Artikkelit jotka sisältää sanan 'anatomy'

Tässä työssä tutkittiin kasvun sekä puuaineksen tiheyden ja anatomian fenotyyppistä vaihtelua ja niiden välisiä korrelaatioita 41-vuotiailla kuusen (Picea abies (L.) Karst.) klooneilla ja provenanssihybridi-klooneilla. Lisäksi tutkittiin pituuden kehitystä yhden kasvukauden ajan ja pakkaskestävyyden kehitystä ensimmäisen kasvukauden lopussa niiden siemensyntyisillä jälkeläisillä erilaissa ilmastokäsittelyissä (lämpötilan ja/tai hiilidioksidin nousu) kasvihuoneolosuhteissa.

Yhdellä suomalaisella kloonilla (V43) ja kahdella suomalais-saksalaisella hybridillä (V449 ja V381) oli keskimääräistä suurempi runkotilavuus verrattaessa 25 tutkimuksessa mukana ollutta alkuperää keskenään (Artikkeli I). Niillä oli myös selvästi suurempi puuaineksen tiheys verrattuna kaikkien alkuperien keskimääräiseen puuaineksen tiheyteen. Lisäksi kloonin isän havaittiin vaikuttavan puuaineksen tiheyteen.

Viidellä alkuperällä, joiden puuaineksen anatomiaa tutkittiin, havaittiin eroja trakeidien pituudessa, niiden soluseinien (mitattiin kaksinkertaisena) paksuudessa, kevät- ja kesäpuun leveydessä sekä kesäpuun trakeidien ontelon läpimitassa (Artikkeli II). Edellä mainitut muuttujat, kuten myös ydinsäteiden lukumäärä, korreloivat kevät- ja kesäpuun leveyden ja tiheyden kanssa. Lisäksi pihkatiehyeiden vieressä sijaitsevien trakeidien soluseinän paksuus erosi muiden trakeidien soluseinien paksuudesta (Artikkeli II). Alkuperien maantieteellinen kotiseutu voi vaikuttaa näihin eroihin.

Kasvihuonekokeessa kohotettu lämpötila lisäsi taimien pituuskasvua sekä viivästytti ja lyhensi syksyistä pakkaskestävyyden kehitystä  kaikilla alkuperillä (Artikkeli III). Hiilidioksidipitoisuuden kohotus ei vaikuttanut pituuskasvuun eikä pakkaskestävyyden kehittymiseen. 

Tulevaisuudessa tämän työn tulokset eri genotyyppien ja alkuperien puuaineksen ominaisuuksien vaihtelusta voivat olla hyödyksi metsänjalostustyön tukena. Lisäksi jatkossa vaikuttaisi olevan tarpeen selvittää alkuperän vaikutusta myös puuaineksen kemialliseen koostumukseen.

• Levkoev, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: eino.levkoev@uef.fi

Latvusarkkitehtuuri ja sen rooli lajien välisessä vuorovaikutuksessa boreaalisessa sekametsässä Tutkin väitöskirjassani puiden latvuksen rakennetta ja sen roolia lajien välisessä vuorovaikutuksessa sekametsässä. Aiheesta tekee kiehtovan latvusrakenteen joustavuus eli puut vastaavat herkästi kasvuympäristössään tapahtuviin muutoksiin muokkaamalla rakennettaan. Kiinnostus puulajiston monimuotoisuutta suosivaa metsänkasvatusta kohtaan on kasvussa, mutta silti tiedämme melko vähän siitä, miten pääpuulajiemme latvusrakenne toimii kilpailtaessa elintilasta ja resursseista metsiköiden sisällä. Väitöskirjassani keskityin selvittämään miten puiden rungon, oksien ja versojen muodostama latvusrakenne muuttuu naapuripuista johtuvan kilpailun vaikutuksesta, ja onko muutoksissa naapuripuulajista johtuvia eroja. Halusin myös ymmärtää paremmin minkälainen suhde on latvuksen ulkoisella ja puuaineen sisäisellä rakenteella. Väitöskirjani tulokset osoittavat, että mänty ja koivu vastaavat molemmat latvuskilpailuun mm. kasvattamalla vähemmän ja pienempiä oksia, joissa lehdetön osuus oksan pituudesta kasvaa. Lajien välillä näyttää kuitenkin olevan eroa biomassan suhteellisessa jakautumisessa, sillä nuorilla koivuilla pääoksien osuus kokonaisbiomassasta kasvoi kilpailun lisääntyessä rungon kustannuksella, kun taas nuorilla männyillä rungon biomassaosuus kasvoi. Männyn ja koivun latvusrakenne muuttuu paitsi naapuripuiden koon, lukumäärän ja etäisyyden suhteen myös naapuruston pääpuulajin suhteen. Sekä mänty että koivu kasvoivat toistensa ympäröimänä enemmän pituutta, mutta niiden kokonaiskasvu oli alhaisempi verrattuna lajitovereiden ympäröimiin yksilöihin. Selvitimme tuloksen taustoja metsiköiden valaistussimulaatioiden avulla ja havaitsimme, että koivikko päästi tiheissä metsiköissä valoa latvuston läpi samanpituista männikköä enemmän, mutta harvemmissa metsiköissä tätä eroa ei ollut. Tulosten mukaan ennustettaessa latvusrakennetta ja kasvua, naapuripuiden lajityypillinen rakenne on otettava huomioon niiden kilpailuvaikutusta arvioitaessa. Tulokseni osoittavat myös, että puun solukoiden rakenne on yhteydessä ulkoiseen latvusrakenteeseen. Vesi kulkee puun sisällä juurista ylös haihduttaviin lehtiin vedenkuljetussoluista muodostuneissa putkimaisissa rakenteissa. Vedenkuljetussolujen läpimitta leveni odotetusti ylhäältä alaspäin etäisyyden funktiona. Tämän lisäksi solukoko pieneni ja solutiheys kasvoi hyppäyksenomaisesti siirryttäessä rungosta oksiin, pääoksista sivuhaaroihin ja koivun tapauksessa oksista lehtiruoteihin. Myös lehtiruodeissa solukoko vaihteli lehden pinta-alan funktiona. Näyttääkin siltä, että myös vedenkuljetussolukon rakenne heijastaa joustavan latvusrakenteen välityksellä kasvuympäristön tilaa kuten latvuskilpailua.

