SLU-nyhet

Så kan lantbruket få snabb och tillförlitlig information om halter av grundämnen i åkermark

Publicerad: 18 maj 2022
Doktoranden Karl Adler framöver  en röntgenflourescens-apparat som han använde i arbetet med sin avhandling.

För att gödsla rätt och minska risken för oönskade halter av grundämnen i livsmedelsproduktionen krävs bra metoder för mätning och kartläggning av grundämnen i åkermark. En ny doktorsavhandling visar att portabel röntgen är ett bra komplement till den dyra och tidskrävande labbanalysen, samt att digital markkartering fungerar som ett bra komplement till konventionell markkartering.

I marken finns grundämnen som växter behöver för att utvecklas normalt. För stor eller för liten mängd av dessa grundämnen kan vara skadligt för växter och för oss slutkonsumenter. Vissa grundämnen är även skadligare än andra. För höga halter av grundämnet kadmium kan exempelvis bidra till benskörhet och ökad risk för cancer. Därför är det viktigt att ha kunskap om och kartlägga halterna av olika grundämnen i åkermark.

Möjligt att uppskatta halten av ett grundämne via andra grundämnen

Det vanligaste sättet att mäta halterna av grundämnen i mark är att analysera jordprover i labb. Ett enklare och billigare alternativ är dock att använda portabel röntgen. Portabel röntgen, eller portabel röntgenflourescens (så kallad PXRF-teknik), fungerar genom att ”skjuta” röntgenstrålning på ett prov för att sedan registrera våglängderna på energin som kommer tillbaka.

Karl Adler, doktorand och författare av avhandlingen, har använt maskininlärning (avancerade statistiska modeller) och nationell markdata för att med hjälp av portabel röntgen uppskatta halten av de nödvändiga grundämnena zink och koppar, samt det skadliga grundämnet kadmium i svensk åkermark.

-Det är ett ganska nytt sätt att använda portabel röntgen. I min avhandling visar vi att det är möjligt att uppskatta hur mycket som finns av ett visst grundämne i marken baserat på andra grundämnen. Metoden kan alltså uppskatta mängden av exempelvis koppar utan att faktiskt ha mätt hur mycket koppar som finns i marken, säger Karl.

Bra komplement till labbanalys

I avhandlingen har Karl jämfört resultaten från jordprovsanalyser på labb med analyser från portabel röntgen för att undersöka hur bra de olika metoderna är i relation till varandra.

-Resultaten var lika träffsäkra med portabel röntgen som med labbanalys när vi uppskattade halten zink. Däremot fick vi något sämre träffsäkerhet för koppar och kadmium, men tillräckligt bra för att vara användbara. Det är väldigt lovande resultat som kan ha stor nytta i lantbruket. Det kan fungera som ett bra, billigt och effektivt komplement till labbanalys, säger Karl.

Resultaten banar även väg för att data från portabel röntgen skulle kunna inkluderas i nationella databaser för mark, vilket skulle ge fler möjligheter både i lantbruket och forskningen.

En karta över södra Sverige som visar halten av koppar i åkermark.
I arbetet med avhandlingen tog Karl Adler fram digitala kartor över mängden koppar respektive kadmium i svensk åkermark. Bilden visar halterna av koppar i södra delarna av Sverige.

Digitala markkartor vägledande i lantbruket

Karl utvecklade och utvärderade också digitala kartor över mängden koppar i svensk åkermark respektive mängden kadmium i skånsk åkermark. Kartorna fungerar som beslutsunderlag i lantbruket.

Vanligtvis används jord- eller grödoprovtagning och labbanalys för att ta fram markkartor, men Karl visar i sin avhandling att digitala markkartor utvecklade med hjälp av maskininlärning och portabel röntgenanalys är ett bra komplement till konventionell markkartering.

Resultaten visade att 47 % av svensk åkermark har låg sannolikhet för kopparbrist, medan resterande 53 % visade sig ha medelstor till stor risk för brist. I arbetet med kartan över kadmium i skånsk åkermark studerade Karl också halten av kadmium i grödan höstvete. Det visade sig att det finns ett samband mellan låga halter kadmium i marken och låga halter kadmium i höstvete.

–Kartorna kan vara vägledande i lantbruket och visa vilka prioriteringar som behöver göras för  konventionella labbanalyser av mängden grundämnen i åkermark. Konventionell labbanalys är mer träffsäker än portabel röntgenanalys och digitala kartor, därför behöver vissa marker analyseras på labb för att få helt säkra resultat. Det gäller exempelvis mark som potentiellt har kopparbrist. Kartan kan hjälpa till så att man inte behöver göra konventionell markkartering och labbanalys överallt. På så sätt kan lantbrukaren spara pengar och fokusera på potentiella riskområden.

-Vid tillverkning av mat som har höga kvalitetskrav, som till exempel barnmat, kan kadmiumkartan vara till stor hjälp för att undvika att odla mark med skadliga halter, säger Karl.

Goda möjligheter att utveckla kartor för andra grundämnen

Kartan över kadmiumhalter i skånsk åkermark kan med fördel skalas upp för att täcka hela Sverige, vilket skulle ge fler möjligheter till att odla höstvete i bra marker. Tack vare omfattade data från Jordbruksverket och Naturvårdsverket finns det också goda förutsättningar att utveckla fler kartor för andra grundämnen och markegenskaper framöver, vilket skulle underlätta placering av odlingar och därigenom bidra till en hållbar livsmedelsproduktion. 


Kontaktinformation

Karl Adler
Doktorand vid Institutionen för mark och miljö, Markens näringsomsättning
+4651167253, +46722099860
karl.adler@slu.se