Fremtidens præcisionslandbrug sprøjter nanogødning på markerne
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Fremtidens præcisionslandbrug sprøjter nanogødning på markerne

En gennemsnitlig hektar dansk landbrugsjord indeholder 1,5 ton fosfor, der er bundet i jorden, og som afgrøderne aldrig kan optage. Nytænkning kan hindre yderligere spild, mener partnerne i et nyt forskningsprojekt. Illustration: Niels Elgaard Larsen / Wikimedia Commons

Når landmænd i dag skal kunstgøde markerne, kører de rundt på markerne med gødningsspredere, der strøer fosforgødningskorn ud på jorden. Desværre optager planterne kun 20-30 procent af fosforen.

Når fremtidens præcisionslandbrug derimod skal gøde kornmarken, måler landmanden først med et håndholdt device, om planterne reelt har brug for fosfor. Hvis afgrøderne mangler fosfor, henter man sprøjten hjemme i maskinhuset og kører ud og sprøjter fosfor direkte på afgrødernes blade i form af nanopartikler, så gødningen bliver optaget direkte.

»På den måde kan man i hvert fald teoretiske set reducere fosforforbruget helt enormt, ligesom gødningen kommer planterne meget mere til gavn,« siger Søren Husted, projektleder for et nyt nanogødningsprojekt og professor på Institut for Plante- og Miljøvidenskab på Københavns Universitet.

»Vi tror virkelig, at nanogødning og måling af fosfor kan være med til at ændre noget. For der er rundt regnet ikke sket noget i forhold til fosforanvendelsen i jordbruget de sidste 50 år, så der er brug for, at der bliver nytænkt,« siger professoren til Ingeniøren.

1,5 ton fosfor bundet pr. hektar jord

Problemet med fosfor i dag er, at den gennemsnitlige danske landbrugsjord i forvejen indeholder meget fosfor. Men det er fosfor, som planterne aldrig kommer til at kunne udnytte.

Læs også: Lækkede tal afslører: Landbrugspakken kan have forværret vandmiljøet

Jorden blev dannet ved istidsaflejringer for 10-12.000 år, og der er en masse frie calciumioner og magnesiumioner i jorden, som binder fosfat i en form, som planter ikke kan få fat i.

Desuden indeholder jorden mange mikrober, der er i fosforunderskud, og de går også ind og binder fosfor i nogle organiske former, så fosfor kommer ind i den mikrobielle biomasse og bliver lavet om til organisk fosfor. Men det kan kulturplanterne heller ikke optage, fordi planteroden ikke kan genkende fosfor i den form.

»Siden Anden Verdenskrig har man år efter år tilført et stort overskud af fosfat for at få planterne til at producere det maksimale. Og det gør, at vi har et enormt overskud på 1,5 ton pr. hektar i en gennemsnitlig dansk landsbrugsjord i de øverste 20-30 cm jordlag. Det er et stort problem rent miljømæssigt, og samtidig er fosfor en begrænset naturressource,« siger Søren Husted.

»Oveni koster et kilo fosfor rundt regnet 15 kroner, så det er mange penge, der er parkeret i økonomiske ressourcer. Og det er et enormt spild på flere måder, så det fik os til at overveje, hvordan vi kan løse det problem på en smart måde,« siger han.

Guldpartikler gav ideen

Inspirationen har forskerne fundet i nanoscience.

Læs også: Halvdelen af Danmarks landbrugsarealer dyrkes ud fra GPS-data

En dag læste Søren Husted en videnskabelig artikel, hvor forskere havde sprøjtet guldpartikler i størrelsen 10-20 nanometer på planters blade. Det viste sig, at nanopartiklerne blev optaget af bladene og tilmed transporteret helt ned i planternes rødder.

Guld er en model for nanopartikler, som er god i biologiske systemer, fordi de ikke kan metabolisere guld, så man ved, at det bliver i systemet.