• Lintunen, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: anna.lintunen@helsinki.fi

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää ilmastonmuutoksen vaikutuksia rauduskoivun (Betula pendula Roth), amerikanhaavan (Populus tremuloides Michx.), paperikoivun (Betula papyrifera Marsh.), sokerivaahteran (Acer saccharum Marsh.) ja kuusen (Picea abies (L.) Karst.) läpimitan kasvuun sekä puuaineen rakenteeseen ja kemiaan. Tutkimuksen aineistot kerättiin Suomessa, Yhdysvalloissa ja Ruotsissa toteutetuista ilmastonmuutoskokeista. Kohotettu CO₂- ja O₃-pitoisuus sekä lämpötila vaikuttivat metsäpuiden puuaineen ominaisuuksiin. Rauduskoivulla kohotettu CO₂ lisäsi luston leveyttä ja uuteaineiden ja tärkkelyksen pitoisuutta, kun taas selluloosan ja gravimetrisen ligniinin pitoisuus laski. Vasteet kohotetulle otsonille riippuivat kloonista: putkilo-osuus ja typpipitoisuus laskivat, kun taas soluseinäosuus nousi yhdellä kloonilla. Kohotettu CO₂ kompensoi otsonin vaikutuksesta tapahtuvaa putkilo-osuuden pienenemistä. Vasteet kohotetulle CO₂- ja O₃-pitoisuudelle erosivat 3- ja 5-vuotiaalla haavalla ja paperikoivulla. Kolmevuotiailla haapaklooneilla ja paperikoivulla ligniinipitoisuus lisääntyi kohotetussa O₃-pitoisuudessa. Kohotettu CO₂ kuitenkin kompensoi tätä vaikutusta eikä ligniinivastetta enää havaittu 5-vuotiailla puilla. Kohotettu CO₂ vähensi haavalla uronihappojen pitoisuutta ja lisäsi kloonista riippuen uuteaineiden ja tärkkelyksen pitoisuutta. Kohotettu O₃ vähensi haavalla rungon läpimitan kasvua ja putkiloiden soluontelon läpimittaa, mutta lisäsi soluseinän paksuutta. Viisivuotiaalla paperikoivulla kohotettu CO₂ lisäsi uuteaineita ja vähensi tärkkelystä, kun taas kohotettu O₃ lisäsi molempien pitoisuutta. Kolmivuotias vaahtera reagoi puulajeista vähiten niin kohotettuun CO₂- kuin O₃-pitoisuuteen. Kohotettu CO₂ vähensi 40-vuotiaalla kuusella typpipitoisuutta, kevätpuun soluseinän paksuutta ja kuitujen soluontelon läpimittaa, kun taas luston leveys lannoittamattomilla puilla ja kesäpuukuidun soluontelon läpimitta kasvoivat. Kohotettu lämpötila vähensi uuteaineiden ja liukoisten sokereiden pitoisuutta, ja lisäsi soluseinän paksuutta ja puun tiheyttä. Altistuskokeiden tulokset osoittavat, että puuaineen ominaisuudet voivat muuttua ilmastonmuutoksen seurauksena, mutta vasteet kohoaville CO₂- ja O₃-pitoisuuksille sekä kohoavalle lämpötilalle voivat riippua puulajista ja puun iästä. Puiden pitkäikäisyyden takia lisätietoa pitkäaikaisista tutkimuksista tarvitaan, ennen kuin puuaineen ominaisuuksia ja käyttömahdollisuuksia eri lopputuotteissa voidaan ennustaa tulevaisuuden ilmastossa.

