Uudet viljelykasvilajikkeet pärjäävät luomussakin

Maatiaislajikkeiden ja muiden pitkäkortisten vanhojen lajikkeiden uskotaan soveltuvat parhaiten luomuviljelyyn. Väittämälle esitetään perusteita kuten: 1) pitkäkortisella lajikkeella on runsaampi ja syvempi juuristo, jolloin kasvi pystyy paremmin hyödyntämään vettä ja ravinteita; 2) vanhat lajikkeet ja maatiaiset ovat säilyttäneet luontaisen kyvyn käyttää tehokkaasti niukkoja ravinteita ja ovat viljelyvarmempia, koska ne ovat aikakaudelta jolloin viljeltiin ilman kemiallisia lannoitteita ja torjunta-aineita ja 3) pitkäkortiset lajikkeet kilpailevat paremmin rikkakasveja vastaan. Uskomukset istuvat tiukassa, vaikka väittämistä kaksi ensimmäistä on kumottu useaan otteeseen viimeisten 40 vuoden aikana. Kolmas väittämä pitää edelleen paikkansa: korreltaan riittävän pitkä lajike auttaa luomuviljelyssä välttämään rikkakasvien aiheuttamia satotappioita.

 Maanpäällinen massa ei paljasta juuriston syvintä olemusta

Luonnonkasveilla juuriston ja maanpäällisen kasvuston massat saattavat keskimäärin korreloida (1), mutta päteekö sama viljelyyn sopeutetuilla peltokasveilla? Ja miten kasvuympäristö vaikuttaa juuren ja verson suhteeseen? Usein kuivuuden kurittaessa kasvia sen juuret pyrkivät kasvamaan pidemmiksi hakeutuen vettä kohti (2,3,4). Toisaalta esimerkiksi paalujuurinen rypsi kasvattaa hyvissä oloissa vahvan ja syvälle maaperään työntyvän juuriston, mutta maaperän tiivistymien vuoksi paalujuuren tunkeutuminen saattaa estyä ja juuristo jää pinnalliseksi (5). Tämän seurauksena ravinteiden otto voi vaikeutua ja kuivuuden aiheuttamat vahingot kasvavat. Juuriston kasvuun vaikuttaa myös, onko kasvi monivuotinen ja varautuuko se juurivarastoja kerryttämällä seuraavaan vuoteen (vrt. esim. kumina ja tattari (6)).

Lyhytkortisia lajikkeita pelätty poudanaroiksi

Yksi kasvinjalostuksen kiistattomista saavutuksista on ollut suurempi satoindeksi, jolloin yhä suurempi osa maanpäällisestä massasta on korjattavaa jyväsatoa. Näin saatavilla oleva vesi ja ravinteet käytetään keskitetymmin arvokkaana pidettävän sato-osan tuottamiseen (7). Tästä huolimatta lyhytkortisuus on herättänyt huolen siitä, että juuristo olisi niukka eivätkä kasvit pärjäisi kuivissa oloissa, joissa kuivuuden rinnalla kiusaa ravinteiden niukkuus.

Pelko ei ole aivan perätön. 1970-luvulla tehdyissä koesarjoissa viljojen lyhytkortisuuden todettiin olevan yhteydessä pienempään tai pinnallisempaan juuristomassaan. Esimerkiksi James Mac Key tutki eri pituisia vehnä- ja kauralajikkeita laboratoriossa. Hänen mukaansa juuri ja korsi ovat toistensa peilikuvat: mitä pidempi varsi, sitä pidempi ja runsaampi juuristo (8,9,10). Kuitenkin jo tuolloin ilmeni poikkeuksia tästä yleisestä havainnosta, jotka Mac Keykin julkaisussaan totesi (8).

Tutkimuksia jatkettiin erilaisilla vehnälajikkeilla astiakokeissa, jotka ainakin osittain tukivat Mac Keyn aiempia havaintoja ja teoriaa (11,12,13). Tulokset eivät kuitenkaan olleet enää yhtä yksiselitteisiä, kun alettiin huomioida kasvien kehitysrytmin, iän ja sääolojen vaikutukset juuren ja verson suhteeseen. Vuonna 1990 tehdyssä peltokokeessakin todettiin, että vaikka vanhimmilla (ja pitkäkortisimmilla) vehnälajikkeilla oli eniten juurta ja juuret ylsivät syvimpiin maakerroksiin, korren pituuden ja juuriston runsauden välillä ei ollut suoraviivaista vastaavuutta (14). Teoria maanpäällisen ja -alaisen kasvun systemaattisesta yhteydestä alkoi hiljalleen kumoutua, kun tutkimustuloksia kertyi yhä kattavammin ja erityisesti, kun kokeita alettiin tehdä luonnollisessa kasvuympäristössä pellolla (15,16). Peltokokeissa on selvinnyt, että modernit lyhytkortiset vehnät ja ohrat eivät ole vain sadontuottajina ja ravinteiden hyödyntäjinä tehokkaita, vaan ne ovat usein myös runsas- ja syväjuurisia (17,18,19,20).

