Variation in biomass related variables of reed canary grass

Abstract

Monivuotinen ruokohelpi (Phalaris arundinacea L.) on melko uusi bioenergian ja paperin raaka-aineeksi soveltuva heinäkasvi Pohjois-Euroopassa. Ruokohelven lajikejalostus aloitettiin Suomessa, koska kotimaisia lajikkeita ei ole jalostettu. Agronomisesti tärkeiden ominaisuuksien riittävä geneettinen muuntelu on uusien lajikkeiden tuottamisen perusta. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää biomassan tuotantoon liittyvien ominaisuuksien vaihtelua ja niiden välisiä riippuvuuksia. Tutkimusaineisto kerättiin suomalaisesta kenttäkokeesta vuosina 1994 1998. Aineisto koostui villeistä ja jalostetuista ruokohelvistä, jotka jaettiin kymmeneen ryhmään alkuperän perusteella. Kokeesta määritettiin biomassasato, eri kasvinosien osuudet, korren solmuista lähtevien versojen lukumäärä, solmujen lukumäärä, lehtiala ja talvehtiminen. Riippuvuuksien tarkasteluun otettiin mukaan myös röyhyjen lukumäärä, kasvin pituus ja tuleentuminen. Tulokset osoittivat, että ruokohelvellä on suuri satopotentiaali. Biomassasato oli neljäntenä korjuuvuonna yli 13 t ka ha-1. Jalostetulla aineistolla ja eteläsuomalaisella villeistä populaatioista koostuvalla ryhmällä oli suurin biomassasato, kun taas kaikkein pohjoisimmalla ryhmällä sato oli heikoin. Tutkimuksessa selvitettiin kaikkien ominaisuuksien välisiä yhteyksiä. Ominaisuuksista muodostettiin kolme erillistä kokonaisuutta, faktoria, jotka olivat korkea biomassasato , lehti-verso sekä nopean kehittymisen faktori . Muodostuneet faktorit selittivät 45 % aineistossa esiintyvästä kokonaisvaihtelusta. Biomassasato suureni, kun röyhyjen lukumäärä neliömetrillä lisääntyi, kasvusto piteni, korren osuus kasvista suureni tai solmujen osuus korressa lisääntyi. Kaikkien mitattujen ominaisuuksien suhteen aineistossa esiintyi runsaasti vaihtelua, mikä mahdollistaa uusien lajikkeiden jalostamisen.

Reed canary grass, Phalaris arundinacea L., is a relatively new biomass crop in northern Europe, which produces raw material for bioenergy and paper pulp. Breeding reed canary grass for industrial purposes is under way in the absence of domestic cultivars being available. Knowledge of the extent of variation in biomass related traits is a basic requirement of the breeding programme. The aim of this study was to describe variation in biomass related traits and evaluate the relationships among the variables. Field experiment was carried out between 1994 and 1998 in Finland. Research material included wild and elite populations, which were divided into ten groups according to their origin. Biomass yield, plant fractions, shoot number, node number, leaf area and overwintering ability were measured. Panicle number, plant height and seed ripening were included to the analyses of the relationships. Results indicated the high biomass yield potential of reed canary grass, reaching over 13 t DM ha-1 in the fourth year after establishment. Elite material and a local group from southern Finland had the highest biomass yield, whereas the northernmost local group had the lowest. Three factors established accounted for 45% of the variance and they were defined as high biomass yield , leaf-shoot relationship and fast development . The first factor indicated positive connections among biomass yield, panicle number, plant height, straw fraction and node fraction. This study indicated variation in agronomic traits of reed canary grass, which enables breeding of new cultivars with desired trait combinations.