Økobloggen 

Økodebatten: En cocktail af viden og holdninger

En lille men aktiv skare har været ude med riven efter økobloggerne. Dette har givet masser af liv på bloggen. Økologien kan altså stadig provokere og ruske op i vaneforestillingerne. (Arkivfoto)

Det første blogindlæg om principperne i ukrudtsregulering udløste 33 kommentarer.

Allerede da blev det klart, at det var vanskeligt at holde tingene adskilt.

I blogindlægget blev sundhedsprincippet præsenteret:

Ét af de fire principper, som økologisk jordbrug bygger på.

Men det var økologisk jordbrug som en helhed, som kommentarerne forholdte sig til.

Der var ønsker om én gang for alle at få besvaret det store spørgsmål:

Er økologisk jordbrug et godt bud på en alternativ udviklingsvej herhjemme og et godt bud på global bæredygtighed?

Videnskabens begrænsninger

Spørgsmålene om udviklingsveje og bæredygtighed er bestemt interessante, men unægtelig også store spørgsmål for en blog med et plantevidenskabeligt udgangspunkt.

Om økologisk jordbrug er et godt bud på en bæredygtig udvikling, hører til kategorien 'store spørgsmål', som videnskaben i sig selv ikke kan svare på.

Videnskaben kan bidrage med viden, men svaret vil altid være forbundet med holdninger og ideologiske standpunkter, da det beror på værdibaserede forudsætninger.

Ideologi - ikke viden

Fra et videnskabeligt synspunkt kan forskellige svar på 'store spørgsmål' godt være lige gode, hvis svarenes præmisser er klare og der er en god sammenhængskraft i de anvendte ræsonnementer.

I en omfattende videnskabelig analyse af forskellige bæredygtighedsopfattelser (1), blev det således konkluderet, at det ikke var muligt at afgøre, om nogle bæredygtighedsopfattelser var mere rigtige end andre.

De forskellige bæredygtighedsopfattelser bunder i forskellige ideologiske betragtninger, som man kan føle sig mere eller mindre i samklang med, men som videnskaben ikke kan vurdere rigtigheden af.

Er viden grundlaget for holdninger - eller er det omvendt?

Besvarelse af 'store spørgsmål' kræver altså både viden og holdninger. Og i naturvidenskaben viger man sædvanligvis tilbage for holdningerne, da de bryder med den form for objektivitet, som ligger til grund for den naturvidenskabelige arbejdsmetode.

Det er dog en udbredt opfattelse, at sunde holdninger udspringer af solid faglig viden. Og at holdninger ændres i takt med, at ny viden opstår og formidles. I virkelighedens verden er det imidlertid ikke altid helt så enkelt.

Undersøgelser viser, at ny viden ikke altid rokker ved folks holdninger. Ja, det kan faktisk se ud som om, at det nogle gange er holdningerne, som danner grundlag for den viden vi har - og ikke omvendt.

I forhold til bioteknologi (GM-afgrøder), har det vist sig, at holdningerne i store befolkningsgrupper ikke nødvendigvis påvirkes af ny viden (2). Vidensformidling kan derfor være virkningsløs, hvis formålet er at ændre folks holdninger, hvad mange bioteknologer ser ud til at have svært ved at forstå.

Tillid til viden er fundamental

Den berømte tyske sociolog Niklas Luhmann har beskrevet hvordan mennesket ofte reducerer mødet med kompleks viden ned til en enkelt følelse: Tillid. Har man i bund og grund ikke tillid til den viden som præsenteres - eller til afsenderen, er der ingen grund til at tro, at den præsenterede viden gør en forskel.

Hvis ikke der er et tillidsforhold mellem afsender og modtager, sker der ingen reel udveksling. Det har vi også set eksempler på her på bloggen, hvor bloggernes kompetencer og motiver er blevet draget i tvivl af ivrige debattører.

Er eksperter prædisponeret positive?

I forhold til økologisk jordbrug viser en undersøgelse, at der findes en positiv sammenhængen mellem viden og holdninger blandt forskere og rådgivere i den landbrugsfaglige sektor (3). Jo mere viden, de interviewede personer havde om økologisk jordbrug, jo mere positive var deres holdninger til det.

Er dette så et eksempel på, at viden faktisk flytter holdninger?

Tja, det kunne det godt være, men det kunne også være, at dem som har meget viden om økologisk jordbrug, netop har det, fordi de forbinder det med noget positivt, og derfor har valgt at arbejde med det. Altså igen et eksempel på, at det kan være svært at vide om viden eller holdninger kommer først.

Viden og holdninger svær cocktail

Hvis man ønsker at diskutere forskellige bæredygtighedsløsninger på fremtidens fødevareproduktion, med udgangspunkt i den økologiske dyrkningsform, skal der både viden og holdninger på bordet.

Bestræbelserne på at holde viden og holdninger adskilt har derfor ikke vist sig at være en succes på denne blog. Hele vejen igennem har vi - som bloggere - ønsket at holde os til den videnskabelige viden og analyse.

Og de engagerede debattører, som har beriget bloggen med mange og lange kommentarer, har fortrinsvis ønsket at debattere økologisk jordbrug i det store bæredygtighedsperspektiv, hvor holdninger og viden blandes.

Dette har givet en ulige dialog, som næppe har flyttet særlig meget hos nogen af parterne.

Tak for nu

Vi finder bestemt, at en bæredygtighedsdiskussion er relevant og påtrængende i forhold til økologisk jordbrug. Men vi finder også, at den hører hjemme i et andet forum.

Bloggerne på Økobloggen har først og fremmest det til fælles, at vi hver især arbejder med videnskabelige aspekter knyttet til det økologiske jordbrug - men vi deler ikke nødvendigvis holdninger og ideologier.

Vi lukker således med dette indlæg Økobloggen for denne gang, og vi vil gerne takke de engagerede debattører, som har gjort det sjovt at blogge om økologisk jordbrug.

Reference og links

(1) Neumayer E (1999). Weak Versus Strong Sustainability. Exploring the Limits of Two Opposing Paradigms. Cheltenham, UK: Edward Elgar. (2) Costa J & Mossialos E (2006). The Public as a Limit to Technology Transfer: The Influence of Knowledge and Beliefs in Attitudes towards Biotechnology in the UK. Journal of Technology Transfer 31, 629-645. (3) Wheeler SA (2008) What influences agricultural professionals' views towards organic agriculture? Ecological Economics 65, 145 - 154. Læs også på Videnskab.dk: Er økologi bæredygtigt? Ukrudt - en del af helheden Hvad kan økologisk jordbrug gøre for udviklingslandene? Sensationslyst bag påstand om økologiske produkter Økologisk forskning er troværdig

Er økologi bæredygtigt?

Mark med sojabønner så langt øjet rækker - ren monokultur. Er det økologi? (Foto: Myles Oelofse)

Slår man op i en hvilken som helst bog om økologi, vil man læse, at der i de økologiske dyrkningssystemer arbejdes hen imod mere lukkede næringsstofkredsløb.

Det indgår også i de fire 'søjler' som IFOAM baserer deres definition af økologi på.

Lukkede næringsstofkredsløb er i det hele taget en central forestilling inden for bæredygtighedsbegrebet.

Næringsstofkredsløb er højaktuelle

De lukkede næringsstofkredsløb har en ganske særlig aktualitet og relevans for nutidigt landbrug af tre grunde:

1. Der flyttes i dag enorme mængder næringsstoffer i form af gødning og foder hen til de landbrugsintensive (og navnlig husdyrintensive) områder, med stor næringsstofbelastning til følge.
   
   
2. En række af disse næringsstoffer tages fra begrænsede mineralske ressourcer (navnlig fosfor) som vil være udtømte i løbet af en generation eller to.
   
   
3. Gødningsproduktion (navnlig af kvælstof) er meget energikrævende, og det er derfor rimeligt at se på det samlede ressourceforbrug ved anvendelsen af disse.

