Metsäntutkimuslaitos Kannuksen tutkimusasema PL 44 69101 Kannus puh. 968-71161 The Finnish Forest Research Institute Kannus Research Station PL 44 SF-69101 Kannus Finland Kansikuvat' Cover photos: Ari Ferm, Esa Heino KP-PAINO Kokkola 1991 METSÄNTUTKIMUSLAITOKSEN TIEDONANTOJA 391 Kannuksen tutkimusasema PELTOJEN METSITYSMENETELMÄT Tutkimushankkeen väliraportti Developing methods for afforestation of fields Interim report Toimittaneet (Eds.) Ari Ferm & Keijo Polet Kannus 1991 2 SISÄLLYS Ari Ferm PELTOJEN METSITYSMENETELMÄT- TUTKIMUKSEN JA VÄLIRAPORTIN ESITTELY 4 Developing methods for afforestation of fields Introduction to the project and an interim report Ari Ferm & Jyrki Hytönen KENTTÄKOKEET PELTOJEN METSITYSMENETELMÄT-HANKKEESSA .. 9 Developing methods for afforestation of fields Field experiments Seppo Rossi, Martti Varmola & Mikko Hyppönen LAPIN PELLONMETSITYSINVENTOINNIN TULOKSET 15 Results of a field afforestation inventory in Lapland Jukka Valtanen PELTOJEN METSITYKSEN ONNISTUMINEN POHJOIS POHJANMAALLA 1970-LUVULLA 19 Results of afforestation of fields in northern Ostrobothnia in the 1970's Jyrki Hytönen PELLONMETSITYKSEN ONNISTUMINEN KESKI-POHJANMAALLA 22 Field afforestation in central Ostrobothnia, western Finland Tenho Hynönen & Timo Saksa PELTOJEN METSITYSTULOS POHJOIS-SAVOSSA 1970- JA 1980-LUVULLA 29 Field afforestation in Savo, eastern Finland, in the 1970's and 1980's Kaarlo Kinnunen PELLONMETSITYKSEN ONNISTUMINEN LÄNSI-SUOMESSA 35 On the outcome of afforestation of fields in western Finland Jussi Torpo PELTOJEN METSITTÄMISMENETELMÄT 20-VUOTTA VANHOJEN KOKEIDEN VALOSSA 39 Field afforestation methods in the light of 20-year-old experiments Jussi Saramäki, Ari Ferm & Sanna Valkonen ENNAKKOTULOKSIA PELLOILLE VILJELTYJEN RAUDUS- JA HIESKOIVUJEN KASVUSTA SEKAMETSINÄ 49 Preliminary results on the growth of planted mixture of Betula pendula and Betula pubescens on former agricultural fields Leila Urvas PELTO- JA METSÄMAIDEN RAVINTEISUUDEN VERTAILU 55 A fertility comparison between fields and forest soils 3 Elina Ekola PELTOMAIDEN OMINAISUUDET JA METSÄNKASVATUS 60 Soil characteristics and afforestation of former agricultural fields Seppo Kaunisto MAA-ANALYYSIN MAHDOLLISUUDET ERÄIDEN ALKKIAN METSITETTYJEN SUOPELTOJEN RAVINNETILAN ARVIOIMISESSA 66 Soil analysis as a means of determining the nutrient regime on some afforested peatland fields at Alkkia, western Finland Ari Ferm, Timo Hokkanen, Mikko Moilanen & Jorma Issakainen PELLOLLE VILJELLYN MÄNTYTAIMIKON RAVINNEONGELMIEN TORJUMINEN TUHKALLA 71 Wood bark ash as an ameliorating agent in peatland field afforestation Sari Kontunen-Soppela, Pekka Lähdesmäki, Pekka Pietiläinen, Jyrki Hytönen & Ari Ferm TYPPIAINEENVAIHDUNNAN HÄIRIÖSTÄ JOHTUVA KASVUHÄIRIÖ PELLONMETSITYSMÄNTYJEN VAIVANA 80 A growth disturbance based on disorders in the nitrogen metabolism in Scots pine growing on former agricultural fields Aila Halonen & Olavi Laiho METSITETTYJEN PELTOJEN MYKORRITSAT 86 Mycorrhizae of afforested fields Heikki Henttonen MYYRÄTUHOT PELTOJEN METSITYKSESSÄ 92 Damage by microtine rodents in farmland afforestations in Finland: Risk and control Risto Heikkilä HIRVITUHON VAIKUTUS PELLONMETSITYKSEN ONNISTUMISEEN 100 Effect of moose damage on afforestation outcome on former agricultural land Liisa Tahvanainen & Maisa Viljanen ENERGIAPUUTUOTANTO VAIHTOEHTONA PELLON METSITYKSESSÄ 105 Energy-wood production as an alternative in the afforestation of former farm land Ashley Selby SOSIOEKONOMISET TEKIJÄT JA PELTOJEN METSITTÄMINEN 108 Socio-economic aspects of field afforestation in Finland Jukka Aarnio PELTOJEN METSITTÄMISEN KANNATTAVUUSVAIKUTUKSISTA MAANVILJELIJÄ-METSÄNOMISTAJAN NÄKÖKULMASTA 116 The profitability effects of field afforestation from the standpoint of the farmer 4 PELTOJEN METSITYSMENETELMÄT- TUTKIMUKSEN JA VÄLIRAPORTIN ESITTELY Developing methods for afforestation of fields Introduction to the project and the interim report Ari Ferm Metsäntutkimuslaitos, Kannuksen tutkimusasema, 69100 Kannus Abstract There are nearly 150000 ha of former agricultural fields in Finland that have already been afforested since the late 1960'5. For the time being, the annual afforestation target is more than 10000 ha. The objective of the project 'Developing methods for afforestation of fields' is to monitor the regional success of afforestation, to further develop silvicultural practices in afforestation, to classify fields for timber production, to study the risks and biological hazards involved, and to compare the economics of afforestation with alternative uses for these fields. This multidisciplinary project consists of many subprojects conducted by scientists from the Finnish Forest Research Institute, Finland's Agricultural Research Centre and the Universities of Oulu, Helsinki and Joensuu. The nineteen articles presented in this interim report cover various aspects of the field afforestation research launched in the project. Johdanto Laajamittainen peltojen metsitys, jonka tarkoituksena on supistaa peltoalaa, alkoi Suomessa 1960-luvun lopulla. Kuitenkin viimeisten parinkymmenen vuoden aikana on metsää raivattu pelloksi ja peltoja metsitetty suurin piirtein yhtä paljon. Tällä hetkellä vuotuinen metsitystavoi te on yli 10000 ha. Se, miten peltojen metsityksessä onnistutaan ei ole merkityksetöntä, sillä metsitykseen käytetään huomattavan paljon yhteiskunnan varoja esimerkiksi verrattuna metsä mailla tapahtuvaan metsänuudistamiseen. Peltojen metsitystä on tähän asti tutkittu melko niukasti. Metsäntutkimuslaitoksessa käynnistyi vuonna 1990 viisivuotinen Peltojen metsitysmenetelmät- tutkimushanke, johon osallistuvat myös Oulun, Joensuun ja Helsingin yliopistot sekä Maatalouden tutkimuskeskus. Lisäksi maa- ja metsätalouden käytännön organisaatiot ovat merkittävällä osuudella mukana. Tavoite Tutkimuksen 14 osahankkeessa pyritään täsmentämään peltojen metsitykseen soveltuvia metsit tämistapoja ja tutkimaan jo tehtyjen metsitysten onnistumista. Suuri paino on peltojen luoki tuksessa, ravinne- ja pintakasvillisuusongelmien tutkimuksissa sekä eläintuhoriskien selvittämi sessä. Myös taloustarkasteluja tehdään. Tutkimukset tähtäävät välittömiin käytännön sovellutuk siin ja alueellisten erityispiirteiden huomioonottamiseen. 5 Väliraportin sisältö Tämän raportin kirjoitukset perustuvat 8.—9.5. 1991 Muhoksen Tahvolassa pidetyn tutki muspäivän ja tutkijakokouksen esitelmiin. Sisältö noudattelee koko hankkeen rakennetta. Osahankkeista vastuussa olevat tutkijat ovat selostaneet tutkimustensa nykytilan. Siksi välira portissa on valmiiden tulosten lisäksi alustavia tuloksia tai ennakkotuloksia sekä katsaustyyppi siä artikkeleita, jotka palvelevat tutkimussuunnittelua. Valtasen ja Selbyn tutkimukset on to teutettu ennen tämän hankkeen aloittamista, mutta kokkonaiskuvan saamiseksi näiden tutkimus ten tulokset on haluttu sisällyttää tähän raporttiin. Seuraavassa tarkastellaan peltojen metsittämisen osa-alueita yhteenvedonomaisesti painottaen hankkeesta saatuja tuloksia ja havaintoja. Metsitysten onnistuminen Vaikka monet maamme parhaiten kasvavista metsiköistämme on perustettu entisille pelloille, on varsin yleinen käsitys, että peltojen metsitykset onnistuisivat huonosti. Erityisesti turvepel tojen metsitystä pidetään ongelmallisena. Uusimmat, tässä raportissa esitetyt tutkimustulokset tukevatkin viimeksi mainittua käsitystä (Rossi ym., Valtanen, Hytönen, Hynönen & Saksa). Varsinkaan kivennäismaan pelloilla metsityksen tulokset eivät kuitenkaan ole keskimäärin huonompia kuin metsämaan viljelyjen tulokset (Rossi ym., Hynönen & Saksa). Peltojen metsityksen onnistumisessa on maassamme suuria alueellisia eroja, jotka johtu vat suuressa määrin kasvupaikkaeroista. Vaikka Etelä- ja Itä-Suomessa pellon metsitykset näyt tävät onnistuvan parhaiten, on sielläkin huomattavia ongelmia eräillä peltotyypeillä, kuten suopelloilla ja tiiviillä, hienojakoisilla mailla. Puulajeistamme kuusi on yleensä menestynyt parhaiten mitä elossaoloon tulee (Valtanen, Kinnunen, Torpo). Mäntyviljelykset olivat heikossa kunnossa Itä-Suomessa (Hynönen & Saksa) ja rauduskoivuviljelykset taas Pohjanmaalla (Valtanen, Hytönen) sekä Lapissa (Rossi ym.). Tulokset vahvistavat rauduskoivun osalta aikaisempia havaintoja sen menestymättömyydestä turvepelloilla. Tämäkään tulos ei kuitenkaan ole yksiselitteinen. Nimittäin Pohjois-Karjalassa tehdyn tutkimuksen mukaan kaikissa mitatuissa, 20-vuotta sitten viljellyissä raudus- ja hies koivun sekametsissä myös turvemaan pelloilla rauduskoivu oli kasvanut paremmin kuin hieskoivu (Saramäki ym.). Luontaisilla taimilla, etenkin hieskoivulla, on merkitystä taimikoiden täydentäjänä. Inven tointimittausten perusteella ei voida kuitenkaan suositella luontaista metsittämistä edes suopel loilla, sillä luontaisten taimien esiintyminen on ollut hyvin ryhmittäistä. Mielenkiintoinen on havainto, että alueellisten erojen lisäksi peltojen metsityksissä voi olla aikakausierojakin, ja aika yllättäviä. Sekä Lapissa että Pohjois-Savossa tehdyissä inventoin neissa ovat 1980-luvulla toteutetut metsitykset onnistuneet heikommin kuin 1970-luvulla toteutetut. Syiksi on arvailtu 1980-luvun suuria myyrätuhoja (Lappi) tai epäedullisempien metsityskohteiden runsautta juuri 1980-luvun toteutuksissa (Pohjois-Savo). Monissa tutkimuksissa on tullut esille vanhojen metsitettyjen peltojen heikko jälkihoito: runsas pintakasvillisuus, huono ojitustilanne ja ojanvarsien vesottuneisuus. Tämä viittaa siihen, että viljelykset on usein jätetty oman onnensa nojaan. Metsittämisketjussa on lukuisampi joukko —ja vielä nopeassa tahdissa esiin tulevia vaiheita ja tekijöitä. Jokaisessa metsityksessä on hyvin huolellisesti huomioitava puulajin valinta, vesi-ja ravinnetalouden jäijestely, pintakasvil lisuuden toijunta sekä eläintuhoriskin vähentäminen. Taimettuminen ja taimien alkukehitys voi nopeasti vaarantua erilaisten tuho- ja uhkatekijöiden vuoksi. Huolellisellekin metsittäjälle urakka voi olla kohtuuttoman suuri. 6 Peltomaiden ominaisuudet Väliraportissa on kaksi artikkelia (Urvas, Ekola), joissa tarkastellaan teoreettiselta kannalta peltojen maaperäominaisuuksien ja metsänkasvatuksen välisiä yhteyksiä. Verrattaessa metsä maiden ja maataloustuotannossa olevien peltojen ravinnetilaa luokittuvat parhaat metsämaat peltojen viljavuusluokituksissa luokkaan huononlainen tai tyydyttävä (Urvas). Pelloilla ei siis ravinnemäärien riittävyyden perusteella pitäisi olla puunkasvatusongelmia. Sen sijaan liian runsas ravinnemäärä tai ravinteiden epäsuhta voi muodostua ongelmalliseksi. Metsä- ja peltomaiden kemiallisissa analyysimenetelmissä on suuriakin eroja, minkä takia ravinnemäärien vertailu on vaikeata ja epätäsmällistä (Ekola). Analytiikka on ollut keskittynyt vain harvoihin tunnuksiin, ja niinpä mahdolliset hivenravinnepuutokset ja ravinne epäsuhtatilanteet, kuten myös maan fysikaalisten ominaisuuksien vaikutukset puuston kasvuedel lytyksiin, jäävät huomioonottamatta. Metsänkasvatusta varten on mahdollista saada suhteellisen hyvä kuva suopellon ravinneti lasta, kun määritetään sekä viljelyn muuttaman muokkauskerroksen että sen alapuolisen pohja maan ravinnetila (Kaunisto). Vain vähän muuttunut pohjakerros kuvaa pellon alkuperäistä ra vinnetasoa ja sen perusteella voidaan tehdä päätelmiä ravinteiden riittävyydestä pitkällä aika välillä. Käytännön toiminnassa noudatettu jako kivennäismaa- ja turvepeltoihin on osoittautunut monissa tapauksissa vaikeaksi. Jo pellon viljelyhistoria vaikuttaa: peltoja on (syvä)kynnetty, kalkittu, salaojitettu ja lannoitettu. Suopeltoja on lisäksi hiekotettu ja savettu. Kaikki tämä muuttaa maan ominaisuuksia. Tarvitaan uutta tietoa siitä, miten pellot voidaan maatunnusten avulla luokitella metsänkasvatusta varten. Erityisen tärkeätä on rajanveto sille, onko meillä peltoja tai peltoheittoja, jotka ovat teknisesti tai biologisesti metsittämiskelvottomia. Ravinnetalous Ravinnetaloudellisia ongelmia ei ole niinkään ollut puustojen alkukehityksessä, vaan myöhem min ilmenevässä puiden kasvuhäiriössä, joka pahimmillaan heikentää ja vaurioittaa puustoja jopa niin, että metsitys epäonnistuu. Kasvuhäiriötä on yleisesti turvepelloilla, mutta myös tiiviillä, hienolajitteisilla kivennäismaan pelloilla. Turvepellolle viljellyn mänty taimikon kasvuhäiriö voitiin parantaa tuhkalannoituksella (Ferm ym.). Paitsi boorin puutetta, mainitussa mäntytaimikossa oli myös kaliumin puutetta, mikä myös korjaantui tuhkalannoituksella. Näyttää siltä, että pystyäksemme kasvattamaan puus to edes kuitupuuksi, ravinnetaloudellinen perusparannus on välttämätöntä eräissä metsityskoh teissa. Kasvuhäiriön ja männyn typpiaineenvaihdunnan (aminohapot, proteiinit) välisiä suhteita on selvitetty Kontunen-Soppelan ym. tutkimuksessa. Puulajeistamme varsinkin mänty on sopeu tunut kasvamaan niukkatyppisessä ympäristössä ja sillä on aineenvaihdunnallisia ongelmia runsastyppisillä pelloilla, mikä taas näkyy tuuheana, pansasmaisena kasvutapana, paksuoksai suutena, latvakatoina ja mahdollisesti myös kylmänkestävyyden alenemisena. Myös sienijuurien eli mykorritsojen muodostumisessa ja kehityksessä voi peltopuilla olla ongelmia. Pellolla kasvaneiden mäntyjen juuret olivat tummia ja heikosti haaroittuneita (Halonen & Laiho). Erilaisten mykorritsatyyppien määrä oli vähäisempi ja mykorritsat heikko laatuisempia verrattuna metsämaasta tutkittuihin aineistoihin. 7 Maanmuokkaus ja taimilaji Onnistumisinventoinneista ja pitkäaikaisista kokeista (Torpo) saadut tulokset korostavat muok kauksen tärkeyttä peltoja metsitettäessä. Erityisesti koivulle näyttää muokkauksella olevan erit täin suuri merkitys. Puulajin, taimilajin ja maanmuokkausmenetelmän välillä voi olla monimut kaisiakin yhteisvaikutuksia. Esimerkiksi kookkaampaa taimilajia käytettäessä maanmuokkaus menetelmän valinta ei ehkä ole niin tärkeä kuin pienemmillä taimilla. Maanmuokkauksella vaikutetaan kasvupaikan vesitalouteen, lämpö-ja ravinneoloihin sekä pintakasvillisuuden kilpailuun. Muokkausmenetelmää valittaessa on tärkeätä tietää metsitettävän pellon maaperän ominaisuudet. Jos mätästyskauha nostaa alemmista maakerroksista helposti tiivistyvää tai kuivuvaa maa-ainesta, johon sitten taimet istutetaan, saatetaan muokkauksella tärvellä jopa koko metsittäminen. Yllättävän paljon on havaittu ongelmia taimimateriaalin valinnassa ja jopa viljelytyön toteutuksessa. Pelloille tulisi istuttaa vain isoja taimia. Tätä tukevat tulokset pitkäaikaisista ko keistakin (Torpo). Liian usein pelloille viedään pieniä, jopa heikkokuntoisia taimia. Varsinkin männyn suhteen on monesti paljon parantamisen varaa. Pintakasvillisuuden torjunta Metsityksen onnistumisen kannalta ehkä tärkein seikka on pintakasvillisuuden torjunta taimien alkukehityksen turvaamiseksi. Myös muokkausmenetelmät, jotka nostavat taimet irti tasapinnas ta parantavat taimien kilpailuedellytyksiä. Pintakasvilisuuden torjunta on vaikeampaa peltoheitolla kuin juuri viljelystä vapautu neelle pellolla. Myös heinänviljelyssä ollut pelto on hankalampi toijunnan kannalta kuin viljan viljelyssä ollut. Kenttäkokeista tehtyjen mittausten ja havaintojen mukaan ns. ennakkotor junnalla (viljelyä edeltävänä kesänä) ei voida korvata viljelyn jälkeen tehtävää rikkakasvien torjuntaa. Ennakkotorjunnalla kyllä muutetaan rikkakasvilajista monivuotisista yksivuotisiksi, mutta muutos on erittäin lyhytaikainen eikä välttämättä helpota taimien kilpailutilannetta. Rikkakasvien kemiallista torjuntaa varten on saatavissa tehokkaita aineita sekä havu että lehtipuiden kasvatusaloille. Torjunta-aineiden käytön oikea-aikaisuutta, sääolojen merkitystä ja oikeita käyttömääriä on kuitenkin syytä korostaa. Esimerkiksi pienten paakkutaimien kestä vyys torjunta-aineille voi olla heikko, samoinkuin taimien kestävyys tilanteissa, joissa kasvu alusta on kuiva tai pelkästä kivennäismaasta koostuva. Pellonmetsityksissä pintakasvillisuuden kehitys on tavallisesti niin nopeata ja voimakas ta, että hyvin paljon on vielä lisättävä ymmärtämystä peltokasvien ja puuntaimien ekofysiologi sista prosesseista sekä torjuntamenetelmien niveltämistä niihin. Erityisesti vesi-ja ravinnekilpai lun merkitys olisi selvitettävä. Eläintuhot Pelloilla myyrätuhoriski on 25-kertainen muihin metsänuudistamisaloihin verrattuna. Peltojen metsitysmenetelmät- hankkeen kenttäkokeiden sekä valtakunnallisen myyräinventoinnin perus teella saadaan tietyn alueen ns. myyräindeksi eli myyrätuhoennuste. Tässä väliraportissa Henttonen selostaa seikkaperäisesti myyrätuhoja ja niiden torjuntamenetelmiä, joihin kuuluvat pintakasvillisuuden erilaiset torjuntamenetelmät, maanmuokkaustavan valinta, karkotteet ja mekaaniset suojat. Myös puulajin valinta ja taimen kasvatusmenetelmät ovat tärkeitä. Resis tenssijalostus pyrkii kehittämään myyrille kelpaamattomia puuyksilöltä. 8 Hirvituhoriskiä arvioitaessa on otettava huomioon hirvien elinpiirien sijainti sekä taimi kon ja sen lähiympäristön ominaisuuksien vaikutus (Heikkilä). Tunnetusti juuri peltojen metsi tysalueet vetävät hirviä puoleensa. Pohjanmaan pellonmetsitysten onnistumisinventoinneissa (Valtanen, Hytönen) tuli esille, että turvemaiden pelloilla oli huomattavasti enemmän hirven vioituksia kuin kivennäismaiden pelloilla. Tutkimushankkeen kenttäkokeista saadut mittaustiedot ja havainnot viittaavat siihen, että koivun viljely syijäisillä pelloilla on hyvin kyseenalaista eläinsyönnösten takia. Puulajivalinnalla, taimikon tiheydellä ja hoidolla, hirvikannan säätelyllä ja erilaisilla torjuntamenetelmillä (karkotteet, nauhoitus, aitaaminen) voidaan parhaiten vähentää hirvituhoja (Heikkilä). Peltojen käytön vaihtoehdot Ylijäämäpeltoja voidaan käyttää monella muulla tavalla kuin metsittää ne perinteisellä tavalla. Esimerkiksi Ruotsissa on metsittämisessäkin hieman erilaiset periaatteet ja suositukset kuin maassamme. Siellä suositaan erityisavustuksin lehtipuiden viljelyä, energiapajuviljelyksiä ja sekametsäkasvatusta. Myös hakamaiden, ahojen ja niittyjen sekä kosteikkojen suojeleminen ja vaaliminen on korostunutta. Maaataloustuotannosta vapautuneita peltoja voidaan kesannoida tai käyttää niitä maise manhoidossa tai rakentaa niille golfkenttiä. Vaihtoehtoisia tuotantomuotoja suhteessa viljan vientiin ovat viljan tai muun biomassan käyttö energian tuotantoon, ruoho- ja heinävartisten kuitukasvien viljely, valkuaiskasvien tuotannon edistäminen, eräät muut "non-food" tuotteet sekä luomutuotannon edistäminen. Väliraportin ainoa vaihtoehtoistarkastelu koskettelee lyhytkiertoisten, nopeakasvuisten pajujen kasvatusta (Tahvanainen & Viljanen). Mainittakoon, että Ruotsissa on vuoden 1991 loppuun mennessä perustettu käytännön paju viljelyksiä lähes 4000 ha, joista suurin osa sijaitsee Etelä-Ruotsin hyvillä peltomailla. Sosioekonomiset ja taloudelliset vaikutukset Heikkotuottoisia peltoja metsitettiin eniten 1970-luvulla ja niin varmasti nykyisinkin (Selby). Samoin sosioekonomiset ja maatalouden rakenteeseen liittyvät ongelmat olivat syynä huomatta vaan pellon metsittämiseen. Tästä syystä peltojen metsittäminen on ollut runsasta erityisesti Itä- Suomessa. Pohjois-Suomessa taas pelto on jätetty helpommin viljelemättömäksi. Etelä- ja Länsi-Suomessa, missä maatalousmaa on parempaa, vuosittainen kesannointisopimus on suo situin tapa viljelyksessä olevan maatalousmaan vähentämiseksi. Viimeaikaisissa selvityksissä on osoitettu, että palkkiometsitykset ovat pääosin koskeneet tiloja, joiden maataloustuotanto on jo lopetettu. Maataloustuotannon supistumiseen peltojen metsityksellä näyttäisi olevan vain vähäinen merkitys. Yksittäinen päätöksentekijä eli maanviljelijä joutuu nykyisessä tuotannon rajoittamisti lanteessa pohtimaan peltolohkonsa tai peltojensa tuotantomuotoja erilaisissa vaihtoehtotilanteis sa (Aarnio). Sekä maa- että metsätaloudessa vallitsee epävarmuus. Metsittämispäätökseen vaikuttavat monet taloudelliset tekijät ja maanomistajaan liittyvät henkilökohtaiset syyt (esim. ikä, perinteet, maisema). Metsitysinventoinnin kannattavuuden määrittämisessä saavat suuren painon lähiajan tapahtumat, kuten metsityksen yhteydessä maanomistajalle maksettava metsitys palkkio. Kiitokset: Parhaat kiitokset toimitusjohtaja Erkki Pekkiselle, joka tarkasti ja koijasi englannin kielisen tekstin. 9 KENTTÄKOKEET PELTOJEN METSITYSMENETELMAT- HANKKEESSA Developing methods for afforestation of fields Field experiments Ari Ferm & Jyrki Hytönen Metsäntutkimuslaitos, Kannuksen tutkimusasema, 69100 Kannus Abstract Field experiments have been established at over 50 locations in different parts of Finland (Fig. 1). Most of them have been implemented in connection with practical afforestation programs. The key issues to be studied include choice of tree species (mainly Pinus sylvestris, Picea abies, Betula pendula and B. pubescens), type of planting stock, fertilization and regeneration methods (planting, sowing, natural regeneration), soil preparation and weed control. Both peat and mineral soil sites are included. These experiments are also made use of in other investiga tions (e.g. soil classification, moose and vole damage). Preliminary results on natural regeneration, sowing and seedling damages after the first growing season are presented. Kokeita läpi koko maan Peltojen metsitysmenetelmät- tutkimushankkeeseen liittyvien kokeiden suunnittelu, perustaminen ja mittaaminen on keskitetty yhteen osahankkeeseen. Kokeissa on tarkoituksena tutkia peltojen metsityksen keskeisiä ongelmia, kuten metsittämistapoja (luontainen/viljely), puulaji- ja taimilajivalintaa, maanmuokkausmenetelmiä, pintakasvillisuuden toijuntaa ja puiden ravinnevaa timuksia. Kokeet palvelevat myös muita tutkimuksia, esimerkiksi viljavuusluokittelua sekä myyrä- ja hirvituhotutkimuksia. Kenttäkokeita on perustettu tai perusteilla yli 50 kohteeseen eri puolille maata (kuva 1). Eräissä kohteissa on, useampia koejäijestelyjä (taulukko 1). Kokeita on perustettu sekä kiven näismaan että turvemaan pelloille. Pääpaino on peltotyypeissä, joissa muokkauskerroksessa orgaanisen aineksen osuus on verrattain suuri. Samoin ns. peltoheittojen osuus on suuri. Tämä heijastaneekin peltojen metsitystilannetta: välittömästi maanviljelyn jälkeinen pellonmetsitys on vielä melko harvinaista. Useimmissa kokeissa pitäydyttiin yksinkertaisessa koejäijestelyssä (kuva 2). Luontainen metsittämisvaihtoehto haluttiin mukaan, koska sitä voidaan käyttää palkkiometsityksissä. Myös (hies)koivun kylvö oli peruskoejäsenenä mukana. Esimerkiksi Pellon metsitystyöryhmän muis tiossa (1988) todetaan, että turvepeltojen metsityksissä hieskoivun luontainen uudistaminen tu lisi asettaa aina etusijalle. Sitä, että miten tämä onnistuu, ei kuitenkaan ole aiemmin tutkittu. Kokeet osana käytännön metsityksiä Suurin osa kokeista on perustettu Metsäntutkimuslaitoksen ja Metsäkeskus Tapion yhteistutki mushankkeena, jossa käytännön toteutuksessa metsälautakuntien ja metsänhoitoyhdistyksien aut tava panos on ollut suuri. Kokeet on voitu perustaa normaaleina palkkiometsityksinä, jolloin 10 rahoitus on pääosin saatu metsänparannusvaroista. Tämä on ollut merkittävä käytännön metsä talouden panostus tutkimukselle. Kokeeksi tulleen metsitettävän pellon vesitalouden on pitänyt olla kunnossa ja jos näin ei ole ollut, ojituksia tai ojitusmätästystä on tehty. Viljelytiheys on ollut käytäntöä hiukan suu rempi, 3000 kpl/ha kaikille puulajeille. Mikäli kyseessä ei ole ollut taimilajivertailu, taimien on pitänyt olla isokokoisia, mieluimmin avojuuritaimia ja paikkakunnalle sopivaa alkuperää. Kylvöt on tehty ruutukylvönä keväällä. Pintakasvillisuuden torjunta on ollut hyvin vaihtelevaa, kuten se tällä hetkellä käytännön metsityksissä on. Useimmilla kokeilla on tehty ennakkotoijunta glyfosaatilla viljelyä edeltä neenä kesänä. Jatkotoijuntaa taas on suoritettu viljelyn yhteydessä, ensimmäisen kasvukauden aikana, syksyllä tai vasta seuraavana kesänä. Havupuille on käytetty terbutylatsiinia ja koivuil le klortiamidia. Kokeiden mittaaminen Ympyräkoealainventointiin perustuva menetelmä kehitettiin Kannuksen tutkimusasemalla (Pellonmetsityskokeiden mittausohjeet. Metsäntutkimuslaitos, Kannuksen tutkimusasema. Elokuu 1990. Moniste. 12 s.). Koe- eli peruskoealaruuduilta määritetään tunnistustietojen lisäksi topografia, pohjamaan laatu sekä otetaan maanäyte. Ns. osakoealoilta (50 m 2) tehdään ojien kuntoon liittyvät määritykset, mitataan orgaanisen maa-aineksen paksuus sekä mitataan taimet ja niiden kuntoon, tuhoihin ja kasvualustaan liittyviä tekijöitä. Myös mm. rikkakasvien vaijostusta havainnoidaan. Kylvötaimet inventoidaan ennalta merkityistä kylvökohdista. Osakoealat merkitään pysyviksi. Kuva 1. Pellonmetsityskokeiden sijainti. 11 Taulukko 1. Pellonmetsityskokeet. SIJAINTI KOE PERUSTAMISVUOSI TOHOLAMPI, Jokitalo Peruskoe (Istutustapakoe) 1990 ULLAVA, Norppa Peruskoe 1990 KÄLVIÄ, Mustikkakangas 1 ja 2 Peruskoe (Istutustapakoe) 1990 KÄLVIÄ, Mustikkakangas 3 Peruskoe (Istutustapakoe) 1990 KÄLVIÄ, Peltokorpi Peruskoe 1990 YLIVIESKA, Yrttikorpi 1 T iheyskoe 1990 YLIVIESKA, Yrttikorpi 1 Puulaj ivertailukoe 1990 YLIVIESKA, Yrttikorpi 1 Peruskoe 1990 YLIVIESKA, Yrttikorpi 2 Peruskoe (Maanmuokkauskoe) 1990 YLIVIESKA, Yrttikorpi 3 Peruskoe (Maanmuokkauskoe) 1990 KRUUNUPYY, Teerijärvi Peruskoe 1990 PEDERSÖRE, Purmo Peruskoe 1990 PEDERSÖRE, Aspnabba VIMPELI, Sääksjärvi Peruskoe 1990 Peruskoe 1990 ALAJÄRVI, Koivurinne Peruskoe 1990 KYYJÄRVI, Suosaari (pieni) Peruskoe 1990 KYYJÄRVI, Suosaari (iso) Peruskoe (Maanmuokkauskoe) 1990 KUORTANE, Kallioniemi Peruskoe 1990 ALAVUS, Sapsalampi Peruskoe 1990 KAUHAJOKI, Nummijärvi Peruskoe 1990 KORSNÄS, Taklax (pieni) Peruskoe 1990 KORSNÄS, Taklax (iso) Peruskoe 1990 KARTTULA, Itä-Karttula (iso) Peruskoe (Maanmuokkauskoe) 1990 KARTTULA, Itä-Karttula (pieni) Peruskoe 1990 PETÄJÄVESI, Reina (pieni) Peruskoe 1990 PETÄJÄVESI, Reina (iso) Peruskoe (sekametsäkoe) 1990 LEPPÄVIRTA, Konnuslahti Peruskoe 1990 RANTASALMI, Osikonmäki 1 Peruskoe 1990 RANTASALMI, Osikonmäki 2 Peruskoe 1990 RAUMAN MLK, Soukainen Peruskoe 1990 ANJALANKOSKI Peruskoe (Maanmuokkauskoe) 1990 PATTIJOKI, Kallioperä Peruskoe 1989 KIURUVESI, Näläntö Peruskoe 1990 TÖYSÄ, Liesjärvi Peruskoe 1990 LAPPAJÄRVI, Variskytö Peruskoe 1990 SOINI, Aho Peruskoe 1990 KRISTIINANKAUPUNKI, Lappväärti Peruskoe 1990 NÄRPIÖ, Övermark Peruskoe 1990 OULU, Pikkarala Peruskoe (Maanmuokkauskoe) 1990 YLIVIESKA, Kantokylä Peruskoe 1990 HALSUA, Kalliokoski Peruskoe 1990 TOHOLAMPI, Särkimäki Rikkakasvien torjuntakoe jc mustakuusen viljelykoe 3 1990 TOHOLAMPI, Särkimäki Sekametsäkoe 1990 VILPPULA, Varavankila Rikkakasvien torjuntakoe 1991 SUONENJOKI, Hulkkola Rikkakasvien torjuntakoe (Maanmuokkauskoe) 1991 TOIVAKKA, Kankainen Lannoi tuskoe 1991 VIITASAARI, Niini lahti Peruskoe 1991 PUNKAHARJU, Kangasniemi Rauduskoivukoe 1991 PUNKAHARJU, Kangasniemi Sekametsäkoe 1991 VUOLIJOKI, Saaresmäki Rikkakasvien torjuntakoe j< a lannoituskoe 1991 VAALA, Säräisniemi Lannoitus- ja rikkakasvien tor juntakoe 1991 RANUA, Joutensuo Puulaj ivertailukoe 1990 RANUA, Joutensuo Metsityskoe (19014) (Maanmuokkauskoe) 1990 RANUA, Joutensuo Vesitalouden järjestelykoe (Maanmuokkauskoe) 1990 RANUA, Joutensuo Metsityskoe (19016) (Maanmuokkauskoe) 1990 RANUA, Joutensuo T iheyskoe 1990 RANUA, Joutensuo Rikkakasvien torjunta- ja I lannoi tuskoe 1990/1991 NUIJAMAA, Niljakka Peruskoe (Maanmuokkauskoe) 1991 BROMARV, Vättlax Peruskoe (Maanmuokkauskoe) 1991 YLÄMAA Peruskoe 1991 RUOKOLAHTI Peruskoe 1991 TAMMELA, Torronsuo Peruskoe 1991 TAMMELA, Susi kas Peruskoe 1991 PIHTIPUDAS, Alvajärvi Muokkauksen ajankohtakoe 1991 TOHOLAMPI, Viitakangas Rikkakasvien torjuntakoe 1991 YLIVIESKA (alue 1) Lannoituskoe 1975/1988 YLIVIESKA (alue 2.a) Lannoi tuskoe 1973/1988 YLIVIESKA (alue 2.b) Lannoi tuskoe 1973/1988 YLIVIESKA (alue 3) Lannoi tuskoe 1976/1988 KYYJÄRVI (koe A) (Tuhka)lannoi tuskoe 1986/1991 KYYJÄRVI (koe B) Lannoi tuskoe 1986/1991 HAAPAJÄRVI Lannoi tuskoe 1980/1991 RANUA, Joutensuo Lannoi tuskoe 1990/1991 RANUA, Joutensuo Lannoi tuskoe 7/1991 12 Kuva 2. Esimerkki koejärjestelyistä. Näytealoilta (1 m 2) selvitetään ojamaan ja muokatun maan osuudet sekä rikkakasvien valtalajit, valtapituus ja karkea lajiryhmittäinen peittävyys. Näytealoilta lasketaan myös luontai sten taimien lukumäärä ja mitataan myöhemmin taimien kokotunnukset. Eräissä tapauksissa tehdään yksityiskohtaisia kasvillisuusanalyyseja. Kokeissa olevien peruskoealojen määrä on mittava, yli 2000 kpl. Koska tavoitteena on kaikkien tärkeimpien kokeiden jatkuva seuranta ja muistakin kokeista vähintään alku- ja loppumittauksen suorittaminen, mittaukset työllistävät suuren osan vuotta useita ryhmiä eri puolilla maata. Havaintoja ja alustavia tuloksia Ensimmäisen kasvukauden jälkeinen tilanne mitattiin 36 kokeesta, koska haluttiin selvittää paljonko taimia todella istutettiin sekä mikä oli taimien kuntoja mitkä olivat ensimmäiset tuhot. Lisäksi kiinnosti kylvöjen itävyys ja luontaisen taimiaineksen määrä. Myös pintakasvillisuudesta haluttiin laji- ja määrätietoja. Eräitä poikkeuksia lukuunottamatta pintakasvillisuuden kemiallinen toijunta jo viljelyä edeltäneenä kesänä muutti suuresti pellon kasvilajistoa. Torjunta laukaisi maassa jo vuosikausia, jopa vuosikymmeniä olleiden yksivuotiaiden rikkakasvien siementen lepotilan. Jos näitä yksi vuotiaita (pillikkeet, tataret) rikkoja ei torjuttu, saattoi niiden voimakas kasvu heikentää taimia. Kaikkien puulajien viljelytaimien määrä oli keskimäärin yli 2500 kpl/ha, mutta alle 3000 kpl/ha (taulukko 2). Esimerkiksi männyllä vaihteluväli oli kuitenkin 1040—6366 kpl/ha. Tai mien kunto tai paremminkin elinvoimaisuus oli kuusella ja koivuilla hyvä, mutta männyllä heikentyneiden, kituvien ja jopa kuolleiden osuus oli tässä kehitysvaiheessa hyvin suuri (tau lukko 3). Joka toisessa männyn taimessa oli jotakin latvavikaa (taulukko 4). Mikä sen oli ai 13 heuttanut, paljastuu tuholuokituksista vain osittain. Havaintojen mukaan latvaongelmat voisi vat juontua suurelta osin taimitarhoilta. Kuusella merkittävin vika oli silmutuho ja koivuilla lat van vaihdot. Hirvien syönnöksiä havaittiin melko paljon koivukoealoilla jo istutuskesänä. Kolmen kymmenen kokeen koivuruuduista vajaalla kolmanneksella tavattiin hirvien tuhoja. Taulukko 2. Viljelytoimien määrä ensimmäisen kasvukauden jälkeen. Luontaisia taimia runsaasti Ensimmäisen kasvukauden (1990) mittauksissa havaittiin, että luontaisesti syntyneitä pieniä taimia oli muokatuilla alustoilla aika paljon, jopa kymmeniä tuhansia hehtaaria kohti. Luonnon koivua näyttäisi tulevan melko tasaisesti metsittämisalueille. Mättäät ja varsinkin kivennäismät täät näyttäisivät olevan heikohko koivun taimettumisalusta. Vaikka hieskoivua oli kokonaisuu dessaan eniten, näkyi myös vuoden 1989 kuusen runsas siemensato tuloksissa. Lähes joka viidennessä inventoidussa näytealassa oli vähintään yksi pieni kuusen taimi. Kylvöistä onnistuivat parhaiten havupuiden ja erityisesti kuusen kylvöt. Kummankin koi vulajin kylvökset itivät heikosti herkästi kuivuvilla kivennäisalustoilla ja kohoumilla. Yleisesti PUULAJI Kpl/h n Kpl/ha, min Kpl/ha, max Mänty 2 964 3 666 1 040 6 366 Kuusi 2 742 3 507 1 113 5 811 Rauduskoivu 2 746 2 561 1 750 4 933 Hieskoivu 2 928 3 785 1 900 5 200 Kontortamänty 2 125 34 2 125 2 125 Must akuusi 2 763 221 2 150 3 700 Lehtikuusi 2 850 57 2 850 2 850 MUOKKAUS Muokkaamaton 3 550 142 3 205 3 850 Vi ilukyntö 3 007 3 977 2 250 4 933 Täysmuokkaus 3 299 3 493 2 200 6 366 Mätästys 2 576 5 773 1 o ■r- o 5 066 Metsäauraus 2 406 523 2 125 3 025 Taulukko 3. Viljelytaimet kuntoluokittain, %. PUULAJI Terve L i evä tuho Heikentynyt Kituva Kuollut Mänty 33.2 15 .7 22.8 22. 1 6 .2 Kuusi 78.0 19 .1 1.6 0. 4 0 .8 Rauduskoivu 68.1 25 .7 4.5 0. 5 1 .2 Hieskoivu 69.4 22 .8 5.2 1. 3 1 .2 Kontortamänty 67.6 14 .7 0 2. 9 14 .7 Mustakuusi 94.6 2 .5 0.4 0 2 .5 Lehtikuusi 55.4 40 .7 2.3 0 1 .7 MUOKKAUS Muokkaamaton 35.1 14 .7 17.6 27. ■E Vi ilukyntö 72.5 17.5 6.0 2. H Täysmuokkaus 73.0 17.0 4.3 2. Mätästys 70.8 21 .4 4.8 1. Metsäauraus 61.7 21 .1 7.9 5. 14 ottaen kuitenkin sekä luontaiset taimet että kylvötaimet olivat hyvin pieniä ja hentoja sekä toi saalta pintakasvillisuuden kehitys niin voimakasta, että taimien menestymisennuste on heikohko Taulukko 4. Viljelytoimien viat (% mitatuista taimista). Kirjallisuus Pellon metsitystyöryhmän muistio. 1988. Työryhmämuistio, MMM 1988:32, 27 s. PUULAJI Ei vikoja Latva- vika Latvan- vaihto HHi Mänty 29.9 54.2 6.7 2.9 - 0.7 2.9 1.6 1.1 Kuusi 67.6 4.5 8.9 12.5 - 0.8 3.7 0.6 1.3 Rauduskoivu 49.8 20.2 23.2 1.1 0.5 0.5 3.1 0.8 0.9 Hieskoivu 54.3 12.0 21.6 1.7 0.3 0.5 4.8 4.2 0.8 Kontortamänty 79.4 14.7 - - - - 5.9 - - Mustakuusi 95.7 1.2 - - - 1.8 - - 1.2 Lehtikuusi 48.7 21.9 23.9 - 0.9 2.8 1.8 ■ - 15 LAPIN PELLONMETSITYSINVENTOINNIN TULOKSET Results of field afforestation inventory in Lapland Seppo Rossi", Martti Varmola 2 ' ja Mikko Hyppönen 3 ' 'Ylivieskan Maaseutupiiri, 84100 Ylivieska "Metsäntutkimuslaitos, Rovaniemen tutkimusasema, 96300 Rovaniemi 'Lapin metsälautakunta, 96100 Rovaniemi Abstract The success of afforestation of fields in the Lapland Forestry Board's region was investigated by conducting an inventory of 53 fields afforested using various tree species in 1973—74 and 1981—82. Sixty percent of the plantations were located on peatlands. Tilt ploughing was the most common site preparation method used. Chemical or mechanical weed control had been used in most cases and the condition of the ditches was estimated to be poor. In younger plantations there were, on the average, only 400 acceptable planted pine saplings/ha on peatland and 600 saplings/ha on mineral soils; the corresponding figures for spruce plantations were 900 and 1100 saplings/ha. In older plantations there were, on the average, 600 accep table planted pine saplings/ha on peatlands and 900 saplings/ha on mineral soils. In spruce plantations, the corresponding figures were 1300 and 1500 acceptable planted saplings/ha. Naturally regenerated saplings, mostly downy birches, played an important role as supplemen tary stock. Generally, afforested fields carried at least 400 naturally arisen acceptable sap lings/ha. Therefore, the total amount of acceptable saplings was, on the average, over the afforestation limit in all strata. Taking into account their tree density and the gaps in the plantations, 2/3 of the afforested fields were no better than unevenly stocked. The worst re sults were obtained on poor peatlands. The most important agents of damage in pine planta tions were moose, fungal diseases, and competing ground vegetation. Spruce plantations were afflicted mainly by frost and competing ground vegetation. Johdanto Vuosien 1968—1988 välisenä aikana Lapin ja Koillis-Suomen metsälautakuntien alueilla metsi tettiin peltoja ja peltoheittoja kaikkiaan 3140 ha, josta yksityismetsien osuus oli 73 % (Metsäti lastolliset vuosikirjat 1969—1989). Koko maan metsitetyistä pelloista Lapin ja Koillis-Suomen metsälautakunnan alueen yksityisten pellonmetsitysten osuus on noin 2 %. Metsityshuippu saavutettiin vuonna 1973, jolloin yksityisomistuksessa olevia peltoja metsitettiin Lapissa ja Koillis-Suomessa yhteensä 386 ha (kuva 1). Vuodesta 1983 lähtien peltoja on metsitetty Lapin läänissä vuosittain alle 30 ha (Metsätilastolliset vuosikirjat 1969—1989). Lapissa on tutkittu runsaasti metsänviljelyä ja sen onnistumista. Sen sijaan pellon metsitystä ei ole selvitetty lainkaan, vaikka peltojen metsittämistä on harjoitettu jo pitkään. Tämän inventoinnin tarkoituksena oli selvittää pellonmetsitysten onnistumista. Tarkastelun koh teena olivat metsityksen onnistumisen lisäksi siihen vaikuttavat tekijät, metsitetyn pellon omi 16 naisuudet puiden kasvupaikkana ja metsitysaloille syntyneiden taimikoiden metsänhoidollinen tila. Inventointi tehtiin Metsäntutkimuslaitoksen ja Lapin metsälautakunnan yhteistyönä. Kuva 1. Pellonmetsitysala Lapin ja Koillis-Suomen metsälautakuntien alueilla vuosina 1968—1988 (Metsätilastollinen vuosikirja 1969—1989). Fig. 1. The area of afforested fields in the regions covered by the District Forestry Boards of Lappi and Koillis-Suomi, 1968—1988 (Year book of forest statistics 1969 —1989). Aineisto Otantakehikkona oli Lapin metsälautakunnan pellonmetsitystilasto. Otannan perusjoukkona olivat kahden eri ikäluokan metsitykset, joista vanhemmat oli perustettu Lapin metsälautakun nan alueen yksityismaille 15—16 vuotta ja nuoremmat 7 —B vuotta sitten (vuosina 1973—74 ja 1981—82). Puulajeina olivat mänty, kuusi ja koivu. Tavoitteena oli inventoida yhteensä 60 metsitysalaa eli kustakin ositteesta vähintään 10 peltoa. Ositteita muodostui kuitenkin vain viisi, koska rauduskoivua ei viljelty Lapissa 7—B vuotta sitten lainkaan. Kaikkiaan inventoitiin 53 taimikkoa, joiden pinta-ala oli yhteensä 82,6 hehtaaria. Vuo sien 1981 ja 1982 metsityksistä inventoitiin 71,9 % (nuoret männyn- ja kuusentaimikot) ja vuosien 1973 ja 1974 metsityksistä 15,5 % (vanhat männyn-, kuusen- ja rauduskoivun taimi kot). Tulokset Noin kolme viidestä metsityksestä oli tehty turvemaanpellolle. Pallekyntö oli yleisin muokkaus menetelmä. Heinäntorjunta oli tehty kahdella viidestä metsitysalasta. Ojastojen kunto todettiin huonoksi. Viljely oli onnistunut paremmin 1970- kuin 1980-luvulla ja paremmin kivennäismaalla kuin turvemaalla. Kuusen istutus oli onnistunut paremmin kuin männyn. Nuoremmilla met sitysaloilla kasvatuskelpoisia männyn viljelytaimia oli elossa turvemaalla keskimäärin 400 ja ki vennäismaalla 600 kpl/ha sekä kuusen viljelytaimia turvemaalla 900 ja kivennäismaalla 1100 kpl/ha (kuva 2). Vanhemmilla metsitysaloilla kasvatuskelpoisia männyn viljelytaimia oli turvemaalla 600 ja kivennäismaalla 900 kpl/ha sekä vastaavasti kuusen taimia turvemaalla 1300 ja kivennäis maalla 1500 kpl/ha (kuva 2). 