I naturen binds kväve i organisk substans av kvävebakterier men numer kommer också en hel del med atmosfäriskt nedfall av kväveoxider från förbränning och ammoniak från lantbruk och biologiska processer. När de kvävebindande organismerna bryts ned frigörs en del av kvävet i sådan form – det mineraliseras - att det kan tas upp av växter. En del växter lever också i symbios med kvävebindande bakterier och är på så sätt mycket effektiva kväveuppbyggare. Vill man odla och få högre avkastning på en mark än vad de naturliga processerna på just den marken medger måste man tillföra mer kväve och i en form som växterna lätt kan ta upp.

Dagens jordbruk med krav på höga skördar fungerar inte utan tillförsel av fosfor och kväve och en del spårämnen. Det gäller såväl I-ländernas industrialiserade jordbruk som de mer primitiva jordbruksformerna. Förr hade man bara möjligheten att arbeta med kreatursgödsel eller svedjebruk. Boskapen betar på andra ytor än odlingsmarken. Det mesta av näringsämnena som betas hamnar i urin och en del i spillningen. (Det gäller även för människor att huvuddelen av intaget fosfor, ca 80 %, och kväve utsöndras med urin och hamnar i avloppet.)

Från växtnäringsåterföring till handelsgödsel

Genom att tillföra åkermarken stallgödsel hämtar man näringsämnen från en större yta än själva odlingsmarken. Det behövs en betydligt större betesmark än åkermarken för att detta skall fungera. Svedjebrukets princip är liknande. Man bränner och odlar. När marken är utarmad inom några år lämnas den och går in i en mycket långvarig träda där halten av växttillgängliga näringsämnen ånyo kan byggas upp med vittring och växtupptag. Att enbart lita på betande djur eller på svedjebruk leder dock till alltför låg skördeavkastning på den totala markytan för att man skall klara dagens totala matförsörjning.

Före mitten på 1800-talet fanns ingen handelsgödsel alls och jordbruksavkastningen per hektar var också mycket låg. Utarmning på växtnäring har nämnts som en av orsakerna till den tidens stora emigrationer. Den första handelsgödseln som bidrog till att lösa problemet med växtnäringstillförsel var guano men det var en kortvarig utvinning. Sedan kom andra metoder för att utvinna fosfat ur äldre bergarter och att framställa kvävegödselmedel ur luftkväve med hjälp av elkraft och fossila bränslen.

Idag har genom nästan hundra års användning av handelsgödsel så mycket fosfor tillförts åkermarken i Sverige att den på många ställen kan anses fosforrik – mer än 2 ton/ha. Trots detta är denna fosfor ej lättillgänglig för växter. För att den bundna fosforn skall kunna utnyttjas krävs att fosforgödsling upphör så att markorganismer åter kan börja lösa ut ämnet. Tyvärr innebär detta att skörderesultatet hamnar på en lägre nivå.

Fosforinnehållet i biomassa varierar med arten av substans mellan praktiskt taget 0 och upp till 1 eller 2 promille. För bensubstans är dock innehållet betydligt högre. För ett ryggradsdjur ligger ungefär 80 % av all fosfor i bensubstansen men för att möjliggöra växttillgänglighet av detta och andra benmineralier inom rimlig tid krävs att benen mals till mjöl eller bränns till en aska. Kompostering och rötning bryter inte ned benmaterial.

Fosfor - en ändlig resurs

Nära förestående fosforbrist framhålls ibland som ett starkt skäl för växtnäringsåterföring. Tillgången på brytvärda fosformineral anges vara ändliga och bara räcka något hundratal år. Detta är både fel och riktigt. Det är riktigt att de kända fyndigheter som kan utvinnas till dagens kostnadsnivå kan vara slut efter ett eller annat hundratal år men dagens råfosforkostnad utgör en försumbar del av matpriset och framför allt av priset för viktig basmat som bröd. Det handlar om maximalt ett par öre per kg bröd. Fosfor är ett av jordens vanligaste grundämnen – ett par procent av jordskorpan. En höjning av utvinningskostnaden på tio gånger betyder nästan inget för matkostnaden och redan med en sådan höjning blir frågan om tillgång säkert helt annorlunda.

Inga försök har gjorts att uppskatta världens tillgångar på den kostnadsnivån. Vid 2 till 3 gånger ökning kan Sverige bli självförsörjande med fosfor i minst 700 år genom att utnyttja fosforinnehållet i resterna från järnmalmsbrytningen i de norrländska malmfälten. Om allt annat hålls oförändrat så ger en prishöjning på fosfor med 100 gånger i Sverige kanske 10 – 15 % höjning av brödpriset. 100 gånger höjning anges i IVLs utredning "Syntes av systemanalyser av avfallshantering" som nödvändigt för att ekonomiskt likställa biologiska behandlingsmetoder med växtnäringsåterföring och förbränning för energiutnyttjande.

Växtnäringsämnen ökande föroreningsproblem

Långsiktigt måste man betrakta den totala fosforresursen så stor att fosforproblemet egentligen bara är ett besvärligt och ökande föroreningsproblem. Detsamma gäller för kväve. Fosfor- och kväverening av städernas avloppsvatten är angeläget. Vill man undvika deponering av organisk substans – förbjudet fr o m 2005 – är det viktigt att arbeta med andra former för omhändertagande av avloppsslam. Återföring av växtnäring till odling är ett av alternativen och troligen det viktigaste på mycket lång sikt. Det gäller dock att klara detta med höga hygienkrav.

Åter till växtnäringsåterföring?

Betalningsviljan för växtnäring är avsevärt högre än dagens priser. Vid 1900-talets början tog man vara på latrin för dess växtnäringsinnehåll. I Göteborg tillverkades en produkt av kalk och torkad latrin som benämndes pudretter. 1911 låg priset för 100 kg kalkpudrett på 6 kr vid fabrik. (Ulf Andreasson, CTH) Uppräknat med index till dagens penningvärde motsvarar detta över 230 kr/kg.

Innehållet av växtnäring värderat med dagens priser på handelsgödsel blir bara ca 40 kr/kg. Med en latent betalningsvilja på 5 gånger dagens nivå blir frågan om världens resurser fullständigt annorlunda. Det är inte förrän man kommer till betydligt högre växtnäringspriser som jordbruket kan tänkas vilja betala full kostnad för utvinning av växtnäring ur matavfall och slam. Till dess måste växtnäring i matavfall och avlopp huvudsakligen betraktas som förorening och kostnaden för återföring bäras av andra och skrivas på värdekontot av att föroreningen bortskaffas.

Drygt hälften av allt fosforläckage från samhälle till vatten (55 %) kommer från jordbruket. Den andra hälften kommer huvudsakligen från avloppssystemen. Att fånga en stor del av fosforflödet i städernas avlopp förefaller dock beslutsmässigt enklare än att ändra jordbruks- och gödslingsmetoder. Men långsiktigt måste man även åtgärda dessa.