Næringsstof med mange funktioner

Grundstoffet fosfor i form af fosfat indgår i mange af de molekyler, som er helt centrale for levende organismer. For eksempel er der fosfat i det energibærende ATP-molekyle (adenosintrifosfat), der driver et utal af biokemiske processer. Fosfat er et makronæringsstof, og for at sikre væksten af afgrøder og husdyr tilføres der fosfat til markerne og til husdyrenes foder.

Fosfatminer tømmes

Uorganisk fosfat er i mange år blevet udvundet fra miner som et billigt råstof. Det leveres fra nogle få store miner i ganske få lande, hovedsageligt Kina, USA og Marokko, og det vurderes at disse ressourcer vil være opbrugt om få årtier. Der findes alternative fosfatminer, men ofte er denne fosfat af dårlig kvalitet, fordi det har et højt indhold af tungmetaller. Mangel på fosfat kan indenfor en overskuelig årrække vise sig at få en geostrategisk rolle på linje med den, som olie har i dag.

Fosforkredsløbet er ikke i balance, hverken lokalt eller globalt

Landbrugsjorden udpines for fosfat i mange ulande, fordi der fjernes mere fosfat fra markerne via høstede afgrøder, end der tilføres. Der transporteres enorme mængder fosfor fra landet til byerne via fødevarer, og kun en del af det føres tilbage til landbrugsjorden. Samtidigt ophobes der fosfor i landbrugsjorden i områder med intensive husdyrbrug, og det medfører, at tilstødende vandløb og søer får tilført for meget fosfor. Disse problemer skal løses, hvis vi ikke vi vil have faldende høstudbytter på grund af mangel på fosfat, og hvis vi vil forbedre vandmiljøets kvalitet.

Læs mere om vandmiljø og fosfat i artiklen "God miljøkvalitet i søer og vandløb".

Grise, kyllinger, korn og fytase

Grise og fjerkræ fodres for en stor del med hvede og byg. Kernerne indeholder store mængder fosfat, men det meste er bundet i fytinsyre og kan derfor ikke optages. Fytinsyrebundet fosfat passere ufordøjet igennem mave-tarmsystemet, og man er derfor nødt til at tilsætte fosfat til foderet for at sikre dyrenes vækst og sundhed. Planternes strategi til oplagring af fosfat i fytinsyre kombineret med dyrenes manglende evne til at nedbryde det er således en væsentlig årsag til at overskuddet af fosfat i landbrugsjorden fortsat øges i områder med intensiv husdyrproduktion.

En af løsningerne på dette problem kan naturligvis være at producere færre animalske fødevarer, men samtidig med at verdens befolkning stiger, ses også en stigning i antallet af mennesker, der efterspørger kød. En anden løsning er at udvikle planter, som har biotilgængeligt fosfat i frøene.

Mange mikroorganismer samt spirende plantefrø indeholder enzymer, fytaser, som kan spalte fosfat fra fytinsyren. Ved at øge fytaseaktiviteten i modne frø kan biotilgængeligheden af fosfat i foder øges, og forbruget af uorganisk fosfat i foder kan reduceres.

Læs mere om planter med øget fytaseaktivitet i følgende artikler:

Fosfor i planter - ressource og miljøfaktor

Cisgen byg

Kinesisk fytasemajs ventes markedsført i 2009

Planters evne til at optage fosfor

Landbrugsjord i vores del af verden, som har været dyrket igennem det seneste århundrede, har fået tilført mere fosfor, end der er fjernet med afgrøderne. Denne fosforpulje er dog ikke umiddelbart til rådighed for planterne. Frit fosfat bindes hurtigt til jordpartikler og frigøres kun langsomt igen. Med afgrøder, som har et stort rodnet, kan der hentes fosfat fra et større volumen, og med forbedret symbiose med svampe, som henter fosfat via deres eget finmaskede forsyningsnet (svampehyfer), kan der udvindes mere fosfat fra den eksisterende pulje i jorden. En anden strategi er at udvikle planter, som er bedre til at optage fosfat fra jorden.

Læs mere om planters evne til at optage fosfat artiklen "Planters tilpasning til fosfatmangel - grundforskning med perspektiver".

Recirkulering af fosfor

Mere end 50 % af verdens befolkning bor nu i byer, og denne andel er stigende. Efterhånden som verdens befolkning samler sig i byer, øges ubalancen i næringsstofkredsløbet. Fødevarerne produceres ét sted, men spises og bortskaffes som affald et andet sted. Det betyder, at store mængder fosfor fjernes fra landbrugsjorden og ender langt fra oprindelsesstedet. Nogle steder ledes byspildevandet urenset ud i vandmiljøet. Andre steder renses det i rensningsanlæg, og en del af spildevandsslammet bruges som gødning. Den nuværende håndtering af byspildevand er dog langt fra optimal, set i forhold til recirkulering af næringsstofferne. Problemet er, at det næringsrige spildevand fra toiletbesøg mv. (sort spildevand) blandes med næringsfattigt gråt spildevand, som indeholder tungmetaller og andre miljøskadelige stoffer.

Det er nødvendigt at gennemtænke den nuværende affaldshåndtering, så der kan skabes et kredsløb, der er i balance. Ved at adskille de enkelte affaldselementer ved kilden, kan det gøres betydeligt lettere at recirkulere næringsstoffer og andre ressourcer, så de kommer tilbage til de steder og produktioner, der behøver dem, men der ligger et stort arbejde i at opbygge velfungerende systemer.

I kapitel 10 i bogen Visioner for fremtidens jordbrug illustreres problemerne med den nuværende spildevandshåndtering, og det beskrives, hvilke veje vi bør gå i fremtiden. Læs også om fosforkredsløb i artiklen "Phosphorous: A looming crisis i Scientific American juni 2009.