Eesti Looduse fotovõistlus
1/2010



artiklid
Metsaselektsioon, osa teadmistepõhisest metsamajandusest

Teadmised metsakultiveerimise algmaterjali omaduste kohta võimaldavad suurendada uue metsapõlve väärtust. Praegu Eestis
kasutatava metsauuendusmaterjali geneetilise väärtuse kohta meil aga teavet pole.

Kui emapuude järglased ilmutavad katsekultuurides sellist kasvu, siis neid seemnevarumiseks ei kasutata.
Tiit Maaten
Selekteerida saame looduse pakutud varude hulgast
Enamikus Eesti metsandust tutvustavates trükistes rõhutatakse, et Eesti on metsariik, kuna metsaga on kaetud pool meie maast. Mets on meile alati olnud väga oluline. Märksa vähem on kirjutatud sellest, miks on meie metsade puurinde liigiline koosseis just selline, nagu ta on. Siinkohal jätame inimmõju kõrvale. Nagu iga organismi, nii mõjutavad ka puude kasvu ja arengut ennekõike kaks aspekti: kasvukohatingimused, mille all mõistetakse nii kliima- kui ka konkreetse kasvukoha olusid, ning geenid. Kasvukohatingimuste mõju puudele on ilmselge: näiteks rabas kasvavad männid on väga madalad ja kidurad, kuid palumännikute puud on märgatavalt suuremad. Seega, kui toitaineid ja vett on liiga palju või vähe, mõjutab see tunduvalt nii puude kasvu kui ka eri liikide rohkust eeskätt kehvematel kasvukohtadel.

Samuti on erakordselt oluline geenide mõju nii puude kasvule kui ka eri puuliikide rohkusele meie metsades. Võiks küsida, miks meil ei kasva näiteks hiigeleukalüpt, mis annaks hektari kohta märgatavalt rohkem puitu kui meie kodumaised liigid, või mille pärast ei sirgu siin ahvileivapuu (baobab), mis ilmestaks meie maastikku. Tavapärase vastuse järgi ei kasva need liigid meil sellepärast, et siin on liiga külm. Korrektsem on aga seletus: nende liikide väljakujunenud genoom ehk geenide komplekt „ütleb”, et sellistes tingimustes ei ole võimalik kasvada ülemäärase külma tõttu. Seega on algne põhjus geneetiline, mitte tingitud kliimaoludest. Samaväärse vastuse saame, kui küsida, miks meil ei leidu rabatammikuid (ehkki rabamännikuid on küll). Sellepärast, et tammede genoomi järgi ei ole raba kasvuks sobiv koht.
Järelikult võime kokkuvõtvalt öelda, et arvestamata inimmõju, on meie metsavaru kujunenud genotüübi ja kasvukohatingimuste koostoimel. Metsavarusid võib käsitleda erinevalt, näiteks kirjeldada seda kui takseerandmete kogumit või kui erisuguse väärtusega metsageneetilist ressurssi. Viimane ühtib elurikkuse mitmekesisuse konventsiooni vaatenurgaga.

Metsapuude geneetilist väärtust mõistetakse paremini siis, kui metsa on vähe
Eeltoodud näidetes pole juttu inimmõjust meie metsadele, mis on olnud reaalsus aegadest, kui mets oli inimkonna peamine elukoht. Inimene mõistis metsa väärtust aastatuhandete eest ja enamasti mõistab ka nüüd. Eriti hästi adutakse metsa olulisust siis, kui seda pole või on väga vähe. Siis taibatakse sedagi, et metsa olemasolu ei sõltu ainult kasvukohast, ega mõelda, et puu on pelgalt puu. Olgu ta siis mõni meeter kõrgem või madalam, suure koondega või mitte. Nõnda ei tundu isegi termin „geneetilised ressursid” nii eemalepeletav.
Selle olukorra iseloomustamiseks sobib väga hästi Island, mis oli enne inimeste saabumist suures osas kaetud võsa ja meie mõistes madalakasvulise metsaga. Kuna saare esimesed asukad kasutasid valdava osa saarel kasvanud puudest kütteks, on seal väära geneetilise ressursi kasutamise tagajärjel isegi võsa väga vähe, rääkimata metsast. Kuigi Island asub nii kaugel põhjas, on sealne kliima suhteliselt pehme: suved on küll jahedad, kuid talved on võrdlemisi soojad. Selliste olude tõttu on seal võimelised kasvama paljud lõunapoolse päritoluga puuliigid, nagu must pappel, alpi kuldvihm, serbia kuusk jne. Kui meil ei suudeta alati mõista metsapuude geneetilist väärtust, siis saareriigis on tingimused eri laadi geneetilise materjali kasvatamiseks, kuid ressurssi ennast peaaegu pole. Sestap katsetatakse seal eri päritoluga geneetilist materjali, mida sobiks kasvatada peale haljastuse ka majanduslikel eesmärkidel.

