Metla Hanke 3220

Suomalaisten puulajien luontainen käyttökelpoisuus rakentamisessa, jatkotutkimus

[  English  |  Tavoitteet  |  Tulokset  |  Hankkeen vetäjä  |  Tutkijat  |  Julkaisut  |  Tiedotteet  |  Lisää hankkeesta  |  Metla Tutkimus  ]

Kesto: 1997-2002   Asiasanat: fenoliset uuteaineet, hartsihapot, lahonkestävyys, lehtikuusi, mänty, perinnöllinen vaihtelu, pinosylviini, ruskolaho, sydänpuu

Tavoitteet

Tutkimushankkeen tavoitteena oli saada tietoa niistä puumateriaalin laatuominaisuuksista, jotka ovat tärkeitä puurakentamisen vaatimusten kannalta. Hanke koostui alunperin neljästä osasta. Kun prof. Hannu Viitanen lähti Metlasta vuonna 1998, hanke siirtyi Joensuun tutkimuskeskuksesta Punkaharjun tutkimusaseman vastuulle ja supistui. Tällöin ainostaan yksi osahanke, ”Männyn ja lehtikuusen perimän vaikutus puun lahonkestävyyteen”, jäi toteutettavaksi.

Toteutuneessa osahankkeessa oli tavoitteena tutkia, kuinka paljon männyissä ja lehtikuusissa esiintyy puuaineen lahonkestävyyden vaihtelua ja kuinka suuri osa tästä vaihtelusta on periytyvää. Se osa vaihtelusta, joka ei ole periytyvää, on ympäristön aiheuttamaa. Periytyvyyden osuutta koskevat päätelmät voidaan tehdä sen perusteella, kuinka havaittu vaihtelu jakaantuu yksittäisten puiden ja perheiden välille. Tämän vuoksi tutkimusaineistoina käytettiin jälkeläiskokeita, joissa puiden sukulaisuussuhteet tunnetaan.

Tavoitteena myös oli kehittää yhteistyössä VTT:n kanssa menetelmää, jolla pystypuiden lahonkestävyyttä voidaan mitata.

Hankkeen edetessä päätettiin tutkia lisäksi, mitkä männyn sydänpuuaineen ominaisuudet lahonkestävyyteen vaikuttavat ja kuinka lahonkestävyyttä voidaan epäsuorasti mitata ja ennustaa.

Tulokset

Mäntyjen ja lehtikuusien lahonkestävyyttä testattiin laboratorio-oloissa yhtä ruskolahottajasientä (Coniophora puteana) vastaan. Tutkimuksessa käytettiin 5 mm kasvukairalla pystypuista otettuja puuainenäytteitä ja kaatokoepuiden kiekoista sahattuja pieniä (5x15x30 mm) palikoita. Siperianlehtikuusen aineisto muodostui noin 25-vuotiaista vartetuista siemenviljelysklooneista Korpilahdelta. Männyn aineisto oli peräisin kahdesta noin 30-vuotiaasta jälkeläiskokeesta Korpilahdelta ja Kerimäeltä sekä yhdestä noin 170-vuotiaasta luonnonmänniköstä Punkaharjulta.

Puuyksilöiden välinen lahonkestävyys vaihteli voimakkaasti. Siperianlehtikuusella geneettisen vaihtelun osuus oli lahonkestävyydessä suurempi kuin kasvuominaisuuksissa. Nuorten mäntyjen sydänpuussa lahonkestävyyden vaihteluväli oli erityisen laaja: kestävimpien näytteiden massa oli lahotuskokeen päätyttyä ennallaan kun taas nopeimmin lahonneiden näytteiden kuivamassasta oli hävinnyt jo 50 %. Korpilahden jälkeläiskokeessa geneettisen vaihtelun osuus oli merkittävän suuri, kun taas Kerimäen kokeessa ympäristöstä johtuvan vaihtelun osuus oli täysin hallitseva. Tulosten perusteella voidaan päätellä, että sydänpuun lahonkestävyys on ominaisuus, jota on mahdollista parantaa metsänjalostuksen keinoin.