»Da jeg så studierne, tænkte jeg, at det virkelig er spændende, for der er en masse grundvidenskab i det her, eftersom planter egentlig slet ikke kan håndtere partikler, men kun ioner. Så det var ny viden,« siger Søren Husted.

Laboratorieforsøg bekræfter teorien

Meget tyder på, at optagelsen foregår gennem endocytose, hvor partiklerne bliver optaget ved, at der bliver lavet nogle foldere i cellemembranen, som inkluderer partiklerne, så det kommer ind i cytoplasmaet.

Læs også: Dansk husdyrgødning bidrager til en stor del af svovlen i atmosfæren

»Så vi tænkte, at der ikke må være nogen grænse for, hvad vi kan smide i hovedet på planterne. Og så begyndte vi at lege med det i forhold til fosfor,« siger han.

De københavnske laboratorieforsøg har siden bekræftet, at man kan få planter til at optage fosfor både i ionisk form og i form af nanopartikler.

»Og så er vejen ligesom formet. Hvis vi kan tilføre fosfor til planterne i form af nanopartikler, der sprøjtes på bladene, kan vi fuldstændig bypasse jorden, så vi kan undgå, at fosfor bliver bundet i jorden. Så i stedet for at sprede gødningskorn med en gødningsspreder som i dag, vil man sprøjte gødningen på,« siger Søren Husted.

Præcis dosering i plantens voksevindue

Nanogødningen vil samtidig gøre doseringen af fosfor meget bedre, fordi man samtidig tager udgangspunkt i en anden teknologi, som Københavns Universitet også har været med til at udvikle; en fosfor-sensor, der på 10 sekunder fortæller, om planten mangler fosfor.

Læs også: Tag på tidsrejse gennem Danmarks natur: Naturlig natur er evig forandring

»Markforsøg i år har vist, at planten i virkelighed kun har brug for fosfor i et meget snævert vindue på 3-4 uger efter plantens etableringsfase, for det er kun i det tidsrum, at den er i stand til at udnytte fosfor til kernesætning. Så gødning skal nøje tilpasses plantens fysiologiske udvikling, og den håndholdte fosfor-sensor gør, at man bedre kan målrette gødningen,« forklarer Søren Husted.

Planteforskerne samarbejder de næste fire år med det fynske firma Flex Fertilizer og landbrugets organisation Seges om udviklingen af den nye type gødning. Og Innovationsfonden støtter arbejdet med 14 millioner kroner.

»Det er et forsknings- og udviklingsprojekt, så det er ikke sådan, at landbruget har indført det i 2019. Vi skal jo ud og tjekke, om det kan lade sig gøre. Men vi har al mulig grund til at tro, at det kan lade sig gøre på grund af grundforskningen med guldpartiklerne, vores forsøg i laboratoriet, markforsøgene osv.«, siger Søren Husted.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

En stor del af fosforgødningen vil under alle omstændigheder gå tabt. Der sker nemlig et kemisk (!) henfald til ikke-optagelige forbindelser, ret hurtigt efter udbringelsen. Hvis vi vil sikre os mod konsekvenserne af udtømte fosfat-ressourcer, er der ingen vej udenom at tøjle den vanvittige befolkningseksplosion der foregår i Afrika, Mellemøsten og Asien.

  • 2
  • 7

Planterne optager plantenæring i form af ioner, som planterne efterfølgende kan bruges til at opbygge organiske forbindelser.
At tilføre småpartikler som feks. guld kan optages i planterne, men kan ikke bruges til noget som helst, kun stoffer i ionform kan anvendes i planternes opbygning af organisk stof.
Så professoren kan ikke på nuværende tidspunkt sige noget om nanogødskning med feks. fosforforbindelser, for hvis de ikke danner ioner i cellerne kan de ikke indgå i de kemiske forbindelser, som planterne producerer.
Der skal udføres en lang række forsøg inden man kan sige noget sikkert om der er perspektiver i nanogødskning.
Men det er da en spændende mulighed, som fremtidige forsøg kan vise om evt. muligheder.

  • 1
  • 3
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten