Planterne er naturligt tilpassede til at optage de næringsstoffer fra jorden, der er
nødvendige for deres vækst. Optagelsen af andre stoffer varierer meget stærkt, nogle
optages i betydeligt omfang, f.eks. fordi de optages af de samme mekanismer som optager
næringsstoffer i planterne. Dette udnyttes i studier, hvor stoffer som bromid (Blumenthal
et al. 1999), strontium (Oliver, Barber, 1966) eller rubidium (Kuhlmann et al. 1985)
bruges som tracere for optagelse af forskellige plantenæringsstoffer.
Der findes ikke mange studier af optagelsen af organiske forbindelser i planternes
rodsystemer, men f.eks. blandt pesticiderne kender man stoffer der efter sprøjtning på
planterne optages og fordeles effektivt i planterne (f.eks. glyphosat og systemiske
fungicider) mens andre forbliver på overfladen og kun i meget begrænset omfang optages
og transporteres til andre dele af planterne. Tilsvarende må forventes at gælde for
organiske forbindelser i jorden (Jensen et al., 1997). Nogle stoffer vil forblive der,
hvor de kommer i kontakt med planterne, og vil dermed kun være et problem, hvis de kommer
i direkte kontakt med de spiselige dele af planterne. Andre må forventes at optages og
fordeles mere effektivt i planterne, og nogle kan opkoncentreres i planterne
(bioakkumulering, se Jensen et al., 1997).
Endelig skal man være opmærksom på at optagelse og transport af forskellige stoffer
kan variere meget stærk imellem plantearter.
Forskellige plantearter har meget forskellige egenskaber med hensyn til rodvækst,
og der er en stor variation imellem arterne i den roddybde der i praksis opnås. Men der
er også en række andre forhold der påvirker roddybden, f.eks. kan jordtype,
pakningsgrad af jorden (f.eks. Barraclough et al. (1991)), grundvandsstand, iltforhold,
surhedsgrad og andre kemiske forhold i dybere jordlag kan være af stor betydning
(Gregory, 1988; Marschner, 1986). I praksis betyder det, at den samme planteart kan opnå
vidt forskellige roddybder på forskellige jorder, og f.eks. fandt (Hamblin, Tennant,
1987) i australske forsøg at roddybden af hvede, byg og lupin varierede fra ca. 100 cm
til næsten 300 cm afhængigt af hvilken jord de blev dyrket på.
Bortset fra de nævnte mere grundlæggende jordbundsforhold, er der også forhold af
mere kortvarig natur som påvirker roddybden af den enkelte afgrøde. Rødder vokser og
forgrener sig mere i jordlag hvor der er næringsstoffer til stede (se Marschner 1986), og
det betyder i praksis at tilstedeværelse af f.eks. nitrat i dybere jordlag kan fremme
roddybden i hvert fald hos nogle plantearter (Thorup-Kristensen, 1993, 1999).
Også vandforsyning kan have en effekt, og det er f.eks. vist at majs, der udsættes
for udtørring, primært fortsætter sin rodvækst og rodforgrening i dybere jordlag hvor
der stadig er vand (Engels et al. 1994). Hvis der igen tilføres vand til de øverste
jordlag, reduceres rodforgreningerne i de dybe jordlag, mens der sker nye forgreninger i
de øverste. Barraclough et al. (1991) fandt noget tilsvarende for hvede, men den samlede
effekt på roddybden var begrænset til kun ca. 20 cm.
I de fleste rodundersøgelser forsøges det slet ikke at måle roddybden af
planterne; på grund af de krævende arbejdsmetoder nøjes man med at undersøge de
jordlag man antager er relevante. Canadell et al. (1996) har undersøgt publicerede
resultater hvor roddybden faktisk er målt. For landbrugsafgrøder konkluderer de at den
gennemsnitlige roddybde er ca. 210 cm, væsentligt dybere end det normalt antages. Der
findes en række eksempler på dette for afgrøder der er almindelige under danske
forhold, og som er tæt beslægtede med nogle af vores grønsagsafgrøder. Peterson et al.
