4 Puuplantaasit mahdollisuutena ja uhkana
5.3 Metsäpuiden perinteinen jalostus Suomessa ja muualla maailmassa
Metsien kasvua on systemaattisesti parannettu jalostusohjelmien avulla vasta 1900-luvun puolesta välistä lähtien. Vaikka puiden jalostaminen on myöhäisen aloituksen ja puiden pitkän kiertoajan vuoksi vasta lastenkengissä moniin viljelyskasveihin verrattuna, on jo nykyisellä jalostustoiminnal-la saatu aikaan huomattavaa kasvunlisäystä ja jalostustoiminnal-laadun parannusta. Nykyinen taloudellisesti merkittä-vä ja laajamittainen metsänjalostustoiminta keskittyy muutamiin havu- ja lehtipuulajeihin eri puolil-la maapalloa (kuva 1). Ruotsissa ja Suomessa jalostettavien havupuiden (mänty, kuusi) lisäksi ha-vupuiden suurimittaisia jalostusohjelmia on Pohjois-Amerikassa (Douglaskuusi, loblollymänty) ja Uudessa Seelannissa (radiatamänty). Lehtipuista eukalyptuslajit ovat eteläisen pallonpuoliskon tär-keimpiä jalostettavia puita. Kuvasta puuttuvat julkisessa tiedossa huonommin olevat ohjelmat
5 Jaksossa on lainattu Metlan professori Katri Kärkkäisen keväällä 2009 arviointiryhmälle tekemää muistiota
”Metsän-Kuva 5.1. Maailmanlaajuisesti taloudellisesti merkittävät jalostusohjelmat
Kuten alla lähemmin kuvataan, Suomessa männyn tuottoa on voitu nostaa jalostuksella puun tilavuudella mitattuna noin 15 %. Puun laatuominaisuuksissa parannus on vielä selvempi. Loblolly -männyn kiertoaika on lyhyempi, ja siellä on valintajalostuksen keinoin saatu parannettua kasvua jo yli 30 %.
Seuraavassa on lyhyesti esitelty Metsäntutkimuslaitoksen Metsäinfon (www.metla.fi) aineistoa lai-naten maamme keskeisten puulajien jalostushistoriaa ja nykyvaihetta.
Mänty
Männyn osuus metsiemme puuston kokonaistilavuudesta on noin 50 %. Männyn vuotuinen viljely-ala ja tuotettujen taimien määrä väheni 1980-luvulla ja 1990-luvun alussa, mutta on nyttemmin jok-seenkin vakiintunut. Vuonna 2007 männyn taimituotanto oli 51,9 milj. tainta, mikä vastasi 31,3 %:n osuutta koko maan taimituotannosta. Etelä-Suomessa lähes kaikki männyn istutusmateriaali kasva-tetaan tällä hetkellä siemenviljelyksiltä kerätystä jalostetusta siemenestä, koko maan keskiarvon ol-lessa 48 %. Vuonna 2007 männyn istutusala oli 23 800 ha, mikä on 26,2 % kaikesta metsänistu-tusalasta. Kylvöalat ovat viime vuosina kasvaneet, ja vuonna 2007 mäntyä kylvettiin 32 300 ha.
Männyn jalostettu siemen tuotetaan tällä hetkellä pääosin 1960- ja 70-luvuilla perustetuissa ensim-mäisen polven siemenviljelyksissä. Ensimensim-mäisen polven istutukset tehtiin metsistä löydettyjen männyn valioyksilöiden ns. pluspuiden siemenistä. Nyt käytetty jalostettu siemen on syntynyt pää-asiassa siten, että siemen on kerätty valiopuiden siemenillä kasvatetuista istutusmetsiköistä. Suurin osa näistä siemenistä on istutusmetsikön puitteissa syntyneen siitepölyn hedelmöittämää, mutta osa
on hedelmöittynyt alueen ulkopuolisesta siitepölystä. Tällaiseen käyttöön sopivia männyn siemen-viljelyksiä on tällä hetkellä 149 kpl, yhteensä 2450 ha. Menetelmän työläyden vuoksi vain vähäises-sä määrin siemeniä on tuotettu niin, että on varmistettu, että valioyksilöt hedelmöittyvät toisen va-lioyksilön siemenillä.
