Smutsen på jorden

Jord är lätt att ignorera. Vi kanske märker det när vi arbetar i trädgården eller leker utomhus. Men även när vi glömmer det så finns det alltid jord, överallt.

Det mesta vi ser är mineralpartiklar som vi känner igen som sand, silt eller lera. Det finns också gott om vatten och luft. Men jorden är också levande. Den innehåller otaliga svampar och mikrober. De hjälper till att återvinna de döda genom att bryta ner resterna av växter, djur och andra organismer.

Forskare studerar dessa saker varje dag. Dessa specialiserade forskare smutsar ner händerna för att lära sig mer om de mycket viktiga sätt som jordar hjälper oss. De tycker att jord är så viktigt att de utsåg 2015 till det internationella året för jordar. Jord, konstaterar de, är inte bara avgörande för livet utan spelar också en roll i allt från översvämningskontroll till klimatförändringar.

Mer än smuts

Om man skulle dela ett jordprov i 20 delar, 9 delar skulle bestå av det vi tänker på som smuts: lera, silt och sand. Dessa är oorganiska partiklar, vilket betyder att de kommer från icke-levande källor. En hel hälften, eller 10 delar, skulle delas lika mellan luft och vatten. Den sista delen skulle vara organisk, gjord av döda och ruttnande organismer. Jorden skulle också innehålla ett oräkneligt antal små mikrober, mestadels svampar och bakterier.

De flesta jordar har tre olika lager, eller horisonter, som visas här. Den översta ythorisonten (A) är där växter växer fram. Undergrunden (B) omfattar rotzonen för många växter. Det är också där många nyttiga mikrober gör sitt hem. Under dessa (C) finns substratet där färre levande organismer vistas, men där vatten och mineraler byggs upp.
US Department of Lantbruk

Det är proportionerna i frisk jord. Men blandningen kan variera. Jordar som packats med tung utrustning kan innehålla lite luft eller vatten. Som ett resultat kommer dessa jordar också att ha färre mikrober. Torka torkar ut en jord, vilket också påverkar dess mikrobiella invånare. Jordbruksmetoder kan också påverka sammansättningen av jorden och dess mikrober.

Och dessa mikrober är viktiga av flera skäl. För det första påverkar de hur mycket luft och vatten som finns i jorden. Hur? Dessa organismer skapar öppna områden – fickor – genom vilka luft och vatten kan röra sig. Mikrober gör detta genom att klänga sig fast vid jordklumpar. Markforskare kallar dessa klumpar aggregat (AG-gruh-guts). Bakterier och vissa svampar sipprar ut “lim” som binder samman aggregat. Andra svampar syr praktiskt taget ihop jordar med trådliknande förlängningar som kallas hyphae (HY-avgift ). Jordar som innehåller mer ballast har fler fickor tillgängliga för vatten och luft. Växtrötter kan tränga djupare in i dessa jordar. När dessa växter är grödor, hjälper frisk jord att sätta mat på bordet.

Mata grödorna som matar oss

Markmikrober utför en rad olika jobb. Vissa bryter ner döda växt- och djurceller. Utan de där mikroberna skulle de döda sakerna hopa sig ganska snabbt. Dessutom skulle levande växter och djur inte hålla länge. Det beror på att döda organismer innehåller näringsämnen. När mikrober återvinner dessa organismer släpper de ut dessa näringsämnen tillbaka i jorden. Som ger näring till växter och andra jordlevande organismer. Och dessa organismer matar i sin tur andra djur.

Dessa växtrötter är värd för rhizobium-knölar (bollformade strukturer) som är värd för kvävefixerande bakterier.
Soil and Water Conservation Society/ Ankeny, Iowa

Vissa mikrober ger näringsämnen till växter mer direkt. Av särskild betydelse är mikrober som lever i rhizosfären (RY-zo- sfeer). Det är en speciell jordmiljö som bildas i de 5 millimeter (0,2 tum) jord som omger en växts rötter, konstaterar Emma Tilston. Hon är markforskare vid East Malling Research i Kent, England. Speciella samhällen av mikrober utvecklas i rhizosfären. De hjälper växter att växa genom att ge dem viktiga näringsämnen, såsom kväve och fosfor.

Vissa växter är särskilt beroende av dessa mikrober. Baljväxter är en grupp som inkluderar ärtor, bönor och klöver. Dessa växter utvecklar ett speciellt förhållande till bakterier som kallas rhizobia (Rye-ZOH-bee-uh). Dessa bakterier “fixar” kväve. Det betyder att de tar kväve från luften och omvandlar det till ammonium. (Ammonium liknar kemiskt ammoniak men innehåller en extra väteatom.) Rhizobia är användbara eftersom växter behöver kväve men inte kan plocka det direkt från luften. Kvävet de använder måste vara i en viss form, till exempel ammonium.

Växter och kvävebindare hjälper varandra. Växternas rötter utvecklar vårtknölar för att hysa rhizobia. (Om man rycker upp en av dessa växter är knölarna ofta lätta att upptäcka.) Dessa knölar är viktiga eftersom bakterierna inte kan fixera kväve om det finns syre runt omkring. Knölarna ger ett syrefritt hem för bakterierna att göra sitt. Växterna förser också bakterierna med kol, som bakterierna använder som föda.