(1979) fandt at sukkerroer effektivt kunne optage nitrat fra 210 cm dybde og til dels fra
240 cm dybde. (Barraclough, 1989) målte rodvækst hos vinterraps, og fandt en betydelig
rodtæthed helt ned til 180 cm som var den største dybde de undersøgte. Også fra
Danmark er der fundet eksempler på hurtig og dyb rodvækst (Thorup-Kristensen, 2000a,
2000b). Resultaterne viser at f.eks. grønsagsafgrøder som hvidkål, eller efterafgrøder
af olieræddike og cikorie kan tømme jorden fuldstændigt for dens indhold af nitrat ned
til 150 cm (Thorup-Kristensen, 1999, 2000a) som var den maksimale måledybde. Den
effektive roddybde af disse afgrøder var altså mere end 150 cm.
Forskelle i roddybde imellem afgrøder ser ud til at afhænge af to hovedfaktorer, 1)
rodvækstrate og 2) længden af vækstperioden. Roddybden ser ud til at øges med en stort
set konstant rate igennem vækstperioden (Thorup-Kristensen, 1998, 2000; Thorup-Kristensen
and Van den Boogaard, 1998, 1999; Greenwood et al., 1982). Den konkrete rate ser ud
til at være relativt ens for større grupper af plantearter (Greenwood et al.,
1982; Thorup-Kristensen 2000a, 2000b). De angivne roddybder i det følgende er effektive
roddybder for udnyttelse af stoffer som vand og nitrat.
Grønsager: Hvidkål, rødkål, grønkål, spidskål, blomkål, broccoli,
rosenkål, kinakål, knudekål, radis, ræddike
Landbrugsafgrøder: raps, kålroer, sennep
Denne gruppe ser ud til at have meget hurtig udvikling af stor roddybde (Barraclough,
1989; Smit et al. 1996; Thorup-Kristensen 2000a, 2000b, Thorup-Kristensen and Van den
Boogaard, 1998). Grønsagsarterne i denne gruppe varierer fra radiser med meget kort
vækstsæson, til hvidkål der ofte kan have en vækstsæson på 6 måneder eller mere, og
roddybderne varierer sansynligvis tilsvarende. Adskillige resultater viser, at de arter
der har den længste vækstsæson kan opnå meget store roddybder (Barraclough, 1989;
Thorup-Kristensen and Sørensen, 1999, Thorup-Kristensen 1999). Afgrøder med en kortere
vækstsæson, f.eks. broccoli, blomkål, spidskål eller tidlig hovedkål opnår typisk
roddybder fra ca. 75 cm til mere end 100 cm (Burns, 1980; Greenwood et al. 1982,
Thorup-Kristensen, 1993, 2000, Thorup-Kristensen and Van den Boogaard, 1998). Arter med
kort vækstsæson, f.eks. radiser og knudekål opnår kun en begrænset roddybde på 50 cm
eller mindre (Kuhlmann, 1990; Schenk et al. 1991).
Grønsager: Løg, skalotteløg, porre
Arterne i denne gruppe har den laveste rodvækstrate blandt grønsagsarterne, med rater
der ligger på kun 15% til 20% af rodvækstraten for korsblomstrede arter
(Thorup-Kristensen, 2000b). Selv for porrer, der har en meget lang vækstsæson, betyder
det at roddybden bliver begrænset til næppe meget mere end 50 cm (Burns, 1980; Smit et
al. 1996; Thorup-Kristensen and Sørensen, 1999), og for løg bliver den normalt fundet
til kun ca. 25 cm (Burns, 1980; Greewood et al., 1982; Thorup-Kristensen, 2000b).
