Dissertationes Forestales

Kira Ryhti. (2022). Belowground carbon dynamics in Scots pine stands. https://doi.org/10.14214/df.333

Avainsanat: juuret; boreaalinen metsä; Hiilidioksidi; maahengitys; metsämänty; varastohiilihydraatit

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Boreaaliset metsämaat ovat yksi suurimmista hiilen varastoista maailmanlaajuisesti, kun taas maahengitys (hiilidioksidipäästöt) muodostaa suurimman hiilivirran ekosysteemistä ilmakehään. Ilmastonmuutoksella voi olla arvaamattomia vaikutuksia maanalaisiin hiiliprosesseihin ja sitä kautta boreaalisten metsien hiilitaseeseen.

Maaperän erilaisten prosessien ymmärtämiseksi ja mahdollisten hiilenkierron muutosten arvioimiseksi muuttuvassa ilmastossa metsänpohjan kokonaismaahengitys jaettiin viiteen eri komponenttiin ja puun juurten hengitys arvioitiin neljällä eri menetelmällä keski-ikäisessä boreaalisessa mäntymetsikössä (Pinus sylvestris L.) Etelä-Suomessa. Varastosokerien ja tärkkelyksen pitoisuudet puiden juurissa määritettiin ja juurien varastosokereiden syötteen määrä maaperään ja symbionttisille mikrobeille (sienijuurille eli mykorritsoille) arvioitiin koko puun hiilitasemallilla ’CASSIA’. Lisäksi puun juurten hengitys ja maan heterotrofisten mikrobien maahengitys erotettiin toisistaan seitsemässä eri havumetsässä mittaamalla hengitystä tavanomaisissa ympäristöissä sekä maaperässä, jossa ei ollut eläviä juuria.

Puiden juurten hengitys muodosti lähes puolet kokonaismaahengityksestä, heterotrofinen maahengitys lähes kolmanneksen, ja pintakasvillisuuden sekä sienijuurten hengitys loput viidenneksen boreaalisessa mäntymetsikössä. Vuotuinen puiden juurten hengitys laski kolmen ensimmäisen tutkimusvuoden ajan, kun taas heterotrofinen maahengitys nousi niin kutsutun ’Gadgil’-ilmiön vuoksi, kun sienijuuret eristettiin pois maasta. Puiden juurten hengitys ja suurin osa varastohiilihydraattien pitoisuuksista olivat korkeampia lämpiminä vuosina ja alhaisempia kylmempinä. Juuret ovat alati vuorovaikutuksessa maaperän kanssa ja niiden erottaminen toisistaan on menetelmällisesti haastavaa. Kolme eri menetelmää arvioi juurten hengityksen olevan melko saman tasoista, kun taas juurihengitys yksittäisistä kaivetuista ja leikatuista juurista oli merkittävästi alhaisempaa. Leikatut juuret kaivettiin melko läheltä maan pintaa, kun taas muilla menetelmillä arvioitu juurten hengitys oli peräisin myös syvemmistä maan kerroksista, jossa kosteutta oli todennäköisesti enemmän. Juurten hengitys oli yli 50 % vuotuisesta yhteytyksestä pohjoisimmassa metsikössä, kun taas eteläisimmässä metsikössä se oli vain 15 %. Koko puun hiilitasemallilla mallinnettu hiilisyöte maahan oli keskimäärin kolmannes vuotuisesta yhteytyksestä ja lähes 5 % symbioottisille sienijuurille.

Ryhti, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences Sähköposti: kira.ryhti@helsinki.fi

Yiyang Ding. (2021). Fine root dynamics and below- and above-ground carbon inputs into soil in boreal forests. https://doi.org/10.14214/df.321

Avainsanat: hienojuuribiomassa; hienojuurten elinikä; karikkeen määrä; hiilen allokaatio; juurten kasvun ajoittuminen; abioottiset rajoitteet

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Hiilen kulkeutumista maaperään juuristokarikkeessa on tutkittu vähän boreaalisissa metsissä, ja tiedon puute hienojuurten uusiutumisnopeudesta on vaikeuttanut maaperään tulevan hiilimäärän arviointia. Boreaalisten metsien hienojuurten ja sienijuurten rihmastojen karikevirtojen määrittäminen on siksi ensiarvoista hiilitaseiden määrittämiselle ja hiilen kierron mallintamiselle.

Väitöskirjassa määritettiin maanpäällisen ja maanalaisen karikkeen hiilivirtoja kasvupaikkagradientilla eteläsuomalaisissa männiköissä sekä pohjoissuomalaisessa koivikossa. Lisäksi männyn kuljetus- ja ravinteidenottojuurten kasvun ajoittumista mitattiin ja verrattiin maanpäällisten ositteiden kasvun mallinnustuloksiin, jotka ennustettiin dynaamisella Cassia-mallilla. Tämä tutkimus tehtiin Etelä-Suomessa vuonna 2018, jolloin oli poikkeuksellinen kasvukautinen kuivuusjakso. Hienojuurten uusiutumista mitattiin ns. miniritsotroneilla ja juurten kasvun ajoittumista jatkuvatoimisilla skannereilla. Kummallakin menetelmällä seurattiin samojen juurten kasvua metsämaassa ajan kuluessa.

Päivittäiset mittaukset osoittivat, että intensiivinen juurten kasvu ajoittui sekä kuljetus- että ravinteidenottojuurissa myöhemmäksi kuin maanpäällisissä ositteissa (puuaine, versot silmut, neulaset). Juurten kasvu alkoi lisääntyä keskikesällä neulasten kasvun vähentyessä ja jatkui syksyllä pitkään. Loppukesän kuivuus vaikutti enemmän ohuimpiin ravinteidenottojuuriin kuin paksumpiin kuljetusjuuriin, jotka ovat kestävämpiä sään vaihtelulle.

Heikompi ravinteiden saatavuus lisää hiilen allokaatiota juuriin. Tutkimuskohteemme, kuivan kankaan kanervatyypin, kuivahkon kankaan puolukkatyypin ja tuoreen kankaan mustikkatyypin metsät on nimetty A.K. Cajanderin kasvupaikkaluokittelun mukaan kuvaten lisääntyvää ravinteiden saatavuutta. Ravinneköyhimmällä kuivalla kankaalla juuret elivät pitempään ja niitä oli enemmän kuin ravinteikkaammilla kuivahkolla ja tuoreella kankaalla. Sekä hienojuurten että niiden sienijuurten osuus puustossa lisääntyi siirryttäessä ravinteikkailta kasvupaikoilta ravinneköyhiin ja etelästä pohjoiseen.

Maanalainen karike sekä puista että aluskasvillisuudesta oli 21-58% tutkimusmetsien kokonaiskarikkeesta. Männiköissä keskimäärin kolmasosa kokonaiskarikkeesta ja sen mukana maahan tulevasta hiilimäärästä oli peräisin juurista, mutta Pohjois-Suomen koivikossa juurikarikkeen osuus oli yli puolet kokonaiskarikkeeesta.

Määritettäessä kasvua, sen ajoittumista ja karikevirtoja sekä niiden mukana maaperään tulevaa hiiltä tulisi aina tarkastella sekä puiden että aluskasvillisuuden maanpäällisiä ja maanalaisia osia. Jatkotutkimuksissa tulisi huomioida myös juurieritteiden mukana maaperään tuleva hiili.