17 Heikoimmin oli onnistunut karujen suopeltojen viljely. Ainut onnistunut rauduskoivikko tavattiin viljavalta kivennäismaalta. Muokkausmenetelmistä pallekyntö oli keskimäärin aurausta parempi. Luontaisesti syntyneillä taimilla oli tärkeä merkitys taimikoiden täydentäjinä. Kasvatus kelpoisia luontaisesti syntyneitä taimia oli rauduskoivun taimikoita lukuunottamatta kaikissa ositteissa yli 400 kpl/ha. Näistä suurin osa oli hieskoivuja. Luonnontaimien ansiosta kasvatus kelpoisten taimien määrä nousi kaikissa ositteissa keskimäärin yli uudelleenviljelyrajan. Viljely- ja luonnontaimien muodostaman taimikon tiheys ja taimikon aukkoisuus huomioon ottaen 70 % pellonmetsitysaloista oli kasvatuskelpoisuudeltaan vähintään välttäviä. Vanhat kuusitaimikot olivat metsittyneet parhaiten. Näistä kaikki olivat kasvatuskelpoisia, 70 % jopa tyydyttäviä tai täystiheitä. Nuoremmissa mäntytaimikoissa tulos oli heikko, vain 40 % metsitysaloista oli vähintään välttävässä kunnossa. Muut pitäisi metsittää uudelleen tai jättää kokonaan metsittämättä. Kuva 2. Kasvatuskelpoisten taimien kokonaismäärä (kpl/ha) kasvupaikkatyypeittäinja ositteittain. Kasvupaikkatyyp pi I=rehevä turvemaa tai lehtomainen kangas, II = keskinkertainen turvemaa tai tuore kangas, III=karu turvemaa tai kuivahko kangas. Fig. 2. The total number of acceptable saplings per hectare, by site types and strata. Site type I=fertile peatland or rich mineral soil site, II = average peatland site or damp mineral soil site, III=poor peatland or sub-dry mineral soil site. 18 Yleisimmät vikaisuudet havupuilla olivat poikaoksa, monilatvaisuus ja koro. Männyllä pahimmat havaitut tuhonaiheuttajat olivat hirvi, sienitaudit sekä pintakasvillisuus ja vesakko. Kuusella tuhoja olivat aiheuttaneet eniten pintakasvillisuus ja halla. Rauduskoivulla yleisimmät viat olivat runkomutka ja monilatvaisuus. Rauduskoivun ainoa todettu tuhonaiheuttaja oli hirvi. Hoitotoimenpiteiden tarvetta oli kaikissa ositteissa. Eniten tarvittiin kunnostusojitusta ja taimikon perkausta. Tarkastelu Pellonmetsityksen tulokset Lapissa eivät jääneet keskimäärin juurikaan huonommiksi kuin metsämaalle tehtyjen metsänviljelyjen tulokset (esim. Pohtila & Valkonen 1985). Kun vielä ote taan huomioon lopullinen metsitystulos, jota luontaisesti syntyneet taimet selvästi paransivat, tulos on suorastaan yllättävän hyvä. Odottamatonta oli myös nuorempien pellonmetsitysten heikompi menestyminen vanhempiin verrattuna. On ilmeistä, että myyrätuhot ovat ainakin osasyynä nuorempien metsitysten suhteellisesti heikkoon tulokseen. Lapissa on viime vuosina suhtauduttu varauksella erityisesti karujen suopeltojen metsi tykseen. Metsittämisen on todettu olevan liian riskialtista. Nyt saatu tulos tukee käytännön kokemuksia kaikissa tutkituissa ositteissa. Pellonmetsityksen ehdottomana lähtökohtana on maan vesitalouden kuntoon saattaminen ja maanmuokkaus. Ilman näitä toimenpiteitä peltoja ei ole syytä metsittää lainkaan. Oikean puulajin valinta ja taimettumisen varmistaminen ovat myös tärkeitä osia metsitysketjussa. Pääasiallisena metsitysmenetelmänä Lapissa on ollut viljely istuttamalla. Toisena vaihtoehtona voisi olla tämänkin tutkimuksen perusteella varsinkin rehevien, alavien ja hal lanarkojen suopeltojen metsittäminen luontaisesti hieskoivulle. Myös tämä menetelmä vaatii maanmuokkauksen ja vesitalouden kuntoon saattamisen. Näin syntyneen koivikon alle voitaisiin myöhemmin harkita kuusen istuttamista. Menetelmä onkin jo otettu Lapin ja Koillis-Suomen metsälautakuntien uusiin metsänhoitosuosituksiin (Metsänhoitosuositukset 1990). Tutkimus antoi pellonmetsityksestä hieman paremman kuvan kuin käytännön kokemusten perusteella osattiin odottaa. Syynä voi olla se, että erityisesti karujen suopeltojen metsityksen epäonnistuminen on saanut paljon huomiota osakseen. Tähän tutkimukseen kerätystä aineistosta suuri osa sijaisi Lapin kolmion alueella, jossa rehevien suopeltojen metsitys kuusella oli on nistunut hyvin. Pellonmetsityksen tutkimista tulee edelleen jatkaa myös Lapissa. Tutkimusta pitää suunnata erityisesti maaperän ominaisuuksien selvittämiseen. Peltomaan ravinne- ja vesitalous ovat ratkaisevia tekijöitä metsityksen onnistumisen kannalta. Kirjallisuus Metsänhoitosuositukset. 1990. Lapin metsälautakunta. 32 s. Metsätilastollinen vuosikirja 1969-1989. Yearbook of forest statistics 1969-1989. Folia Forestalia 96, 130, 165, 195, 225, 255, 295, 345, 375, 430, 460, 510, 550, 590, 620, 660, 715, 730, 760. Pohtila, E. & Valkonen, S. 1985. Varttuneiden viljelytaimikoiden tila Lapin piirimetsälautakunnan alueen yksityismetsissä. Summary: Development and condition of artificially regenerated pine and spruce sapling stands in the privately owned forests of Finnish Lapland. Folia Forestalia 631, 19 s. 19 PELTOJEN METSITYKSEN ONNISTUMINEN POHJOIS-POHJANMAALLA 1970-LUVULLA Results of afforestation of fields in northern Ostrobothnia in the 1970's Jukka Valtanen Metsäntutkimuslaitos, Muhoksen tutkimusasema, 91500 Muhos Yhteenvetojulkaisusta (Summary of the publication): Valtanen, J. 1991. Peltojen metsityksen onnistuminen Pohjois-Pohjanmaalla 1970-luvulla. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 381, 52 s. Yhteenveto Tutkimusalue sijaitsee leveysasteiden 64 ja 65 välissä. Tarkastettujen alueiden korkeus oli 3—230 mpy ja keskimäärin 58 m. Tehoisa lämpösumma on 710—1050 dd. Vuonna 1975 tar kastettiin 330 peltoa, jotka oli metsitetty keskimäärin neljä vuotta aikaisemmin. Otos oli 36 %. Näistä pelloista 290 tarkastettiin 12 vuotta myöhemmin v. 1987. Pelloista 40 % oli kiven näismaata ja 60 % turvemaata. Neljä viidesosaa oli metsitetty männylle (Pinus sylvestris). Muut käytetyt puulajit olivat kuusi (Picea abies), lehtikuusi (Larix sibirica) ja rauduskoivu (Betula pendulä). Muokkaustapa oli yleensä (81 %) ollut viilutus eli pallekyntö kahden metrin välein. Täyskyntöä oli 12 %. Muokkaamatta oli istutettu 7 %. Ensimmäisessä tarkastuksessa neljän vuoden iässä taimien elossaolo oli keskimäärin 68 %. Tulos oli kivennäismaalla parempi kuin turvemaalla ja muokatulla pellolla parempi kuin muokkaamattomalla. Kuusi oli selvinnyt parhaiten ja lehtikuusi huonoimmin. Tuhoutumista olivat aiheuttaneet heinä, myyrä, hirvi, halla, märkyys, vesakko ja ilmeisesti ravinne-epätasa painosta johtuva kasvuhäiriö, joka neulasten värivikojen ilmaannuttua saattoi jo seuraavana vuonna johtaa taimen kuolemiseen. Lähes kaikkia tuhoja oli suopelloilla enemmän kuin kiven näismaapelloilla. 16 vuoden iällä taimien elossaolo oli 55 %. Tarkastusten välisellä 12 vuoden jaksolla elävyys aleni keskimäärin yhden prosenttiyksikön vuodessa. Parhaiten oli elossa kuusi (76 %) ja heikoimmin lehtikuusi (37 %). Kivennäismaalla taimet olivat selvinneet paremmin kuin turvemaalla (esim. mänty 69 ja 46 %). Täyskynnöllä ja viilutuksella ei ollut tuloseroa. Muok kaamattomaan maahan tehdyt istutukset olivat muilla puulajeilla epäonnistuneet, mutta kuusi oli sielläkin selvinnyt hyvin. Taimien tuhoutumissyiksi ikäjaksolla neljästä vuodesta kuuteentoista vuoteen todettiin samat kuin neljän vuoden iässä. Maan märkyyden, vesakon ja hirven osuudet korostuivat. Mäntyjen pituus 16 vuoden iässä oli keskimäärin 4,0 m, kuusten 2,3 m, lehtikuus ten 4,1 m ja rauduskoivujen 7,4 m. Parhailla paikoilla koivujen pituus oli 10—11 m. Useimmilla pelloilla luontaista hieskoivua (Betula pubescens) oli niin paljon (4000 —5000 kpl/ha), että sen avulla taimikosta saadaan riittävän tiheä kasvatuspuusto. Hieskoivu sopi pituutensa puolesta männyn ja rauduskoivun täydennykseksi. Kuusitaimikoissa se muodostaa kuusen päällä olevan puujakson, joka voidaan yleensä kasvattaa myyntipuun kokoon. Hies 20 koivun lisäksi muiden luontaisesti syntyneiden puulajien myös männyn ja kuusen merkitys viljelytaimikon täydentäjänä jäi yleensä hyvin pieneksi. Viljeltyjen puiden kehittyminen sahapuukelpoisiksi arvioitiin puun lenkouden, mutkaisuu den, haaraisuuden ja muiden runkovikojen sekä oksien paksuuden perusteella. Kivennäismaa pelloilla arvioitiin 825 männyllä olevan laadulliset edellytykset kehittyä sahauskelpoisiksi. Lopullinen sahapuumäärä on alempi, sillä osa puista poistetaan harvennushakkuissa ja joitakin vielä todennäköisesti kuolee. Suopelloilla sahapuuedellytykset täytti 373 mäntyä/ha. Luvut merkitsevät 65 ja 32 % elossa olevista puista. Haaraisuus, mutkaisuus ja paksuoksaisuus olivat hylkäämisen pääsyyt. Lenkouden merkitys oli pieni. Kivennäismaapelloilla on siis mahdolli suus saada tiheitäkin tukkimetsiä. Suopelloilla tähän ei ole mahdollisuutta. Metsänhoidollisista tilaa arvioitaessa todettiin: - puolella suopelloista pitää kuivatusta parantaa - puolella alueista taimikon perkausta ei ollut tehty eikä sitä enää tarvita; pääosa näistä oli hieskoivikoksi kehittyneitä männynviljelyalueita, joista mänty oli tuhoutunut, ja vain pieni osa sellaisia, missä mänty oli hieskoivuun verrattuna etukasvuinen - ensiharvennushakkuuta, jossa saataisiin myyntikelpoista puuta, ei tule puuston harvuuden takia puolella suopelloista ja neljänneksellä kivennäismaapelloista - suopelloilla metsitys oli yleensä onnistunut huonommin, taimikoiden kunto oli heikompi ja edellytykset edes tyydyttävän kasvatusmetsän aikaansaamiseen olivat selvästi vähäisemmät kuin kivennäismaapelloilla. Saatujen tulosten perusteella näyttää siltä, että kivennäismaapeltojen metsitys voi onnistua muokkaamalla maa joko viiluttaen tai kyntäen, mikäli heinäntorjunta on riittävä, mänty viljelyk sillä myyrä, hirvi ja vesakko eivät tuhoa taimia ja kuusi ei tuhoudu hallaan. Suopellot ovat ongelma. Käytettäessä tässä tutkimuksessa esillä olleita menetelmiä suo peltojen metsittäminen on epävarmaa. Riski on liian suuri. Jos suopelto halutaan metsittää männylle tai kuuselle, on ojitus, maanmuokkaus, ja pintakasvillisuuden ja vesakon torjunta tehtävä paremmin kuin tässä työssä tutkituilla pelloilla. Silti viljelys voi tuhoutua myyrän, hirven, hallan ja heikon ravinteisuuden takia. Summary The area studied is located between 64° and 65°N lat. and between altitudes of 3 and 230 m a.s.l. (mean 58 m a.s.l). The effective temperature sum (threshold value +5° C) for the area ranges between 710—1050 d.d. A total of 330 sites on former agricultural field, afforested an average of 4 years earlier, were inspected in 1975. The sites studied represent 36 percent of such land in the province. Twelve years later, in 1987, 290 of these sites were reinspected. Fourty percent of the sites were on mineral soil and the rest on peatland. Four-fifths of them had been planted to pine (Pinus sylvestris)-, the other species used were Norway spruce (Picea abies), larch (Larix sibirica) and silver birch (Betula pendula). The most common method of site preparation (81 percent) had been mould-board ploughing at two-metre intervals, full ploughing had been used on 12 percent of the sites while 7 percent of the sites had not been prepared at all. Mean survival at age 4 was 68 percent, the figure being better on mineral soil than on peatlands and better on prepared sites than unfilled ones. Spruce had survived the best and larch the worst. Damage had been caused by competing vegetation, voles, moose, frosts, damp, and evidently by a growth disorder of nutrient origin which caused discolouration of the needles and led to death of afflicted saplings the following year. Almost all damage types were more common on peatland sites than on mineral soil sites. The survival rate at age 16 was 55 percent, implying a decline of about 1 percent per 21 year over the intervening years. The best species was still spruce (76% survival) and the poorest larch (37%). The results continued to be better on mineral soil than on peatland sites (e.g. 69 and 46 percent respectively for pine). No differences were observed between full ploughing and mould-board ploughing, but planting on unprepared sites had been unsuccess ful with all species except for spruce, which thrived well even on unprepared sites. As earlier, the same causes of tree deaths were observed between ages 4 and 16, although now with greater prominence being attached to damp soil conditions, invasion by deciduous species and browsing by moose. The mean height of the pine at age 16 was 4.0 m, that of spruce 2.3 m, larch 4.1 m and silver birch 7.4 m. Birch on the best sites had reached heights of 10—11 m. Most of the fields had such a dense growth of self-propagated Betula pubescens (4000—5000 per hectare) that, together with pine, these provided sufficiently dense stands. This species is well suited in terms of height growth to the role of filling in stands of pine or silver birch. In the case of spruce, it provides a preliminary tree crop which can usually be allowed to grow to a marketable size before felling. Other tree species of natural origin, including pine and spruce, were of little importance in filling in gaps in stands. The chances of the trees eventually meeting the standards for sawn timber were estimated from the occurrence of twisted or crooked stems, stem branching and other stem deformations, and the branch thickness. A total of 825 pines per hectare growing on mineral soil were deemed to fulfil the quality requirements. However, the final number is likely to fall below this due to thinning and tree deaths. The corresponding figure on peaty soils was 373 pines per hectare. These figures correspond to 65% and 32% of the living trees respectively. The main grounds for rejection were stem branching, crooked stems and thick branches. Twis ting was of minor importance. It is thus possible to develop quite dense sawn timber stands on mineral soils, but not on peatlands. Monitoring of silvicultural condition in stands led to the following conclusions: - Half of the plantations on peatlands require drainage improvements. - Cleaning had been neglected in half of the areas and was no longer necessary. The majority of these sites originally carried plantations of pine which then gave way to stands of Betula pubescens. Only a small number were sites on which the pines had grown ahead of the birches. - The sparseness of the growing stock on half of the peatland fields and quarter of those on mineral soil sites meant that the first commercial thinning would have to be carried out later than usual. - Afforestation had usually been less successful on the peatland sites where the young trees were in a poorer condition and the chances of even satisfactory stand development were considerably reduced. The results suggest that the afforestation of mineral soils previously in agricultural use can be successful following mould-board or full ploughing provided that weeds can be kept down, provided that damage by voles, moose and (in the case of pines) competing deciduous species can be kept under control, and provided that young spruces are not affected by early summer frosts. Peatland fields present more of a problem, however, and their afforestation by the methods used here must be regarded as entailing too great a risk. Planting of a former peatland field to pine or spruce calls for greater attention to be paid to drainage, site preparation and control of the field layer vegetation and shrubs than was the case on the sites studied here, and even then damage may be caused by voles, moose, frosts and nutrient deficiencies. 22 PELLONMETSITYKSEN ONNISTUMINEN KESKI-POHJANMAALLA Field afforestation in central Ostrobothnia, western Finland Jyrki Hytönen Metsäntutkimuslaitos, Kannuksen tutkimusasema, 69100 Kannus Abstract Altogether, 54 field afforestation sites afforested to Scots pine (Pinus sylvestris) or silver birch {Betula pendula) in 1973—74 and 1981—82 were inventoried. The fields were classified into three groups along the axis peat field <— > mineral soil field according to peat thickness, amount of organic matter in the soil and soil bulk density. The most important agents of damage were moose, growth disorders (especially on peat fields) and fungal diseases. Survival of the planted trees was lower on peat soils than on mineral soil fields; 51 and 58 percent in young pine plantations, 39 and 67 percent in the older pine plantations and 29 and 44 percent in silver birch plantations established in 1973—74. Natural regeneration of downy birch (Betula pubescens), even though it was concentrated in the vicinity of ditches, filled up the plantations considerably. The nitrogen concentration in pine needles was often quite high while that of boron was low. Johdanto Suunnitelmallinen peltojen metsitys, jonka tarkoituksena oli vähentää peltoalaa, alkoi Suomessa 1960-luvun lopussa. Metsitysmäärät olivat suurimmillaan 1970-luvun alussa yli 10000 ha vuodessa. Sen jälkeen metsitys vähentyi tasaisesti ollen noin 2000—3000 ha vuodessa. Pohjan maalla kiinnostus pellonmetsitykseen on ollut vähäisempää kuin Itä-Suomessa. Metsitetty peltoala Keski-Pohjanmaalla vuoden 1990 loppuun mennessä oli 3616 ha. Huippuvuosina 1970- luvun alussa Keski-Pohjanmaalla metsitettiin 300—700 ha peltoa vuosittain. Nyt peltojen metsitysmäärät ovat jälleen lisääntymässä voimakkaasti. Kuitenkin peltojen ja peltoheittojen ja erityisesti turvepeltojen metsittäminen on koettu ongelmalliseksi. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää Keski-Pohjanmaan metsälautakunnan alueelle yksityisten maanomistajien maille perus tettujen pellonmetsitysten onnistuminen sekä saamaan kuva mahdollisista onnistumisen tai epäonnistumisen syistä. Aineisto ja menetelmät Keski-Pohjanmaalla inventoitiin 20 kpl 7—B vuotta ja 20 kpl 15—16 vuotta sitten viljeltyä männyntaimikkoa sekä 14 kpl 15—16 vuotta sitten perustettua rauduskoivikkoa. Lisäksi 12 koivikkoa jouduttiin hylkäämään. Näistä 4 oli tehty uudestaan pelloksi. Useimmissa muissa oli muutama vuosi koivun viljelyn jälkeen tehty uusi maanmuokkaus ja uusintaviljely pääasiassa männylle. Pellot jaettiin kolmeen ryhmään akselilla turvemaanpelto —kivennäismaanpelto turpeen 23 paksuuden, kasvualustan orgaanisen aineen määrän sekä tiheyden perusteella (taulukko 1). Yksiselitteistä rajaa turve- ja kivennäismaiden peltojen erottamiseksi toisistaan ei voitu asettaa. Selvästikin peltojen muokkaus ja lannoitus, painomaan käyttö, turvekerroksen kuluminen jne. ovat vaikuttaneet peltojen pintaosien rakenteeseen. Taulukko 1. Inventoitujen pellonmetsitysalueiden jako ositteisiin. Tuloksia Taimikonhoito Ojat metsitetyillä pelloilla olivat yleisesti varsin huonossa kunnossa. Lähes yksinomainen muok kaustapa oli pallekyntö. Tehdyistä taimikonhoitotöistä männiköissä yleisin oli heinäntorjunta (75 %:ssa nuorista männiköistä, 60 %:ssa vanhoista männiköistä). Koivikoissa vain vajaassa kol masosassa oli asiakiijojen mukaan tehty joko kemiallista tai mekaanista heinäntorjuntaa. Joka toinen vanha männikkö sekä 70 % nuorista männiköistä oli täydennysviljelty, koivikoista 57 %. Täydennysviljelyä oli tehty turvemailla keskimääräistä enemmän. Perkausta oli tehty van hemmissa männiköissä (40 % metsiköistä) enemmän kuin nuoremmissa (15 % metsiköistä). Koivikoista oli perattu 43 %. Pääasiassa pajujen ja koivujen vesoja oli pellonmetsitysalueilla runsaasti. Taimikoiden välinen vaihtelu oli kuitenkin erittäin suurta (30—56000 kpl/ha). Tuhot Taimia kohdanneista tuhoista yleisimpiä olivat vesojen ja hirvien sekä männiköissä myös sieni tautien aiheuttamat vioitukset. Pian metsityksen jälkeen uusintaviljeltyjä koivikoita oli asiakirja tietojen ja haastattelujen mukaan kohdannut erittäin voimakas myyrä- tai hirvituho. Inventointi hetkellä myyrien vioituksia puissa havaittiin hyvin vähän, koska yleensä myyrätuhojen kohteek si joutuvat pienet ja nuoret taimet. Myöskään pintakasvillisuuden aiheuttamia tuhoja ei enää 7—B v viljelystä voida osoittaa. Turvemaiden pelloilla oli kaikissa ryhmissä huomattavasti enemmän hirven vioituksia kuin kivennäismaiden pelloilla. Männynversoruostetta esiintyi enemmän kivennäismailla, joissa oli haavanvesoja taimikoissa tai haapaa reunametsikössä. Kasvuhäiriöitä oli runsaammin vanhemmissa etenkin turvemaiden männynviljelyissä, mutta kivennäismaillakin sitä tavattiin. Osite T ihevs. Orgaanisen Turpeen (orgaa- Taimi- g/cm a i neen nisen kerroksen) koita, osuus, % paksuus, dm kpl Nuoret männiköt (metsitysvuosi -81, -82) A Turvepelto 0,460 45,2 4,7 9 B Turve-kivennäismaanpelto 0,591 33,4 2,6 5 C Kivennäismaan pelto 0,906 12,8 0,4 6 Vanhat männiköt (metsitysvuosi 73, -74) A Paksuturpeinen pelto 0,299 61,4 8,2 7 B Ohutturpeinen pelto 0,412 52,0 4,0 6 C Kivennäismaan pelto 0,870 14,4 0,9 7 Vanhat koivikot (metsitysvuosi -73,-74) A Turvepelto 0,410 46,8 5,2 6 B Turve-kivennäismaan pelto 0,682 18,7 3,3 4 C Kivennäismaan pelto 0,860 13,9 0,5 4 24 Taimimäärä Alkuperäinen istutustiheys asiakirjojen mukaan on ollut koivikoissa 1600 kpl/haja männiköissä 2000 kpl/ha. Inventointihetkellä eläviä istutustaimia oli eniten kaikissa ositteissa kivennäis maiden pelloilla (kuva 1). Nuorissa männyntaimikoissa erot taimimäärissä eri maaluokissa oli vat vähäiset. Vanhemmissa turvemaalla perustetuissa viljelyksissä taimimäärä oli pienin (män niköt paksuturpeisella pellolla keskimäärin 780 kpl/ha, koivikot turvepellolla 460 kpl/ha). Mikäli tavoitellut istutustiheydet ovat toteutuneet kivennäismaiden peltojen koivikoissakin taimista oli kuollut yli 50 %, turvepellolla jopa 71 %. Männyntaimikoissa kuolleisuus olisi vastaavasti alle 50 %, paitsi vanhoissa paksuturpeiselle pellolle perustetuissa metsityksissä, jossa se olisi keskimäärin 61 %. Yli 1,3 metrin pituisia luontaisia koivuja, joista valtaosa kasvoi sarkaojien läheisyydessä, taimikoissa oli runsaasti (taulukko 2). Koivut olivat lähes yksinomaan hieskoivuja. Nuoremmis sa taimikoissa valtaosa koivuista oli siemensyntyisiä, vanhemmissa puolestaan vesasyntyisten osuus oli suuri. Luontaisia kuusentaimia oli eniten kivennäismaiden pelloilla, koivikoissa keskimäärin 870 kpl/ha. Turvemaan pellolla alkuperäiset istutetut männyntaimet olivat keskimäärin 3,5 metrin pituisia 15—16 v:n kuluttua istutuksesta ja kivennäismaiden pelloilla metrin pidempiä. Nuo remmissa männiköissä taimien pituus oli maalajista riippumatta keskimäärin 1,7 m. Alkuperäis ten viljeltyjen rauduskoivujen keskipituus vaihteli eri pelloilla 4,6 m:stä aina 10,8 m:iin asti. Luontaiset männyn ja kuusen taimet olivat huomattavasti viljelytaimia lyhyempiä. Kuva 1. Elävien viljelytaimien määrä. Kasvatuskelpoiset taimet Taimien kasvatuskelpoisuuden arvioinnissa käytettiin kriteereinä taimien kuntoa, tilajärjestystä, metsikön pituusjakaumaa ja puulajia. Puulajeista hyväksyttiin kasvatuskelpoisiksi mänty, kuusi sekä siemen- ja vesasyntyiset raudus- ja hieskoivut. Kasvatuskelpoisia taimia oli eniten kiven näismailla (kuva 2). Alkuperäisiä istutettuja kasvatuskelpoisia taimia oli alle 800 kpl/ha n. joka toisessa vanhemmassa männikössä (55%) ja yli 2/3:ssa koivikoista (71 %) sekä joka kolman nessa nuoressa männikössä (35 %). Kun lisäksi otetaan mukaan täydennysviljellyt ja luontaiset 25 taimet lisääntyi kasvatuskelpoisten taimien määrä huomattavasti. Tällöin vain 15 %:ssa männi köistä taimimäärä jäi alle em. rajan. Joka viidennessä koivikossa kasvatuskelpoisia taimia oli vähemmn kuin 800 kpl/ha ikäluokasta riippumatta. Mikäli huomioidaan myös täysin uusinta viljellyt, inventoimattomat koivikot epäonnistuneiden metsitysten määrä koivun osalla kohoaa yli 50 %:n. Taulukko 2. Luontaisten taimien määrät. Kuva 2. Kasvatuskelpoisten taimien määrä. A=turvemaan pelto, B = turve-kivennäismaan pelto, C=kivennäismaa, D=paksuturpeinen pelto, E = ohutturpeinen pelto. Neulasten ravinnepitoisuudet Männyn neulasten fosforipitoisuudet olivat vertailuarvoihin (Metsänterveysopas 1988) verrattu na kaikilla inventoiduilla pelloilla hyvällä tai tyydyttävällä tasolla (1,5 —2,1 mg/g). Neulasten kaliumpitoisuudet olivat useimmiten välttävällä tasolla (yli 3,5 mg/g) ja kolmella pellonmetsi Osite Mänty Kuus i Rauduskoivu Hieskoivu siemen- vesasyn- Siemen- vesasyn- syntyinen tyinen syntyinen tyinen Nuoret männiköt (metsitysvuosi -81, -82) A Turvepelto 240 280 90 0 2850 110 B Turve-kivennäispelto 40 130 120 0 1340 70 C Kivennäismaan pelto 310 380 400 0 2530 90 Vanhat männiköt (metsitysvuosi 73, -74) A Paksuturpeinen pelto 250 550 20 0 1110 2450 B Ohutturpeinen pelto 410 390 30 10 2210 530 C Kivennäismaan pelto 150 730 40 0 890 630 Vanhat koivikot (metsitysvuosi -73,-74) A Turvepelto 310 50 20 0 630 590 B Turve-kivennäismaan pelto 180 290 20 0 1030 930 C Kivennäismaan pelto 100 870 30 0 540 580 26 tysaluella alhaiset (3,0—3,4 mg/g). Neulasten typpipitoisuus oli usein korkea (1,5 —1,9 %). Toisaalta neulasten booripitoisuudet olivat alhaisia, etenkin turvemaiden pelloilla. Kasvuhäiriön riski kasvoi kun neulasten booripitoisuus oli alle 6 ppm (kuva 3). Alhainen booripitoisuus liit tyi vanhemmissa metsityksissä kasvuhäiriön ulkoisiin oireisiin, mutta nuoremmissa (7 —8v) puissa näkyi ulkoisia kasvuhäiriön merkkejä vain harvoin, vaikka neulasten booripitoisuus oli alhainen. Puiden kasvu korreloi neulasten booripitoisuuden sekä boorin ja typen, kalsiumin ja magnesiumin suhteiden kanssa (kuva 3). Kuva 3. Neulasten booripitoisuuden ja metsiköiden kasvuhäiriöisten puiden osuuden välinen vuorosuhde (A=7—8 v männiköt, B = 15—16 v männiköt) sekä neulasten N/B-suhteen ja viiden viimeisen vuoden pituuskasvun välinen korrelaatio (C = 7—B v, D=l5 —16 v männiköt. Pituuskasvuhavainnoista poistettu puut, joiden latvoja hirvet ovat vioittaneet. Kasvualustan ravinnemäärät Typen kokonaismäärä oli 10 cm:n pintakerroksessa turvemaan pelloilla suurempi kuin kiven näismaan pelloilla (kuva 4). Sen sijaan kokonaisfosforin, -kaliumin ja -boorin määrä oli turve mailla alhaisempi kuin kivennäismailla. Turvepeltojenkin varsin korkeat fosforin ja kaliumin määrät pintakerroksessa selittynevät painomaan käytöllä (ks. taulukko 1). Kaliumista oli 8—22 % ja fosforista 0,5—1,1 % liukoisessa muodossa. Kokonaisraudan määrä oli suuri (1700—34800 kg/ha). Keskimäärin raudan määrä oli huomattavasti suurempi kuin esim. koko naistypen määrä. Peltojen välinen ja peltojen sisäinen vaihtelu ravinnemäärissä oli suuri. 27 Kuva 4. Kokonaistypen, - fosforin-, kaliumin, -magnesiumin, -raudan ja -boorin määrä 10 cm:n pintakerroksessa. Kirjallisuutta Anttinen, O. 1957 a. Rahkasuon lannoitus-ja maanparannuskokeen tuloksia. Valtion maatalouskoetoiminnnan jul kaisuja 155, 30 s. 1957 b. Saraturvesuon saveus- ja lannoituskokeen tuloksia. Referat: Ergebnisse eines Lehzufuhr- und Diingungsversuchs auf Seggentorfmoo. Valtion maatalouskoetoiminnan julkaisuja 163, 20 s. Kaunisto, S. 1991. Maa-analyysin mahdollisuudet eräiden Alkkian metsitettyjen suopeltojen ravinnetilan arviomi sessa. Abstract: Soil analysis as a means of determining the nutrient regime on some afforested peatland fields at Alkkia. (painossa). 28 Kolari, K. 1988. Metsäpuiden kasvuhäiriöt. Kasvuhäiriöprojektin loppuraportti. Metsäntutkimuslaitoksen tiedon antoja 310, 35 s. Laitinen, I. 1988. Peltojen ja peltoheittojen metsittämisen biologiset ongelmat. Katsaus Pohjoismaiseen kiijalli suuteen. Helsingin Yliopisto, Metsänhoitotieteen laitos. Pro gradu -työ. 99 s. Leikola, M. 1976. Maanmuokkaus ja pintakasvillisuuden toijunta peltojen metsityksessä. Summary: Soil tilling and weed control in afforestation of abandoned fields. Comm. Inst. For. Fenn. 88(3), 101 s. Lipas, E. 1990. Kalkituksen aiheuttama boorinpuute kangasmaan kuusikossa. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 352, 22 s. Metsänhoitosuositukset. 1990. Keski-Pohjanmaan metsälautakunta. 29 s. Paavilainen, E. 1970. Koetuloksia suopeltojen metsittämisestä. Summary: Experimental results on the affores tation of swampy fields. Folia For. 77, 24 s. 1977. Männyn istutus suopeltojen metsityksessä. Summary: Planting of Scots pine in afforestation of aban doned swampy fields. Folia For. 261, 27 s. Pessi, Y. 1960. Kivennäismaan merkityksestä mutasuon maanparannusaineena Leteensuon koeaseman pitkäai kaisten kenttäkokeiden perusteella. Summary: On the significance of mineral soil as a soil improving agent on fens on the basis of prolonged field tests at Leteensuo experimental station. Acta Agraria Fennica 95(3), 21 s. 1961 c. The volume weight of the organic matter in the plough layer of peat lands cultivated by different methods. Maatal. tiet. Aikak. 33, 248—255. 1961 d. The ash content of the plough layer of peat lands cultivated by different methods. Maatat, tiet. aikak. 33, 215—222. Puustjärvi, V. 1953. Raudan saostuminen soissa. Suo 4(lb), 5—12. Raitio, H. 1979. Boorin puutteesta aiheutuva männyn kasvuhäiriö metsitetyllä suopellolla. Abstract: Growth distur bances of Scots pine on an afforested abandoned peatland field: description and interpretation of symptoms. Folia For. 412, 16 s. Rossi, S. 1990. Alustavia tuloksia pellonmetsityksen onnistumisesta Lapin metsälautakunnan alueella. Metsäntut kimuslaitoksen tiedonantoja 362, 121 —128. Teasdale, R.D. & Richards, D.K. 1990. Boron deficiency in cultured pine cells. Quantitative studies of the injecti on with Ca and Mg. Plant Physiology 93, 1071 —1077. Valtanen, J. 1991. Peltojen metsityksen onnistuminen Pohjois-Pohjanmaalla 1970-luvulla. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 381, 52 s. Veijalainen, H. 1983. Geographical distribution of growth disturbances in Finland. Comm. Inst. For. Fenn. 116, 13—16. , Reinikainen, A. & Kolari, K.K. 1984. Metsäpuiden ravinneperäinen kasvuhäiriö Suomessa. Summary: Nutritional growth disorders of forest trees in Finland. Folia For. 601, 41 s. 29 PELTOJEN METSITYSTULOS POHJOIS-SAVOSSA 1970- JA 1980-LUVULLA Field afforestation in Savo, eastern Finland, in the 1970's and 1980's Tenho Hynönen" & Timo SaksaZ) 'Pohjois-Savon metsälautakunta, 70100 Kuopio 'Helsingin yliopisto, Maaseudun tutkimus- ja koulutuskeskus, 50100 Mikkeli Abstract In the years 1989—90, 133 field afforestation sites were inventoried in Savo, central Finland. These sites had been established in 1971—72, 1976—78, 1980—82 or 1985—87. The inven tory included Scots pine (Pinus sylvestris), Norway spruce (Picea abies) as well as silver birch (Betula pendula) plantations both on mineral and peat soils. The afforestation results were not satisfactory on peatland fields. Especially pine plantations were in a bad condition. Only about 35 percent of the pines (700 plants/ha) were alive 10 years after being planted. Spruce survival was better; there were approximately 1300 viable spruce seedlings at age 10. Downy birch (Betula pubescens) was the only naturally regenerated tree species capable of some degree of filling up plantations on peatland fields. Field afforestation on mineral soils had been fairly successful. On the average, the densities of pine, spruce and birch plantations varied from 900 to 1700. There were only few (8 percent) of conifer plantations with densities below 1000 viable trees/ha 10 to 15 years after planting. The number of naturally regenerated spruces was rather high (about 800 trees/ha) but silver birch and downy birch were the only species which showed some degree of filling up effect in the plantations. The height development of pine, spruce and birch was as fast as was expected. Taustaa Peltojen metsitys yleistyi voimakkaasti koko maassa 1960- ja 1970-lukujen vaihteessa hajoite tun maatalouspolitiikan seurauksena. Pohjois-Savossa peltoja metsitettiin 1970-luvun alkupuo lella aina vuoteen 1977 asti 1000—1900 hehtaaria vuosittain. 1980-luvulla pellonmetsitysten määrä väheni huomattavasti vakiintuen 300—400 hehtaarin vuotuiselle tasolle. 1980-luvun lopulla alkoi jälleen voimakas peltojen metsityskampanja ja Pohjois-Savossa ylitettiin vuonna 1990 jälleen 1000 hehtaarin raja. Pellon metsitykset ovat yleensä kohdistuneet joko tilan huonolaatuisiin peltoihin (usein suopellot, niityt ja hoitamattomat laidunalueet) tai metsitys on käsittänyt tilan koko peltopinta alan. Samoin pellon maatalouskäytön ja metsittämisen välillä kulunut aika saattaa metsityskoh teittain vaihdella suurestikin. Näin ollen metsitettävien kohteiden kasvupaikkaominaisuudet ja puun kasvuedellytykset ovat vaihdelleet oleellisesti. Turvepelloille on usein ajettu myös kivennäismaata maanparannusaineeksi, joka myös lisää kasvupaikan ominaisuuksien vaihtelua. 30 Aineisto Vuosina 1989—90 inventoitiin Pohjois-Savon metsälautakunnan alueella yhteensä 133 pellon metsityskohdetta (pinta-ala 174,6 ha), joista 70 oli turvemaapeltoja (123,3 ha). Kivennäispel loilla mitattiin vuosina 1971—72, 1976—78 ja 1980—82 viljeltyjä mänty-, kuusi- ja raudus koivutaimikoita. Turvepelloilla inventoitiin mänty- ja kuusitaimikoita. Mainittujen viljely vuosien lisäksi mukana olivat 1985—87 viljelyt. Ennakkotuloksia Turvepellot Mäntytaimikoissa perusmetsitysmäntyjen määrä vaihteli 71 taimesta 2500 taimeen hehtaarilla (kuva 1). Koko aineiston pinta-alalla painotettu männyntaimien määrä oli 826 kpl/ha. Alle 1000 tainta hehtaarilla olevia taimikoita oli 59 % ja ainoastaan 3 %:ssa oli yli 2000 tainta hehtaaril la. Mäntytaimikoista 40 % oli sellaisia, joita oli jossakin vaiheessa täydennetty. Luontaisesti syntyneitä männyntaimia oli noin puolessa mäntytaimikoista (21 —1360 kpl/ha). Keskimäärin yli 200 tainta hehtaarilla ei ollut minkään ikäluokan taimikossa. Luontaisia kuusentaimia oli 30 taimikossa (14—2167 kpl/ha) ja hieskoivuja oli 38 taimikossa (42 —18470 kpl/ha). Kuusikoissa perusmetsitystaimien määrä oli välillä 889—2500 kpl/ha. Keskimäärin kuusentaimia oli 1618 kpl/ha. Ainoastaan 15 %:ssa taimia oli alle 1000 kpl/ha ja 10 %:ssa oli yli 2000. Kuusitaimikoista kolmea todettiin täydennetyn. Männyn luonnontaimia oli 12:ssa kuusitaimikossa 26:sta (25 —614 kpl/ha), kuusentaimia 20 taimikossa (21 —5 921 kpl/ha) ja hieskoivuja 23 taimikossa (42 —11115 kpl/ha) (kuva 1). Mäntytaimikoissa kasvatuskelpoisia viljelytaimia ei ollut yhtään kappaletta 40 %:ssa eikä hieskoivuja 82 %:ssa koealoista. Kuusitaimikoissa kasvatuskelpoisista viljelykuusista tyhjiä koealoja oli 15 % ja hieskoivulla nollaruutusadannes oli vastaavasti 86. Männyn pituuskehitys oli ollut nopeampaa kuin kuusen. Parinkymmenen vuoden iällä pituusero oli lähes kaksi metriä. Vanhimmissa, 18—19 vuotiaissa taimikoissa perusmetsitys taimien keskipituus oli männiköissä viisi ja kuusikoissa hieman yli kolme metriä. Pituuskehi tysero oli selvä jo myös nuorimmissa taimikoissa (kuva 3). Kivennäismaapellot Männiköissä perusmetsitystaimien määrä vaihteli välillä 411—2205 kpl/ha ollen keskimäärin 1330 kpl/ha. Männyllä istutetuista kohteista joka neljättä oli täydennetty joko kuusen tai rau duskoivun taimilla. Keskimääräinen elossaolleiden täydennystaimien määrä oli 450 kpl/ha (kuva 2). Kuusikoissa perusmetsitystaimien määrä vaihteli välillä 675—2423 kpl/ha (keskimäärin 1610 kpl/ha). Kuusen viljelyistä vain kahta (8%) oli täydennetty kuusen tai männyn taimilla. Täydennystaimien määrä täydennyistutuskohteissa oli keskimäärin 280 kpl/ha. Koivikoissa pe rusmetsitystaimien määrä vaihteli välillä 657—1750 kpl/ha keskiarvon ollessa 1250 tainta/ha. Koivun metsity sai ueita ei oltu täydennetty lainkaan. Metsityksessä käytetystä puulajista riippumatta viljelytaimien määrä oli 1970-luvun met sityksissä yleensä korkeampi kuin 1980-luvun alussa tehdyissä pellonmetsityksissä. Männyn ja kuusen taimikoiden täydennystä oli tehty 1980-luvun metsityksissä aikaisempia metsityksiä enemmän. Viljelytaimien lisäksi metsitysaloilla oli keskimäärin 900 havupuiden ja 750 koivun 31 siemensyntyistä tainta. Luontaisista havupuista lähes 90 % oli kuusen taimia ja koivun taimista vastaavasti 2/3 oli hieskoivun taimia. Luontainen taimettuminen oli ollut hyvin vaihtelevaa ja ryhmittäistä. Esimerkiksi kuusen taimien määrä vaihteli nollasta aina yli 10000 taimen tiheyteen. Koko metsitystulos muodostui taimikoiden tiheyteen nähden kivennäismaapelloilla vähin tään tyydyttäväksi. Kasvatuskelpoisten taimien yhteismäärä vaihteli metsityskohteittain 815:sta aina 2423 taimeen/ha. Kahdessa männyn ja kahdessa kuusen taimikossa tiheys jäi alle 1000 tainta/ha. 9—lo vuotta vanhoilla metsityskohteilla luontaisten taimien samoin kuin täydennysis tutustaimien merkitys metsitystulokseen oli suurin. Eniten luontaisia taimia, lähinnä raudus- ja hieskoivuja, voitiin hyväksyä kasvatuskelpoisiksi männyn taimikoissa. Vanhimpien koivikoiden runkoluvun alhaisuus johtui joissakin kohteissa tehdyistä ensiharvennuksista. Kuva 1. Keskimääräiset taimimäärät männyllä ja kuusella 1970-luvun alussa, puolivälissä, 1980-luvun alussa ja puolivälissä metsitetyillä turvepelloilla. Ylemmässä kuvassa on esitetty kaikkien taimien määrät ja alemmassa kuvassa kasvatuskelpoisiksi arvioitujen taimien määrät (istutettu =perusmetsitys + täydennys viljely). Fig 1. Mean number of seedlings in afforestation of peatland fields established with pine (Pinus sylvestris) and spruce (Picea abies) in the early 1970's and 1980' and in the mid-1970's and mid-1980's. The upper fi gure represents the numbers of all seedlings and the lower figure the number of viable seedlings (plant ing = original plants + filling up). 