Juuristolaboratoriossa haetaan vastauksia siihen, miten puut reagoivat äärioloihin ja ilmaston muuttumiseen

Poissa silmistä, poissa mielestä.

Sanonta pitää paikkansa myös metsäntutkimuksessa. Siihen nähden, että puut sijoittavat peräti 40–70 prosenttia valmistamistaan yhteyttämistuotteista juuriston kehitykseen, on juuristotutkimus vähäistä.

– Puiden maanalainen elämä on aika lailla suuri tuntematon, kun ajatellaan, mitä puiden silmin nähtävistä osista tiedetään. Kasvavien juurten tutkimiseen on nykyisin melko niukasti eväitä, johtava tutkija Tapani Repo Luonnonvarakeskuksesta (Luke) vahvistaa.

Maaperän ja juurten tutkiminen on vaikeaa ja hidasta työtä.

– Ongelma on myös siinä, että aina kun kosket maahan, se tavalla tai toisella häiritsee toimintoja maaperässä, muuttaa ympäristöä, yliopistotutkija Tarja Lehto Itä-Suomen yliopistosta täydentää.

Joensuussa ”maanalaisen tutkimuksen” tilannetta on kohentanut jo 20 vuoden ajan Itä-Suomen yliopiston ja Luonnonvarakeskuksen yhteinen juuristolaboratorio. Vastaavia yksiköitä ei muualta maailmasta löydy.

Laboratoriossa on kasvatuskammioita, joissa pystytään säätämään tärkeimpiä kasvuun vaikuttavia olosuhteita: valaistusta, päivän pituutta, ravinteita sekä ilman ja maan lämpötilaa ja kosteutta. Kammiossa voidaan luoda lukuisia erilaisia maan ja ilman olosuhdeyhdistelmiä ja päästä irti korrelaatiosta, joka vallitsee olosuhteiden välillä maastokokeissa.

Lehdon mukaan tutkijoita kiinnostaa erityisesti puiden reagointi ääriolosuhteisiin.

– Sen perusteella, miten puiden juuristot käyttäytyvät äärioloissa, voimme arvioida, mitä muuttuva ilmasto voi aiheuttaa metsissä.

Ilmaston lämpenemisen olettaisi nostavan maaperän keskimääräistä lämpötilaa, mutta tapahtumien kulku ei ole niin suoraviivainen.

– Lämpimämmässä ilmastossa maa voikin olla kylmempi sen vuoksi, että sade tulee talvella suurimmaksi osaksi vetenä ja lunta on vähemmän. Kun pakkasia kuitenkin esiintyy talviaikaan, niin maa voi jäätyä syvemmältä eristävän lumikerroksen puuttuessa, Lehto selittää.

Erityisesti hienojuurille on haitallista, jos maan jäätymis-sulamissyklit yleistyvät, mikä on todennäköistä. Hienojuuret vastaavat puun veden ja ravinteiden otosta.

Laboratorio-oloissa puiden vuosisykliä voidaan nopeuttaa, mikä jouduttaa myös tutkimusta. Kasvukaudet pystytään toistamaan tiheämmällä rytmillä kuin luonnossa, kunhan väliin jää ”vilujakso”, lepokausi.

Parhaillaan laboratoriossa on kolme kasvukautta nähneitä koivuntaimia. Niillä testataan muun muassa sitä, miten puu allokoi eli kohdentaa resursseja maanalaiseen ja maanpäälliseen osaan, kun ympäristöolosuhteet vaihtelevat.

Repo selittää, että puun näkyvillä osilla ja juurilla on omat kasvurytminsä. Puut kasvavat Suomessa pituutta ja paksuutta pääasiassa kesä–heinäkuussa. Juurten paras kasvukausi ajoittuu syyskesään, jolloin verson pituuskasvu ja rungon paksuuskasvu on jo päättynyt.

– Ei tiedetä tarkkaan, johtuuko tämä siitä, että maanpäälliset osat käyttävät niin paljon resursseja alkukesällä, ettei niitä ikään kuin riitä maan alle. Vai onko suurempi tekijä se, että maa on kylmempi keväällä ja lämpenee loppukesää kohden, Tarja Lehto toteaa.