Ding, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences Sähköposti: yiyang.ding@helsinki.fi

Mikko Tikkinen. (2018). Improved propagation efficiency in a laboratory–nursery interface for somatic embryogenesis in Norway spruce. https://doi.org/10.14214/df.265

Avainsanat: solukkotaimi; maturaatio; kylmävarastointi; idätys; pistokaslisäys; metsäbiotekniikka

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Työssä kehitettiin kuusen (Picea abies (L.) Karst.) alkiomonistusmenetelmää ja sen lisäystehokkuutta, tavoitteena yhdistää alkiomonistus käytännön metsänjalostukseen ja käytössä oleviin taimituotantomenetelmiin. Työssä tutkittiin erityisesti i) alkioiden kypsytys- eli maturaatiovaiheen, kylmävarastoinnin, solukkoviljelyalustalla tapahtuvan idätyksen ja taimitarhakasvatuksen olosuhteiden (laboratorio-taimitarha rajapinta) vaikutusta solukkotaimien elävyyteen ja kasvuun (Artikkelit I ja II); ii) mahdollisuuksia parantaa alkiomonistukseen perustuvan taimituotannon tehokkuutta säilyttäen samalla lisäysaineiston perinnöllinen monimuotoisuus (Artikkelit I ja II); sekä iii) mahdollisuutta kasvattaa lisäystehokkuutta käyttämällä solukkotaimia pistokasemoina (Artikkeli III). Tavoitteiden saavuttamiseksi toteutettiin sarja solukkoviljely- ja taimikasvatuskokeita. Lisäksi arvioitiin alkiomonistuksen kustannusrakenne sekä menetelmäkehityksen vaikutus kustannuksiin.

Menetelmäkehityksen tuloksena tuotettujen alkioiden määrä kaksinkertaistui tuotantoyksikköä kohden, solukkotaimien elävyys lähes kaksinkertaistui ja pituuskasvu taimitarhalla lisääntyi siinä määrin, että solukkotaimien kasvatusaika taimitarhalla lyheni yhdellä vuodella aiempaan verrattuna. Solukkotaimia pystyttiin tuottamaan 356 eri genotyypistä, mikä oli 50 % testatuista, syväjäädytettynä säilötyistä ja sulatetuista genotyypeistä. Menetelmäkehitys alensi solukkotaimien tuotantokustannuksia 75 %. Työn tulokset osoittavat, että yhden viikon ajan laboratoriossa solukkoviljelyalustalla idätettyjä solukkotaimia voidaan kasvattaa kasvihuoneeseen koulinnan jälkeen siementaimien kanssa samoissa olosuhteissa ilman ylimääräisiä toimenpiteitä. Solukkotaimia on mahdollista lisätä edelleen pistokkaina: solukkotaimipistokkaat juurtuivat hyvin samoissa olosuhteissa, joita käytetään siementaimista leikatuille pistokkaille. Genotyyppien laajamittaisen kenttätestauksen aloittaminen on mahdollista käyttäen 5-12 solukkotaimea pistokasemoina.

Tikkinen, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: mikko.tikkinen@luke.fi

Juha Honkaniemi. (2017). Integrating mechanistic disturbance models and stand dynamics of Norway spruce. https://doi.org/10.14214/df.241

Avainsanat: Picea abies; tuuli; metsätuho; juurikääpä; kirjanpainaja; mekanistinen mallinnus

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Abioottiset ja bioottiset häiriöt ovat ajallisesti hetkellisiä ja satunnaisia tapahtumia, jotka muuttavat ekosysteemiä vähentäen sen biomassaa. Ne ovat avainasemassa metsäekosysteemissä, mutta kasvatusmetsissä aiheuttavat riskin metsän tuottavuudelle. Ilmastonmuutos tullee lisäämään eri metsätuhojen riskiä boreaalisissa metsissä. Euroopassa merkittävimmän tuhoriskin kuusivaltaisille metsille (Picea abies) aiheuttavat juurikääpä (Heterobasidion annosum s.l.), tuuli ja kirjanpainaja (Ips typographus). Juurikääpä aiheuttaa metsiköissä kasvutappioita, kuolleisuutta sekä vähentää puutavaran arvoa. Lisäksi se vähentää puiden mekaanista vastustuskykyä tuulta vastaan ja lisää metsiköin alttiutta tuulituhoille. Kirjanpainajat hyötyvät heikoista puista, kuten tuulenkaadoista, silloin kun niiden kanta on pieni ja voivat hyvissä olosuhteissa aiheuttaa massiivisiakin tuhoja. Väitöskirja esittää uuden WINDROT-mallikonaisuuden, jonka avulla voidaan simuloida eri tuhoaiheuttajien välisiä yhdysvaikutuksia. WINDROT-mallikokonaisuus koostuu neljästä simulaatiomallista, joista jokainen vastaa joko metsikön tai tuhonaiheuttajan dynamiikasta. MOTTI-ohjelmisto simuloi metsikön kasvua ja dynamiikkaa ottaen huomioon metsänhoidon. Hmodel-, HWIND- ja BBDYN –mallit simuloivat kukin yhden tuhonaiheuttajan kehitystä metsikkötasolla. Mallikokonaisuuden tarkastelu puu- ja metsikkötasolla osoitti, että: i) juurikäävän dynamiikkan merkittävin tekijä ovat itiö- ja juuristotartunnat suuriin kantoihin, ii) juurikäävän lisääntyvä määrä metsikössä lisää metiskön alttiutta tuulituhoille; sekä iii) tuulituhojen määrä vaikutti niitä seuraaviin kirjanpainajatuhoihin. Mallikokonaisuutta voidaan jatkossa käyttää eri metsänkasvatusketjujen riskiarviointiin erilaisissa skenaarioissa.

Honkaniemi, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: juha.honkaniemi@helsinki.fi

Ai-Fang Wang. (2017). Effect of waterlogging on boreal forest tree seedlings during dormancy and early growing season. https://doi.org/10.14214/df.224

Avainsanat: biomassa; boreaalinen metsä; ravinteet; fotosynteesi; dormanssi; Fv/Fm; hypoksia; ilmaraot; juuri; lehtikarvat; tulva; tärkkelys

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Ilmastonmuutoksen aiheuttama talvisateiden lisääntyminen saattaa altistaa pohjoiset havumetsät talvi- tai kevättulville erityisesti ojitetuilla turvemailla. On tärkeää tuntea pääpuulajien vasteet tulvalle, jotta voidaan parantaa ennusteita metsien tuottavuudesta sekä kunnostusojituksen tarpeesta. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää vuoden ikäisten kuusen (Picea abies (L.) Karst.), rauduskoivun (Betula pendula Roth) ja hieskoivun (Betula pubescens Ehrh.) taimien fysiologisia ja kasvuvasteita kuukauden mittaiselle tulvalle lepokauden lopulla sekä koivulajien vasteita kuukauden mittaiselle tulvalle kasvukauden alussa.

Lepokauden tulva (LT) johti pienempään juuritilavuuteen kuusella, mutta ei vaikuttanut klorofyllifluoressenssiin eikä neulasten, rankojen tai juurten biomassaan. LT vähensi rauduskoivun juurten biomassaa ja juurten vedenjohtavuutta, mutta ei vaikuttanut maanpäällisiin kasvinosiin. Hieskoivussa LT vähensi ilmarakojohtavuutta ja nettofotosynteesiä, mutta eri kasvinosien biomassaan se ei vaikuttanut. Kokeessa tutkitut puulajit selviytyivät kuukauden mittaisesta talvitulvasta hyvin.