32 Kuva 2. Keskimääräiset taimimäärät männyllä, kuusella ja rauduskoivulla 1970-luvun alussa, puolivälissä ja 1980- luvun alussa metsitetyillä kivennäispelloilla. Ylemmässä kuvassa on esitetty kaikkien taimien määrät ja alemassa kuvassa kasvatuskelpoisiksi arvioitujen taimien määrät. Fig. 2. Mean number of seedlings in afforestation areas on mineral soils established with pine (Pinus sylvestris), spruce (Picea abies) and silver birch (Betula pendula) in the early 1970'5, in the mid-1970's and in the early 1980's. The upper figure represents the numbers of all seedlings and the lower figure the number of viable seedlings. Koivun taimet olivat kasvaneet lähes kaksi kertaa männyn ja yli kaksi kertaa kuusen taimia nopeammin (kuva 4). Vanhimmissa, 18—19 vuotiaissa metsityksissä taimikon 'valtapi tuus' ( = perusmetsitystaimien keskipituus) oli koivikoissa keskimäärin 12, männiköissä 7 ja kuusikoissa 6 metriä. Männyn ja kuusen taimien pituuskehitysero oli suhteellisesti sitä suurempi mitä nuoremmista taimikoista oli kysymys. Tätä selittänevät kuusen taimien pituuskasvun 'jurominen' istutuksen jälkeen sekä melko yleiset hallatuhot. 33 Kuva 3. Perusmetsitystaimien keskipituus (keskipituus ja hajonta) eri ikäisissä männyllä ja kuusella viljellyissä turvepeltojen metsityksissä. Fig. 3. The mean height of seedlings (pine and spruce) resulting from original planting in different-aged plantations established by afforestation of peatland fields. Kuva 4. Perusmetsitystaimien keskipituus (keskipituus ja hajonta) eri-ikäisissä männyllä, kuusella ja rauduskoivulla viljellyissä kivennäispeltojen metsityksissä. Fig. 4. The mean height of seedlings (pine, spruce and silver birch) resulting from original planting in different aged plantations established by afforestation of mineral soil fields. 34 Tarkastelua Pääosa turvepelloista on 1970- ja 1980-luvuilla metsitetty männyllä ja viljelytulos on huono. Pintakasvillisuus, myyrätuhot, ojanvarsipajukot, huono kuivatus ja ravinneongelmat ovat suu rimpia syitä tulokseen. Kuusella tulee vielä lisäksi halla kyseeseen. Luontaisilla havupuun tai milla ei ollut kovin suurta merkitystä taimikoiden täydentäjänä. Kasvatuskelpoiset hieskoivut paransivat hieman metsitystulosta, vaikka niitä esiintyisin metsitysaloilla hyvin epätasaisesti ja ryhmittäisesti. Tämän tutkimuksen tulokset ovat samansuuntaiset Pohjois-Pohjanmaalla tehdyn tutkimuksen kanssa (Valtanen 1990). Yleisesti käytössä olevilla uudistamismenetelmillä ei saada männynviljelyä onnistumaan turvepelloilla. Mäntyä ei tulisi istuttaa lainkaan reheville alueille ja karut alueet on syytä jättää metsittymään luontaisesti maanpinnankäsittelyn jälkeen. Kivennäismaapelloilla metsitystulos oli selvästi turvemaapeltoja parempi. Taimikot olivat tiheydeltään vähintään tyydyttäviä ja taimikoiden pituuskehitys vastaa viljelymetsiköille arvioitua pituuskehitystä (ks. Vuokila & Väliaho 1980 ja Oikarinen 1983). 1980-luvun alussa tehtyjen metsitysten heikompi tulos vanhempiin metsityksiin verrattuna jää tutkimuksen tässä vaiheessa täsmällistä selitystä vaille. Mahdollisesti pellonmetsitysten vähentyessä 1980-luvun alussa metsitykset ovat kohdistuneet kaikkein epäedullisimpiin kohteisiin, mikä selittäisi ylei sen tulostason alenemisen. Erityisesti kivennäismaapelloilla taimien elossapysymisen lisäksi tulisi kiinnittää huomiota myös puuston laatuun. Viljaville pelloille perustetuissa männiköissä ei nyt käytetyllä viljelyti heydellä saavutettane nykyisin sahatavaralta vaadittavaa laatua. Näin ollen kivennäismaapeltojen metsityksessä antanevat rauduskoivu ja kuusi parhaan taloudellisen tuloksen. Kirjallisuus Vuokila, Y. & Väliaho, H. 1980. Viljeltyjen havumetsiköiden kasvatusmallit. Summary: Growth and yield mo dels for conifer cultures in Finland. Commun. Inst. For. Fenn. 99(2), 271 s. Oikarinen, M. 1983. Etelä-Suomen viljeltyjen rauduskoivikoiden kasvatusmallit. Summary: Growth and yield models for silver birch (Betula pendula) plantations in southern Finland. Commun. Inst. For. Fenn. 113, 75 s. Valtanen, J. 1990. Suopeltojen metsitys on rahan tuhlausta. Metsä ja Puu 10/90, 3 s. 35 PELLONMETSITYKSEN ONNISTUMINEN LÄNSI-SUOMESSA On the outcome of afforestation of fields in western Finland Kaarlo Kinnunen Metsäntutkimuslaitos, Parkanon tutkimusasema, 39700 Parkano Taustaa Parkanon tutkimusaseman toimesta inventoitiin v. 1969 käytännön työnä perustettuja istu tusaloja peräkkäisin inventoinnein kahden, viiden ja 11—12 kasvukauden kuluttua istutuksesta (Kinnunen 1977, Kinnunen & Nerg 1983). Vuoden 1970 inventoinnissa 156 alan joukkoon osui satunnaisotannassa 24 pellonmetsitysalaa. Inventoinnissa käytettiin ryväsotantaa, jossa ryväs muodostui 25:stä neljän m 2 :n suuruisesta näytealasta, jotka ensimmäisessä inventoinnissa mer kittiin pysyviksi näytealoiksi. Ryppäiden määrä/ala vaihteli yhdestä viiteen alan koosta riippuen (Kinnunen 1977). V. 1990 aloitettuun pellonmetsitysprojektiin liittyen päätettiin pellonmet sitysalat inventoida uudelleen 23 kasvukauden jälkeen (v. 1991), jotta saataisiin tietoa myös pellonmetsitysten myöhemmästä kehityksestä sellaisilla aloilla, joiden tausta tunnetaan alusta lähtien. Seuraavassa esitetään päätuloksia peltotaimikoiden kehityksestä 11—12 kasvukauden ajalta. Aineisto Pellonmetsitysaloja oli alunperin 24, mutta vv. 1979—80 inventoinnin ulkopuolelle jäi kaksi alaa, joten tässä käsitellään vain 22 alaa. Aineisto jakautui neljän metsälautakunnan alueelle. Etelä-Pohjanmaalla ja (ruotsinkielisellä) Pohjanmaalla oli vain mäntyaloja (4 + 1). Kuusialoja oli eniten Pirkka-Hämeessä (6). Satakunnassa oli neljä kuusialaa ja kolme mäntyalaa. Kaik kiaan mäntyaloja oli 12 ja kuusialoja 10. Viljelytiheys Viljelytiheys jäi monilla aloilla alle tavoitteen (männyllä 2500 ja kuusella 2000 kpl/ha), mutta kahdella mäntyalalla oli istutettu myös huomattavasti yli tavoitteen (kuva 1). Harvaan istute tuille aloille oli tyypillistä runsas jättö- tai verhopuusto. Taimien elossaolo Kuusialoilla taimien kuolleisuus viiden ensimmäisen kasvukauden aikana oli varsin vähäistä (6 %). Mäntyaloilla puolestaan kuoli neljäsosa taimista. Kuolleisuus oli samaa luokkaa kuin mus tikkatyypin uudistusaloilla. Kuolleisuus oli suurinta kolmantena kasvukautena. Myös jatkossa männyn taimien kuolleisuus oli suurempi kuin kuusen. 11—12 vuotta istutuksen jälkeen kuusen taimista oli elossa 85 ja männyn taimista 60 sadannesta. Kuolleisuus ei jakautunut tasan taimi 36 köiden kesken, vaan keskittyi muutamaan taimikkoon, joista kuoli runsaasti taimia. Satakunnan ja Pohjanmaan mäntytaimikoissa taimikato oli suurin. Tällä tarkastelukaudella (5 —11 kasvu kautta viljelystä) mustikkatyypin mäntytaimikoissa kuolleisuus oli selvästi pienempi kuin pel loilla, kuusitaimikoissa sen sijaan kuolleisuus oli pelloilla jopa hieman pienempi kuin mustikka tyypillä. Kuva 1. Viljelytiheys ja istutus- sekä luonnontaimien määrän kehitys v. 1969 istutetuilla pellonmetsitysaloilla. Fig. 1. Planting density and the number of planted (planted in 1969) and naturally arisen plants on afforested former agricultural land. 37 Kasvatuskelpoisten taimien määrä Kasvatuskelpoisten taimien määrällä ja viljelytiheydellä oli luonnollisesti selvä riippuvuussuh de. Viiden kasvukauden jälkeen tehdyssä inventoinnissa hieskoivua ei hyväksytty kasvatetta vaksi puulajiksi, joten kasvatuskelpoisten luonnontaimien määrä oli vähäinen. Myöhemmässä inventoinnissa, kun hieskoivu hyväksyttiin kasvatettavaksi puulajiksi, se oli vallitseva puulaji neljällä, alunperin mäntyalalla. Viljelytaimet olivat jääneet näillä aloilla hieskoivun varjoon tuhoutuen lähes täysin. Kuusialoilla pääosa kasvatuskelpoisista luonnontaimistakin oli kuusia. Tuhonaiheuttajat Heinittyminen oli viidennen kasvukauden jälkeen tehdyssä inventoinnissa yleisin tuhonaiheut taja peltotaimikoissa. Yli viidesosa taimista kärsi heinittymisestä. Vesottumisesta puolestaan kärsi joka kymmenes taimi. Myöhemmässä inventoinnissa halla oli kuusitaimikoiden yleisin vaurioittaja ja hirvi mänty taimikoiden. Em. vaurionaiheuttajien yleisyys peltotaimikoissa vaikutti siihen, että niissä oli selvästi keskimääräistä enemmän haaroittuneita taimia. Muutoin pellolla kasvaneiden taimien tekninen laatu ei poikennut muilla kasvupaikoilla kasvaneista taimista. Uusintainventointi 1991 Taimikot ovat nyt saaneet kehittyä yli kymmenen vuoden ajan edellisestä inventoinnista. Tänä aikana niitä on käsitelty tai jätetty käsittelemättä käytännön metsänhoidon mukaisesti. Pysyvät koealat merkittiin huomaamattomasti, jottei niitä käsiteltäisi erikoistoimenpitein, vaan tutkimus antaisi kuvan todellisesta käytännön tilanteesta. Uudet näytealat sijoitetaan mahdollisimman tarkasti entisten paikalle, vaikka nyt käytetään 20 m 2 :n koealaa entisen 4 m 2 :n tilalla. Inventoinnilla pyritään selvittämään taimikoiden kehitykseen vaikuttavat tekijät edellisestä inventoinnista lähtien. Tärkeimmällä sijalla on kuitenkin taimikoiden tämänhetkisen tilan selvit täminen, niin määrän kuin laadun että terveydentilan osalta. Peräkkäisten inventointien tuloksia vertaamalla arvioidaan aiempien inventointien käyttökelpoisuutta nykytilan ennustajana. Maa analyysein selvitetään pellonmetsityksen onnistumiseen ja tuotokseen vaikuttavia maape rätekijöitä. Summary The Finnish Forest Research Institute's Parkano Research Station conducted a series of inventories (at intervals of 2, 5 and 11 —12 years from planting) of afforested former agricultu ral land. A total of 22 such plantations established were studied; 12 were Scots pine ( Pinus sylvestris) plantations and 10 of Norway spruce (Picea abies). Cluster sampling was employed as the inventory method, a cluster being composed of 25 sample plots, each 4 m 2 in area. These sample plots were marked out as permanent plots in connection with the first inventory. The number of the clusters per area varied from one to three depending on the size of the area. In several of the sites studied, the final spacing fell short of the target which for Scots pine was 2500 and for Norway spruce 2000 per hectare. On two of the Scots pine sites, the target was considerably exceeded. The sparsely stocked sites were typified by an abundance of residual or nurse trees. The mortality of the planted trees during the first five growing periods was quite low (6 per cent) in the Norway spruce plantations. In the Scots pine plantations, on 38 the other hand, mortality rose to 25 per cent. This mortality was equal to that of regeneration sites on Myrtillus type sites and it was at its maximum during the third growing season. Later on too, the mortality of Scots pines was greater than that of Norway spruces. Eleven to twelve years after planting, 85 per cent of the planted spruces and 60 per cent of the pines were still alive. Mortality was not evenly distributed among the plantations it was concentrated in a few plantations which lost a lot of the planted trees. The pine plantations in the Satakunta and Pohjanmaa regions were the most sorely afflicted. During this monitoring period (5 —11 years after planting), mortality in pine plantations established on Myrtillus site types was clearly less than in plantations established on former agricultural land. In the case of spruce plantations, however, mortality in plantations on former agricultural land was at times even less than in plantations on Myrtillus site types. There was naturally a clear correlation between plantation spacing and the number of plants worth growing. In the inventory carried out after five growing seasons, downy birch (Betula pubescens) was not classified as a silviculturally acceptable species and consequently the numbers of naturally arisen plants worth growing were low. In the later inventory downy birch was classified as a silviculturally acceptable species, and it had become the dominant species on four sites that had originally been planted to pine. The planted pine plants had been overtaken and suppressed by pubescent birch and had been almost entirely destroyed. In spruce plantations, the majority of the naturally arisen plants worth growing were spruces, too. The most common cause of damage observed in plantations established on former agricultural land during the inventory carried out after five growing seasons was that caused by grasses and herbs. Over a fifth of the planted trees suffered from the competition coming from grasses and herbs. One in ten suffered from the competition of sprouts. At a later stage, the number one cause of damage in spruce plantations was frost; in pine plantations it was browsing by moose. The common occurrence of these damaging agents led to the above average occurrence of trees with branched tops in these plantations. Apart from this feature, the quality of the plantations established on former agricultural land did not differ from that of plantations growing on other site types. The inventory to be carried out in 1991 will be aimed at clarifying the factors affecting the development of the plantations between the 1 l" 1 and 23 rd growing seasons following planting, the volume of the growing stock, its quality and the present state of health of the plantations. An analysis of the series of inventories will make it possible to estimate the prognostic worth of the earlier inventories. Soil analyses will be conducted in order to assess the effect of soil factors on the outcome and yield of afforestation of arable land. Kirjallisuus Kinnunen, K. 1977. Istutuksen onnistuminen ja taimistojen alkukehitys Länsi-Suomen yksityismetsissä. Summa ry: The survival and initial development of plants in private forests in western Finland. Folia For. 318, 25 s. & Nerg, J. 1983. Istutustaimikoiden tila 11—12 vuotta viljelystä Länsi-Suomen yksityismetsissä. Summa ry: State of plantations 11—12 years after planting in some private forests in western Finland. Folia For. 546, 20 s. 39 PELTOJEN METSITYSMENETELMÄT 20-VUOTTA VANHOJEN KOKEIDEN VALOSSA Field afforestation methods in the light of 20-year-old experiments Jussi Torpo Helsingin yliopisto, Metsänhoitotieteen laitos, 00170 Helsinki Abstract Various soil preparation and weed control methods were compared with different tree species and seedling stock qualities in 20-year-old experiments plantations in Maalahti (62°50'N, 21°30'E) and Karttula (62°50'N, 27°10'E). The aim was to find the best afforestation methods with regard to survival and development of trees. Norway spruce (Picea abies) was a fairly safe choice for tree species unless the field in question was susceptible to frost. For example, spruce was very able to compete with ground vegetation and weed control was not as important a measure as with Scots pine (Pinus sylvestris) or silver birch (Betula pendula). Because of its slow growth rate at an early age, spruce had a much lower mean stem volume per hectare after 20 years of growth than pine or birch. If weed control was properly done, good results with pine and birch were possible. According to the results, birch was susceptible to damage, but with proper tending high volume yields were achieved. Pine seemed to be quite a safe choice, too, but because of the high nutrient contents of the soils in the fields studied pine seemed to be encountering stem quality problems. Additionally, the stems of field-grown pines were very thick butted when compared to pines grown on normal forest sites. Soil preparation was very important. It mainly affected the survival of trees. Especially birch could not grow without site preparation. Mounding improved particularly the development of pine in Maalahti, the more so the smaller the planting stock used was. The experiments in Maalahti showed that weed control had a major effect on the development of trees on sites without any soil preparation. In Karttula, on the other hand, weed control was also important on plots which had been ploughed and tilled. The need for weed control depends on the soil preparation method, the fertility of the soil, and the tree species to be planted. As an example, mounding slightly lessened the need for weed control or altered the timing of control. As a rule, weed control should not be omitted when afforesting former agricultural fields. Over a period of 20 years, the best growth was gained when bare-rooted, large transplants of silver birch were planted on a ploughed and tilled field and weeds were properly controlled. Johdanto Tutkittua tietoa vanhempien pellonmetsitysalojen metsitysmenetelmistä on hyvin vähän. Tämä on vaikuttanut siihen, että käytännössä on ollut puute selkeistä ohjeista. Metsäntutkimuslaitos perusti 1960—1970-lukujen vaihteessa pellonmetsityskokeita, joiden alkukehityksestä Leikola (1976) on julkaissut tuloksia. Nyt osa kokeista inventoitiin uudelleen. Tarkoituksena oli saada selville, mikä vaikutus eri taimilajeilla, maanmuokkaustavoilla ja pintakasvillisuuden toijunta menetelmillä oli männyn, kuusen ja rauduskoivun menestymiseen sekä oliko eri puulajien välillä 40 kasvueroja. Tässä raportissa esitellään tulokset kahdelta 20-vuoden ikäiseltä pellonmetsitysalu eelta, Maalahdesta ja Karttulasta. Aineisto ja menetelmät Maalahti Maalahden koealueella kukin puulaji (mänty, kuusi, rauduskoivu) oli sijoitettu omiin lohkoi hinsa. Kokeessa verrattiin kuutta erilaista maanmuokkausmenetelmää, joista tutkimukseen valittiin kolme: täysmuokkaus, mätästys ja kontrollina muokkaamaton maa. Muokkaukset oli tehty riveittäin. Kolmen puulajin lisäksi verrattiin männyn ja rauduskoivun kahta taimilajia. Viljelyrivien puolikkaat jaettiin vielä kolmeen ruutuun pintakasvillisuuden torjuntamenetelmän mukaan: ei heinäntorjuntaa, mekaaninen ja kemiallinen heinäntorjunta (amitroli/atratsiini). Metsitysvaiheessa tehdyn ravinneanalyysin mukaan maan pH samoin kuin kaliumin ja help poliukoisen fosforin pitoisuudet vastasivat normaalin metsämaan pitoisuuksia. Typpeä oli enemmän ja kalsiumia selvästi runsaammin. Lisäksi maan orgaanisen aineen osuus oli huo mattavan suuri, yli 20 %. Maalaji oli pääosin hienoja lajitteita, savea ja hiesua (Leikola 1976). Taimilajeista vertailussa olivat: mänty: *mä IM+IA * mä 2A+2A kuusi: * ku IM+2A koivu: * rako IM, taimityyppi I (20 —40 cm, tyvilpm väh. 3 mm) * rako IM+IM, taimit. 111 (60—80 cm, tyvilpm väh. 5 mm) Kokeen perustamisvaiheessa kuusen suosio oli vähäinen. Tämän vuoksi kuusesta oli ainoastaan yksi taimilaji. Istutusvaiheessa kuusiriveistä toinen puolikas istutettiin nuoremmilla männyn taimilla (mä IM+IA). Nyt suoritetussa inventoinnissa männyt jaettiin kolmeen ryhmään: puhtaassa männikössä kasvaneet nuoremmat ja vanhemmat taimet sekä kuusisekoituk sessa kasvaneet nuoremmat männyn taimet. Karttula Karttulan koe on saman tyyppinen kuin Maalahdessa. Koealat jaettiin aluksi kolmeen lohkoon eri puulajeja varten. Kunkin puulajin muodostama lohko jaettiin riveihin, jotka muokattiin eri tavoin. Karttulassa oli seitsemän erilaista muokkausmenetelmää sekä kontrollina muokkaama ton. Tarkempaan tutkimukseen valittiin kaksi menetelmää: täysmuokkaus ja muokkaamaton maa. Muokkausrivit jaettiin kahtia heinimis- ja herbisidikäsittelyjä varten. Kumpikin rivin puolikas jaettiin vielä kolmeen ruutuun käsittelyn voimaperäisyyden mukaan. Koealoista kaksi oli hallanarkoja, alavia turvemaita. Toiset kaksi puolestaan sijaitsivat topografialtaan korkeammilla rinnealueilla, joissa maalaji on hietaa ja hiesuvaltaista kivennäis maata. Metsitysvaiheessa tehdyn ravinneanalyysin mukaan maan kalsiumin pitoisuus oli kymmeniä kertoja korkeampi kuin metsämaalla ja kaliuminkin moninkertainen. Myös typpeä oli koealueen maassa enemmän kuin metsämaassa. Fosforin määrä oli sama kuin metsämaassa (Tapani 1971). Toisin kuin Maalahdessa, kokeissa käytettiin vain yhtä taimilajia: 41 mänty: *mä 2A+IA kuusi: * ku IM+2A koivu: * rako IM, taimityyppi II (40—60 cm, tyvilpm väh. 4mm) Pintakasvillisuuden torjuntamenetelmät olivat: ei heinäntoijuntaa (H-0) lievä herbisidi (H+o) lievä heiniminen (H-I) vahva herbisidi + yksi heinitys (H+l) vahva heiniminen (H-II) vahva herbisidi + kaksi heinitystä (H +11) Mittaukset ja laskenta Mittaukset tehtiin linjoittaisena arviointina, missä koko linja oli koealueena. Valittujen linjojen kaikista puista mitattiin rinnankorkeusläpimitta. Koepuiksi valittiin jokaisen läpimittaluokan vii des puu. Koepuista mitattiin pituus ja eräitä teknisiä tunnuksia sekä määritettiin tuhot ja niiden aiheuttajat sekä viat. Runkotilavuuden laskennassa käytettiin hyväksi mitattuja läpimitta- ja pituusarvoja sekä regressioanalyysia. Ns. Laasasenahon tilavuusyhtälöillä saatiin puukohtainen keskitilavuus (Kilkki 1986). Käyttäen apuna taimien mitattua elossaoloa ja 2000 taimen oletettua viljelymäärää hehtaaria kohti eri käsittelyille laskettiin hehtaarikohtainen runkotilavuus, mikä ei ole todellinen, mutta kelpaa eri käsittelyjen vertailuun. Tulokset Maalahti Maanmuokkauksen merkitys sekä taimien elossaoloon että kasvuun oli suuri (taulukko 1). Vähiten oli elossa pieniä koivuja (IM) muokkaamattomalla alustalla (11 %) ja eniten kuusentaimia muokatuilla aloilla (73 %). Ilman muokkausta perustetuilla mänty-ja koivualoilla taimia oli jäljellä enintään neljännes. Muokkaus nosti männyn elossaolon 37—66 %:iin: suu rempaa taimilajia ja mätästystä käytettäessä paremmaksi kuin käytettäessä pieniä taimilajeja ja täysmuokkausta. Koivun elossaolo oli muokkauksen ansiosta 37—50 %. Isojen taimien elossaolo oli parempi kuin pienten, mutta sensijaan täysmuokatuilla aloilla parempi kuin mätästetyillä. Kuusen elossaolo oli kaikissa käsittelyissä parempi kuin männyn ja koivun. Parhaan kasvutuloksen antoi yhdistelmä isot koivuntaimet ja täysmuokkaus. Tällöin puolet taimista oli elossa, keskiläpimitta oli lähes 12 cm, keskipituus lähes 10 m ja runkotilavuus 61 m 3 /ha. Isot taimet ja mätästys oli männyn vaihtoehdoista paras (66 %, 10,5 cm, 7,3 m, 46 m 3 /ha). Vaikka kuusi oli säilynyt hyvin elossa, se oli kasvanut heikosti: parhaimpien taimien kaan pituus ei ylittänyt vielä 6 m. Pintakasvillisuuden torjunnan vaikutus taimien menestymiseen oli maanmuokkausta vähäisempi (taulukko 2). Esimerkiksi mekaaninen heinäntoijunta ei ollut varsinkaan koivulla ja kuusella käsittelemätöntä parempi. Kerran tehty heiniminen ei liene riittävää Maalahden kaltaisilla reheväkasvuisilla maapohjilla. Sen sijaan kerran suoritettu herbisidikäsittely oli systemaattisesti parantanut elossaoloa ja kasvua. 42 Taulukko 1. Maanmuokkauksen vaikutus eri puulajien ja taimilajien menestymiseen Maalahdella. Table 1. The effect of soil preparation on the survival and growth of different tree species and planting stock in the Maalahti experimental area. Taulukko 2. Pintakasvillisuuden torjunnan vaikutus eri taimilajien menestymiseen Maalahdella. Table 2. The effect of weed control on the survival and growth of different planting stock in the Maalahti experimental area. taimilaii ia muokkaus keski- läpimitta (cm) keski- pituus (m) elossa (%) ha-tilavuus (m3/ha) mä 1M+1A, ei muok. 10,0 6,4 24,4 14 mä 1M+1A, täysmuok. 10,4 6,9 37,0 25 mä 1M+1A, mätästys 10,9 7,1 55,0 41 mä 2A+2A, ei muok. 10,2 6,4 20,0 12 mä 2A+2A, täysmuok. 10,7 7,1 52,1 38 mä 2A+2A, mätästys 10,5 7,1 65,6 46 ku 1M+2A, ei muok. 4,7 3,3 64,4 6 ku 1M+2A, täysmuok. 5,8 3,9 72,6 11 ku 1M+2A, mätästys 5,0 3,8 73,3 8 ko 1 M, ei muok. 8,2 6,8 11,1 5 ko 1M, täysmuok. 9,3 8,2 40,0 24 ko 1 M, mätästys 10,2 9,1 36,8 30 ko 1M+1M, ei muok. 8,8 7,5 20,0 10 ko 1M+1M, täysmuok. 11,6 9,8 54,8 61 ko 1M+1M, mätästys 11,9 9,0 41,7 45 mä (kuusis.), ei muok. 10,9 5,8 33,8 22 mä (kuusis.), täysmuok. 11,1 6,3 30,4 22 mä (kuusis.), mätästys 10,4 5,5 49,2 28 keskiläpimitta=mean diameter keskipituus=mean height elossa (eloonjääminen)=survival keskitiiavuus=mean volume ei muok.=no soil preparation täysmuok.=ploughing and tilling mätästys=mounding taimilaii ia heinäntorjunta keski- läpimitta (cm) keski- pituus (m) elossa (%) ha-tilavuus (m3/ha) mä 1M+1A, ei jälkikäs. 10,6 6,6 31,3 21 mä 1M+1A, herbisidi 10,6 7,3 41,3 30 mä 1M+1A, mekaaninen 10,3 6,7 37,9 25 mä 2A+2A, ei jälkikäs. 9,9 6,8 32,9 20 mä 2A+2A, herbisidi 10,7 6,9 54,4 38 mä 2A+2A, mekaaninen 10,8 7,0 41,7 30 ku 1M+2A, ei jälkikäs. 4,8 3,7 66,3 7 ku 1M+2A, herbisidi 5,6 3,8 74,4 10 ku 1M+2A, mekaaninen 5,3 3,7 68,8 8 ko 1M, ei jälkikäs. 8,9 8,5 29,1 17 ko 1 M, herbisidi 10,2 8,4 26,3 20 ko 1 M, mekaaninen 9,2 8,2 29,9 18 ko 1M+1M, ei jälkikäs. 10,7 9,5 37,5 34 ko 1M+1M, herbisidi 11,5 9,0 44,2 45 ko 1M+1M, mekaaninen 11,1 9,1 33,8 32 mä (kuusis.), ei jälkikäs. 11,1 6,1 28,3 20 mä (kuusis.), herbisidi 10,8 6,0 52,5 34 mä (kuusis.), mekaaninen 10,5 5,6 28,3 17 ei jälkikäs.=no treatment herbisidi=herbicide mekaaninen=weeding 43 Kuva 1. Puuston tilavuus Maalahden kokeen eri käsittelyissä. Fig. 1. Stand volumes in different treatments in Maalahti. Muokkauksen ja pintakasvillisuuden torjunnan yhdistelmistä havaitaan (kuva 1), että muokkauksella parannettiin huomattavasti männyn ja koivun tulosta, mutta kuusen kehitykseen ei muokkaus ollut vaikuttanut paljonkaan. Sekä männyn että koivun suurempikokoinen taimilaji kasvoi paremmin vielä 20-vuoden kuluttua viljelystä. Täysmuokatuilla aloilla heinäntoijunnasta oli selvästi enemmän hyötyä kuin mätästetyillä aloilla, joilla varsinkin herbisiditoijunta antoi melko usein toijumatonta kontrolliakin heikomman tuloksen. Paras metsitystulos saatiin, kun 44 pelto täysmuokattiin, viljeltiin isoilla (IM+IM) paljasjuurisilla rauduskoivun taimilla ja pintakasvillisuus torjuttiin herbisidillä. Tällöin taimien elossaolo oli 61 % sekä puuston pituus noin 10 m, läpimitta 12 cm ja runkotilavuus 71 m 3 /ha. Myös vanhemmat männyntaimet (mä 2A+2A) menestyivät sitä paremmin, mitä voimakkaammin maanpinta oli käsitelty ja mitä tehokkaampi oli pintakasvillisuuden torjunta. Karttula Karttulan koealueella koelohkojen välisestä suuresta maalajivaihtelusta johtuu, että tulokset esitetään erikseen kivennäis- ja turvemailta. Erityisesti kuusen menestyminen vaihteli hallatu hojen vuoksi huomattavasti. Kuten Maalahdella, maanmuokkaus paransi myös Karttulassa taimien elossaoloa huomat tavasti (taulukko 3). Koivun elossaolo oli muokkaamattomalla kivennäismaapellolla vain 11 %, vastaavalla mäntyalalla 31 %. Kuusi pysyi muokkaamattomillakin aloilla verrattain hyvin hengissä, täysmuokatuilla ruuduilla elossaolo oli kuitenkin vieläkin parempi: peräti 88 %. Turvemaalla kuusen kehitys oli heikompaa kuin kivennäismaalla, mutta mänty näytti menestyneen turvemaapellolla jopa paremmin kuin kivennäispellolla. Parhaiten oli menestynyt täysmuokatulle kivennäismaapellolle viljelty rauduskoivu, jonka elossaolo oli 53 %, pituus yli 13 m, läpimitta 11 cm ja rukotilavuus 66 irrVha. Rauduskoivun ja männyn ulkoisista mittaista (taulukko 3) huomio kiinnittyy männyn huomattavaan tyvekkyyteen. Pintakasvillisuuden torjunta vaikutti eniten männyn ja koivun taimien elossaoloon (tau lukko 4). Kun pintakasvillisuutta ei torjuttu, koivun elossaolo oli vain 20 %, kuten männynkin kivennäismaapellolla. Turvemaapellolla männyn elossaolo oli torjumattomilla aloilla vähän parempi. Kuusen taimista oli elossa yli 60 % silloinkin kun pintakasvillisuutta ei oltu torjuttu. Kuusi menestyi kivennäismaapellolla paremmin kuin turvemaapellolla ja sitä paremmin mitä tehokkaampaa oli pintakasvillisuuden torjunta (elossaolo peräti 80—90 %). Kaikilla puulajeilla näytti herbisidikäsittely antaneen mekaanista käsittelyä paremman tuloksen Taulukko 3 . Maanmuokkauksen vaikutus eri puulajien menestymiseen Karttulassa. Table 3. The effect of soil preparation on the survival and growth of different tree species in the Karttula experimental area. keski- keski- elossa ha-tilavuus käsittelv-vhdistelmät läoimitta (cm) pituus (m) (%) (m3/ha) kivennäismaa mänty, ei muok. 10,0 8,1 30,7 21 mänty, täysmuok. 10,0 7,8 45,6 31 kuusi, ei muok. 4,8 4,6 66,0 7 kuusi, täysmuok. 6,9 5,7 87,9 23 koivu, ei muok. 10,9 12,8 11,1 14 koivu, täysmuok. 10,9 13,2 52,8 66 turvemaa mänty, ei muok. 9,9 7,0 42,7 26 mänty, täysmuok. 11,0 7,4 35,2 28 kuusi, ei muok. 4,7 3,9 63,7 6 kuusi, tävsmuok. 5,7 4,1 68,6 10 keskiläpimitta=mean diameter kivennäismaa-mineral soil keskipituus=mean height turvemaa-organic soil elossa (eloonjääminen)=survival ei muok.=no soil preparation keskitilavuus=volume täysmuok.=ploughing and tilling 45 Kovin paljon pintakasvillisuuden torjunta ei näyttänyt vaikuttavan eri puulajien kehityk seen. Merkittävin tekijä eri puulajien ja eri kasvupaikkojen väliseen keskitilavuuden vaihteluun oli elossaolon suurella vaihtelulla. Männyllä ei ollut havaittavissa selvää johdonmukaisuutta kasvualustan ja pintakasvillisuuden torjunnan välillä. Herbisidikäsittely sekä voimakas mekaani nen heiniminen osoittautuivat molemmilla kasvualustoilla varsin onnistuneeksi ratkaisuksi. Kuu sen keskitilavuus oli kivennäimaapellolla turvemaita selvästi suurempi. Turvemaiden heikko tu los johtui merkittävästi koelohko no 3 lähes täydellisestä tuhosta. Muokkauksen ja pintakasvillisuuden torjunnan yhdistelmistä männyn tulosta voitiin muokkaamattomallakin alalla huomattavasti parantaa tehokkaalla pintakasvillisuuden torjunnalla (vahva herbisidi +kaksi heinimistä) (kuva 2). Sen sijaan koivulla muokkaus ei näyttäisi olevan niin selvästi korvattavissa tehokkaalla pintakasvillisuuden toijunnalla. Jopa pelkkä täysmuokkaus ilman pintakasvillisuuden torjuntaa antoi paremman tuloksen kuin mikä tahansa toijuntavaihtoeh to muokkaamattomalla alustalla. Koivun tilavuuskehitys oli paras täysmuokatulla maalla lievän herbisidikäsittelyn saaneessa vaihtoehdossa (79 m 3 /ha), mutta lähes samaan ylsivät muutkin pintakasvillisuuden torjuntavaihtoehdot. Taulukko 4. Pintakasvillisuuden toijunnan vaikutus eri puulajien menestymiseen Karttulassa. Table 4. The effect of weed control on the survival and growth of different tree species in the Karttula experimental area. keski- keski- elossa ha-tilavuus käsittely-vhdistelmät läpimitta (cm) pituus (m) (%) (m3/ha) kivennäismaa mänty, H+0 10,0 7,1 46,7 30 mänty, H-0 7,6 20,0 9 mänty, H+l 7,7 30,0 19 mänty, H-l 7,5 31,7 17 mänty, H+ll 8,3 61,7 51 mänty, H-ll 8,7 39,0 32 kuusi,H+0 5,5 83,6 15 kuusi,H-0 6,0 4,2 64,0 10 kuusi,H+l 5,7 5,3 83,6 14 kuusi,H-l 4,9 4,3 58,0 6 kuusi,H+ll 6,9 5,7 83,6 22 kuusi,H-ll 6,6 5,5 90,0 21 koivu, H+0 11,4 13,6 41,7 58 koivu, H-0 10,2 12,3 20,0 21 koivu, H+l 11,0 13,3 36,7 47 koivu, H-l 10,6 14,0 28,3 35 koivu, H+ll 10,6 12,8 31,7 37 koivu, H-ll 11,2 12,0 33,3 40 turvemaa mänty, H+0 10,3 7,2 22,9 15 mänty, H-0 9,8 7,0 26,7 16 mänty, H+l 11,1 7,2 36,3 29 mänty, H-l 10,3 6,7 28,8 18 mänty, H+ll 10,5 6,9 60,0 41 mänty, H-ll 10,2 7,6 60,0 41 kuusi,H+0 5,7 5,0 66,7 11 kuusi,H-0 4,0 3,2 66,2 4 kuusi,H+l 5,2 3,7 67,7 8 kuusi,H-l 4,5 3,0 53,9 4 kuusi,H+ll 6,1 4,7 78,7 14 kuusi,H-ll 5,5 3,9 62,9 8 H+0=light herbicide H-0=no treatment H+l=normal herbicide + light weeding H-I=light weeding H+ll=strong herbicide + strong weeding H-ll=strong weeding 46 Kuva 2. Puuston tilavuus Karttulan kokeen eri käsittelyissä Fig. 2. Stand volumes in different treatments in Karttula. Tarkastelua ja johtopäätöksiä Tutkimuksen aineisto on arvokas siksi, että kokeenomaisissa olosuhteissa on voitu seurata metsi tettyjä peltoaloja jo 20-vuoden ajan. Eri käsittelyvaihtoehdoista, kuten puulajin, taimilajin, maanmuokkaustavan ja pintakasvillisuuden torjuntamenetelmän suhteellisesta vaikutuksesta met sitystulokseen voidaan tehdä vertailuja samalla alueella. Yleistettävyysongelma on kuitenkin 47 olemassa. On myös muistettava, että monet asiat ovat muuttuneet: esimerkiksi nykyisin on käytettävissä paikkakunnalle sopivampia puualkuperiä (Maalahti) ja pintakasvillisuuden torjunnassa vierastetaan nykyään herbisidien käyttöä. Tuloksissa pinta-alayksikköä kohti lasketut tulokset eivät ole todellisia. Jopa läpimitta ja pituusmittauksissa lähirivien puuston (= toisen käsittelyn) kilpailuvaikutus on ilmeinen. Tutkimustaimikot eivät ole varsinaisesti taimikoita mikä vaikeutti mittaustunnusten valintaa. Puustoista mitattiin helpot tunnukset (elossaolo, läpimitta, pituus), joita yhdistämällä oli mahdollista tarkastella taimikon tilaa yhden tunnuksen, tilavuuden avulla. Eri metsitysketjuilla saatujen hehtaarikohtaisten keskitilavuuksien perusteella voidaan todeta Maalahden ja Karttulan koealueilla menestyneet ja epäonnistuneet käsittely-yhdistelmät. Ymmärrettävästi tässä vaiheessa nopeakasvuinen koivu antoi selvästi suurimmat tilavuudet ja hidaskasvuinen kuusi heikoimmat. Puulajin valinta on yksi pellonmetsityksen tärkeimmistä päätöksistä. Kuusi on suhteel lisen luotettava valinta, mikäli kyseessä ei ole hallanarka kasvupaikka, sillä se pysyy elossa myös pintakasvillisuuden varjostuksessa. Karttulan turvemaalohkot osoittivat männyn soveltu vuuden myös kosteisiin ja hallanarkoihin oloihin, vaikka laatuongelmia esiintyikin. Koivu osoittautui jonkin verran epävarmaksi puulajiksi pellonmetsityksessä tuhoherkkyytensä vuoksi, mutta hyvällä hoidolla sen kasvutulos oli vastaavasti hyvä. Taimilajilla oli huomattava merkitys sekä männylle että koivulle; kuusellahan tätä vertai lua ei ollut. Vanhemman taimimateriaalin —ei välttämättä suurta kokoeroa - käyttäminen paransi selvästi taimien elossaoloa, jolloin myös puuston tilavuuskasvu oli merkittävästi parempaa. Toinen peltojen metsityksen tärkeistä päätöksistä on maanmuokkausmenetelmän valinta. Tulokset korostavat muokkauksen tärkeyttä. Suurin merkitys muokkauksella oli koivun kehitykselle, sillä ilman muokkausta koivu kasvoi huonosti ja ennen pitkää se tukahtui pintakasvillisuuden alle. Kivennäismaan pellolla muokkaus oli erittäin tärkeä mäntyä kasvatettaessa. Yllättävää oli, että turvemaan pellolla (täys)muokkaus ei parantanut männyn tai kuusen tulosta muokkaamattomaan verrattuna. Tulos poikkeaa esimerkiksi Paavilaisen (1970, 1977) havainnoista, joissa saatiin mänty menestymään turvepellolla. Eroa saattaa selittää muokkausmenetelmän erilaisuus. Jatkotutkimuksin olisikin tarkennettava muokkausmenetelmän valintaa entisten suopeltojen metsityksiä varten. Maalahdella verrattiin kahta maanmuokkausmenetelmää. Isoja koivuntaimia istutettaessa saatiin parempi tulos täysmuokkauksella kuin mätästyksellä; sen sijaan pienillä taimilla eroja ei juurikaan ollut. Käytettäessä nuorempia ja pienempiä männyn taimia mätästys antoi suhteelli sesti paremman tuloksen. Kookkaampaa taimilajia käytettäessä suuria eroja ei ollut maanmuok kausten välillä, vaikka tässäkin mätästys oli edellä. Tulokset ovat osoituksena siitä, että puulajia, taimilajia ja maanmuokkausmenetelmää valittaessa on muistettava näiden tekijöiden erilaiset vuorosuhteet. Kolmas metsityksessä huomioon otettava seikka on pintakasvillisuuden torjunta. Kokeista saatiin hieman ristiriitainen kuvan jälkikäsittelyn vaikutuksesta. Tämä ei sinänsä ole erikoista, sillä vielä nykyäänkin pintakasvillisuuden torjuminen on vaikeata jopa tutkimusoloissa ja lisää tietoa tarvitaan rikkakasvien ja puuntaimien välisestä kilpailusta sekä torjuntamenetelmien nivel tämisestä tähän. Maalahdella toijunnan suhteellinen merkitys oli suurin muokkaamattomalla alueella. Myös täysmuokatuilla aloilla taimet useimmiten hyötyivät torjunnasta. Karttulan täysmuokatulla alueella pintakasvillisuuden torjunta oli pääsääntöisesti hyvin tärkeä puiden menestymisen kannalta. Eräät vaikeasti tulkittavat tulokset liittyvät mekaaniseen heinimiseen, joka satunnaisesti tehtynä ei parantane taimien kasvuedyllytyksiä. Mätästyksen hyvään tulokseen Maalahdella ilman pintakasvillisuuden torjuntaa vaikuttaa se, että mättäät pysyivät kohtalaisen kauan kasvittomana. Kun mätäs on selvästi tasapinnan yläpuolella, edulliset mikroekologiset olot ja ravinteiden mobilisaation voimistuminen nopeuttavat taimien alkukehitystä, mikä vuorostaan takaa helpotusta kilpailussa pintakasvillisuuden kanssa (vrt. Paavilainen 1970). 48 Kaksikymmenvuotinen seuranta osoitti, että pellon metsittäminen onnistuu kaikilla tutkituilla puu-ja taimilajeilla mikäli varmistetaan, ettei pintakasvillisuus ja liika kosteus pääse haittamaan taimien alkukehitystä. Tehokkaan maanmuokkauksen avulla parannetaan maan metsittämiskuntoa. Muokkauksen rikkakasvien kasvua hidastavan alkuvaikutuksen jälkeen on huolehdittava pintakasvillisuuden torjunnasta usein taimikon sulkeutumiseen asti. Kirjallisuus Kilkki, P. 1986. Metsänmittausoppi. Joensuun yliopisto, metsätieteellinen tiedekunta. Silva Carelica 3. Leikola, M. 1976. Maanmuokkaus ja pintakasvillisuuden torjunta peltojen metsittämisessä. Metsäntutkimuslaitoksen julkaisuja 88(3), 101 s. Paavilainen, E. 1970. Koetuloksia suopeltojen metsittämisestä. Folia For. 77, 24 s. 1977. Männyn istutus suopeltojen metsityksessä. Folia For. 326, 27 s. Tapani, R. 1971. Pellolle istutettujen männyn, kuusen ja rauduskoivun taimien alkukehityksestä. Ennakkotietoja eräästä Pohjois-Savossa suoritetusta kokeesta. Konekirj. Helsingin yliopiston metsänhoitotieteen laitos. 