Bionic

www.bionic.nu

Lokal årsfotosyntes netto i ton torrsubstans /ha

- insatt i globalt jämförelseperspektiv

av Rune Ekman

Foto: Rune Ekman

- Hur duktig var bonden & är bonden idag jämfört med naturen när den är som effektivast i olika ekosystem på Tellus?

Förutsättningarna för fotosyntes växlar som bekant drastiskt i naturen från plats till plats på Tellus. Nedan följer en tabellsammanställning utförd av undertecknad omräknat från ursprungsdata som från en sammanställning gjord på Oakridge National Laboratories som sammanfattar hur hög årsfotosyntesen är i olika lokala miljöer(ekosystem uttryckt i termer som en professionell växtodlare förstår. Det finns minst ett hundratal olika oberoende orsaker(parametrar, variabler) som är orsak till skillnader i fotosyntes på olika platser på Tellus.

Med de utmaningar mänskligheten nu står inför och med tanke på digniteten i de problem som här kommuniceras för att motbalansera redan uppkommen global uppvärmning kan det vara intressant att göra en sammanställd vetenskaplig jämförelse av vad som i naturen är "naturligt" när det gäller uppnådd årlig nettofotosyntes i olika ekosystem och jämföra det med hur duktig odlaren är att optimera nettofotosyntesen i en utvald gröda med dokumenterat hög nettofotosyntesbenägenhet. Frågan kan formuleras så här:

- Hur stor är årsskörden i ett antal naturliga ekosystem där människans hand och intellekt inte styr i jämförelse med det som professionella växtodlare globalt uppnår ?

I tabellen nedan får vi ett svar på detta. Här anges uppmätta värden för årlig nettofotosyntes från ett stort antal internationella  forskargruppers mätningar världen över i alla världens ekosystem(huvudsakliga naturtyper). Tabellen visar i mittkolumnen medelvärdet i ett stort antal ekosystem världen över samt spridningen som uppmätts inom varje ekosystem - variationen från min - max-värde -  normala "totalspridningen".

- Hur duktig är egentligen bonden jämfört med den ostörda naturen ? Nedan får Du svaren.

Transponering och rankning samt omräkning till agrotermer utförd av Rune Ekman från data sammanställda vid Oakridge National Laboratories som i sin tur sammanställt publicerade data från ett mycket stort ntal forskargrupper i världen.

Som även framgår av tabellen händer det någon gång någon gång når ända upp till världsrekordhållande ekosystems årseffektivitet i praktisk odling med 40 ton TOB ts/ha.

Slutsatsen skulle därmed kunna vara att människan i konventionell odling ännu aldrig överträffar naturens mest effektiva ekosystems bästa miljöer, men stundtals redan idag tycks kunna nå upp till samma effektivitet  - 40 ton TOB ts/ha o år som man stundtals uppmäter i samspelet mellan arter i ett visst ekosystem..

Det är naturligtvis mycket som denna enkla tabell inte omedelbart speglar.

En sådan sak är antalet goda tillväxtdagar som finns i de olika ekosystemen. I t ex tropisk regnskog växer allting 365 dagar/år, medan man i exempelvis den tempererade zonen kanske blott har 120 goda tillväxtdagar per år.

På vissa ställen i den tempererade zonen lyser dessutom solen dygnet runt en stor del av tiden, medan den i andra delar av samma temperaturzon blott lyser 14 - 16 timmar per dygn.

Därmed skulle man potentiellt kunna säga att en hampodlare som uppnår 25 ton total ovanjordbiomassa(TOB) ts/ha o år i den tempererade sektorn (på Stockholms breddgrad), hans skörd borde ju uppgraderas med en faktor tre jämfört med tropiksektorns skördar, eftersom han av ljus & temperaturskäl blott haft 1/3 av tiden på sig att uppnå denna skörd.

Om ovanstående kompensation anammas kan man faktiskt hävda att de bästa svenska hampodlarna som sedan 2003 överträffat den effektivitet som naturen utvecklat i de mest effektiva ekosystemen i tropiksektorn.

Med detta synsätt blir tillväxthastigheten i de bästa hampåkrarna i landet  som sedan 2003 givit 18 - 25 ton TOB ts/ha räknat per god tillväxtdag ungefär dubbelt så hög i Sverige som dagstillväxten under året i den tropiska regnskogen. I Värmland och Jämtland har officiella mätningar visat upp till 18 ton ts/ha, i Västra Götaland 20 och i Närke 22 och 25 ton ts/ha.