Kasvukauden tulva (KT) johti alempaan ilmarakojohtavuuteen ja nettofotosynteesiin sekä pienempään lehtipinta-alaan molemmissa koivulajeissa. Lehtien kalium-, kalsium-, magnesium-, mangaani- ja booripitoisuudet olivat pienempiä KT-käsittelyn rauduskoivuissa, mutta hieskoivussa ainoastaaan kalsium- ja magnesiumpitoisuudet olivat pienemmät. Hieskoivussa KT lisäsi voimakkaasti ohutjuurten haarautumista (klusterijuuria), lehtien karvoja ja rangan korkkihuokosia. Rauduskoivussa taas ei esiintynyt vastaavia sopeutumisilmiöitä. Kasvukauden tulva vaikutti haitallisemmin molempiin koivulajeihin kuin lepokauden tulva. Morfologisten piirteiden sopeutuminen tulvaan selitti lajien välisiä eroja paremmin kuin fysiologiset vasteet. Tulokset selittävät osaltaan hieskoivun parempaa menestymistä märässä maassa verrattuna rauduskoivuun.

Wang, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: aifang.wang@luke.fi

Jaana Leppälammi-Kujansuu. (2014). Norway spruce fine root dynamics and carbon input into soil in relation to environmental factors. https://doi.org/10.14214/df.183

Avainsanat: ektomykorritsa; juuribiomassa; juurten elinikä; kariketuotoksen hiili; hiilen ikä

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Kuusen hienojuuridynamiikka ja karikkeen hiilisyöte metsämaahan erilaisissa ympäristöoloissa Ilmastosopimuksen mukaisesti Suomi raportoi vuosittain metsien kasvihuonekaasupäästöt ja -nielut. Metsien maaperän hiilivaraston muutoslaskelmiin liittyy kuitenkin suuri epävarmuus puiden hienojuurten eliniästä sekä vuotuisen juurikarikkeen myötä maahan kulkeutuvan hiilen määrästä. Tässä väitöskirjassa määritettiin kuusen (Picea abies L. (Karst.)) hienojuurten elinikä sekä maanalainen ja maanpäällinen kariketuotanto erilaisissa maaperän ravinteisuus- ja lämpötilaoloissa. Myös aluskasvillisuuden osuutta kariketuotannossa tarkasteltiin. Lisäksi väitöskirjassa verrattiin hienojuurten sisältämän isotooppisen hiilen (14C) ikää suhteessa hienojuurten elinikään. Ravinteisuuden lisääntyminen ja lämpötilan nousu lyhensivät kuusen hienojuurten elinikää sekä metsikkökokeessa että luonnollisella gradientilla. Lannoitus paransi puiden kasvua ja lisäsi sekä maanpäällistä että maanalaista kariketuotantoa. Maaperän lämpötilan kohottaminen sen sijaan lisäsi ainoastaan hienojuurten kariketuotosta, mutta puiden kasvu ei pitkällä aikavälillä lisääntynyt. Muutokset lämmitetyn maaperän hienojuurten juurenkärkien morfologiassa viittasivat puiden ravinnepuutokseen. Tulokset osoittavat, että ilmaston lämpeneminen ei välttämättä lisää puiden maanpäällistä kasvua pitkäaikaisesti mikäli metsämaan ravinteisuus sitä rajoittaa. Maaperän ravinteisuuden vähentyessä hienojuurikarikkeen määrä kasvoi suhteellisesti enemmän kuin maanpäällinen kariketuotanto, erityisesti aluskasvillisuuden suuremman osuuden vuoksi. Hienojuurten rakenteellinen hiili-14 oli isotooppimäärityksissä 3 - 6 vuotta vanhempaa kuin miniritsotronimenetelmällä määritetty hienojuurten elinikä, mikä osoittaa juurten käyttävän kasvuunsa äskettäin ilmakehästä yhteytetyn hiilen lisäksi myös varastoitua tai kierrätettyä hiiltä. Lähes kaikissa metsiköissä maanalaisen karikkeen määrä ulottui maanpäällisen kariketuotannon tasolle, mikä osoittaa juurikariketuotannon olevan merkittävä osa boreaalisten metsiemme hiilenkiertoa. Myös aluskasvillisuuden kariketuotanto oli merkittävä. Maanpäällisen ja maanalaisen kariketuotannon suhteiden muutos maaperän ympäristötekijöiden muuttuessa voi vaikuttaa maaperän hiilivarastoon ja sen pitkäaikaiseen pysyvyyteen. Tämä aihepiiri on tärkeä jatkotutkimuskohde.

Leppälammi-Kujansuu, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: jaana.leppalammi-kujansuu@helsinki.fi

Hermanni Aaltonen. (2012). Exchange of volatile organic compounds in the boreal forest floor. https://doi.org/10.14214/df.154

Avainsanat: karike; juuret; metsämaa; kammiomenetelmä; VOC; ilmakemia

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Boreaalisen metsänpohjan haihtuvien orgaanisten yhdisteiden vaihto Maaekosysteemit tuottavat ilmakehään suuria määriä haihtuvia orgaanisia yhdisteitä, jotka nimensä mukaisesti sisältävät pääasiassa hiiltä ja vetyä, mutta monet myös esimerkiksi happea ja typpeä. Haihtuvia orgaanisia yhdisteitä kutsutaan usein lyhenteellä VOCs englanninkielisen nimensä mukaisesti (Volatile Organic Compounds). Kasvien lisäksi myös maaperä ja vesistöt ovat VOC-lähteitä, mutta niiden suhteellinen osuus ekosysteemien kokonaistuotosta on huonosti tunnettu. Haihtuviin orgaanisiin yhdisteisiin kuuluu laaja joukko reaktiivisia yhdisteitä, muun muassa terpeenejä, alkoholeja ja aldehydejä. Voimakkaasta reaktiivisuudestaan johtuen nämä yhdisteet osallistuvat ilmakehän kemiallisiin reaktioihin; alailmakehän otsonin- ja hiukkasmuodostuksen kautta niillä on vaikutuksia aina ilmanlaatuun ja maapallon säteilytasapainoon saakka. Tässä tutkimuksessa oli tavoitteena kehittää menetelmiä haihtuvien orgaanisten yhdisteiden mittaamiseen ja tutkia niiden vuodenaikaista vaihtelua boreaalisen havumetsän pohjakerroksessa. VOC-tuottoa mitattiin ympärivuotisesti useamman vuoden ajan maasto-olosuhteissa sekä laboratoriossa päästöjen lähteiden sekä ajallisen ja paikallisen vaihtelun selvittämiseksi. Mittaukset suoritettiin kammio- ja gradienttimenetelmillä ja yhdisteet analysoitiin massaspektrometreillä. Mittaukset osoittivat, että boreaalinen metsänpohja tuottaa runsaasti erilaisia haihtuvia orgaanisia yhdisteitä, jotka ovat peräisin sekä karikkeesta että maaperän aktiivisista komponenteista, kuten juuret ja mikrobit. Merkittävimmäksi lähteeksi osoittautui karike, jossa sekä maatuvilla kasvinosilla että hajottajilla on roolinsa kokonaispäästöissä. Boreaalisella vyöhykkeellä vuodenajoilla on suuri vaikutus ekosysteemien toimintaan, ja tämä havaittiin myös haihtuvien orgaanisten yhdisteiden päästöissä, jotka olivat selvästi suurempia keväisin ja syksyisin. Yksittäisistä ympäristötekijöistä lämpötila ja kosteus vaikuttivat eniten VOC-päästöjen suuruuteen. Suuret paikalliset erot metsänpohjan sekä maaperän rakenteessa ja olosuhteissa näkyivät päästöjen voimakkaana vaihteluna mittauspisteiden välillä. Tutkimuksessa mitattiin myös merkittävimpien kasvihuonekaasujen (CO2, CH4 ja N2O) vuota maaperästä, mutta vaikka nekin ovat riippuvaisia maaperän biologisesta aktiivisuudesta ja ympäristöoloista, ei yhteyttä haihtuvien orgaanisten yhdisteiden päästöihin havaittu. Tämän tutkimuksen perusteella voidaan todeta, että boreaalisen metsänpohjan osuus ekosysteemin VOC-kokonaispäästöistä vaihtelee muutamien prosenttien ja useiden kymmenien prosenttien välillä vuodenajasta riippuen. Tuloksia voidaan käyttää esimerkiksi ilmakemian malleissa, josta reaktiivisten orgaanisten yhdisteiden tuotto latvuston alla on aiemmin käytännössä kokonaan puuttunut.

