LUONNONVARAKESKUS
VERKKOKAUPPA
Luonnonvarakeskus
       Pikahaku: 
         Ostoskorissa 0 tuotetta  

Nurmen kasvu- ja kehitysprosessit. NURFYS-hankkeen 2006-2011 loppuraportti


ISBN-13:978-952-487-391-8 
Julkaistu:2012 
Julkaisusarja:MTT Raportti 
Kieli:suomi 
Kustantaja:MTT 
Numero:56 
Saatavuus:Juvenes Print arkisto 
Sivumäärä:123 
Toimittajat:Hyrkäs, Maarit; Virkajärvi, Perttu 

48.00 €

Nurmirehuihin perustuvilla maidon- ja naudanlihan tuotannolla on keskeinen merkitys koko Suomen elintarviketuotannolle. Satomäärillä mitattuna säilörehu on ollut pitkään Suomen merkittävin viljelykasvi ja vuonna 2010 se kohosi myös pinta-alalla mitattuna yleisimmäksi pellonkäyttömuodoksi. Lähes puolet maatalouden tuloista on peräisin maidon ja naudanlihan tuotannosta, ja noin 40 % elintarvikkeita jalostavan teollisuuden työpaikoista on maidon- ja lihanjalostuksen piirissä. Tämän vuoksi jo pienetkin parannukset esimerkiksi nurmen sadon laadussa ovat taloudellisesti merkittäviä: jos Suomen säilörehusadon Darvo paranisi 10 g/kg ka, olisi sen taloudellinen vaikutus n. 11–17 M€ vuodessa.

Nurmen suuresta taloudellisesta ja ympäristöllisestä merkityksestä huolimatta nurmikasvien satofysiologia tunnetaan Suomessa heikosti. Ulkomaiset satofysiologiset tutkimukset soveltuvat huonosti Suomeen, koska kasvilajit, kasvuolosuhteet ja nurmien käyttötarkoitukset ovat erilaiset ja pohjoismaisia tuloksia on vielä niukasti. Satofysiologisten prosessien parempi tunteminen mahdollistaa lyhyellä aikavälillä viljelytekniikan kehittymisen (mm. sadonkorjuun ajoitus, lajikevalinta) sekä pidemmällä aikavälillä uusien lajikkeiden kehittämisen ja uusien työkalujen käyttämisen tässä kehitystyössä (jalostusmenetelmät). Myös tutkimus hyötyy satofysiologisten tiedon lisääntymisestä: esimerkiksi nurmien sopeutumista ilmastonmuutokseen voidaan ennustaa prosessipohjaisilla kasvumalleilla, jotka tarvitsevat lähtötiedoikseen yksityiskohtaisia tietoja nurmen kasvu- ja kehitysprosesseista.

Nurmikasvien satofysiologia nurmen laadun perustana -hankkeessa päätettiin pureutua aiempaa syvemmälle nurmen kasvun dynamiikkaan ja kasvuprosessien säätelyyn yhdistäen tähän uusimmat nurmirehun ravitsemuksellisen arvon parametrit. Tutkimus keskittyi pelkästään monivuotisiin heinäkasveihin. Hankkeen tavoitteena oli ensinnäkin tunnistaa tärkeimmät kasvuprosessit ja satofysiologiset parametrit. Toinen tavoite oli selvittää tärkeimmiksi havaittujen satofysiologisten parametrien genotyyppistä vaihtelua timoteiaineistossa ja kolmas tavoite oli selvittää niiden geneettisen säätelyn mekanismeja. Työssä käytettiin timotein ja ruokonadan valtalajikkeita sekä Boreal Kasvinjalostus Oy:n erityisiä ns. laatuaineiston klooneja (eliittikloonit). Tutkimus tehtiin yhteistyössä MTT:n, Helsingin yliopiston ja Boreal Kasvinjalostus Oy:n kanssa. Tutkimuksen vetäjänä toimi Perttu Virkajärvi (MTT Kotieläintuotannon tutkimus, Maaninka). Keskeisiksi nurmen kasvuprosesseiksi sadonmuodostuksen ja laadun kehityksen osalta havaittiin korren muodostus ja sen lignifikaatio sekä kuolleen materiaalin kertyminen. Timotei ja ruokonata poikkesivat sadon ominaisuuksiltaan ja kasvutavaltaan lähes kaikissa suhteissa (versotyyppijakauma, vernalisaation vaikutus, kukinta, sadon morfologia sekä rehuarvo). Ruokonadan ja timotein erot iNDF:ligniini-suhteessa ovat potentiaalinen tutkimuskohde selvitettäessä ligniinin koostumuksen ja rakenteen vaikutusta rehun sulavuuteen.