Uuden jalostusvaiheen tavoitteena on, että toinen jalostussykli saadaan päätökseen viimeistään toi-sen polven siemenviljelysten perustamitoi-sen tullessa ajankohtaiseksi 2040-luvulla, ja niitä varten on silloin osoitettavissa uutta korkealaatuista testattua materiaalia.
Männyn taimitarhakylvöistä ja metsänistutuksista 50–70 % on tehty 1980-luvun puolivälistä lähtien siemenviljelysiemenellä. Käytännössä Etelä- ja Keski-Suomen metsänviljelytaimien tuotanto on viimeisten noin 15 vuoden ajan perustunut lähes kokonaan jalostetun siemenen käyttöön. Pohjois-Suomeen on toistaiseksi ollut saatavilla vain vähän männyn jalostettua siementä. Männyn jalostetun siemenen saatavuus metsänviljelyyn ja metsäkylvöön myös Pohjois-Suomessa on kuitenkin nopeas-ti paranemassa.
Taimitarhojen siementarve on vähentynyt männyn istutuksen vähentyessä ja kylvön lisääntyessä.
Männyn siemenviljelyssiementä onkin ollut runsaasti saatavissa myös metsäkylvöön, jossa siemen-tarve on moninkertainen. Siemenviljelyssiemenen jalostamatonta metsikkösiementä korkeampi hin-ta on kuitenkin rajoithin-tanut sen yleistymistä metsäkylvöissä.
Etelä-Suomessa lähes kaikki männyn istutusmateriaali kasvatetaan tällä hetkellä siemenviljelyksiltä kerätystä jalostetusta siemenestä, koko maan keskiarvon ollessa 48 %. Vuonna 2007 männyn istu-tusala oli 23 800 ha, mikä on 26,2 % kaikesta metsänistuistu-tusalasta. Kylvöalat ovat viime vuosina kasvaneet, ja vuonna 2007 mäntyä kylvettiin 32 300 ha.
Männyn jalostushyötyjä on selvitetty Metlan kenttäkokeissa, joissa on vertailtu metsikkösiemenes-tä, siemenviljelyssiemenestä ja pluspuiden risteytyssiemenestä kasvaneita puita samoilla kasvupai-koilla. Mittaustuloksia on saatu vasta melko nuorista, 10–20 vuoden ikäisistä koeviljelyksistä. Sie-menerien välillä on kuitenkin jo nähtävissä selviä eroja niin kasvunopeudessa kuin laadussakin.
Männyn siemenviljelysjälkeläisillä rungon tilavuuskasvu on keskimäärin noin 20 % parempi kuin verrokkimetsissä. Tämä tulos on saatu vapaapölytyksen tuloksena syntyneillä siemenerillä, joissa siemenviljelyksen taustapölytyksen jalostusastetta alentava vaikutus on jo mukana. Myös elinvoi-maisuus ja elävyys ovat siemenviljelyssiemenellä jonkin verran metsikkösiementä parempia.
Uudemmista 1½ -polven valiosiemenviljelyksistä on saatu ensimmäiset siemensadot vasta vuonna 2007, joten niitä koskevia koetuloksia ei ole vielä saatavilla. Uuden polven viljelysten jalostushyö-dyistä voidaan kuitenkin vetää alustavia johtopäätöksiä nykyisistä varttuneista jalosteiden vertailu-kokeista saatujen tulosten perusteella. Niissä ilmiasun perusteella valittujen pluspuiden risteytyserät ovat kokeissa olleet tilavuuskasvultaan keskimäärin 30 % metsikköeriä parempia. Tämän perusteel-la voidaan alustavasti arvioida, että uudemmilta 1½ -polven valiosiemenviljelyksiltä kerätty siemen tuottaisi runkopuun kasvunopeudessa noin 25 % (20–30 %) jalostushyödyn. Nuorissa l. täysin taus-tapölyttyneissä siemenviljelyksissä hyöty tulee todennäköisesti jäämään 20–25 % välille. Valiosie-menviljelyksen oman siitepölytuotannon lisääntyessä jalostushyöty noussee 25–30 %:n välille.