111 s. 49 ENNAKKOTULOKSIA PELLOILLE VILJELTYJEN RAUDUS- JA HIESKOIVU JEN KASVUSTA SEKAMETSINÄ Preliminary results on the growth of planted mixture of Betula pendula and Betula pubescens on former agricultural fields Jussi Saramäki", Ari FermJ) & Sanna Valkonen" 'Metsäntutkimuslaitos, Joensuun tutkimusasema, 80100 Joensuu Metsäntutkimuslaitos, Kannuksen tutkimusasema, 69100 Kannus Abstract Mixed stands of the two birch species (Betula pendula and B. pubescens ) were planted in 1971 and measured in 1990. The study is based on 526 sample plots in well-established plantations. In all the stands, silver birch was taller than downy birch. On mineral soils, an increase in the fine fraction of the soil reduced the size of both species. The average size of silver birch was the same on mineral and peat soils, but the size of downy birch was greater on peat soil than on mineral soil. No mixture effect was observed between these species. An increase in the total nitrogen content of the soil seemed to reduce the size of downy birch on peat soils and the size of silver birch on mineral soils. Tentative differences in foliar nutrient contents and specific leaf area between species were found. Taustaa Itä-Suomessa peltojen metsityksessä käytetään huomattavia määriä rauduskoivua. Eräillä koh teilla rauduskoivun menestyminen on ollut heikkoa ja on arveltu, että hieskoivu saattaisi olla ratkaisu puulajikysymykseen. Toisaalta tiedetään (esim. Saramäki 1977, Raulo 1981), että hieskoivu on selvästi rauduskoivua heikommin kasvava puu. On esitetty, että viljelemällä riskialttiilla kohteilla raudus- ja hieskoivua sekaisin voitaisiin kaikissa tapauksissa varmistaa metsittämisen onnistuminen ja onnistuneessa tapauksessa päätehakkuumetsä olisi puhdas tai lähes puhdas raud uskoi vikko. Erityisesti turvemaiden pellot ovat olleet ongelmallisia metsityskohteita. Pohjois-Kaijalan metsälautakunnan alueella on vuonna 1971 viljelty rauduskoivua, joka myöhemmin osoittautui olevan osaksi raudus- ja osaksi hieskoivua. Tarkkaa sekoitussuhdetta ei tiedetä, mutta hieskoivun keskimääräinen osuus ei ylittäne 25 %. Nämä viljelyt muodostavat ainutlaatuisen materiaalin tarkastella hies- ja rauduskoivun kasvua. Tavoite Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää hieskoivun ja rauduskoivun keskinäistä kasvua kohteissa, joissa metsitys on onnistunut sekä kasvun riippuvuutta puusto- ja maaperätekijöistä. Erityisesti tavoitteena on tutkia hieskoivun kasvupotentiaalia turvepelloilla. 50 Aineisto ja menetelmät Tutkimus perustuu vuonna 1990 mitattuihin 19 vuotta vanhoihin pellonmetsityskohteisiin, joissa viljellyn rauduskoivun seassa on ollut vaihteleva määrä hieskoivun viljelytaimia. Kaikki kohteet ovat Pohjois-Kaijalan metsälautakunnan alueelta. Kohteet valittiin onnistuneiden viljelyjen joukosta. Kultakin mitatulta viljelmältä valittiin systemaattisesti 12 koealapistettä, joista kuuden keskipuuksi pyrittiin saamaan viljelty raudus ja kuuden viljelty hies. Joissakin kohteissa hies koivuja ei löytynyt riittävästi, jolloin otettiin tilalle raudus. Koepisteeksi valitun puun ympäriltä mitattiin lähipuut neljän metrin säteeltä ja otettiin pintamaasta (0—10) näytteet ravinneanalyysiä varten. Kultakin viljelmältä otettiin myös neljä näytettä pohjamaasta raekoostumuksen määrittämiseksi. Lisäksi koealan keskipistepuusta otettiin lehtinäytteet, joista analysoitiin ravinteiden lisäksi ominaislehtiala. Mitatut pisteet jakautuivat seuraavasti: Tuloksia Kaikissa kohteissa rauduskoivut olivat selvästi hieskoivuja suurempia: puiden tilavuuksien suhde oli turvemailla 2.2 ja kivennäismailla 3.9. Kivennäismailla sekä hies- että rauduskoivut kasvoivat sitä paremmin mitä pienempi oli hienon hiedan, hiesun ja saven yhteenlaskettu osuus (kuva 1). Vaihtuvan kaliumin lisäänty minen maassa paransi myös kasvua (kuvat 2 ja 3). Vaihtuvan fosforin lisääntyminen kiven näismailla paransi kasvua, mutta turvemailla riippuvuus oli epämääräisempi (kuvat 4 ja 5). Happamuuden ja puiden koon välillä ei ollut havaittavaa riippuvuutta. Rauduskoivujen koko ei poikennut turve- ja kivennäismailla, mutta hieskoivut olivat turvemailla tilastollisesti merkitsevästi suurempia kuin kivennäismailla (kuva 6). Turvemaiden vaihtuvien ravinteiden pitoisuudet olivat merkittävästi suurempia kuin kivennäismaiden pitoisuudet. Tämä selittää mitattujen hieskoivujen kivennäismaita suurempaa kokoa. Rauduskoivut eivät kuitenkaan jostain syystä kykene hyödyntämään turvemaiden suurem paa ravinr.epitoisuutta täysimääräisesti, vaikka kasvavatkin hieskoivuja suuremmiksi. Turve maiden totaalitypen lisääntyessä hieskoivujen keskikoko pieneni (kuva 7). Kivennäismailla vastaava trendi oli havaittavissa rauduskoivulla (kuva 8). Hieskoivut olivat jo jääneet vallittuun asemaan useimmilla viljelmillä. Turvemaan pelloilla tämä ei kuitenkaan ollut niin korostunutta kuin kivennäismailla. Raudusten absoluuttinen koko pieneni turvemailla hiessekoituksen kasvaessa. Kivennäismailla vastaavaa piirrettä ei ollut ha vaittavissa (kuva 9). Hieskoivujen koko ei näyttänyt riipuvan hieskoivusekoituksen suuruudesta. Alustavien lehtianalyysitietojen perusteella näyttää siltä, että lehtien typpi- ja fosforipitoisuuksissa ei olisi merkittäviä eroja koivulajien välillä. Sen sijaan esimerkiksi lehtien ominaisala (cm 2 /g) ja booripitoisuus olivat rauduskoivulla aina ja kaikissa tilanteissa alempi kuin hieskoivulla. Myös koko aineiston alhaiset booripitoisuudet, monesti jopa kivennäismaapelloiksi luokitelluilla alueilla ja etenkin rauduskoivun lehdissä, kiinnittivät huomioita. Yhteensä raudus hies Kivennäismaa 366 232 134 Turvemaa 96 55 41 Kivennäis- ja turvemaan sekoitus 64 43 21 Yhteensä 526 330 196 51 Kuva 1. Koivujen keskimääräinen tilavuus hienoaineksen (HH = hieno hieta, HS = hiesu, S = savi) osuuden funktiona. Vertailuna tilavuudet turvemailla ja turve- ja kivennäismaan sekoituksilla. Kuva 2. Koivujen keskimääräisen tilavuuden riippuvuus vaihtuvan kaliumin pitoisuudesta kivennäismailla. Kuva 3. Koivujen keskimääräisen tilavuuden riippuvuus vaihtuvan kaliumin pitoisuudesta turvemailla. 52 T ilavuus, dm^/puu Kuva 4, Koivujen keskimääräisen tilavuuden riippuvuus vaihtuvan fosforin pitoisuudesta kivennäismailla. T ilavuusj dm^/puu Vaihtuva fosfori, ng/100 g Kuva 5 Koivujen keskimääräisen tilavuuden riippuvuus vaihtuvan fosforin pitoisuudesta turvemailla. T ilavuus, q dm /puu kivennäismaa turvemaa sekoitus maalaji Kuva 6. Koivujen keskimääräinen koko eri maalajeilla. 53 Kuva 7. Koivujen keskimääräisen tilavuuden riippuvuus totaalitypen pitoisuudesta turvemailla. Kuva 8. Koivujen keskimääräisen tilavuuden riippuvuus totaalitypen pitoisuudesta kivennäismailla. Kuva 9. Hiesten (VMH) ja raudusten (VMR) keskitilavuus hiessekoituksen funktiona. HKPL tarkoittaa hieskoivujen lukumäärää koealalla. Yksi hieskoivu koealalla vastaa noin 200 koivua/ha. 54 Tarkastelua Rauduskoivujen kasvu on vastannut keskimäärin Oikarisen (1983) pituusboniteettiluokkaa 26, joka voidaan rinnastaa likimain käenkaali-mustikkatyypin metsämaahan. Kohteet ovat olleet tyy pillisiä pellonmetsityskohteita Pohjois-Kaij alassa. Rauduskoivun keskikoko oli aina suurempi kuin hieskoivun keskikoko. Erityisen mielen kiintoista oli se, että tämä tulos oli selkeä turvemaiksi luokitelluilla pelloillakin. Tulos on erilainen kuin mitä Länsi-Suomen turvepeltojen metsityskokeista on saatu (Kaunisto 1976). Hieskoivu kasvoi turvemaan pelloilla ja huonosti vettä läpäisevillä kivennäismaan pelloilla vähintään yhtä kuin hyvillä kivennäismaan pelloilla. Tämä vahvistaa aikaisempia tuloksia, joissa hieskoivun kasvu ja kehitys on ollut yhtä hyvä ojitetuilla turvemailla ja kangasmailla (esim. Saramäki 1977). Turvemailla ja hienojakoisilla kivennäismailla esiintyi molemmilla puulajeilla yleisesti eriasteisia kasvuhäiriöitä, kuten latvakuolleisuutta ja haaroittumista. Maaperän fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet selittänevät useimmat häiriöt (Raitio 1982). Koivujen välillä ei näyttänyt olevan sekametsikkövaikutusta, vaan hieskoivut olivat sa mankokoisia riippumatta siitä, olivatko lähipuut rauduksia vai hieksiä. Rauduskoivut näyttivät olevan sitä pienempiä mitä enemmän hieksiä oli lähipuina, mutta tämä johtui enemmänkin siitä, että turvemailla oli luontaista hieskoivusekoitusta enemmän kuin kivennäismailla. Kirjallisuus Kaunisto, S. 1976. Alkkian kenttäkokeet 1961—1975. Parkanon tutkimusaseman tiedonantoja 4, 62 s. Oikarinen, M. 1983. Etelä-Suomen viljeltyjen rauduskoivikoiden kasvatusmallit. Comm. Inst. For. Fenn. 113, 75 s. Raitio, H. 1982. Rauduskoivun kasvuhäiriö Torajärven koekentällä. Folia For. 536, 15 s. Raulo, J. 1981. Koivukirja, 130 s. Saramäki, J. 1977. Ojitettujen turvemaiden hieskoivikoiden kehitys Kainuussa ja Pohjanmaalla. Comm. Inst. For. Fenn. 91(2), 59 s. 55 PELTO- JA METSÄMAIDEN RAVINTEISUUDEN VERTAILU A fertility comparison between fields and forest soils Leila Urvas Maatalouden tutkimuskeskus, 31600 Jokioinen Abstract Soil samples taken from till and peat soils from both arable land and forest sites in Oulu and Teisko districts were analysed using the acid ammonium acetate method and the results obtained were then compared. The humus layer of the forest soil contained many times higher amounts of nutrients as compared to deeper mineral soil layers, but its pH was lower than that of mineral soils. The surface layer of arable land had more extractable nutrients than the humus and mineral soils in forests. However, successful afforestation of former agricultural land may depend more on the proper ratio of soil nutrients than on their abundance. Johdanto Viljan, heinän ja puun kasvattamisen edellytyksiin kuuluu, että maassa on kasvuun tarvittavia ravinteita riittävästi. Maataloudessa on käytössä ns. viljavuustutkimus, jonka tuloksia tulkit semalla annetaan lannoitussuositukset eri kasveille. Tulkinnassa maalajit jaetaan kolmeen ryhmään, joilla on erilainen lannoitussuositus. Takavuosina, kun pelto jätettiin viljelemättä, siitä tuli peltoheitto. Nykyään viljelyksestä poisjätettävät pellot pyritään metsittämään. Olisi järkevää ennakoida puulajivalintaa ja istutettavien tai kylvettävien puiden kasvumahdollisuuksia tutkimalla maan ravinnetila ennen toimenpiteitä. Tällä hetkellä ei maataloudessa käytetyn viljavuustutki muksen tuloksia voida kuitenkaan käyttää apuna, koska metsäntutkimuksessa puiden kasvuedel lytyksiä arvioidaan ja lannoitussuositukset tehdään maan kokonaisravinnepitoisuuksien ja neu lasanalyysien perusteella (Lipas 1985, Tamminen 1990). Ns. liukoisiakin ravinteita määritetään metsämaista, mutta tulosten tulkinnan laatiminen on kesken. Maatilahallituksen tilastojen mukaan metsitettävät pellot ovat kaikkein heikkolaatuisim pia peltoja, kaukana talouskeskuksista olevia pienialaisia metsäpeltoja. Alueelliset erot ovat suuria. Viljelemätöntä peltoa on Lapissa 38 % ja Kainuussa 30 % peltoalasta (Pölkki 1990), mutta Etelä-Suomessa vain I—31 —3 % pelloista on viljelemättä. Viljelemättömien peltojen maalaji on usein turve tai moreeni. Maatalouden tutkimuskeskuksen maantutkimuslaitos teki 1950- ja 1960-luvuilla maataloudellista maaperäkarttaa. Tämän työn yhteydessä otettiin maanäytteitä sekä alueen pelloista että metsistä. Seuraavassa esitetään viljavuuslukuja, jotka on tehty Oulun ja Teiskon maaperäkartoitusalueilta sekä verrataan niitä Viljavuuspalvelun tilastoihin vuosilta 1981—1985. 56 Aineisto ja menetelmät Oulun seudulta maanäytteet otettiin vuosina 1957—61 (Soini ja Virri 1968) ja Teiskon ympäris töstä 1960—61 (Urvas 1969). Oletetaan, että metsämaan ravinneluvut eivät ole kovin paljon muuttuneet, sillä metsien lannoitus on kuitenkin ollut melko vähäistä. Pelloilla tilanne on toisenlainen. Sen vuoksi taulukoihin on otettu mukaan Viljavuuspalvelun vuosien 1981—85 moreenin ja saraturpeen ravinneluvut (Kähäri ym. 1987). Metsämaiden näytteet on otettu erikseen kangashumuksesta ja sen alla olevista eri maannostumiskerroksista. Taulukoissa ovat uuttuneen kerroksen ravinneluvut, jotka moreenimailla ovat yleensä rikastumiskerroksen ja pohjamaan lukuja suuremmat. Soilta näytteet otettiin pintaturpeesta (0—20 cm). Peltojen maa näytteet ovat muokkauskerroksesta, jonka paksuus vaihteli 15—25 cm. Sekä MTTK:n maan tutkimuslaitoksella että Viljavuuspalvelussa maanäytteet kuivataan (+3s°) ja jauhetaan kahden millimetrin seulan läpi ja uutetaan happamella ammoniumasetaatilla, jolloin oletetaan saatavan kasveille käyttökelpoisten ravinteiden määrät selville (Vuorinen ja Mäkitie 1955). Tulokset ja tarkastelu Luonnontilaisessa metsämaassa on päällimmäisenä kangashumuskerros. Kangashumus on yleensä happamampaa kuin allaoleva kivennäismaa, mutta siinä on liukoisia ravinteita enemmän kuin kivennäismaassa (Urvas ja Erviö 1974). Tämä havainto koskee eri metsätyyppejä ja eri maalajejakin lukuunottamatta savia. Taulukko 1. Viljavuusanalyysin tuloksia moreenimailta sekä metsästä että pellolta Oulun ja Teiskon ympäristöistä (Soini & Virri 1968, Urvas 1969, Kähäri ym. 1987). Table 1. The fertility of till samples taken from forest soil and fields in the Oulu and Teisko districts (Soini & Virri 1968, Urvas 1969, Kähäri et ai. 1987). Näytteitä Samples pH Ammoniumasetaatti in (pH 4,65) uuttuvat Ammonium acetate extractable Typpi % Nitrogen % Ca K P_ OULUN SEUTU (OULU DISTRICT) mg/l Metsä (Forest): Kangashumus (Humus layer) Moreeni (Tili) 109 129 4,0 4,5 530 100 124 23 12,2 2,3 0,9 Pelto (Arable land): Pintakerros (Surface) Oulun Maatalouskeskus (1981-85) (Oulu Agr. Center) 25 8282 5,2 5,9 850 979 73 146 13,5 19,2 0,2 TEISKON YMPÄRISTÖ (TEISKO DISTRICT) Metsä (Forest): Kangashumus (Humus layer) Moreeni (Tili) 34 33 4.2 4.3 725 164 140 42 13,7 2,2 1,0 Pelto (Arable land): Pintakerros (Surface) Pirkanman maatalouskeskus (1981-85) (Pirkanmaa Agr. Center) 37 23 74 5,1 6,0 1180 1080 88 115 4,1 14,2 0,2 57 Moreenit Sekä Oulun että Teiskon ympäristöjen metsistä 1960-luvulla kangashumus-ja moreeninäytteiden viljavuuslukujen erot olivat selvät (taulukko 1). Verrattaessa kangashumuksen ravinnepitoisuuk sia saman alueen moreenipeltojen ravinnepitoisuuksiin huomataan, että kalsiumpitoisuudet olivat pelloilla keskimäärin korkeammat kuin kangashumuksessa, mutta kaliumia oli enemmän kan gashumuksessa. Maanviljelyksen voimaperäistyessä parina viimeisenä vuosikymmenenä peltojen ravinnetaso on noussut selvästi. Jos oletamme metsien ravinnetason säilyneen lähes entisellään, ovat moreenipeltojen ravinnetasot 1980-luvulla yhtä poikkeusta lukuunottamatta korkeammat kuin moreenimetsien kangashumuksen puhumattakaan uuttuneen kerroksen ja myös sen alla olevan kivennäismaan ravinteista (Ca, K, P). Maaperäkartoitusaineistossa määritettiin peltojen pintamaista eli muokkauskerroksesta ja metsien kangashumuksesta myös kokonaistyppi. Typpeä oli kangashumuksessa noin yksi prosentti, kun pellossa sitä oli vain 0,2 prosenttia. On kuitenkin muistettava, että kangashumus kerroksen paksuus vaihtelee yhdestä kymmeneen senttimetriin tai enemmänkin. Teoreettisesti voitaisiin laskea metsämaan 20 senttimetrin pintakerroksen ravinneluvut ottamalla huomioon kangashumuksen paksuus samoin kuin sen ja alla olevan kivennäismaan ravinneluvut. Jos täl laisia lukuja verrattaisiin pellon 20 senttimetrin pintakerroksen ravinnelukuihin metsämaassa olisi aina vähemmän ravinteita kuin pellossa. Taulukko 2. Viljavuusanalyysin tuloksia luonnontilaisilta soilta ja suopelloilta Oulun ja Teiskon ympäristöistä (Soini ja Virri 1968, Urvas 1969, Kähäri ym. 1987). Table 2. The fertility of Carex peat soils taken from natural and cultivated peatlands in the Oulu and Teisko districts (Soini & Virri 1968, Urvas 1969, Kähäri et ai. 1987). Näyttei tä Samples PH Ammoniumasetaatti in (pH 4,65) uuttuvat Ammonium acetate (pH 4,65) extractable Typpi % Ni trogen % Humus % Humus % Ca K P OULUN SEUTU (OULU DISTRICT) mg/l Luonnont. turve (Natural peat) Viljelty turve (Cultivated peat) 254 152 4,6 4,8 500 47 1060 46 2,6 3,5 1,9 1,9 67,9 61,7 Oulun Maatalouskeskus (1981-85) (Oulu Agr. Center) 11263 5,2 1273 54 12,6 - - TEISKON YMPÄRISTÖ (TEISKO DISTRICT) Luonnont. turve (Natural peat) Viljelty turve (Cultivated peat) 8 8 4,4 4,7 491 45 1229 40 4,0 2,7 1,6 1,2 65,7 52,2 Pirkanmaan Maatalouskeskus (1981- (Pirkanmaa Agr. Center) -85) 210 5,1 1751 52 11,9 - - 58 Turpeet Turpeiden viljavuuslukujen vertailu (taulukko 2) on helpompaa, koska maanäytteet on otettu sekä luonnontilaisilta että viljellyiltä turpeilta yhtä paksusta (20 cm) pintakerroksesta. Pelloilla turve on kulunut viljeltäessä, mikä näkyy peltoturpeen alhaisempana humusprosenttina. Peltojen kalkitseminen näkyy sekä pH- että kalsiumluvuista. Kaliumia on turpeissa vähän. Pieni kalium luvun nousu vuosikymmenien aikana ei viljavuusarvoa paranna. Fosforiluvut sitä vastoin ovat moninkertaistuneet pelloilla. Kokonaistyppiprosentti oli Oulunseudulla keskimäärin sama vil jellyillä kuin luonnontilaisillakin saraturpeilla. Teiskon muutamalla pellolla typpiprosentti oli metsänkasvatusta ajatellen matala (vrt. taulukko 3). Taulukko 3. Metsämaa-analyysin tulkinta, (hapan ammoniumasetaatti; pH 4,65) (Mäntylahti 1991, suull.). Table 3. The interpretation of the analyses made of forest soils (acid ammonium acetate; pH 4,65, Mäntylahti 1991, pers. comm.). Pelto- ja metsämaan viljavuusluokat Peltomaiden arvioinnissa käytetään seitsemää viljavuusluokkaa, joista keskimmäinen on tyy dyttävä. Maanviljelijöille on annettu suositus pyrkiä saamaan peltonsa tähän luokkaan. Metsä maa-analyysin tulkintakaavioon suunnitellaan kolmea ravinteisuusluokkaa; matala, tyydyttävä ja hyvä (taulukko 3). Sovellettaessa alustavaa metsien ravinteisuusluokkien tulkintakaaviota Urvaksen ja Erviön (1974) julkaisemaan aineistoon, voidaan todeta, että eri metsätyyppien uuttuneen kerroksen kalsiumluvut kuuluivat suurimmaksi osaksi ravinteisuusluokkaan tyydyttävä (30 —520 mg Ca/1). Vain käenkaalimustikkatyypin ja mustikkatyypin savimailla oli kalsiumia yli 520 mg/l. Kaliumluvuissa oli suurinta vaihtelua. Jäkälätyypin maissa kaliumtaso oli matala, kanervatyypillä tyydyttävä. Käenkaalimustikkatyypillä kaliumtaso oli hyvä kuten mustikka- ja puolukkatyypin savilla ja hiesuillakin. Fosforiluvut edustivat yleensä ravinteisuusluokkaa tyy Ravi ntei suusIuokka Fertility Class Matala Tyydyttävä Low Fair Hyvä Good Kivennäismaakerros (Layer of mineral soil) mänty ja kuusi (pine and spruce) Liukoinen kalsium mg/l (Extractable calcium) alle 30 30-520 yli 520 Liukoinen fosfori mg/l (Extractable phosphorus) alle 2 2-4 yi i 4 Liukoinen kalium mg/l (Extractable potassium) alle 20 20-40 yli 40 Liukoinen magnesium mg/l (Extractable magnesium) alle 20 20-40 •< o Kokonaistyppi % org. aineksesta (Total nitrogen % of org. matter) Humuskerros (Humus layer) 1,2 1,2-2,5 yli 2,5 Turvemaat (Peat soils) männyntaimikko (pine) kuusentaimikko (spruce) 1.3 1.5 1,3-1,5 1,5-1,8 1,5-1,8 yli 1,8 59 dyttävä, mutta savilla ja hiesuilla taso oli matala. Edellä olevan perusteella tulkintakaavio tuntuu soveltuvan hyvin suomalaisten metsä maiden arviointiin. Sovellettaessa tulkintaa Oulun ja Teiskon moreenipeltojen viljavuuslukuihin, kyseisten kalsiumlukujen mukaan ne kuuluvat kaikki viljavuusluokkaan välttävä, mikä on astetta alempi kuin tyydyttävä. Metsäkasvatuksen kannalta ravinteisuusluokka on kaikilla hyvä (yli 520 mg/l). Kaliumluvuista 146 mg/l yltää viljavuusluokkaan tyydyttävä, muut kuuluvat viljavuus luokkaan välttävä. Metsänkasvatusta varten kaliumluku on tyydyttävä jo alueella 20—40 mg/l ja hyvä yli 40 mg/l, joten kaikissa moreenipelloissa on riittävästi kaliumia metsittämistä varten. Fosforia on peltojen karkeissa kivennäismaissa oltava 10—20 mg/l, jolloin sen katsotaan olevan optimi eli viljavuusluokkaa tyydyttävä. Sekä Oulun että Pirkanmaan moreenipelloissa fosfori luvut ylittävät 10 mg/l. Kun kuitenkin metsämaiden fosforiluku 4 mg/l on jo hyvä, ovat peltojen fosforiluvut melko korkeita tähän verrattuna, mutta ne ovat samaa suuruusluokkaa kuin kangashumuksen fosforiluvut. Päätelmät Tarkasteltaessa peltojen viljavuusluokkiaja metsien ravinteisuusluokkia voidaan yhteenvetona todeta, että jos karkeata kivennäismaata oleva pelto on viljavuusluokassa 2 eli huononlainen, se vastaa metsässä ravinteisuusluokkaa hyvä. Savipelto, vaikka se edustaisi viljavuusluokkaa huono, sisältää riittävästi puiden kasvua varten liukoisia ravinteita muita paitsi fosforia, koska fosfori on tiukasti pidättyneenä saveen, eikä liukene happameen ammoniumasetaattiin. Kokonaisfosforia savessa kyllä on riittävästi. Viljavuuspalvelun tilaston mukaan 1981—85 monet peltojen maalajit, esimerkiksi moreenit ja turpeet, kuuluvat viljavuusluokkaan tyydyttävä. Kun näitä peltoja ryhdytään metsittämään, ravinteista ei ole puutetta, vaan niitä saattaa olla liian runsaasti tai niiden väliset suhteet eivät saata soveltua joidenkin puulajien kasvatukseen. Peltojen kasvukykyä tutkittaessa on tärkeää tietää, että kaikkia ravinteita on riittävästi kasveille käyttökelpoisessa muodossa. Varsinkin peltojen metsittämisen kannalta olisi tutkittava, kuinka suuria ravinnemääriä puun taimet sietävät eli olisi tärkeätä määrittää ravinnemäärien ylärajat. Suositukset tulisi tehdä maalajiryhmittäin ja eri puulajit tulisi ottaa huomioon kuten alustavassa suosituksessa on tehtykin (vrt. taulukko 3) Kirjallisuus Kähäri, J., Mäntylahti, V. ja Rannikko, M. 1987. Suomen peltojen viljavuus 1981—85. Summary: Soil fertility of Finnish Cultivated Soils in 1981—1985. 105 s. Lipas, E. 1985. Kasvupaikan puuntuotoskyvynja lannoitustarpeen arviointi maan ominaisuuksien avulla. Folia For. 618, 16 s. Poikki, L. 1990. Minkälaisia peltoja on mataloustuotannosta vapautunut. Luento: Peltojen käytön vaihtoehdot, täydennyskoulutuskurssilla 11.12.1990. Soini, S. ja Virri, K. 1968. Oulu-Liminka Maaperäkarttaselostus. Summary: Soil map of Oulu-Liminka. Ann. Agric. Fenn. Vol. 7, Suppl. 2, 100 p. + 12 karttaa. Tamminen, P. 1990. Metsämaiden alueellinen viljavuus. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 370, 61 —72. Urvas, L. 1969. Teisko-Murole Maaperäkarttaselostus. Summary: Soil map of Teisko- Murole. Ann. Agric. Fenn. Vol. 8, Suppl. 2, 1—23. + 6 karttaa. & Erviö, R. 1974. Metsätyypin määräytyminen maalajin ja maaperän kemiallisten ominaisuuksien perusteel la. Abstract: Influence of the soil type and the chemical properties of soil on the determining of the forest type. Journal of the Sci. Agric. Soc. of Finland. Vol. 46, 307—319. Vuorinen, J. ja Mäkitie, O. 1955. The method of soil testing in use in Finland. Selostus: Viljavuustutkimuksen analyysimenetelmästä. Agrogeol. Julk. 63, I—l 4.1 —14. 60 PELTOMAIDEN OMINAISUUDET JA METSÄNKASVATUS Soil characteristics and afforestation of former agricultural fields Elina Ekola Metsäntutkimuslaitos, Kannuksen tutkimusasema, 69100 Kannus Abstract The most common agricultural soils in southern Finland are clay soils. In central and northern Finland the more common soils are silt, fine sand and organogenic soils. Taking Finland as a whole, fine sand is the most common soil texture fraction in fields based on mineral soil. Fine sand, unlike silt, is usually suitable for agricultural purposes. The suitability of clay depends on what other fractions it includes. Mull and gyttja soils are usually good for cultivation, although gyttja soils in the coastal areas may be too acid. The suitability of peaty soils for cultivation depends on the botanical composition of the peat. Differences in the methods of ana lysis, in the calculi (the use of either the laboratory density or the bulk density of soil in natural state), and even in the variables analysed, complicate the comparing of samples taken from forest soils and cultivated soils. However, it might be possible to calculate comparable figures from the existing data (at least to some extent). Soil cultivation, fertilization, liming and other methods of soil improvement alter soil characteristics. These changes are greatest in the surface layer in the so-called tilled layer. On one hand, the soil is eroded or compacted due to the cultivation and, on the other hand, its fertility, coupled with nutrient reserves and solubility, is changed due to altered soil aeration, and fertilization and liming treatments carried out during the cultivation period. In peatland fields additions of mineral soil (clay, sand) may also have been carried out. Maalajiryhmät Moreenimaat, jotka ovat Suomen yleisin maalajiryhmä, eivät yleensä kivisyytensä vuoksi sovellu peltomaiksi. Toisaalta myös karkeat lajittuneet kivennäismaat ovat sopimattomia viljelyyn heikon vedenpidätyskykynsä vuoksi. Jonkin verran kummankin tyyppisiä maita on kuitenkin raivattu pelloiksi Lapissa, Kainuussa, Mikkelin ja Kuopion lääneissä, Ahvenanmaalla, Pohjanmaan rannikolla sekä Peräpohjolassa (Kurki 1972). Kivennäismaapelloilla yleisin maalaji on hieta. Rakenteensa puolesta hietamaat soveltuvat hyvin viljelyyn, vaikka karkean hiedan vedenpidätyskyky saattaa olla liian alhainen. Karkeahie taisia viljelysmaita on suhteellisesti eniten rannikkoalueilla ja kaikkein eniten Ahvenanmaalla, jossa hieman yli 50 %:ssa peltoalasta muokkauskerros on karkeaa hietaa. Melko runsaasti karkeita hietamaita esiintyy myös Pohjanmaan rannikolla, Pohjois-Kaijalassa ja Lapissa. Hienoa hietaa esiintyy erityisesti harjujen lähistöllä ja jokivarsitasangoilla. Laajimmat yhtenäiset alueet, joilla hienoa hietaa esiintyy, ovat Etelä-Pohjanmaalla (Kurki 1972). Hiesu soveltuu yleensä rakenteensa puolesta huonosti viljelyyn: se on vettä läpäisemä töntä ja juoksevaa ja kuivuessaan hiesumaan pinta kovettuu. Eniten hiesupeltoja on Pirkanmaal la, mutta myös Keski-Suomen, Kuopion, Hämeen ja Pohjois-Kaijalan lääneissä sekä Satakunnas 61 sa esiintyy hiesumaita (Kurki 1972). Saven ominaisuudet riippuvat siitä, mitä muita aineksia se sisältää. Hiesu yleensä huonontaa saven laatua, mutta karkeammat kivennäismaa-ainekset ja orgaaninen aines parantavat sitä. Savimaissa on yleensä luontaisesti runsaasti kalsiumia, kaliumia, magnesiumia ja kuparia, mutta sen sijaan liukoista fosforia on niukasti. Savimaat ovat yleisempiä peltojen pohjamaassa kuin muokkauskerroksessa. Savipeltoja esiintyy suhteellisesti eniten Uudellamaalla, Varsinais-Suomessa ja Kymenlaaksossa. Liejusavia tavataan eniten rannikoilla Uudenmaan eteläosassa ja Lounais-Suomessa (Kurki 1972). Maan humuspitoisuuden perusteella (humuspitoisuus = 1,73 x orgaanisen hiilen määrä) peltomaat luokitellaan seuraaviin multavuusluokkiin: humusta < 3 % vähämultainen (vm), 3—6 % multava (m), 6—12 % runsasmultainen (rm), 12—20 % erittäin runsasmultainen (erm), 20—40 % multamaa (mm) ja > 40 % turvemaa (tm). Multamaat ovat yleensä hyviä viljelysmaita. Suhteellisesti eniten niitä esiintyy Poh janmaalla, Satakunnassa ja Etelä-Kaijalassa (Kurki 1972). Lieju- ja järvimutamaat ovat syntyneet vesistöjen pohjille. Orgaanista ainesta on näissä maalajeissa yli 6 %. Liejumaan rakenne on yleensä hyvä, mutta varsinkin merenrannikon liejut saattavat olla haitallisen happamia. Eniten liejumaita on Pohjanlahden rannikolla, erityisesti ruotsinkielisellä Pohjanmaalla, ja Satakunnassa (Kurki 1972). Turvemaille on ominaista suuri orgaanisen aineksen määrä, alhainen tiheys ja suuri vedenpidätyskyky. Turpeissa on yleensä niukasti kaliumia ja fosforia. Saraturpeissa on taval lisesti kohtalaisesti typpeä ja kalsiumia, mutta rahkaturpeet ovat happamia ja vähäravinteisia. Viljelyssä olevat suot ovat suurimmaksi osaksi saraturvetta. Puusaraturve (LC-t) on yleisin Etelä-Suomen suopelloilla ja saraturve (C-t) Pohjois-Suomessa. Turvemaita on suhteellisesti eniten Lapissa, mutta varsin huomattavasti niitä tavataan myös Oulun läänin pohjoisosassa ja etenkin Kainuussa (Kurki 1972). Maan eteläisimmässä osassa pellot ovat yleisimmin savimaita. Pohjoiseen päin siir ryttäessä alkaa esiintyä enemmän hiesu- ja hietamaita sekä eloperäisiä maita (Kurki 1972). Pelto- ja metsämaiden viljavuuden vertailu Peltomaiden perustutkimuksessa määritetään uuttuvat eli ns. vaihtuvat ja helppoliukoiset ravin teet o—2o0—20 cm:n muokkauskerroksessa. Ravinnemäärien laskemisessa käytetään laboratorioti heyttä, joka määritetään kuivatusta ja seulotusta maasta tietyn standardin mukaan näytettä tiivistäen. Peltomaat on jaettu kolmeen ryhmään (savimaat, karkeat kivennäismaat ja eloperäiset maat), joista kullekin on esitetty varsinaisessa viljavuusluokituksessa omat raja-arvonsa (Viljavuuspalvelu, Mäntylahti 1991, suull.) (taulukko 1). Viljelyssä tavoitteena on yleensä joskin eri kasvilajien vaatimukset luonnollisesti poikkeavat toisistaan viljavuusluokka tyydyttävä tai hyvä, joka pyritään saavuttamaan tarvittaessa lannoituksin, kalkituksin ym. maanparannustoimenpitein. Metsämailla maa-analyysin tulokset ilmoitettiin aikaisemmin tavallisesti painoyksikköä kohti määritettyinä pitoisuuksina. Nykyisin on etenkin turvemaiden tutkimuksessa siirrytty volu metriseen ilmoitustapaan. Toisin kuin peltomaiden analyyseissä laskentaperusteena pyritään käyttämään maan tiheyttä luonnontilassa. Tämä mittaus-ja laskentatapojen ero vaikeuttaa pelto 62 ja metsämaa-analyysien vertailua. Koska pelto- ja metsämaiden analyysejä on kuitenkin tehty samoilla uuttoliuoksilla, lienee mahdollista muokata olemassa olevista aineistoista mahdollisim man vertailukelpoiset ravinnearvot. Pelto- ja metsämaiden vertailtavuutta vaikeuttaa kuitenkin se, että metsämaiden analyyseissä pääpaino on koko ravinnevaraston eli totaaliravinteiden määri tyksessä, joskin aineistoa metsämaiden uuttuvien ravinteiden määristä on myös saatavilla (esim. Urvas &Erviö 1974, Lipas 1985). Viljavuuspalvelu onkin laatinut omiin menetelmiinsä perustu van alustavan viljavuusluokittelun myös metsämaita varten (taulukko 2). Taulukkojen 1 ja 2 vertailu osoittaa, että ravinnevaatimukset ovat näissä kahdessa luokit telussa eri tasoilla (esitettyjen lukujen suora vertailu on mahdollista vain kivennäismaakerroksen osalta). Useimpien tunnusten kohdalla metsien viljavuusluokituksen korkein luokka vastaa pel toluokituksen luokkaa huono tai huononlainen. Vaikka otetaan huomioon se, että metsityksen kohteiksi tulevat yleensä viljavuusluokaltaan heikoimmat pellot, ovat ne mainittujen tunnusten osalta useimmiten riittävän - joillekin puulajeille mahdollisesti jopa liian ravinteisia. Esitetyssä luokituksessa keskitytään kuitenkin vain harvoihin tunnuksiin, ja niinpä mahdolliset hivenravin nepuutokset ja ravinne-epätasapainotilanteet, kuten myös maan fysikaalisten ominaisuuksien vaikutukset puuston kasvuedellytyksiin jäävät huomiotta. Taulukko 1. Peltomaiden perustutkimuksessa käytettävien viljavuusluokkien raja-arvot. Viljavuusluokat: l=huono, 2 = huononlainen, 3= välttävä, 4 = tyydyttävä, 5 = hyvä, 6 =korkeaja 7 = arveluttavan korkea (Viljavuuspalve lu, Mäntylahti 1991, suull.). Table 1. The limit values for the soil fertility classes of arable soils. Fertility classes: l=poor, 2=rather poor, 3 = tolerable, 4=fair, 5 = good, 6=high and 7=possibly too high (Mäntylahti 1991, pers. comm.). 1 Vi I javuus luokka - 2 3 Fertility class 4 5 6 7 Happamuus - pH - savimaat - clayey soils 5,1 5,5 5,9 6,3 6,7 7,5 - karkeat kiv.maat - coarse min. soils 4,9 5,3 5,7 6,1 6,5 7,2 - eloper, maat - org. soils 4,4 4,8 5,2 5,6 6,0 6,6 Kalsium - Ca, mg/l - savimaat - clayey soils 1000 1500 2000 2600 3600 5600 - karkeat kiv.maat - coarse min. soils 400 800 1400 2000 2600 4000 - eloper, maat - org. soils 600 1000 1600 2600 3600 5600 Fosfori - P, mg/l - savimaat - clayey soils 1,5 3,0 6,0 12 30 70 - karkeat kiv.maat - coarse min. soils 2,0 5,0 10 20 40 70 - eloper, maat - org. soils 2,0 4,0 8,0 15 30 50 Kaiium - K, mg/l - savimaat (ei liejusavet) - 60 100 200 300 500 800 clayey soils (excl. gyttja clay) - hieta, muut moreenit, hiesu. hiue, multamaat ja liejusavet - 40 70 120 200 350 500 fine sand, moraines, silt. loam, mull and gyttja clay - turve, hiekkamoreeni ja hiekkamaat - 30 50 80 150 250 400 peat, sand moraine and sandy soils Magnesium - Mg, mg/l - savimaat - clayey soils 100 150 200 400 600 - karkeat kiv.maat - coarse min. soils 50 80 120 200 400 - eloper, maat - org. soils 50 80 120 200 400 Suhde Mg:Ca - Relation 1:80 1:40 1:20 1:10 1:5 1:2 Suhde Mg:K - Relation 1:10 1:5 1:3 1:2 1:1 4:1 63 Taulukko 2. Metsämaa-analyysin tulkintakaavio (Viljavuuspalvelu, Mäntylahti 1991, suull.). Table 2. The interpretation of the forest soil analysis (Mäntylahti 1991, pers. comm.). Viljelyn vaikutus maaperän ominaisuuksiin Viljely muuttaa maaperää monin tavoin. Koska suurimmat ongelmat on havaittu suopeltojen metsityksessä, keskitytään seuraavassa suopeltojen ominaisuuksiin. Muokkaus ja raskaiden koneiden käyttö toisaalta kuluttaa (eroosio, orgaanisen aineksen nopeutunut maatuminen) ja toisaalta painaa ja tiivistää maata. Kulutus on selvintä suopelloilla, joilla turvekerroksen ohenemisen on todettu Suomenkin oloissa olevan jopa parin metrin luokkaa runsaassa parissa sadassa vuodessa (esim. Lattomeren suo Porin lähellä) (Göös 1909, Rancken & Malm 1920, Urvas 1984, ks. Urvas 1985). Viljelytapa ja lannoitukset vaikuttavat peltomaan ravinteiden määrään ja keskinäisiin suhteisiin. Suopelloilla vaikuttaa lisäksi ns. painomaa (saveus, hiekoitus), jolla muutetaan eräitä turvemaan ominaisuuksia (kuten eräiden ravinteiden määriä, tiheyttä ja orgaanisen aineen määrää) enemmän kivennäismaata muistuttaviksi. Erityisesti turvemaiden ongelmia ovat viljelyn jälkeen hivenravinnetaloudessa ilmenevät vaikeudet, esi merkiksi boorin selvä puute ja ravinne-epätasapainotilanteet. Peltojen metsityksen kannalta on ongelmallista se, että maa- ja metsätaloudessa käytetään osittain erilaista maa-analytiikkaa ja määritettävät tunnuksetkin ovat osittain erilaisia, minkä takia pelto- ja metsämaiden ravinne määrien vertailu ja eri selvitysten ravinnetietojen rinnastus on vaikeaa ja epätäsmällistä. Suopelloille viljelyn yhteydessä levitetyn painomaan vaikutus sekä turpeen tiheyteen että tuhkapitoisuuteen on todettu varsin pitkäaikaiseksi (Pessi 1961 a, b). Pessi (1961 a) on todennut suopelloilla turpeen orgaanisen aineen tiheyden useimmissa tapauksissa kohonneen. Sekä lan noitus (PK-lannos eri suhteissa) ja kalkitus että myös painomaa olivat nostaneet tilastollisesti merkitsevästi orgaanisen aineen tiheyttä. Syynä tiheyden kasvuun lienee se, että viljely kiih MATALA - TYYDYTTÄVÄ - HYVÄ - LOW FAIR GOOD 1. KANGASMAAT (mä - ku) - MINERAL SOILS (Pinus — Picea) Humuskerros - humus layer # Kok.typpi - total N, % OM < 1,2 1,2-2,5 > 2,5 Kok.boori - total B, mg/100 g < 0,5 0,5-1,0 > 1,0 Kivennäismaakerros - mineral soil layer Uutt. kalsium - Extractable Ca, mg/l < 30 30-520 > 520 Uutt. fosfori - Extractable P, mg/l < 2 2-4 > 4 Uutt. kalium - Extractable K, mg/l < 20 20-40 > 40 Uutt. magnesium - Extractable Mg, mg/l < 20 20-40 > 40 2. TURVEMAAT - PEATLANDS Kok.typpi - total N, % org. - taimikot (mä) - < 1,3 1,3-1,5 1,5-1,8 seedling stands (Pinus sylvestris) - taimikot (ku - ko) - < 1,5 1,5-1,8 > 1,8 seedling stands (Picea abies, Betula sp.) - muut kuin taimikot (mä) - < 1,5 1,5-2,0 > 2,0 other stands (Pinus sylvestris) - muut kuin taimikot (ku - ko) - < 1,7 1,7-2,2 > 2,2 other stands (Picea abies, Betula sp.) Kok.fosfori - total P, mg/100 g < 50 50-80 > 80 Kok.kalium - total K mg/100 g < 20 20-40 > 40 Kok.magnesium - total Mg, mg/100 g < 20 20-40 > 40 Kok.boori - total B mg/100 g < 0,5 0,5-1,0 > 1,0 * OM: org. aine - organic matter 64 dyttää turpeen hajoamista. Pessi (1961 a) päättelee tämän viljelymenetelmistä johtuvan orgaani sen aineksen tiheyden kasvun olevan yksi tekijä, joka vähitellen muuttaa turpeen enemmän multamaata muistuttavaksi. Myös Urvas (1985) havaitsi suopellon muokkauskerroksen olevan tiiviimpää kuin välittömässä läheisyydessä olevan raivaamattoman suon pinnan. Tutkimuksessa ei tosin otettu huomioon peltomaan kulumista ja siten paljastuneen syvemmän turvekerroksen jo mahdollisesti luontaisesti suurempaa tiheyttä. Viljely vaikuttaa eniten rahkaturpeisiin. Mainitussa tutkimuksessa syynä tiheyden kasvuun oli yksinomaan muokkaus ja raskaiden työkoneiden käyttö, sillä ko. suhteellisen paksuturpeisilla pelloilla ei ollut käytetty kivennäis maata maanparannusaineena. Toinen tekijä, joka lähentää suopeltojen ja multamaapeltojen maaperän ominaisuuksia, on viljelyn aikaan saama turpeen tuhkapitoisuuden kasvu, johon myös vaikuttavat lannoitus ja mineraalimaan levitys. Painomaan vaikutukset näkyvät turpeen tuhkapitoisuuksissa hyvin pitkään. Pessin (1961 b) mukaan mineraalimaan lisäys näkyi muokkauskerroksessa korkeina tuhkapitoisuuksina vielä 37 vuoden kuluttua. Viljely vaikuttaa varsinkin muokkauskerroksen ravinnetilaan. Erityisesti kalkituksen ai heuttama pH:n nousu ja kalsiumin määrän lisääntyminen ovat selvästi havaittavissa (Urvas ja Soini 1984, Urvas 1985). Kalkituksella aikaan saatu happamuuden väheneminen vaikuttaa myös ravinteiden liukoisuuteen. Lakasen ym. (1969) mukaan Suomen peltojen keskimääräinen pH oli 5,5. Fosforin liukoisuuden minimi on juuri mainitussa happamuudessa. Myös useimpien hivenravinteiden liukoisuus huononee ja ne voivat muuttua vaikealiukoiseen muotoon pH:n kohotessa yli 6,5: n. Poikkeuksena on molybdeeni, jonka liukoisuus paranee happamuuden vähetessä. Metsitettävillä pelloilla pH on kuitenkin vain harvoin näin korkea, sillä esimerkiksi Keski-Pohjanmaalla metsitettyjen suopeltojen keskimääräinen pH oli sekä nuoremmassa (metsitys 1981 ja 1982) että vanhemmassa ikäluokassa (metsitys 1973 ja 1974) n. 4,1 (Hytö nen, julkaisematon aineisto). Ainakaan näiden tulosten mukaan pH ei siis ole noussut haitallisen korkeaksi. Turpeen puskurikyky pH-muutoksia vastaan on kuitenkin varsin hyvä (esim. Lakanen ym. 1969, Ahti ja Pätilä 1985), ja niinpä pelkät pH-luvut eivät sinänsä kerro kaikkea, vaan esim. korkeat Ca-pitoisuudet voivat aiheuttaa häiriöitä ravinnetaloudessa. Urvaksen ja Soinin (1984) ja Urvaksen (1985) mukaan lannoituksenkin vaikutus näkyi selvimmin muokkauskerroksessa. Syvemmistä kerroksista muokkauskerroksen alapuolelta oli löydettävissä kaliumia ja fosforia enemmän kuin viljelemättömiltä alueilta (Urvas 1985). Typen määrän muutos riippui puolestaan turvelajista siten, että viljely hieman vähensi kokonaistypen määrää saravaltaisilla turpeilla, mutta lisäsi sitä rahkaturpeilla. Ero johtui Urvaksen (1985) mukaan typen erilaisista mineralisaationopeuksista eri turvelajeilla. Urvas ja Soini (1984) laskivat myös pääravinnesuhteita ja totesivat Mg/K-suhteen olevan aiempien suositusten perus teella liian korkean ja K/P-suhteen melko matalan. Syynä oli alhainen kaliumin määrä, mihin vaikutti se, että tutkittu pelto oli ollut nurmiviljelyssä ja timotei oli kuluttanut kaliumin maasta. Nurmiviljelyssä olleiden suopeltojen turpeessa oli kuumavesiliukoista booria enemmän kuin viereisellä raivaamattomalla suolla (Urvas ja Soini 1984). Vaikka NH4OAc-EDTA-liu koisen kuparin määrä vaihteli paljon, oli sitä kuitenkin etenkin 20 cm paksussa pintakerrokses sa selvästi enemmän kuin viljelemättömällä vertailukohteella. NH 4OAc-EDTA-liukoista rautaa pelloilla oli yleensä keskimääräistä hieman enemmän kuin luonnontilaisilla kohteilla. Sillanpää ja Rinne (1975) ovat havainneet voimakkaan typpilannoituksen keskimäärin lisäävän liukoisen raudan määrää. Heidän aineistossaan typpilannoituksen ja liukoisen raudan määrän välillä havaittiin regressio, joka oli tilastollisesti merkitsevä sekä koko aineistolle että orgaanisille maalajeille erikseen. mangaanin määrä oli Urvaksen ja Soinin (1984) aineistossa hieman pienempi kuin raivaamattomilla vertailukohteilla. Mangaanin vähyyden oletettiin johtuvan typpilannoituksesta, sillä Sillanpää ja Rinne (1975) ovat todenneet kasvien mangaanin oton lisääntyvän lannoitettaessa organogeenisia maita typellä. Kurki (1975) toteaa kuparin, raudan ja mangaanin oton ja hyväksikäytön olevan toisiinsa kytkeytynyttä. Kasveille 65 käyttökelpoisen mangaanin määrä riippuu maan kuivuudesta, ilmavuudesta ja happamuudesta, ja viljelyyn liittyvä kuivatus, muokkaus ja kalkitus vähentävätkin käyttökelpoisen mangaanin määrää. Liukoista sinkkiä oli Urvaksen ja Soinin (1984) tutkimilla pelloilla keskimäärin hieman enemmän kuin vertailukohteilla, joskin vaihtelu oli suurta. Kurki (1975) puolestaan toteaa, että happoliukoista sinkkiä on eloperäisissä maissa vähemmän kuin kivennäismaissa. Urvas ja Soini (1984) havaitsivat tarkastellessaan eri pituisia aikoja nurmiviljelyssä olleita peltoja, että hivenravinteiden määrät (ilmoitettuina mg/l maata laboratoriotiheydessä) kasvavat viljelyajan pidentyessä. Tämä johtuu pääosin turpeen tiheyden kasvusta. Jos ravinne määrät ilmaistaisiin gravimetrisinä yksikköinä, boorin ja raudan määrät pysyisivät lähes samoina viljelyajan pituudesta riippumatta, mangaanin ja sinkin määrät olisivat suurimmillaan pelloilla, joita on viljelty 30—39 vuotta ja kuparin määrä pelloilla, joita on viljelty 20—29 vuotta. Kaunistan (1991) mukaan on mahdollista saada suhteellisen hyvä kuva suopellon ravinnetilasta metsänkasvatuksen kannalta, kun määritetään sekä viljelyn muuttaman muokkaus kerroksen että sen alapuolisen pohjamaan ravinnetila. Vain vähän muuttunut pohjamaa kuvaa tällöin Kaunistan (1991) mukaan verrattain hyvin pellon alkuperäistä ravinnetasoa. Alkuperäi sestä ravinnetasosta lienee saatavissa ainakin viitteitä metsityksen onnistumismahdollisuuksiin, vaikka pintakerros onkin selvästi muuttunut. Kirjallisuus Ahti, E. ja Pätilä, A. 1985. Happaman laskeuman vaikutukset turvemaiden ominaisuuksiin. Teoreettinen tarkas telu. