Trädgård

En påminnelse om livet i rotzonen
Ett vetenskapligt sammandrag enligt Ingham m.fl. i
"The Soil Foodwebb: Its Importance in Ecosystem Health"

Bakterier och svamp i näringskedjan under jord
Odlad mark bör hålla ungefär 50:50 svamp och bakterier. Svamp överväger proportionellt mot bakterier i skogsmark. I skogen kan svamp finnas 1:10-1:100..
Den biologiska riktlinjen som avser antal bakterier generellt, är per gram jord i odlad mark, 1 miljon-100 miljoner.
För skog ligger det på 10-1000 miljoner. Där bakterienärvaron ligger under 1 miljon/gram jord uppvisar växtligheten allvarlig kvävebrist.
Extremt dåliga värden kan förekomma på utarmade jordar med bara 100.000/bakterier/gram jord

Art och individmångfald mikroorganismer är nyckelfaktorer för markernas ämnesomsättning. Utarmning innebär läckage av näringsämnen till yt och grundvatten och ökad errosion.
Näringskedjan i markernas rotzon är fortfarande inte fullständigt känd. Vi vet emellertid att mikrolivet i jordarna är direkt förbundna vid livskraft och hälsa.
Det gäller inte bara för växter och djur utan också för människan som fortfarande råkar vara en del av ekosystemet.
I vårt perspektiv ser vi främst bakterierna som kväveleverantörer till växtligheten och motorn i hela kretsloppets ämnesomsättning.

Det är inte hela sanningen. De faktiska förhållandena visar också att protozoa, urdjuren som äter bakterier frigör mycket kväve till växterna.
Bakterier återvinner organiskt material och tillför kväve, fosfor och svavel mm. Kolet integreras med den egna biomassan till 40% och 60% förloras som koldioxid till atmosfären. Bakteriernas restprodukter blir organiskt material i marken. Det är lite mera svårsmält än det ursprungliga växtmaterialet men kommer till nytta för ett stort antal andra organismer. Svamp exempelvis, omvandlar en stor del av bakteriernas restprodukter till sin biomassa.
Precis som det finns gentemot växtligheten opportuna och patogena bakterier gäller det också för svamp. Det gäller att ha uppsikt över vilka som gynnas.

Nästa grupp utgörs av protozoa, mycket rörliga encelliga urdjur som äter bakterier och varandra. Protozoa behöver 5-10 ggr mindre kväve än bakterier och när dessa omsätter bakterier i sin ämnesomsättning frigörs kväve till växtligheten. Så mycket som 40-80% av kvävet i växtligheten kommer från protozoas predation av bakterier. Protozoa håller i markerna 100-100 000 arter.

Efter protozoa kommer nästa grupp i näringskedjan som utgörs av nematoder. Gynnsamma nematoder äter svamp och bakteria. Vi känner till 500 positiva arter bland dem, men därutöver finns många som är pest för växtligheten genom att de också äter växtrötter. De behöver ännu mindre kväve än protozoa och frigör därför kväve till växtligheten i förtäringen av svamp och bakterier. Opportuna och patogena nematoder kan omsättas av insekter och i viss mån av svamp. De fångas i täta mycelfällor och påverkas eventuellt också negativt av vissa mikrobiociner, antibiotika producerat av jordbakterier.
SKADLIGA NEMATODER är en pest i odlingarna och ibland går det inte att få bort dem utan bekämpningsmedel. I de fallen är det viktigt att återinympa positiva mikroorganismer i marken efter behandlingen.
Undersökningar har visat att 70-80% av skogskvävet kommer från nematoders ämnesomsättning och i odlade grödor är motsvarande 30-50% av kvävet nematodrelaterat.
Den sista gruppen i det här perspektivet utgörs av maskar och små insekter. De kan höja ämnesomsättningen 2-100 ggr genom jordförbättring och att tugga ner grövre organiskt material som sedan lättare kan brytas ner av bakteria. Insekter lever dessutom i symbios med bakteria som också utgör en integrerad förutsättning för deras ämnesomsättning. Insekter frigör också en hel del kväve till växtligheten genom att de äter mikroorganismer. I en del fall lever insekter på för växtligheten sjukdomsframkallande pestorganismer.

Åter igen lever en del insekter just på växtligheten. Komplexa feed och feed back system mellan arterna är regel och det gäller att utveckla kunskaperna om vilka som behöver gynnas och hur det skall gå till.
Miljöförändringar vare sig genom naturliga eller mänskliga ingrepp får stora återverkningar på mikrokosmos. Balanserna förskjuts hela tiden åt olika håll. Det finns vissa cykliska förlopp som kan mätas och indikera systemets trend och livskraft. Indikatorer som kan vägleda positiva åtgärder och hjälpa systemet att hålla ämnesomsättningen inom gynnsamma ramar.

