Teaming with microbes del 1

Att mikrolivet i jorden är viktigt har jag varit medveten om så länge jag hållit på med permakultur, men sedan ett tag tillbaka så har jag anat att det som händer under ytan är mycket viktigare för mitt odlingsresultat än vad jag anat.

Sedan vi flyttade ut på landet så har tiden för att ta reda på och läsa in sig på saker blivit mycket mindre. I mitt tidigare liv hade aningar som detta fått mig att helt enkelt läsa in mig på frågan. Nu har aningarna fått ligga i bakhuvudet ett bra tag utan att jag har tagit tag i dem. Efter odlardagarna bestämde jag mig för att det var dags och valde därför att läsa boken Teaming with microbes som är skriven av Jeff Lowenfels och Wayne Lewis och som har undertiteln; The organic gardener´s guide to the soil food web.

Begreppet soil food web har jag stött på tidigare. Det avser det komplexa levande system av bakterier, svampar, protozoer, nematoder och andra djur och växter som bildar ett system för ömsesidiga utbyten under markytan. Söker man på begreppet så stöter man på namnet Dr. Elaine Ingham som är en amerikansk mikrobiolog och som verkar vara mer eller mindre guru för många. Hon har också skrivit förordet till boken. Det vilar nästan en lite religiös stämning när hennes lärljungar pratar om henne och sådant gör mig alltid lite skeptisk. Det gör det också svårare att utröna vad som är sant och vad som inte är sant. Mycket av forskningen på det här området är också relativt ny så mycket kommer säkert att utvecklas under de närmsta åren.

Boken är indelad i två delar. Del ett går igenom grundforskning om jorden och dess invånare. Del två beskriver hur du i din odling kan använda dig av kunskaperna du fått i del ett. Boken avslutas med ett appendix med regler: 19 soil food web gardening rules. Dessa går att hitta på nätet.

Enligt författarna skiljer sig boken från andra om jord genom det starka fokuset på biologi och mikrobiologi och relationerna mellan jorden, organismerna i jorden och deras betydelse för växterna. De påtalar att de inte överger de kemiska och fysiska aspekterna på jord, som ph, katjonutbyte, porositet, struktur och annat. Dessa aspekter tas med men utifrån premissen att det utgör scenen på vilken biologin spelar sina roller.

Enligt författarna så kommer läsningen av boken inte bara göra mig till en bättre odlare utan jag kommer dessutom att bli en bättre planetskötare.

För att ta till mig bokens innehåll bättre och för att försöka komma ihåg vad jag läst så kommer jag att försöka sammanfatta och reflektera över bokens innehåll i ett antal inlägg.

En tesked bra matjord innehåller över en miljard bakterier, mängder av svamphyfer, flera tusen protozoer och någral dussin nematoder. Om det är en välmående jord kan det finnas mellan 20 000 och 30 000 olika sorter av bakterier i teskeden. Mångfalden är viktig för att jorden ska må bra.

Allt levande behöver energi för att leva och energin kommer ifrån kol som växterna binder med hjälp av solens energi. Växter använder solens energi för att genom fotosyntesen omvandla oorganiska föreningar till energirika, organiska föreningar. Koldioxid, vatten och mineraler blir på detta sätt till växtmaterial. Växten använder inte allt till att bygga upp sig själv utan mycket syror, sockerarter och enzymer levereras också till livet under jord. Det gör växterna genom att utsöndra kolhydrater och proteiner, så kallade exudater, genom sina rötter.

Växten påverkar miljön i rotzonen (Rhizosfären) genom utsöndring av rotexudat och avlagring av döda rotceller. Exudaterna drar till sig bakterier och svampar som lever i rhizosfären som omger växternas rötter. Det är inte bara bakterier och svampar som dras till rhizosfären utan även nematoder, protozoer och daggmaskar som vill ta del av rotexudatens innehåll genom att äta bakterier och svampar.

När vi började anlägga odlingsbäddar på Östäng så hittade vi inga daggmaskar men om vi nu drar upp en grönsak eller ogräs så hittar vi mycket daggmask just runt rötterna. Jag har alltid undrat vad det beror på eftersom jag vet att daggmaskar är mina vänner som inte äter på mina grönsaksrötter. Nu fick jag svaret på den funderingen redan på sidan 21.