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 209, 34 s. Göös, H. 1909. Katsaus Lattomeri-nimisen suon kuivaus- ja viljelytöihin. Suomen Suonviljelysyhdistyksen vuosikirja 1909. Kaunisto, S. 1991. Maa-analyysin käyttö maan ravinnetilan arvioimiseksi eräillä Alkkian metsitetyillä suopelloilla. Summary: Soil analysis as a method of determining the nutrient regime on some afforested peatland fields at Alkkia. Folia For. 778. (painossa) Kurki, M. 1972. Suomen peltojen maalaji-, mukavuus-ja happamuussuhteista. Suo 23(3—4), 57—61. 1975. Eloperäisten viljelysmaiden hivenravinnetilanteesta. Summary: Trace elements inorganic agricultu ral soils. Suo 26(5), 93—94. Lakanen, E., Sillanpää, M., Kurki, M. ja Hyvärinen, S. 1969. Maan viljavuustekijäin keskinäiset vuorosuhteet maalajeittain. Maatalouden tutkimuskeskus Maantutkimuslaitos Tikkurila, Viljavuuspalvelu Oy Helsinki. Lipas, E. 1985. Kasvupaikan puuntuotoskyvyn ja lannoitustarpeen arviointi maan ominaisuuksien avulla. Summary: Assesment of site productivity and fertilizer requirement by means of soil properties. Folia For. 618, 16 s. Pessi, Y. 1961 a. The volume weight of the organic matter in the plough layer of peat lands cultivated by diffe rent methods. Maataloustieteellinen Aikakauskirja 33, 248—255. 1961b. The ash content of the plough layer of peat lands cultivated by different methods. Maataloustieteel linen Aikakauskirja 33, 215—222. Rancken, H. & Malm, E. A. 1920. Selonteko Suomen Suonviljelysyhdistyksen suomaatutkimuksista X. Suomen Suonviljelysyhdistyksen vuosikirja 24, 86—222. Sillanpää, M. & Rinne, S.-L. 1975. The effect of heavy nitrogen fertilization on the uptake of nutrients and on some properties of soils cropped with grasses. Ann. Agric. Fenn. 14, 210—228. Urvas, L. 1984. Maaperäkarttaselitys Pori-Haijavalta. MTTK:n tiedote 20/84. 1985. Viljelyn vaikutus turpeen ravinnepitoisuuteen. Summary: Effect of cultivation on the nutrient status of peat soils. Suo 36(3), 61—64. & Erviö, R. 1974. Metsätyypin määräytyminen maalajin ja maaperän kemiallisten ominaisuuksien perusteella. Influence of the soil type and the chemical properties of soil on the determining of the forest type. Maataloustieteellinen Aikakauskirja. Vol. 46, 307—319. & Soini, S. 1984. The effect of intensive grass cultivation on the plant nutrient balance in peat soil. Proc. 7th Int. Peat Congress, Dublin (4), 71 —85. 66 MAA-ANALYYSIN MAHDOLLISUUDET ERÄIDEN ALKKIAN METSITETTY JEN SUOPELTOJEN RAVINNETILAN ARVIOIMISESSA Soil analysis as a means of determining the nutrient regime on some afforested peatland fields at Alkkia, western Finland Seppo Kaunisto Metsäntutkimuslaitos, Parkanon tutkimusasema, 39700 Parkano Lyhennelmä käsikirjoituksesta: Maa-analyysin käyttö kasvupaikan ravinnetilan arvioimiseksi eräillä Alkkian metsitetyillä suopelloilla. Summary: Soil analysis as a means of determining the nutrient regime on some afforested peatland fields at Alkkia. Folia Forestalia 778. (painossa) Abstract The study comprised four different afforestation experiments in the same peatland area within a radius of about 1.5 km. Soil and needle (Pinus sylvestris) samples were taken from a total of 116 plots. The soil samples were taken from two depths: o—lo0—10 cm (tilled layer) and 30—40 cm. Soil samples were analyzed for total N, P, K, Ca, Mg, Zn, B, Cu, NH 4 -N, N03 - N, pH and AAc extractable P, K and Ca. Results were calculated per oven dry weight (mg/kg) and per area (kg/ha) for the total nutrients, and for AAc extractable P, K and Ca per labora tory volume (mg/1) as well. NH4 -N and N03 -N were calculated only per laboratory volume (mg/1). The bulk density and organic matter content were also determined. The bulk density was considerably higher and the organic matter content lower in the tilled o—lo cm than in the untouched 30—40 cm layer indicating that mineral soil had been used as a soil impro vement agent in the fields. Generally, the total nutrient amounts correlated positively with bulk density. Accordingly, there were more nutrients in the surface layer than in the 30—40 cm layer, although the amounts of boron were small even there. Thus, mineral soil application had greatly changed the surface substrate, but only slightly affected the nutrient regime of the 30—40 cm layer. Nitrogen contents in the 30—40 cm layer were low indicating an originally poor peatland site type. The needle nitrogen and phosphorus concentrations correlated better with the values measured from the 30—40 cm layer than with those measured from the o—lo0—10 cm layer. Furthermore, they were generally best when calculated as mg/g or kg/ha. The needle potassium concentrations correlated only weakly with soil properties. It is obvious that analyses both from the tilled layer and deeper layers are needed in order to estimate the quality of the substrate for wood production on peatland fields and that at least the following analyses are necessary: bulk density, organic matter content, total N, P, K, Ca, B and exchangeable K. The results should also be expressed per volume in situ. 67 Johdanto Suopeltojen metsitystutkimukset Alkkiassa alkoivat 1960-luvun loppupuolella. Ne sisälsivät monenlaisia lannoitus- ja muokkauskokeita, joiden tuloksia on esitelty eri yhteyksissä (Paavi lainen 1970 ja 1977). Tutkimuksissa on toistaiseksi kuitenkin esitetty verrattain vähän maa analyyttistä tietoa. Tässä työssä pyritään maa-analyysin avulla selvittämään näiden suopeltojen ravinnetilaa ja samalla vertailemaan erilaisten maa-analyysimenetelmien ja tulosten ilmaisuta pojen käyttökelpoisuutta ravinnetilan arvioimisessa. Aineisto Parkanon tutkimusasemalla tehtiin 116 suopellon metsityskoealalta maa-ja neulasanalyysejä. Maanäytteet otettiin muokkauskerroksesta (0—10 cm) ja selvästi sen alapuolelta (30—40 cm). Maasta analysoitiin tiheys, orgaanisen aineksen osuus, kokonaistyppi, -fosfori, -kalium, - kalsium, -magnesium, -boori, -sinkki, -kupari, pH, NH A -N ja N03 -N sekä happamasta am moniumasetaattiuutoksesta P, K ja Ca. Ravinteiden kokonaismäärät ilmaistiin kuiva-ainetta mg/kg) ja pinta-alayksikköä (kg/ha) kohden sekä ammoniumasetaattiliukoiset P, K ja Ca lisäksi laboratoriotilavuutta (mg/l) kohden. Liukoinen typpi laskettiin vain laboratoriotilavuutta koh den. Tulokset kuiva-ainetta kohden laskettiin sekä näytteen orgaanista osaa että koko näytettä kohden. Männnyn neulasista analysoitiin samat ravinteet kuin maastakin. Tiheydet ja orgaanisen aineksen osuus Pintakerroksen tiheys samoin kuin orgaanisen aineksen osuuskin vaihtelivat erittäin paljon osoittaen, että kokeissa oli käytetty vaihtelevia määriä kivennäismaata maanparannusaineena (kuva 1). Muokkauskerroksen alapuolella tiheys oli pintakerrosta pienempi ja vaihtelu vähäi sempää osoittaen, että kivennäismaata ei ollut kulkeutunut 30—40 cm:n kerrokseen. Kuva 1. Maan keskimääräinen tiheys ja orgaanisen aineksen osuus eri syvyyksillä eri kokeissa (36, 42—3, 161). Figure 1. The mean bulk density and organic matter content in different soil layers in different experiments (36, 42—3, 161). 68 Ravinteiden määrä Typpeä oli muokkauskerroksessa verrattain runsaasti, mutta 30—40 cm:n kerroksessa niukasti (kuva 2). Viimemainitussa typpipitoisuudet olivat samaa suuruusluokkaa kuin varputurvekan kaiden vastaavassa turvekerroksessa. Suot olikin ilmeisesti raivattu alunperin hyvin karuista avosoista ja rämeistä. Fosforia ja kaliumia oli muokkauskerroksessa sitä enemmän mitä suurempi oli maan tiheys (kuva 3). Muokkauskerroksessa kaliumista oli liukoisessa muodossa vain n. puolet, kun sitävastoin normaaleissa turvemaissa sitä on yleensä valtaosa, 80—90 %. Samalla tavoin korreloivat turpeen tiheyden kanssa muutkin kivennäisravinteet booria lukuunottamatta. Painomaan vaikutus ei kuitenkaan yltänyt 30—40 cm:n kerrokseen saakka. Kuva 2. Maan ravinteiden keskimääräiset kokonaismäärät, pH sekä fosforin, kaliumin ja kalsiumin ammoniuma setaatilla (AAs) uutetut määrät kokeittain eri syvyyksillä. Fig. 2. Total nutrient amounts, pH and the ammonium acetate extractable (AAc) amounts of P, K and Ca in different soil layers. 69 Kuva 3. Fosforin ja kaliumin kokonaismäärän ja ammoniumasetaatilla (AAs) uutetun määrän riippuvuus maan tiheydestä eri syvyyksillä. Fig. 3. Dependence of the amounts of the total and ammonium acetate (AAc) extractable phosphorus and potas sium on soil bulk density at different depths. 70 Maa-analyysin erilaiset menetelmät Erilaisia maa-analyysin menetelmiä ja tulosten ilmaisutapoja testattiin vertaamalla niiden kykyä selittää neulasten ravinnepitoisuuksia. Ravinteiden kokonaismäärät, ns. varastoravinteet (kg/ha) tai -pitoisuudet (mg/kg) selittivät neulasten ravinnepitoisuuksia yhtä hyvin tai paremmin kuin peltojen viljavuustutkimuksessa käytetyt helppoliukoiset ravinteet. Kun ravinteiden kokonais määrien avulla voitiin samalla tehdä päätelmiä ravinteiden riittävyydestä pitkällä aikavälillä, on ilmeistä, että nimenomaan ravinteiden kokonaismäärien analyysi on tarpeellinen arvioitaessa suopellon sopivuutta metsänkasvatukseen. Tärkeimmiksi analysoitaviksi osoittautuivat kokonais ia, -P, -K ja -B sekä helppoliukoinen K. Eräissä muissa yhteyksissä on todettu, että mainittujen ravinteiden lisäksi tulisi analysoida myös pH ja rauta, koska fosfori sitoutuu happamissa olo suhteissa raudan kanssa kasveille käyttökelvottomaan muotoon. Erittäin tärkeätä on maan ti heyden määrittäminen, koska sen perusteella voidaan arvioida painomaan käyttöä ja muita vil jelyn aiheuttamia muutoksia. Maa-analyysejä tulisi tehdä muokkauskerroksen lisäksi myös sel västi sen alapuolelta, koska tällä tavoin saadaan tietoa sekä suon alkuperästä että ravinteiden riittävyydestä. Kirjallisuus Paavilainen, E. 1970. Koetuloksia suopeltojen metsittämisestä. Summary: Experimental results of the afforestation of swampy field. Folia For. 77, 24 s. 1977. Männyn istutus suopeltojen metsityksessä. Summary: Planting of Scots pine in afforestation of abandoned swampy fields. Folia For. 326, 27 s. Kaunisto, S. 1991. Maa-analyysin käyttö maan ravinnetilan arvioimiseksi eräillä Alkkian metsitetyillä suopelloilla. Summary: Soil analysis as a method of determining the nutrient regime on some afforested peatland fields at Alkkia. Folia For. 778. (painossa) 71 PELLLOLLE VILJELLYN MÄNTYTAIMIKON RAVINNEONGELMIEN TORJUMINEN TUHKALLA Wood bark ash as an ameliorating agent in peatland field afforestation Ari Ferm", Timo Hokkanen 2 ', Mikko Moilanen 31 & Jorma Issakainen 3 ' 'Metsäntutkimuslaitos, Kannuksen tutkimusasema, 69100 Kannus ylilopisto, Biologian laitos, 80100 Joensuu Metsäntutkimuslaitos, Muhoksen tutkimusasema, 91500 Muhos Abstract Preliminary results are presented from a 13-year-old experiment where wood bark ash (0,1,2,5,10,20 t/ha) was applied in order to prevent and cure visible nutrient disorders of young Scots pine established on a peatland field 24 years ago. Dieback of trees and other symptoms of nutrient disorders have substantially decreased or even eliminated by ash fertilization, especially when higher doses were applied. The volume of the growing stock was over 70 m 3 /ha for the highest dose while control plots produced less than 15 m 3 /ha. Vegetation characteristics have changed following ash treatments with high ash doses favouring grasses and low ash doses promoting mosses. Some major changes in soil and foliar nutrient con centrations were evident due to ash fertilization. Potassium and boron were clearly the most limiting nutrients that could be cycled when high doses of ash were used; this was particularly the case with a dose of 20 t/ha. Decomposition was at its highest on plots with ash doses of 5 and 10 t/ha and at its lowest when the dose was 2 t/ha. This was at least partly due to diffe rences in the C/N ratio. All decomposition parameters indicated a high degree of humification in the surface soil. High N content (of organic material) and low C/N in soil and optimum levels in foliar N concentrations suggested net N mineralization to have occurred in soil of the experiment area. Johdanto Suopeltojen taimikoissa ravinnetalouden häiriöt ovat yleisiä. Puustojen alkukehityksessä ei juuri ole ollut ongelmia, mutta myöhemmin ilmenenee ns. ravinneperäinen kasvuhäiriö, joka pahim millaan heikentää ja vaurioittaa puustoja niin, että metsitys epäonnistuu (Paavilainen 1977, Veijalainen 1978, Ferm 1991). Männyn kaikista kasvuhäiriöistä yli puolet esiintyi erään kysely tutkimuksen mukaan metsitetyillä suopelloilla (Veijalainen 1978). Myös vanhojen pellonmetsi tysten inventoinnissa Keski-Pohj an maalla havaittiin, että neulasten booripitoisuudet olivat yleisesti alhaisia, etenkin turvemaiden pelloilla (Hytönen 1991). Kasvuhäiriön syynä on usein nimenomaan boorin puute, jota kärjistää runsas pääravinteiden saanti (Veijalainen ym. 1984). Tämän tutkimuksen tarkoituksena on esitellä ennakkotuloksia pellolle viljellyn mäntytai mikon tuhkalannoituskokeesta, joka oli perustettu alkaneen kasvuhäiriön torjumiseksi (ks. Veijalainen 1980). Puusto-ja kasvillisuusmittauksia, neulasten ja maan ravinneanalytiikkaa sekä 72 maan hajotuspotentiaalia apuna käyttäen pyrittiin selvittämään mitä lannoituksen jälkeen oli tapahtunut ja mitkä tekijät tähän kehitykseen olivat vaikuttaneet. Aineisto ja menetelmät Koealue sijaitsee Pyhännän Kamulassa (64°0rN, 26°21'E, 138 m mpy), jossa kymmenen vuoden ikäisessä männyn istutustaimikossa havaittiin selviä kasvuhäiriöitä vuonna 1978 (Veijalainen 1980). Pellon viljelyhistoriasta ei ole tietoa, mutta se lienee raivattu meso-oligotrofisesta rämeestä. Noin kymmenen metrin välein olevien sarkaojien kuivatusteho on jo pitkään ollut puutteellinen. Turvekerroksen tai paremminkin selvästi erottuvan orgaanisen maa-aineksen syvyys vaihteli välillä 30—50 cm. Pellon muokkaustöiden seurauksena kasvualustaan oli mahdollisesti sekoittunut turpeen alla olevaa kivennäismaata, joka maalajimäärityksen mukaan oli hietaa (raekoko alle 0,06 mm: 11%). Senja mahdollisten muiden maanparannustoimien, kuten ojituk sen, painomaan lisäyksen, lannoituksen ja kalkituksen vaikutusta lienee se, että maan eri ker roksissa (0—20 cm) orgaanisen aineksen pitoisuus vaihteli ja oli verrattain alhainen, 28—63 %. Lannoituskokeen perustamisvaiheessa puiden pituus oli noin 2 metriä. Pellolle rajattiin 12 kpl 0,16 ha:n suuruista koealaa, joille arvottiin lohkoittain kahtena toistona seuraavat tuh kakäsittelyt: 0, 1, 2, 5, 10 ja 20 t/ha (tuorepainona). Lähinnä koivun kuoresta ja muusta puun jätteestä peräisin olevan tuhkan vesipitoisuus oli arviolta 40 % tuorepainosta. Tuhka oli verra ten huonosti palanutta ja sisälsi runsaasti hiiltä. Näyte-erästä tehdyn analyysin sekä kosteuden ja palamattoman osuuden perusteella tehdyn arvion perusteella tuhkalannoitus sisälsi fosforia 1,0—3,0 kg/t, kaliumia 7—ll kg/t, kalsiumia 27—105 kg/t ja booria 38—102 g/t (ks. Veija lainen ym. 1984, s. 29). Tuhkan ravinnepitoisuus oli selvästi alhaisempi kuin hyvällä kuorituh kalla. Neulasnäytteet otettiin 6 (1984) ja 13 (1990) vuoden kuluttua lannoituksesta ja niistä analysoitiin tuhkapitoisuus, N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Cu ja B sekä vuonna 1984 myös 100 neulasen kuivamassa. Maanäytteet otettiin syksyllä 1990 o—s0—5 cm, s—lo5 —10 cm ja 10—20 cm kerroksista kokoomanäytteinä kymmenestä osanäytteestä koealaa kohti. Näytteistä analysoitiin johtoluku, pH (vesi), kokonaispitoisuudet: N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Cu, B sekä liukoi set: ammonium, nitraatti, P ja K. Lisäksi näytteistä määritettiin kokonaishiilen määrä sekä erilaisia kasvualustan hajotusaktiivisuutta kuvaavia tekijöitä ja maanhengitys. Puusto mitattiin marraskuussa 1990. Koealan keskelle sijoitettiin ympyräkoeala, jonka säde oli 10 m. Puista mitattiin tavalliset puutunnukset sekä neulasvuosikertojen määrä. Silmä varaisesti arvioitiin koepuiden teknistä laatua, latvuksen muotoa, sairauksia, tuhoja ja niiden aiheuttajia. Elokuussa vuonna 1991 mitattiin vielä pintakasvillisuuden lajeittainen peittävyys joka koealan neljältä näytealalta (ä 1 m 2). Tulokset Puusto Tuhkalannoitus vähensi selvästi puiden latvojen kasvuhäiriöitä ja jossain määrin myös kuollei suutta (kuva 1). Suurimmilla tuhkalannoitusmäärillä ei kasvuhäiriön makroskooppisia oireita ol lut lainkaan. Todennäköisesti taimia oli kuollut melko paljon jo ennen kokeen perustamista. Ra vinnehäiriöihin viittaavaa neulasten kellertävää tai ruskehtavaa väriä tavattiin eniten lannoitta 73 mattomilla puilla. Puiden elävien neulasvuosikertojen määrä lisääntyi suhteessa käytettyyn tuh kamäärään (kuva 2). Tuhkalannoituksen vaikutus puuston kasvuun oli varsin huomattava. Kasvunlisäys oli sitä suurempi mitä enemmän tuhkaa oli käytetty (kuva 3). Kaikki käsittelyt, lukuunottamatta pienintä tuhkan käyttötasoa lisäsivät tutkimusjaksolla 1978—90 merkitsevästi puuston pituuskas vua. Vaikutus jatkui vielä mittaushetkellä. Suurimman tuhkamäärän saaneilla koealoilla puuston runkotilavuus oli vuonna 1990 yli 70 m 3 /ha, kun se lannoittamattomilla koealoilla jäi alle 15 m 3 :n/ha. Pintakasvillisuus Eniten tuhkaa saaneilla koealoilla olivat vallitsevina ruoho-ja heinälajit, kuten maitohorsma ja nurmilauha. Pohjakerroksessa kiinnitti huomiota sammalten vähäisyys. Sen sijaan lannoittamat tomilla ja I—21 —2 t/ha tuhkakoealoilla ruohoja oli vain laikuittain ja pohjakerroksen sammaleet korostuivat. Erityisen silmiinpistävää oli karhunsammalien runsaus. TWINSPAN-luokitteluanalyysi erotti kasvillisuusaineistosta molemmat 10 ja 20 t/ha sekä toisen 5 t/ha tuhkakäsittelyn omaksi ryhmäkseen erityisesti sammalten (Pleurozium schreberi ja Polytrichum commune) perusteella (taulukko 1). Kuva 1. Puiden kasvuhäiriöiden yleisyys ja kuolleisuus sekä runkoluku syksyllä 1990. Fig. 1. Growth disorders, mortality and number of trees in the autumn 1990. Kuva 2. Elävien neulasvuosikertojen määrä syksyllä 1990. Fig. 2. Number of live needle age classes in the autumn 1990. 74 Kuva 3. Puuston pituuskasvun kehitys vuosina 1978—90 ja tilavuus vuonna 1990. Pylväidenjana kuvaa keskiarvon keskivirhettä. Fig. 3. Height growth of trees in 1978 —1990 and stem volume of trees in 1990. The lines in the diagrams show the standard error of the mean. Sammalten määrä ja laatu jakoivat tuhkakäsittelyruudut analyyseissa (TWINSPAN ja DCA) selvästi kahteen ryhmään, runsassammaleiseen ja niukkasammaleiseen. Sammalet vaikuttavat metsäekosysteemin pohjakerroksen luonteeseen kahdella tavoin: runsas sammalisto muuttaa lämpö- ja kosteusoloja epäedullisemmaksi puille ja sitoo (immobilisoi) tehokkaasti ravinteita (Oechel & van Cleve 1986). Sammaleiden hajoaminen on huomattavasti hitaampaa kuin putkilokasvien (Rosswall ym. 1975, Fyles & McGill 1987). Taulukko 1. Lannoituskäsittelyjen (n = 12) luokittelu kasvillisuuden perusteella TWINSPAN-luokitteluanalyysillä (pseudolajien luokittelukynnykset 0, 2, 5, 10 ja 20). Table 1. TWINSPAN-classfication of ash treated plots (n = 12). Pseudo-species cut levels are 0, 2, 5, 10 and 20. 75 Maan ja neulasten ravinteet Maan korkea pH (> 5) osoittaa, että kyse ei ole tavallisesta metsämaasta, vaan peltomaasta, jonka viljelyhistoria kalkituksineen ja painomaineen näkyy pitkään (taulukko 2). Maan orgaani sen osan typpipitoisuus oli kaikissa kerroksissa korkea, keskimäärin lähes 3 %. Maan ammo niumasetaattiliukoinen kalium- sekä kokonaiskalsium-, -mangaani-, -sinkki-ja -booripitoisuudet olivat tilastollisesti merkitsevästi korkeampia suurimmalla tuhkamäärällä (20 t/ha) lannoitetuilla koealoilla kuin vertailuruuduilla (taulukko 2). Syvemmältä (5—10 ja 10—20 cm) otetut näytteet eivät paljastaneeet mitään sellaista, joka ei näkynyt jo pintamaasta tehdyissä analyyseissä. Tuhkalannoitus ei vaikuttanut neulasten typpi- ja fosforipitoisuuksiin, jotka lannoittamat tomilla puillakin olivat lähellä optimia (taulukko 3). Sen sijaan kalium- ja booripitoisuus oli kontrollikoealoilla puuterajan alapuolella ja kohosi suurimmalla tuhka-annoksella optimitasolle vuoteen 1984 mennessä. Vuoden 1990 analyysin perusteella kaliumin puutos oli jälleen yleis tymässä, mikä osoittaa lannoitusvaikutuksen heikkenemistä tutkimusjakson loppua kohti. Neu lasten mangaanipitoisuus aleni voimakkaan tuhkalannoituksen vuoksi. Vastaavasti sinkkipitoi suus kohosi. Pienillä tuhka-annoksilla (1, 2, 5 t/ha) neulasten kaliumpitoisuus oli jo vuonna 1984 alhainen, eivätkä ne eronneet kontrollista (taulukko 4). Vaikutuksen vähäisyys onkin ymmärret tävää tuhkan alhaisen kaliumpitoisuuden vuoksi. Mielenkiintoista on, että kontrollikoealojen puiden neulasissa kaliumpitoisuus oli vuonna 1990 korkeampi kuin pienimmillä tuhkamäärillä (1 ja 2 t/ha) lannoitetuissa. Sama tilanne näkyi booripitoisuuksissa (taulukko 4). Tämä osoittaa, että pitemmällä tähtäyksellä ja ilman jatkolannoitusta voi "vajaalannoitus" heikentää ravinneta loutta entisestään. Merkille pantavaa on myös, että neulasten alhaisimmat kaliumpitoisuudet olivat kummal lakin mittauskerralla samaa tasoa (noin 3 mg/g), mutta sen sijaan booripitoisuus on koko ajan voimakkaasti alentunut ollen viimeisellä mittauskerralla alhaisimmillaan jopa 0,5 ppm (tau lukko 4). Taulukko 2. Maan pintakerroksen (0—5 cm) ravinneominaisuudet. Table 2. Nutrient properties of the topsoil (0—5 cm). a = Keskiarvot eroavat merkitsevästi kontrollista - Treatment means differ significantly from control (Duncan, p < 0.05) Kontrolli - Control 1 Tuhka 2 - Ash, t/ha 5 10 20 Tuhka - Ash % 58 46 39 60 61 42 Johtol. - Cond., /tS/cm 224 188 200 264 394 350 pH 5.19 5.20 5.33 5.36 5.49 5.58 N tot, % 1.34 1.59 1.80 1.01 1.34 1.68 N tot org., % 3.08 2.95 2.96 2.49 3.41 2.87 NH4-N, ppm 177 239 312 178 344 249 N03-N, ppm 42 35 52 31 51 47 P tot, mg/g 1.98 1.74 2.49 1.78 1.74 2.28 P AAs, ppm 5.2 10.8 7.2 9.0 15.2 17.0 K tot, mg/g 0.20 0.26 0.22 0.25 0.34 a 0.31 K AAs, mg/g 0.09 0.13 0.14 0.13 0.21 a 0.23 a Ca tot, mg/g 3.43 4.32 4.46 4.18 6.13 7.26 a Mg tot, mg/g 0.93 1.02 0.93 1.08 1.62 1.25 Fe tot, mg/g 10.8 10.7 12.8 9.2 9.9 11.3 Mn tot, ppm 205 216 215 232 464 3 485 a Zn tot, ppm 13 13 13 15 24 32 a Cu tot, ppm 9 10 11 9 10 13 B tot, ppm 0.65 0.35 0.45 0.55 1.30 2.15 a 76 Taulukko 3. Neulasten ravinnepitoisuudet vuosina 1984 ja 1990. Table 3. Foliar nutrient concentrations of pine in 1984 and 1990. a = Keskiarvot eroavat merkitsevästi kontrollista - Treatment means differ significantly from control (Duncan, p < 0.05) Taulukko 4. Neulasten kalium-ja booripitoisuus käsittelyittäin vuosina 1984 ja 1990. Table 4. Foliar potassium and boron concentrations compared with different treatments in 1984 and 1990 (Duncan's test, p < 0.05). Vuosi - Year Kontrolli - Control 1 Tuhka 2 - Ash, t/ha 5 10 20 Neulasten paino - Needle weight. g (100 kpl) 1984 2.1 2.6 2.5 3.0 a 2.6 3.1 a Tuhka - Ash, % 1984 1.4 1.5 1.4 1.4 1.4 1.9 a 1990 1.6 1.7 1.8 1.7 1.7 1.9 N, % 1984 1.4 1.5 1.5 1.4 1.5 1.4 1990 1.5 1.6 1.9 1.5 1.7 1.6 P, mg/g 1984 2.2 2.3 2.2 2.0 2.0 2.2 1990 2.2 2.1 2.5 2.4 2.3 2.1 K, mg/g 1984 3.0 3.5 3.1 3.2 4.2 5.6 a 1990 3.1 3.1 2.9 3.3 3.6 3.9 a Ca, mg/g 1984 1.6 1.4 1.7 1.5 1.4 1.4 1990 1.4 1.6 1.9 1.5 1.7 1.9 Mg, mg/g 1984 1.3 1.2 1.3 1.1 1.0" 0.9 a 1990 1.3 1.4 1.4 1.3 1.4 1.3 Fe, ppm 1984 42 39 36 33 a 37 41 1990 25 29 31 25 27 27 Mn, ppm 1984 375 266 305 259 173 a 190 a 1990 395 360 342 24T 3 264 247 s Zn, ppm 1984 28 25 31 30 30 37 1990 28 35 39 32 37 42 a Cu, ppm 1984 3.0 3.1 2.9 2.9 2.6 3.4 1990 2.8 2.9 3.0 3.0 2.6 2.6 B, ppm 1984 3.9 4.4 7.7 7.0 5.1 11.8" 1990 1.5 0.5 1.2 2.6 4.1 10.5 a POTASSIUM (K), mg/g 1984 1990 Tuhkaa — Ash, t/ha Tuhkaa — Ash, t/ha 0 2000 5000 1000 10000 20000 2000 1000 0 5000 10000 20000 2.95 3.13 3.15 3.49 4.19 5.57 2.94 3.10 3.15 3.32 3.61 3.91 BORON (B), i mg/g 1984 1990 Tuhkaa — Ash, t/ha Tuhkaa — Ash, t/ha 0 1000 10000 5000 2000 20000 1000 2000 0 5000 10000 20000 3.90 4.40 5.10 7.00 7.65 11.80 0.45 1.15 1.50 2.60 4.05 10.50 77 Maan hajoamispotentiaali Pintamaan hajoamispotentiaali (kuva 4) vaihteli käsittelyittäin noin 3.2—6.7 ng C02-C g" 1 h' 1 siten, että alhaisin arvo oli käsittelysssä 2 t tuhkaa hehtaarille ja korkein käsittelyssä 5 t/ha. Korkeimmassa tuhkakäsittelyssä 20 t/ha hajoamispotentiaali oli selvästi pienempi kuin 5 ja 10 t/ha käsittelyissä. Hajotustoiminnan vilkkauteen vaikuttavat esimerkiksi orgaanisen aineen hiilen laatu ja määrä. Eri käsittelyjen välillä oli selviä eroja humuksen C/N suhteessa (kuva 5). Maan hajoamispotentiaali heikkeni ja C/N-suhde pieneni merkitsevästi orgaanisen aineen typpipitoisuuden kasvaessa. Monimuuttuja-analyysit Etsittäessä kemiallisten ravinnetunnusten joukosta askeltavan regressioanalyysin avulla parasta selitysmallia puuston tilavuudelle ensimmäiseksi selittäjäksi tuli neulasten booripitoisuus (selitti yksinään 71 % tilavuuden vaihtelusta). Seuraavissa askeleissa selittäjiksi tulivat maan pintaker roksen (0—5 cm) kaliumpitoisuus (R 2 :n muutos 12 %-yksikköä) ja neulasten mangaanipitoisuus (R 2 :n muutos 7 %-yksikköä). Selitysastetta voitiin vieläkin nostaa sellaisilla maan ominaisuuk silla kuin sinkki- ja fosforipitoisuus sekä pH. Faktorianalyysi kaikkia maaperämuuttujia ja puuston kasvutunnuksia käyttäen osoitti saman, mikä havaittiin jo maan kemiallisia ominaisuuksia tarkasteltaessa: tärkeimmät muutokset maaperässä ja sen suhteessa hajotusaktiivisuuteen, puuston kasvuun ja pintakasvillisuuteen näkyvät ja korostuvat pinta-kerroksessa (0—5 cm). Pintamaan muuttujien ja puuston kasvutun nusten faktorianalyysissä (neulasten ravinteet eivät mukana) erottui selvästi kaksi merkitsevää faktoria, jotka tulkittiin "lannoitus- ia kasvufaktoriksi" (faktori 1, selitysaste 43.8 % ja "haiotusfaktoriksi" (faktori 2, selitysaste 25.8 %). Lannoitusfaktorissa emäksiset kationit (K, Ca ja Mg) sekä hivenaineet (B, Zn ja Cu) ja liukoinen fosfori saivat korkeat lataukset. Faktori paljasti näiden aineiden läheiset suhteet puiden kasvuun ja pintakasvillisuuteen, sillä myös kaikki kasvutunnukset saivat korkean latauksen ykkösfaktorilla. Kuva 4. Orgaanisen aineen hajoamispotentiaali (fxg C0 2 -C g'(OM) h" 1 , +ls°C:ssa) eri lannoituskäsittelyissä kerroksittain. Pylväs kuvassa (LSD) näyttää pienimmän merkitsevän eron käsittelyjen välillä. Fig 4. Decomposition potential (fxg C0 2-C g ' (OM) h l, +l5°C) in different ash treatments for each peat layer sampled. The bar in the figure (LSD) shows the least significant difference between the treatments and layers. HENGITYS Respiration ((Ig C02-Cg' 1 (0M) h - 1) 8 7 HU 0-5 cm LSD 6 i® 5-10 cm 1 1 10-20 cm 5 ■ I 4 I ■ 3 ■ 2 1 lb w\ 1 |] | ' —| 1] || 0 0 1 2 5 10 20 TUHKALANNOITUS (t/ha) Ash treatment 78 Kuva 5. Regressioyhtälö pintaturpeen (0—5 cm) orgaanisen aineen hajoamispotentiaalin ja C/N-suhteen välille: hajoamispotentiaali = -9.042 + 0.7302 C/N (r 1 = 42.24 %, n = 24; p < 0.00003). Fig. 5. Regression equation between surface peat (0—5 cm) decomposition potential and C/N-ratio: decompo sition potential = -9.042 + 0.7302 C/N (r 2 = 42.24 %, n = 24; p < 0.00003). Maaperäbiologiaan liittyvässä kakkosfaktorissa korkeimman latauksen saa orgaanisen aineen ominais-typpipitoisuus (N wt3O cm) organic soil layer. Growth disturbances appeared at the age of 15 years. It resulted in bushy growth following the loss of apical dominance and repeated winter time diebacks of the youngest apical and branch shoots. There is strong evidence that this growth disturbance is connected to disturbances in the nitrogen metabolism of the afflicted trees. The composition of the free amino acid pool, and hence the qualitative and quantitative spectra of soluble proteins of the needles, changed considerably. The new cytoplasmic protein profile is somewhat in context to the decreased cold resistance, since the dying of the youngest shoots was evident in the winter time. Johdanto Mänty on esimerkki kasvista, joka on sopeutunut elämään äärimmäisen niukkatyppisessä ympä ristössä. Parhaimmillaan mänty kasvaa suorarunkoiseksi, vähäoksaiseksi korkeaksi puuksi hiekka-ja soraharjuilla, karuilla mäillä ja rantavallien kivikoissa. Tällöin se kasvattaa voimak kaan juuriston pitkän paalumaisen pääjuuren ympärille kerätäkseen niukat typpi- ja muut ravinteet tehokkaasti karusta ympäristöstä. Mänty kasvaa ainoana valtapuuna myös rämeiden paksun turpeen pinnalla. Vaikka suoturpeessa onkin paljon typpeä, on se kasveille käyttökelvot tomassa muodossa, valkuaisaineperäisenä polymeerityppenä. Rämemäntyjen juuristo on hyvin pinnallinen muodostaen laakean levyn turpeen pintaosiin. Metsitettävillä pelloilla mänty joutuu kasvamaan multaisessa, runsastyppisessä ympäristössä, mikä johtaa runsaisiin kasvuhäiriöihin ja epänormaaliin kasvuun. Tutkimusryhmämme on kuvannut useita typpiyliannostuksesta johtuvia männyn kasvuhäi riötapauksia. Tavoitteena on ollut selvittää kasvuhäiriön fysiologisia ja biokemiallisia syitä. Näihin kuuluvat typpilannoitusalueet (Pietiläinen & Lähdesmäki 1986, Lähdesmäki & Pietiläi nen 1988, 1989, Pietilä ym. 1989), turkistarhojen ympäristö (Ferm ym. 1990, Pietilä ym. 1991), liikenteen ja teollisuuden typpisaasteet (Lähdesmäki 1990) sekä karujen ja rehevien rämeiden vertailu (Pietiläinen ym. 1991). Tässä työssä esitellään tuloksia pellonmetsitysmänty 81 jen kasvuhäiriöiden biokemiallisesta taustasta eräillä Keski-ja Pohjois-Pohjanmaan pellonmetsi tyskoealoilla. Aineisto ja menetelmät Tämän työn havaintoaineisto koostuu useista pellonmetsityskoealoista Keski- ja Pohjois pohjanmaalla. Kaikilla koealoilla oli lieviä ja hyvin pahoja kasvuhäiriöitä, mutta myös terveitä puita. Kasvuhäiriöastetta arvioitiin seuraavasti: paha kasvuhäiriö (latvakato toistunut usein, puu pensasmainen), lievä kasvuhäiriö (yksi latvakato 2—3 vuotta sitten, pyrkimystä pensastumi seen). Terveiksi luokiteltiin puut, joissa em. vaurioita ei näkynyt. Usein käytettiin lisäksi kontrollipuina peltoa lähellä olevan kankaan nuoria, terveitä puita. Kasvuparametrejä seurattiin Sievin, Haapajärven, Nivalan, Ylivieskan ja Kärsämäen koealoilta (kts. Hytönen 1991). Näiltä aloilta on tehty myös maaperän ja neulasten ravinneanalyysejä (Hytönen 1991). Muhoksen Tahvolan pellolta mitattiin kasvuhäiriöasteen ja turpeen paksuuden välistä yhteyttä. Neulasista määritettiin liukoinen ja kokonaisarginiinipitoisuus Sakaguchin reaktioilla (kts. tarkemmin Pietiläinen ym. 1991). Neulasten liukoiset aminohapot analysoitiin (kts. Pietiläinen & Lähdesmäki 1986) Oulun Kuivasjärvellä paksuturpeisella suopellolla kasvavista puista. Neulaset kerättiin elokuussa 1990 kolmesta eri asteisesti vaurioituneesta puusta. Neulasten liukoisia proteiineja analysoitiin geelielektroforeettisesti Haapajärven koealueen eri asteisesti vaurioituneista puista kasvukauden eri aikoina (ks. Hytönen 1991). Tuloksia Hyvä esimerkki peltomullan (turpeen) paksuuden ja männyn kasvuhäiriöfrekvenssin välisestä riippuvuussuhteesta tulee Tahvolan pellolta Muhoksella (kuva 1). Kaikkein paksuturpeisimmilla istutusriveillä lähes 100 % puista kärsi toistuvasta latvakuolemasta, mutta lähes pelkällä mineraalimaalla (hiekalla) kasvavista puista vain alle 10 %. Selvä negatiivinen korrelaatio todettiin kasvuhäiriöasteen ja puiden pituuskasvun välillä, tarkasteltiinpa sitten puiden kokonais pituutta tai viiden viimeisen vuoden kasvua, kuten kuvan 2 esimerkki Haapajärven koealalta osoittaa. Kasvuhäiriömäntyjen neulasten aminohappoaineenvaihdunta oli samalla tavalla muuttu nut kuin turkistarhojen lähimetsissä kasvavien mäntyjen (Pietilä ym. 1991). Valtaosa vapaiden aminohappojen pitoisuuksista oli selvästi kohonnut vauriomännyissä. Erityisen runsaasti näytti tässä tapauksessa kohonneen arginiinin ja glutamiinin pitoisuus (kuva 1, taulukko 1). Eräiden pienin pitoisuuksin esiintyvien, proteiinisynteesiä rajoittavien aminohappojen osuus vauriopuissa jäi entistä mitättömämmäksi. Näiden aminohapposisällön muutosten odotettiin heijastuvan myös muutoksiin neulasten liukoisten proteiinien elektroforeettisissa spektreissä. Näin olikin asian laita. Viiden-kuuden polypeptidikomponentin konsentraatiossa todettiin selviä muutoksia, joko nousua tai laskua (taulukko 2). Ainakin pari-kolme näistä muuutosten kohteeksi joutuneista proteiineista on neulasten normaaleja talveentumisproteiineja. Proteiiniprofiilin muutokset olivat siis samantapaisia kuin turkistarhamännyissä aikaisemmin todetut (Pietilä ym. 1991), vaikkeivät yhtä voimakkaita. 82 Kuva 1. Turpeen (peltomullan) paksuuden (A), istutettujen mäntyjen vaurioprosentin (B) sekä neulasten liukoisen ja kokonaisarginiinipitoisuuden (C) välinen riippuvuussuhde Tahvolan pellolla Muhoksella. Fig. 1. Correlation between the thickness of humus layer (A), the frequency of growth disturbances (B) and the concentration of soluble and total arginine of the needles (C) of Scots pines growing on an old field at Tahvola, Muhos, N Finland. Kuva 2. Kasvuhäiriön ja puiden 5 vuoden pituuskasvun (A) sekä kasvuhäiriön ja puiden pituuden (B) välinen riip puvuussuhde Haapajärven koealalla. O=kontrollipuu, 1 = terve puu pellolla, 2 = lievä kasvuhäiriö, 3 =paha kasvuhäiriö, y = -0.5—0.6, P = 0.0001. Fig. 2. Correlation between the growth disturbance and 5-year-period height growth (A) and between the growth disturbance and total height of the trees (B) an old field at Haapajärvi, N Finland. o=control tree, 1 = healthy tree on the field, 2=slight growth disturbances, 3=heavy growth disturbance, = -0.5—0.6, P = 0.0001. 