Kæmpe fosfor-import via foder

Landbruget importerer ca. dobbelt så meget fosfor, som vi 'høster' i form af planter og animalske produkter.

- Andreas de Neergaard

For nu at tage Danmark som eksempel, så importerer landbruget ca. dobbelt så meget fosfor, som vi 'høster' i form af planter og animalske produkter.

Sådan har det været i 100 år. Overskuddet ophobes i jorden eller siver ud i vores vandløb.

Af den mængde fosfor, vi importerer, er ca. halvdelen egentlig gødning (og den andel er faldende) og den anden halvdel er foder fra Argentina, Kina etc. (og den andel er stigende).

Det er altså ikke så meget gødningsforbruget som foderimporten, som giver det store P-overskud i Danmark.

Foruden det miljømæssigt uheldige ved denne ophobning af fosfor, er der den ganske særlige hage ved det, at fosforreserverne er ved at være udtømte, og flere af de store eksportører (Kina, USA) er ved at lukke for hanen. Kort fortalt er der ingen vej udenom. Vi kommer til at tænke over, hvordan vi udnytter vores fosfor bedre og også hvordan vi får tilbageført mere til landbruget.

Lukkede kredsløb på gårdniveau

Men også på gårdniveau er der inden for økologien et værdi-sæt, som foreskriver mere lukkede kredsløb, recirkulering af ressourcer og en afstandstagen fra det konventionelle 'through-flow'-system, som baserer sig næsten udelukkende på eksterne (næringsstof)ressourcer.

Mange små marker med stor variation i afgrødevalg. Er det økologi? (Foto: Andreas de Neergaard)

I et forskningsprojekt (GlobalOrg) har vi stillet det simple spørgsmål: Får bønder i udviklingslande mere lukkede næringsstofkredsløb når de bliver certificerede økologer?

Retfærdigvis bør jeg her sige, at det hårde arbejde er udført af min kollega Myles Oelofse, og at disse undersøgelser er en del af et større forskningsprojekt.

Vi valgte at studere tre lande med en voksende, kommerciel økologisk sektor, navnlig Brasilien, Egypten og Kina.

Tre hovedtendenser ved omlægning

Konklusionerne fra forskningsprojektet er meget interessante. Groft sagt ser vi tre hovedtendenser:

1. I en række tilfælde fungerer omlægningen til økologi ved ren 'input substitution'. Det vil sige at man erstatter en ekstern næringsstofkilde (kunstgødning) med en ny (husdyrgødning), i det ekstreme tilfælde ved at have en konventionel produktion sideløbende med den økologiske, hvor man 'omdanner' kunstgødning til organisk gødning i form af kompost af husdyr møg.
   
   
2. I nogle tilfælde førte omlægningen til en 'økologisering' af produktionen, ved en reduktion af kvælstofoverskuddet og en øget recirkulering af næringsstofressourcerne. Der var dog en interessant dimension på denne tendens: Fordi organiske gødninger ofte er rige på fosfor (især fra husdyrgødning), men tilføres efter planternes kvælstofbehov, førte skiftet til økologi i nogle tilfælde til et øget overskud af P og K på gårdniveau i forhold til de konventionelle brug.
   
   
3. Endelig var der eksempler, hvor det konventionelle system var tilnærmelsesvis - i hvert fald hvad næringsstofferne angår, og derfor var der ingen videre effekt af omlægningen på næringsstofbalancen.

Øko-forbrugeren er idylliseret

Det afgørende spørgsmål er, om man kan indføre økologiske principper om recirkulering til kommercielle producenter gennem et relativt enkelt regelsæt. Vel at mærke producenter, der måske kun er 'in it for the money'.

GRATIS NYHEDSBREV

Tilmeld dig Videnskab.dk's gratis nyhedsbrev her

Her må vi sige - også baseret på andre dele af studiet, som blandt andet ser på diversitet og sædskifter - at det langt fra er sikkert, at forbrugerens billede af et idylliseret økologisk jordbrug svarer til virkeligheden.

De eksisterende regelsæt om bæredygtighed i økologisk produktion er på ingen måde en hindring for intensive monokulturer med stor import af husdyrgødning, men ellers på alle måder 'konventionelle'.

Kinesisk soja i danske øko-svin

For nu at slutte, hvor vi startede, så var en del af de kinesiske bønder soyabønneproducenter. Denne soja sendes til Danmark, hvor den bruges til økologisk svinefoder. Så når du køber en økologisk kotelet i Irma, så skal du ikke bare se en Camilla Plum med en glad gris i favnen for dit indre blik - du skal også se et par fodboldbaner med sojabønner i Kina.

Reference og links
Andreas de Neergårds profil på KUs hjemmeside Læs også på Videnskab.dk: Bakteriel økologi kan afløse antibiotika Pænt fald i udledning af kvælstof fra landbruget Økologi giver måltidet mening Teorien der forandrede videnskaben Gode bakterier renser vores spildevand

Ukrudtsharvning – effektiv i økologisk landbrug

Ukrudtsbekæmpelse med ukrudtsharve i vårbyg. Hele jordoverfladen bearbejdes, og det er afgrødens bedre evne til at modstå behandlingen, som er grundlaget for bekæmpelsens succes. (Foto: Jesper Rasmussen)

Mekanisk ukrudtsbekæmpelse er nødvendig i økologisk landbrug, selvom det er forebyggelsen, der er hoved-hjørnestenen i ukrudtsreguleringen.

I modsætning til det almindelige landbrug er det altafgørende, at sædskiftet er alsidigt.

Hvis der ikke er en systematisk vekslen mellem forskellige afgrødetyper, går det galt.

Ukrudtet vil opformeres, og der vil opstå problemer, som det kan tage lang tid at få rettet op på.

Er jorden først blevet fyldt med ukrudtsfrø og/eller flerårige ukrudtsarter (for eksempler tidsler), har man et problem, som kræver en langsigtet strategisk indsats.

Forskellige typer bekæmpelse

Ukrudtsharvning er blot én ud af en række bekæmpelsesmetoder, som anvendes i økologisk landbrug. Af andre metoder kan nævnes stubkultivering, radrensning og såkaldt intra-row kultivering.

Intra-row kultivering - dansk betegnelse mangler - er en ny form for bekæmpelse, som udføres med specialredskaber, der bekæmper ukrudt mellem de enkelte kulturplanter i rækkerne.

De mest avancerede redskaber kan skelne afgrøde fra ukrudt og de er netop på vej ud på det danske marked. De kaldes lugerobotter og de kan erstatte en betydelig del af håndlugningen i den økologiske grønsagsdyrkning.

En gammel metode støves af

Ukrudtsharvning er en meget gammel bekæmpelsesmetode, som har været kendt siden begyndelsen af 1900-tallet. Ukrudtsharver anvendes primært i korn og ærter: De bearbejder jorden overfladisk i afgrødens tidligste væksttrin, og de skelner ikke mellem ukrudt og afgrøde.

Behandlingssuccesen beror på, at afgrøden er bedre til at tåle harvning end ukrudtet. Jo kraftigere der harves, jo mere ukrudt bekæmpes der og jo mere skades afgrøden.

Skader på afgrøde og ukrudt

LÆS OGSÅ

Sensationslyst bag påstand om økologiske produkter

Denne kobling mellem bekæmpelse og skade på afgrøden udløser to centrale spørgsmål:

1) Hvor stor en bekæmpelseseffekt ønskes der og

2) hvor stor en skade på afgrøden kan accepteres?

Forskning i ukrudtsharvning handler i høj grad om at optimere denne balance, som er afhængig af hvor kraftigt, der harves. Igennem en årrække har vi udviklet matematiske modeller til optimering af ukrudtsharvning.

Modellerne anvendes endnu ikke i praksis, fordi der mangler forsøg, som skal afstemme modellerne til praktiske forhold. Samtidig kræver modellerne sensorteknologi, som endnu ikke har vundet udbredelse.

Ukrudtets betydning

For at ukrudtsharvning skal kunne optimeres, er det nødvendigt at kende ukrudtets positive og negative effekter i dyrkningssystemet. Især de positive effekter er sparsomt belyst, så vi er i vid udstrækning henvist til tommelfingerregler på dette område.