Sammanfattning och Slutsatser
Näringskedjan i jorden börjar med bakterier och svamp. De differentieras uppåt med urdjur och nematoder och högst upp verkar insektslivet. Varje led är avgörande för hela ämnesomsättningen och en förutsättning för biologisk stabilitet, hushållning med energi och näringsämnen i en mikroorganisk levande mångfald. Varje art i näringskedjan har en avgörande betydelse för växtlighetens livskraft och hälsa. Arterna betingar varandras utveckling och biomassans proportioner och fördelning mellan arterna.

Generellt gäller att ju rikare mikroliv i markerna ju högre avkastning av grödor och skog. Mikrolivet i markerna är den grundläggande förutsättningen för växternas ämnesomsättning. Konstgödsel och bekämpningsmedel har bortom alla tvivel en negativ effekt på markernas mikroliv. Detta har bekräftats genom mycket omfattande inventeringar och är vetenskapliga fakta. När mikrolivet i markerna utarmas ökar näringsämnenas läckage i yt och grundvatten, vilket betyder miljöproblem i ekosystemet. Ympningsstrategier ligger nära till hands vad gäller bakterier, svamp och nematoder. Protozoa, urdjuren, kan visserligen ha en stor betydelse för kvävetillgången men varierar väldigt mycket mellan olika marker och är därmed mindre lämplig som generell indikatorart.

Näringstillgångarna i markerna är helt och hållet relaterat till biomassan. När biomassan minskar uppstår läckage och näringsbrist. Konstgödsling och bekämpningsmedel har en kortsiktigt gynnsam effekt på växtutveckling men samtidigt en negativ effekt på biomassan i markerna. När biomassan minskar genom olika störningar gynnas i första steget de opportuna och patogena arterna mikroorganismer. Växtligheten blir mera utsatt för skadeangrepp.

Ytterligare bekämpningsmedel och konstgödning medför en negativ spiral mot såväl ekonomisk som biologisk utarmning.
Vad gäller konstgödsling av skogsmark så är det bortkastade pengar. Några år av ökad biomassa följs av många års minskning av biomassa genom den långsiktiga effekten på mikrolivet i skogsmarken. Mätt i skogens hela omloppstid är det ett kontraproduktivt och meningslöst projekt.

EM-Teknologin, utvecklad vid lantbruksuniversitetet Ryukyus, Okinawa, Japan, av prof. Teruo Higa, innebär en ympning av vissa positiva indikatorarter bakteria och svamp och har en dokumenterad gynnsam effekt på den biologiska mångfalden av liv i marken.
Därmed gynnas utvecklingen av biomassa såväl under jord som över jord genom rikare växtlighet.
Den säkraste strategin för kretsloppskontroll, "soil management", bör vara att gynna positivt symbiotiska svampar och bakterier, eftersom de utgör basen i hela näringskedjan för växter, insekter och djur.