Grønsager: Kartoffel, tomat, peber, aubergine
Landbrugsafgrøder: Kartoffel
Der findes kun få referencer på rodvækst af arter i denne plantefamilie. Nogle få
referencer på kartoffel antyder roddybder på op imod 100 cm (Parker et al. 1991;
Haverkort et al. 1994; Kutchera and Licthenegger, 1982b). Tomater antages generelt at
kunne opnå meget stor roddybde, men de to referencer jeg har fundet for dyrkning af
tomater på friland tyder ikke på roddybder væsentligt over 100 cm (Qasem, 1993;
Hösslin, 1954). Men ved dyrkning i væksthus, hvor der opnås en lang vækstsæson med
væsentligt højere temperaturer end på friland, er det rimeligt at antage at tomat kan
opnå væsentligt større roddybde end kartoffel.
Jeg har endnu ikke fundet nogen referencer på dybden af kartoflens knolde, men de vil
i praksis altid findes inden for de øverste 15-20 cm af jorden.
Grønsager: Ærter, bønner, fababønner, pralbønner
Landbrugsafgrøder: Ærter, hestebønner, lupiner, lucerne, hvidkløver,
rødkløver
Der findes i denne plantefamilie arter der kan opnå meget stor roddybde (Kutchera and
Lichtenegger, 1982b), blandt almindelige landbrugsplanter antages lucerne således normalt
at være den art der har dybest rodvækst. Rodvækstraterne ser dog ud til at være
moderate (Thorup-Kristensen, 1998, 2000a), og den dybe rodvækst må forventes især at
findes hos arter med lang vækstsæson og flerårige arter som lucerne. Grønsagsarterne
har alle en relativt kort vækstsæson, og det må forventes, at de under danske forhold
typisk vil opnå en effektiv roddybde på imellem 50 og 100 cm sådan som det er fundet
for ærter (Hamblin, Tennant, 1987; Greenwood et al., 1982, Thorup-Kristensen,
1998). Enkelte eksempler på større roddybder for ært er dog fundet, f.eks. Hösslin
(1954) og Armstrong et al. (1994).
Grønsager: Rødbeder, spinat, bladbeder
Landbrugsafgrøder: Sukkerroer
Der findes ikke så mange målinger af roddybder i denne plantefamilie, men enkelte
målinger viser at roer kan have en betydelig rodaktivitet til langt over 100 cm dybde, og
som tidligere nævnt helt ned til 240 cm (Strebel, Duynisveld, 1989; Peterson et al.
1979). På den baggrund er det rimeligt at antage at også rødbeder kan opnå roddybder
på væsentligt over 100 cm.
Spinat ser ud til at have en overfladisk rodvækst, roddybder fra 30 til 60 cm, i
overensstemmelse med afgrødens meget korte vækstsæson (Kuhlmann et al. 1985; Schenk et
al. 1991).
Grønsager: Gulerod, selleri, pastinak, persillerod, persille
Der findes ikke så mange målinger af roddybde hos planter fra denne familie, men det
ser ud til at de har moderate rodvækstrater af samme størrelsesorden som ærter, men kun
godt halvt så hurtigt som korsblomstrede arter (Thorup-Kristensen, 2000b;
Thorup-Kristensen and Van den Boogaard, 1998, 1999). Da mange af arterne har en lang
dyrkningssæson opnås der alligevel en betydelig roddybde (Burns, 1980; Greenwood et
al., 1982; Thorup-Kristensen 2000a; Thorup-Kristensen and Van den Boogaard, 1999).
Roddybder på 100 cm eller mere ser ud til at være realistisk i mange situationer.
Grønsager: Salat, cikoriesalat, julesalat, jordskok, artiskok, skorzonerrod
Landbrugsafgrøder: Solsikke, cikorie
Kutchera and Lichtenegger (1982b) har målt rodvækst på en række arter i denne
plantefamilie og fundet at en del af dem har meget dyb rodvækst, ned til mellem 2 og 3
meter. Foreløbige resultater med cikorie tyder på at den hurtigt kan opnå en effektiv
roddybde på 150 cm (Thorup-Kristensen, upubliceret). Sammenligning af rodvækstrater
tyder på at salat kan have lige så hurtig rodvækst som kål (Thorup-Kristensen, 2000b).