Foreløbig anvender vi en regel, som siger, at der ikke bør være mindre end 15-20 g/m² ukrudtstørstof tilbage i marken i maj-juni måned. Nyere undersøgelser viser nemlig, at denne mængde er afgørende for at man kan opretholde en rimelig bestand af nyttedyr (leddyr) i marken.

Ukrudtets negative betydning er langt bedre undersøgt, og her er det først og fremmest ukrudtets konkurrence med afgrøden, som har betydning.

Økonomisk konkurrencedygtighed

Gamle forsøgsrapporter med ukrudtsharvning viser, at man med datidens redskaber kunne opnå ganske store udbyttefordele ved at ukrudtsharve i korn. En opgørelse af 420 forsøg viser et gennemsnitligt merudbytte på 16%, hvilket er langt mere, end det der opnås i dag. Det skyldes at afgrøderne er blevet mere konkurrencestærke, og at ukrudtsmængderne i markerne er blevet mindre.

I nye forsøg udebliver udbyttefordelene ofte ved ukrudtsbekæmpelse. Det gælder både for den kemiske ukrudtsbekæmpelse og for ukrudtsharvning. Hvad der sikkert overrasker mange er, at en optimal gennemført ukrudtsharvning i henhold til økonomiske modelberegninger er konkurrencedygtig med herbicider i 75 ud af 100 tilfælde, hvis der ikke er massive ukrudtsproblemer.

Ukrudtsharvning er derfor en interessant bekæmpelsesmetode, som ved yderligere udvikling, må forventes at kunne gøre det ganske godt. Fremtiden må vise, om der vil blive udført det nødvendige udviklingsarbejde med metoden.
 

Reference og links
Jesper Rasmussens profil på KUs hjemmeside 'Harve' på Wikipedia Læs også på Videnskab.dk: Ukrudt - en del af helheden Økologi og sundhed - videnskab eller ønsketænkning? På sporet af det økologiske fingeraftryk Bestøvere i krise - kan økologisk jordbrug hjælpe?

Sensationslyst bag påstand om økologiske produkter

En fremtrædende britisk forsker hævder at kunne dokumentere, at økologiske afgrøder er sundere. (Foto: Kristian H. Laursen)

Den fremtrædende Øko-forsker Professor Carlo Leifert, Newcastle University, har for nylig i fagbladet "Økologi & Erhverv" konkluderet, at "Økologisk mad er beviseligt sundest".

Jeg ville ønske, at videnskaben kunne bekræfte postulatet, men det er ikke tilfældet.

Allerede for næsten to år siden kunne vi for første gang læse om disse data i ugebladet "Ingeniøren".

Her blev konklusionen fra det stort anlagte EU forskningsprojekt QLIF (www.qlif.org) til 150 mill kr. fremlagt, længe før resultaterne var publiceret og anerkendt i den videnskabelige litteratur.

Det er uhørt og i strid med god videnskabsetik at formidle konklusionerne fra et studium, før størstedelen af data er publiceret.

Af artiklen fremgår det, at mange data først forventes at være tilgængelige i 2012, hvilket er helt uacceptabelt, når der konkluderes allerede nu.

Forsøg kan ikke bevise sundhed

Det er uforståeligt at Leifert vil lægge navn til fremgangsmåden, som er i strid med de etiske principper for publicering af videnskab. Man kan ikke lade den eksperimentelle evidens komme haltende to år efter, at der konkluderes på et studie. Det er utroværdigt og skader økologien.

Hvis Leifert har data, der beviser, at økologiske produkter er sundere, så skal vi alle have lov til at se og vurdere dem. Problemet er, at det har Leifert ikke. For hans eget forsøg fra QLIF-projektet kan umuligt bære det meget sensationslystne statement: "økologi er lig sundhed". Han har nemlig ikke designet forsøget sådan, at han kan drage den konklusion.

Leiferts konklusion er især bemærkelsesværdig, fordi den er i direkte modstrid med den hidtil største undersøgelse på området, udgivet af det anerkendte Food Standards Agency, UK i juli 2009. Undersøgelsen viste utvetydigt, at der ikke er belæg for at økologiske produkter skulle indeholde flere sundhedsfremmende stoffer.

Uhensigtsmæssigt design

Når man sammenligner økologiske og konventionelle planter, finder man små forskelle. Ofte er der en tendens til, at de økologiske planter har en forøget koncentration af enkelte stoffer, såsom flavonoider, anthocyaniner og polyacetylener.

Denne tendens er forventelig i planter, der dyrkes ved lave gødskningsniveauer, hvilket er tilfældet i økologisk jordbrug.

Det er veldokumenteret plantebiokemi.

Problemet er bare, at de observerede forskelle overskygges af den naturlige variation forårsaget af klima og jordens mineralogi.

Men den konklusion kommer naturligvis ikke frem, hvis man blot dyrker planter ved siden af hinanden i to forskellige sædskifter på én lokalitet og derefter sammenligner dem. Netop den grundlæggende fejl begår Leifert, og derfor finder han forskelle (det påstår han jo...). Problemet er, at designet i hans forsøg er uhensigtsmæssigt og slet ikke kan bære de konklusioner han drager.

Postulater holder ikke

Det mest problematiske i Leiferts sensationslystne fremgangsmåde er dog, at selvom han måske havde fundet en signifikant forskel i koncentrationen af en eller flere 'antioxidanter' så ville det ikke nødvendigvis resultere i bedre sundhed.

Sådan fungerer videnskaben på området nemlig ikke. Skal man udtale sig om dette, er det i det mindste nødvendigt at udføre kostforsøg, hvor man følger optagelsen af stofferne fra kosten til blod og væv. Det har han ikke gjort og derfor holder postulaterne slet ikke.

En forskel mellem dyrkningssystemerne er altså ikke et bevis for noget som helst relateret til sundhed. Og slet ikke hvis der ikke er udført kontrollerede kostforsøg, der kan påvise en forskel i absorptionsraterne. Det økologiske jordbrug må ikke drives fremad på en pesudovidenskabelig baggrund.

Økologien har så meget godt at byde på, men det er et seriøst problem for den økologiske troværdighed, at der i flæng formidles undersøgelser, som slet ikke holder hvad de lover. Fortolkningen af dem er drevet af sensationslyst og mit bedste råd er at være meget mere varsom - den nuværende kommunikationsstrategi undergraver troværdigheden omkring økologien - og vil på sigt skade den!
 

Reference og links
QLIF-projektets hjemmeside Læs også på Videnskab.dk: Økologi og sundhed - videnskab eller ønsketænkning? Økologisk forskning er troværdig Økologien og klimaet Dopingkontrol af økologiske planter med isotoper

Dopingkontrol af økologiske planter med isotoper

Hvordan afsløres 'doping' af økologiske planter? (Foto: Colourbox)

Økologiske fødevarers troværdighed skal bibeholdes for at sikre fortsat vækst i den økologiske sektor.

Men hvordan sikrer vi os, at de økologiske produkter lever op til betegnelsen?

I dette indlæg beskrives, hvordan stabile isotoper af forskellige grundstoffer kan anvendes til at adskille økologiske og konventionelle planter.

Indlægget er det tredje og sidste i rækken om 'Det økologiske fingeraftryk'. For yderligere information henvises til mine indlæg fra den 13. oktober og 19. december 2009.

Troværdighed og industrialisering

Den økologiske vækst i Danmark er i høj grad båret af forbrugernes tillid til, at økologiske produkter er autentiske og troværdige. Mistes troværdigheden vil økologien tabe væsentlige markedsandele, som det vil tage meget lang tid at genvinde.

En stigende import af for eksempel økologisk frugt og grønt, samt intensivering af den økologiske produktion, udgør en trussel mod den høje markedsandel i Danmark. Økologien er langt mere følsom overfor dårlig medieomtale end de konventionelle produkter, og det er derfor vigtigt, at den stigende efterspørgsel på økologiske varer efterkommes, mens de økologiske regler overholdes.