Alla dessa organismer i jorden får sin energi från och lever av antingen växternas rotexudat eller genom att äta varandra. Väven av ”vem-äter-vem” är det som forskarna kallar för the soil food web.

Längst ner på näringskedjan finns bakterier och svampar som lever av växternas rotexudat. De äts i sin tur av nematoder (rundmaskar) och protozoer (urdjur) som vill åt kol för att växa. Överskottet utsöndras i jorden och innehåller näring som blir lättillgängligt för växterna. Nematoderna och protozoerna äts av olika leddjur som sedan äter varandra men blir också uppätna av större djur.

Alla dessa varelser rör sig omkring och påverkar jorden. Bakterierna är för små så de behöver kleta sig fast för att inte bli bortspolade så därför utsöndrar de ett slem som klumpar ihop bakterierna med jordpartiklar. Svamphyferna binder också ihop jordpartikar så att aggregat bildas.

När bakterierna och svamparna befinner sig i rhizosfären frigör de näringsämnen i former som är tillgängliga för växterna. Näringsämnen finns alltså i jorden i de levande organismerna och frigörs när de behövs.

Maskar drar ner organiskt material i jorden. Larver, skalbaggar och andra insekter sönderdelar materialet som blir tillgängligt för mikroorganismerna i jorden.

Det finns både goda och onda mikroorganismer, sett ur odlarens perspektiv, och om det finns ett rikt mikroliv med stort mångfald så har de onda inte lika stor chans att ställa till skada.

På bilden syns hur en rotätande nematod fångats och stoppats av köttätande svamphyfer som utvecklat metoder för att äta upp nematoder. Bilden finns i boken men går också att hitta på en wiki om mikroliv. Bilden är tagen med ett elektronmikroskop.

Svamphyferna bildar ett nät runt växtens rötter och bakterierna sätter sig som ett tunt skikt som det blir en rent fysisk barriär som skyddar växterna mot skadliga svampar och bakterier. Med ett riktigt välmående jordliv kommer därför problemen med svamp-, bakterie- och andra angrepp att minska och behovet av bekämpningsmedel likaså. Svampar och bakterier kan även producera vitaminer och antibiotika som penicillin och streptomycin (användes tidigare mot tuberkulos).

Speciella jordsvampar som kallas mykorrhiza-svampar etablerar en symbiotisk relation med rötter som gör att de kan transportera näring i utbyte mot rotexudater. Mykorrhiza är komplexet mellan en svamps trådar och en växt rötter. Genom mykorrhizan kan svampar och andra växter byta saker med varandra. Svampen kan till exempel leverera vatten och närsalter och få organiska föreningar tillbaka av växten. Svampen kan också leverera antibiotika så växten kan försvara sig mot parasitangrepp.  De flesta grönsakerna bildar mykorrhiza men inte betor och kål vilket man bör ta hänsyn till som odlare. Vill man gynna mykorrhizan bör man inte odla växter som inte har mykorrhiza flera år i rad.

Bakterier och svampar finns inte bara på växternas rötter utan även på bladen och kan även där bilda ett lager som hindrar angrepp. Har du ett välmående mikroliv runt dina växter kan du alltså minska eller slippa angrepp av bladmögel men även minska angrepp av insekter.

Biomassan av svampar och bakterier bestämmer mängden kväve som är lätt tillgänglig för växtanvändning, men även förhållandet mellan antalet bakterier och svampar har betydelse. En jord där det växer äldre träd har mycket svampar och kan ha ett förhållande som ligger på 1:10 medan en åkermark som plöjs årligen har ett förhållande på 1:1. Perenner, träd och buskar trivs bäst i jordar där svampar dominerar medan annueller, gräs och grönsaker trivs bäst i bakteriedominerade jordar.

När kväve släpps ut i jordar som domineras av bakterier sker det i form av ammonium (NH4) som omvandlats till nitrat (NO3) men om jorden domineras av svampar sker inte den omvandlingen i samma utsträckning. Nitratdominerade jordar är bra för ogräs. När vi tillför kväve i form av konstgödsel så sker det alltid i form av nitrat vilket växter som trivs i svampdominerande jordar har svårt att tillgodogöra sig. Den konventionella synen är att det inte spelar någon roll i vilken form som kvävet tillförs men den här forskningen visar att det har betydelse.

