PERSPEKTIV
”Kan bakterier i ’rustning’ bli alternativ till konstgödsel?”
Vid teknikuniversitetet MIT i USA utvecklar forskare ”rusningar” för känsliga bakterier som bidrar med växtkraft i odlingar.
Andreas Gruvhammar, Katleho Seisa/Istock
PERSPEKTIV. Det är inte konstigt att en av de största vetenskapliga trenderna inom jordbruk just nu handlar om att undersöka myllret under ytan, skriver Torill Kornfeldt.
Det här är en kommenterande text. Skribenten står för analys och eventuella åsikter.
Kan bakterier i ”rustning” ersätta konstgödsel? Av jord är vi komna, och till jord skall vi åter bli. Med tanke på ordens klang är det inte så konstigt att vi glömmer bort att jorden absolut kryllar av liv.
I en matsked frisk jord finns det fler levande organismer än det finns människor på planeten. Flercelliga djur som hoppstjärtar och nematoder, encelliga varelser som amöbor och hjuldjur, och så naturligtvis nästan oräkneliga svampar, bakterier och virus. Vad som ser ut som ett helt vanligt spadtag kan vara artrikare än regnskogarna i Amazonas.
Från detta myller reser sig växterna mot himlen, skapar socker av solljus och skickar ned energin i rottrådarna. Växterna, levande och döda, är basen för de långa och komplicerade näringskedjorna. Men de är i sin tur beroende av livet i myllan. Djur gräver gångar som leder ned luft och vatten, och mikroorganismerna bryter ned dött material så att mineraler och andra ämnen kan tas upp på nytt av rötterna.
Här finns de största begränsningarna för växterna, framför allt för de plantor som vi människor envisas med att odla i raka led. Mineralerna, framför allt kväve, men också fosfor, kalium och andra ämnen, räcker inte till för att växterna ska sträcka på sig maximalt.
Det är ironiskt, egentligen. Luften består ju av 78 procent kväve, det vore ju enkelt att bara suga i sig den. Men precis som vi människor inte kan svälja en spik för att få i oss järn, så måste kvävet finnas i en kemisk struktur som växterna kan ta till sig.
En av de största vetenskapliga trenderna inom jordbruk just nu handlar om att undersöka myllret under ytan. Att se om växternas motsvarigheter till kimchi, yoghurt och surkål kan både ersätta en del av konstgödseln och väcka jorden till liv igen.
Men här kommer bakterierna in. Det finns många bakterier som utvecklat förmågan att fånga in kväve från luften och göra om det till något biologiskt användbart. En del lever i väldigt nära samarbete med växter, som i rotknölarna hos ärt-växter. Andra trivs runt växternas rotsystem där de suger i sig socker samtidigt som växterna drar nytta av kvävet.
Det samma gäller för många av de andra ämnena som växterna behöver. Det finns ofta tillräckligt med fosfor och andra mineraler i jorden. Men även här krävs det rätt bakterier för att bryta ned och forma om kemin så att växterna kan ha nytta av dem. Precis som vi är beroende av livet i våra tarmar är växterna beroende av ekosystemen runt rötterna. Utan rätt arter får växterna gå hungriga.
Historiskt har vi människor hittat andra vägar för att lösa näringsbristen. Vi har skyfflat komockor från ladugårdar, skeppat närmast fossiliserat fågelbajs från avlägsna öar och sedan början på 1900-talet lagt mängder av energi på att skapa lättsmält växtnäring i labb. Kväve som binds med hjälp av fossil gas och fosfor från gruvor är huvudkomponenterna. Under förra århundradet var konstgödseln avgörande för att mota undan den globala hungern.
I dag är nästan hälften av världens befolkning beroende av konstgödsel. Men precis som många andra av 1900-talets tekniska genombrott är det ett tveeggat svärd. Produktionen av kväverik ammoniak står i dag för mellan 1 och 2 procent av hela planetens energianvändning, och svarar för 3 procent av utsläppen av växthusgaser. Den verkliga förloraren är själva jorden. Mark som kontinuerligt konstgödslas, konstbevattnas, plöjs och odlas med samma grödor kommer att degraderas. En stor del av livet försvinner, jorden blir sämre på att hålla vatten, mineraler lakas ut och det blir sämre skördar på sikt.
Därför är det kanske inte så konstigt att en av de största vetenskapliga trenderna inom jordbruk just nu handlar om att undersöka myllret under ytan. Att se om växternas motsvarigheter till kimchi, yoghurt och surkål kan både ersätta en del av konstgödseln och väcka jorden till liv igen.
Problemet är bara att bakterier inte alltid är så tuffa och tåliga. Många av de arter som helst samarbetar med växternas rötter är extra känsliga. En del går inte ens att odla i labb. Andra går visserligen att odla upp i stor volym, men kräver konstant temperatur och fuktighet om de ska klara av att transporteras.
Men kanske kan vi klä dem i rustning. Forskare vid MIT har lyckats skapa tunna höljen som skyddar bakterierna, men som ger dem möjlighet att växa och dela sig när förutsättningarna är bra. Rustningarna består av stora biologiska molekyler, polyfenoler, som bland annat finns i grönt te. De kombineras med metaller, som zink eller mangan, till flexibla nät som lägger sig runt bakterierna. Forskarna visade att flera olika växter, från majs till dill och bok choi, växte mycket bättre när de fick ett tillskott av bakterier, och att bakterierna överlevde både upphettning och växlande fuktigheter.
Bakterien som de undersökte binder kväve från luften. Men det pågår intensiv forskning om mikroorganismer som kan frigöra andra ämnen, och som kan skydda växter mot olika sjukdomsangrepp. Att mata våra åkrar med växternas motsvarighet till Proviva kommer inte att vara lika enkelt och billigt som att strössla med konstgödsel, precis som det inte alltid är kul att byta ut chips mot surkål. Men vi borde nog ge minst lika mycket kärlek till stället som maten kommer ifrån, som där den slutar.
Torill Kornfeldt är vetenskapsjournalist och författare och medverkar regelbundet i Ny Teknik.