Jalostuksen vaikutus rungon laatuominaisuuksiin on yhtä selvä. Metsänjalostuskokeissa puille anne-taan yleisarvosana (1–10), johon vaikuttavat puun koko, oksien paksuus, oksien kulma runkoon nähden sekä yleinen elinvoimaisuus ja kasvumuoto. Kolmeen parhaaseen luokkaan (8–10) kuuluu yleensä vain pluspuiden jälkeläisiä, kun taas heikoimmissa luokissa (1–3) metsikkösiemenerien
yli-edustus on huomattava. Suhteellinen oksanpaksuus (oksan paksuus suhteessa rungon läpimittaan) on siemenviljelysjälkeläisillä noin 10 % ja pluspuiden risteytysjälkeläisillä noin 20 % pienempi (pa-rempi) kuin metsikköerillä.
Kuusi
Kuusen osuus metsiemme puuston kokonaistilavuudesta on noin 30 %. Kuusen vuotuinen viljelyala ja tuotettujen taimien määrä on kasvanut viimeisen vuosikymmenen ajan. Vuonna 2007 kuusen taimituotanto oli 109,8 milj. tainta, mikä vastaa 66,3 % koko maan taimituotannosta. Viljelytaimista 62 % oli kasvatettu siemenviljelyksiltä kerätystä jalostetusta siemenestä. Istutusala kuusella vuonna 2007 oli 63 900 ha eli 70,3 % koko istutuspinta-alasta. Kuusen kylvöala oli 200 ha.
Reilun kymmenen vuoden aikana kuusen siemenviljelyssiemenen osuus taimituotannossa on nous-sut noin 10 %:sta lähes 80 %:iin samalla, kun kuusen taimien tuotantomäärät ovat voimakkaasti li-sääntyneet. Viimeaikaisten heikkojen kukintavuosien ja runsaiden siementuhojen takia kuusen ja-lostetun siemenen saatavuus ja käyttö on laskenut viime vuosina. Kuusella siemenviljelysten tuotan-to on alkanut ja kehittynyt hitaammin kuin männyllä. Pohjois-Suomen erikoisolosuhteiden ottami-nen huomioon jalostuksessa on osoittautunut vaikeaksi myös kuusella kuten männyllä.
Kuusen jalostus on edennyt muita pääpuulajeja hitaammin. Tämä johtuu pääasiassa biologisista syistä, kuten kuusen epäsäännöllisistä siemenvuosista ja vanhojen puiden varttamisessa esiintyneis-tä ongelmista, mutta myös ja erityisesti siiesiintyneis-tä, etesiintyneis-tä kantapuuaineiston esiintyneis-täydenesiintyneis-tämiseen lisävalinnoilla ryhdyttiin vasta 1990-luvulla. Viime vuosina kuusen jalostuksessa on kuitenkin menty ripeästi eteenpäin. Tällä hetkellä kuusella on menossa vastaava sukupolvenvaihdos kuin männyllä eli toisen polven uudistamispopulaatioiden perustaminen sekä risteyttämällä että vapaapölytyksen avulla.
Kaksi uudistamispopulaatiota on jo pääosin kasvamassa uudistamiskokeissa.
Kuusen etuna jalostuksen kannalta on kuitenkin sen mäntyä helpompi kasvullinen lisättävyys, jonka vuoksi sillä voidaan käyttää siemenjälkeläisten testausta tehokkaampaa kloonitestausta pistokas-klooneilla.
Kuusen siemenviljelysten jalostushyödyistä ei jälkeläiskokeiden nuoruuden ja vähäisyyden takia ole vielä voitu tehdä vastaavia selvityksiä kuin männyllä. On mahdollista, etteivät tulokset yllä kuusella ensimmäisessä sukupolvessa männyn tasolle, koska fenotyyppinen pluspuuvalinta
luonnon-kuusikoissa ei ilmeisesti ole voinut olla yhtä tehokasta kuin yleensä niitä iältään tasarakenteisem-missa männiköissä. Kuusen siemenviljelysaineiston pituuskasvun on kuitenkin todettu olevan Poh-jois-Suomessa 10 % parempi kuin metsikköerillä.