Den vigtigste grønsagsafgrøde i denne gruppe er salat, og den har kun en kort
vækstsæson, og opnår dermed kun en begrænset roddybde, typisk 30 til 60 cm (Burns,
1989; Jackson, Stivers, 1993; Thorup-Kristensen, 2000b). De fleste af de nævnte
grønsager fra denne plantefamilie har en lang vækstsæson, og må forventes at kunne
opnå meget betydelige roddybder, måske samme dybder som kålafgrøder med lang
vækstsæson, men der mangler konkrete data. Til gengæld er det ikke afgrøder der
normalt spises i større mængder i Danmark. Hos jordskok og skorzonerrod høstes den
spiselige del direkte fra jorden, og specielt for skorzonerrod tilstræbes det at opnå en
lang slank pælerod der når dybt ned, mere end 30 cm vil de dog sjældent nå.
Grønsager: Majs
Landbrugsafgrøder: Majs, alle kornarterne og græsserne
Denne plantefamilie findes normalt at have moderate rodvækstrater (Thorup-Kristensen,
2000a), og de er oftest ikke istand til at opnå større rodtæthed i dybe jordlag
(Kutchera and Lichtenegger, 1982a). Under tempererede forhold er roddybden af majs målt
til mellem 100 og 150 cm (Wiesler, Horst, 1994). De typer der dyrkes som grønsagsafgrøde
høstes noget tidligere, og effektive roddybder på mere end 100 cm er nok ikke normalt i
praksis.
Grønsager: Agurk, squash, melon, græskar
Der findes meget lidt litteratur om roddybder af disse arter. Den umiddelbare
konklusion ser ud til at være, at de (i hvert fald under danske betingelser) ikke vil nå
ret dybt, men den konklusion bygger på et meget tyndt grundlag.
Grønsager: Asparges, rabarbar
Jeg har endnu ikke fundet noget på disse arter, og det er ikke sikkert at der findes
noget brugbart. Begge arter er flerårige, og i hvert fald for rabarbar gælder det, at
den er nært beslægtet med arter med et meget dybt rodsystem (Kutchera and Lichtenegger,
1982b). Der er dermed sansynlighed for at også disse to arter har dybt rodsystem.
Også på dette område er der meget lidt litteratur der dokumenterer roddybder.
Gregorey (1988) viser et eksempel på en opgravet solbærbusk der har haft rødder til
mindst 200 cm dybde. Den generelle konklusion ser ud til at være, at arter med så lang
vækstsæson i princippet kan opnå meget store roddybder og at den aktuelle roddybde er
nok i praksis ofte bestemt af forhold som vinterens grundvandsstand, og kemiske eller
fysiske barierer i jorden.
Der er stor forskel i roddybder imellem grønsagsarter. Nogle arter kan opnå stor
roddybde, det vil sige 200 cm eller mere, men de fleste af afgrøderne når ikke nær så
dybt. Der er dog mange arter der kan forventes at nå effektive roddybder på ca. 100 cm.
Etablering af et dybt rodsystem tager tid, og afgrøder med meget kort vækstsæson
udvikler derfor ikke et dybt rodsystem.
Korsblomstrede arter kan opnå stor roddybde, og dyrkes der arter med lang vækstsæson
som f.eks. sent høstede kål, må man regne med at effektive roddybder på 200 cm kan
nås i en række tilfælde. Enkelte andre arter kan evt. have lige så dyb rodvækst.
Flerårige afgrøder kan nå meget betydelige roddybder, og hos mange af disse arter vil
den maksimale roddybde ofte være bestemt af jordens kemiske og fysiske forhold (f.eks.
højden af grundvandsspejlet, overgang til anaerobe forhold i større dybde eller
lignende).
Rodafgrøder har normalt de spiselige dele placeret inden for de øverste ca. 20 cm, men
nogle arter kan have spiselige dele i større dybde.