De importerede fødevarer, som ofte stammer fra 'industrialiseret' økologisk jordbrug, skal derfor leve op til de fundamentale kvalitetskrav, såsom fraværet af pesticider, kunstgødning med mere.

Dopingkontrol af økologiske planter

En vigtig forudsætning for økologisk troværdighed er, at de eksisterende certificerings- og kontrolsystemer opdateres. 'Dopingkontrol' af økologiske planter skal baseres på mere end blot en række af dokumenter, som muligvis kan forfalskes, samt analyser for pesticidrester.

En udtømmende analyse af samtlige potentielle pesticidrester i importerede planteprodukter er nemlig tidskrævende, omkostningsfuld og i princippet umulig, da der benyttes så mange forskellige pesticider, at man ikke kan analysere dem alle. Der er derfor brug for nye, nøjagtige og billige analytiske metoder, som kan supplere de eksisterende.

Kemiske analyser sporer geografisk oprindelse

På Institut for Jordbrug og Økologi, KU-LIFE har vi forsket i udviklingen af nye metoder til at skelne økologiske og konventionelle afgrøder. Vi har blandt andet udviklet en metode, der på kort tid kan analysere et meget stort antal grundstoffer og dermed identificere planters mineralogiske fingeraftryk.

Disse undersøgelser har vist, at planters geografiske oprindelse påvirker fingeraftrykket mere end selve dyrkningsformen - altså om planten er dyrket økologisk eller ej. Fingeraftrykket kan derfor ikke benyttes til at sikre ægtheden af et økologisk planteprodukt.

Isotop-fraktionering

Vi arbejder nu videre med udvikling af metoder, som er baseret på planters indhold af udvalgte grundstoffers stabile isotoper (se Faktaboks nederst) - og det ser meget lovende ud. Mange biologiske processer skelner nemlig mellem isotoper af samme grundstof.

Et eksempel på dette er planters optagelse af kuldioxid (CO₂) under fotosyntese. CO₂ optages lettere af planten, hvis det består af den lette kulstof-isotop (¹²C) sammenlignet med den tunge (¹³C). Planten beriges dermed relativt lettere med den lette kulstof isotop - en proces der kaldes isotop-fraktionering.

Nitrogen-isotoper afslører brug af kunstgødning

Gødskning med gylle i økologisk jordbrug. (Foto: Henning Carlo Thomsen)

Ved at analysere stabile nitrogen-isotoper i planter kan man med stor sikkerhed måle, hvordan en plante er gødsket.

Det sker ved, at forholdet mellem den tunge og lette nitrogen-isotop (¹⁵N/¹⁴N) i planten sættes i forhold til den sammensætning, vi finder i atmosfæren, som er uhyre stabil.

En forskel mellem disse to forhold indikerer, at der er foregået isotop-fraktionering i for eksempel gødningen, jorden eller planten.

Og det er netop, hvad der sker, når der anvendes husdyrgødning i økologisk jordbrug.

Husdyrgødning ændrer planters isotop profil

Husdyrgødning skal omsættes i jorden, inden planten kan optage næringsstofferne. Under denne omsætning ændres forholdet mellem den tunge og lette nitrogen-isotop, da der primært tabes ¹⁴N fra systemet ved nitrifikation, denitrifikation, ammoniakfordampning med mere.

Det betyder, at ¹⁵N/¹⁴N-forholdet øges i jordens plantetilgængelige nitrogenpulje, hvilket kan måles i plantematerialet. Anvendes i stedet kunstgødning, som det ofte er tilfældet i konventionelt jordbrug, ændres ¹⁵N/¹⁴N-ratioen ikke.

Det skyldes, at kunstgødning er umiddelbart plantetilgængeligt og skal derfor ikke omsættes i jorden inden optagelse. Nitrogen i kunstgødning er desuden fikseret fra atmosfæren via den såkaldte Haber-Bosch proces. Det betyder, at ¹⁵N/¹⁴N ratioen i kunstgødning er identisk med den, vi finder i atmosfæren.

Isotopteknikken er et værdifuldt redskab

Flere forskergrupper har foreslået, at måling af stabile nitrogen-isotoper skal anvendes til at adskille økologiske og konventionelle afgrøder. Men selvom metoden er hurtig og billig, er der dog visse åbenlyse begrænsninger.

Teknikken kan for eksempel ikke adskille planter fra konventionel og økologisk jordbrug, hvis begge systemer har fået tilført husdyrgødning. Ligeledes vil bælgplanters ¹⁵N/¹⁴N-forhold ligne konventionelle planters, da for eksempel ærter og bønner er i stand til at fiksere nitrogen fra luften.

På nuværende tidspunkt repræsenterer nitrogen-isotopteknikken derfor udelukkende et værdifuldt supplement til de eksisterende stikprøvekontroller for pesticidrester, og ikke en erstatning.

Kunstgødning, husdyrgødning eller fiksering fra atmosfæren?

Hvis økologiske og konventionelle planter skal adskilles med 100 % sikkerhed, er det nødvendigt, at nitrogen-isotopteknikken videreudvikles eller suppleres med isotoper af andre grundstoffer, såsom oxygen eller hydrogen.

På Institut for Jordbrug og Økologi arbejder vi på at udvikle en metode, som kan bestemme, om nitrogen i en plante stammer fra kunstgødning, husdyrgødning eller fiksering fra atmosfæren via bælgplanter.

Lykkedes dette, vil 'Det økologiske fingeraftryk' med stor sikkerhed kunne identificeres og anvendes til at bibeholde forbrugernes tillid til økologien.

 

Stabile isotoper De fleste grundstoffer fra det periodiske system forekommer som stabile isotoper - det vil sige grundstoffet er det samme, men antallet af neutroner i kernen er forskelligt. I Tabel 1 er stabile isotoper for fem grundstoffer vist. Nitrogen forekommer eksempelvis naturligt som enten 14N eller 15N. Begge isotoper består af 7 protoner men har desuden enten 7 eller 8 neutroner. Det betyder, at isotoperne for hvert grundstof kan adskilles ved hjælp af forskellige analytiske teknikker, såsom Isotop Ratio-Masse Spektrometri (IR-MS). Af Tabel 1 fremgår det også, at de lette isotoper forekommer i højeste koncentration i biologiske systemer (atmosfæren, jord, planter og dyr). Tabel 1: Forekomsten af fem grundstoffers stabile isotoper.

 

Hvor meget økologi er der i økologisk jordbrug?

Jord med højt indhold af organisk materiale og jordboende organismer. (Foto: Kristian Holst Laursen)

Her på øko-bloggen har der været en del diskussion om værdien af det økologiske jordbrug.

Der har især været en del diskussion om, hvor økologiske og naturskånsomme de økologiske dyrkningsmetoderne egentlig er:

Er udvaskningen af næringsstoffer mindre? Sparer man fossilt brændsel? Øges biodiversiteten ved at bruge mekanisk frem for kemisk ukrudtbekæmpelse? og er de økologiske producerede planteprodukter sundere...?

Meget af den kritik, der rejses mod de dyrkningsprincipper, der anvendes i det økologiske jordbrug, skyldes i vid udstrækning at det 'økologiske regelsæt', som alle økologiske jordbruger skal overholde, er fyldt med kompromiser.

Overholdes regelsættet, der dikteres af Plantedirektoratet og dermed Fødevareministeriet, får jordbrugeren ret til at bære det røde eksklusive Ø-mærke. Men det store spørgsmål er: 'Er det virkelig nok til at gøre en forskel for miljø, klima og fødevarekvalitet?' eller skal der helt andre boller på suppen....?

Drop pløjning og opbyg kulstofpuljen

I det økologiske jordbrug anvendes en lang række forskellige dyrkningsmetoder. En af disse er den såkaldte 'pløjefri' dyrkning, hvor jorden ikke pløjes mellem afgrøderne.