Aaltonen, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: hermanni.aaltonen@helsinki.fi

Riina Jalonen. (2012). Belowground pathways for nitrogen transfer from a tropical legume tree to an associated fodder grass. https://doi.org/10.14214/df.153

Avainsanat: juurieritteet; mykorritsasienten verkostot; Gliricidia sepium; Dichanthium aristatum; Rhizophagus intraradices; isotooppitekniikat

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Typensiirron maanalaiset mekanismit trooppisen palkokasvipuun ja viljelykasvin välillä peltometsäviljelyssä Maailmalta tunnetaan tuhansia puulajeja, jotka muodostavat symbioosin ilmakehän typpeä sitovien bakteerien kanssa. Nämä palkokasvipuut voivat auttaa ylläpitämään tai parantamaan maaperän hedelmällisyyttä maatalousmailla ja vähentää samalla kemiallisten typpilannoitteiden tarvetta. Tavat, joilla ilmakehästä sidottu typpi siirtyy viljelykasvien käyttöön, tunnetaan kuitenkin huonosti. Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin palkokasvipuiden typpipitoisten juurieritteiden sekä mykorritsasienten muodostamien verkostojen merkitystä kasvienvälisessä typensiirrossa. Mykorritsasymbionttien sienirihmat voivat sulautua ja muodostaa maaperässä verkostoja, joita pitkin typpeä voi siirtyä kasvista toiseen. Tutkimuksessa käytettiin esimerkkinä trooppista rehuntuotantoon tarkoitettua peltometsäviljelmää, jossa Gliricidia sepium -palkokasvipuita kasvatetaan Dichanthium aristatum -rehuheinän kanssa. Vaikka puut latvotaan säännöllisesti ja latvokset kuljetetaan pois koealalta, puulta on aiemmissa tutkimuksissa havaittu siirtyvän runsaasti typpeä heinälle. Tässä tutkimuksessa typensiirtoa mitattiin lisäämällä puun lehtiin luonnossa harvinaista typen 15-isotooppia ja mittamalla muutokset heinän typpi-15-pitoisuudessa. Puista eri tavoin vapautuvan typen isotooppikoostumuksen vaihtelua tutkittiin kasvihuonekokeiden sekä matemaattisen mallinnuksen avulla. Puu ja heinä muodostivat koealalla symbiooseja saman mykorritsasienilajin kanssa. Typensiirto kasvista toiseen mykorritsasienten verkostojen kautta on siten mahdollista. Kasvihuonekokeissa jopa 14 prosenttia heinän typestä 10 viikon aikana oli peräisin maanalaisesta typensiirrosta puulta, pääasiassa juurieritteistä. Typensiirto mykorritsasienten verkostoja pitkin vastasi 2,5 prosenttia heinän kokonaistypestä ja 18 prosenttia kaikesta maanalaisesti siirtyneestä typestä. Typpeä myös siirtyi sitä enemmän, mitä tehokkaammin sienet olivat kolonisoineet puun juuret ja mitä pienempi oli heinän typpipitoisuus. Arviot typensiirrosta vaihtelivat moninkertaisesti puun erittämän typen oletetun isotooppikoostumuksen mukaisesti. Isotooppikoostumuksen huolellinen arviointi on siksi tärkeää luotettavien tulosten saamiseksi. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että juurieritteet ja mykorritsasienten verkostot mahdollistavat merkityksellisen maanalaisen typensiirron palkokasvipuilta viljelykasveille. Perinteinen käsitys, että typpeä vapautuisi palkokasvipuilta muiden kasvien käyttöön ensisijaisesti puiden lehtikarikkeen tai latvosten hajotessa, näyttää uuden tutkimustiedon valossa riittämättömältä. Peltometsäviljelmien suunnittelua ja hoitomenetelmiä tulisi arvioida uudelleen ja kehittää, niin että ne hyödyntävät lajien luontaisia vuorovaikutuksia, edistävät maanalaista typensiirtoa ja parantavat siten maatalouden ekologista kestävyyttä.

Jalonen, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: riina.jalonen@helsinki.fi

Yang Cao. (2011). Biomass production and control of nutrient leaching of willows using different planting methods with special emphasis on an appraisal of the electrical impedance for roots. https://doi.org/10.14214/df.125

Avainsanat: Absorboiva juuripinta-ala; impedanssi; istutussuunta; juuria rikkomaton; mittaustaajuus; nesteviljely; paju; ravinnehuuhtouma

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Istutustavan vaikutus pajun biomassaan ja maaperän ravinteiden huuhtoutumiseen sekä impedanssimenetelmän soveltuvuus juurten mittaukseen Pajupistokkaiden istutus voidaan tehdä joko vaaka- tai pystyasentoon, joista jälkimmäinen tapa on yleisimmin käytössä. Vaakatasoon istutettujen pistokkaiden biomassatuotoksesta ja ravinnehuuhtoumista tiedetään tällä hetkellä vähän. Tutkimuksessa selvitettiin kasvihuone- (astiakoe) ja kenttäkokein, lisääkö pajupistokkaiden (Salix schwerinii) istutus vaaka-asentoon rungon ja juurten kasvua ja väheneekö samalla ravinteiden huuhtoutuminen. Lisäksi selvitettiin istutustiheyden vaikutusta tuloksiin. Vaakatasoon istutettujen pistokkaiden versojen pituuskasvu oli astiakokeissa kahden ensimmäisen viikon aikana heikompaa kuin pystyyn istutetuilla pistokkailla, mutta sen jälkeen ero hävisi. Molemmissa kokeissa rungon biomassa lisääntyi istutustiheyden kasvaessa. Istutustavalla ja tiheydellä ei ollut vaikutusta juurten biomassaan ja juurten ominaispituuteen (pituus/massa). Sen sijaan tiheämpi istutus lisäsi kasvatusastiakohtaista hienojuurten pinta-alaa ja absorboivaa juuripinta-alaa. Kenttäkokeessa istutusasennolla ei ollut vaikutusta ravinnehuuhtoumiin, mutta astiakokeessa vaaka-asentoon istutus hieman alensi sulfaatti- ja lisäsi fosfaattipäästöjä. Juurten absorboiva pinta-ala määritettiin impedanssimenetelmällä astiakokeessa. Menetelmää testattiin myös nesteviljelmässä kasvatetuilla pajuilla, jolloin juurten ja rangan vaikutus mittaustuloksiin voitiin selvittää erikseen. Juurten sähkövastus (resistanssi) korreloi negatiivisesti kasvatusliuoksen kanssa kontaktissa olevan juuripinta-alan kanssa. Resistanssiin vaikutti kuitenkin voimakkaasti se, oliko juurten lisäksi myös rungon tyvi kontaktissa kasvatusliuokseen. Tämä aiheutti virheen juuripinta-alan määritykseen. Absorboivan juuripinta-alan määritys tehtiin myös impedanssispektroskopian avulla. Menetelmässä mittauspiiriä kuvattiin sähkömallilla ja mallin parametreja verrattiin juurten pituuteen ja pinta-alaan. Tutkimuksessa kehitetty sähkömalli tuotti hyviä sovitustuloksia mittausarvoihin. Mallin parametrit korreloivat kasvatusliuoksen kanssa kosketuksissa olevien juurien ja rangan pinta-alan kanssa. Yhteenvetona pajun lyhytkiertoviljelmien biomassatuotoksen ja ravinnepäästöjen suhteen pistokkaiden istuttamista vaaka-asentoon voidaan käyttää pystyasentoon istuttamiselle vaihtoehtoisena menetelmänä. Impedanssispektroskopia on lupaava juurten tutkimusmenetelmä, mutta sen kehittämiseen tarvitaan lisää laboratorio- ja kenttäoloissa tehtäviä tutkimuksia.

