Jordbruksväxternas kväveförsörjning i nytt ljus

Det är inte bara i form av nitrat och ammonium som grödor tar upp kväve från marken, utan rötterna kan också utnyttja fria aminosyror. Sandra Jämtgård från SLU beskriver i sin avhandling hur detta går till och vad det betyder för vår syn på grödornas kväveförsörjning.

Kvävegödsling, med stallgödsel eller mineralgödsel, är en förutsättning för goda skördar av de flesta av våra jordbruksgrödor (1). I läroböcker om växtodling brukar det stå att växternas rötter i princip bara utnyttjar det kväve som finns i form av nitrat och ammonium i markvätskan, men Sandra Jämtgård visar i sin avhandling att det finns skäl att revidera kapitlen om grödornas kväveförsörjning. Nyare forskning har visat att rötterna hos en rad växtarter även kan ta upp aminosyror (2) och avhandlingen visar att aminosyror i åkermark kan vara en faktor att räkna med.

För att kunna bedöma om fria aminosyror verkligen kan ha någon betydelse för odlade grödors kväveförsörjning mätte Sandra Jämtgård halterna i olika typer av jordbruksmark. Halterna var visserligen låga, men förmodligen fylls förrådet på kontinuerligt genom nerbrytningsprocesserna i marken. Växthusförsök bekräftade sedan att kornplantor kan ta upp aminosyror i de låga halter som uppmättes i mark. Kapaciteten att ta upp aminosyror är till och med jämförbar med vad vi vet om upptaget av nitrat och ammonium i samma halter. Kapaciteten är också jämförbar med vad som har uppmätts hos markmikroorganismer, vilket bekräftar att växtrötter är rustade för konkurrens om fria aminosyror i marken.

I en annan del av doktorsarbetet användes växten backtrav för att visa hur växter gör när de tar upp aminosyror från marken. Där visade det sig att det finns särskilda proteiner i växtroten, så kallade transportproteiner, som ansvarar för upptaget. Två sådana proteiner visade sig stå för merparten av upptaget, och genom sina olika egenskaper kompletterar de varandra: den ena transporterar sura och neutrala aminosyror, medan den andra transporterar basiska aminosyror.

Sandra Jämtgårds undersökningar visar också att växten kan anpassa sig till näringsförhållandena i marken. Om rötterna exponeras för aminosyror aktiveras de gener som styr bildningen av transportproteiner, så att upptaget blir mer effektivt. Växten investerar alltså i en transportmekanism för aminosyror när det behövs. Och detta görs även om det finns nitrat och ammonium i markvätskan.

Avhandlingen visar således att kväveomsättning i jordbruksmark och grödor är mer komplex än vad man tidigare känt till och att betydelsen av aminosyror kan vara en faktor att räkna med i växtodling.

1. Baljväxter är ett undantag, genom symbiosen med bakterier som kan fixera kväve från luften.
2. Aminosyror är de enheter som bygger upp proteiner.

------------------------------------------------

Fil mag Sandra Jämtgård, institutionen för norrländsk jordbruksvetenskap, SLU, försvarar sin avhandling The occurrence of amino acids in agricultural soil and their uptake by plants.

Tid: Torsdag den 3 juni 2010, kl 10.00
Plats: Sal Björken, SLU, Umeå
Opponent: Professor Heinz Rennenberg, Universität Freiburg, Tyskland

Mer information: Sandra Jämtgård, tel. 090-786 87 23, Sandra.Jamtgard@njv.slu.se

Länk till pdf med den fullständiga avhandlingen:
http://diss-epsilon.slu.se:8080/archive/00002286/

Detta och övriga pressmeddelanden från SLU: http://www.slu.se/page.cfm?page=102