Der er i disse år stor fokus på anvendelse af pløjefri dyrkning rundt omkring i verden - men desværre stadig kun meget lidt i Danmark. Interessen knytter sig især til det forhold, at pløjefri dyrkning kræver langt mindre anvendelse af tunge og energikrævende maskiner.

Det har jo den åbenlyse fordel, at der anvendes langt mindre fossilt brændstof, hvorved CO₂ emission reduceres. Som en yderligere fordel er det påvist, at pløjefri dyrkning fører til en langt større oplagring af kulstof i jorden.

Det skyldes, at den uforstyrrede jord forbedrer rodudviklingen hos planter. Desuden er mængden af organismer i jorden langt større - såsom bakterier, svampe og regnorme.

Logikken er helt simpel: Rødder, svampe og de mange organismer i jorden er opbygget af kulstof. Og en større biomasse af disse samt deres detritus fører til en større pulje af organisk materiale i jorden.

Efter-afgrøder mindsker udvaskningen

Grøntsagshave med sporadisk permakultur i Washington state, USA. (Foto: Tripp Tibbetts)

I det økologiske jordbrug forsøger man at holde markerne grønne året rundt - også om vinteren.

Det gør man ved at anvende såkaldte efterafgrøder, der typisk er kvælstoffikserende planter og/eller planter med et dybtgående rodnet.

De medvirker til at fastholde næringsstoffer i pløjelaget, hvorved de reducerer udvaskningen af næringsstoffer til grundvandet og øger desuden indholdet af organisk materiale i jorden.

150 år gammel viden

Fordelen ved pløjefri dyrkning og anvendelse af efterafgrøder, i forhold til opbygning af jordens pulje af organisk materiale, har været kendt meget længe. En af pionererne på området var Edward Faulkner, der allerede i 1943 udførte markforsøg der dokumenterede de gavnlige effekter af pløjefri dyrkning på jordens indhold af organisk materiale.

Men ironisk nok blev de første data indsamlet allerede i 1856, på den verdensberømte engelske forskningsinstitution for jordbrug 'Rothamsted Research'.

I de såkaldte 'langvarige markforsøg' påviste forskerne, at jordens indhold af organisk materiale forhøjes markant, når jorden overgår fra landbrugsjord der pløjes, til permanent græsmark (Johnston et al. 2009).

Flerårige afgrøder frem for enårige

En anvendelse af flerårige afgrøder frem for enårige afgrøder er derfor det næste logiske trin, når jorden dyrkes uden pløjning.

Wes Jackson fra 'The Land Insitute', Kansas, USA har igangsat et stort planteforædlingsprogram, der har til formål at selektere og forædle alle væsentlige amerikanske landbrugsafgrøder således, at de egner sig til vedvarende dyrkning over flere år - og ikke som nu, hvor afgrøderne sås på ny ved begyndelsen af hver ny dyrkningssæson.

Flerårige afgrøder har et meget større rodsystem end de fleste enårige afgrøder og derved øges ikke bare kulstoflagringen i jorden, men også deres evne til at mobilisere næringsstoffer fra jordens mineraler - deres næringsstofeffektivitet stiger markant.

Endvidere er planterne meget bedre til at forhindre erosion af overfladejorden, som er et meget stort problem i store dele af verden. Især i for eksempel troperne, hvor nedbøren typisk falder voldsomt og kortvarigt.

Væsentligt for miljø og klima

Da de flerårige planter ikke fjernes efter høst, udgør de et blivende plantedække, der typisk optræder i blandingskulturer med kløver og andre bælgplanter. De bidrager med kvælstof til systemet via deres evne til at udføre atmosfærisk kvælstoffiksering.

Pløjefri-dyrkning, med dyrkning af flerårige afgrøder, er derfor meget lovende principper, der adresserer nogle af de meget væsentlige dilemmaer, som den moderne planteproduktion har i forhold til miljø- og klimadebatten.

Permakultur - økologisk jordbrug de luxe?

I løbet af de sidste 40 år, er der sporadisk blevet arbejdet med en højt sofistiskeret version af det økologisk jordbrug, der kaldes permakultur. I permakultur integrerer man fødevareproduktion med beboede lokalmiljøer.

Den grundlæggende idé bag principperne og praksis i permakultur bygger på observationer fra naturen og ønsket om at designe økologiske, sunde og produktive landskaber, der er integreret i lokalmiljøet, hvor folk bor.

De flerårige afgrøder og den høje grad af genanvendelse af ressourcer i 'lukkede' økologiske kredsløb er fundamentet i permakultur. I permakultur har hvert element mange funktioner og hver funktion understøttes af mange elementer.

Som en konsekvens af dette udgør permakultur en robust enhed, som i høj grad bygger på genanvendelse og derfor også er uafhængig af eksterne input af ressourcer. Når permakulturen er etableret, er tanken, at den skal styres med et meget begrænset input af arbejdsmæssige ressourcer.

Hvilket afkast kan vi forvente fra permakultur?

Permakultur-systemer er blevet implementeret med stor succes i mange forskellige klimaområder overalt i verden og de har tilmed vist sig at kunne konkurrere med konventionelt landbrug.

Der er derfor mange gode grunde til, at der også i Danmark forskes i mulighederne for at implementere permakultur, som en fremtidig strategi til at minimere vores forbrug af naturressourcer og med en minimal belastning af klima og miljø.

Det er et paradigmeskifte vi står over for (Østergård et al. 2009), en nødvendighed i lyset af de stærkt begrænsede ressourcer og en udfordring til hele samfundet.

Systemanalyser, som tager et mere hollistisk, overordnende syn på bæredygtighed, vil blive et vigtigt instrument til at vurdere vores fremtidige produktionssystemer.

Permakultur kan opfylde jordbrugets udfordringer

De nuværende principper, der ligger til grund for økologisk jordbrug i for eksempel Danmark, er i vid udstrækning baseret på en lang række kompromiser.

Derfor har man meget vanskeligt ved at opnå flere af de væsentlige mål, i forhold til at reducere belastning af klima og miljø.

Og kun i meget begrænset omfang har økologien svar på de væsentlige udfordringer, der ligger i vores forvaltning og forbrug af stærkt begrænsede naturressourcer såsom fossilt brændsel og visse essentielle næringsstoffer.

Nuværende regelsæt utilstrækkeligt

Der er brug for langt mere ambitiøse tiltag for at fremme den økologiske grundtanke i 'økologisk jordbrug'. Grundtankerne i økologisk jordbrug er sunde og gode. De har klart potentialet til at sikre miljø, reducere klimabelastningen, øge fødevarekvaliteten og - sikkerheden.

Men det nuværende økologiske regelsæt er mangelfuldt og er formentlig ikke tilstrækkeligt ambitiøst til at løse de udfordringer, det moderne jordbrug vil blive stillet overfor i de kommende årtier. Permakultur kunne meget vel yde et væsentligt bidrag i denne sammenhæng.

Referencer

Johnston AE, Poulten PR and Coleman K (2009) Increases in soil organic matter when soils are sown to permanent grass. In: Soil organic matter: Its importance in sustainable agriculture and carbon dioxide fluxes. Adv. Agronomy 101. Østergård H, Finckh, MR, Fontaine L, Goldringer I, Hoad SP, Kristensen K, Lammerts van Bueren ET, Mascher F, Munk L and Wolfe MS (2009) Time for a shift in crop production: embracing complexity through diversity at all levels. J Sci Food Agric 89: 1439-1445.

 

Køb en ko og så en bønne

Dyrkning af majs, bønner, taro (og hamp) på samme mark. Her hjælper kun bønner! (Foto: Andreas de Neergaard)

Økologisk jordbrug adskiller sig afgørende fra konventionelt jordbrug ved at have restriktioner på import af gødning. Regelsættene er forskellige fra land til land, men overordnet må der ikke anvendes forarbejdede gødninger - i daglig tale: kunstgødning.

I det økologiske jordbrug er tilførselen af næringsstoffer dog ikke helt udelukket - eksempelvis er det ofte tilladt at bruge 'rock phosphate' - uraffinerede fosforholdige mineraler.