En del af de stoffer, som er relevante i jordforureningssammenhæng, må forventes at
blive optaget og transporteret rundt i planterne. En nærmere afklaring af hvilke stoffer
og hvilke forureningsniveauer der kan medføre en væsentlig optagelse i planterne,
kombineret med ovenstående vurderinger af den effektive roddybde, kunne danne grundlag
for fastlæggelse af udskiftningsdybden for forurenet jord.
Andre stoffer, som er relevante i jordforureningssammenhæng optages og transporteres
næsten ikke i planterne (Jensen et al., 1997), og det er derfor næppe noget problem at
rødderne kommer i kontakt med sådanne stoffer. Hvis jordforureningen udgøres af stoffer
hvor det er klart dokumenteret, at de praktisk taget ikke optages og transporteres i
planterne, kan udskiftningsdybden dimensioneres efter at kontakt imellem forurenet jord og
de spiselige plantedele undgås.
Armstrong EL, Pate JS, Tennant D, 1994. The field pea crop in south western australia -
patterns of water use and root growth in genotypes of contrasting morphology and growth
habit. Australian Journal of Plant Physiology 21:517-532
Barraclough PB, 1989. Root growth, macro-nutrient uptake dynamics and soil fertility
requirements of a high-yielding winter oilseed rape crop. Plant and Soil 119:59-70
Barraclough PB, Wier AH, Kuhlmann H, 1991. Factors affecting in growth and distibution
af winter wheat roots under UK field conditions. Elsevier Science Publishers B.V.Plant
roots and their enviorment 410:417
Blumenthal JM, Russelle MP, Lamb JFS, 1999. Subsoil nitrate and bromide uptake by
contrasting alfalfa entries. Agronomy journal 91:269-275
Burns IG, 1980. Influence of the spatial distribution of nitrate on the uptake of N by
plants: A review and a model for rooting depth. J.Soil Sci. 31:155-173
Burns IG, 1989. Response of lettuce to a change in nitrate distribution in the root
zone. Proceedings of a meeting on plant and soil nitrogen metabolism, Lancester,September
1989, paper 37 2:1-8
Canadell J, Jackson RB, Ehleringer JR, Mooney HA, Sala OE, Schulze E-D, 1996. Maximum
rooting depth of vegetation types at the global scale. Oecologia 108:583-595
Engels C, Mollenkopf M, Marschner H, 1994. Effect of drying and rewetting the topsoil
on root growth of maize and rape in different soil depths. Zeitschrift Fur
Pflanzenernahrung und Bodenkunde 157:139-144
Greenwood DJ, Gerwitz A, Stone DA, Barnes A, 1982. Root development of vegetable crops.
Plant and Soil 68:75-96
Gregory, P.J. (1988) Growth and functioning of plant roots. In: Wild. A. (ed.)
Russells soil conditions & plant growth, page 113-167.
Hösslin R, 1954. Ein Beitrag zur Kenntnis der Wurzelwachstums einiger Gemüsearten
unter natürlichen Verhältnissen. Gartenbau 1954:47-62
Hamblin A, Tennant D, 1987. Root length density and water uptake in cereals and grain
legumes: How well are they correlated? Aust.J.Agric.Res. 38:513-527
Haverkort AJ, Groenwold J, Van de Waart M, 1994. The influence of cyst nematodes and
drought on potato growth. 5. Effects on root distribution and nitrogen depletion in the
soil profile. European Journal of Plant Pathology 100:381-394
Jackson LE, Stivers LJ, 1993. Root Distribution of Lettuce Under Commercial Production:
Implications for Crop Uptake of Nitrogen. Biological Agriculture & Horticulture
9:273-293
Jensen, J. Kristensen, H.L. and Scott-Fordsmand, J.J. (1997) Soil quality criteria for
selected compounds. Arbejdsrapport fra Miljøstyrelsen, Working Report No. 83, 1997
Kuhlmann H, 1990. Importance of the subsoil for the K nutrition of crops. Plant and
Soil 127:129-136
Kuhlmann H, Classen N, Wehrmann J, 1985. A method for determining the K-uptake from
subsoil by plants. Plant and Soil 83:449-452
Kutschera L and Lichtenegger E 1982a Wurzelatlas mitteleuropäischer Grünlandpflanzen.