Cao, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: yang.cao@uef.fi

Tuomo Kalliokoski. (2011). Root system traits of Norway spruce, Scots pine, and silver birch in mixed boreal forests: an analysis of root architecture, morphology, and anatomy. https://doi.org/10.14214/df.121

Avainsanat: Picea abies; ektomykorritsa; Pinus sylvestris; Betula pendula; ekologinen lokero; juurten plastisuus

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Kuusen, männyn ja koivun juuristojen ominaisuudet boreaalisessa sekametsikössä: juuriston arkkitehtuurin, morfologian ja anatomian analyysi Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää koivun, kuusen ja männyn juuristojen toiminnallis-rakenteellisia ominaisuuksia boreaalisen sekametsikön eri kehitysvaiheissa ja erilaisilla maaperän ravinteisuuksilla. Tutkittujen lajien juuristot noudattivat samanlaisia rakenteellisia säännönmukaisuuksia. Pintajuuret määrittivät juuriston horisontaalisen vaikutusalueen. Vaikutusalueen sisällä hienojuuret sijaitsivat pääasiallisesti humuskerroksessa ja ylimmässä mineraalimaakerroksessa. Syväjuuret määrittivät juuriston maksimaalisen syvyyden. Koivun pintajuurten suuri ulottuvuus ja voimakas haaroittuminen, sekä hienojuurten suuri spesifinen pituus (SRL) ja tiheys (RLD) osoittavat koivun suurta kilpailukykyä juuristokilpailussa ja juurten ominaisuuksien suurta plastisuutta. Havupuiden paksujuurten pienempi ulottuvuus, sekä matalat SRL- ja RLD-arvot voivat viitata niiden konservatiivisempaan resurssien käyttöön sekä suurempaan riippuvuuteen ektomykorritsoista ravinteiden otossa. Lajien hienojuurijakaumien selkeä päällekkäisyys syvyyssuunnassa voi viitata voimakkaaseen lajien väliseen ravinnekilpailuun ylimmissä maakerroksissa. Kunkin lajin vedenkuljetussolut kapenivat ja lukumäärä pinta-alayksikköä kohden kasvoi etäällä olleista 2-mm-läpimittaisista juurista runkoon, rungosta oksiin, sekä koivussa oksista lehtien petioleihin. Kapeneminen erosi eri ositteiden välillä, mikä rikkoo putkilokasvien yleisen skaalautumismallin (WBE) oletusta tasaisesta kapenemisesta puun sisällä. Havainto kuvaa puun eri ositteiden rakenteellista hierarkisuutta, sekä eri tehtävien (kuljetus, embolisaation estäminen, mekaaninen tuki) suhteellisen merkityksen eroja eri ositteiden välillä. Tutkimuksessa käytetty juurimalli pystyi kuvaamaan koivun ja kuusen paksujuurten biomassan, pituuden ja laajuuden. Mallin antamat ennusteet männyn juuriston ominaisuuksille poikkesivat havainnoista muita lajeja enemmän. Juurten haaroittuminen ei toteuttanut fraktaalisuuden olettamuksia, koska parametriarvot vaihtelivat yksittäisen juuriston sisällä. Mallin parametrit osoittivat lajien välisiä eroja juuriston kehityksessä, mikä viittaa lajien ekofysiologisiin sopeutumiin.

Kalliokoski, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: tuomo.kalliokoski@metla.fi

Terhi Wermundsen. (2010). Bat habitat requirements – implications for land use planning. https://doi.org/10.14214/df.111

Avainsanat: Eptesicus; Myotis; Plecotus; saalistushabitaatit; talvehtimispaikat; talvihorros

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Lepakoiden talvehtimis- ja saalistushabitaatit – suosituksia maankäytön suunnitteluun Lepakot ovat tiukasti suojeltuja koko Euroopan Unionin alueella. Lepakoiden lisääntymis- ja levähdyspaikkojen lisäksi myös niiden ruokailualueet tulee kartoittaa ja säästää. Selvityksiä tarvitaan hankkeita ja alueidenkäytön suunnittelua koskevassa päätöksenteossa. Lepakkolajeilla on erilaiset vaatimukset elinilojen suhteen, joten päätöksentekoa varten on tärkeää saada lajikohtaista tietoa. Väitöstyössä on tutkittu lepakoiden kesäisiä saalistuspaikkoja ja talvisia horrospaikkoja. Lepakoiden talvehtimista tutkittiin Virossa ja Suomessa. Molemmissa maissa pohjanlepakko ja korvayökkö horrostivat kylmemmissä ja kuivemmissa paikoissa kuin muut lajit, kun taas vesisiippa ja isoviiksi-/viiksisiippa talvehtivat lämpimämmissä ja kosteammissa oloissa. Virossa lampisiippa horrosti lämpimämmissä ja kosteammissa oloissa ja ripsisiippa kylmemmissä ja kuivemmissa oloissa kuin muut lajit. Talvehtimispaikat olivat kylmimmillään keskitalvella ja lämpenivät kevättä kohti mentäessä. Lepakot näyttivät aktiivisesti siirtyvän talvehtimaan yhä kylmempiin olosuhteisiin. Todennäköisesti talvehtimiskauden alussa lepakot horrostavat lämpimissä olosuhteissa välttääkseen horrostamisen negatiivisia vaikutuksia. Kevättä kohti mentäessä vararavinto hupenee, jolloin niiden on siirryttävä horrostamaan kylmempiin paikkoihin pienentääkseen energiankulutustaan. Lepakoiden saalistamisalueita tutkittiin Etelä- ja Pohjois-Suomessa. Pohjanlepakko saalisti monenlaisissa ympäristöissä. Vesisiippa saalisti vesien pinnalla. Isoviiksi-/viiksisiipat saalistivat metsissä. Korvayökkö saalisti pääasiassa puustoisilla alueilla. Pohjois-Suomessa vesisiippa saalisti tyypillisesti joilla ja yleensä samoissa paikoissa pohjanlepakon kanssa. Vesisiippa ja isoviiksi-/viiksisiippa saalistivat hämyisissä paikoissa ja karttoivat valoa. Niiden ruokailualueita ei siten tule valaista. Suomen talvehtimispaikoissa on yleensä vain vähän lepakoita, joten kaikki talvehtimispaikat ovat arvokkaita. Lepakot talvehtivat mielellään luonnon kiven päällä tai sen koloissa, joten maankäytön suunnittelua varten luonnonkiviset maanalaiset tilat tulee kartoittaa. Todennäköisesti lepakot talvehtivat myös kallioiden syvissä halkeamissa ja koloissa. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että tehokkaan kartoituksen ajankohdat voivat vaihdella lajeittain ja lajin sisällä eteläisen ja pohjoisen Suomen välillä.