Derudover er det tilladt at anvende importerede organiske gødninger, typisk fra husdyr. Afhængig af de nationale regelsæt kan der være begrænsninger på mængden, der må importeres til det enkelte jordbrug og hvor stor en del, der må komme fra konventionelle jordbrug (e.g. 70 kg N ha^-1 i DK).

Før eller siden skal systemet tankes op.

Det giver den økologiske landmand en helt særegen udfordring, idet simpel logik tilsiger, at man ikke uendeligt kan fjerne næringsstoffer fra et system, idet afgrøden høstes.

Spørger man i et veluddannet forum hvordan dette problem håndteres, foreslås med statsgaranti følgende to løsninger: køb en ko og så en bønne. Logikken er, at husdyr producerer gødning og bønner fikserer kvælstof fra atmosfæren - begge dele beriger jorden med kvælstof.

Husdyr er ikke nødvendigvis gødningsfabrikker

Virkeligheden er dog noget mere kompleks - især hvis vi kigger sydpå. Husdyr er nemlig ikke - som man kunne få indtryk af her i landet - gødningsfabrikker. Som komikeren Tom Lehrer sagde: Life is like a sewer - what you get out of it, depends on what you put into it. Således også med husdyr. Fodrer man sine grise med rigeligt sojaskrå og andet, vokser de hurtigt og producerer en meget kvælstof- og fosforrig gødning. Har man en mager ko som går og tygger vissent græs og acacieblade, kommer der ikke ret meget godt ud af den. Med al sandsynlighed vil 'gødningen' ligefrem forbruge næringsstoffer når den omsættes i jorden.

Økologien stærkt inspireret af det nordiske jordbrug

Vores forestillinger om husdyr som noget, der beriger dyrkningssystemerne med næringsstoffer, er i høj grad baseret på det husdyrrige nordeuropæiske landbrug. Et landbrug, der har været udgangspunkt for meget økologi. Her er køer effektive transformere af næringsstoffer fra græs og foderbælgplanter til gødning til andre afgrøder. Ganske vist ser man også en ophobning af næringsstoffer omkring landsbyer i udviklingslande, fordi dyrene henter næringsstoffer ind fra de omkringliggende græsningsarealer, men det er oftest ikke i et omfang, der batter noget på kort sigt.

Dette er ikke en gødningsfabrik, men en ko på stram diæt. (Foto: Andreas de Neergaard)

Hvis ikke køer, så bælgplanter da!

Men hvad så med bælgplanterne - de henter jo gratis kvælstof ud af atmosfæren? Her er desværre også tre væsentlige forbehold.

For det første gror planter ikke på kvælstof alene, og selvom bælgplanter kan skaffe deres eget kvælstof, så er fikseringsraten meget afhængig af tilstrækkelig fosfor- og kaliumforsyning fra jorden. Og da de fleste tropiske jorde mangler fosfor, så vil plantevæksten og kvælstoffikseringen ofte være begrænset af dette.

Mere generelt gælder det, at mange bælgplanter flytter kvælstoffet op i frøet som høstes og dermed fjernes fra systemet. Så selvom man "sparer" noget kvælstof på denne måde, sker der ikke nogen berigelse af jorden.

Endelig kan man sige, at bælgplanter kun forsyner jorden med kvælstof. Men da mangler vi stadig alle de andre essentielle næringsstoffer. Udfordringen med at få næringsstofbalancen til at gå op er altså ikke så let.

Kamp for frugtbarhed på dårlige jorde

Her i landet er problemet marginalt, vi har igennem de sidste 100 år opbygget meget næringsrige jorde ved import af foder og gødning - og kan nu ride på 'næringsstof'-bølgen. Det kan forekomme helt urealistisk at opbygge den samme jordfrugtbarhed på langt dårligere jorde i 3. verdenslande uden samme brug af importerede næringsstoffer. Alene opbygningen af jordens organiske pulje kan nemt forbruge 5 ton kvælstof og 500 kg fosfor pr. hektar over en årrække i denne del af verden. Det skal ses i relation til dyrkningssystemer på den anden side af jordkloden, hvor det totale input af de næringsstoffer i dag er under 50 kg om året.

Økologi skal gradbøjes!

Det er derfor fornuftigt at foreslå en kombineret brug af raffinerede gødninger og jordforbedrende organiske gødninger på disse dårlige jorde. Problemet er, om man kan kommunikere dette til den europæiske forbruger: vi kan ikke stille samme krav til økologi i alle lande!

Økologisk forskning er troværdig

Et idyllisk liv på friland? Problemet med holdninger i forhold til forskning er, at de kan påvirke vores evne til at tolke forskningsresultaterne.

Økologiske jordbrug har været genstand for mange ophedede og ideologiske diskussioner i tidens løb, men det var alligevel overraskende, at de første indlæg her på økobloggen fik diskussionen til at blusse op igen.

Økobloggen er nemlig ikke sat i verden for at skabe et nyt diskussionsforum, men for at udveksle uvildig og veldokumenteret viden om økologisk jordbrug. Ifølge en baggrundsartikel på videnskab.dk er det vigtigt at holde viden og holdninger adskilt for at undgå "pseudovidenskab og skyttegravskrig", som det hedder.

Forskningsresultater bliver tolket - også af forskeren

Erfaringer viser dog at dydens vej er smal - meget smal. I praksis er det svært at adskille viden og holdninger (1). Forskningsresultater taler nemlig ikke af sig selv.

Før de kan bruges, skal de tolkes og sættes ind i en sammenhæng (kontekst), og sammenhængen er ofte af såkaldt normativ karakter. Det vil sige, at den repræsenterer værdier, som netop ikke er objektive. Hvis en forsker eksempelvis bliver bedt om at finde "en bedre måde" at bekæmpe ukrudt på end vi gør i dag, er det umuligt at give svar som ikke er baseret på værdier. For hvad er godt, og hvad er skidt, og hvordan vægter man fordele og ulemper mod hinanden?

Ingen bekæmpelsesmetode er ideel, så det vil altid være et spørgsmål om at afveje fordele og ulemper.

Værdiladede facts

Selvom mit sidste blogindlæg om ukrudt var af faktuel karakter, og i vid udstrækning renset for værdimæssige udsagn, udløste det alligevel en række stærkt (stridslystne) indlæg. I omfang svarer de til 6-7 kronikker i Politiken, så det var ikke facts det skortede på. Alligevel vil det være forkert at kalde indlæggene uvildige. De havde mere karakter af partsindlæg i diskussionen om det økologiske jordbrugs berettigelse i forhold til det konventionelle, og der var aldrig tvivl om, hvilken type landbrug, debattørerne argumenterede for.

Holdninger kan give forskningen tolkningsproblemer

Kender man lidt til såkaldte holdningsparadigmer (2), var det ikke svært at aflæse de polemiske debattørers holdningsmæssige ståsted, og det var ikke svært at forudsige deres konklusioner. Holdningsparadigmer er samlinger af holdninger, der hænger sammen på en ganske bestemt måde. Kender man en persons holdning til nogle centrale spørgsmål, kan man med stor sandsynlighed gætte personens holdninger til andre spørgsmål, fordi der sædvanligvis er sammenhæng i vores holdninger.

Alle har holdninger, så det er ikke der problemet er. Holdninger er vigtige, selvforstærkende og konservative. De hjælper os med at se det vi gerne vil se, og de hjælper os med at finde ud af hvad der er godt og skidt, uden at vi behøver at tænke så meget over det. Problemet med holdninger i forhold til forskning er, at de kan påvirke vores evne til at tolke forskningsresultater, således at tolkningerne bliver afhængige af hvem der udfører dem, og det er uheldigt.

En balancegang mellem værdier og tro

Forskere med tilknytning til økologisk jordbrug, blev på et tidligt tidspunkt opmærksomme på, at det kunne være forbundet med problemer, hvis de på den ene side åbent vedkendte sig det økologisk jordbrugs værdier, og på den anden side skulle fremstå som troværdige og levere uvildig og objektiv viden. Derfor blev der lanceret et nyt begreb i forskningen, som hedder refleksiv objektivitet.