Kai Vogt Westling, Greenfoot HB

Inghams referenser
Allen, M.F. and E.B Allen. 1992. Mycorrhizae and plant community development: Mechanisms and patterns. pp. 455-480. IN Carroll, G.and D.T. Wicklow (eds). The Fungal Community: Its Organization and Role in the Ecosystem. Marcel DeRker, New York.
Allen, M.F. 1992. Mycorrhizal Functioning.New York Chapman and Hall, Inc.
Bongers, T. 1988. De nematoden van nederland. Pirola Schoorl. Natuurhist. Biblioth. KNNV nr. 46. Wageningen Agricultural University, The Netherlands.
Bongers, T. 1990. The maturity index: An ecological measure of environmental disturbance based on nematode species composition. Oecologia 83: 14-19.
Coleman, D.C., E.P.Odum, and D.A. Crossley, Jr. 1992. Soil biology, soil ecology and global change. Biol. Fert. Soils 14:104-111.
Coleman, D.C., 1985. Through a ped darkly: An ecological assessment of root-soil-microbial-fauna! interactions. In: A. H. Fitter, D. Atkinson, D.J. Read, and M.B. Usher (Editors), Ecological Interactions in Soil. Blackwell Scientific Publications, Cambridge, U.K. pp. 1-21.
Colinas et al, 1993
De Goede, R.G.M., S.S. Georgieva, B.C. Verschoor and J. Kamerman. 1993. Changes in nematode community structure in a primary succession of blown-out areas in a drift sand landscape. Fundamental and Applied Nematology 16: 501-513.
Dindal, D. 1990. Soil Biology Guide. John Wiley and Sons. 1349 pp.
Ettema, C.H. and T. Bongers. 1993. Characterization of nematode colonization and succession in disturbed soil using the maturity index. Biology and Fertility of Soils 16: 79-85.
Foissner, W. 1986. Soil protozoa: fundamental problems, ecological significance, adaptations, indicators of environmental quality, guide to the literature. Prog. Protist. 2:69-212.
Hendrix, P.F., R.W. Parmelee, D.A. Crossley, Jr., D.C. Coleman, E.P. Odum, and P.M. Groffman. 1986. Detritus foodwebs in conventional and no-tillage agroecosystems. Bioscience 36:374-380.
Ingham, E.R. and D.C. Coleman. 1984. Effects of streptomycin, cycloheximide, fungizone, captan, carbofuran, cygon, and PCNB on soil microbe populations and nutrient cycling. Microbial Ecol 10:345-358.
Ingham E.R. and Horton K.A. 1987.Bacterial, fungal and protozoan responses to chloroform fumigation in stored prairie soil. Soil Biology & Biochemistry 19:545-550.
Ingham, E.R., J.A. Trofymow, R.N. Ames, H.W. Hunt, C.R. Morley, J.C. Moore, and D.C. Coleman. 1986a. Trophic interactions and nitrogen cycling in a semiarid grassland soil. Part I. Seasonal dynamics of the soil foodweb. J. Appl. Ecol. 23:608-615.
Ingham, E.R., J.A. Trofymow, R.N. Ames, H.W. Hunt, C.R. Morley, J.C. Moore, and D.C. Coleman. 1986b. Trophic interactions and nitrogen cycling in a semiarid grassland soil. Part II. System responses to removal of different groups of soil microbes or fauna. J. Appl. Ecol. 23:615-630.
Ingham, E.R., D.C. Coleman, and J.C. Moore. 1989. An analysis of food-web structure and function in a shortgrass prairie, a mountain meadow, and a lodgepole pine forest. Biol. Fert. Soils 8:29-37.
Ingham, E.R. W.G. Thies, D.L. Luoma, A.R. Moldenke and M.A. Castellano. 1991. Bioresponse of non-target organisms resulting from the use of chloropicrin to control laminated root rot in a Northwest conifer forest: Part 2. Evaluation of bioresponses. pp. 85-90. IN USEPA Conference Proceedings. Pesticides in Natural Systems: Can Their Effects Be Monitored? USEPA Region 10, Seattle, WA.
Ingham, E.R. and W. Thies. 1995. Soil foodweb responses following disturbance: Effects of clearcutting and application of chloropicrin to Douglas-fir stumps. Applied Soil Ecology. in press.
Ingham, R.E., J.A. Trofymow, E.R. Ingham, and D.C. Coleman. 1985. Interactions of bacteria, fungi, and their nematode grazers: Effects on nutrient cycling and plant growth. Ecol. Monogr. 55:119-140.
Ingham, R.E. 1992. Interactions between invertebrates and fungi: Effects on nutrient availability. pp. 669-690. In G.C. Carroll and D.T. Wicklow (Eds). The Fungal Community: Its Organization and Role in the Ecosystem, Second Edition, Marcel Dekker, New York.
Kilham, K. 1994. Soil Ecology. Cambridge University Press, Combridge, UK.
Kuikman, P.J., Van Elsas, J.D., A.G. Jassen, S.L.G.E. Burgers and J.A. Van Veen. 1990. Population dynamics and activity of bacteria and protozoa in relation to their spatial distribution in soil. Soil Biol. Biochem. 22:1063-1073.
Klopatek, et al. 1993
Lal, B. and J.P. Stewart. 1992. Soil Restoration. Spri~nger-Verlag, New York, N.Y. 349 pp.
Moore, J.C., H.W. Hunt and E.T. Elliott. 1991. Ecosystem properties,soil organisms and herbivores. p. 105-140. IN P. Barbosa, V.A. Krischik, and C.G. Jones. 1991. Microbial Mediation of PlantHerbivore Interactions. John Wiley & Sons, Inc. New York, NY
Nannipieri, P., S. Grego, and B. Ceccanti. 1990. Ecological significance of the biological activity in soil. Soil Biochemistry 6:293-355.
Nicholas, W.L. 1975. The biology of free-living nematodes. Clardon Press, Oxford.
Paul, E.A and Clark F.E. 1990. Soil Microbiology and Biochemistry. Academic Press, Inc. San Diego, CA. 273 pp.
Perry, D.A., M.P. Amaranthus, J.G. Borchers, S.L. Borchers and R.E. Brainerd. 1989. Bootstrapping in ecosystems, BioScience 39:230-237.
Yeates, G.W., S.S. Bamforth, D.J. Ross, K.R. Tate and G.P. Sparling. 1991. Recolonization of methyl bromide sterilized soils under four different field conditions. Biology and Fertility of Soils 11: 181189.
Yeates, G.W., T. Bongers, R.G.M. De Goede, D.W. Freckman and S.S. Georgieva. 1993. Feeding habits in nematode families and genera - an outline for soil ecologists. Jr. of Nematology 25: 315-331.
Woods, L.E., C.V. Cole, E.T. Elliott, R.V. Anderson and D.C. Colemar 1982. Nitrogen transformations in soil as affected by bacterialmicrofaunal interactions. Soil Biol. Biochem. 14:93-98.