• Kostiainen, University of Oulu, Department of Biology Sähköposti: katri.kostiainen@metla.fi

Rauduskoivun (Betula pendula) puuaines sopii ominaisuuksiensa puolesta erinomaisesti mekaanisen metsäteollisuuden käyttöön, mutta ongelmana on sahatavaran tummuminen kuivauksen aikana. Tässä tutkimuksessa selvitettiin rauduskoivun puuaineksen kuivauksen aikana tapahtuvan tummumisen syitä, tarkoituksena löytää keino, jolla värin tummuminen kuivauksen aikana pystyttäisiin minimoimaan tai jopa välttämään. Tässä tutkimuksessa koivu sahattiin laudoiksi, joiden mitat vastasivat parketin pintalamellien aihioissa käytettävän sahatavaran mittoja. Osa koivulaudoista kuivattiin lämminilmamenetelmällä, osa alipainemenetelmällä laboratoriokokoisissa kuivausuuneissa. Puun värin muutokset samoin kuin proantosyanidiinipitoisuuden muutokset mitattiin puusta lämminilmakuivauksen aikana ja kummallakin tavalla kuivatuista laudoista kuivauksien päätyttyä huomioiden puutavaran käsittely (kaatoaika, varastointi) sekä puiden ympäristötekijät (kasvupaikka) ja runkojen sisäiset tekijät (puuaineksen sijainti rungossa; puuaineksen ikä). Solukkomittauksia tehtiin kuivatuista laudoista otetuista näytteistä; lisäksi puuaineksen tummumista havainnoitiin visuaalisesti. Erilaisia lämminilmakuivauskaavoja verrattaessa havaittiin, että mitä korkeampi kuivauslämpötila oli, sitä tummemmaksi puu muuttui kuivauksen aikana. Kaksi kriittistä kosteusaluetta värin muuttumisen suhteen havaittiin: kuivauksen aloittamisen jälkeen puun väri vaaleni noin 30 % kosteussuhteeseen asti, jolloin se alkoi tummua ja tummui 15-20 %:n kosteussuhteeseen saakka. Tämän jälkeen puun kuivuessa edelleen sen väri jälleen vaaleni hieman, mutta lopullinen väri oli kuitenkin selvästi tuoreväriä tummempi. Samanaikaisesti tummumisen kanssa proantosyanidiinipitoisuus puussa aleni, mikä merkitsee ko. yhdisteiden polymeroitumista ja/tai hapettumista puna-ruskeasävyisiksi yhdisteiksi. Eri tavoin kuivatuissa puuaineksissa havaittiin täysin eri solukkotekijät, jotka korreloivat puun värin kanssa. Lämminilmakuivauksessa merkittävä tummentava solukkotekijä oli kesäpuukerroksen paksuus, kun taas alipainekuivatussa puussa ydinsäteiden suuri leveys ja pitkittäisparenkyymin suuri määrä tummensivat puuta. Tämän tutkimuksen tulosten perusteella koivun puuaineksen tummumista kuivauksen aikana saattaakin olla mahdollista kontrolloida ottamalla huomioon solukkorakenne. Sekundaarinen ksyleemi kehittyy puun koko elämän aikana, jolloin koivuja voitaisiin yrittää jalostaa värin kannalta merkittävien solukkorakenteiden suhteen tai ko. solut ja solukot voitaisiin yrittää minimoida metsänhoidon avulla. Tämä onnistuu parhaiten istutuskoivikoiden perustamisen yhteydessä. Tällöin voidaan valita siemenalkuperä niin, että värinmuutosalttius on huomioitu, ja kasvupaikka voidaan valita niin, että sen olot eivät suosi parenkyymin ja kesäpuun muodostumista suuressa määrin. Puun fysiologiaan voidaan kasvupaikan valinnalla vaikuttaa, sillä eri solutyyppien muodostumisen fysiologinen tausta, mm. hormonien vaikutukset, tunnetaan varsin hyvin.

• Luostarinen, University of Joensuu, Faculty of Forestry Sähköposti: katri.luostarinen@joensuu.fi