Uudet jalosteet pärjäävät myös vaativissa oloissa

Ovatko uudet, korreltaan lyhyet lajikkeet sitten ylivoimaisia vain hyvissä oloissa, mutta eivät pärjää haasteellisissa kasvuoloissa? Ei välttämättä, sillä esimerkiksi eräässä hyvin laajassa tutkimuksessa vanhat vehnälajikkeet pärjäsivät heikommin sekä suotuisissa että vaativissa oloissa (20). Vaikka haasteellisissa oloissa uudet lajikkeetkaan eivät pärjänneet yhtä hyvin kuin suotuisissa kasvuoloissa, ne menestyivät kuitenkin aina keskimäärin vanhoja lajikkeita paremmin (19, 20).

Parempi satoisuus ei kuitenkaan ole välttämättä vain lyhyemmän korren ja paremman satoindeksin ansiota. Siihen voivat vaikuttaa myös erot kasvuajassa sekä kasvuston kyvyssä säilyä pidempään vihreänä, suurempi jyväpaino ja erot kasvuston mikroilmastossa, joka voi johtua rakenteellisten erojen lisäksi eroista vedenotossa (19).

Korren pituuttakin on monenlaista, ja erityisesti voimakkaat kääpiömuodot (dwarf) ovat osoittautuneet heikoiksi monilta ominaisuuksiltaan (22,23). Esimerkiksi kylvettäessä kuivissa oloissa syvään, jotta kylvösiemen tavoittaisi kostean maakerroksen, viljojen orastuminen voi vaikeutua, jos lyhytkortisen lajikkeen koleoptiili eli itutuppi on myös lyhyt (1,21,24,25).

Luomussa on omat erityistarpeensa

Viimeisimmän tutkimustiedon mukaan sekä luomussa että tavanomaisessa viljelyssä pätevät omat raja-arvot sille, miten lyhyt viljakasvi voi olla ollakseen tehokas ravinteiden ottaja ja sadon tuottaja. Vuonna 2012 julkaistussa syysvehnällä tehdyssä tutkimuksessa todettiin, että luonnonmukaisessa viljelyssä kasvin ihannekorkeus on 15 cm pidempi kuin tavanomaisessa (26). Tavanomaisessa viljelyssä hyväksi kasvuston korkeudeksi arvioitiin kyseisissä kasvuoloissa noin 80 cm ja luomussa siis noin 96 cm. Tätä lyhyempi kasvusto tuotti satoa sitä vähemmän mitä lyhyemmäksi korsi jäi.

Luomussa vahvasti kääpiöinen kasvutapa tuotti myös enemmän satotappioita kuin vastaavasti tavanomaisessa tuotannossa. Syynä olivat rikkakasvit. Luomussa rikkakasveja ei torjuta kemiallisesti, jolloin liian lyhyeksi jäävä viljelykasvi kilpailee huonosti rikkakasveja vastaan. Toisaalta optimipituuden selvästi ylittävä, heikko korsi on laonaltis ja lako on taas haitaksi monin tavoin. Viimeinen alussa mainituista kolmesta väittämästä pitää näiden tulosten valossa edelleen paikkansa: korreltaan riittävän pitkä lajike auttaa luomuviljelyssä välttämään rikkakasvien aiheuttamia satotappioita.

Kirjoittajat: Kaija Hakala, erikoistutkija ja Pirjo Peltonen-Sainio, professori. MTT, Kasvintuotanto

Lähteet:
1) Niklas & Enquist 2002, Am. J. Bot. 89: 812–819, 2) Hoad et al. 2001, Adv. Agron. 74: 193–246, 3) Gan et al. 2011, Crop & Pasture Sci 62:457–466, 4) Allard et al. 2013, Eur. J. Agron. 46: 68–76, 5) Peltonen-Sainio et al. 2011, Soil Use Manag. 27: 229–237. 6) Hakala et al. 2009, Agric. Food Sci. 18: 366–387, 7)Mäkelä et al. 2008, Agric. Food Sci 17: 289–306, 8) Mac Key 1973, Proc. 4th Int. Wheat Gen. Symp.: 827–842, 9) Mac Key 1979, Int. Rice Res. Conf., IRRI, Apr. 1979, 10) Mac Key 1988, Proc. 3rd Int. Oat Conf.: 340–344, 11) Hashmi 1980, Pak. J. Agric. Res. 1: 86–89, 12) Waines & Ehdaie 2007, Ann. Bot. 100: 991–998, 13)Bush & Evans 1988, Field Crops Res. 18: 243–270, 14) Siddique et al. 1990, Plant & Soil 121: 89–98, 15) Cholick et al. 2007, Crop Sci. 17: 637–640, 16) Holbrook & Welsh 1980, Crop Sci. 20: 244–246, 17) Miralles et al. 1997, Plant & Soil 197: 79–86, 18)Chloupek et al. 2006, Theor. Appl. Gen. 112: 779–786, 19) Lopes et al. 2012, Crop Sci. 52: 1123–1131, 20) Pask & Reynolds 2013, Crop Sci. 53: 2090–2104, 21) Mathews et al. 2006, Crop Sci. 46: 603–613, 22) Butler et al. 2005, Crop Sci. 45: 939–947, 23) Wojciechowski et al. 2009, J. Exp. Bot. 60: 2565–2573, 24) Trethowan et al. 2001, Field Crops Res. 70:167–176, 25) Ellis et al. 2004, Funct. Plant Biol. 31: 583–589, 26) Gooding et al. 2012, J. Agric. Sci. 150: 3–22, 27) de Rocquigny et al. 2004, Crop Sci 44: 2116–2122, 28) McCaig & Morgan 1993, Can. J. Plant Sci. 73: 679–689.