Wermundsen, University of Helsinki, Department of Forest Sciences Sähköposti: terhi.wermundsen@aalto.fi

Harri Hautala. (2008). Disturbance in boreal spruce forest – immediate dynamics from stand to understorey level. https://doi.org/10.14214/df.74

Avainsanat: lahopuu; epiksyylilajisto; säästöpuuhakkuu; kasvumuoto; aluskasvillisuus; tuulenkaato

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Tässä väitöskirjassa tarkastellaan kahden ihmisperäisen häiriön; (1) säästöpuuhakkuun ja äestyksen sekä (2) aluskasvillisuuskerrosten kokeellisen poiston välittömiä vaikutuksia boreaalisten metsiköiden kasvillisuusrakenteiden palautumiseen Suomessa. Ensimmäinen koesarja toteuttiin tyypillisessä talousmetsässä, kun taas jälkimmäistä tarkasteltiin suojellussa vanhassa metsässä. Säästöpuuhakkuun ympäristövaikutukset ovat yhä laajalta osin tuntemattomia. Kontrolloidun aluskasvillisuuskerrosten poistokokeen avulla taas on mahdollista havainnollistaa esimerkiksi tallauksen ja eläinten tuottamien pienipiirteisten häiriöiden eri voimakkuustasoja. Säästöpuuhakkuun ja äestyksen vaikutuksia tarkasteltiin tuulenkaatojen (I), maalahopuun (II) ja sillä elävän epiksyylikasvillisuuden näkökulmista kahdella eri kuusimetsätyypillä; vallitsevalla tuoreella sekä soistuneella biotoopilla. Tuulenkaatojen määrä lisääntyi merkittävästi 2-3 vuoden kuluessa hakkuiden jälkeen. Tuulenkaatoja esiintyi enemmän soistuneella (47%) kuin vallitsevalla tuoreella (13%) biotoopilla. Pelkkä hakkuu vähensi maalahopuun tilavuudesta 8%, kun taas äestämisen jälkeen 68% maalahopuusta oli hävinnyt hakkuualueella. Säästöpuuryhmistä hävisi kahden vuoden aikana 20% alkuperäisestä maalahopuusta. Epiksyylikasvillisuuden (pääasiassa lehtisammalten) peittävyysprosentti ja erityisesti lajimäärä laskivat merkittävästi sekä hakkuualueella että säästöpuuryhmissä vuoden kuluessa hakkuusta. Kahden vuoden kuluttua peittävyysprosentti kääntyi nousuun, kun taas lajimäärät jatkoivat laskuaan. Säästöpuuryhmän koon kasvu korreloi positiivisesti epiksyylien lajimäärän kanssa. Metsänpohjan aluskasvillisuusyhteisö (IV), ja mustikka (Vaccinium myrtillus) sekä puolukka (Vaccinium vitis-idaea) palautuivat poistokäsittelyistä neljässä vuodessa. Palautuminen tapahtui pääasiallisesti kasvullisesti, ja oli nopeampaa lajimäärissä kuin peittävyyksissä. Kaikkein voimakkaimmalla käsittelyllä, jossa kasvillisuus poistettiin mineraalimaakerrokseen asti, palautuminen käynnistyi pelkästään suvullisesti. Mustikka palautui pääasiallisesti kasvattamalla uusia versoja, kun taas puolukka palautui edellistä lajia nopeammin ja lisäten pääasiassa versojen pituuskasvua. Nykyistä käytäntöä suurempien säästöpuuryhmien jättäminen soistuneelle kuusimetsätyypille voisi olla ekologisesti ajateltuna suositeltavaa, koska tällöin olisi mahdollista taata paremmin lahopuusta riippuvaisen eliöstön jatkumo metsän uudistumisvaiheen aikana. Hakkuualueiden äestämisen voisi korvata jollain pistemuokkausmenetelmällä, jolloin suurempi määrä lahopuuta säilyisi hakkuualueilla. Keskivoimakkaan häiriön jälkeen metsänpohjan kasvillisuuden palautuminen ilmenee pääasiallisesti valtalajien kasvullisena lisääntymisenä. Voimakas häiriö taas voi viivästyttää kasvillisuuden palautumista vuosilla, toisaalta samalla valtalajien suvullisen lisääntymisen mahdollisuudet paranevat. Paikalliset ihmisperäiset häiriöt ovat nykyisin voimakkaasti yleistymässä ja niiden välillä voi olla lyhyelläkin aikavälillä vuorovaikutuksia, mikä pitäisi ottaa huomioon suunniteltaessa metsätaloudellisia toimenpiteitä.

Hautala, University of Helsinki, Department of Biological and Environmental Sciences Sähköposti: harri.hautala@metla.fi

Jouni Kilpeläinen. (2008). Wood ants (Formica rufa group) in managed boreal forests: implications for soil properties and tree growth. https://doi.org/10.14214/df.66

Avainsanat: Picea abies; juuret; sukkessio; lajiston muutos; ravinnesisältö; spatiaalinen jakautuminen

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Kekoja rakentavat muurahaiset ja erityisesti Formica rufa -ryhmän lajit ovat levinneet laajalle Euraasian boreaalisissa metsissä, ja ne vaikuttavat ekosysteemin toimintaan monin tavoin. Kekomuurahaiset mm. keskittävät orgaanista ainetta ja ravinteita kekopesiinsä, saalistavat suuria määriä hyönteisiä ja keräävät kirvojen erittämää mesikastetta. Muurahaiset kärsivät avohakkuista, jotka mm. vähentävät niiden ravintoresursseja. Muurahaiskoloniat kuitenkin vähitellen toipuvat tai uusiutuvat ja lisääntyvät metsän sukkession edetessä. Muurahaisten merkitys voi siis muuttua metsän iän mukana. Väitöskirjatyön tavoitteena oli tutkia 1) kekomuurahaisten esiintymistä boreaalisissa metsissä, 2) hiilen, ravinteiden ja juurten määriä muurahaiskeoissa sekä 3) muurahais-kirva -mutualismin vaikutusta kuusen (Picea abies L. Karst.) kasvuun. Muurahaiskekojen esiintymistä ja siihen vaikuttavia puusto- ja kasvupaikkatekijöitä tutkittiin Valtakunnan metsien kolmannen inventoinnin aineiston avulla. Hiilen, ravinteiden ja juurten määriä muurahaiskeoissa sekä muurahais-kirva -mutualismin vaikutusta kuusen kasvuun tutkittiin Itä-Suomessa 16 metsikössä, jotka edustivat ikäluokkia 5, 30, 60 ja 100 vuotta. Kekotiheydet olivat suurimmillaan Etelä-Suomessa kuusi- ja koivuvaltaisissa varttuneissa tuoreissa sekametsissä. Myös Itä-Suomen tutkimusmetsiköissä kekoja oli enemmän ja ne olivat lisäksi suurempia vanhemmissa kuin nuoremmissa metsiköissä. Kekoja rakentavien muurahaisten lajimäärä oli suurempi nuoremmissa metsissä, kun taas F. aquilonia Yarr. oli ainoa laji vanhimmissa metsissä. Suurin osa keoista sijaitsi metsiköiden reunoilla. Kekojen hiili-, typpi- ja fosforipitoisuudet olivat korkeammat kuin ympäröivässä maaperässä. Kivennäismaassa oli enemmän ohutjuuria kekojen alla kuin niiden ympärillä. Muurahais-kirva -mutualismi vähensi merkitsevästi yksittäisten kuusten sädekasvua 30-vuotiaissa metsiköissä. Metsikkötasolla muurahaiskekojen osuus maan hiili- ja ravinnevarastoista ja juurten biomassasta oli pieni, ja muurahais-kirva -mutualismin vaikutus kuusen kasvuun oli vähäinen. Kekomuurahaiset kuitenkin lisäävät merkittävästi paikallista vaihtelua hiilen, ravinteiden ja juurten määrissä sekä puiden kasvussa.

