forstå, hvordan jordens kvælstoftilgængelighed og -type påvirker olieræddikes rodvækst og kvælstofoptagelse.

Markforsøget bestod af fire forskellige behandlinger med hver sin kombination af to forskellige kvælstofniveauer (høj og mellem) og to forskellige kvælstofdybder (0,6 meter og 1,2 meter). Sidstnævnte foregik ved injektion af den stabile kvælstofisotop 15N sidst på efteråret (november). For at efterligne et højt niveau af uorganisk kvælstof i de øvre jordlag, blev kvælstofgødning tilsat jorden i begyndelsen af september - godt to uger efter såning af olieræddiken.

Væksthusforsøget bestod af otte forskellige behandlinger med samme kvælstofniveauer og -dybder som i markforsøget, men på to forskellige jordtyper, sandet lerjord (Årslev på Midtfyn som i markforsøget) og leret sandjord (Foulum ved Viborg), der blev pakket i 2 m lange plastikrør, hvor olieræddiken blev dyrket.

Rodvæksten påvirket - roddybden upåvirket

Rødderne blev undersøgt grundigt i hvert af de to forsøg, og på den baggrund har det været muligt for forskerne at slå fast, at rodvæksten blev påvirket af kvælstoftilgængeligheden.

Mængden af rødder blev nemlig påvirket negativt af det høje kvælstofniveau i de øverste jordlag i marken, som gjorde det tilstrækkeligt for planten at producere færre rødder til kvælstofoptagelse i dybden. Dette gjorde sig dog ikke gældende i væksthuset, hvor der omvendt var flere rødder ved det høje kvælstofniveau. Denne forskel kunne tilskrives olieræddikens generelle kvælstofernæring som var lavere i væksthuset, i et niveau der begrænsede væksten.

- Røddernes dybde blev ikke påvirket af jordens kvælstoftilgængelighed, hverken i den ene eller den anden jordtype, og hverken i marken (1,8 m dybde) eller væksthuset. Der er en lang række andre faktorer, der kan påvirke roddybden, såsom jordens vandindhold og jordtypen, så det kan have spillet ind i væksthusforsøget, hvor roddybden var 0,5 m dybere i den sandede lerjord sammenlignet med den lerede sandjord, fortæller Hanne Lakkenborg Kristensen.

Kvælstofoptagelsen nedsat i dybden

Ved høj kvælstoftilgængelighed i øvre jordlag blev olieræddikens evne til at optage uorganisk kvælstof fra dybde jordlag nedsat i det sene efterår:

- Det viste sig både ved at efterafgrøderne på marken samlet set optog mindre kvælstof fra dybe jordlag, og ved at rødderne både i mark og væksthus optog mindre kvælstof pr. rodlængde. Hvad angår markforsøget kan det forklares ved olieræddikes lavere kvælstofbehov, der sås i en højere kvælstofkoncentration i den overjordiske del af planten, samt ved den lavere mængde af rødder i de dybe jordlag. Kvælstofoptagelsen pr. rodlængde var hele 38 % lavere ved høj kvælstoftilgængelighed end ved middel tilgængelighed i de dybe jordlag, fortæller Hanne Lakkenborg Kristensen.

Hvis vi zoomer mere ind på kvælstofoptagelsen ved middel kvælstoftilgængelighed, som trods alt er den mest almindelige situation for efterafgrøder, var der en anden meget interessant observation. Kvælstofoptagelsen var nemlig næsten dobbelt så høj i de dybe jordlag som ved middel dybde i det sene efterår. Dette tyder på, at planten har et stort potentiale for at optage uorganisk kvælstof dybt i jorden og dermed er særligt effektiv som efterafgrøde i situationer hvor der er efterladt dybt placeret kvælstof:

- Forskellen kan muligvis forklares ved at de yngre rødder i de dybe jordlag simpelthen er mere aktive i forhold til at optage kvælstof end de ældre rødder længere oppe i jordlagene på dette tidspunkt i efterafgrødens vækstsæson, siger Hanne Lakkenborg Kristensen: 

- Studiet har øget vores grundlæggende forståelse af samspillet mellem efterafgrøde og dyrkningsvilkår og understreger olieræddike som en god efterafgrøde til kvælstofopsamling til gavn for grundvand og klima.

Supplerende oplysninger
Vi bestræber os på, at alle vores artikler lever op til Danske Universiteters principper for god forskningskommunikation. På den baggrund er artiklen suppleret med følgende oplysninger:
Studietype Mark- og væksthusforsøg
Samarbejdspartnere Institut for Fødevarer, Aarhus Universitet
Finansiering Dette arbejde blev finansieret af projektet N-toolbox (EU FP7) og Institut for Fødevarer, Aarhus Universitet
Læs mere Du kan læse mere i den frit tilgængelige videnskabelige artikel Xie, Y., Islam, S., Legesse, H. T., & Kristensen, H. L. (2021). Deep root uptake of leachable nitrogen in two soil types is reduced by high availability of soil nitrogen in fodder radish grown as catch crop. Plant and Soil, 465(1), 213-227 her
Kontakt Hanne Lakkenborg Kristensen, Institut for Fødevarer, hanne.kristensen@food.au.dk.
Mobil: +4520698054