Kuusella siemenviljelyssiemenen tuotannon rinnalle voi nopeastikin kehittyä myös kasvullista lisä-ystä hyväksikäyttävää taimituotantoa. Tällöin käytäntöön siirrettävissä olevat jalostushyödyt muo-dostuisivat heti huomattavasti suuremmiksi.
Rauduskoivu
Koivun osuus metsiemme puuston kokonaistilavuudesta on noin 20 %. Koivun jalostustoiminta on kohdistunut pääasiassa rauduskoivuun ja vähäisemmässä määrin visakoivuun. Hieskoivua ei ole lähdetty jalostuksella kehittämään. Rauduskoivun vuotuinen viljelyala ja tuotettujen taimien määrä on pienentynyt nopeasti 2000-luvulla johtuen etenkin hirvituhojen merkittävästä lisääntymisestä ja pellonmetsitysten vähentymisestä EU-metsitystukien poistuttua. Vuonna 2007 taimituotanto oli 3,0 milj. tainta, mikä vastaa 1,8 % koko maan taimituotannosta. Viljelytaimista 81 % oli kasvatettu
siemenviljelyksiltä kerätystä jalostetusta siemenestä. Viljelypinta-ala oli vuonna 2002 noin 4100 ha.
Koivun käyttö metsäkylvöissä on lisääntynyt 1990-luvulla lisäten siten jalostetun siemenen tarvetta.
Rauduskoivun nopea kasvullinen ja suvullinen yksilönkehitys ovat jalostuksen kannalta erityisen suotuisia biologisia ominaisuuksia. Sen ansiosta rauduskoivun jalostus on edennyt pääpuulajeis-tamme nopeiten. Rauduskoivulla on jo edetty pitkälle toisen polven ehdokkaiden testaamiseen, jon-ka jälkeen vuorossa on toisen polven jalostuspopulaatioiden muodostaminen.
Koivun teollisen käytön tulevaisuuden näkymistä on tällä hetkellä epävarmuutta, mikä lienee osal-taan syynä koivun viljelypinta-alojen viimeaikaiseen pienenemiseen. Mikäli viljelymäärät pienene-vät edelleen on ennakoitavissa, että koivun jalostukseen suunnatut panokset tulevat vähenemään.
Tämä merkitsisi käytännössä toiminnan painopisteen siirtymistä enemmän jalostusaineistojen yllä-pitoon niiden uudistamisen sijaan. Visakoivu, jonka viljelymäärät ovat viime vuosina vaihdelleet puolen miljoonan taimen molemmin puolin, sisältyy jatkossa rauduskoivun kolmeen jalostuspopu-laatioon omina pieninä yksiköinään.
Rauduskoivulla, jolla jalostus on edennyt mäntyä ja kuusta pidemmälle, on (koeolosuhteissa) mitat-tu 20–26 %:n luokkaa olevia lisäyksiä puunmitat-tuotoksessa (rungon tilavuuskasvussa). Myös monissa muissa, erityisesti vaneriteollisuuden kannalta tärkeissä rungon ulkoisissa laatuominaisuuksissa on havaittu selvää paranemista, ominaisuudesta riippuen noin 15 %:iin asti.
Tällä hetkellä koivulla voidaan pääpuulajeista helpoimmin harjoittaa myös kahden kloonin ristey-tyssiemenviljelyä, mikä tarjoaa perinteistä siemenviljelyä paljon tehokkaammat mahdollisuudet huippuyksilöiden suvulliseen massatuotantoon.
Haapa ja muut puulajit
Metlan kotisivujen (www.metla.fi)antamien tietojen perusteella männyn, kuusen ja koivun yhteinen osuus metsiemme puutilavuudesta on 100 %. Kuvanneeko tämä asennoitumista muihin puulajeihin?