Kilpeläinen, University of Joensuu, Faculty of Forest Sciences Sähköposti: jk@nn.fi

Stenvall Niina. (2006). Multiplication of hybrid aspen (Populus tremula L. x P. tremuloides Michx.) from cuttings. https://doi.org/10.14214/df.33

Avainsanat: kasvullinen lisäys; regeneraatiokyky; versopistokasmenetelmä; juuripistokasmenetelmä

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Paperiteollisuuden viime vuosien kiinnostus nopeakasvuisen hybridihaavan (Populus tremula L. x P. tremuloides Michx.) hienopaperin valmistukseen soveltuvaa puuainesta kohtaan on luonut tarpeen kotimaiselle haavan viljelyn lisäämiselle ja taimituotannon kehittelylle. Hybridihaapayksilöiden välillä on kuitenkin huomattavia eroja puuaineen ominaisuuksissa ja vain osa puista täyttää paperiteollisuuden laatuvaatimukset. Hybridihaapaa voidaan lisätä sekä suvullisesti (siemenet) että kasvullisesti (esim. pistokkaat), mutta vain kasvullisesti lisäämällä saadaan tuotettua täysin emonsa kaltaisia ja paperinvalmistuksen kriteerit täyttäviä taimia. Tutkimuksen tarkoituksena oli kehittää tehokas ja yksinkertainen kasvullinen pistokasmenetelmä, jonka avulla voidaan laajassa mittakaavassa tuottaa hybridihaavan taimia metsänviljelyyn. Erityisesti tutkittiin fysiologisia tekijöitä, jotka vaikuttavat pistokkaiden regeneraatiokykyyn, ja voidaanko näitä tekijöitä manipuloida erilaisilla käsittelyillä ja kasvatusolosuhteilla. Myös kloonien välisiä eroja pistokaslisäyksen tehokkuudessa tutkittiin. Tulosten mukaan taimien lisäyskerroin juuripistokasmenetelmällä on huomattavasti versopistokasmenetelmää korkeampi. Juuripistokasmenetelmällä kaksivuotiaasta kantataimesta saadaan kloonista riippuen tuotettua 81−207 tainta. Versopistokasmenetelmällä taimia saadaan yhdestä kantataimesta vain 1−8 tainta vuodessa. Käytännössä kaikki haavan juuriston osat soveltuvat pistokasmateriaaliksi. Suositeltavia ovat kuitenkin halkaisijaltaan alle yhden cm juuripistokkaat, sillä juurtumiskyky heikkeni pistokkaiden halkaisijan kasvaessa. Pohjalämmön käyttö juuripistokkaiden kasvatuksessa paransi versoontumista ja juurtumista sekä nopeutti versoontumista. Pistokkaiden versoontuminen valossa oli nopeampaa, mutta toisaalta ne juurtuivat paremmin pimeässä. Kloonien välinen vaihtelu oli huomattavaa. Vaikka hybridihaavan kloonivalintaan vaikuttavat pääasiassa kuituominaisuudet ja kasvunopeus, tehokas kasvullinen lisäyskyky on kuitenkin välttämätön ominaisuus. Kloonivalintaa kaupallista massalisäystä varten helpottaa se, että parhaiten versoontuneet kloonit myös juurtuivat tehokkaimmin. Laajan mittakaavan lisäykseen on tärkeää valita klooneja, joiden pistokastuotto on suuri. Taimien tuotantokustannusten suhteen on vielä tärkeämpää, että saaduilla pistokkailla on erinomainen regeneraatiokyky.

Niina, University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry Sähköposti: niina.stenvall@metla.fi

Niina Tanskanen. (2005). Aluminium chemistry in ploughed podzolic forest soils. https://doi.org/10.14214/df.15

Avainsanat: hienojuuret; kuusi; maanmuokkaus; maavesi; maan orgaaninen aine; podsoloituminen

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Maanmuokkauksen vaikutus podsoloituneen metsämaan alumiinikemiaan Maanmuokkaus metsänuudistamisen yhteydessä yleistyi Suomessa 1960-luvulta lähtien. Suomen metsämaasta (21.9 milj. ha) noin 18% (3,94 milj. ha) on muokattu. Muokatusta maasta noin kolmasosa on aurattu tai mätästetty. Tässä tutkimuksessa selvitettiin maanmuokkauksen pitkäaikaisvaikutuksia podsoloituneen metsämaan kemiallisiin ominaisuuksiin. Erityisesti tutkittiin maaperän alumiinia (Al) ja sen liukenemiseen vaikuttavia tekijöitä, sillä muokattaessa maan pintaan kääntyy podsolimaannoksen rikastumiskerrosta, johon on runsaasti saostunut alumiinia. Muuttuneissa ympäristöolosuhteissa tämä alumiini saattaa alkaa liueta. Vaikutuksia tutkittiin kahdella koealalla, jotka oli aurattu ja istutettu kuuselle (Picea abies (L.) Karst.) 17 ja 31 vuotta ennen näytteenottoa. Tutkimuksen perusteella alumiinia oli vapautunut auratusta metsämaasta. Tämän osoitti se, että sekundääristen Al-yhdisteiden määrä oli pienempi palteen rikastumiskerroksessa kuin vastaavassa muokkaamattomassa metsämaassa. Sen sijaan palteen alle jääneessä humuskerroksessa Al-pitoisuudet olivat korkeampia kuin vastaavassa muokkaamattomassa metsämaassa. Orgaanisen aineen kertyminen palteen pinnalle ja kivennäismaahan sekä kuusen hienojuurten suuri määrä palteessa osoittivat, että alumiinin liukeneminen johtui pääasiassa maata luontaisesti happamoittavista tekijöistä kuten orgaanisista hapoista. Näitä happoja syntyy orgaanisen aineen hajotessa ja niitä vapautuu myös puiden juurista. Maanmuokkaus ei vaikuttanut maaveden Al-pitoisuuksia sääteleviin tekijöihin. Sekundääristen mineraalien liukoisuus sääteli maaveden Al-pitoisuuksia sekä muokatussa että muokkaamattomassa rikastumiskerroksessa, kun taas humus- ja huuhtoutumiskerroksessa maaveden Al-pitoisuudet olivat orgaaniseen aineeseen sitoutuneen Al:n määräämiä. Vaikka maan vaihtuvan Al:n määrä oli selkeästi pienempi kuin orgaanisen aineesen kompleksoituneen Al:n määrä, Al:n kationinvaihtoreaktiot selittivät myös maaveden kationipitoisuuksia. Vaihtuvalla Al:lla ei havaittu olevan heikon hapon ominaisuuksia humuskerroksessa, ja maaveden pH selittyi orgaanisten happojen dissosioitumisella. Maan kemiallisten ominaisuuksien muutokset auratussa metsämaassa olivat yhdenmukaisia Al:n liukoisuutta podsolimaannoksessa määräävien tekijöiden kanssa. Voidaankin olettaa, että pidemmällä aikavälillä maata muuttavat tekijät johtavat muokatun kivennäismaan uudelleen podsoloitumiseen. Tämän tutkimuksen tulokset osoittavat, että maaperän ja kasvillisuuden välinen vuorovaikutus muuttaa muokatun metsämaan kemiallisia ominaisuuksia jo muutaman vuosikymmenen aikana.

