Viljelykierron voima

Mitä jos parhaan viljelykasvilajikkeen valinnassa pitäisi katsoa sen oman sadon lisäksi myös pidemmälle?

Queenslandin yliopiston tutkijat selvittävät uudenlaista lähestymistapaa kasvinjalostukseen.

Siinä tarkastellaan myös sitä, mitä viljelykasvi jättää jälkeensä seuraavaa viljelykierron kasvia varten. Heidän työnsä viittaa siihen, että lajikkeiden väliset geneettiset erot voivat vaikuttaa seuraavan kasvin menestymiseen. Tämä voisi avata uuden väylän tuottavampiin ja tehokkaampiin viljelyjärjestelmiin.

Yhden sadon sijaan koko viljelykierto

Perinteisessä kasvinjalostuksessa painotetaan usein yksittäisen viljelykasvin menestymistä. Sato, kasvu ja muut ominaisuudet voivat ratkaista, mitkä lajikkeet valitaan tulevaan viljelyyn. Queenslandin tutkimusryhmä ehdottaa laajempaa näkökulmaa.

Lajiketta ei tarkasteltaisi vain sen oman kasvukauden aikana tuottaman sadon perusteella, vaan myös sen mukaan, miten se vaikuttaa seuraavaan viljelykasviin.

Ajatus perustuu tuttuun viljelykäytäntöön eli viljelykiertoon. Eri kasvit voivat muuttaa seuraavan kasvin kasvuolosuhteita vaikuttamalla maaperän ravinteisiin, käytettävissä olevaan veteen, maan rakenteeseen ja mikrobiyhteisöihin. Tutkijoiden mukaan nämä vaikutukset eivät välttämättä ole samanlaisia saman viljelykasvin eri lajikkeilla.

Mungpapu- ja vehnäkoe

Tutkiakseen ajatusta tutkijat kasvattivat eteläisessä Queenslandissa sijaitsevalla tutkimusalueella yli 300 geneettisesti erilaista mungpaputyyppiä. Sen jälkeen kaikille koeruuduille kylvettiin sama vehnälajike.

Tulokset osoittivat huomattavia eroja. Sen mukaan, mikä mungpapulajike oli aiemmin kasvanut ruudulla, vehnän tuotanto vaihteli jopa yhden tonnin hehtaaria kohden.

Tutkijat raportoivat, että jotkin mungpaputyypit kasvattivat seuraavan vehnäsadon määrää 45 prosenttia, kun taas toisiin liittyi noin puolen sadon suuruinen väheneminen.

Tulos on merkittävä, koska vehnälajike pysyi samana. Ero johtui edeltävästä viljelykasvista ja tarkemmin siitä, millaisia ominaisuuksia aiemmin kasvatetulla mungpapulajikkeella oli. Tämä viittaa siihen, että viljelykierron vaikutukset voivat alkaa paljon aiemmin tehdyistä viljelypäätöksistä.

Geenit voivat vaikuttaa seuraavaan kasviin

Tutkijat tarkastelivat myös näiden erojen geneettistä perustaa. Heidän analyysinsa tunnisti mungpapun perimästä tiettyjä alueita, jotka olivat yhteydessä myöhemmin kylvetyn vehnän menestymiseen.

Siinä tarkastellaan myös sitä, mitä viljelykasvi jättää jälkeensä seuraavaa viljelykierron kasvia varten. Heidän työnsä viittaa siihen, että lajikkeiden väliset geneettiset erot voivat vaikuttaa seuraavan kasvin menestymiseen. Tämä voisi avata uuden väylän tuottavampiin ja tehokkaampiin viljelyjärjestelmiin.

Yhden sadon sijaan koko viljelykierto

Perinteisessä kasvinjalostuksessa painotetaan usein yksittäisen viljelykasvin menestymistä. Sato, kasvu ja muut ominaisuudet voivat ratkaista, mitkä lajikkeet valitaan tulevaan viljelyyn. Queenslandin tutkimusryhmä ehdottaa laajempaa näkökulmaa.

Lajiketta ei tarkasteltaisi vain sen oman kasvukauden aikana tuottaman sadon perusteella, vaan myös sen mukaan, miten se vaikuttaa seuraavaan viljelykasviin.

Ajatus perustuu tuttuun viljelykäytäntöön eli viljelykiertoon. Eri kasvit voivat muuttaa seuraavan kasvin kasvuolosuhteita vaikuttamalla maaperän ravinteisiin, käytettävissä olevaan veteen, maan rakenteeseen ja mikrobiyhteisöihin. Tutkijoiden mukaan nämä vaikutukset eivät välttämättä ole samanlaisia saman viljelykasvin eri lajikkeilla.

Mungpapu- ja vehnäkoe

Tutkiakseen ajatusta tutkijat kasvattivat eteläisessä Queenslandissa sijaitsevalla tutkimusalueella yli 300 geneettisesti erilaista mungpaputyyppiä. Sen jälkeen kaikille koeruuduille kylvettiin sama vehnälajike.