"Kandidater till svenska mästare i fotosyntes":

2003: Fotosyntetiker Stefan Lithéll, Vrana Säteri, Odensbacken, "i första försöket" 22 ton ts/ha enligt Hushållningssällskapet i Närke, Orebro, objektiva skördemätning. Anmärkningsvärt "alla rätt" i "första försöket" på helt ogödslad men extremt bördig och lucker mulljord. Denna garanterar god syreinträngning till stort djup för atmosfärens syre, vilket är extremt viktigt eftersom garanterar högsta "behövda" rotandning vilket garanterar att näringsupptag via roten kan ske utan för rothåren kvävande syrebrist - något som tyvärr ofta begränsar tillväxten på många jordar i landet p g a t ex packningsskador, en viss partikelfördelning i kombination med för låg för låg humushalt i jorden.

2004: Fotosyntetiker Bengt Dalme, Hammars Säteri, Odensbacken (ca 30 km SO Örebro) var den förste i Sverige att nå fullt upp till 25 ton ts/ha-nivån enligt officiella mätningar i konventionell odling. Skördemätningen utfördes av Hushållningssällskapet i Närke, Örebro. Det anmärkningsvärda var även här att resultatet uppnåddes på en naturligen extremt bördig jord som inte gödslades alls.

En tidigare sådd framgent som procentuellt ännu bättre utnyttjar det infallande årssolljuset kan sannolikt höja skörden ytterligare i framtiden under i övrigt samma betingelser.

Hans jord är en lätt lucker(=humushaltig) lerhaltig jord. Trots att han genom olyckliga väderbetingelser kunde så först 29 maj och omedelbaert efter sådd fick 70 mm regn överträffade även han på sin åker i sina högst gödslade försöksrutor naturen. Han erhöll enligt P-E Nemby, SLU,Ås rapport vid fältproovtagning 4 okt  2005 genomsnittligt 13 ton ts/ha på en 7 ha stor provodling. I de försöksrutor som gödslats närmast Bionics råd erhölls dock upp till 19 ton ts /ha på 120 dagar efter sådd . Den lineariserade medeltillväxten blir då 19000 kg/120 dagar = 158 kg ts-tillväxt / ha o dag, vilket således med bred marginal överträffar de högsta naturliga tillväxten i en regnskog som på helårs basis ligger på 96 kg ts/ha o dag under helår.

För estuariet - det ekosystem som givit 40 ton ts/ha o år blir samma jämförelse siffra 110 kg/ha o dag under helår. Det jämtländska resultatet bådar därför mycket gott för framtiden vad gäller hampa odlad på nordligaste breddgrader i Sverige. Det är Bionics bedömning att samma skördenivå kan uppnås även i Tornedalen, om allt görs lika rätt som i Jämland och främst tidigast möjliga sådd utförs p g a solens drivande roll i sammanhanget..

Maxvärdet i naturen - en regnskog eller ett estuarium - ligger - om värdena medelvärdeslineariseras enligt tabellen alltså på 35 000 - 40 000 kg ts/ha o 365 dagar = 96 - 110 kg ts-tillväxt / ha o dag. Denna nivå har således flerfaldigt öveträffats. Många odlare i landet har under 2005 uppvisat bestånd av hampa under mina gårdsbesök under september månad som indikerar att skördar av TOB ts/ha runt 20 ton ts/ha är "normala" så fort syrebrist saknas i jorden och på bördiga jordar redan innan egentliga skördeoptimeringar påbörjats. Detta gäller flera odlare i bl a Halland , Västergötland och Värmland samt Gotland.

Därmed har hampan visat sina överlägsna tillväxtegenskaper i den tempererade zonen av Tellus.

 ,

Lika fint i Jämtland med hampa.  - Vilket ljusutbyte ! Vilken "bladig" hampa  - något som bara gäller under ideala näringsbetingelser. Magnus Carlquist , Näset, Hammarstrand, Ragunda kommun, Jämtland, demonstrerar en hampa  som alltjämt är knallgrön och växer trots att omgivande björkar till 95% fällt sina löv.

För tropiksektorn finns betydligt fler goda energiväxtalternativarter som dessutom kan visa sig betydlig kan komma att överträffa regnskog & estuarier. Bland arter som förtjänar att åtminstone omnämnas är  t ex en serie arter med fotosyntetisk turboeffekt vid temperaturer över 27°C - s k C4-växter där den första påvisbara molekylen under fotosyntes består ac 4 st kolatomer i stället för 3 kolatomer. Bland sådana arter märks  enligt min bedömning främst - enligt min bedömning - sockerrör, majs (?), sorghum elefantgräs - alla synnerligen frosttjänsliga och helt utan "turboeffekt" av temperaturskäl på våra breddgrader.

Men för den tempererade sektorn finns bara en naturligt klart överlägsen art utifrån många av minst 100 agronomiska parametrar som bör beaktas vid framtagning och optimering av en ny annuell gröda : den monoika drogfria EU-hampan.