83 Taulukko 1. Kasvuhäiriön aikana runsastuvien sekä proteiinisynteesiä rajoittavien aminohappojen %:nen osuus kaikista neulasten vapaista aminohapoista. Table 1. The proportions of rapidly increasing amino acids that inhibit protein synthesis as monitored against the progressive occurence of certain growth disorders. Computed from the total amount of tree amino acids contained by the needles. Taulukko 2. Proteiinikomponentit (kDa:na), joiden konsentraatioissa havaittiin lisääntyviä (+) tai väheneviä (-) muutoksia kontrollipuihin verrattuna. Table 2. List of protein components (MW as kDa) that showed any increasing (+ ) or decreasing (-) concentra tions in the trees with serious growth disturbances compared to control trees. Peltomäntyjen kasvuhäiriöiden ulkonäkö on hyvin samanlainen, mitä aikaisemmin on kuvattu runsastyppisellä alustalla (Veijalainen ym. 1984, Kaunisto & Paavilainen 1988, Kolari 1988, Ferm ym. 1990, Valtanen 1990). Kaikissa tapauksissa on lopputuloksena tuuhea pensasmainen kasvu apikaalidominanssin hävittyä nuorimpien vuosikasvainten kuoltua, vaikka kasvukauden aikainen kasvu onkin yleensä runsasta. Ylimääräisen typen aiheuttamia kasvuongelmia on pohdittu paljon ja muidenkin kasvien kuin männyn kohdalla (Nihlgärd 1985, Andersen 1986), mutta lopullisia vaikutusmekanismeja ei vielä ole saatu selville. Ympäristön runsas typpiylimäärä joka tapauksessa siirtyy kasveihin ja saa aikaan voimakkaita muutoksia solujen aminohappovarastossa. Näiden muutosten ja män nyn kasvuhäiriön etiologiaa on kuvailtu kuvan 3 esittämässä kaaviossa, joka vielä on osittain Terve puu - Control tree % Kasvuhäiriöpuu - Growth disturbance % Runsastuvat aminohapot (increased amino acids) arginiini (arg) 2.0 15.0 glutamiini (gin) 12.0 25.0 glutamiinihappo (glu) 8.0 15.0 alaniini (ala) 7.0 10.0 Proteiinisynteesiä ra- joittavia aminohappoja: (amino acids limiting protein synthesis) tryptofaani (try) 0.5 0.1 kysteiini (cys) 0.9 0.1 met ioni ini (met) 2.0 0.2 + kDa - 18-19 20 22 26 28 29 30 38 60 85 100 Pohdintaa 84 hypoteettinen. Muutokset aminohapposisällössä aiheuttavat muutoksia solujen liukoisten proteiinien konsentraatioissa sekä mustikan lehdissä (Pietilä ym. 1990) että männyn neulasissa (Pietilä ym. 1991). Näiden muutosten yhteys lehtien, silmujen ja nuorimpien vuosikasvainten kylmänkestävyyden alenemiseen on myöskin selvä (Pietilä ym. 1990, 1991), vaikka molekulaa riset vaikutusmallit ovatkin vielä osittain tuntemattomia. Paleltumisvaurioita syntyy nimen omaan talvella ja ne kohdistuvat ainakin männyllä juuri kärkisilmuun tai kärkikasvaimeen, myöhemmin toistuvissa vaurioissa useampaankin kasvaimeen yhtä aikaa. Nämä versojen kuole mat saattavat altistaa mäntyä myös eräille taudeille. Toistuvista vaurioista on lopputuloksena kitulias pensasmainen kasvu ja puiden kuoleminen. Ylimääräisen typen aikaansaamiin aineen vaihduntahäiriöihin liittyy häiriöitä myöskin muissa ravinnesuhteissa (Raitio 1979, Kolari 1988). Kuva 3. Kaavio typpiaineenvaihdunnan ja männyn kasvuhäiriön välisestä yhteydestä. Fig. 3. A schema of the connection between the disorders in nitrogen metabolism and growth disturbance in Scots pine. 85 Kirjallisuus Andersen, B. 1986: Impact of nitrogen deposition, teoksessa Critical loads for nitrogen and sulphur (toim. J. Nils son), Nordisk ministerräd, miljö rapport, pp. 159—197. Ferm, A., Hytönen, J., Lähdesmäki, P., Pietiläinen, P. & Pätilä, A. 1990: Effects of high nitrogen deposition on forests: Case studies close to fur animal farms, teoksessa Acidification in Finland (toim. P. Kauppi, P. Anttila & K. Kenttämies), Springer-Verlag, Heidelberg, pp. 635—668. Hytönen, J. 1991: Pellonmetsityksen onnistuminen Keski-Pohjanmaalla. Tässä julkaisussa. Kaunisto, S. & Paavilainen, E. 1988: Nutrient stores in old drainage areas and growth of stands. Seloste: Tur peen ravinnevarat vanhoilla ojitusalueilla ja puuston kasvu. Comm. Inst. For. Fenn. 145, 39 s. Kolari, K. 1988: Metsäpuiden kasvuhäiriöt. Kasvuhäiriöprojektin loppuraportti. Metsäntutkimuslaitoksen tiedon antoja 310, 35 s. Lähdesmäki, P. 1990: How do general metabolism and proteins respond to environmental stress factors. Aquilo Ser. Bot 29, 39—43. & Pietiläinen, P. 1988: Seasonal variation in the nitrogen metabolism of young Scots pine. Silva Fennica 22, 233—240. & Pietiläinen, P. 1989: Seasonal variation in nitrate reductase activity and concentration of NO„ NO"2 and NH'< in buds and needles of Scots pine. Aquilo Ser. Bot. 26, 7—ll. Nihlgärd, B. 1985: The ammonium hypothesis an additional explanation to the forest dieback in Europe. Ambio 14, 2—B. Pietilä, M., Kuusipuro, P., Pietiläinen, P. & Lähdesmäki, P. 1989: Specificity and seasonal variation of argina se glutamate synthase and nitrate reductase activities in Scots pine needles. Plant Sci. 64, 153—160. , Lähdesmäki, P., Pakonen, T., Laine, K., Saari, E.& Havas, P. 1990: Effect of nitrogenous air pollu tants on changes in protein spectra with the onset of winter in the leaves and shoots of the bilberry (Vaccinium myrtillus L.). Environm. Pollution 66, 103—116. , Lähdesmäki, P., Pietiläinen, P., Ferm, A., Hytönen, J. & Pätilä, A. 1991: High nitrogen deposition causes changes in amino acid concentrations and protein spectra in needles of the Scots pine (Pinus sylvest ris). Environm. Pollution 72, 103—115. Pietiläinen, P. & Lähdesmäki, P. 1986: Free amino acid and protein levels, and Jj-glutamyltransferase activity in Pinus sylvestris apical buds and shoots during the growing season. Scand. J. For. Res. 1, 387 —395. , Lähdesmäki, P., Moilanen, M. & Paavilainen, E. 1991: Free and total arginine concentrations of Scots pine needles as indicators of the nitrogen status of soil and tree. Käsikiij. Raitio, H. 1979: Boorin puutteesta aiheutuva männyn kasvuhäiriö metsitetyllä suopellolla. Abstract: Growth distur bances of Scots pine on an afforested abandoned peatland field: Description and interpretation of symptoms. Folia For. 412, 16 s. Valtanen, J. 1990: 16-vuotiaat pellonmetsitykset Pohjois-Pohjanmaalla. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 361, 62—66. Veijalainen, H., Reinikainen, A. & Kolari, K.K. 1984: Metsäpuiden ravinneperäinen kasvuhäiriö Suomessa. Summary: Nutritional growth disturbances of forest trees in Finland. Folia For. 601, 41 s. 86 METSITETTYJEN PELTOJEN MYKORRITSAT Mycorrhizae of afforested fields Aila Halonen" & Olavi Laiho 2 ' 'Oulun yliopisto, Kasvitieteen laitos, 90570 Oulu 2 Parkanon tutkimusasema, 39700 Parkano Abstract The study deals with the mycorrhizae of Scots pine planted on former arable land (mineral soil or peatland) 9—lB years ago in central Ostrobothnia, western Finland. The roots were mainly dark in colour and poorly branched. Some resin flow was observed, probably caused by nematodes, as well as incisions by bigger soil fauna. Mycorrhizal types were clearly less numerous than in forest soils, with only a few rhizomorphal and Bolete mycorrhizae; Piloder ma was absent altogether. The majority of the short roots was classified as poor or bad/dead mycorrhizae, and good or medium ones were relatively few. A more thorough analysis of the data is under way. Johdanto Mykorritsojen eli sienijuurten tärkeys isäntäkasvin kasvulle ja kehitykselle on tiedetty jo viime vuosisadan loppupuolelta lähtien (Harley & Smith 1983). 1900-luvun alkupuolella nousi voi makkasti esiin myös tietous siitä, miten tärkeää puiden on omata niille luonnollisia symbiontteja siirrettäessä puita alueelta toiselle (Mikola 1970). Havupuut ovat ektomykoritsallisia kasveja. Ektomykorritsan muodostavia sieniryhmiä ovat pääasiassa kantasienet (Basidiomycetes), vähemmässä määrin kotelosienet (Ascomycetes) sekä jotkut vaillinaissienet, kuten Cenococcum graniforme (Harley & Harley 1987), joiden yhteinen lajimäärä ylittää tuhat. Toisin kuin havupuille, heinäkasveille muodostuu VA-mykor ritsa (endomykorritsa). Tässä mykorritsatyypissä sieni tunkeutuu juuren kuorikerroksen solujen sisään, mitä ektomykorritsalla ei tapahdu (Harley & Smith 1983). Mykorritsoilla on suuri merkitys isäntäkasvin kasvuun etenkin vähäravinteisilla kasvupai koilla tai ravinnetasoltaan epätasapainoisessa maassa (Smith 1980) ja ne suojaavat isäntäkasvia kuivuudelta sekä patogeeneiltä (Marx 1973, Bowen 1973). Kasvun nopeutuminen liittyy nimen omaan kasvin parantuneeseen ravinteiden saantiin mykorritsan kautta. Etenkin mykorritsoista lähtevillä sienirihmoilla ja ritsomorfeilla eli rihmastokimpuilla on merkitystä ravinteiden sekä veden otossa, koska ne lisäävät suuresti juuren absorptiopinta-alaa tunkeutumalla juurta ympäröivään maaperään (Harley & Smith 1983, Laiho ym. 1987). Jo taimitarhoilla taimille muodostunut hyvä mykorritsasto on hyvin tärkeä tai jopa välttämätön taimien terveelle kasvulle taimitarhoilla sekä onnistuneelle taimien alkukehitykselle istutuksen jälkeen (Molina & Trappe 1984). Ektomykoritsalliset kasvit menestyvätkin yleensä alueilla tai maaperässä, jossa symbioottinen sieni esiintyy tai sienellä on mahdollisuudet kasvaa (Meyer 1973). Ektomykorritsalliset sienilajit ovat puolestaan riippuvaisia mm. isäntäkasvilta peräisin olevista hiilihydraateista (Harley & Smith 1983), siksi esim. metsikön paljaksihakkuu 87 heikentää mykorritsasienten kasvua, varsinkin jos uudellenmetsitys viivästyy ja taijolla ei ole sopivaa isäntäkasvia ylläpitämään sienipopulaatiota (Perry ym. 1987). Myös kauan peltovilje lyksessä olleesta maasta ovat ektomykorritsalliset sienet hävinneet lähes kokonaan sopivien isäntäkasvien puuttuessa ia jäljelle on saattanut jäädä vähemmän merkittäviä mykorritsasieniä (Mikola 1973). Tämän tarkoituksena oli selvittää männyn mykorritsaston tila metsitetyillä pelloilla. Työ on suoritettu Oulun yliopistossa keväällä 1990. Tutkimuksen suunnittelu ja tekstin viimeistely ovat tekijöiden yhteistyötä, aineiston käsittely ja käsikiijoitus Aila Halosen tekemät. Juurinäyt teiden oton suoritti Kannuksen tutkimusaseman kenttämittausryhmä. Aineisto ja menetelmät Tutkitut juurinäytteet on otettu Keski-Pohjanmaan pellonmetsityksen mäntykoealoilta syksyllä 1989. Koealojen määrä oli 40, näytepuiden ikä 9—lB vuotta ja pituus 0.9—6.1 m. Juurinäyt teet on otettu taimikohtaisesti, joten kutakin näytettä vastaavasta taimesta on yksityiskohtaista tietoa. Samasta taimesta otettiin kaksi näytettä, joista toinen laitettiin pakkaseen ja toinen säi löttiin FAA-liuokseen. Kultakin koealalta valittiin kaksi toisistaan poikkeavaa näytetainta. Näytteitä oli sekä hyväkasvuisesta ojanvarsitaimesta että kituliaasta keskisaran taimesta. Maap erän laadun selvitys ja kemiallisten ominaisuuksien analysointi on suoritettu koealoilta muiden osaprojektien yhteydessä. Tässä artikkelissa ei käsitellä maan kemiallisia ominaisuuksia ja niiden mahdollista vaikutusta juuriston kuntoon. Suoritetut analyysit Mykoritsaluokitus tehtiin FAA-näytteistä sekä osasta pakastenäytteitä Mikolan ja Laihon (1962) luokitusta mukaillen. Pakastenäytteistä määritettiin lisäksi kitiini (-N-asetyyliglukosamiinin polymeeri) Wieckowskan (1968) menetelmällä. Menetelmä perustuu kitiinin hydrolysointiin suolahapolla ja glukosamiinin mittaamiseen kolorimetrisesti. Kitiini kuvaa juuren sienibiomas san määrää. FAA näytteistä tehtiin valomikroskooppileikkeitä valamalla juurenpätkät muoviin (Historesin, ohjeen mukaan) ja värjäämällä leikkeet Pianese-väijäyksellä (Wilcox & Marsh 1964). Tulokset Juurinäytteet olivat paljaalla silmällä katsottuna heikosti haaroittuneita ja tummia. Preparointi mikroskoopilla tarkasteltaessa kiinnitti erikoisesti huomiota juurten pinnassa olleet vaaleat tai mustat kyhmymäiset muodostumat, jotka irtosivat helposti juurta raaputettaessa. Juurissa oli myöskin selviä syömisjälkiä. Männyn mykorritsat ovat hyvin vaihtelevia. Niiden luokittelu sienilajin mukaan on tällä erää vielä pääosin mahdotonta riittävien tuntomerkkien puuttuessa. Täydennykseksi tarvittaisiin lisäksi fysiologisten ominaisuuksien mittaamista (Laiho ym. 1987). Jotkut mykorritsatyypit voi daan kuitenkin luokitella sienilajin mukaan puhdasviljelmäymppäyskokeiden perusteella sekä värinsä tai muotonsa perusteella (esim. Trappe 1967, Grand 1968). Männylle on ominaista di kotominen juurten haaroittuminen (Molina & Trappe 1984), mikä helpottaa juurten erottelua muista juurista. Mykorritsojen luokitusta niiden rakenteen ja morfologisten piirteiden mukaan ovat tehneet mm. Melin (1927) sekä Mikola ja Laiho (1962), joiden luokitusperusteita tässäkin työssä käytetään. 88 Mykorritsaluokitus tehtiin preparointimikroskoopilla. Mykorritsat jaettiin viiteen eri luokkaan: haarautumaton, lyhythaarainen dikotominen, pitkähaarainen dikotominen, C-mykor ritsat (tattien, nuljaskoiden ja jänönmukuloiden muodostamat) sekä ritsomorfiset. Neljä ensiksi mainittua jaettiin vielä laatunsa mukaan hyviin, keskinkertaisiin, heikkoihin ja huonoihin/kuol leisiin. Lisäksi erikseen luokiteltiin tiettyjen sienilajien muodostamat mykorritsat, kuten Cenococcum graniforme ja Piloderma croceum. Vailla mykorritsarakennetta olevat ja katken neet juurenkäijet luokiteltiin myös omiksi ryhmikseen. Taulukossa 1 esitetään pakastenäytteistä tehdyt mykorritsaluokitukset sekä kitiinin määrä. Taulukkoon on yhdistetty kaikki laatunsa mukaan luokitellut mykorritsat kahdeksi ryhmäksi hy viin ja keskinkertaisiin sekä heikkoihin ja huonoihin/kuolleisiin. Haarautumisindeksi (HI) eli kaikkien juurtenkärkien lukumäärä juuren pituusyksikköä kohden vaihteli siten, että kivennäis maan näytteissä keskiarvoksi saatiin 7.9 kpl/cm hyville taimille ja 7.1 kpl/cm huonoille taimil le. Vastaavasti turvemaan näytteille keskiarvoksi saatiin 6.0 kpl/cm hyville taimille ja 5.7 kpl/cm huonoille taimille. Kitiinin määrän (/tg/mg kuivaa juurta) keskiarvoksi kivennäismaan näytteissä saatiin 0.530 /tg/mg hyville taimille ja 0.394 /tg/mg huonoille taimille. Vastaavasti turvemaan näyttei den keskiravo oli 0.594 /tg/mg hyville taimille ja 0.483 /tg/mg huonoille taimille. Preparaateista laskettiin eri mykorritsatyyppien vaipan paksuudet sekä Hartigin verkon syvyys. Haarautumattomien mykorritsojen vaipan paksuus oli hyvillä keskimäärin 13 /tm, keskinkertaisilla 11 /tm ja heikoilla 7 /tm. Pitkähaaraisilla dikotomisilla puolestaan vaipan paksuus oli hyvillä keskimäärin 21 /tm, keskinkertaisilla 12 /tg ja heikoilla 8 /im sekä lyhythaaraisilla dikotomisilla vaipan paksuus oli hyvillä keskimäärin 16 /tm, keskinkertaisilla 11 /tm ja heikoilla 7 /tm. Huonoihin/kuolleisiin luokiteltujen mykorritsojen kuorikerros oli painunut kasaan kaikissa tyypeissä, joten preparaateista ei pystynyt määrittämään sienen osuut ta. Hartigin verkko oli kaikissa näytteissä muodostunut hyvin ja ulottui lähes aina koko kuori kerrokseen. Solunsisäistä sienen tunkeutumista ei ollut havaittavissa. Aineiston käsittelyjä tilastollinen analysointi on vielä kesken, joten tässä esitetyt tulokset ovat vasta alustavia. Täydentäviä tuloksia saadaan mm. mykorritsarakenteen muuttumisesta viljelmien vanhetessa ja mykorritsaeroista hyvien ja huonojen taimien kesken. Tulosten tarkastelu Metsämaassa mykorritsat keskittyvät lähinnä humuskerroksen pintaosaan, missä nuorten hyvä kuntoisten mykorritsojen osuus on suuri (Mikola & Laiho 1962). Humuskerroksen pintaosassa mykorritsat saavat helpoimmin sadeveden mukana karikkeesta huuhtoutuvat ravinteet tyydyttä en samalla myös vedentarpeensa (Harley & Smith 1983). Nyt tutkitut näytteet edustivat tiettyä tainta ja lähinnä pintajuuria, eikä näytteistä voinut päätellä mykorritsojen jakaantumista maa profiilissa. Toisaalta peltomaassa ei välttämättä mykorritsatiheys pääse kehittymään suureksi maan pintakerroksessa, koska pintakasvillisuus kilpailee voimakkaasti tilasta, vedestä ja ravin teista mykorritsojen kanssa heikentäen näin juurten kehittymismahdollisuuksia. Tällaisessa tilanteessa taimet saattavat olla herkkiä kuolemaan. Paavilaisen (1970) tutkimuksissa käsittele mättömään peltopintaan istutetuista taimista jäi henkiin alle puolet, kun taas ojan palteeseen istutetuista taimista säilyi hengissä vähintään 80 %. Peltomaassa saattavat myös anaerobiset olosuhteet heikentää mykorritsojen muodostu mista. Märässä maassa hapen puute rajoittaa sekä sienisymbiontin että juurten kasvua (Slankis 1979). Suopelloilla juurten hapenpuute on lähes sääntönä (Paavilainen 1970). Suotyypin paran tuessa eli anaerobisuuden vähetessä mykorritsatiheys suurenee (Heikurainen 1959). Hyvä mykorritsanmuodostus olisi taattava taimille jo taimitarhalla, koska peltomaasta ektomykorritsaa muodostavat sienet ovat hävinneet lähes kokonaan (Mikola 1973). Männyllä 89 esiintyy yleisesti taimitarhoilla ohuen vaipan omaava tai lähes vaipaton ektendotyyppinen my korritsa, jossa sienen solunsisäistä penetraatiota esiintyy runsaasti (Laiho 1966). Tämä mykor ritsatyyppi häviää kuitenkin melko pian istutuksen jälkeen, mikäli varsinaisia mykorritsan muo dostajasieniä on läsnä. Ektendomykorritsa jatkaa kuitenkin kehittymistään, jos läsnä ei ole ektomykorritsallista sienirihmastoa tai maa on viljavaa (Mikola 1966). Näissä pellonmetsitys alueilta otetuissa näytteissä ei ollut ektendotyypin mykorritsaa, mikä viittaa varsinaisen mykor ritsanmuodostajan läsnäoloon. Ektomykorritsan muodostamat sienet voivatkin levitä melko hel posti metsiköstä pellolle, koska ne tuottavat joskus runsaastikin itiöemiä ja itiöt pääsevät vapaasti tuulen mukana leviämään laajallekin alueelle (Molina & Trappe 1984). Taulukko 1. Maalaji (1 = turvemaa, 2 = kivennäismaa), mykorritsojen määrä (hyvät+keskinkertaiset, heikot + huonot/kuolleet, Cenococcum graniforme, muut, katkenneet, mykorritsattomat, ritsomorfiset), haarautu misindeksi (HI kpl/cm) sekä kitiinin määrä (jig/mg kuivaa juurta) näytekohtaisesti. Näytteessä H = hyvä taimi, merkitsemätön = huono taimi. Table 1. Soiltype ( 1 = peatsoil, 2 = mineral soil), number of mycorrhiza (good+medium, poor+bad/dead, Cenococcum graniforme, others, broken root tips, non-mycorrhiza, rhitsomorphs) ramification index (RI No/cm) and amount of chitin (µg/cm of dry root) in samples. In sample H = good seedling, without letter = poor seedling. Näyte- Maalaji - Mykorritsat, kpl/cm - Mycorrhiza, No/cm HI, Kitiini, koodi - SoiItype kpl/cm (ig/mg Sample hy+ke he+hk C.g. muut katk. m- ton ri tsom Rl, Chit in. code go+me po+bd others brok. non-m. rhi tzom. No/cm (ig/mg 29/6 H 2 0.71 6.94 0.10 0.03 2.86 10.5 0.354 29/9 2 0.03 1.91 2.20 0.11 4.3 0.578 27/1 H 2 0.05 4.86 1.73 6.6 0.293 27/7 2 0.15 6.24 0.01 0.01 0.99 0.11 7.4 0.415 9/17 H 2 0.17 5.21 0.36 1.64 0.11 7.5 0.801 9/4 1 0.04 3.48 1.45 0.48 2.31 0.04 7.8 0.335 67/8 H 2 12.44 6.68 0.73 0.20 15.0 0.468 67/4 2 17.74 1.04 18.9 0.746 41/4 H 1 3.69 1.85 5.5 41/3 1 0.81 0.25 0.66 0.99 2.76 9.2 0.574 70/16 H 3.63 9.25 0.56 2.69 0.20 16.3 0.956 70/6 1 0.01 1.97 1.11 0.11 3.2 0.379 18/10 H 1 0.43 5.81 0.08 0.91 0.17 7.4 0.640 18/3 1 0.22 1.53 0.02 0.04 2.12 0.01 4.0 0.507 90/16 H 1 0.13 5.33 0.06 1.57 7.1 0.805 90/3 1 0.08 5.50 2.37 0.02 8.0 0.634 17/20 H 1 0.89 6.75 0.07 3.09 0.04 10.8 17/11 0.27 2.27 2.73 5.3 76/1/25 H 1 0.59 1.31 1.76 0.08 3.7 76/1/4 1 0.75 2.11 0.09 1.93 0.19 0.03 5.1 0.480 51/25 H 1 2.96 0.91 3.9 0.513 51/13 1 0.30 3.45 1.95 5.7 0.486 86/2 H 2 0.35 5.74 2.09 8.2 0.233 86/20 1 0.06 1.35 2.68 4.3 0.473 65/1/8 H 2 0.66 1.48 0.96 0.05 3.2 0.469 65/1/12 2 2.40 8.71 2.12 0.02 13.3 0.433 10/1/10 H 2 0.10 1.45 0.40 1.23 3.2 0.405 10/1/20 2 0.11 1.61 0.01 1.50 0.01 3.2 0.312 6/10 H 2 0.26 0.44 0.56 1.29 2.6 0.350 6/2 2 0.43 0.68 0.76 1.16 0.01 3.1 0.315 44/18 H 2 0.02 4.95 0.03 1.09 6.1 0.765 44/11 2 0.03 0.85 0.02 1.30 0.03 2.2 0.359 77/4 H 2 1.17 4.33 2.90 0.03 0.09 8.5 0.499 77/15 2 0.04 2.41 1.52 0.22 4.2 0.348 82/3 H 1 0.05 2.77 0.73 3.6 0.433 82/5 1 0.06 3.55 2.82 6.4 0.476 90 Vaikka sienet voivatkin levitä alueelta toiselle itiöidensä avulla, tämä työ osoittaa kuitenkin mykorritsatyyppien olevan tutkitussa aineistossa vähäisempi verrattuna metsämaahan. Tattien muodostamia mykorritsoja ja ritsomorfisia mykorritsoja esiintyi vain muutamissa näyt teissä pieniä määriä. Piloderma croceum -sienen muodostamaa mykorritsaa ei esiintynyt yhdes säkään näytteessä. Edellämainittuja mykorritsatyyppejä esiintyy erilaisissa metsämaissa lähes poikkeuksetta ja runsaastikin (Laiho ym. 1987, Lehto 1984). Ritsomorfisia mykorritsoja löytyy suhtellisen runsaasti myös taimitarhoilla kasvaneista männyntaimista (Lehto 1989). Mykorritsat olivat myös huonokuntoisia tässä tutkimusaineistossa, koska suurin osa tutkitusta lyhytjuurimää rästä kuului heikkoihin tai huonoihin/kuolleisiin mykorritsoihin. Taulukossa 1 ilmoitettuja mykorritsojen kappalemääriä juuren pituusyksikköä kohden ei voida lukuina suoraan verrata muihin tutkimuksiin. Ne osoittavat kuitenkin eri mykorritsatyyp pien runsaussuhteet tutkitussa aineistossa. Maan mekaaninen vastus voi vaikuttaa juurenkärkien tiheyteen huomattavasti enemmän kuin mykorritsainfektio, ellei verrata toisiinsa mykorritsal listaja täysin mykorritsatonta juurta. Täten juurtenkärkien määrä juuren pituusyksikköä kohden ei ole välttämättä hyvä tunnus mykorritsaisuudelle (Lehto 1989). Tutkituissa näytteissä olleet vaaleat ja mustat kyhmyt juurten pinnalla olivat ilmeisesti pihkavuotoa, mikä viittaa nematodien aiheuttamiin vaurioihin. Samanlaisia pihkapisaroita ja juurten syömisjälkiä on löydetty ilmansaasteiden vaivaamien mäntyjen juurista Oulussa (Ohto nen ym. 1991). Syömisjäljet ovat suurempien maaperäeläinten aiheuttamia. Nematodien on havaittu aiheuttavan muutoksia havupuiden mykorritsojen morfologiassa sekä vähentävän puu osakkaan verson ja juuren kasvua ja hiilihydraattivarastoja (Riffle ym. 1971, Marks ym. 1987). Jotkut mykorritsatyypit ovat herkempiä nematodien hyökkäykselle kuin toiset (Zak 1973). Yhteenveto Havupuut ovat ektomykorritsallisia kasveja ja menestyäkseen sekä säilyäkseen hengissä ne tarvitsevat sieniosakkaan juuristoonsa. Etenkin epäedullisissa olosuhteissa (mm. kuivuus, ravinne-epätasapaino) sieniosapuolen merkitys kasvaa. Jo taimitarhalla taimiin muodostunut hyvä mykorritsasto edistää taimien alkukehitystä ja hengissä säilymistä istutuksen jälkeen. Tässä tutkimuksessa sekä turve- että kivennäismaan pelloilla kasvaneiden mäntyjen juuret olivat tummia ja heikosti haaroittuneita. Erilaisten mykorritsatyyppien määrä oli vähäisempi verrattuna metsämaasta tutkittuihin aineistoihin. Ritsomorfisia tai mm. tattien muodostamia mykorritsoja löytyi vain muutamista näytteistä vähäisiä määriä. Laatunsa mukaan luokitelluista mykorritsoista suurin osa kuului heikkoihin sekä huonoihin/kuolleisiin. Hyviä ja keskinkertaisia mykorritsoja oli verrattain vähän. Juurissa havaittiin myös pihkavuotoa, mikä viittaa nematodi en aiheuttamiin vaurioihin. Tutkimus antaa aihetta lisäselvitysten tekemiseen nimenomaan maaperäeliöiden sekä pellon pintakasvillisuuden vaikutuksesta juuriston ja mykorritsojen kuntoon. Kirjallisuus Harley, E. L. & Harley, J. L. 1987: A check-list of mycorrhiza in the british flora. New Phytologist 105, 102 p. & Smith, S. E. 1983: Mycorrhizal symbiosis, s. 483. Academic Press. London-New York. Huikari, O. 1954: Experiments on the effect of anaerobic media upon birch, pine and spruce seedlings. Comm. Inst. For. Fenn. 42(5), 13 s. 1960: On the effect of anaerobic media upon the roots of birch, pine and spruce seedlings. Comm. Inst. For. Fenn. 50(9), 16 s. Laiho, O. 1966: Further studies on the ectendotrophic mycorrhiza. Acta For. Fenn. 79(3), 35 s. , Saijala, T., Hyvärinen, R. & Rautiainen, L. 1987: Lannoituksen vaikutus männikön mykoritsoihin Summary: Effect of fertilization on mycorrhizae in pine stands. Folia For. 699, 22 s. 91 Lehto, T. 1984: Kalkituksen vaikutus männyn mykoritsoihin. Summary: The effect of liming on the mycorrhizae of Scots pine. Folia For. 609, 20 s. 1989: Männyntaimien mykorritsat keskustaimitarhoilla. Summary: Mycorrhizal status of Scots pine nursery stock in Finland. Folia For. 726, 15 s. Marx, D. H. 1975: Mycorrhizae and establishment of trees on tripmined land. Ohio Journal of Science 75(6), 288—297. Marks, G. C., Winoto-Suatmadji, R. & Smith, I. W. 1987: Effects of nematode control on shoot, root and my corrhizal development of Pinus radiata seedlings growing in a nursery soil infested with Pratylenchus penetrans. Australian Forest Research 17, I—lo. Melin, E. 1927: studier över barrträdsplantans utvecling i rhumus. 11. Mykorrhizans utbildning hos tallplantan i olika humusformer. Studien ber die Entwicklund der Nadelbaumpflanze in Rohhumus. 11. Die Ausbildung der Mykorrhiza bei der Kiefernpflanze in verschiedenen Rohhumusformen. Meddelander frn Statens Skogsförsanstalt 23, 433—494. Meyer, F. H. 1973: Distribution of ectomycorrhizae in native and manmade forests Teoksessa: Marks, G. C., Kozlowski T. T. (toim.). Ectomycorrhizae - their ecology and physiology, s. 79—105. Academic press. New York ja London. Mikola, P. 1966: Studies on the ectendotrophic mycorrhiza of pine. Acta For. Fenn. 79(2), 56 s. 1970: Mycorrhizal inoculation in afforestation. International Review of Forest Research 3, 123—196. 1973: Application of mycorrhizal symbiosis in forestry practice. Teoksessa: Marks, G. C., Kozlowski T. T. (toim.). Ectomycorrhizae their ecology and physiology, s. 383—411. Academic press. New York ja London. & Laiho, O. 1962: Mycorrhizal relations the raw humus layer of northern spruce forest. Comm. Inst. For. Fenn. 55(18), 13 s. Molina, R. & Trappe, J. M. 1984: Mycorrhiza management in bareroot nurseries. Teoksessa: Duryea, M. L. ja Thomas, D. Landies (toim.). Forest nursery manual: production of bareroot seedlings, s. 211—223. Martinus Nijhoff/Dr W. Junk Publishers, The Hague/Boston/Lancaster, for forest Research laboratory, Oregon state university, Corvallis. 386 p. Ohtonen, R., Ohtonen, A., Luotonen, H. & Markkola, A. M. 1991: Enchytraeid and nematode numbers in urban, polluted Scots pine (Pinus sylvestris L.) strands in relation to other soil biological parameters. Biology and Fertilizers of Soil, (painossa). Paavilainen, E. 1970: Koetuloksia suopeltojen metsittämisestä. Summary: Experimental results of the afforestation of swampy fields. Folia For. 77, 24 s. Perry, D. A., Molina, R. & Amaranthus, M. P. 1987: Mycorrhizae, mycorrhizosphere and reforestation; current knowledge and research needs. Can. J. For. Res. 17, 929 —940. Riffle, J. W. 1971: Effects of nematodes on root-inhabiting fungi. Teoksessa: Hacskaylo, E. (toim.). Mycorr hizae, 5.97-113 US-DA, Forest Service, Miscellaceous Publication 1189. Slankis, V. 1979: Soil factors influencing formation of mycorrhizae. Phytopathology 12, 437—457. Smith, S. E. 1980: Mycorrhizas of autotrophic higher plants. Biological Review 55, 475—510. Wilcox, H. E. 1988: Morphology and development of ecto- and endomycorrhizae. Teoksessa: Schenck N. C. (toim.). Methods and principles of mycorrhizal research, s. 103-113. The American Phytopathological Society. St. Paul. Minnesota. & Marsh, L. C. 1964: Staining plant tissues with chlorazol black and pianese 111-B. Stain Technology 39, 81—85. 92 MYYRÄTUHOT PELTOJEN METSITYKSESSÄ Damage by microtine rodents in farmland afforestations in Finland: Risk and control. Heikki Henttonen Metsäntutkimuslaitos, Metsäeläintieteen tutkimussuunta, 00170 Helsinki Abstract Damage caused by microtine rodents is obviously the greatest risk factor in the early phases of field afforestation in Finland. This paper reviews firstly the pattern of fluctuations in microtine rodents in Finland and the types of damage they cause. Various ways of either controlling microtines or preventing them from causing damage are then presented. The use of poisons against voles is prohibited in Finland. Therefore, the methods used included herbici de treatment of the vegetation, soil ploughing, repellents, seedlings shelters, pruning of partly damaged plants, choice of tree species, proper fertilization at the nursery stage, and resistance breeding against mammalian herbivores. Johdanto Myyrätuhot ovat todennäköisesti suurin yksittäinen uhkatekijä peltojen metsityksen alkuvaihees sa, vaikka myyrätuhoriskissä on alueellista ja ajallista vaihtelua. Tietyt alueet kokevat säännöl lisesti pahoja myyrätuhoja, toiset alueet pääsevät hieman helpommalla. Metsien uudistamisessa myyrätuhoherkkyys liittyy melko paljon seudun yleiseen rehevyyteen, mutta peltojen metsityk sessä myyrätuhovaara on olemassa kaikkialla. Tuhovaaran ajallinen vaihtelu johtuu myyrien vuosittaisista runsaudenvaihteluista. Etelä-Suomessa viimeiset myyrävuodet ovat toistuneet kolmen vuoden välein (Henttonen & Kaikusalo 1989 a, 1991a,b), pohjoisessa rytmiikka on vuotta paria pitempi (Henttonen 1989, Henttonen ym. 1985, Hanski ym. 1991). Kolmen vuoden myyräjakson voi jakaa nousu-, huip pu- ja romahdusvuoteen. Pahimmat tuhot tapahtuvat yleensä huippukesän jälkeisenä talvena. Pahoina vuosina tuhoja on tosin tullut runsaasti jo nousu- ja huippukesän välisenäkin talvena, ja suurissa myyrätiheyksissä tuhot voivat olla melkoisia kesälläkin. Pahoilla tuhoalueilla on käytännössä ollut kaksi perättäistä tuhovuotta peräkkäin ja sitten yksi helpompi vuosi. Tällainen tuhoaste johtaa siihen, ettei entisiä tuhoja keritä korjaamaan ennen kuin uudet tuhot jo alkavat. Alueellinen vaihtelu johtuu myös paljon siitä, että myyräkannat ovat huipussaan eri aikoina eri puolilla maata. Teivainen (1981) seurasi myyräkantojen vaihtelua tapahtuneiden tu hojen perusteella. Näin saatiin suuntaa jo tapahtuneista vaihteluista, mutta jälkikäteen tapahtu vana epäsuorana menetelmänä siinä on omat puutteensa tuhoennusteiden suhteen, esim. myy rien kannanvaihtelut eivät toistu identtisinä syklistä toiseen. Nykyinen seuranta, valtakunnalli nen myyräkantojen inventointi tapahtuu Metsäntutkimuslaitoksen vetämänä ja yhteistyössä mui den myyrätutkimusta tekevien laitosten kanssa (Henttonen & Kaikusalo 1991 a). Annettavat en nusteet pohjautuvat todellisiin sen hetkisiin myyrätiheyksiin eri puolilla maata, eli koko siihen aineistoon, mikä maastamme on saatavilla. Myyrien kannanvaihteluiden syistä ei ole täyttä yksimielisyyttä, mutta niin pedoilla, taudeilla kuin ravinnolla on oma merkityksensä. Itse asiassa lisääntyminen ei ole myyrille mi 93 kään ongelma, kun niillä on riittävästi ravintoa ja pedot ovat tilapäisesti vähentyneet myyrien lamakauden aikana, pääsevät myyräkannat nopeasti nousuun. Keskeinen ongelma on, mikä myyräkannan romahduttaa. Uusimpien tutkimusten perusteella petojen merkitys on korostunut. Toisaalta suurissa tiheyksissä myyrillä varmastikin on vaikeuksia riittävän ravinnon saannissa. Vaikka ravintopula ei sinänsä surmaisi myyriä, tutkimustuloksia on siitä kuinka kunnoltaan heikentyneisiin myyriin alati vaanivat taudit iskevät helposti (Hansson & Henttonen 1988). Myyrätuhoja on tietenkin esiintynyt ennenkin (Kangas 1935, Myllymäki 1975, Teivainen 1981), mutta nykyisin yleinen mielipide metsäammattilaisten piirissä kentällä on, että tuhot ovat pahentuneet. Jos näin on, niin syitä voi olla ainakin kaksi: peltojen viljelystä poistuminen lisää myyrille sopivia lisääntymisympäristöjä, ja lisääntynyt typpilaskeutuma rehevöittää ja heinittää entisiä karumpia metsämaita luoden myyrille parempia elinpaikkoja. Tuholaiset ja tuhot Valtaosa tuhoista on peltomyyrän aiheuttamia. Tällöin on kyse taimien kuoren kaluamisesta maanpinnan ja lumirajan väliltä tai nuorten taimien silppuamisesta pieniksi. Peltomyyrä on erityinen ongelma pakettipelloilla ja heinittyneillä rehevillä metsämailla. Korostettakoon, että metsissäkin tapahtuvat taimien runkovioitukset ovat yleensä peltomyyrän aiheuttamia. Usein peltomyyrät kaluavat taimen yltympäri ja taimi kuolee. Mutta aivan yhtä paljon esimerkiksi koivun taimilla esiintyy sellaisia lievempiä vikuutuksia, joihin taimi ei välittömästi kuole. Syöntikohta kylestyy vuodessa parissa. Tällainen taimi näyttää kasvavan vielä hyvin, mutta useimmiten sieni-infektio on iskenyt vioituskohtaan (Henttonen & Niemimaa 1990). Lisäksi verso kuivaa vioituskohdasta syvälle ytimeen, ja latvan massan kasvaessa tällainen taimi kat keaa herkästi tuulessa, varsinkin jos seuraavan myyrähuipun aikana myyrät jyrsivät samaa tai mea vastakkaiselta puolelta. Koivu on peltomyyriltä turvassa, kun tyven läpimitta on 4 cm, jolloin tuohikaama suojaa sen. Kun myyrähuiput toistuvat 3—4 vuoden välein, voi jokainen koivuntaimikko periaatteessa joutua myyrätuhon kohteeksi. Lievempien syönnösten seurausvaikutusten tutkimiseksi olemme etsineet sellaisia koivik koja, joissa jonkinasteista myyrätuhoa on esiintynyt 1970-luvulla. Tarkoituksemme on ensihar vennuksien yhteydessä tutkia, miten pienemmästä syönnistä selvinneillä koivuilla värivika tai laho leviää ajan kuluessa, vai kykeneekö koivu torjumaan alkaneen infektion. Alustavasti näyt tää siltä, että tyvikorot (ja niihin liittyvät viat) säilyvät syödyissä, mutta hengissä säilyneissä koivuntaimissa. Pohjois-Suomessa lapinmyyrä korvaa peltomyyrän pakettipeltojen ja turvemaiden tuho laisena. Tämä laji jyrsii kuoren myös juuren niskasta ja jopa juurista, ja tuho saattaa kohdistua täysikasvuisiin mäntyihinkin (Korhonen 1987, Korhonen ym. 1983, Siitonen & Nikula 1990). Metsämyyrien aiheuttamat tuhot kohdistuvat enimmäkseen havupuiden taimien kärkisil muihin. Vuosikasvaimen kuorikin saattaa mennä samalla kertaa. Usein metsämyyräkannat run sastuvat hieman ennen peltomyyriä, jolloin latvatuhoja voi esiintyä runsaasti jo peltomyyrä tuhoja edeltävänä talvena. Metsämyyrän aiheuttamat taimien latvatuhot voivat kohdistua jopa neljän metrin mittaisiin kuusen tai männyn taimiin. Myyrien aiheuttamia latvatuhoja ei asiaa tuntematon helposti huomaa, vaikka ne ovat selvästi erottuvia. Metsämyyrien aiheuttamia latvatuhoja on todennäköisesti sekoitettu myös hirvituhoihin, varsinkin jos tuho on havaittu vasta pari vuotta tapahtuman jälkeen. Metsämyyrän aiheuttamat runsaat latvatuhot ovat viime vuosina tulleet monille metsäam mattilaisillekin yllätyksenä. On hieman vaikea sanoa, ovatko nämä tuhot tosiaan runsastuneet niin voimakaasti kuin oletetaan, vai onko kyse tuhojen paremmasta tunnistamisesta. Mikä ikä vintä, latvatuhoja esiintyy myös karummilla mailla luontaisen uudistamisen tuloksena syntyneis sä männyntaimikoissa. Männyn taimen kärkisilmujen tuho tai ylimmän vuosikasvaimen katkaisu aiheuttaa laatu 94 vian tulevan tyvitukin sisälle, vaikkei se pinnalle myöhemmin näkyisikään. Uusi pääranka muodostuu ylimmästä terveestä sivuoksasta, harvemmin tuhokohdan alle leposilmuista synty vistä kääpiöoksista. Löyttyniemen (1983) männyllä tekemien tutkimusten mukaan keskimäärin ainakin puolessa keinotekoisissa vuosikasvaimen katkaisuissa syntyy runkoon mutka, joka nä kyy viiden vuoden kuluttua. Kymmenen vuoden päästä nämä mutkat eivät enää ole silmin nähtävissä, mutta sahauksessa kylläkin (Heikkilä & Löyttyniemi 1991). Metsämyyrät syövät kuitenkin usein myös ylimpien sivuoksien kärkisilmut. Tällöin jonkinasteinen runkovika on todennäköinen. Myyränsyönnin jäljiltä jäävä vanha pääranka säilyy pitkään ja heikentää tyviosan laatua. Jos paha latvatuho kohdistuu pieneen havupuun taimeen, tyviosasta ei mene kovin paljoa kuitupuuksi. Mutta 2—4 metrisessä mänty- tai kuusitaimikossa tapahtuvat pahat latvatuhot ovat jo toista luokkaa. Vesimyyrä esiintyy tuholaisena eloperäisillä multamailla, usein vesien lähellä (Teivainen ym. 1979). Tämän lajin tuhot kohdistuvat taimien juuriin. Varsinkin Etelä-Suomessa vesimyy rän runsaudet vaihtelevat usein jossain määrin omaan tahtiinsa ja laikuttain, ja paikallisia tuhoja voi esiintyä silloinkin kun muut myyrät ovat vähissä. Puunkuori myyrien ravintona Vaikka myyrät aiheuttavat suurta tuhoa taimistoissa, on puunkuori silti toissijaista ravintoa myyrille. Esimerkiksi pelkällä koivuntaimen kuorella ei peltomyyrä pysy hengissä päivääkään. Myyrän kyky syödä ja sulattaa kuoren kemiallisia haitta-aineita riippuu sen pääravinnon (heinät ja ruohot) määrästä ja laadusta. Kuoressa olevien haitta-aineiden käsittely myyrän elimistössä vaatii ravinnolta riittävää proteiini-ja kivennäispitoisuutta. Kun myyrillä on ongelmia ravinnon saannin kanssa, myyrien syömän ravinnon määrä moninkertaistuu eläinten yrittäessä tasapai noilla tarpeellisten ravintoaineiden ja haitta-aineiden sulattamisen kanssa. Tällöin myös kuorta syödään runsaasti (Haiju ym., julkaisematon). Mitä vähemmän pääravintoa eli heiniä ja ruohoja myyrille on tarjolla, sitä aiemmin myyrillä on vaikeata eikä niiden elimistö pysty enää käsitte lemään kuoren haitta-aineita. Tämä liittyy olennaisesti myöhemmin käsiteltävään heinäntorjun nan merkitykseen sekä resistenssijalostukseen, jossa taimien haitta-aineiden määriä pyritään lisäämään. Myyrätutkimus peltojen metsitysmenetelmät- hankkeessa Peltojen metsitysmenetelmät- hankkeessa on koealueita paljon eri puolilla Suomea (Ferm & Hytönen, tässä julkaisussa). Resurssit eivät riitä siihen, että joka alueelta tutkittaisiin myyräti lanne erikseen. Siksi olemme heinä-elokuussa 1990 ja 1991 suorittaneet myyräkannan seuran nan noin 30 kokonaisuutta mahdollisimman hyvin edustavalla koealueella. Valtakunnallisen myyräinventoinnin tiedoista on myös ollut hyötyä tässä suhteessa. Voimme antaa vuosittain projektin jokaiselle koealueelle myyräindeksin, joka on saatu joko siltä itseltään tai joka perus tuu tutkittujen lähialueiden keskiarvoon. Tarkoituksena on, että projektin eri koealueilta ja eri käsittelyistä tulevaa tietoa voidaan suhteuttaa alueen kulloiseenkin myyrätilanteeseen. Projekti sattui myyräkantojen vaihtelun kan nalta otolliseen ajankohtaan. Myyräkannat olivat suurimmassa osassa maata alhaalla tai nousun alussa 1990, jolloin projektin koealueista perustettiin noin puolet. Myyräkannat nousivat voi makkaasti 1991, jolloin loput koealueista perustettiin. Melkoinen osa 1990 perustetuista koealu eista sai olla myyriltä rauhassa ensimmäisen vuoden. Tämä mahdollistaa eri käsittelyjen, esim. heinäntorjunta- ja muokkausmenetelmien vertailun ilman myyräongelmaa. Toisaalta myyräkan tojen huipun (syksyllä-talvella 1991) vuoksi saataneen seuraavan vuoden inventoinneissa hyvä kuva myyrätuhojen merkityksestä suhteessa muihin peltojen metsityksen ongelmiin. 