Refleksiv objektivitet indebærer, at forskningen selv belyser hvilken værdiladet sammenhæng, der lægges til grund for forskningen, således at det bliver synligt, hvad der for værdier, som der arbejder ud fra. I den moderne forskningsverden spiller troværdighed nemlig en afgørende rolle. Mister en forsker sin troværdighed, mister han eller hun i vidt omfang sine muligheder for at trænge igennem med ny viden.

Øget troværdighed i øko-forskningen

I takt med at forskningen i økologisk jordbrug er blevet professionaliseret, er den givetvis blevet mere uvildig og troværdig end i pionerdagene. Det er i hvert fald meget sjældent, at den bliver beskyldt for at være utroværdig - og jeg kender ingen eksempler på at økologisk jordbrugsforskning er blevet erklæret for uredelig. Træerne vokser dog ikke ind i himlen, så det kan ikke udelukkes, at der kan findes eksempler på uredelig forskning.

Måske det kritiske læserpanel kunne være behjælpeligt med at finde eksempler?

Litteratur

• (1) Rasmussen J, Langer V, Alrøe HF (2006) Bias in peer review of organic farming grant applications. Agriculture and Human Values 23: 181-188.

• (2) Rasmussen, J. & P. Kaltoft (2003): Alternative versus conventional values and attitudes in higher agricultural education. Biological agriculture & Horticulture 20, 347-363

 

På sporet af det økologiske fingeraftryk – del II

Har vækstbetingelserne betydning for planters grundstofsammensætning? (Foto: Erling Nielsen)

Planteprodukter giver et væsentligt bidrag til danskernes kostindtag af vigtige mineraler og sporelementer (grundstoffer).

I dag muliggør nye, hurtige og præcise analytiske metoder en kortlægning af planters komplette grundstofsammensætning.

Man er altså i stand til at måle plantens 'fingeraftryk'.

Planter indeholder stort set alle grundstoffer fra det periodiske system. Men de fleste findes i meget lave koncentrationer og har ingen kendt biologisk funktion. Alligevel forventes dette informationsrige fingeraftryk at kunne anvendes til at bestemme økologiske planters autenticitet - det vil sige, hvorvidt de har været dyrket økologisk eller ej.

I dette indlæg vil jeg fokusere på de økologiske og konventionelle planteprodukters grundstofsammensætning. Dette indlæg er nr. 2 i min trilogi om 'Det økologiske fingeraftryk'. For yderligere introduktion til emnet kan mit indlæg fra den 13. oktober 2009 anbefales.

14 plantenæringsstoffer

DETALJERET LISTE

Makronæringsstoffer: Kvælstof (N), Kalium (K), Calcium (C), Magnesium (Mg), Fosfor (P) og Svovl (S). Mikronæringsstoffer: Klor (Cl), Jern (Fe), Bor (B), Mangan (Mn), Zink (Zn), Kobber (Cu), Nikkel (Ni) og Molybdæn (Mo).

Foruden kulstof (C), brint (H) og ilt (O) har planter brug for 14 grundstoffer - også kaldet de essentielle plantenæringsstoffer. Seks af disse findes i høj koncentration i plantevæv (> 0,1% af tørstofindholdet) og kaldes 'makronæringsstoffer' mens de resterende 8 betegnes 'mikronæringsstoffer' (se detaljeret liste i boksen).

Plantenæringsstofferne er livsnødvendige for planters vækst og danner grundlag for dannelsen af alle primære og sekundære metabolitter i planter, som for eksempel aminosyrer, kulhydrater, vitaminer og flavonoider. Mangler blot et af disse plantenæringsstoffer vil det betyde en markant reducering i vækst og høstudbytte, hvilket oftest ses i økologisk jordbrug.

Økologiske planter sulter

I økologisk planteproduktion er det kun tilladt at anvende 140 kg kvælstof per hektar per år, hvilket betyder, at planterne ofte 'sulter' gennem en stor del af vækstsæsonen. Det skyldes blandt andet at mange af de plantesorter, der anvendes i økologisk jordbrug, er udviklet til konventionel produktion. Det betyder, at de er forædlet til at reagere positivt på en høj tilførsel af kvælstof.

I konventionelt jordbrug er det tilladt at anvende mere gødning end i det økologiske. Der anvendes desuden ofte kunstgødning, hvilket medfører et højere optag af plantenæringsstoffer, fordi de befinder sig på en lettilgængelig form for planten.

I økologisk jordbrug, hvor kunstgødning er forbudt, bruges organisk gødning såsom husdyrgødning eller grøngødninger (planter der pløjes ned for at give næring til jorden). Det betyder, at gødningen skal omsættes/nedbrydes i jorden, før næringsstofferne er tilgængelige for planterne.

Denne proces er blandt andet afhængig af jordens mikrobielle aktivitet, temperatur, vandindhold, luftskifte med mere, hvilket betyder, at næringsstofferne frigives langsomt til planterne. På trods af de økologiske planters vanskelige vækstbetingelser bliver det ofte konkluderet, at de er mere næringsrige. For visse plantearter kan der være noget om snakken, mens det ikke er tilfældet for andre.

Konventionel (venstre) og økologisk (højre) vinterhvede (Foto: Erling Nielsen)

Kvælstof bestemmer forskellene i planters vækst

Kvælstof er det næringsstof der oftest begrænser væksten i økologisk jordbrug. Kvælstof indgår i aminosyrer, klorofyl, nukleinsyrer (DNA, RNA) og proteiner - herunder enzymer. Kvælstofmangel resulterer derfor i en kraftig reducering i planters vækst.

Økologiske planter vokser generelt langsommere end de konventionelle, og hormonelle mekanismer styret af netop kvælstofindholdet forårsager ofte en tidligere modning. Den lave næringsstoftilgængelighed kombineret med konkurrerende ukrudt og reduceret beskyttelse mod svampe og insekter medfører lavere udbytter i økologisk jordbrug.

Økologiske planter kan smage af mere

I konventionel planteproduktion optager planterne ofte mere kvælstof end de umiddelbart kan anvende. I visse plantearter såsom spinat og salat kan dette luksus-optag resultere i akkumulering af nitrat, som fungerer som et osmotikum - det vil sige påvirker plantens vandstatus.

En plante der akkumulerer nitrat vil oftest have et højere vandindhold, hvilket fortynder indholdet af andre næringsstoffer, samt smags- og aromastoffer (per gram friskvægt). Derfor kan visse plantearter være mindre næringsrige og mere 'neutrale' i smagen, når de er dyrket konventionelt.

Men det er vigtigt at pointere, at dette ikke gælder for alle plantearter, og det kan ikke konkluderes generelt, at økologiske planter indeholder flere næringsstoffer og smager af mere - det afhænger af plantens vækststrategi.

Men et højt indhold af organisk materiale i økologisk jord samt symbiotiske samspil med for eksempel svampe og bakterier fører måske til en mere nuanceret grundstofsammensætning, end den vi typisk finder i konventionelle planter. Dette område udforsker vi intensivt på Institut for Jordbrug og Økologi, KU-LIFE.

Den naturlige variation

Udover gødskning er en plantes indhold af grundstoffer afhængig af for eksempel planteart, plantesort, klima og jordbundsforhold. Endvidere varierer sammensætningen ganske betydeligt mellem forskellige dyrkningssæsoner.

Den naturlige variation i indholdet af grundstoffer vil derfor oftest overskygge de eventuelle forskelle konventionelle versus økologiske dyrkningsmetoder måtte have af betydning for planten.

Det er derfor fuldstændig meningsløst at konkludere ud fra studier med en enkelt planteart, dyrket økologisk eller konventionelt på én jordtype, at økologiske planteprodukter generelt har et højere indhold af for eksempel fosfor, magnesium eller jern.

