Landmænd kan øge udbyttet på markerne med op mod 35 procent ved at fremelske mere sociale træk i afgrøder som hvede, byg, rug og havre.
Det er konklusionen i et nyt studie, hvor forskere vender op og ned på den måde, som landmænd og planteforædlere har optimeret afgrødeudbytte på i 10.000 år.
Frem for at se på den enkelte plantes individuelle kvaliteter og udbytte bør planteforædlere i stedet se på det udbytte, som afgrøderne rent faktisk giver som helhed på marken.
Det er ifølge studiet ofte uafhængigt af, hvordan den enkelte plante klarer sig.
»Det handler om at tænke en ny evolutionær strategi ind i planteforædling, for det, som er godt for den enkelte plante, er ikke nødvendigvis godt for afgrøderne på marken samlet set,« fortæller Jacob Weiner, der er professor ved Institut for Plante- og Miljøvidenskab på Københavns Universitet.
Det nye studie er for nylig offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Ecology.
\ Historien kort
- Afgrødeplanter er gennem tusindevis af år opdyrket til at være stærke og bekæmpe hinanden for at maksimere den enkelte plantes udbytte.
- Landmænd kan få højere udbytte, hvis de kan få planterne til ikke at bruge energi på at bekæmpe hinanden, men i stedet bruge det hele på at lave eksempelvis korn.
- Hvede, der ikke bekæmper hinanden på marken, kan give landmanden op til 35 procent højere udbytte.
Nødvendigt med højere udbytte for at undgå hungersnød
Traditionelt har planteforædlere – både landmanden for 2.000 år siden og moderne planteforædlere med genteknologiske værktøjer – optimeret afgrøders udbytte ved hele tiden at udvælge de mest udbytterige planter og dyrke dem.
Tanken har været og er stadig i nogen grad, at de stærkeste planter med det højeste individuelle udbytte også må give det bedste udbytte på marken som helhed.
I årtusinder har det da også givet eksempelvis mange kornsorter flere og større korn og derfor landmanden en bedre høst.
Nu er stigningen i markernes samlede udbytte dog stagneret, og derfor er der behov for at tænke i nye baner, hvis vi skal kunne brødføde fremtidens generationer uden at omlægge verdens regnskove til landbrug.
»Men den nuværende befolkningsvækst er der behov for nye måder at få mere udbytte ud af de eksisterende marker, og på den front ser det nye studie rigtig spændende og nytænkende ud,« siger Mathias Neuman Andersen, der er professor mso ved Institut for Agroøkologi ved Aarhus Universitet.
Han har ikke været en del af det nye studie.
Stærke planter giver ikke højere udbytte
Tanken bag Jacob Weiners teori, som forskeren også har eftervist i praksis, er, at stærke planter, som er vindere i det evolutionære kapløb, ikke nødvendigvis er gode for en marks samlede udbytte.
Her kommer et eksempel:
Forestil dig en mark, hvor de individuelle hvedeplanter kæmper mod hinanden om ressourcerne i form af sollys og næringsstoffer i jorden.
Her vil de stærkeste planter vokse sig større for at komme op over de andre hvedeplanters skygge, og de vil også få et mere massivt rodnet for at kunne suge flere næringsstoffer til sig.
På den måde ’vinder’ de over de andre planter, og når landmanden undersøger planterne individuelt, vil disse vindere give et højere udbytte.
»Ved traditionel forædling vil man altså udvælge planter, der ganske vist er gode til individuelt at give et højt udbytte, men til gengæld bruger disse planter rigtig mange ressourcer på at bekrige hinanden, hvilket potentielt kan resultere i et dårligere samlet udbytte fra marken af,« forklarer Jacob Weiner.
Passive planter giver højere udbytte
Forestil dig til gengæld, at planterne ikke bruger tid og energi på at bekrige hinanden, men at de alle sammen nøjes med det rodnet, som var nødvendigt for at vokse til en størrelse, hvor de ikke voksede op og skyggede for de andre planter.
På den måde får alle planter den mængde sollys og næring, som de har behov for, og ingen stjæler fra hinanden.
Det giver måske et mindre udbytte fra planterne individuelt i en blandet bestand, men som en gruppe spilder planterne ikke ressourcer på at bekrige hinanden, og det giver et større udbytte på marken samlet set.
Det er essensen i den teori, som Jacob Weiner arbejder med.
»Vi vil have dem til at forblive passive og ikke bekrige hinanden, for det koster ressourcer, som derfor ikke kommer landmanden til gavn. Derfor skal vi væk fra udelukkende at udvælge de stærke planter, når vi forædler,« siger Jacob Weiner.
De stærkeste planter gav lavere udbytte
For at bevise sin teori lavede Jacob Weiner et forsøg i Kina, hvor han såede 35 sorter af hvede, hvoraf nogle var gamle sorter, og andre var nye og optimerede sorter med højere individuelt udbytte.
På nogle marker såede han hvedesorterne individuelt, mens han på andre marker blandede dem sammen.
Herefter undersøgte han, hvor stort et udbytte hver hvedesort gav individuelt, afhængigt af om de blev sået med en masse hvede af samme sort eller af en anden sort.
Han undersøgte også, hvor stort et udbytte markerne gav som helhed.
Resultatet af forsøget viste, at den positive sammenhæng mellem en hvedesorts individuelle udbytte og markens samlede udbytte kun eksisterer til en vis grænse.
På et tidspunkt blev de moderne sorter ifølge Jacob Weiner begrænset af egenskaber, der fremmer individuelt udbytte på bekostning af deres naboplanter.
»Vi så meget tydeligt, at der ikke altid er en sammenhæng, mellem hvad individet præsterer, og hvad gruppen præsterer. Det princip bør tages med i planteforædling fremadrettet for højere udbytte,« forklarer Jacob Weiner.
Middelmådige planter gav størst udbytte
Jacob Weiner mener, at der er potentiale for et 35 procent højere udbytte på marker, hvis landmænd indtænker en evolutionær strategi i valg af kornsorter.
I sine egne forsøg fandt han ofte de følgende sammenhænge:
- Planter med lavt individuelt udbytte gav et lavt udbytte på marken som helhed.
- Planter med højt individuelt udbytte gav et middelmådigt samlet udbytte.
- Planter med et middelmådigt individuelt udbytte opnåede op til 35 procent mere i samlet udbytte end planterne med højt individuelt udbytte.
»Det er en generel hypotese om, at de bedste planter ikke nødvendigvis er de planter med det individuelt højeste udbytte. Derfor skal vi i vores udvælgelse af planter til forædling kigge efter egenskaber, som reducerer planternes individuelle præstationer, men er gode for den samlede bestand af afgrøder,« siger Jacob Weiner.
Forskeren erkender dog også, at det kan være mere omkostningsfuldt at udvælge planter på den baggrund, da det kræver, at man dyrker store mængder afgrøder på marker for at kunne studere deres samspil frem for blot at se på deres individuelle udbytte.
»Vi har brug for hypoteser om egenskaber, der fremmer bestanden på bekostning af individer i stedet for at lede efter egenskaber, der gør planter ’bedre’,« siger Jacob Weiner.