95 Muu myyrätutkimus peltojen metsityksessä Peltojenmetsitysprojektin laajuuden vuoksi siihen ei ole sisällytetty yksistään myyriin liittyviä käsittelyjä. Erityisiä myyrätorjuntatutkimuksia teemme erikseen sopivilla runsasmyyräisillä seu duilla, esimerkiksi 1990 ja 1991 aloitimme useita kokeita Itä-Hämeessä. Käyn seuraavassa läpi myyrätoijuntatoimenpiteitä viljelyketjujärjestyksessä. Korostan, että lähestymistapani on melko puhtaasti myyräkeskeinen, joskin myyrätoijunta käy yleensä yksiin muiden tarpeellisten toimen piteiden kanssa. Osa tutkimuksista on kesken, joten niiltä osin tekstissäni on valistuneita mieli piteitäni ilman tarkempia lähdeviittauksia. Torjunta Myyrätuhoja vastaan ei ole kaiken kattavaa yhtä keinoa, vaan yhdistelemällä erilaisia toimenpi teitä viljelyketjun alkuvaiheissa voidaan tuhoja vähentää. Erityisesti sellaisilla seuduilla, missä myyrätuhot ovat jatkuva ongelma, kannattaa yhdistellä esiteltyjä toimenpiteitä. Kemiallinen heinäntorjunta Peltojen metsityksessä kemiallisen heinäntorjunnan tulisi olla itsestäänselvyys, mikäli päämäärä nä on taloudellinen toiminta. Mikäli metsityksessä on kyse harrastuksesta, jolla ei olekaan taloudellisia päämääriä, niin silloin kemiallinen heinäntorjunta on maanomistajan oma ratkaisu mutta jos sitä ei tehdä, pidän kyseenalaisena kannattaako sellaiseen toimintaan sitten muuten uhrata yhteiskunnan varoja MP-rahoituksena. Etukäteen tai istutuksen jälkeen tehtävä kemiallinen heinäntorjunta ei kokonaan estä myyrätuhoja, mutta sen vaikutus metsitettävän pellon kasvillisuuteen ja sitä kautta myyrien runsauteen on suuri (Teivainen ym. 1986). Ensinnäkään alueella ei alkukesällä ole suojaa myy rille ja toisekseen myrkytys kohdistuu peltomyyrän suosimiin ravintokasvilajeihin. Näin myyrä tiheydet ylipäätään jäävät pienemmiksi. Runsaina myyrävuosina usein esiintyvä taimien kesäai kainen syönti vähenee, eikä talvella lumen alle pääse muodostumaan voimakasta myyräkantaa. Mikäli ennakkotorjunta tehdään vain glyfosaatilla (Roundup, Rodeo), maassa oleva siemenpankki puhkeaa seuraavana kesänä, ja istutusalue rehottaa pillikkeitä. Yhdistämällä glyfosaatti-ja terbutylatsiinipohjaisia (mm. Gardoprim) aineita, voidaan vaikuttaa myös siemen pankkiin ja saadaan pitempiaikainen hyöty. Sekoitusmenetelmää on sovelletettu havupuiden viljelyyn, mutta sen käyttöön koivun istutusalueilla on suhtauduttu kielteisesti tai epäröiden, koska lehtipuut ovat herkkiä Gardoprimille. Sekoitusta on kuitenkin kokeiltu koivun istutusalu eilla istutusta edeltävänä vuonna mm. Viitasaarella, ja tulokset ovat olleet hyviä (J. Taipale, suull.). Ohjeiden mukaan (Kemiran Metsätiedote 1990) maksimiannos Gardoprimia sekoitukses sa koivualueelle on 8 l/ha. Jos mitään istutusta edeltäviä heinäntorjuntaa ei ole tehty, niin myöhemmin klortiamidin (Prefix) oikea-aikainen käyttö aikaisin keväällä tai myöhään syksyllä auttaa heinän ja sitä kautta myyrien torjunnassa. Maanmuokkaus Maanmuokkaustapa riippuu osittain maaperästä. Itse suosittelisin joko mätästystä tai täyskyntöä. Myyrätuhojen kannalta olennaisinta on heinikon vähäisyys. Pelkkä maanmuokkaus ilman ke miallista heinäntorjuntaa antaa vajaavaisen tuloksen. Heinikko tai horsmikko kasvaa heti seu raavana kesänä uudelleen tarjoten myyrille suojaa ja ravintoa. 96 Erityisesti vähälumisina talvina ja maamme vähälumisilla alueilla (Lounais ja Länsi- Suomi) mätästys on hyvä menetelmä, koska myyrät eivät mielellään tule avoimelle mättäälle kaluamaan taimia. Jos lämpimät ja vähälumiset talvet jatkuvat, niin mätästyksen suosio varmas tikin lisääntyy muuallakin. Pallekynnössä ongelma myyrätuhojen kannalta on se, että palteiden väliin jää runsaasti heinikkoa, josta riittää ravintoa ja suojaa myyrille. Myös palle voi toimia suojapaikkana myyrille. Mikäli keväällä ennen istutusta havaitaan, että myyräkanta on voima kas, kannattaa esim. täyskyntö tehdä nopeasti vaikka vielä päivä ennen istutusta. Heiniminen Jos kemiallista heinäntorjuntaa ei ole tehty, on huolehdittava heinimisestä. Huippuvuosina peltomyyrät aloittavat koivuntaimien kaluamisen jo kesäkuussa. Heinimättömän kasvillisuuden suojassa myyrät käyttävät mielellään taimen tyveä ympäröivää istutuksen jälkeistä paljasta mul tapintaa ruokailupaikkanaan. Näin myyrien käytäväverkosto muotoutuu taimelta taimelle. Lu mettomana aikana myyrät eivät kuitenkaan tule kovin mielellään taimea ympäröivään heinit tyyn, avoimeen aukkoon. Näin heiniminen jonkin verran ehkäisee kesäaikaista syöntiä, minkä lisäksi taimella on paljon paremmat kasvumahdollisuudet. Vaikka myyrät talvella lumen alla periaatteessa voivat liikkua melko vapaasti, painuu lumi heinitetyllä kohdalla kuitenkin tiukem min maata vasten ja voi näin estää myyrien liikkumista taimen lähellä. Heinimiseen kannattaa ehdottomasti yhdistää myyräkarkotteen käyttö. Karkotteet Muista istutuksen jälkeisistä toimenpiteistä myyräkarkotteen käyttö on erittäin suositeltavaa. ERSA-karkote on tällä hetkellä ainoa markkinoilla oleva kemiallinen keino myyriä vastaan. Mitään myrkkyjä ei enää ole käytössä eikä rotanmyrkkyjä saa lain mukaan käyttää maastos sa. Sitä paitsi kaikki rotanmyrkyt eivät edes tehoa myyriin. ERSA:n antama suoja ei ole täy dellinen, mutta kohtalaisen hyvä suurissakin myyrätiheyksissä (Henttonen & Kaikusalo 1989 b, Korhonen 1990). Testaamme parhaillaan myös muita uusia karkotteita, jotka eivät kuitenkaan ole vielä markkinoilla. Niissä on lupaavaksi osoittautuneita kuin myös pettymyksiä. Karkotteen käyttöä voi suositella jo alkukesällä taimien tyviosalle (Henttonen 1991). Vastaistutettujen taimien nuorille lehdille ja vuosikasvaimille sen levittäminen alkukesällä sen sijaan voi aiheuttaa vikoja, koska kolmannes karkotteesta on liuottimena käytettyä lakkaben siiniä. Sen sijaan heinäkuun lopulta lähtien karkotetta voi käyttää koko koivun taimen mitalta (Löyttyniemi & Heikkilä, suuU-.). Jos karkotetta käytetään jo alkukesällä taimen tyviosalle, pitäisi käsittely uusia ennen talvea koko taimelle, koska peltomyyrät pääsevät lumen sisällä kaluamaan taimea lumirajaan asti. Synteettisen lateksikiinnitteen käyttö karkotteen seassa saattaa parantaa karkotteen kestoa. Riippuen ajankohdasta ja puulajista karkotteen voi levittää monella tavalla. Pieneen maa lisutiin voi liittää puolen metrin rimanpätkän varreksi. Kumihansikkaan kämmenpuolelle liimat tu vaahtomuovin palanen on kätevä apu varsinkin syksyllä, kun vartta käsitellään pitemmälti. Taskutusruiskua voi käyttää samoin kuin reppuruiskua. Viimeksi mainitulla karkotteen kulutus vain on moninkertainen maalisudilla sivelyyn verrattuna. Korostettakoon vielä kemiaan epäillen suhtautuville, että karkotteet eivät ole myrkkyjä, vaan niiden teho perustuu pahaan makuun ja hajuun. Todettakoon vielä yksi karkotteiden etu. Ruohokaskaat munivat runsaasti koivun taimiin, ja näiden munintareikien ympäriltä kuori usein kuolee sienitartunnan vuoksi. Jos munintareikiä on runsaasti, voi koko taimi menehtyä. Karkotteet todennäköisesti suojaavat taimia myös kas kaita vastaan. Tässä suhteessa myös heinäntorjunta auttaa. 97 Mekaaniset suojat Mekaanisina suojina myyriä vastaan on käytetty niin metalliverkkoa, LVI-putkea, taimen ympä ri kierrettäviä spiraalisuojuksia kuin alumiinifoliota. Viimeisin tuote markkinoilla on polypropy leenistä valmistettu Tubex-taimisuoja ("tötsä"). Lähtökohtana voi pitää, että mikä tahansa suojus, joka ei ole taimelle vahingollinen, on myyrävuonna parempi vaihtoehto kuin suojaamatta jättäminen. Kunnollisen taimisuojan teho on yleensä pitkäaikainen. Karkotteet täytyy uusia ainakin vuosittain haihtumisen vuoksi. Mekaanisten suojien taakkana on niiden kalleus. Niin Tubex-taimisuojan kuin spriraali suojan vähittäismyyntihinta syksyllä 1991 oli noin 5 mk. Ensin mainitusta on suurissa erissä luvattu alennusta. Ohuesta LVI-putkesta halkaisemalla tehdyn suojan, joka sidotaan taimen ty ven ympärille, hinta jää pienemmäksi: 10 cm:n palanen noin markan. Lyhyen suojan haittana on se, että myyrät voivat talvella kaluta taimea lumen sisällä putken yläpuolelta. Tällaista en nakoiden voisi harkita lyhyen LVI-putken ja myyräkarkotteen yhteiskäyttöä. LVI-putken pituut ta (10—15 cm) ei voi taimisuojakäytössä paljoa lisätä, koska lumi voi painaa sen ja taimen maahaan. LVI-putkeahan ei varsinaisesti paineta maahan pystyyn, vaan se nojaa taimeen. On myös huolehdittava siitä, ettei putken katkaisusta jää pahoja särmiä putken reunaan. Koivuhan on hyvin herkkä vaurioille ja niitä seuraaville sienitartunnoille. Taimen kasvaessa LVI-putki täytyy myös aikanaan poistaa. Tänä kesänä on tullut markkinoille mm. Englannissa ja Pohjois Amerikan länsirannikol la runsaasti käytetty, valoa läpäisevästä polypropyleenistä valmistettu Tubex-taimisuojaputki. Malleja on useampia:, mm. 120 cm pitkä malli koriste- ja omenapuille ja erityisesti meidän koivun paakkutaimelle kehitetty 75 cm pitkä malli. Jäykkä suojaputki työnnetään tai lyödään maahan pystyyn. Tubex on kertainvestointina kalliimpi kuin useat muut toimenpiteet, kuten esim. karkotteet tai heiniminen, mutta toisaalta sen riittävä pituus suojaa koko taimen myyriä vastaan. Lisäksi se hajoaa itsestään noin viiden vuoden kuluttua, eikä näin ollen tarvitse nähdä vaivaa suojusten poistamisesta. Kesällä 1991 suorittamissani tutkimuksissa totesin koivun taimien kasvavan lyhyemmis sä tubexeissa ainakin yhtä hyvin kuin kontrollit. Pitkissä putkissa koivujen vuosikasvaimet olivat kaksinkertaiset kontrolleihin nähden. Putkessahan vallitsee eräänlainen kasvihuoneil masto. Pitkää tubexia voi suositella erityisesti jaloille lehtipuille, koska se edistää kasvua ja suojaa sekä jäniksiä että myyriä vastaan. Mikäli myyrätuhot toistuvat tulevina vuosina yhtä pahoina kuin mitä ne ovat olleet lähi vuosina, on koivun viljely monilla alueilla mahdotonta ilman lisätoimenpiteitä. Tuntuisi järke vältä tukea MP- tai pellonvarausvaroilla koivun viljelyä korvaamalla osa taimisuojakuluista heti ensimmäisellä istutuskerralla - eikä kärsiä useamman istutuskerran ja tuhon vaivoja ja kuluja. Jos lasketaan yhdenkin tuhokerran, useammasta puhumattakaan, kaikki taloudelliset vaikutuk set: uudet taimet, työvoimakulut, kasvutappiot jne, voisi taimisuojien osittainen korvaaminen tulla piankin kannattavaksi. Taimisuojat on se yksi ja ainoa kertatoimenpide, jolla myyrätuhot peltojen metsityksessä saataisiin kuriin. Kaluttujen taimien mahdollinen jälkihoito Yhtenä keinona lievittää koivuviljelmillä tapahtunutta myyrätuhoa on neuvottu keväällä ennen kasvun alkua katkaisemaan kaluttu taimi syönnöskohdasta, jolloin tyvisilmuista kasvaa uusi verso (vesa). Keino toimii osittain, mutta sitä sovellettaessa on syytä muistaa seuraavia tosiasi oita. Ensinnäkin, jo kesällä ympärikalutut taimet kuivavat yleensä pystyyn, eivätkä veso seuraa vana kesänä niin kuin talvella kalutut voivat tehdä. Toiseksi, tyvisilmusta voi kasvaa uusi ko mea verso, mutta tässä on melkoista vaihtelua. Tyvisilmuista voi kasvaa myös useita versoja, jolloin seurauksena on pensas ennen kuin versoista joku aikanaan ottaa pääranka-aseman. Usein 98 tyvisilmuista syntyvät versot ovat huonokasvuisia, jopa maassa matavia. Kuten aiemmin on todettu, myyränsyönnökseen iskee usein sieni-infektio. Vaikka tyvisilmusta kasvaisi katkaisun jälkeen uusi verso, on hyvin mahdollista, että sienitartunta voi levitä uuteen versoon tyven kautta. Tyvivesominen saattaa onnistua paremmin hieman muhevilla mailla, mutta jos paikka on hiemankin veden vaivaama, lahoavat tyvitapit helposti ja nopeasti. Puulajin valinta Koska männyn viljely pelloilla on vähentynyt, on valinta useimmiten tehtävä kuusen ja koivu jen välillä. Usein muut tekijät kuin mahdollinen myyrätuhovaara ratkaisevat puulajin valinnan. Mutta jos kyse on tuhon jälkeisestä uusintaviljelystä, ja tuhoriski on edelleen olemassa, kanna ttaa harkita koivun vaihtoa kuuselle. Tuhoja tapahtuu kuusellekin, mutta keskimäärin se on peltojen metsityksessä rauduskoivua jonkin verran kestävämpi. Mikäli kyse on sellaisesta metsitysalueesta, jossa raudus- ja hieskoivu muuten olisivat tasavertaisia ehdokkaita, niin on syytä muistaa, että myyrät inventointiemme perusteella suosi vat enemmän raudusta kuin hiestä. Resistenssijalostus Edellä olen käynyt läpi toimenpiteitä, joita yksityinen metsänomistaja tai metsänhoitoyhdistys voi peltojen metsityksessä suunnitella tai toteuttaa. Seuraavassa pohdin vielä toista lähestymis tapaa; mitä yleisesti voidaan tehdä taimimateriaalin kestävyyden parantamiseksi? Yksi keino on lisätä taimissa luontaisesti olevien, syöntiä estävien kemiallisten haitta-ai neiden määriä. Tähän voidaan päästä kahdella tavalla: jalostamalla sellaista viljelymateriaalia, jossa haitta-aineiden määrät ovat suuret, ja kehittämällä taimitarhoilla sellaisia kasvatusmenetel miä, jotka lisäävät haitta-aineiden muodostusta. Puulajin, esim. rauduskoivun yksilöiden välillä on melkoista vaihtelua kelpaavuudessa kasvinsyöjänisäkkäille (Rousi ym. 1989, 1990), mikä johtuu kullekin kasvilajille ominaisten kemiallisten haitta-aineiden määristä. Rauduksella tehdyt kokeet osoittavat selvästi, että perin nölliset tekijät säätelevät voimakkaasti tärkeimpien haitta-aineiden määriä (Tahvanainen ym. 1991). Jalostamalla pahemman makuisia raudustyyppejä, mikä rauduksella voi tehokkaasti on nistua mikrolisäyksen avulla, voidaan viljelymateriaalin yleistä kestävyyttä parantaa. Toisaalta analysoimalla tuhoja jo tehdyissä laajoissa jälkeläiskenttäkokeissa voidaan viljelymateriaalista poistaa tuhoherkimpiä linjoja. Myös kasvatusolosuhteet vaikuttavat selvästi koivun taimen myöhempään tuhoherkkyy teen; lisäksi perinnöllisten ja ympäristötekijöiden välillä on vahvoja yhdysvaikutuksia (Rousi ym. 1991). Taimitarhalla tapahtuva lannoitus on yksi tekijä, jota pitäisi soveltaa uudella tavalla. Olemme kokeissamme todenneet, että lisäämällä typpeä kasvatuksessa heikennetään taimen ty ven myöhempää tuhokestävyyttää myyriä vastaan (Rousi ym. 1991). Tutkimme parhaillaan laa jassa koesaijassa, miten eri PK-tasoilla ja ajallisesti eri kestoisissa typpilannoituksissa koivun taimien myöhempi tuhokestävyys kehittyy. Mahdollisuuksia on varmasti muitakin. Taimitarha aikaisessa kasvatuksessa kestävyyteen vaikuttavien tekijöiden synty on kuitenkin kompromissien hakua, koska kestävyys myyrätuhoja vastaan ja taimen koko eivät aina kulje yhdessä. Kiitokset: Pekka Niemelä rutisteli pahimpia kielikukkasiani. 99 Kirjallisuus Hanski, 1., Hansson, L. & Henttonen, H. 1991. Specialist predators, generalist predators, and the microtine rodent cycle. Journal of Animal Ecology 69, 353 —367. Hansson, L. & Henttonen, H. 1988. Rodent dynamics as community processes. Trends in Ecology and Evolution 3, 195—200. Heikkilä, R. & Löyttyniemi, K. 1991. The effect of simulated moose damage on the development of young Scots pine. Scandinavian Journal of Forest Research (submitted). Henttonen, H. 1989. Myyrien kannanvaihtelut Pallaksen myyrätutkimus. Summary: Population fluctuations of microtine rodents: Aspects of geographic patterns, and a case study of genuine cycles at Pallasjärvi, Finnish Lapland. Folia For. 736, 53 —58. 1991. Myyräkarkotteista. Metsälehti 16, 17. & Kaikusalo, A. 1989 a. Huikeat myyrätuhot. Metsälehti 11,8. & Kaikusalo, A. 1989 b. Myyräkarkotteet testissä. Metsälehti 14, 20. & Kaikusalo, A. 1991 a. Myyräkannat nousussa. Metsälehti 5, 5. & Kaikusalo, A. 1991 b. Myyräkannat huipussa. Metsälehti 17, 15. & Niemimaa, J. 1990. Myyräjuhlien masentava päätös: uudet taimet maahan. Metsälehti 17, 23. , McGuire, A.D. & Hansson, L. 1985. Comparisons of amplitudes and frequencies (spectral analyses) of density variations in long-term data sets of Clethrionomys species. Annales Zoologici Fennici 22, 221—228. Kangas, E. 1935. Myyrien ja jänisten tuhoja Punkaharjulla. Metsätaloudellinen aikakauskiija 10, 231— 238. Kemiran Metsätiedote, 1/1990. Korhonen, K.-M. 1990. Myyrät metsitettävillä pelloilla. Kasvinsuojelupäivät, Helsinki, ss. 104—107. 1987. Damage caused by the root vole (Microtus oeconomus) to Scots pine in man-made habitats in nort hern Finland. Comm. Inst. For. Fenn. 144, 61s. , Teivainen, T., Kaikusalo, A., Kananen, A. & Kuhlman, E. 1983. Lapinmyyrän aiheuttamien tuhojen esiintyminen Pohjois-Suomen mäntymetsissä huippuvuoden 1978 jälkeen. Summary: Occurrence of damage caused by the root vole (Microtus oeconomus) on Scots pine in northern Finland after the peak year 1978. Folia For. 572, 18 s. Löyttyniemi, K. 1983. Männyn taimen kehitys latvan katkeamisen jälkeen. Summary: Recovery of young Scots pines from stem breakage. Folia For. 560, 11 s. Myllymäki, A. 1975. Outbreaks and damage by field rodents and other harmful small mammals in Finland. Ecological Bulletin 19, 17—29. Rousi, M., Henttonen, H. & Kaikusalo, A. 1990. Resistance of birch (Betula pendula and B. platyphylla) seedlots to vole (Microtus agrestis) damage. Scan. J. For. Res. 5, 427—436. , Tahvanainen, J. & Uotila, I. 1989. Inter- and intraspecific variation in the resistance of winterdormant birch (Betula spp.) againts browsing by the mountain hare. Holartcic Ecology 12, 187—192. , Tahvanainen, H., Henttonen, H. & Uotila, I. 1991. The effect of shading and fertilization on the resis tance of winter-dormant European white birch (Betula pendula) to vole and hare feeding. Ecology (in press). Siitonen, J. & Nikula, A. 1990. Lapinmyyrän puustolle aiheuttamat tuhot Länsi-Lapin ojitetuilla soilla. Metsän tutkimuslaitoksen Tiedonantoja 362, 56—61. Tahvanainen, J., Julkunen-Tiitto, R., Rousi, M. & Reichardt, P.B. 1991. Chemical determinants of resistance in winter-dormant seedlings of European white birch (Betula pendula) to browsing by the mountain hare. Chemoecology (in press). Teivainen, T. 1981. Myyrätuhojen rytmi vuosina 1973-80 piirimetsälautakunnittain. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 8, I—3. , Jukola-Sulonen, E.-L. & Mäenpää, E. 1986. Pintakasvillisuuden kemiallisen toijunnan vaikutus peltomyyräpopulaation kehitykseen. Summary: The effect of ground-vegetation suppression using herbicide on the field vole, Microtus agrestis (L.), population. Folia For. 651, 19 s. , Jukola, E.-L., Kaikusalo, A. & Korhonen, K. 1979. Vesimyyrän, Arvicola terrestris (L.), aiheuttamat metsäpuiden taimien juuristotuhot w. 1973—76 Suomessa. Summary: Root damage od forest tree seedlings caused by water vole, Arvicola terrestris (L.), in the years 1973—76 in Finland. Folia For. 388, 28 s. 100 HIRVITUHON VAIKUTUS PELLONMETSITYKSEN ONNISTUMISEEN Effect of moose damage on afforestation outcome on former agricultural land Risto Heikkilä Metsäntutkimuslaitos, Metsäeläintieteen tutkimussuunta, 00170 Helsinki Abstract The paper discusses the factors affecting damage caused by moose as revealed by recent studies. When evaluating the risk of moose damage in young stands established on former agricultural land, the location of high density moose ranges and the characteristics of the stands as well their surroundings should be taken into account. The possibility for birch (Betula spp) species to become seriously browsed is especially high due to the suitability of these species as moose fodder throughout the year. Scots pine ( Pinus sylvestris) is browsed by moose mainly in their wintering areas. In order to reduce this damage, tree species less favoured by moose (e.g. Picea abies and Pinus contorta) could be planted. The increase in stand density leads to more selective feeding behaviour and reduces the significance of stem injuries. By using silvicultural cleaning, it is possible to make growth conditions in the stand more favourable. There are also differences in resistance between individual trees, these being related to growth conditions as well as genetic aspects. The use of protective measures should be increased especially with birch. Moose densities should be better adjusted in relation to the area of young stands in order to reduce the magnitude of the damage. Johdanto Hirvet aiheuttavat yleisesti tuhoja talvisin männyn ja myös muina vuodenaikoina koivun taimi koissa. Tuhojen esiintymiseen vaikuttavat hirvitiheyden ohella mm. hirvien elinpiirien sijainti sekä taimikoiden ja niiden ympäristöjen ominaisuudet. Tuhojen huomattava merkitys on johta nut muutoksiin metsänuudistamisessa, eikä kasvupaikalle sopivinta puulajia tai menetelmää ole läheskään aina voitu käyttää. Tuhoriskin määrittämisessä tarvitaan perustietoja siihen vaikutta vista tekijöistä. Erityisesti pellonmetsitysaloilla huomioon otettavista tekijöistä on suhteellisen vähän tietoa käytettävissä. Käsillä olevan esityksen tarkoituksena on kartoittaa niitä hirven ravinnonkäytön ja taimikoiden ominaisuuksien niitä vuorovaikutuksia, joihin tulisi kiinnittää huomiota myös peltoja metsitettäessä. Taimikoiden sijainti Riippuen metsäalueiden ominaisuuksista hirvet voivat olla suureksi osaksi samalla alueella tai käyttää kesällä ja talvella eri laidunalueita. Hirvet voivat myös vaeltaa pitkiäkin matkoja popu laatiodynamiikkaan, perinnöllisiin tekijöihin tai ravinnonkäyttöön liittyvistä syistä. (Sweanor & Sandegren 1988, 1989). Taimikoiden sijainnin suhteessa jatkuvaa häirintää aiheuttaviin tekijöi hin (asutus, tiet ym.) on useissa tutkimuksissa todettu vaikuttavan voimakkaiden hirvituhojen 101 esiintymiseen. Etenkin talvella hirvien elinpiirit ovat yleisesti metsäisillä alueilla kaukana häi rinnästä. Talvitihentymäalueet, jotka ovat yleensä ongelmallisia metsittämiskohteita, ovat taval lisesti myös tiedossa. Lehtipuutaimikoissa esiintyy yleisesti tuhoja muinakin vuodenaikoina. 1970-luvun koivuistutusten on todettu sijainneen suurimmaksi osaksi lähellä asutusta, mikä on myös selvästi vaikuttanut niiden onnistumiseen (Heikkilä & Raulo 1987). Taimikoiden lähiympäristön vaikutusta hirvituhoihin on tutkittu lähinnä maamme etelä osassa. Alueelle on tyypillistä topografian pienimuotoinen vaihteluja aikaisemmin kuusivaltais ten metsien uudistaminen männyntaimikoiksi. Tuhojen yleisyys soiden ja peltojen lähistöllä johtunee sekä ravinnonkäytön tarpeista että häirinnän vaikutuksesta. Mäet, rinteet ja kuusival taisten reunametsien keskellä olevat taimikot ovat olleet hirvien suosimia. (Huttunen 1977, Repo & Löyttyniemi 1985, Heikkilä 1991). Maaperän ravinteisuuden vaikutuksesta hirvituhoihin on erilaisia käsityksiä. Eri metsä tyyppien välillä ei ole aina havaittu selviä eroja tai tuhoja on männyllä havaittu etenkin kuivilla mäntykankailla (Lääperi & Löyttyniemi 1988). On myös arveltu taimien pääsevän hyväkasvui sessa maaperässä suhteellisen nopeasti ohi tuhoalttiista vaiheesta. Toisaalta kun taimien kasvu on hyvä, hiiliyhdisteet sitoutuvat suuressa määrin kasvuun, jolloin haitallisten sekundaariyhdis teiden määrä vähenee (Bryant ym. 1983). Siten esim. lannoitetut taimet ovat hirven suosimia (Löyttyniemi 1981). Hirven on myös todettu suosivan rehevällä maalla olevia taimikoita, joskin tuhon voimakkuusaste voi riippua muistakin taimikon tilaan ja sijaintiin vaikuttavista tekijöistä (Bergerud & Frank 1968, Heikkilä 1991). Taimikon rakenne Taimikon rakenne muodostuu puulaji-, tiheys- ja pituussuhteista. Hirven on yleisesti todettu suosivan taimikoita joissa kasvilajien diversiteetti on suuri (Peek ym. 1976, Hjeljord ym. 1990). Puulajit, kuten pihlaja, haapa ja eräät pajut, joiden sulavuus on hyvä, ovat hirven suosimia (Hjeljord ym. 1982, Bergström & Hjeljord 1987). Hirvituhon vaikutusta on tutkittu käyttämällä metsänhoidolliseen tilaan liittyviä tunnuksia. Sen ollessa epätyydyttävä ja siis taimikon ollessa vajaapuustoinen tai perkausta tarvitseva, on hirvituhon esiintyminen ollut voimakasta. Etenkin alkuvaiheen taimikuolleisuudesta johtuva taimikon aukkoisuus on selittänyt voimakkaiden tuhojen esiintymistä. Lehtipuuvesakon vaikutus liittyy vesakon kokonaismäärään ja hirven suosimien puulajien osuuteen. Männyntaimikoissa tehtyjen inventointien mukaan haavan ja pihlajan osuuden kasvaessa myös hirvituhon mahdollisuus kasvaa (Löyttyniemi & Piisilä 1983, Lääperi & Löyttyniemi 1988, Heikkilä 1991). Vesakon houkuttelevan vaikutuksen lisäksi on kuitenkin huomattava, että vaihtoehtoisen ravinnon yleinen ja voimakas vähentäminen voi myös johtaa syöntipaineen kohdistumiseen pääasiassa kasvatettavaan puulajiin, mäntyyn tai koivuun. Hirvi pyrkii valitsemaan ravintokohteen, jossa saatavilla olevan ravinnon määrä on suuri. Tämä mahdollistaa paitsi optimaalisen ravinnonkäytön myös edullisen hyötysuhteen energian käytössä ottaen huomioon mm. liikkumisen tarpeen (Belovsky 1981, Belovski & Jordan 1978). Taimikon tiheyden vaikutusta tuhoihin on tutkittu eräiden havupuiden ja koivun taimikoissa. Hirvi käyttää tiheässä taimikossa enemmän biomassaa kuin harvassa. Yhtä tainta kohti kulutus on kuitenkin tiheässä taimikossa pienempi. Hirven valikoivasta ravinnonkäytöstä johtuen syötyjen oksien läpimitta on tiheässä taimikossa keskimäärin pieni. Siten saadaan suhteellisen suuri nettoenergia, sillä oksan paksuuntuessa ja kuitupitoisuuden noustessa ravinnon sulavuus huononee (Viväs & Saether 1987, Heikkilä julkaisematon). Hirven taittamien päärankojen osuus vähenee taimikon tiheyden kasvaessa. Siten jäljelle jäävien vioittumattomien taimien määrä hehtaaria kohti kasvaa tiheyden noustessa (Heikkilä 1990 a). 102 Taimien tuhonkestävyys Taimien tuhonkestävyydessä on todettu eroja, kun samalla kasvupaikalla on verrattu eri taimial kuperiä. Eteläisten alkuperien kulutusaste on pohjoisia suurempi. Edellisissä on haitallisten sekundaariaineiden pitoisuus myös pienempi ja ravinnon sulavuus siten parempi (Haukioja ym. 1983, Niemelä ym. 1989). Hirven mainitaan myös käyttävän mielellään suurehkojen taimien latvaosia, koska niiden resistenssi on suhteellisen alhainen pienestä sekundaariainepitoisuudesta johtuen (Bryant & Kuropat 1980). Taimikoiden eräät taimiyksilöt tulevat jatkuvasti voimak kaasti syödyiksi (Bergström 1984). Osaltaan tämä johtuu siitä, että taimi, josta aikaisemmin on syöty, kehittää uusia versoja, joiden resistenssi heikkenee kasvunopeuden lisäännyttyä (Danell 1983, Coley ym. 1985). Koivun taimien nisäkäsresistenssin on todettu liittyvän oksissa olevien nystermien kemialliseen koostumukseen sekä mm. fenolipitoisuuksiin, mitkä ominaisuu det saattavat olla tärkeitä myös hirven suhteen (Rousi ym. painossa). Hirven on todettu suosivan rauduskoivun taimia hieskoivuun verrattuna (Danell ym. 1985, Heikkilä subm.). Hieskoivua käytetään kuitenkin suuressakin määrin riippuen sen saata villaolosta. Suuren ravinnepitoisuutensa vuoksi (Ferm & Markkola 1985) koivuntaimikot ovat edullinen ravintolähde hirville etenkin alkukesällä. Kontortamänty on vähemmän hirven suosi ma kuin tavallinen mänty (Rosvall & Friberg 1988/89) ja kuusta hirvi käyttää hyvin vähän. Pienten koivuntaimien on todettu olevan suhteellisen toipumiskykyisiä hirvituhon suhteen (Bergström 1984, Heikkilä & Raulo 1987). Todennäköisesti kuitenkin runkovauriosta syntyvän pysyvän lahovian todennäköisyys kasvaa taimien koon kasvaessa. Jatkuva syönti johtaa taimien pensastumiseen ja männyllä tehtyjen kokeiden mukaan kertatuhokin helposti pysyviin laatuvi koihin (Heikkilä & Löyttyniemi subm.). Tuhojen torjunta Metsänhoidollisista keinoista voidaan hirvituhojen esiintymiseen vaikuttaa puulajivalinnassa, uudistamistavassa ja taimikonhoidossa. Männyn tai koivun taimikon tiheyttä voidaan nostaa käyttämällä mahdollisuuksien mukaan luontaista uudistamista tai kylvöä. Taimikonhoidossa tulisi huolehtia siitä, ettei kasvatettava puulaji kärsi ylitiheästä, etukasvuisesta vesakosta. Hirvitiheyden pitämiseksi tuhojen suhteen kohtuullisena olisi syytä ottaa huomioon alueelliset kestävyyserot myös metsä- ja taimikkopinta-aloja ajatellen (Lääperi & Löyttyniemi 1988, Heikkilä 1990 a). Taimet voidaan suojata karkoitteilla käsittelemällä latvaosa ennen tuhoriskiperiodia. Männyllä syksyllä tehty käsittely suojaa taimet talveksi. Latvakasvaimen lisäksi voidaan tehon parantamiseksi käsitellä myös viimeinen kasvainkiehkura. Koivuntaimet tulisi käsitellä myös kesäajaksi. Koska kasvavat lehdet voivat vioittua, on käsittely tehtävä ennen silmujen puh keamista. Kesän aikana kasvuvaiheessa olevien lehtien käsittelyä on vältettävä. Karkotteiden tehokkuutta testattaessa ei käyttöön hyväksyttyjen valmisteiden välillä ole todettu merkittäviä eroja. Mekaanisista suojauskeinoista sähkö- , metalli- tai kuitunauha kestää useampivuotisen käytön, kevytmuovinauha sensijaan painuu talvella maahan. (Löyttyniemi 1983, Löyttyniemi & Piisilä 1983, Heikkilä 1990 aja b, 1991). Yhteenveto Käsillä olevassa julkaisussa tarkastellaan hirvituhon voimakkuuteen vaikuttavia tekijöitä. Peltometsitysten tuhoriskiä arvioitaessa syytä ottaa huomioon hirvien elinpiirien sijainti sekä taimikon ja sen lähiympäristön ominaisuuksien vaikutus. Etenkin koivun tuhoriski pelloilla on 103 verraten suuri, koska se on käyttökelpoinen ravintolähde useina vuodenaikoina. Mäntyä hirvi käyttää varsinkin talvehtimisalueilla. Hirven ravinnonvalintaa eri puulajien suhteen voidaan käyttää hyväksi tuhojen vähentämisessä lähinnä suosimalla kuusta tai kontortamäntyä. Taimikon tiheyden lisäys johtaa valikoivampaan ravinnonkäyttöön ja vähentää latvatuhojen merkitystä. Taimikon hoidossa voidaan vähentää houkuttelevien puulajien vaikutusta ja parantaa taimien kasvutilaa. Taimien tuhonkestävyydessä on sekä kasvuolosuhteista että geneettisistä syistä johtu via eroja. Tuhojen toijunnassa on käytettävissä erilaisia mekaanisia ja kemiallisia menetelmiä. Niiden käyttöä tulisi etenkin koivun osalta lisätä suuren tuhoriskin vuoksi. Hirvitiheyksiä tulisi vähentää alueilla, joilla syöntipaine taimikkopinta-alaa kohti on suuri. Kirjallisuus Belovsky, G.E. 1981. Food plant selection by a generalist herbivore: the moose. Ecology 62, 1020 —1030. & Jordan, P. A. 1978. The Time-Energy Budget of a Moose. Theoretical Population Biology 14, 76—104. Bergerud, A.T. & Frank, M. 1968. Moose damage to balsam fir white birch forests in central Newfoundland. Journal of Wildlife Management 32(4), 729—746. Bryant, J.P. & Kuropat, P.J. 1980. Selection of winter forage by subarctic browsing vertebrates: the role of plant chemistry. Annual Review of Ecology and Systematics 11, 261 —285. , Chapin, 111, F.S. & Klein, D.R. 1983. Carbon/nutrient balance of boreal plants in relation to vertebra te herbivory. Oikos 40, 357—368. Bergström, R. 1984. Rebrowsing on birch (Betula pendula and B. pubescens) stems by moose. Alces 19, 3-13. & Hjeljord, O. 1987. Moose and vegetation interactions in Northwestern Europe and Poland. Swedish Wildlife Research, suppl. 1, 213—228. Coley, P.D., Bryant, J.P. & Chapin, 111, F.S. 1985. Resource availability and plant antiherbivore defense. Science 230, 895—899. Danell, K. 1983. Shoot growth of Betula pendula and B. pubescens in relation to moose browsing. Alces 18, 197—209. , Huss-Danell, K. & Bergström, R. 1985. Interactions between browsing moose and two species of birch in Sweden. Ecology 66(6), 1867—1878. 210. Ferm, A. & Markkola, A. 1985. Hieskoivun lehtien, oksien ja silmujen ravinnepitoisuuksien kasvukautinen vaihtelu. Summary: Nutritional variation of leaves, twigs and buds in Betula pubescens stands during the growing season. Folia For. 613, 28 s. Haukioja, E., Huopalahti, R., Kotiaho, J. & Nygren, K. 1983. Millaisia männyntaimia hirvi suosii. Summary: The kinds of pine preferred by moose. Suomen Riista 30, 22—27. Heikkilä, R. 1990 a. Hirvituhot ja niiden toijunta. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 361, 94—103. 1990 b. Hirvituhojen torjuntakeinot. Kasvinsuojelupäivät 1990, 108—114. 1991. The effect of plantation characteristics on moose browsing in Scots pine. Silva Fennica 24(4), 341—351. & Raulo, J. 1987. Hirvituhot vuosina 1976 —77 istutetuissa rauduskoivun taimikoissa. Summary: Moose damage in plantations of Betula pendula established in 1976—77. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 261, 16 s. Hjeljord, 0., Sundstoel, E. & Haagenrud, H. 1982. The nutritional value of browse to moose. Journal of Wild life Management 46(2), 333—343. , Hövik, N. & Pedersen, H.B. 1990. Choice of feeding sites by moose during summer, the influence of forest structure and plant phenology. Holarctic Ecology 13, 281 —292. Huttunen, P. 1977. Hirvivahingot j a niiden metsätaloudellinen merkitys viljelytaimistoissa Etelä-Kaijalan eräissä pitäjissä. Helsingin yliopisto. Metsänhoitotieteen laitos. 61 s. Lääperi, A. & Löyttyniemi, K. 1988. Hirvituhot vuosina 1973—1982 perustetuissa männyn viljelytaimikoissa Uudenmaan-Hämeen metsälautakunnan alueella. Summary: Moose (Alces alces) damage in pine planta tions established during 1973 —1982 in the Uusimaa-Häme Forestry Board District. Folia For. 719, 13 s. Löyttyniemi, K. 1981. Typpilannoituksena neulasten ravinnepitoisuuden vaikutus hirven mäntyravinnon valintaan. Summary: Nitrogen fertilization and nutrient contents in Scots pine in relation to the browsing preference by moose (Alces alces). Folia For. 487, 14 s. 1983. Sähköpaimen taimikkojen suojauksessa hirvivahingoilta. Summary: Testing of electric fences for moose (Alces alces). Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 102, 7 s. 104 & Piisilä, N. 1983. Hirvivahingot männyn viljelytaimikoissa Uudenmaan-Hämeen piirimetsälautakunnan alueella. Summary: Moose (Alces alces) damage in young pine plantations in the Forestry Board District Uusimaa-Häme. Folia For. 553, 23 s. Niemelä, P., Hagman, M. & Lehtilä, K. 1989. Relationship between Pinus sylvestris L. Origin and Browsing Preference by Moose in Finland. Scan. J. For. Res. 4, 239—246. Peek, J.M., Ulrich, D.L. & Mackie, R.J. 1976. Moose habitat selection and relationships to management in northeastern Minnesota. Wildlife Monographs 48, 1 —65. Repo, S. & Löyttyniemi, K. 1985. Lähiympäristön vaikutus männyn viljelytaimikon hirvivahinkoalttiuteen. Summary: -The effect of immediate environment on moose (Alces alces) damage in young scots pine plantations. Folia For. 626, 14 s. Rosvall, O. & Friberg, G. 1988/89. Contortatall och älgskador.lnstitutet för skogsförbättring. Skogsträdsföräd lingsinformation 1988/89 Nr 4, I—4. Rousi, M., Tahvanainen, J. & Uotila, I. Mechanism of resistance to hare browsing in winter-dormant European white birch (Betula pendula). The American Naturalist, (in press). Sweanor, P.Y. & Sandegren, F. 1988. Migratory behaviour of related moose. Holarctic ecology 11, 190—193. 1989. Winter-range philopatry of seasonally migratory moose. Journal of Applied Ecology 26, 25—33. Viväs, H.J. & Saether, B-E. 1987. Interactions between a generalist herbivore, the moose Alces alces, and its food resources: an experimental study of winter foraging behaviour in relation to browse availability. Journal of Animal Ecology 56, 509—520. 302. 