Tekemämme havainto timotein korrenkasvunsa aloittaneiden mutta silti vegetatiivisten eli kukkimattomien versojen (ELONG) suuresta osuudesta on ollut uraauurtava: tutkimuksemme on ensimmäinen työ, jossa tämän versotyypin osuus ja rehuarvot on kvantitatiivisesti määritetty. Timotein osalta tämän versotyypin tunnistamisella on selvä merkitys, koska ELONG-versotyyppi oli suurin komponentti timotein toisessa sadossa ja koska sen rehuarvo poikkesi edullisesti muista korrellisista versoista toisessa sadossa. Timotein versotyyppien välillä havaittiin myös merkittävä ero lehtien kasvunopeudessa – pelkkää lehteä ja lehtituppea muodostavilla vegetatiivisilla versoilla (VEG) lehtien kasvunopeus oli pienin ja korrellisilla suurin. Tämä kuvastaa myös versojen välistä kilpailuasetelmaa timoteikasvustossa. Ruokonadan sato puolestaan koostui lähes täysin VEG-versoista sekä ensimmäisessä että toisessa sadossa, eivätkä versotyypit näytelleet merkittävää roolia sen sadonmuodostuksessa. Timotein ja ruokonadan VEG-versot olivatkin varsin erilaisia: timoteillä ne ovat melko heikkoja elinvoimaltaan ja kilpailukyvyltään kun taas ruokonadan VEG-versot ovat suuria, elinvoimaisia ja kilpailukykyisiä.

Timotein eliittiklooniaineistossa eri kloonit poikkesivat toisistaan lähes kaikkien mitattujen ominaisuuksien suhteen. Kloonien väliset erot versotyyppijakaumissa pysyivät kohtuullisen samankaltaisina yli vuosien, joten tätä voidaan pitää sinänsä melko stabiilina geneettisenä ominaisuutena. Näyttää siltä, että timotein sadon laatua säätelevät ainakin osittain eri tekijät ensimmäisessä ja toisessa sadossa.

Korren anatomisen rakenteen tarkastelussa kävi ilmi, ettei puutuneen tukirenkaan muodostuminen timotein korteen ollut yhteydessä kärkikasvupisteen kehitysasteeseen. Tätä havaintoa tuki myös timotein klooniaineistossa havaittu voimakas korrelaatio korren korkeuden ja sen sulavuuden välillä: mitä korkeampaa kasvusto oli, sitä huonompi oli sulavuus. Tämä on merkittävä havainto korren lignifioitumistutkimuksen kannalta, sillä aikaisemmin on oletettu, että kärkikasvupisteen erilaistuminen ohjaa korren pituuskasvua ja lignifioitumista.

Hankkeessa jatkettiin MTT:llä aloitettua työtä timotein genomiikan parissa. Tutkimuksessa testattiin COMT-geeniin liittyvän geenimerkin yhteyttä timotein rehuarvo-ominaisuuksiin. Geenimerkin esiintyminen selitti 12 % ensimmäisen niiton iNDF-arvojen vaihtelusta. Silti sen yleistettävyys heksaploidissa kasvissa on positiivinen viite siitä, että COMT-geenin alleeleilla on todellista vaikutusta timotein iNDFarvoihin. Muiden laatumuuttujien kohdalla ei löydetty toimivia geenimerkkejä. Lisäksi tutkittiin VRN1- sekä VRN2-geenien yhteyttä vernalisaatioon ja kukinnan edistymiseen. Tulosten mukaan timotein toisessa sadossa aitokorrellisten versojen muodostumista säädellään eri säätelyverkostojen kautta kuin syysviljoilla. Sen sijaan ensimmäiseen satoon muodostuvien kukkivien versojen säätelyn taustalla on mahdollisesti VRN1-geenin ilmeneminen.

Timotein ja ruokonadan lajieroista on toki tiedetty jo aikaisemminkin, mutta hankkeessa saatiin selville monien eroavaisuuksien syyt ja niiden merkitys käytännössä. Tuloksilla on käyttöarvoa kasvilajikohtaisia suosituksia annettaessa. Tulokset auttavat ymmärtämään nurmen sadon korjuun ajoittamista, etenkin toisen sadon osalta: kasvuston korsiintumista, lehtien kasvua ja kuolemaa sekä kuolleen aineksen kerääntymistä. Tuloksia on käytetty menestyksellä esimerkiksi neuvonnallisten kehittämishankkeiden havaintojen selittämiseen: yhdessä tuloksista muodostuu aiempaa vahvempi kokonaisuus. Vaikka tutkimus ei tuonut suoraan käyttökelpoisia geenimerkkejä jalostuksen käyttöön - mitä ei myöskään oletettu hanketta aloitettaessa - COMT-geenin alleelin ja kasvin iNDF-pitoisuuden välinen yhteys on hyödyllinen havainto. Lisäksi tutkimus toi syvällistä tietoa jalostusmateriaalina käytettävien timoteikloonien ominaisuuksista.




Takaisin