Havre tar opp fosfor mest effektivt

Fosfor er et kritisk element for at planter skal vokse. Den hjelper plantene til å omdanne andre næringsstoffer til nyttbare byggesteiner, og er ett av de tre viktigste næringsstoffene som oftest finnes i plantegjødsel.

Verdens fosforreserver er imidlertid i ferd med å tømmes i et urovekkende tempo. Det er forventet at etterspørselen vil fortsette å stige ettersom vi trenger å produsere mer mat for å fø en voksende befolkning.

En ekstra utfordring er at mer enn 80 % av fosforet i jordsmonnet er utilgjengelig for plantene fordi de bare kan ta opp ortofosfat. Men forskning har vist at de fleste planter er i stand til å frigjøre noen forbindelser som kan gjøre utilgjengelige fosfor tilgjengelig. Doktorgradsstudent Yanliang Wang ved NIBIO (Norsk institutt for bioøkonomi) og NMBU undersøker hvordan enkelte planter er i stand til å frigjøre organiske anioner gjennom røttene. Dette øker tilgjengeligheten til fosfor og forbedrer dermed plantenes fosforopptak.

Wang har testet hvilke av de vanligste matplantene i Norge som frigir disse forbindelsene i jorda hvis det er mangel på tilgjengelig fosfor. Testene avdekket at havre er den sorten som kan skille ut mest organiske anioner og som best kan overleve med utilgjengelige fosfor. 

Havre overgår lupiner

- Dette betyr at det ville være gunstig for norske bønder å dyrke havre i områder med dårlig jord med lav fosfortilgjengelighet. Havre, som rangeres på sjetteplass i verdens statistikk for kornproduksjon og som inneholder forskjellige næringsstoffer som vitamin E og fiber, er både egnet til konsum og mye brukt i fôrvarer, sier Wang.

- Vi har visst at lupiner - spesielt hvite lupiner – er de plantene som har hatt de beste resultatene med å bruke rotutskilte organiske anioner for å takle fosformangel, men havre kom faktisk enda bedre ut, sier han.

Wang forklarer at plantene har utviklet denne kvalitet over tid for å være i stand til å overleve. Det som faktisk skjer er at de organiske anionene som blir skilt ut fra roten, bryter båndet mellom jordpartikler og fosfor og således gjøre det mulig for plantene å nyttiggjøre seg fosforet¨.

- Hvis det blir begrenset tilgang på fosfor i fremtiden, vet vi nå hvilke sorter som har kapasitet til å overleve med lav fosfortilgjengelighet. Dette er viktig for bærekraftig matproduksjon og matsikkerhet. Ikke alle planter har slik kapasitet. Noen er ikke i stand til å mobilisere utilgjengelig fosfor, så det er viktig å velge riktige planter.

Wangs doktorgradsstudie viser at raps og havre er eksempler på planter som har god effektivitet i fosforopptak, mens hvete og poteter ikke har det.

Utprøving på felt

Wang begynte å teste de valgte sortene i hydrofoniske kulturer, for deretter å flytte over til potteforsøk på jordbruksjord med lav i fosfortilgjengelighet. Til slutt utførte han forsøk på jordbruksland som hadde var gjødslet over lang tid.

- Vi flyttet forsøket fra drivhus til en mark som hadde vært uten fosforgjødsling i mer enn 50 år. Dette er det nærmeste vi kunne komme til de virkelige forholdene og et mer avansert forskningsstadium, påpeker Wang.

- De viktigste organiske anionene som blir utskilt fra planterøttene er sitrater og malater, som også er de mest effektive aktørene for å mobilisere fosfor, legger han til.

Doktorstipendiaten sier videre at det trengs flere feltstudier for å tegne et bredere bilde av bidraget fra rotuskilte organiske anioner for fosformobilisering og opptak i ulike jordtyper, ulike arter og vekststadier.

Nytt forskningsområde

- Selv om fosfor er begrenset i mange land, er dette foreløpig ikke tilfelle i Norge. Men i fremtiden kan fosformangel også bli viktig i forhold matproduksjon her, sier Jihong Liu Clarke, seniorforsker ved NIBIO, og en av Wangs veiledere.
 
- Forskning fra andre land kan være nyttig som referanser, men plantesortene trenger å bli testet i norsk jord. I utgangspunktet trenger vi å vite hva som fungerer i Norge, sier Clarke.

Ifølge henne er dette et nytt forskningsfelt i Norge:
- Dette er et nytt forskningsområde for Nibio og Norge – et område vi nå etablerer gjennom denne unge forskeren.

Clarke fremhever også fordelene ved å involvere en kinesisk vitenskapsmann i prosjektet.

Wang er doktorstipendiat fra Kina og har hatt et kort opphold på CAAS, en av NIBIOs partnere i det langvarige samarbeidet med Kina innenfor områder som landbruk, matsikkerhet, plantevern og ny teknologi som CRISPR på nematoder.

- Dette er flott for kapasitetsbygging og bidrar ytterligere til å styrke båndene i samarbeidet mellom NIBIO og Kina, understreker Clarke.

Wangs doktordisputas vil bli holdt i september 2017 og hans doktoravhandling vil da være tilgjengelig.