Teadmised puude kasvu mõjutavatest teguritest aitavad metsi otstarbekamalt majandada
Metsavarud koosnevad eri kasvukohtadel kasvavatest eri geneetiliste omadustega puudest. Sestap on populatsioonide elujõulisuse seisukohast oluline teada puistute geneetilist varieeruvust ja majanduslikust aspektist puude genotüübi väärtust, mis metsakasvataja jaoks seisneb puu suuremas produktiivsuses, heas fenotüübis ja haiguskindluses. Metsavaru, ennekõike kui geneetilise ressursi tõhus majandamine muutub järjest olulisemaks kogu maailmas: kasvava rahvastiku ja üha vähenevate fossiilsete energiaallikate tõttu.
Kui neid tahke – geneetilisi omadusi ja kasvukohatingimusi – oskuslikult ja kaalutletult parandada, saame metsast märksa rohkem hüvesid, eelkõige esmatähtsat puitu. Eestis on kasvukohatingimusi muudetud soodsamaks kahel moel: väetamise ja kuivenduse abil. Metsade väetamine on meil keelatud eelkõige keskkonnakaitse nõuete tõttu. Metsakuivendus on andnud häid tulemusi, ent sellega ei saa minna liiale, kuna see avaldaks negatiivset mõju liigirikkusele laiemas mõistes. Samas on igati õigustatud ja otstarbekas hoida rajatud kuivendussüsteemid töökorras. Kasvuolude kolmandat osist – kliimat – ei ole me seni olnud suutelised muutma.
Paraku on Eestis tulundusmetsade puhul pööratud kõige vähem tähelepanu teisele olulisele komponendile: metsapuude geneetilisele väärtusele. On isegi kaheldud, kas seda valdkonda tasub arendada. Selle tahu vajalikkust aitab selgitada arutluskäik: kuna looduses on eri puuliikide areaalid kujunenud peaasjalikult geneetiliste tegurite toimel, siis mõjutavad need mõistagi ka puude kasvu. Üks näide meile introdutseeritud ebatsuuga (Pseudotsuga menziesii var. glauca) põhjal: miks see liik ei kasva meil nii hästi kui kodumaal? Selle liigi geenikomplektile ei ole meie kasvukohatingimused kuigi soodsad. Samasugune põhjendus kehtib meil looduslikult levinud puude kasvuerinevuste kohta erinevatel kasvukohtadel: mõnede puude geenikomplektile ei sobi teatud kasvukohad nii hästi kui teistele. Seega peab järgnevate metsapõlvede rajamisel pöörama rohkem tähelepanu geneetilisele aspektile.

Tulundusmetsas peaks looduslikule uuenemisele eelistama metsakultiveerimist
Eesti metsad on võimelised ise uuenema, seega pole küpse metsa hukkumise või raie järel otsest vajadust uut metsapõlve rajada. Samas on metsamajanduse kogemustest teada, et looduslik uuenemine ei ole tulundusmetsades järgmise metsapõlve saamiseks kõige tõhusam meetod. Nimelt on metsakultiveerimisel võrreldes loodusliku uuendusega nii mõnigi eelis: lüheneb raiering, konkreetse kasvukoha järgi on võimalik valida kasvatatavat puuliiki ja kultiveerimise teel rajatud uuendus paikneb ühtlasemalt, mistõttu on maakasutus märksa efektiivsem. Looduslikul teel võtab raiestiku uuenemine aega kuni kümme aastat, samal ajal kui istutuse korral paneme ettekasvatatud taimed raiestikule kasvama ühe aasta jooksul. Eriti oluline on metsa uuendamine viljakatel aladel, sest ei ole otstarbekas oodata, millal sellised alad looduslikult uue puurinde saavad. Metsakultiveerimine kui meetod on juba pikka aega olnud tarvitusel, et muuta metsakasvatus tõhusamaks, kuid ebamõistlikult vähe on meil pööratud tähelepanu kultiveerimismaterjali geneetilisele väärtusele.