När vi konstgödslar och använder kemiska bekämpningsmedel stör vi samarbetet mellan mikroberna. Får de tillgång till lättillgänglig näring slutar de att samarbeta och den komplexa näringsväv som finns i en hälsosam jord förstörs. Jordbearbetning med plog, jordfräs, harv m.m. stör också mikrolivet och tar död på svamphyfer och maskar. Ökat mikroliv ger ökad mullhalt och stört mikroliv sänker mullhalten.

Jag har tidigare trott att mullhalten ökades mest med hjälp av att vi tillförde skörderester och gräsklipp t.ex. men mycket mullhalt bildas i the soil food webb när växande grödor med växande rötter täcker jorden. Dött växtmaterial är visserligen också bra eftersom det är mat för maskar och andra smådjur men det är inte det som är grejen. Växande levande rötter skickar nämligen ut rotexudat i olika mängd beroende på var i sin livscykel den befinner sig. Det gör de för att föda mikrolivet så att svampar och bakterier kan jobba för växtens bästa. Mikrolivet mår bra av diversifierad kost så ju fler grödor vi kan ha i våra bäddar desto bättre. Levande rötter släpper ut exudat hela tiden men eftersom det varierar med växtens livscykel så är det bra ju fler olika arter vi har på ett skifte. Detta är alltså ännu ett skäl till att börja med gröngödselblandningar och subgrödor.

Vill du lyssna på forskaren som ligger bakom författarnas tankar i boken, Elaine Ingham så finns hon som gäst hos The joe gardener Show .

Enligt Ingham (om jag förstår det hela rätt) så behöver vi egentligen inte tillföra någon näring till jorden om vi har en riktigt bra levande jord. Växterna kommer i en sådan jord att kunna styra bakterier och svampar så att de med hjälp av speciella enzymer kan utvinna all den näring växten behöver ur mineraldelen i jorden och ur det organiska materialet. (Det verkar som om det är just på detta område som hon får mest kritik av de som mer studerar de kemiska processerna i jorden. )

Bakterier och svampar utvinner näring och mineraler. De äts upp av protozoer, och nematoder som inte behöver all näring de får i sig utan bajsar ut en del som då blir lättillgänglig för växterna att ta upp. Bakterierna och svamparna finns nära växtens rötter för att få tillgång till rotexudat och de som äter dessa dras till området kring rötterna för att komma åt bakterier och svampar och i denna process frigörs näringen i svampar och bakterier precis vid växtens rötter.

När vi istället tillför näring i lättlöslig konstgödselform till växterna så avstannar arbetet i jorden och bakterier och svampar blir färre. Använder vi dessutom kemiska bekämpningsmedel så kommer jorden att förvandlas till död ”dirt” istället för levande ”soil”. Då har odlaren inte längre något alternativ än att köpa konstgödsel längre eftersom det inte finns något mikroliv som kan utföra utvinningsjobben i jorden.

De goda bakterierna och svamparna behöver syre för att leva och utföra sitt jobb. De är aeroba. Det finns även anaeroba bakterier som inte behöver syre. Många anaeoroba bakterierna är ”onda” och något som vi inte vill ha. Syrefattiga bottnar i sjöar är ett exempel på en miljö där de anaeroba bakterierna tagit över. När vi plöjer våra jordar så får vi en så kallad plogsula en bit ner där jorden. Den är så hårt packad så växternas rötter har svårt att ta sig igenom. Där blir det en syrefattig miljö och där trivs inte de bakterier och svampar som samarbetar med växterna. Plöjningen av jorden slår dessutom sönder svamparnas trådar så att mycket av svamp-populationen försvinner.

Det finns en hel del mjölksyrebakterier som är anaeroba som vi använder oss av när vi bokashikomposterar (eller bokashisyrar som det kanske borde heta) och de tillhör den snälla delen av de anaeroba och är bra för jorden och för växterna.

Det finns mycket mer intressant i den här boken men nu känner jag att blogginlägget börjar bli lite väl långt så vi får återkomma i nästa inlägg. Spännande ny värld är det dock där nere under jorden.

OBSERVERA ATT DETTA ÄR MIN BILD AV VAD BOKEN FÖRMEDLAR OM JORD JUST NU. DET ÄR MYCKET MÖJLIGT ATT JAG HAR MISSFÖRSTÅTT NÅGOT. DET HANDLAR JU OM ETT GANSKA KOMPLICERAT SYSTEM PÅ ETT OMRÅDE SOM ÄR NYTT FÖR MIG.