– hur rötter och biokol formar transport och lakning av näringsämnen

Gröna tak är i dag en aktiv del av urbana dagvattensystem och kräver regelbunden gödsling för att ersätta näring som tas upp av växter eller lakas ur. Biokol kan minska denna lakning – men hur starkt påverkar växternas rötter egentligen processen?

Gröna tak utgör grunda, högporösa sy­stem där effektiv näringshantering är kritisk, särskilt under intensiva regnhän­delser som kan driva snabb lakning av lösta ämnen och förorening av dagvatten. Biokol används ofta som ett reaktivt tillsatsmaterial med förmåga att adsorbera och successivt desorbera näringsämnen [1]. Den funktionella interaktionen mellan biokol och växternas rotsystem – och dess påverkan på näringslakning – är emellertid bristfälligt karakteriserad på porskalan, där lokala flödesheterogeniteter, varierande porstrukturer och mikroskopiska reak­tionszoner i hög grad styr systemets transport‑ och reaktionsdynamik.

För att undersöka problemet utvecklades ett tredimensionellt verktyg som kan göra porskalesimuleringar med hjälp av lattice Boltzmann‑metoden (LBM). Den tidigare artikeln [2] visade hur verktyget kan an­vändas för att studera hur vatten rör sig i jorden, hur olika ämnen transporteras samt hur näringsämnen adsorberas eller frigörs i packat jordmaterial med olika fraktioner av biokol. Bland annat framkom att biokol har en begränsad adsorptionskapacitet och att överskottet leder till läckage när denna kapacitet uppnås. Detta innebär att om biokolets adsorptionskapacitet för­bättras kan lägre fraktioner användas i substraten, vilket ger snabbare adsorption och ökad föroreningsretention i gröna tak.

I den här studien inkluderas både bio­kolpartiklarna samt två typer av rötter i jordblandningen. Den ena typen är en pålrot som växer rakt nedåt och har några sidogrenar. Den andra typen är ett fiberrikt rotsystem med många tunna rötter som sprider sig åt sidorna. Båda rotsystemen skapas med hjälp av en algoritm som ger dem realistiska förgreningsmönster.

I modellen representeras växtsubstratet som ett poröst medium bestående av små, lika stora kulor som slumpmässigt packas och därefter kombineras med de gene­rerade rotstrukturerna. Flödet genom substratet beräknas som ett stationärt flöde motsvarande mycket kraftiga regnhändelser, vilket innebär att näringsämnes­transporten domineras av det genom­strömmande vattnet som för med sig lösta ämnen. I simuleringen framträder detta som utdragna näringsstråk, eller plymer, nedströms de reaktiva partiklar som re­presenterar biokol.

Biokolelementen desorberar näring i en bestämd takt, och rötterna tar upp näring vid sina ytor genom en liknande process. För att isolera effekten av bio­kolpartiklarnas respektive rötternas form och placering hålls den totala reaktiva ytan för båda komponenterna konstant i modellen. Detta uttrycks genom det relativa avståndet mellan biokolpartiklarna nedströms, benämnt ℓξ, som utgör en central parameter för hur plymerna ut­vecklas och för graden av homogenitet i näringstransporten genom substratet. Ett lägre ℓξ värde innebär ett mindre avstånd – alltså fler biokolpartiklar – vilket krävs för att den totala ytan hos biokolet ska motsvara rotsystemets yta, såsom hos det fiberrika rotsystemet, och vice versa.

Läs hela artikeln i Bygg & teknik 2-2026.

Teckna en prenumeration HÄR