105 ENERGIAPUUTUOTANTO VAIHTOEHTONA PELLONMETSITYKSESSÄ Energy-wood production as an alternative in the afforestation of former farm land Liisa Tahvanainen & Maisa Viljanen Joensuun yliopisto, 80100 Joensuu Abstract An essential object of intensively cultivated wood biomass production for energy is to provide a substitute, at least a partial one, for both nuclear power and fossil fuels and thereby also to reduce C02-emissions. Energy wood production is also one alternative way of utilizing production areas released from cereal crop production. Such former agricultural fields are suitable for energy wood production and energy wood fields are also easy to either return cereal crop production or convert into normal forestry plantations. To reach high biomass yields, short rotation willows require fertile mineral soil fields for their growth. However, fields trials carried out on mineral soils are very few in number in Finland. Very little is also known about the yield potential of mixed stands, although many individual high-yielding clones have already been found. It may be possible to increase the productivity of willow stands by combining clones which can utilize different growth resources or which have different annual growth rhythms. New trials have been established in May 1991 on mineral soil fields to study the yield potential and the factors affecting growth of three willow clones as both pure and mixed stands. Soil changes will also be studied. Besides new trials, the regeneration of 5—7 years old stands after coppicing and the development of these coppices on the old sample plots will be followed. Results from the old trials carried out on mineral soil fields in Joensuu have been quite variable. Annual above-ground leafless o.d. biomass production has varied between 2.2 and 9.6 t/ha after three growing seasons. This variation was observed to depend on fertilization, clone and site. The most productive species has been S. viminalis on a field which been kept fallow. Taustaa Voimaperäisen puubiomassan tuotannon keskeisenä tavoitteena on korvata sekä fossiilisten polttoaineiden että ydinvoiman käyttöä ja vähentää hiilidioksidipäästöjä. Energiapuun tuotannos ta etsitään myös vaihtoehtoista käyttömuotoa maataloudesta vapautuvalle tuotantopinta-alalle silloin, kun on ylituotantoa perinteisistä maataloustuotteista. Viljantuotannosta vapautuneet pellot soveltuvat hyvin energiapuun kasvatusalueiksi ja energiapajun kasvatusta voidaan ainakin viljelmien perustamisvaiheessa verrata maataloustuotantoon. Jos tuotantosuuntaa tilalla halutaan myöhemmin muuttaa on energiapuupelto helposti muutettavissa joko takaisin peltokasvien viljelyyn tai metsän kasvatukseen. Suomessa tähän mennessä tehdyt energiapajututkimukset ovat keskittyneet lähinnä yksittäisten tuottoisien kloonien löytämiseen ja turvetuotannosta vapautuvien suonpohjien käyttömahdollisuuksien selvittämiseen. Tutkimusten kestoaika on ollut yleensä melko lyhyt ja niissä on keskitytty viljelmien perustamis- ja alkuvaiheiden selvittämiseen. 106 Suonpohjilla pajun tuotosta, kuten muidenkin kasvien, rajoittavat yleensä alueiden hal lanarkuus sekä ravinnetaloudelliset ongelmat. Suuriin biomassatuotoksiin pääseminen edellyttää energiapajun kasvattamista viljavilla kivennäismaan pelloilla. Tällaisia tutkimuksia on meillä tehty vain vähän. Vaikka tutkimuksissa onkin löydetty monia tuottoisia pajuklooneja ei niiden sekakasvus tojen menestymisestä ole tietoa. Sekakasvustoilla tuotosta voitaneen lisätä, jos kasvatettavat lajit pystyvät käyttämään sellaisia kasvutekijöitä hyväkseen mitä toiset eivät pysty (esim. valo- ja vaijopuut). Sekakasvustojen menestymisen tutkimustarvetta lisää myös huoli siitä, että mono kulttuureissa kapea perinnöllinen pohja saattaa lisätä viljelmien tuhoriskiä. Tarkoitus Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää: A) Uusilla perustettavilla kokeilla 1) energiapajukloonien tuotospotentiaalia kivennäismaan pelloilla 2) voidaanko biomassatuotosta energiapuuviljelmillä lisätä käyttämällä kloonisekoituksia ja vaihteleeko optimaalinen kasvatustiheys klooneittain 3) millaisia hoitotoimenpiteitä energiapajuviljelmä vaatii, kun se perustetaan suoraan viljanviljelystä siirtyvälle pellolle 4) millaisia vaikutuksia energiapajuviljelyllä on peltomaahan (tiiviys, ravinteisuus, pieneliöstö ja humuksen kertyminen) B) Vanhoilta koealoilta 1) olemassaolevan mittausmateriaalin ja tämän kasvukauden mittaustulosten perusteella etupäässä vesi-ja vannepajulla (Salix dasyclados ja S. burjatica cv. aquatica) sekä jokipajun (S. triandrä) biomassatuotosta 2) koijuunjälkeistä kantovesakon uudistumista 5—7 vuoden pituisen kiertoajan jälkeen. Toteutus Uudet koealat on perustettu toukokuussa 1991 Liperiin Siikasalmen maatalousoppilaitoksen pellolle, jossa edellisenä kasvukautena viljeltiin kauraa. Kokeessa on mukana yksi klooni kustakin kolmesta kokeeseen valitusta pajulajista. Valitut lajit ovat Salix schwerinii, S. dasyclados ja S. burjatica. Kokeessa on kustakin kloonista puhtaat kasvustot neljässä eri tiheydessä, kaikki kahden kloonin sekoitukset neljässä eri tiheydessä sekä kolmen kloonin sekoitus neljässä eri tiheydessä. Käytetyt tiheydet ovat 4000, 8000, 16000 ja 32000 pistokasta/ha. Kussakin koeruudussa on 121 koejäsentä. Toistoja on kolme. Koeruuduilta otetaan vuosittain maanäytteet peltomaan mahdollisten muutosten seuraami seksi. Ensimmäisen kasvukauden jälkeen koealat inventoidaan ja vesakko kaadetaan. Tämän jälkeen vesakon kehitystä seurataan vähintään kolmen kasvukauden ajan. Lisäksi seurataan myös vanhoille koealoille syntyneiden kantovesakoiden kehitystä. Pajukloonien biomassat määritetään vuosittain kasvukauden loputtua. 107 Vanhojen kokeiden tulokset Suoraan viljanviljelystä energiapajunviljelyyn otetuilla kivennäismaan pelloilla Joensuun liksenvaaralla oli vannepajun maanpäällisen lehdettömän kuivamassan tuotos kolmen ensimmäi sen kasvukauden aikana keskimäärin 0.3, 4.3 ja 14.2 t/ha/a, kasvatustiheyden ollessa 42000 kpl/ha. Jokipajun vastaavat vuotuiset tuotokset olivat 0.2, 3.2 ja 10.0 t/ha/a. Lannoituksesta riippuen vaihteli vannepajun lehdetön maanpäällinen kuivamassa 8.6—18.9 t/ha kolmen kasvukauden jälkeen ja jokipajun 6.7—13.2 t/ha (kuva 1). Vastaavat vuotuiset keskimääräiset tuotokset (vannepaju 2.9—6.0 t/ha/a ja jokipaju 2.2—4.1 t/ha/a ) olivat jonkin verran pienempiä kuin Hytösen (1990) ilmoittamat arvot. Kesannoinnin jälkeen energiapajuviljelyyn otetuilla kivennäismaan pelloilla Joensuun Pilkossa oli vesasyntyisten vesipajukloonien lehdetön maanpäällinen kuivamassa kolmen kasvu kauden jälkeen 17.0—26.8 t/haja koripajukloonien (S. viminalis) 10.3—28.9 t/ha. Vastaavat vuotuiset tuotokset olivat vesipajuklooneilla 5.7—9.0 t/ha ja koripajuklooneilla 3.4—9.6 t/ha. Istutustiheys oli kaikilla klooneilla 32000 kpl/ha. Kuva 1. Lannoituksen vaikutus vannepajun ja jokipajun kuiva-ainetuotokseen kolmen ensimmäien kasvukauden aikana. Fig. 1. Above ground o.d. biomass production during the first three growing seasons of S. dasyclados and S. triandra under different fertilization treatments. Kirjallisuus Hytönen, J. 1990. Lyhytkiertoviljelmien ravinnetalous ja biomassatuotos. Metsänhoitotieteen lisensiaattityö. Hel singin yliopisto. Perry, D. A. 1985. The competition process in forest stands. Teoksessa: Cannell, M.G.R., Jacson, J.E. (toim.) 1985. Trees as Crop Plants. Institute of Terrestrial Ecology. Natural Environment Research Council, ss. 481—506. 108 SOSIOEKONOMISET TEKIJÄT JA PELTOJEN METSITTÄMINEN Socio-economic aspects of field afforestation in Finland Ashley Selby Metsäntutkimuslaitos, Metsäekonomian tutkimusosasto, 00170 Helsinki Abstract The paper summarizes previous socio-economic investigations of field afforestation activities in Finland. The intensity of field afforestation activities possesses a marked southwest-northeast trend, with the greatest intensities being found in central, eastern and north-eastern Finland. While the distribution is strongly correlated with the quality of agricultural land, there are also distinct socio-economic factors underlying the decision to afforest agricultural land. Poor farm structure, small farm site, aging farm population, generation transfer problems, and a low degree of development of the socio-economic environment all possess a positive explanatory relationship with the propensity to afforest fields. Analyses of the applications for permission to afforest arable land have revealed that in eastern Finland, where the agricultural tradition is younger, applications to afforest agricultural land have been more frequently rejected than in western Finland. Dairy farmers have been more active than grain farmers in seeking afforestation permits. The general trend of the 1980 s has been that those farmers seeking permission to afforest fields had already ceased agricultural production. Recent legislation has considerably increased the premiums and other state support for field afforestation as well as easing the conditions, but the response from the farming public has not been sufficient to even nearly meet the intended sustainable field afforestation rate of 10000 ha/year. Since the first legislation in 1969, which supported field afforestation with state grants, some 110000 ha of agricultural land has been afforested by planting and artificial seeding. During the same period, land clearance activities have continued as supplementary arable land has become increasingly scarce and its price increasingly prohibitive. The mismanagement of the introduction of legislation to impose a land clearance fee led to an eighteen-month land clearance bonanza, so that by 1988 the area of land clearances during the period in question is almost the same (c. 107000 ha) as the area of field afforestation achieved through state subsidies. Taustaa Viljellyn peltopintaalan supistaminen on ollut valtiovallan keskeisimpiä tavoitteita maatalouden ylituotannon vähentämisessä. Vasta vuonna 1969 tehtiin ensimmäinen varteenotettava yritys peltoalan supistamiseksi, huolimatta maataloustuotteiden markkinoinnissa esiintyneistä ongel mista (Komiteanmietintö 1960:9 & 1961:1). Peruslainsäädännöksi tuli vuoden 1969 pellonva rauslainsäädäntö, jonka lisäksi laadittiin vuoden 1969 Metsänparannuslakiin liittyvä lisäys, joka salli metsävarojen käytön peltojen metsittämiseen. 1960-luvun lopussa ja 1970-luvun alussa maaseudun rakennemuutos oli yhtä mittavaa kuin nykyisin. Silloin maaseudun autioituminen oli niin voimakasta, että se vaikutti peruutta mattomasti maamme maaseudun luonteeseen. 109 Pellonvarausohjelmia alettiin toteuttaa rakennemuutoksen aikana. Niissä suosittiin eniten pieniä maatiloja alueilla, joissa sosioekonominen rakenne oli heikko ja yhä heikkenevä. Lisäk si Metsänparannuslaki taijosi monille tukirahoitusta varattujen maa-alueiden metsittämiseksi. Alueelliset erot pellon metsittämisessä sosioekonominen selitysmalli Aikaisempi pellon metsittämiseen liittyvä tutkimus (Selby) osoitti suuria alueellisia eroja pel tojen metsittämisen voimakkuudessa (ks. kuvio lb). Eroja selittävää kehitystä tarkasteltiin ka sautuvan kasvun teorian (Myrdal 1957) avulla. Teorian mukaan, kun jollakin alueella tapah tuu sosioekonomista kasvua tai heikkenemistä, tasapainosta erkaantumista edistävät tekijät kumuloituvat, joten jos heikentymistä alkaa tapahtua se kiihtyy kunnes se pysäytetään. Seuraava a priori-malli laadittiin, jotta pellon metsittämisessä esiintyviä alueellisia ja paikallisia eroja kyettäisiin selittämään: jossa: y = peltojen metsittämisen voimakkuus mitattuna viljeltyjen peltojen suhteellisen määrän avulla PAS = huonot maatalouden rakenneominaisuudet, FOD = maatalouden omistussuhteisiin liittyvät häiriötekijät, PSEC = huonot sosioekonomiset olosuhteet, IF = institutionaaliset tekijät (tässä tapauksessa Metsänparannuslain merkitys pellon metsittämisessä). Mallin testaamisessa käytettiin sekä yksittäisiä että yhdistelmämuuttujia, joista viimeksi mainitut saatiin faktorianalyysin avulla. Agregoidut tasot saatiin metsälautakunnilta alueellista analyysiä varten ja Itä-Savon metsälautakunnilta paikallista analyysiä varten. Yhdistelmämuuttu jien avulla saadut tulokset olivat seuraavat: ALUEELLINEN TASO jossa: y = pellon metsitämisen voimakkuus PAS = pientilakerroin FOD = sukupolvenvaihdoskerroin PSEC = maatalous- ja yhteiskunnallinen muutoskerroin IF = metsänparannuslain avulla metsitettyjen peltojen suhteellinen osuus PAIKALLINEN TASO jossa: y = pellon metsittämisen voimakkuus PAS = kehittyneen maatalouden osuus PSEC = yhteiskunnallisen osallistumisen kerroin FOD = nuorempien viljelijöiden osuus y = b Q + + b 2 FOD + bjPSEC + + u y = t = SEE -30.96 + 0.02PAS + 0.02FOD + 0.01PSEC + 0.561 F -11.5 9.2 8.6 2.9 8.9 =1.18 F = 69.05 Risk = 0.00 R = 0.97 R 2 = .94 y = 36.17 - 0.02PAS - 0.19PSEC - 0.018FOD t = 6.85 -3.34 -3.16 -2.95 SEE = 2.13 F = 10.32 Risk = 0.002 R = 0.88 R 2 = 0.69 110 Malli osoitti luotettavasti kuinka pellon metsitys vaikutti 1970-luvun rakennemuutokseen. Heikko maatalouden rakenne ja maatilanomistukseen liittyvät puutteet vaikuttivat erittäin voi makkaasti pellon metsittämisen voimakkuuteen niin alueellisesti kuin paikallisesti. Sosioekono misen rakenteen puutteilla oli erittäin voimakas alueellinen vaikutus ja voimakas paikallinen vaikutus. Pienempi paikallinen vaikutus selittyy sillä, että alueella, jossa kunnat sijaitsevat, on homogeeninen rakenne (tiedoston varianssi oli pienempi). Kuvio 1. Huonolaatuinen maatalousmaa (luokat ID ja muut) ja erityyppisten maatalouden rajoittamistoimien alueellinen jakaantuminen. 111 Maatilojen rakenne ja pellon metsitys Maatilakohtaiset analyysit kehittyvästä kunnasta (Siilinjärvi) ja heikkenevästä kunnasta (Savonranta) johtivat erilaisiin, mutta täydentäviin tuloksiin, joista seuraavat esimerkit (Selby 1980 b & 1981): jossa: y = metsitettyjen peltojen suhteellinen määrä = peltoala x 2 = maatilan ulkopuolisten työpäivien määrä Xj = pääasiallinen ammatti muu kuin viljelijä x 4 = viljelijän ikä = suhteellinen ohran viljelyala = suhteellinen kauran viljelyala Xj = laidunmaa Xg = lehmien lukumäärä Xp = sähkön käyttömahdollisuus Savonrannassa peltokohtaisesti tehty pellon metsitystutkimus (Selby 1980) osoitti, että seuraavat tekijät vaikuttivat pääasiallisesti peltojen metsittämiseen: Historialliset tekijät: Peltojen pienuus Tieyhteyden puuttuminen Omistussuhteet: Omistajan vaihdos Fyysiset olosuhteet: Jyrkät rinteet Alhainen tuottoisuus Kivisyys Märkyys Hallanalttius Tarkastelujen tulokset Kaiken kaikkiaan edellä mainittujen analyysien tulokset osoittavat selvästi, että ne, jotka hyötyi vät eniten uudesta lainsäädännöstä ja rahoituksesta, olivat eläkeikää lähestyvät viljelijät. Heillä ei heikon tilarakenteen vuoksi ole perheenjäseniä jatkamaan viljelyä. Tätä ilmiötä vahvisti lisäk Malli R 2 F F.05 SAVONRANTA y = 12.5 + 22.14x, + 0.70X 4 .13 6.01 3.13 (8.7) (.31) y = 77.85 - 1.13x5 - 1.05X6 - 0.12X, .30 11.64 2.74 (.28) (.33) (.05) SIILINJÄRVI y = 97.61 - O.OIx. - 0.78x, .37 8.47 3.34 (.005) (.416) y = 35.78 + 0.12x, - 2.26X8 .34 7.42 3.34 (.04) (1.16) y = 28.61 + 41.65x, - 26.03xq .46 11.88 3.34 (10.1) (10.57) 112 si sosioekonomisen ympäristön puutteellisuus ja sen seurauksena tapahtuva poismuutto, jolloin sukupolvenvaihdosta ei välttämättä seuraa maatilan viljelyn jatkaminen leipätyönä. Tulokset osoittavat myös, että heikkotuottoisia peltoja metsitettiin helpommin kuin hyvä tuottoisia. Näin voitiin todeta viljelijöiden metsityskäyttäytymisen olevan huomattavan johdon mukaista taloudellisesta näkökulmasta. Jos tuloksia sovelletaan viimeisten 20 vuoden metsityskäyttäytymiseen (kuvio 2), tode taan selvästi, että vuosien 1969 ja 1974 välinen raju innostus peltojen metsittämiseen johtui viljelijöistä, joiden maatilat olivat vaikeuksissa. Näillä tiloilla edellytykset jatkamiseen olivat kaikkein heikoimmat, joten viljelijät päättivät hyötyä myönnetyistä metsitysavustuksista eläk keensä lisäksi ja verotuksen vähentämiseksi. Vaikka pellon metsittämiseen on käytetty paljon julkisia varoja (Maa- ja metsätalousmi nisteriö 1988), se ei ole johtanut maataloustuotannon supistumiseen vaan jäljellä olevaa maata lousmaata viljellään yhä voimaperäisemmin (Selby 1990, Toropainen 1990). Toisaalta pellon metsittämisellä arvellaan olevan hyvin vähäinen vaikutus puuntaijontaan tulevaisuudessa. Kuvio 2. Vuosittainen metsitettyjen peltojen määrä, 1969—88 Pellon metsittämisen nykyinen ja tuleva kehitys Viimeaikaiset tutkimukset vahvistavat edellämainittuja tuloksia (esim. Anttila & Lehtiniemi 1989, Anttila 1990, Mustonen 1990 ja Maa-ja metsätalousministeriö 1988). Anttilan tutkimusta tuotannon lopettamista käsittelevistä LUEL- sopimuksista käyttivät paljolti hyväksi karjankas vattajat, jotka olivat joka tapauksessa lopettamassa maataloustuotannon. Vastaavasti, Mustosen tutkimus Liperin ja Kruunupyyn tiloista, jotka olivat pyytäneet lupaa pellon metsittämiseen metsityspalkkion saamiseksi, osoitti, että 70% hakemuksista koski tiloja, joiden pääasiallinen maataloustuotanto oli jo lopetettu; 85% oli kaijatiloja ja 20% maatiloista oli jo asumattomia. Viimeaikaiset huomattavat pellon metsityspalkkioiden korotukset ovat johtaneet vain vähäiseen kasvuun pellon metsittämisessä (Kuvio 2). Nykyisen laajan metsitysohjelman tavoitteiden todennäköisyys voidaan siis asettaa kyseenalaiseksi, jos ensimmäisen 70-luvun alkupuolen metsitysvaiheen kokemukset otetaan huomioon. 113 Maa- ja metsätalousministeriön (1988) mukaan huonoa maatalousmaata (luokat ID ja muut) oli 180000 ha, josta 40000 ha on metsitetty. Huonolaatuinen maa sijaitsee pääasiallisesti Itä- ja Pohjois-Suomessa (kuvio la). Tämä selittää osittain miksi maatalouden rakenneominai suudet ovat heikot näillä alueilla. Kuten edellä todettiin, juuri näillä alueilla sosioekonomiset ja maatalouden rakenteeseen liittyvät ongelmat olivat syynä huomattavaan pellon metsittämiseen. Kuvioista lb ja lc voimme havaita, että maatalouden supistuminen on jatkuvaa Itä- ja Pohjois-Suomessa. Maan hyvyys luokari ID, viljelemättömän peltoalan ja metsitetyn maan välillä on selvä maantieteellinen vastaavuus, vaikka Pohjois-Suomessa maa jätetään helpommin viljelemättömäksi sen sijaan, että se metsitettäisiin (maatalousmaan luonnollisen metsittämisen mahdollisuus on tässä huomioitu). Kuvio 1 osoittaa toisaalta, että paremman maatalousmaan Etelä-ja Länsi-Suomessa vuosittainen kesannointisopimus on suosituin tapa viljelyksessä olevan maatalousmaan vähentämisessä. Pellon metsittämisen tulevaisuudessa voidaan nähdä kaksi vaihtoehtoa. Ensinnäkin uusi pellon metsitysboomi tulee nostamaan vuosittaiset tavoitteet 10000 hehtaariin, mikä jatkuu samaa tahtia vuodesta toiseen kunnes jäljellä olevat 140000 hehtaaria huonolaatuista maata on metsitetty. Operaatiot sijoittuvat pääosin Itä- ja Pohjois-Suomeen ja aiheuttavat suuria maise mallisia muutoksia näillä alueilla. Maatalouden toiminnan edellytykset supistuvat minimiin kaikkine yhteiskunnallisine ja taloudellisine seurauksineen. Avoimeksi jää kuitenkin kysymys siitä, miten laajat tilojen lopettamiset vaikuttavat maataloustuotannon määrään, ottaen huomioon maatalouden tehokkuuden ja tuottavuuden parantumisen. Taulukko 1. Peltojen metsitystavoitteet. * Vuoden 1988 kustannustaso Keskikustannus noin 4500 mk/ha Mikäli siirrytään 20%:sti luontaiseen uudistamiseen, on keskikustannus n. 4000 mk/ha. Lainastaluopumisavustuksen pienentäminen muuttanee rahoitusta jonkin verran lainavoittoisemmaksi . Lähde: Pellon metsitystyöryhmän muistio, MMM 1988:32 Vuos i Suorite- Rahoitus, mmk U tavoite, Avustus Laina Omistajan Yhteensä ha varoin PELLON METSITYSTYÖRYHMÄN ESITYS 1988 4 200 15.4 0.9 2.7 19 - 0 II 1989 5 000 16.6 1.0 2.9 20.5 3> 1990 7 000 23.3 1.4 4.0 28.7 1991 8 000 26.6 1.6 4.6 32.8 1992 9 000 29.9 1.8 5.2 36.9 1993 10 000 33.2 2.1 5.7 41.0 1994 10 000 33.2 2.1 5.7 41.0 1995 10 000 33.2 2.1 5.7 41.0 METSÄ 2000-OHJELMAN TAVOITTEET 1988 3 000 10.0 0.6 1.7 12.3 1989 4 000 13.4 0.8 2.2 16.4 1990 4 000 13.4 0.8 2.2 16.4 1991 5 000 16.6 1.0 2.9 20.5 1992 6 000 20.0 1.2 3.4 24.6 1993 7 000 23.3 1.4 4.0 28.7 1994 8 000 26.6 1.6 4.6 32.8 1995 10 000 33.2 2.1 5.7 41.0 114 Toisessa vaihtoehdossa yhteiskunnan vastustus peltojen metsittämiseen voimistuu palkkioiden suuruudesta ja muista kannustuskeinoista riippumatta. Kuvion 2 osoittaman tren din mukaan tämä on parasta aikaa toteutumassa. Toisaalta sosioekonomisesti heikentyvällä alueella, huonolaatuisella maaperällä sijaitsevien pientilojen kannattavuus on vaakalaudalla pitkällä tähtäimellä. Tässä tarkastelussa on käsitelty monia pellon metsittämisen käytäntöön liittyviä ongel mia. Pellon metsitys on hieman hidastunut näiden ongelmien vuoksi, mutta todennäköisemmin siihen ovat vaikuttaneet syvällisemmät, käyttäytymistekijöihin liittyvät syyt. Maankäytön muutoksia estävien käy ttäytymistekij öiden, erityisesti pellon metsittämiseen liittyvän vastustuk sen tutkimiseksi ja mallittamiseksi on käynnistetty tutkimus. Malli on esitetty kuviossa 3. Se perustuu käyttäytymisteorioihin, joita testattiin laajamittaisesti aikaisemman maatalousyrittäjiä koskevan tutkimuksen yhteydessä (Selby 1989). Aineisto hankitaan kyselylomakkeiden avulla, jotka lähetetään otokseen valituille tiloille syksyn 1991 aikana. Tutkimuksen tulokset saadaan vuosina 1992 ja 1993. Pellon metsittämisen edistämiseen (palkkiot ja muut kannustuskeinot) käytettyjen valtion varojen hyödyllisyys tulisi selvittää tuhlauksen välttämiseksi. Tätä tarkoitusta varten tarvitaan paljon lisätietoa maanomistajien pellonmetsitysalttiudesta sekä fyysisistä ja psykologisista kyn nyksistä, jotka vaikuttavat pellon metsityshalukkuuteen. Uuden tutkimuksen tarkoituksena on tämän kysymyksen osittainen selvittäminen. Kuvio 3. Viljelijän pellon metsitysalttiutta kuvaava malli. 115 Kirjallisuus Anttila, M. 1981. LUEL-viljelemättömyyssitoumus ja pellon käyttö sopimuskauden jälkeen. Maatilahallituksen julkaisuja. Helsinki. & Lehtiniemi, T. 1989. Metsityspalkkion epääminen ja pellon sen jälkeinen käyttö. Maatilahallituksen jul kaisuja. Helsinki. Komiteanmietintö 1960:9. Talousohjelmakomitean osamietintö 11. Tuotantopoliittinen ohjelma. Helsinki. Komiteanmietintö 1961:1. Metsätalouden suunnittelukomitean mietintö. Silva Fennica 110, 191 s. Maa-ja metsätalousministeriö. 1988. Pellon metsitystyöryhmän muistio. Helsinki. Mustonen, M. 1990. Pellon metsittämiseen vaikuttavat tekijät. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 365, 70 s. Myrdal, G. 1957. Economic Theory and Underdeveloped Regions. London. Selby, J. A. 1974. Afforestation of field in Finland: agricultural background and recent achievements. Comm. Inst. For. Fenn. 82(4), I—sl.1—51. 1980 a. Field afforestation in Finland and its regional variations. Comm. Inst. For. Fenn. 99(1), 1—126. 1980b. Field afforestation at the farm level in Finland. Fennia 158(2), 63 —81. 1981. Regional variations in field afforestation in Finland. Unpublished Ph.D.Thesis. Faculty of Science and Engineering, University of London. 333 p. 1989. An exploratory investigation of entrepreneurial space: the case of small sawmills, North Carelia, Finland. Acta For. Fenn. 205, 55 s. Toropainen, M. 1990. Metsätalous tilan päätuotantosuuntana kansantalouden näkökulmasta. Metsäntutkimuslai toksen tiedonantoja 351. 116 PELTOJEN METSITTÄMISEN K ANNATTAVUUSVAIKUTUKSISTA MAANVIL JELIJÄ-METSÄNOMISTAJAN NÄKÖKULMASTA The profitability effects of field afforestation from the standpoint of the farmer Jukka Aarnio Metsäntutkimuslaitos, Liiketaloudellisen metsäekonomian tutkimussuunta, 00170 Helsinki Abstract The agricultural overproduction problems in Finland have forced many farmers to carefully consider alternative uses for their fields. In practice, this means timber growing on many field s. Before making the final decision, the farmer is eager to know the financial effects of the alternatives. Afforestation is financed mostly by forest improvement aid. Labour costs only are financed by loans. After afforestation the farmer receives an afforestation grant of 7000—10600 FIM/ha depending on the location of the field. Johdanto Maatalouden ylituotanto-ongelmat vaikuttavat jo nykyisin pellon käyttömuotoihin. Maatalouden vientituen vähentämiseen on paineita sekä kotimaassa että ulkomailla. Tulevaisuudessa pyritään yhä enenevässä määrin vähentämään perinteistä maataloustuotantoa. Tuotannon ohjaamisessa viranomaiset ovat käyttäneet monia vaihtoehtoisia tapoja. Käytännössä ne ovat merkinneet useimmiten tuotannon rajoittamista. Viime vuosina tutuiksi maatalouspoliittisiksi käsitteiksi on maanviljelijöille muodostunut mm. kesannointi, peltojen paketointi, erilaiset kiintiöt, perusta mislupajäijestelmät ja peltojen metsitys. Ylituotannon purkaminen merkitsee jatkossa osalle peltoja käyttömuodon täydellistä muu tosta. Maataloustuotantoa ohjaavat lait ja asetukset antavat puitteet, joissa maanviljelijä hajoit taa ammattiaan. Tämä merkinnee käytännössä monien peltolohkojen kohdalla puuntuottamista metsänparannussäännöstön mukaisella rahoitustuella. Päätöksentekijää eli maanviljelijää kiinnos taa tällöin, minkälaisiksi muodostuvat taloudelliset vaikutukset erilaisissa tuotantovaihtoehdois sa? Se merkitsee pellon maa- tai metsätaloustuotannon yksityistaloudellisen kannattavuuden sel vittämistä. Päätöksentekotilanne Perinteistä kasvinviljelyä harjoittaneille maanviljelijöille on päätöksentekotilanne, jossa verra taan keskenään maa- ja metsätaloutta, uusi ja sen vuoksi arveluttava. Pellonmetsitys on erittäin pitkävaikutteinen ja nykyisin käytännössä peruuttamaton investointi. Sen sijaan kasvinviljelyssä on kysymys huomattavasti lyhyemmästä aikajänteestä, mutta erilaiset rajoittamistoimenpiteet ovat lisänneet maataloustuotantoon liittyvää epävarmuutta. Metsittämispäätökseen vaikuttavat monet sekä taloudelliset että ei-taloudelliset tekijät. 117 Etenkin maanomistajan henkilökohtaiset syyt ovat usein kokonaan kannattavuusvertailun ulko puolella. Tällaisia syitä ovat mm. sukupolvien yli ulottuvat perinteet, maisemalle asetetut es teettiset näkökohdat tai viljelystä luopuminen korkean iän vuoksi. Kannattavuusnäkökohdat tulevat jo selvemmin esille maanomistajan asettaessa tavoitteita maatilansa kehittämiselle. Tasaisia tuloja pidetään usein tärkeänä tavoitteena, jonka suhteen kasvinviljely ja pellonmetsitys poikkeavat suuresti toisistaan. Investointeihin liittyvät tulo odotukset ovat hyvin erilaisia esitetyissä tuotantovaihtoehdoissa. Pellonmetsityksissä tulot koostuvat metsityspalkkiosta ja vuosikymmenten päästä saatavista hakkuutuloista. Kasvin viljelyssä tuloja saadaan vuosittain. Päätösvaihtoehtoja rajoittavat erilaiset institutionaaliset tekijät sekä toisaalta maatilaan liittyvät rajoitteet. Ensiksi maataloustuote- ja raakapuumarkki noilla ilmenevät epätasapainotilat rajoittavat toimintavaihtoehtoja. Toiseksi julkisen vallan harjoittamalla tukipolitiikalla ja verotuskäytännöllä rajoitetaan tuotantoa. Lisäksi maatilan käytettävissä olevat resurssit ja maanviljelijän henkilökohtaiset rajoitteet supistavat tuotan tomahdollisuuksia. Päätöksenteko tapahtuu sekä maa- että metsätaloudessa epävarmuuden vallitessa. Joiden kin maanomistajien kohdalla tällä ei ole merkitystä silloin, kun metsittämispäätös on syntynyt kokonaan ei-taloudellisin kriteerein (esim. ikä, pellon sijainti, maatalouden ylituotanto). Useim mat pellonmetsittäjät kaipaavat kuitenkin päätöksensä tueksi kannattavuuslaskelmia mahdolli sista tuotantovaihtoehdoista. Kuva 1. Pellon käytön yksinkertaistettu päätöksentekokehikko. Kannattavuuden määrittäminen Metsänviljelyssä joudutaan ratkaisemaan monia kannattavuuteen vaikuttavia osatekijöitä, jotka vaikuttavat myös koko viljelyketjun onnistumiseen. Toimenpiteistä voidaan muodostaa tuhansia vaihtoehtoisia tuotantotapoja. Vastaavasti peltojen kasvinviljelyssä kannattavuus muodostuu monien osatekijöiden yhteisvaikutuksesta. Paras tuotantomuoto joudutaan aina etsimään äärelli sestä määrästä vaihtoehtoja. Näiden muotoilu riippuukin huomattavassa määrin siitä, minkälais ta lopputulosta päätöksentekijä tavoittelee. Metsätaloudessa tavoitellaan usein pelkästään tiettyä tavoitetasoa, ei optimia. Vaihtoehtojen arviointi ja kannattavuusvertailut tehdään tällöin otta malla huomioon pelkästään realistiset tuotantovaihtoehdot. Lähtökohtana pellonmetsityksissä maanomistajalla on yksittäinen peltolohko tai jopa maaatilan kaikki pellot, joiden tuleva tuotantomuoto on ratkaistava. Laskelmien perustaksi on aluksi muodostettava sekä maa- että metsätaloudessa haij ohettavat tuotantovaihtoehdot. Pellot ovat koostumukseltaan ja tuotoskyvyltään hyvin erilaisia. Sen vuoksi ne on luokiteltava omiksi 118 ryhmikseen ainakin kivennäis- ja turvemaiden osalta. Samoin viljanviljely ja nurmikasvien vil jely on käsiteltävä erikseen. Kaiken kaikkiaan vaihtoehdot vähenevät maataloustuotannossa edettäessä pohjoisemmaksi. Peltojen ominaisuudet vaikuttavat myös puulajin valintaan sekä käytettävään metsitysmenetelmään. Tuotokset sekä maa- että metsätaloudessa vaihtelevat alueellisesti merkittävästi. Pohjois suomessa tärkein viljelykasvi on nurmi (heinä), jonka lisäksi pelloilla tuotetaan ainoastaan rehuviljaa. Sen sijaan Etelä-Suomessa vaihtoehtoisia lajikkeita on jo huomattavasti enemmän. Maanviljelijä ei ole halukas kohdistamaan metsitystä parhaille peltolohkoille, vaan maatilan syijäisimmille ja heikkotuottoisimmille pelloille. Tämän vuoksi myös tuotos jää pienemmäksi kuin alueen keskimääräinen satotaso. Poikkeuksen edellisestä tekevät maanviljelijät, jotka metsittävät tilan kaikki pellot. Peltojen metsitysmenetelmät -tutkimushankkeessa toteutetaan alueelliset inventointitutki mukset, joista saadaan tietoa vaadittavista viljely ketjuista ja puulajeittaisista onnistumisprose nteista erilaisissa kohteissa. Puuston tulevaa tuotosta ja kehitystä arvioidaan viljeltyjen metsi köiden kasvua kuvaavien kasvatusmallien avulla sekä käyttäen apuna metsälaskelma MELAa. Investoinnin kannattavuuden kannalta keskeinen osatekijä on rahoitus. Maatalouden puolella laskenta voidaan tehdä pelkästään omarahoitusvaihtoehdolla, koska tarkastelun on perustuttava pellolta saataviin vuosittaisiin nettotuloihin. Erilaisilla lainoitusvaihtoehdoilla ei siten ole merkitystä varsinaisen tuloksen kannalta, vaikka maatalousinvestointeihin onkin tarjol la luottoa erilaisilla koroilla rahoittajasta riippuen. Palkkiometsityksen edellytyksenä on, että pellolta on koijattu sato, peltoa on hoidettu kesantona tai viljelty laitumena edellisenä kasvukautena. Toteuttaessaan peltonsa metsityksen omalla kustannuksellaan maanviljelijä saa tehdä sen ilman viranomaisten metsityslupaa. Tällöin hänelle ei myöskään myönnetä metsityspalkkiota. Yleisimmin käytetty menettely on metsälauta kunnan hyväksymän suunnitelman ja rahoituspäätöksenmukainen metsitys, jonka perusteella maanomistaja on oikeutettu saamaan metsityspalkkion. Vuonna 1991 valtioneuvoston vahvista ma palkkio on 7000—10600 markkaa hehtaarilta maaseutupiiristä riippuen. Metsityspalkkion saa kaksinkertaisena, jos maanviljelijä on tehnyt maataloustuotannon vähentämissopimuksen ja metsittää peltonsa kolmen ensimmäisen sopimusvuoden aikana. Kuva 2. Pellonmetsitysten kannattavuusvertailun laskentakehikko nykyarvomenetelmää käytettäessä. 119 Metsityshankkeiden toteuttaminen tapahtuu tällöin valtion varoin. Metsänparannusvaroista maksetaan kokonaan suunnitelman teosta sekä työnjohdosta aiheutuneet kustannukset ja materi aalikustannukset käsittäen siemenet, taimet sekä heinän- ja vesakontoijunta-aineet. Työkustan nukset maksetaan metsänparannuslainalla ja -avustuksella. Lainoilla on 2—B korotonta vapaa vuotta ja avustusprosentti vaihtelee o—7o0—70 % rahoitusvyöhykkeestä riippuen. Maksettavaksi jäävän lainaosuuden vuotuismaksu on 6 % kaikilla 8 rahoitusvyöhykkeellä. Maksuaika on 24 vuotta. Vuonna 1991 otettiin käyttöön uutena rahoitusmuotona ns. omatoiminen metsitys. Tässä tapauksessa maanomistaja huolehtii itse koko metsityksestä ja saa valtiolta avustusta maa- ja metsätalousministeriön vahvistamien keskimääräisten metsityskustannusten mukaisesti. Rahoitustavasta riippuen metsityshankkeiden tulo- ja menovirrat muodostuvat hyvin erilaisiksi. Oma-rahoitusvaihtoehto on maanomistajalle taloudellisesti raskas, koska menot ajoittuvat tarkasteluperiodin alkuvaiheeseen ja tulot vasta vuosikymmenten päähän. Muissa rahoitusvaihtoehdoissa pellon tuotannonmuutoksesta maksetaan metsityksen jälkeen palkkio ja lisäksi metsänparannusrahoitus helpottaa hankkeiden kustannusvaikutusta. Kannattavuus on käsitteenä moniselitteinen, koska samaa termiä voidaan käyttää monella eri tasolla. Tarkastelun kohteena voi olla mm. yksittäinen investointihanke, yritys, toimiala tai kansantalouden tuotantosektori. Kannattavuutta voidaan vielä arvioida kullakin tasolla useista eri näkökulmista. Tässä esityksessä on tuotu esille niitä näkökohtia, jotka vaikuttavat pellon metsityksen yksityistaloudelleen kannattavuuteen yksittäisen maanviljelijän tai maanviljelijä metsänomistajan näkökulmasta. Kannattavuuden määrittäminen merkitsee tässä yhteydessä kuvassa 2 esitettyjä pellon vaihtoehtoisille tuotantomuodoille laskettuja nykyarvoja, joiden perusteella maanomistaja voi tehdä päätöksiä pellon käytöstä tulevaisuudessa. Kannattavuus voidaan määrittää myös muilla investointikriteereillä. Epä varmuustekijät Kaikille investoinneille on tyypillistä epävarmuuden lisääntyminen aikavälin pidentyessä. Eten kin Suomessa metsätaloudellisten investointien vaikutusaika on erittäin pitkä. Tämä on omiaan lisäämään epävarmuutta. Puunkasvatukselle on myös olennaista se, että tuottotekijöissä epävar muus on suurempaa kuin kustannustekijöissä. Etenkin metsitysinvestoinneissa lähes kaikki kus tannukset sijoittuvat tarkasteluperiodin alkuvuosiin ja tuotot vastaavasti vuosikymmenten pää hän. Maatalouden puolella kasvinviljelyssä periaatteessa aikajänne on ainoastaan yksi vuosi. Tämän vuoksi voisi olettaa myös epävarmuuden olevan huomattavasti pienempää kuin metsäta louden puolella. Käytännössä kuitenkin esim. satotaso vaihtelee vuosittain hyvin voimakkaasti. Samoin puuston vuotuinen kasvu heilahtelee jopa kymmeniä prosentteja keskiarvonsa molem milla puolilla. Vuotuisiin hakkuumääriin tällä ei kuitenkaan ole vaikutusta. Lisäksi maatalou den puolella epävarmuutta on lisännyt ja lisäävät myös tulevaisuudessa erilaiset maatalouspoliit tiset rajoitustoimenpiteet. Kokonaisuutena pellon tuleva tuotantomuoto erilaisilla vaihtoehdoilla on vaikea ongelma maanomistajalle. Perinteinen kasvinviljely sisältää jo lyhyellä aikavälillä runsaasti erilaisia epä varmuustekijöitä tuotannon markkinoinnin suhteen. Toisaalta myös raakapuun menekki näyttää lyhyellä aikavälillä epävarmalta etenkin tällä hetkellä. Minkälaisiksi raakapuun kysyntä ja kantohinnat muotoutuvat pitkällä aikavälillä jää varmasti pellonmetsittäjille epävarmaksi. Päätöksentekijän on kuitenkin syytä muistaa, että myös metsitysinvestoinnin kannattavuuden määrittämisessä saavat suuren painon lähiajan tapahtumat eli metsitysinvestoinnin yhteydessä maanomistajalle maksettava metsityspalkkio. 120 Kirjallisuutta Honko, J. 1969. Investointien suunnitteluja tarkkailu.WSOY. Kurtz, W. & Bernard, J. 1981. Decision-making framework for nonindustrial private forest owners: An appli cation in the Missouri ozarks. Journal of Forestry. Toukokuu, s. 285—288. Laki maataloustuotannon tasapainottamisesta. Suomen asetuskokoelma 72/1990. Metsänparannusasetus. Suomen asetuskokoelma 30.4.1987, Metsänparannuslaki. Suomen asetuskokoelma 140/13.2.1987. Pellon metsitystyöryhmän muistio. 1988. Työryhmämuistio MMM 1988:32. Rossi, S., Varmola, M. & Hyppönen, M. 1991. Pellonmetsityksen onnistuminen Lapissa. Summary: Afforestation of fields in Finnish Lapland. Käsikirjoitus Folia Forestalia -saijaan. Valtanen, J. 1991. Peltojen metsityksen onnistuminen Pohjois-Pohjanmaalla 1970-luvulla. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 381, 52 s. Vuokila, Y. & Väliaho, H. 1980. Viljeltyjen havumetsiköiden kasvatusmallit. Summary: Growth and yield models for conifer cultures in Finland. Comm. Inst. For. Fenn. 99(2), 271 s. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja -sarjassa Kannuksen tutkimusasemalta ilmestynyt: N:o 98 Jyrki Hytönen. 1983. Vaaka- ja pystyistutuksen vertailua pajunkasvatuk sessa. Abstract: Comparison of horizontal and vertical planting of willow cuttings. 14 s. N:o 120 Metsäntutkimuspäivä Kannuksessa 15.9.1983. 40 s. N:o 132 Ari Ferm ja Jyrki Hytönen. 1984. Säilytyksen vaikutus kosteusnäyttee seen puun kuivamassan määrityksessä. Abstract: Effect of sample storage in determination of tree dry mass. 16 s. N:o 163 Jyrki Hytönen ja Ari Ferm. 1984. Vesipajun vesojen puuteknisiä ominai suuksia. Abstract: On the technical properties of Salix 'Aquatica' sprouts. 20 s. N:o 206 Metsäntutkimuspäivä Kannuksessa 28.11.1985. Forest Research Day at Kannus 28.11.1985. 99 s. N:o 245 Jyrki Hytönen. 1987. Lannoituksen vaikutus koripajun ravinnetilaan ja tuotokseen kahdella suonpohja-alueella. Summary: Effect of fertilization on the nutrient status and dry mass production of Salix viminalis on two peat cut-away areas. 31 s. N:o 250 Metsäntutkimuspäivä Kokkolassa 13.3.1987. Metsäteknologian teema päivä. 113 s. N:o 304 Ari Ferm (ed.). 1988. Proceedings of the lEA Task II meeting and workshops on cell culture and coppicing. In Oulu, Finland, August 24—29, 1987. 115 s. N:o 320 Ari Ferm, Jyrki Hytönen, Kimmo K. Kolari & Heikki Veijalainen. 1988. Metsäpuiden kasvuhäiriöt turkistarhojen läheisyydessä. Sammandrag: Tillväxtstörningar i skogsträd i närheten av pälsfarmer. Abstract: Growth disturbances of forest trees close to fur farms. 77 s. N:o 322 Ari Ferm & Maire Ala-Pöntiö (toim.). 1989. Metsäntutkimuspäivä Kannuk sessa 1988. 96 s. N:o 329 Esa Heino. 1989. Suomalainen pajukirjallisuus. Finnish bibliography on willow. 30 s. N:o 346 Juha Nurmi & Keijo Polet (ed.). 1990. Measurement and evaluation of wood fuel. Proceedings of the lEA/BE TASK VI Activity 5 Workshop in Jyväskylä, Finland. October 25—27, 1989. 64 s. N:o 348 Ari Ferm. 1990. Coppicing, aboveground woody biomass production and nutritional aspects of birch with specific reference to Betula pubescens. 35 s. + osajulkaisut. N:o 374 Ari Ferm ja Esa Heino (toim.). 1991. Keski-Pohjanmaa Nouseva metsä maakunta. Metsäntutkimuspäivä Ylivieskassa 14.6.1990. 43 s.