Det är en av de viktigaste upptäckterna i professor Torgny Näsholms forskning vid Sveriges lantbruksuniversitet, SLU, i Umeå. Tillsammans med sin forskargrupp har han under många år undersökt hur växter tar upp och använder olika former av kväve – från de allra minsta molekylerna till hela växter och skogar.

– Det handlar om hur växter tar upp näringsämnen och i synnerhet kväve från marken. Vi har visat att växter kan ta upp och omsätta en lång rad organiska kväveföreningar, säger Torgny Näsholm.

Kväve finns i många former

När man pratar om växtnäring är det lätt att tänka på gödsel och de kväveformer som växterna traditionellt har ansetts använda, framför allt nitrat och ammonium. Men i marken finns kväve i många olika former.

En stor del är organiskt kväve, bland annat i form av aminosyror. Torgny Näsholm och hans forskargrupp har visat att växter kan ta upp sådana ämnen direkt genom rötterna och använda dem som kvävekälla. Det är särskilt intressant i de boreala skogarna, alltså skogarna på det norra halvklotet, där organiska kväveföreningar dominerar markens utbud av kväve.

– Läroböckerna inom växtområdet behandlar nästan uteslutande mineralkväve och utgår från att växter är helt beroende av dessa, i synnerhet nitrat. Det vill jag ändra på, säger han.

Forskningen visar också att det inte bara handlar om hur mycket kväve växten får. Olika kväveformer kan påverka växten på olika sätt.

Rötterna påverkas

En viktig del av forskningen handlar därför om vad som händer med växtens utveckling när den får tillgång till organiskt kväve.

Forskarna har sett att organiskt kväve kan gynna rottillväxten. Det gäller både örter, gräs och träd som gran och tall. På så sätt kan den kväveform som finns i marken påverka hur växten utvecklar sitt rotsystem.

Forskargruppen har också undersökt hur olika organiska kväveföreningar tas upp. Resultaten visar bland annat att vissa aminosyror tas upp snabbare än andra.

För att förstå vad som händer arbetar forskarna på flera nivåer. I laboratoriet studeras molekylära mekanismer med hjälp av bland annat backtrav, en liten modellväxt som är vanlig inom växtforskningen. I växthus görs försök med olika växter, bland annat gran- och tallplantor. Ute i skogen studeras träd, blåbärsris och andra vanliga skogsväxter.

Läroböckerna inom växtområdet behandlar nästan uteslutande mineralkväve och utgår från att växter är helt beroende av dessa, i synnerhet nitrat. Det vill jag ändra på.

– Det lite ovanliga och roliga är att vi studerar frågorna på flera olika nivåer, från molekyler och hela växter till fältförsök i skogen, säger Torgny Näsholm.

Från grundforskning till praktisk nytta

Intresset för kväve väcktes redan under hans universitetsstudier. Sedan dess har forskningen handlat om att förstå hur växter fungerar och hur deras förmåga att ta upp olika näringsämnen kan användas.

På sikt kan kunskapen få betydelse för både skogsbruk, jordbruk och trädgårdsnäring. Torgny Näsholm har också arbetat med att omsätta forskningsresultaten i nya metoder och produkter för växtnäring, bland annat genom starten av företaget Arevo.

För skogsbruket är frågan särskilt intressant eftersom skogsträd under naturliga förhållanden lever i en mark där organiska kväveföreningar spelar en viktig roll. En bättre förståelse för hur träden tar upp och använder kväve kan därför bidra till nya sätt att tänka kring växtnäring och tillväxt.

Torgny Näsholm har under åren fått flera erkännanden för sin forskning. Bland annat tilldelades han Marcus Wallenbergpriset 2018 för sina insatser inom forskningen om skogsträdens upptag av organiskt kväve.

Ska undersöka samspelet mellan kväve och hormoner

Wallenberg Scholar-anslaget ska användas till ett specifikt forskningsprojekt som han genomför tillsammans med kollegan Ioanna Antoniadi-Nilsson. Nu ska de gå ett steg längre och undersöka vad som händer inne i växten när olika former av kväve tas upp.

Fokus ligger på sambandet mellan kväveomsättningen och växthormoner. Växthormoner fungerar som signaler som bland annat styr växtens utveckling och tillväxt. Forskarna vill förstå hur olika kväveföreningar påverkar dessa signaler och hur det i sin tur påverkar exempelvis rötternas utveckling.

Det kan beskrivas som att forskarna försöker följa kvävets väg genom växten – från marken, in genom rötterna och vidare till de processer som styr hur växten växer.

Det långsiktiga målet är att få en bättre förståelse för hur växter fungerar och varför de reagerar olika på olika former av kväve. Den kunskapen kan sedan bidra till nya tillämpningar inom skogsbruk, jordbruk och trädgårdsnäring.

Vad som driver forskningen framåt är däremot enklare att förklara.

– Kanske ett standardsvar, men: nyfikenhet. Det har varit otroligt intressant och ju längre jag håller på, desto roligare blir det. 

Text Elin Olsson
Foto Johan Gunseus