Muitakin puulajeja toki on, kuten jokainen lepikkojaan ja haavikkojaan raivannut sivutoiminen met-sänomistaja tietää. Tämän Metla kyllä itsekin toteaa jalostusohjelmiinsa kelpuuttaneen haavan osal-ta. Metlan tietojen mukaan puhtaita haapametsiköitä on noin 0,3 % metsämaasosal-ta. Puuston kokonais-tilavuudesta haavan osuus on noin 1,5 %.
Kuten myöhemmin todetaan, haapa on se puulaji, josta suomalaisista puulajeista eniten on kerätty DNA-tietoa. Tulevaisuudessa haapa näyttää olevan ainoa kotimainen puulaji, joka kykenee pape-rinvalmistuksessa kilpailemaan eukalyptuksen ja akaasian kanssa, joiden osuus maailmanmarkki-noilla on nopeasti kasvamassa. Etenkin hybridihaapa, joka on kotimaisen haavan (Populus tremu-lus) ja pohjois-amerikkalaisen haavan (Populus tremuloides) risteytys, on osoittautunut hyvin lu-paavaksi. Juuri tästä puulajista löytyy erityisen paljon DNA-tietoa kansainvälisistä geenitiedon tie-topankeista.
Haavan puuaine on vaaleaa ja se kuuluu lyhytkuituisiin puulajeihin. Haapaa paperin raaka-aineena käyttämällä valkaisuaineiden tarve pienenee ja energiaa kuluu vähemmän, joten ympäristön koko-naiskuormitus pienenee. Hybridihaavan viljelymäärät ovat toistaiseksi jääneet alhaisiksi. Vuosien 1997–2002 aikana haapaviljelyksiä perustettiin kaikkiaan 700 hehtaarin alalle.
Haavan jalostus alkoi maassamme jo 1950-luvun alussa, jolloin haapaa kasvatettiin lähinnä tulitik-kuteollisuuden raaka-aineeksi. Päähuomio jo silloin oli lähes yksinomaan edellä mainitussa hybri-dihaavassa. Se on osoittautunut pitkäaikaisissa kenttäkokeissa Suomen nopeakasvuisimmaksi
puu-lajiksi. Se kasvaa kotimaista haapaa yli puolet nopeammin ja sitä voidaan kasvattaa 20–40 vuoden kiertoajalla. Nopeakasvuisin on juurivesoista syntyvä uusi puusukupolvi.
Kotimaisen tulitikkuteollisuuden hiipuessa haavan viljely ja jalostus tyrehtyi pariksikymmeneksi vuodeksi. Kiinnostus heräsi uudestaan 1990-luvun alussa, kun haavan huomattiin olevan kilpailu-kykyinen eukalyptuksen ja akaasian kanssa lyhytkuituisen massan raaka-aineena. Lupaavien näky-mien vuoksi haavan jalostus käynnistettiin uudelleen vanhojen jalostusaineistojen pohjalta.
Haavan jalostuksen tavoitteena on valita puuntuotokseltaan, kestävyydeltään ja puuaineen ominai-suuksiltaan yhä parempia hybridihaapaklooneja kasvulliseen taimimateriaalin massatuotantoon. Lä-himmän viiden vuoden aikana saadaan koeviljelyksiltä tietoa taloudellisesti tärkeiden ominaisuuk-sien periytymisestä tehokkaan valinnan varmistamiseksi. Haavalla tutkitaan ulkoisten kasvuominai-suuksien lisäksi puun sisäisiä laatuominaisuuksia puuainenäytteiden avulla, koska tarkoituksena on etsiä klooneja, jotka tuottavat paperiteollisuudelle sopivaa raaka-ainetta.
Haavan ensimmäisen polven jalostusaineistojen testaus jatkuu. Sen lisäksi tuotetaan uusia hybridi-haapaperheitä risteyttämällä kenttäkokeissa hyviksi osoittautuneita vanhempia. Testatun aineiston pohjalta haavalle perustetaan kaksi jalostuspopulaatiota Etelä- ja Keski-Suomeen.