Tulokset osoittivat huomattavia eroja. Sen mukaan, mikä mungpapulajike oli aiemmin kasvanut ruudulla, vehnän tuotanto vaihteli jopa yhden tonnin hehtaaria kohden.

Tutkijat raportoivat, että jotkin mungpaputyypit kasvattivat seuraavan vehnäsadon määrää 45 prosenttia, kun taas toisiin liittyi noin puolen sadon suuruinen väheneminen.

Tulos on merkittävä, koska vehnälajike pysyi samana. Ero johtui edeltävästä viljelykasvista ja tarkemmin siitä, millaisia ominaisuuksia aiemmin kasvatetulla mungpapulajikkeella oli. Tämä viittaa siihen, että viljelykierron vaikutukset voivat alkaa paljon aiemmin tehdyistä viljelypäätöksistä.

Geenit voivat vaikuttaa seuraavaan kasviin

Tutkijat tarkastelivat myös näiden erojen geneettistä perustaa. Heidän analyysinsa tunnisti mungpapun perimästä tiettyjä alueita, jotka olivat yhteydessä myöhemmin kylvetyn vehnän menestymiseen.

Tämä havainto tuo ajatukseen uuden ulottuvuuden. Viljelykiertoa on yleensä pidetty viljelyn hallintaan liittyvänä päätöksenä, jossa viljelijä määrittää, mitkä kasvit seuraavat toisiaan. Tutkimus viittaa siihen, että lajikkeen valinnalla viljelykierrossa voi myös olla merkitystä.

Erityisen kiinnostavaa on se, että yhden viljelykasvin suureen tuotantoon liittyvät geneettiset ominaisuudet voivat joskus vaikuttaa epäedullisesti seuraavaan kasviin.

Toisin sanoen pelkästään yhden sadon enimmäistuotantoon tähtäävä lajikevalinta voi jättää huomiotta vaikutukset, jotka tulevat näkyviin vasta myöhemmin viljelykierrossa.

Kahden kasvin tasapaino

Tutkimusryhmä käytti myös simulointeja selvittääkseen, mitä voisi tapahtua, jos mungpapujen ja niitä seuraavan vehnän menestymistä parannettaisiin samanaikaisesti jalostuksen avulla.

Tutkijoiden mukaan tulokset osoittivat, että molempien kasvien tuotantoa voitaisiin parantaa. Tämä viittaa jalostusstrategiaan, jossa keskitytään koko viljelyjärjestelmän tuottavuuteen sen sijaan, että jokaista kasvia optimoitaisiin erikseen.

Tällainen lähestymistapa voisi lopulta auttaa viljelijöitä hyödyntämään käytettävissä olevia resursseja tehokkaammin. Tutkijat arvioivat erityisesti, että seuraaviin viljelykasveihin vaikuttavien ominaisuuksien perusteella jalostetut lajikkeet voisivat vähentää tarvittavien tuotantopanosten määrää, mukaan lukien lannoitteiden käyttöä.

Tuloksia ei kuitenkaan esitetä valmiina ratkaisuna. Tutkijoiden mukaan tarvitaan lisää tutkimusta, jotta voidaan ymmärtää tarkasti, miksi tietyillä lajikkeilla on niin erilaisia vaikutuksia seuraavaan viljelykasviin.

Teknologia mahdollistaa laajemmat tutkimukset

Nykyaikainen maataloustutkimus antaa tutkijoille käyttöön välineitä, joita ei aiemmin ollut mahdollista hyödyntää yhtä laajassa mittakaavassa.

Genomianalyysillä voidaan tunnistaa viljelykasvin menestymiseen liittyviä geneettisiä alueita, kun taas droonit voivat kerätä tietoa kokeellisilta viljelyalueilta. Viljelykasvimallit ja kasvava laskentateho voivat puolestaan auttaa tutkijoita yhdistämään nämä erilaiset tietolähteet.

Yhdessä nämä teknologiat helpottavat suurten lajikejoukkojen sekä niiden useiden kasvukausien aikana ilmenevien vaikutusten tutkimista. Tutkijat uskovat, että samaa periaatetta voitaisiin tulevaisuudessa tutkia myös muissa viljelykierroissa, joissa mukana ovat esimerkiksi rypsi, vehnä, kikherne ja ohra.

Queenslandin tutkimus viittaa siihen, että kasvinjalostuksen tulevaisuudessa viljelyä voidaan tarkastella peräkkäisinä vaiheina yksittäisten satojen sijaan.

Se merkitsisi hienovaraista mutta merkittävää muutosta maatalouden ajattelussa: yhden viljelykasvin menestystä voitaisiin mitata paitsi sen oman sadon myös sen perusteella, millaisia mahdollisuuksia se luo seuraavalle viljelykasville.