Ur SLU:s kunskapsbank

Ny kunskap om skogsmarkens fosfor och fördelarna med askåterföring

Senast ändrad: 07 december 2022
Foto: Andreas Palmén, SLU.

Helträdsuttag för produktion av biobränsle, och fenomen som vittring och podsolering, påverkar trädens tillgång till näringsämnen i marken. En ny doktorsavhandling lägger fram helt ny kunskap om vilka former av fosfor som finns i boreala skogsmarker, och i vilken utsträckning de är tillgängliga för trädupptag. Avhandlingen presenterar även ny kunskap om effekten av askåterföring på fosfortillgången. Resultaten har relevans för utvecklingen av ett hållbart skogsbruk.

Skogen behöver näringsämnen som kväve och fosfor för att växa. Medan kväve i boreala skogsmarker har varit föremål för mycket forskning genom åren, har fosfor inte uppmärksammats i lika stor utsträckning. Fosfor är dock ett väsentligt näringsämne som minskar i boreala skogsmarker, en utveckling som kräver mer kunskap om mekanismerna bakom tillgången på fosfor. Det är viktigt för att säkra trädens näringsbehov och tillväxt ur ett långsiktigt perspektiv.

Majoriteten av fosforn mindre tillgänglig för träden

Marius Tuyishime, doktorand i markkemi, har använt avancerade metoder – inklusive röntgenspektroskopi – för att studera sju podsolerade svenska jordar. I podsolerad jord fixeras en stor mängd fosfor till aluminium- och järninnehållande mineral vilket gör fosforn mindre tillgänglig för trädupptag.

-Vi kunde se att det finns ett stort fosforförråd i det djupare markskiktet jämfört med det övre markskiktet, men cirka 60 % av det är bundet till järn och aluminium på grund av podsolering och vittring.

Ny tillförlitlig kunskap om fosforformer

Med hjälp av röntgenspektroskopi har Marius Tuyishime kunnat identifiera olika typer av fosfor direkt, på ostörda jordprover. Det är första gången olika former av fosfor, särskilt oorganisk fosfor, i boreala skogsmarker har identifierats med metoder som genererar resultat med sådan hög tillförlitlighet.

-En viktig fråga är hur vi kan utforma skogsbruksmetoder som leder till att fosforns växttillgänglighet blir optimal för träden. Med andra ord, hur kan vi göra otillgängliga former av fosfor tillgängliga? För att svara på detta behöver vi mer kunskap om  hur fosforn beter sig i skogsekosystemet, förklarar Marius Tuyishime.

Måttlig mängd aska rekommenderas

I samband med avverkning skördas också ofta hyggesrester, som till exempel barr, grenar och ibland stubbar, för biobränsleproduktion. Eftersom hyggesresterna är fosforrika innebär detta att mängden tillgänglig fosfor minskar. Att återföra askan från biobränsleproduktion till skogen kan medverka till att återställa fosforbalansen i marken.

Men hur påverkas egentligen fosfortillgången när aska tillsätts? För att ta reda på det studerade Marius Tuyishime hur fosforn förändras i det organiska lagret av två skogsområden där träaska spridits. Metoderna röntgenfluorescens och röntgenspektroskopi användes för att möjliggöra en detaljerad observation av hur olika former av fosfor förändras efter askåterföring. Enligt resultaten ökade askåterföringen mängden fosfor i markens övre skikt med mellan 17 och 39 %, vilket också ökade mängden tillgänglig fosfor och trädens upptag.

-Vår rekommendation till skogsägare och -förvaltare är att tillsätta en måttlig mängd träaska i kombination med kväve. Detta kommer inte bara att öka mängden tillgänglig fosfor och tillväxten av träd, utan också leda till att minska mängden otillgängligt fosfor.

Gynnar ett hållbart skogsbruk

De här nya rönen om fosfortillgång och askåterföring i boreala skogsmarker kan vara användbara för att förbättra skogsbruket ur ett näringsperspektiv. Kunskapen kan användas för att säkerställa tillgång, återvinning och upptag av näringsämnen.

-Vi har aldrig tidigare känt till så många detaljer om fosforcykeln i boreala skogsmarker som vi gör nu. Våra resultat är ett viktigt steg i utvecklingen mot ett hållbart skogsbruk, säger Marius Tuyishime.

Doktoranden Marius Tuyishime mot en bakgrund av gran
Marius Tuyishimes arbete har belyst mekanismerna bakom trädens tillgång till fosfor i boreala skogsmarker. Han har fört fram kunskap om vilka fosforformer som är tillgängliga för träd, och hur askåterföring förbättrar fosfortillgången i skogsmark. Resultaten har betydelse för utvecklingen av ett hållbart skogsbruk. Foto: Amanda Öberg, SLU.
Marius Tuyishime förbereder jordprover för röntgenspektroskopiska mätningar.
Marius Tuyishime förbereder jordprover för röntgenspektroskopiska mätningar vid strålröret BL-8, SLRI (Synchrotron Light Research Institute) i Thailand. Foto: Privat.
soleil synchrotron från ovan
Forskningsanläggningen SOLEIL i Frankrike, en så kallad synkrotron. I en synkrotron kan de avancerade metoder, röntgenfluorescens och röntgenabsorptionsspektroskopi, som Marius Tuyishime använde i sin avhandling utföras. Foto: Wikimedia Commons, C. Kermarrec - SOLEIL.

Fakta:

Fosfor

Fosfor är ett nödvändigt grundämne för liv, som huvudsakligen kommer från markens mineral. Det är ett viktigt näringsämne för tillväxten och produktiviteten hos grödor och växter. Utan fosfor skulle djur och människor inte kunna överleva. Det är en nyckelkomponent i våra celler, ben och DNA.

Röntgenfluorescens och röntgenabsorptionsspektroskopi

Röntgenfluorescens och röntgenabsorptionsspektroskopi i mikroskala är framväxande tekniker som används för att direkt (in situ) skanna grundämnen i jordprover med hjälp av röntgenstrålning. Röntgenfluorescens används för att kartlägga fördelningen och associationen av kemiska grundämnen, som fosfor, med andra grundämnen. Röntgenabsorptionsspektroskopi används för att avgöra vilken form av fosfor som finns i ett jordprov eller på utvalda punkter på kartorna som används. I dagsläget fungerar metoderna bäst för att identifiera fosforformer, särskilt oorganiska former.


Kontaktinformation

Marius Tuyishime
Doktorand i markkemi vid institutionen för mark och miljö
marius.tuyishime@slu.se
018-67 24 07