Tanskanen, University of Helsinki, Department of Forest Ecology Sähköposti: niina.tanskanen@helsinki.fi

Marjo Palviainen. (2005). Logging residues and ground vegetation in nutrient dynamics of a clear-cut boreal forest. https://doi.org/10.14214/df.12

Avainsanat: biomassa; oksat; lehdet; ravinteiden vapautuminen; ravinteiden pidättyminen; juuret

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Väitöskirjassa tutkittiin hajoavien hakkuutähteiden ja kehittyvän pintakasvillisuuden roolia avohakkuualan ravinnedynamiikassa. Päätavoitteena oli tutkia kuinka paljon ravinteita vapautuu hakkuutähteistä kolmen ensimmäisen vuoden aikana avohakkuun jälkeen ja mikä on pintakasvillisuuden merkitys ravinteiden pidättämisessä kasvupaikalle avohakkuun jälkeen. Tutkimus tehtiin Itä-Suomessa kuusivaltaisessa sekametsässä, josta osa hakattiin ja osa jätettiin hakkaamatta. Kuusen, männyn ja koivun hakkuutähteiden: lehtien, ohutjuurien (läpimitta ≤ 2 mm) ja oksien (läpimitta ≤ 1 cm) hajoamista tutkittiin karikepussimenetelmällä. Pintakasvillisuuden maanpäällinen ja maanalainen biomassa kerättiin yhdeltä hakkaamattomalta koealalta ja kahdelta hakatulta koealalta yksi vuosi ennen hakkuuta ja viisi vuotta avohakkuun jälkeen. Kaiken kaikkiaan 33 % hakkuutähteiden kuivamassasta ja hiilestä, 49 % fosforista, 90 % kaliumista ja 8 % kalsiumista vapautui kolmessa vuodessa, mutta typen nettovapautumista ei tapahtunut koska typpeä kertyi enemmän juuriin ja oksiin kuin vapautui lehdistä. Massan väheneminen sekä hiilen, fosforin ja kaliumin vapautuminen oli suurinta ensimmäisen vuoden aikana, mutta kalsiumin nettovapautumista tapahtui vasta kolmantena vuonna. Suurin osa vapautuneista ravinteista oli peräisin lehdistä. Pintakasvillisuuden kokonaisbiomassa ja ravinnevarastot vähenivät avohakkuun jälkeen puoleen tai jopa alle sen, mutta palautuivat ennen hakkuuta vallinneelle tasolle 4-5 vuodessa ja fosforin ja kaliumin varastot kasvoivat jopa suuremmiksi. Ensimmäisenä vuonna avohakkuun jälkeen enemmän typpeä ja kalsiumia kertyi hakkuutähteisiin kuin oli varastoituneena pintakasvillisuuteen. Tulokset osoittavat, että hakkuutähteet voivat olla pintavesissä havaittujen kohonneiden hiili-, fosfori-, kalium- ja kalsiumpitoisuuksien lähde, mutta ne eivät ole typen lähde kolmen ensimmäisen vuoden aikana avohakkuun jälkeen. Pintakasvillisuus kykenee ottamaan vain murto-osan hakkuutähteistä vapautuvista ravinteista kahden ensimmäisen vuoden aikana avohakkuun jälkeen ja kuollut hajoava pintakasvillisuus voi olla huuhtoutuvien ravinteiden lähde. Tulokset antavat viitteitä siitä, että hakkuutähteistä vapautuvat ravinteet pidättyvät aluksi kasvupaikalle pääasiassa maaperäprosessien ja mikrobitoiminnan tuloksena. Pelkästään mikrobien immobilisaatiolla hakkuutähteissä voi olla tärkeämpi merkitys typen ja kalsiumin pidättäjänä kuin pintakasvillisuudella. Pintakasvillisuus kuitenkin toipuu nopeasti avohakkuun jälkeen ja siitä tulee merkittävä ravinteiden pidättäjä.

Palviainen, University of Joensuu, Faculty of Forestry Sähköposti: marjo.palviainen@metla.fi

Pekka Helenius. (2005). Extension of the planting period of Norway spruce container seedlings: risks related to the drought – growth stage dynamics and handling practices. https://doi.org/10.14214/df.3

Avainsanat: elossaolo; istutusstressi; juurtuminen; maan vesipitoisuus; pakkasvarastointi; Picea abies

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, voidaanko kuusen [Picea abies (L.) Karst.] paakkutaimien istutuskautta pidentää toukokuusta kesä – heinäkuulle ilman merkittävää, kuivuudesta johtuvaa kuolleisuuden lisääntymistä ja kasvun hidastumista. Tämän lisäksi selvitettiin pakkasvarastoitujen kuusen paakkutaimien sulatukseen liittyviä riskejä ja niiden vaikutusta taimien elossa oloon ja kasvuun. Kuivuuden vaikutusta kasvussa olevien 1,5-vuotiaiden taimien maasto-menestymiseen tutkittiin kuivattamalla taimia ennen istutusta kasvihuoneessa ja altistamalla eriasteisesti kuivatettuja taimia istutuksen jälkeisille kuivuusjaksoille taimitarhapellolla. Istutuksen jälkeisille kuivuusjaksoille altistettiin myös pidennetyn pakkasvarastoinnin avulla lepotilaisina (merkityksessä versot eivät kasva pituutta) pidettyjä taimia. Pakkasvarastoitujen taimien sulatukseen liittyviä riskejä tutkittiin sulattamalla 1-vuotiaita taimia eripituisia aikoja erilaisissa lämpötiloissa ennen istutusta kasvihuoneeseen, taimitarhapellolle ja avohakkuuaukealle. Istutusta seuranneet kuivuusjaksot hidastivat kesä-heinäkuun vaihteessa kasvavina istutettujen taimien pituuskasvua ja juurtumista. Kuivuusjaksojen lisäksi istutusta edeltävä paakkujen ja etenkin taimien kuivuminen, hidasti taimien pituuskasvua ja juurtumista sekä lisäsi kuolleisuutta istutuksen jälkeen. Sääolojen vuotuisesta vaihtelusta johtuva maan kuivuuden ja haihdunnan voimakkuuden vaihtelu, ja siten myös taimien elossa olon ja kasvun vaihtelu kuivuusjaksojen aikana oli suurta. Vuodesta riippumatta kuitenkin vasta yli kahden viikon pituinen kuivuusjakso kesä-heinäkuussa lisäsi merkittävästi hyvin kasteltujen, kasvavina istutettujen taimien kuolleisuutta. Pakkasvarastoinnin pidentäminen kesäkuun lopulle ei vähentänyt havaittavasti taimien neulasten hiilihydraattipitoisuutta eikä heikentänyt taimien maasto-menestymistä. Poiketen saman taimierän kasvavina istutetuista taimista, kuivuus-jaksoilla ei ollut vaikutusta kesäkuun lopussa lepotilaisina istutettujen taimien juurtumiseen ja klorofyllin fluoresenssiin. Kuivuusjaksoilla oli myös vähäisempi vaikutus lepotilaisina istutettujen taimien vesipotentiaaliin. Kasvavina istutetut taimet kuitenkin juurtuivat lepotilaisina istutettuja taimia paremmin lukuun ottamatta pisimpiä (>= 3 viikkoa) kuivuusjaksoja. Pakkasvarastoitujen taimien istuttaminen sulattamatta voi haitata taimien kasvua ja lisätä kuolleisuutta maan lämpötilasta riippumatta, etenkin jos maa kuivaa istutettaessa. Paakkujen sulamisen ja taimien maasto-menestymisen kannalta turvalliset sulatusajat ja -lämpötilat olivat 4–8 vrk ja 9–12 ºC.

Helenius, University of Helsinki, Department of Forest Ecology Sähköposti: pekka.helenius@metla.fi

Artikkelit jotka sisältää sanan 'root'

Kategoria : Articles