Det högsta lineariserade tillväxtvärdet (årsmedelvärdet under ett visst antal tillväxtdagar beräknat från slutvärdet kg ts/ha delat med antalet dagar grödan vuxit på fältet framtill sista möjliga tillväxtdag räknat från sådatum) som uppmätts i landet kommer från Hammars säter i Närke som uppnådde 25 0000 kg/120 tillväxtdagar = 208 kg ts/ha o dag - ett hittillsvarande svenskt fotosyntesrekord i fullskalig konventionell odling som uppmätts objektivt av Hushållningssällskapet i Närke. Författaren bedömer att på sikt avsevärt högre siffror i detta hänseende är att vänta i takt med att fotosyntesförståelsen ökar och kanske rent av regeringens fotosyntesfientliga inställning häves framgent nån gång.

I den tropiska och subtropiska regionen kan och har flerfaldigt uppnåtts och 200 ton torrsubstans biomassa/ha på 360 dagar.

Medelavkastningen på världsåkern ligger på något ton torrsubstans per år med samma fotosyntetiska "nanomotoralternativ" (C3 eller C4-växter).

I subtropisk miljö kan helårsfotosyntes ge 200 ton ts/ha

En forskargrupp i USA och en i Israel har uppnått värden i vattenhyacint samt alger odlade i avloppsvatten under mer subtropiska förhållanden som indikerar att ca 200 ton torrsubstans per ha och år är teoretiskt möjligt att uppnå under ett år (365 dagar) inom fotosyntes om växtsäsongen således varar hela året och solinstrålningen och växtnäringstillförseln aldrig tryter.
Möjlighet att från 2003 - tack vare EU odla EU-hampa i landet skapar därför nu helt helt nya utmaningar för svensk växtodling.

En annan viktig grundförutsättning för att odlaren alltmer ska närma sig de teoretiskt möjliga avkastningsnivåerna i hampa är att han/hon förutom tidig gödsling & sådd tidigt även gör upp en odlingsplan för dessa nivåer och följer upp fotosyntesen väl genom en noggrann analys efter
processregleringsprincipen - d v s mät, jämför med idealvärdet ("börvärdet") samt  åtgärda(=korrigera) upprepat med nödvändig frekvens vad gäller speciellt vatten och växtnäring under doseringsformer
optimal för växtens fotosyntes och näringsupptag.

Under ca 10 års tid gick Rune Ekman ca 20 000 växtarter som är odlingsbara i den tempererade klimatzonen för att hitta den agronomiskt(lagom stort frö för snabb etablering, köldhärdighet, opt skördelogistik tekniskt lösbar på sikt etc), ontogenetiskt, minst liggsädesbenägna etc. Rune Ekman var under denna tid medlem i Sveriges Trädgårdsamatörer co hade nästan 1 000 odlingsformer i sin egen trädgård. Där odlades bl a humle - hampans närmaste släkting, men aldrig hampa av juridiska skäl.

Den växtart som Rune Ekman på ingens uppdrag efter modigt inventerande kom fram till måste vara den agronomiskt mest optimala arten i den tempererade sektorn ända upp till polcirkeln och samtidigt hade en inbyggd ontogenetisk strategi för att nå riktigt höga årsskördar vara just hampa (Cannabis sativa). Denna min vetenskapliga slutsats kom att bli en av mina största olyckor i mitt liv. Jag trodde initialt det skulle ta 3 - 4 månader 1986 att övertyga politiker via departementen om att hampan av atomära skäl skulle komma att bli framtidens energigröda . Med Facit i hand tog det fullt ut 20 år innan EU fullt ut accepterat Rune Ekmans ursprungsförslag: acceptera hampan på trädan som energigröda. Genotypbegreppet - definierat på 1850-talet av Gregor Mendel respekterades inte i svenska lag under perioden 1964 till 2003. Detta var den svenska politiskt-dynastiskt kontrollerade "Lysenkoismen" med rötter in i Stalins Sovjet. I stället lanserade politikerna politiska "energigrödor" som Salix & Phalaris arundinacea(rörflen) utan att begripa vad det betydde frö växtodlarna och landets ekonomi & sysselsättning.

Ytterst motvilligt tvingades den svenska regeringen acceptera hampan som fibergröda i EG-rättens dom den 2003-01-16. Man gjorde dock från departementets sida allt som stod i sin makt för att skapa maximal rättsosäkerhet i anslutning till odlingen av hampa på en marknad som var heelt utslagen sedan 40 år vad gäller fiberkontrakt etc. Energigröda blev den inte förrän från 1 januari 2007.

2007-12-17  Rune Ekman, Bionic, Tågarp