Band I. Monocotyledoneae. pp 517. Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, New York.
Kutschera L and Lichtenegger E 1982b Wurzelatlas mitteleuropäischer Grünlandpflanzen.
Band II. Dicotyledoneae. pp ??? Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, New York.
Marschner, H. (1986) Effects of external and internal factors on root growth and
development. In: Marschner, H (1986) Mineral nutrition of higher plants, page 429-446.
Oliver S, Barber SA, 1966. Mechanisms for the Movement of Mn, Fe, B, Cu, Zn, Al and Sr
from One Soil to the Surface of Soybean Roots (Glycine max). Proceedings / Soil Science
Society of America 30:468-470
Parker CJ, Carr MKV, Jarvis NJ, Poplampu BO, Lee VH, 1991. An evaluation of the
minirhizotron technique for estimating root distribution in potatoes. J.Agric.Sci.Camb.
116:341-350
Peterson GA, Anderson FN, Varvel GE, Olson RA, 1979. Uptake of 15N-labeled nitrate by
sugar beets from depths greater than 180 cm. Agronomy journal 71:371-372
Qasem JR, 1993. Root Growth, Development and Nutrient Uptake of Tomato (Lycopersicon
esculentum) and Chenopodium album. Weed Research 33:35-42
Schenk M, Heins B, Steingrobe B, 1991. The significance of root development of spincah
and kohlrabi for N fertilization. Plant and Soil 135:197-203
Smit AL, Booij R, Van der Werf A, 1996. The spatial and temporal rooting pattern of
Brussels sprouts and leeks. Netherlands Journal of Agricultural Science 44:57-72
Strebel O, Duynisveld WHM, 1989. Nitrogen supply to cereals and sugar beet by mass flow
and diffusion on a silty loam soil. Z.Pflanzenernär.Bodenk. 152:135-141
Thorup-Kristensen,K. 1993. Root growth of nitrogen catch crops and of a succeeding crop
of broccoli, Acta Agric Scand, Sect B, Soil and Plant Sci , 43: 58-64
Thorup-Kristensen, K and Van den Boogaard, R. 1998 Temporal and spatial root
development of cauliflower (Brassica oleracea L. var. botrytis L.), Plant and Soil 201:
37-47
Thorup-Kristensen, K. 1998. Root development of green pea (Pisum sativum L.)
genotypes, Crop Science 38: 1445-1451.
Thorup-Kristensen, K and Sørensen, J.N. 1999 Soil nitrogen depletion by vegetable
crops with variable root growth, Acta Agric. Scand. Sect. B. Soil Plant Sci., 49: 92-97
Thorup-Kristensen, K and Van den Boogaard, R. 1999 Vertical and horizontal development
of the root system of carrots following green manure. Plant and Soil 212: 145-153
Thorup-Kristensen, K. 1999. An organic vegetable crop rotation self-sufficient in
nitrogen. In: Olesen, J.E., Eltun, R., Gooding, M.J., Jensen, E.S. & Köpke, U. (Eds)
Designing and testing crop rotations for organic farming. DARCOF Report no. 1. p 133-140
Thorup-Kristensen, K. (2000a) Are differences in root growth of nitrogen catch crops
important for their effect on nitrogen leaching losses? Submitted to Plant and Soil.
Thorup-Kristensen, K. (2000b) Root growth and soil nitrogen depletion by onion,
lettuce, early cabbage and carrot. Submitted to Acta Horticulturae.
Wiesler F, Horst WJ, 1994. Root growth and nitrate utilization of maize cultivars under
field conditions. Plant and Soil 163:267-277