– Käynnissä olevassa kokeessa pyritään erottamaan näiden tekijöiden vaikutus. On neljä käsittelyä: alempi ja korkeampi maan lämpötila, ja lisäksi keskellä kesää korkeampi lämpötila vaihdetaan alemmaksi ja alempi korkeammaksi. Tällä tavoin pyritään saamaan selville, vaikuttaako juurien kasvun ajoittumiseen enemmän suoraan maan lämpötila vai puun maanpäällisen osan kasvu.

Lehto ennakoi, että molemmat tekijät vaikuttavat, mutta asiasta on luvassa tarkempaa selkoa tutkimuksen päätyttyä.

 

Käytännön metsätaloustöihin maan lämpötila vaikuttaa esimerkiksi metsänistutuksissa.

Tutkija Jouni Kilpeläinen Lukesta toteaa, että matalien maalämpötilojen tiedetään hidastavan selvästi juurten kasvua, eli taimet kannattaa istuttaa vasta lämmenneeseen maahan. Jos taimia kiiruhdetaan jo puolijäiseen maahan, niiden alkukehitys hidastuu.

Maan lämpötila vaikuttaa myös ohutjuurten elinaikaan ja sitä kautta metsäekosysteemin hiilenkiertoon. On havaittu, että pohjoisilla leveysasteilla, joilla maa on kylmempää, ohutjuuret ovat pitkäikäisempiä kuin lämpimämpien seutujen metsissä, eli ne uusiutuvat kylmissä oloissa hitaammin.

Kuluneella kasvukaudella metsäpuita on kiusannut jonkin verran kuivuus.

Tutkimussarkaa riittäisi siinäkin, satsaavatko puut kuivina kesinä enemmän juurten kasvuun, kun veden ja ravinteiden saanti on niukempaa. Se tiedetään, että voimakas kuivuus vähentää juurten kasvua maan pintakerroksissa ja vaikeuttaa myös ravinteidenottoa.

Puunkorjuulle kuivuus on tervetullut. Tutkijoiden mukaan kuiva ja lämmin kesä on korjuussa juuristovaurioiden kannalta parempi vaihtoehto kuin sateinen, leuto ja roudaton talvi.

Luken maastokokeessa tutkittiin roudan vaikutusta juuriston kehitykseen säätelemällä koealametsikön lumen määrää.

Kokeessa seurattiin juurten ja maanpäällisten osien kasvua 50-vuotiaassa kuusikossa. Lumen kolaus -käsittely toistettiin kahtena talvena.

– Käsittely, jossa lumi poistettiin kokonaan talvella, aiheutti vuosien viiveellä notkahduksen puiden paksuuskasvussa. Muutamia kuusia myös kuoli, Tapani Repo kertoo.

Kokeen perusteella voisi päätellä, että pintajuurisen kuusen kasvu kärsii, kun lumettomat ja vähälumiset talvet yleistyvät eivätkä juuristot saa lumieristettä.

Toisaalta routa ankkuroi puiden juuristot tiukemmin maahan, jolloin puusto ei ole yhtä altis tuulituhoille. Myös puunkorjuussa routa on toivottu talvivieras.

Lehto arvioi, että juuritutkimuksessa on eniten aukkoja tietämyksessä siitä, miten maan lämpötila ja routa vaikuttavat puiden juuristoihin.

Tutkija Timo Domisch Lukesta toteaa, että eri puulajien juuristojen välinen vuorovaikutus on niin ikään huonosti tunnettu.

– Miten eri puulajien juuret reagoivat toisiinsa, ja miten juurien ravinteiden ja veden otossa toteutuu niin sanottu komplementaarisuus eli toistensa täydentävyys. Ja onko tämä täydentäminen merkityksellisempää kuin juurten keskinäinen kilpailu.

Tämä sisältö on vain tilaajille.

Tilaa Keskisuomalainen verkko joka päivä 15 eur. / 3 kk kestotilauksena

Tilaa tästä!

Jos olet jo tilaaja, .