For at kunne konkludere dette, er der brug for systematiske studier gennemført over flere år, som sammenligner forskellige plantearter dyrket økologisk eller konventionelt i kontrollerede forsøg, samtidig med at man tager højde for den naturlige variation forårsaget af ovenstående faktorer.

OrgTrace

Forskerne er for tiden meget uenige om, hvorvidt økologiske og konventionelle planters grundstofsammensætning er forskellig. Den nyeste håndfuld af resumerende artikler, hvori de seneste 50 års forskning indenfor området er inkluderet, når frem til vidt forskellige konklusioner.

Den manglende konsensus på området skyldes i vid udstrækning at forskellene mellem økologiske og konventionelle planter er små, men også at der ofte er anvendt et uhensigtsmæssigt forsøgsdesign og utilstrækkelige analytiske metoder.

Siden 2007 har vi på KU-LIFE arbejdet på at identificere det økologiske fingeraftryk i planter i forskningsprojektet OrgTrace. Dette projekt adskiller sig væsentligt fra andre publicerede studier ved at tage hensyn til den naturlige variation for eksempel planteart, klima og jordbundsforhold forårsager.

Forsøgsperioden strækker sig desuden over 2 år, hvilket gør det muligt at medregne den meget betydningsfulde variation, der er mellem dyrkningssæsoner. Hvis vi finder signifikante forskelle i vores studier af de producerede økologiske og konventionelle planteprodukter, kan det derfor konkluderes, at de er systematiske og troværdige.

Stammer planten fra Ringsted eller Samsø?

De foreløbige resultater fra OrgTrace har vist, at jordens grundstofsammensætning afsætter et markant fingeraftryk i plantevævet. Det betyder at plantens geografiske oprindelse kan bestemmes med meget stor sikkerhed. Man kan altså bestemme, om en plante er dyrket i for eksempel Ringsted eller på Samsø.

Vi har desuden erfaret, at adskillelse af økologiske og konventionelle planteprodukter baseret på enkelte plantenæringsstoffer såsom kvælstof, fosfor, magnesium eller jern er umuligt. Vi har derfor valgt en multivariat strategi.

Det vil sige, at den komplette grundstofprofil - altså sammensætningen af de fleste grundstoffer fra det periodiske system - identificeres i samtlige OrgTrace planteprodukter. Derefter analyseres hele datamatricen med multivariat statistik - det vil sige en simultan statistisk analyse af alle grundstofferne.

Denne fremgangsmåde vil med stor sandsynlighed identificere forskellene - hvis de eksisterer. De endelige resultater af disse analyser vil blive publiceret medio 2010.

I mit næste indlæg vil jeg beskrive hvordan isotoper af forskellige grundstoffer kan anvendes til at identificere det økologiske fingeraftryk.

På Økologisk Landsforenings hjemmeside findes der masser af facts om økologisk produktion.

 

Økologien og klimaet

Komposteret husdyrgødning kan graves ned i jorden (nedmuldning). Dermed øges humus-indholdet og bidrager samtidig til kulstof-binding. (Foto: Karin Jørgensen)

Klimakonferencen i København er lige om hjørnet.

Alles blikke er rettet på klimaforandringer. Derfor er der grund til at kigge nærmere på sammenhængen mellem økologisk produktion og drivhusgasser.

Fødevareproduktionen fylder pænt op i drivhusgas-udledningerne: 14 % kommer direkte fra landbrug og 18 % fra ændringer i arealanvendelsen, primært skovfældning, der skal give plads til nye landbrugsarealer.

Samtidig er der et vist potentiale for at binde kulstof i forbindelse med skovrejsning og hvad der er rigtig relevant i dette indlæg - i jorden i form af humus.

Humus i jorden fungerer som kulstof-magnet

Jordens totale humusmængde indeholder to-tre gange det samlede indhold af kulstof i atmosfæren. Og det har potentiale til at binde ca. 10% af de menneskeskabte CO2-udledninger, hvis man eksempelvis ned-mulder halm og husdyrgødning, reducerer jordbearbejdningen og så videre.

Her er det, at økologisk jordbrug kan komme til at spille en rolle: Det er netop i disse systemer, at man ser en mere udbredt anvendelse af organiske gødningskilder, og hvor der lægges vægt på opbygningen af jordens frugtbarhed, hvilket oftest i praksis vil sige humusindhold.

Den helt store udfordring er at udvikle en form for kontrol eller certificeringssystem, som kan koble øko-bønders dyrkningsmetoder til det globale kulstofmarked.

Det er jo noget nemmere, at dokumentere at man har plantet en skov, end at man har muldet sin halm ned. Af samme grund er opbygningen af kulstofpuljerne på landsbrugsjord ikke godkendt i det nuværende kulstof-kredit system.

Svenskerne klimamærker økologien

I det svenske økologimærke - Krav - stilles allerede nu krav om energiforbruget hos økologerne. Og det er klogt, for klimamærker på fødevarer er lige om hjørnet. Og det er godt, for der ligger en del overraskelser og gemmer sig dér.

Nogle af mine kolleger har for nyligt dokumenteret, at den oversøiske transport - som ellers ofte skældes ud - er helt ubetydelig: For eksempel koster det mindre energi at sejle appelsinerne fra Rio til Rotterdam, end det koster at køre juicen fra Hamborg til København.

'Køb lokalt'-dogmet holder heller ikke, hvis vi taler om grøntsager fra drivhuse, hvis de produceres om vinteren. Så er det næsten bedre at køre dem op fra Italien på en Vespa.

Økologi i udviklingslande godt for klimaet

Hvorvidt det økologiske jordbrug kan konkurrere på klimaeffektivitet kommer ganske an på, hvilket system man ser på.

Men hvis man - som jeg - primært arbejder i udviklingslandene, hvor der er en begrænset mekanisering af jordbruget, så er der ingen tvivl om, at det økologiske jordbrug er langt mere energieffektivt, primært fordi kunstgødning og sprøjtemidler koster så meget energi at fremstille (en liter olie giver et kg kvælstofgødning).

Kombinationen af et langt lavere energiforbrug med opbygning af kulstofpuljerne i jorden, gør disse systemer til langt mindre klimabelastende end de konventionelle modstykker.

Bedre jordkvalitet, mindre CO2-udledning, større udbytter

Opbygning af kulstofpuljerne i jorden verden over kan spille en gavnlig rolle i forhold til atmosfærens CO2 niveau - som jeg har nævnt tidligere. Men den største effekt af dette vil ganske sikkert være de udbytteforøgelser, som kan opnås ved en forbedret jordkvalitet.

Det er så snedigt indrettet, at det største kulstoflagringspotentiale findes på de mest udpinte jorde - og dem finder man primært i udviklingslandene. Det skønnes at ca. 80% af kulstofbindingspotentialet findes i udviklingslande.

Skal man rådgive om landbrugsudvikling på udpinte jorde, er det svært at komme uden om de organiske gødninger. Øjeblikkelige udbytteforøgelser kan naturligvis opnås med kunstgødning alene. Men meget ofte vil nedbrydningen af jordens humus føre til begrænsninger i udbytterne.

Problemet er ikke tørke, men faldende jordkvalitet

Jeg var for nylig til en konference, hvor en hollandsk professor fremførte, at størstedelen af de klima-effekter, vi ser på landbrugsudbytterne i Afrika, kunne tilskrives faldende jordkvalitet.

Problemet er ikke, at der er kommet en tør periode på 14 dage midt i vækstsæsonen. Men hvor jorden tidligere kunne lagre vand til 21 dages tørke, kunne den nu kun holde vand til 12 dage (på grund af faldende humusindhold og vandholdende evne). Systemerne bliver dermed meget mere følsomme over for udsving i klimaet.

Der er derfor god grund til at arbejde hen imod systemer, hvor bønderne gives et ekstra incitament til at opbygge jordens kulstofpuljer: Det gavner både globalt og lokalt. Alternativet er, at biomasse fjernes fra systemerne, fordi det kan erstatte stadigt dyrere brændsler; Hvilket skader både lokalt og globalt.