EM i vetenskapliga jämnförelseodlingar
Nature Farming Research Center Japan
Grönsaker från biologisk organisk odling med EM har högre näringsvärde jämförd med grönsaker från konventionell odling. Medarbetare av International Nature Farming Research Center har genomfört olika försök som visar detta.

Undersökningar på japansk senapsspenat och rapsgrönsaker (bladgrönsaker)
Grönsakerna odlades i växthus, en del med EM-Bokashi, en annan del med konstgödsel. I den tidiga växtfasen växte de kemiskt gödslade grönsakerna snabbare.
Men sen fick bladen som växte på EM gödslade plantor kraftigare färg och utvecklades bättre än de kemiskt gödslade. Analyser visar även att EM plantorna innehåller mera socker och vitamin C än de andra. Dessutom fanns det mindre oönskade nitrater i EM grönsaker. En ökad socker och vitamin C halt betyder, att grönsakerna innehåller mera näringsämnen, är hälsosammare och smakar bättre.
En höjd nitratkoncentration betyder att det finns högre risk för bildning av cancerogena substanser efter förtäring. Om bladen skördas regelbundet, bildar EM gödslade plantor nya blad inom ca en vecka.
Detta har att göra med att EM grönsaker har större rotsystem och rötterna har större tillgång till näringsämnen. Ur detta följer att blad grönsaker som har odlads med EM kan skördas oftare och på så sätt ge högre avkastning än konventionell odlade grönsaker.

Undersökningar om avkastning
Nature farming org. företräder sen 1935 ett produktionssystem som inte stör de naturliga ekosystemen och har som mål en produktion av hälsosamma livsmedel utan kemikalier. Sen 1983 har rörelsen experimenterat med EM och erfarit en delvis dramatiskt ökad avkastning!
Avkastning i kg/ha

Avkastning i kg/ha

Frukt	Trad. Nature Farming	Konventionellt odling	Nature Farming med EM
Jordnötter	500	2.000	3.500
Morötter	10.000	25.000	28.000

Efter detta inledande försök gjordes många fler. Som mest deltog 1030 bönder i mer än fem års försöksverksamhet. 120 olika frukter, grönsaker och sädesslag provodlades med och utan EM. Sammanfattningsvis dras följande slutsatser:

• Hög produktivitet: sjukdomar och insektsangrepp i jord och grödor minskade. En ökning av kvävefixerande bakterier och mykhorrizasvamp har konstaterats.
• Mindre arbete: i många fall visade sig tidskraven för ogräsbekämpning vara lika med noll. Detta hade man tidigare trott nära omöjligt. Mycket mindre arbetstid behövdes också för åkerbruk och i fruktodling. Detta var möjligt genom att markernas struktur hade förbättrats. Med EM hade den luckrats upp betydligt och var därför mer lättbearbetad.
• Sänkt energiförbrukning: denna effekt är självklar. Om man undviker konstgödsel och kemiska bekämpningsmedel, används det ingen fossil energi för att producera dessa produkter.
• Höjd säkerhet: Även denna punkt är självklar. Om inga kemiska medel används är säkerheten med metoden så väl som i grödorna garanterad.
• Avsättningen: kvalitetsförbättringar på skördarna bör motivera ett bättre pris. EM förbättrar även förutsättningarna för biologisk odling genom att hjälpa till med lösningar på många problem som den biologisk organiska odlingen dras med.