Emme onnistuneet löytämään männyn sydänpuun lahonkestävyyden epäsuoraan valintaan soveltuvia ominaisuuksia puun pituuden, latvusrajan, puuaineen tiheyden, sydänpuun säteen tai kesäpuuosuuden joukosta. Tämän vuoksi päädyimme vertaamaan hitaasti ja nopeasti lahoavan puuaineen kemiallisia ja fysikaalisia eroja. Lahotuskokeissa mukana olleiden 783 nuoren männyn joukosta valittiin 20 kestävän ja 20 lahonalttiin puun ryhmät tarkempiin puuainetutkimuksiin. Havaittiin, että uuteaineiden, ts. hartsihappojen ja sekundääristen fenoliyhdisteiden, pitoisuudet olivat merkittävästi korkeammat lahonkestävässä sydänpuussa. Sen sijaan selluloosa-, hemiselluloosa- tai ligniinipitoisuudet eivät vaihdelleet vertailuryhmien välillä. Lahonkestävään sydänpuuhun kosteasta ilmasta imeytyneen veden määrä oli pienempi. Eroja oli myös hitaasti ja nopeasti lahoavan sydänpuun sähköisissä ominaisuuksissa. Vanhojen puiden aineistosta saatiin tarkempaa tietoa lahonkestävyyden taustalla olevien ominaisuuksien tärkeysjärjestyksestä: fenolisten yhdisteiden, erityisesti pinosylviinin ja pinosylviinimonometyylieetterin, pitoisuus oli parempi selittäjä lahonkestävyyseroille kuin hartsihappojen pitoisuus. Kaikkiaan tulokset viittaavat siihen, että kestävän sydänpuun epäsuora valinta ja seulonta olisi mahdollista kemiallisten tunnusten perusteella.

Perinnöllisten lahonkestävyyserojen tehokas hyödyntäminen metsänjalostuksessa edellyttää epäsuoran mittaamisen lisäksi myös varhaisvalintaan sopivia menetelmiä. Vaikuttaa siltä, että sydänpuun lahonkestävyyttä ei luonnontilassa voida ennustaa ennen kuin pintapuu alkaa muuttua sydänpuuksi. Sydänpuun muodostuminen alkaa männyllä noin 20 vuoden iässä. Sydänpuun uuteaineiden muodostuminen pintapuuhun ja jopa nuoreen taimeen pystytään ehkä kuitenkin indusoimaan puuta vaurioittamalla.

Vanhoilla männyillä tutkittiin myös runkojen sisäistä säteen suuntaisesta vaihtelua (ts. ytimestä kuoren suuntaan). Sydänpuun ulko-osa todettiin huomattavasti kestävämmäksi kuin ytimen lähellä oleva, nuorpuusta muodostunut sydänpuu. Nopeimmin lahosi kuitenkin pintapuu. Sydänpuun sisäiset kestävyyserot kannattaisi hyödyntää tukkien sahauksessa ja viilutuksessa.

Tutkimuksen tuloksista on raportoitu kahdeksassa tieteellisessä alkuperäisartikkelissa ja yhdessä väitöskirjassa. Lisäksi tuloksista on kerrottu Wood Wisdom - metsäalan tutkimusohjelman loppuraportissa ja kolmessa aikakauslehtiartikkelissa. Tästä pääset lukemaan julkaisujen tiivistelmiä.

Aihepiiriin liittyvä tutkimus jatkuu Vantaan tutkimuskeskuksen hankkeessa ”Puuraaka-aineen ominaisuuksien hallinta metsänjalostuksen ja -kasvatuksen keinoin”, jota johtaa erikoistutkija Pekka Saranpää. Sydänpuun ominaisuuksiin keskittyvän osahankkeen nimi on ”Sydänpuun määrä ja lahonkestävyys jalostuksen kohteina”.

Hankkeen vetäjä: Venäläinen, Martti
Metsäntutkimuslaitos, Punkaharjun toimipaikka, Finlandiantie 18, 58450 PUNKAHARJU
Puhelin: 029 532 4238
Sähköpostiosoite: martti.venalainen@metla.fi

Muut tutkijat: Harju, Anni, PU (2000-02), Velling, Pirkko, VA (2000-02)


Sivun alkuun

Tämä sivu on tuotettu Metlan tietokannasta 12.06.2012
Palaute