Ett sådant ömsesidigt fördelaktigt förhållande kallas symbios (Sim-bee-OH-siss). Bönder och trädgårdsmästare kan dra fördel av detta genom att plantera ärtor och bönor nära andra typer av grödor. Genom att göra det tillförs kväve till växter som inte hyser rhizobia-bakterier.

Vissa svampar upprätthåller också symbiotiska relationer med växter. Dessa svampar har två olika typer av dessa trådliknande hyfer. En typ växer inuti växtens rötter. Den andra växer från rötterna ner i jorden. Hyfer som utforskar jorden absorberar vatten och näringsämnen, särskilt fosfor, säger Tilston. De för sedan dessa näringsämnen tillbaka till växtens rot. Sedan börjar hyfer som växer inuti rotceller att fungera. De byter ut vattnet och fosforn mot sockerarter från växten. Alla drar nytta av dessa aktiviteter, inklusive jorden.

En annan grupp av mikrober hjälper till att förebygga växtsjukdomar. Växter kan skadas när “dåliga” mikrober, så kallade patogener, attackerar deras rötter och skär av deras vattenförsörjning. Men bra mikrober i rhizosfären kan skydda växter från dessa patogener. De gör detta på två sätt. De kan direkt döda patogenen och förvandla den till en näringssoppa. Dessa mikrober kan också uppmuntra växten att skydda sig själv genom att växa tjockare cellväggar.

Det är klart, påpekar Tilston, att många mikrober ökar växternas hälsa. Men friska mikrober kräver i sin tur friska jordar. Vissa jordbruksmetoder hjälper till att bygga och bibehålla friska jordar. Det kan hjälpa till att skydda de mäktiga, men små organismerna – och ge bättre skördar. Så friska jordar är avgörande för att föda världens växande befolkning.

Att stoppa översvämningen

Förutom att hjälpa grödor kan friska jordar gynna människor direkt. Jordar med massor av dessa luft- och vattenfickor är bättre på att absorbera nederbörd. Detta gör att mer vatten kan tränga in i marken under stormar. Det betyder att det finns mindre avrinning. Och det kan förhindra skadliga översvämningar.

En anledning till att städer lätt översvämmas är att de har många ogenomträngliga (Im-PER-mee-uh-bull) ytor, förklarar Bill Shuster. Som hydrolog vid Environmental Protection Agency (EPA) i Cincinnati, Ohio, studerar Shuster vatten. Ogenomträngliga ytor tillåter inte vatten att röra sig genom dem. Tak, vägar, trottoarer och de flesta parkeringsplatser är ogenomträngliga. Regnet som faller på dessa strukturer kan inte tränga in i marken. Istället rinner det vattnet nerför och över landet, vanligtvis i ett stormavlopp.

Stormvatten kanaliseras in i denna biosvala längs en väg i Greendale, Wisconsin. Den hårt planterade sänkan bromsar vattenflödet. Detta hjälper att vattnet tränger in i marken.Aaron Volkening/Flickr/(CC BY 2.0)
När ett avloppssystem får mer vatten än den kan hantera, backar den. Avloppsspill är inte vackert, säger Shuster. Många städer har ett kombinerat avloppssystem. Det innebär att avlopp från våra toaletter delar en del av avloppssystemet för regnvatten. Normalt sett blandas inte dessa två. Men när kloakerna svämmar över kan avloppsvatten – och alla bakterier som följer med det – hamna på stadens gator eller i bäckar, floder och sjöar.

Det bästa sättet att förhindra sådana översvämningsproblem, säger Shuster, är att ha gott om platser som suger upp regn. Hur bra de platserna gör det beror på jordens typ och kvalitet. Så Shuster och ett team av EPA-forskare studerar jorden i amerikanska städer. De borrar i marken för att ta bort rörformade “kärnor”. Dessa kan vara så djupa som 5 meter (16 fot). Kärnor från ostörda områden kan ge data om tillståndet för jordar som bildades så långt tillbaka som för 10 000 år sedan, säger Shuster.

Det finns mycket att lära av dessa kärnor. Färgen på jordlagren kan till exempel berätta för forskarna om området har sugit upp vatten tidigare. Om så är fallet kan det vara ett bra ställe för staden att installera en regnträdgård eller en typ av landskapsarkitektur som kallas bioswale. Vanligtvis planteras dessa funktioner med gräs och andra vattentoleranta växter. Vatten som rinner över landet under stormar samlas i dessa områden. Deras grönska fångar vattnet och låter det tränga in i marken. Det minskar mängden vatten som hamnar i avlopp.

Vissa kärnprover innehåller jordar som inte absorberar vatten särskilt bra. Shuster rekommenderar att städer undviker att försöka leda vatten till områdena från vilka dessa kärnor togs.

Du kan hjälpa marken att suga upp regn runt ditt hem också. Om din trädgård har bra dränering kan du installera en regnträdgård. Eller så kan du använda regntunnor för att samla in regn. Dessa behållare fångar upp vatten från en byggnads stuprör. När de är sparade kan trädgårdsmästare hydrera sina växter med detta vatten under torrperioder. Och genom att bromsa hastigheten med vilken vattnet når marken kan människor hjälpa till att begränsa avrinning.

Från marken till atmosfären

Att minska avrinningen kan ha den extra fördelen att bekämpa klimatförändring. När överskottsregn forsar över bar mark tar det upp och bär bort en del av jordens organiska och oorganiska material. Det materialet färdas nedströms i en process som kallas erosion. Detta minskar jordar. Och dålig jordkvalitet kan påverka jordens klimat.

Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*