Metsaselektsioon aitab tagada paremate kasvuomadustega metsapuud
Heade geneetiliste omadustega uuendusmaterjali saamist aitab tagada metsaselektsioon (ingl. tree breeding või forest tree improvement). Nagu öeldud, kujuneb kõikide elusorganismide välimus keskkonnaolude ja genotüübi vastastikusel mõjul. Kuna metsaselektsiooni eesmärk on saada metsakultiveerimise jaoks heade geneetiliste omadustega materjali, on vaja see välja valida. Leides ühevanuselisest puistust puu, mis on teistest vähemalt 10% kõrgem, sirge, väikese koondega, peente okstega ja haigusteta, võime eeldada, et see puu on teistest parema genotüübiga ja ka tema järglastel ilmnevad paremad kasvuomadused. Sellist puud nimetatakse plusspuuks.
Selleks, et saada plusspuudelt väärtuslikke järglasi (seemet), oleks hea, kui plusspuud tolmeldaks samaväärsete omadustega puu. Plusspuudelt võetakse pookoksad, poogitakse alustele ja pannakse kasvama seemlatesse. Sellise materjali selekteerimise tulemusena rajatud seemlat nimetatakse esimese astme seemlaks, kus kasvavad vaid välimuse ehk fenotüübi järgi valitud plusspuude poogendid ehk kloonid.
Samas ei ole meile teada valitud plusspuude geneetiline väärtus. Selle teadasaamiseks kogutakse harilikult plusspuudelt seemet, millest kasvatatud taimed pannakse kasvama järglaskatsetesse. Nõnda saadakse teada, kas välimuse järgi plusspuuks valitud puu on teistest kõrgem ja parema fenotüübiga seepärast, et tal on väärtuslik genotüüp, või seetõttu, et konkreetne kasvukoht sobis vähem väärtuslikule genotüübile ülihästi. Järglaskatsetes saavutavad hea kasvu väärtuslikuma genotüübiga plusspuude järglased. Kõige täpsem plusspuude genotüübi hindamise viis on võrrelda kloonnide, mitte seemnetest kasvatatud järglaste kasvu, sest järglaste kasvule avaldavad mõju ka meile teadmata isapuud. Ent lisandub üks miinus: kloonide võrdluseks saadakse materjali kas pistokstega või mikropaljunduse teel, kuid meie oludes nõuab see majanduslikult esmatähtsate okaspuude – männi ja kuuse puhul suuri investeeringuid.
Enamikus meie naaberriikides on juba rajatud kõrgema astme seemlaid, järelikult on seal kasvavate kloonide geneetiline väärtus järglaskatsetega tõestatud. See tasub ära juba seetõttu, et kuni pooled fenotüübi põhjal valitud plusspuude järglased ei pruugi olla katsekultuurides heade kasvuomadustega. Liialdamata võib väita, et kasutades metsakultiveerimiseks kõrgema astme seemlaseemneid, on materjalivalik teadmistepõhine, sest me teame, milliste omadustega materjali kasvama paneme.
Et veenduda selektsiooni efektiivsuses, on tehtud ka populatsioonide järglaskatseid. Nende rajamiseks on materjal valitud eri puistutest ja harilikult ühest puistust vähemalt 20 puult. Kui võrrelda plusspuude järglastega rajatud katsekultuuridest saadud tulemusi nendega, mis on saadud eri puistutest pärit seemnetest, võib täheldada kahte olulist erinevust: varieeruvus ja kasvuomadused. Puistutest kogutud seemnepartiidest kasvanud kultuurides on eri päritoluga järglaste kasvuomadustes märgata väga suuri lahknevusi, näiteks Endel Pihelgase juhendusel rajatud 44 aasta vanustes hariliku männi kultuurides erines tagavara eri päritoluga katseruutude vahel üle nelja korra. Plusspuude järglastega rajatud kultuurides nii suurt varieeruvust ei ole. Kui aga võrrelda keskmisi takseerandmeid, on plusspuude järglased olenevalt liigist 5–20% produktiivsemad.
Järelikult oleks tulundusmetsade kultiveerimisel otstarbekam eelistada seemlaseemet. Peale suurema geneetilise väärtuse on seemlaseemne tehnilised omadused (idanemisenergia ja idanevusprotsent) paremad kui puistutest pärineval seemnel. Seetõttu eelistatakse seemlaseemet ka metsataimekasvatuses, sest sama koguse standarditele vastava taimehulga saab märgatavalt väiksema seemnekuluga kui puistuseemne puhul.
Lisaks kirjeldatud eelistele on seemlaseemet tänapäeval tunduvalt lihtsam varuda kui puistuseemet. Kui veel 20–30 aastat tagasi tegid enamiku raieid raietöölised, kes varusid langetatud puudelt ka käbisid ja seemneid, siis praegusel ajal tehakse raieid enamjaolt masinatega. Sel puhul ilmselt ei eeldata, et langetustraktori juhte kohustada ühtlasi varuma käbisid ja seemneid. Samas on puistutes kasvavatelt puudelt seemnete ja käbide varumine küllaltki töömahukas ja kallis. Seevastu seemlatest saab suhteliselt väikeselt maa-alalt kergema vaevaga koguda nii heade tehniliste kui ka geneetiliste omadustega seemneid ja käbisid. Ennekõike juhul, kui poogendeid on õigesti kärbitud – siis ei ole kogumisel enamasti vaja isegi tõstukit kasutada.

Miks on metsaselektsiooni vaja?
Sellele küsimusele otsiti arenenud riikides vastust juba 50–60 aastat tagasi. Pikkade arutelude ning katsekultuuridest saadud info põhjal oli vastus ühene: see on väga arukas investeering, mille abil saab suurendada metsade efektiivsust. Eestis on metsaselektsiooni kauaaegse madalseisu tõttu see küsimus jälle päevakorral, kuid vastus on sama, mis aastakümnete eest. Metsaselektsioonisse tuleb küll teha investeeringuid, mida vajavad katsekultuuride rajamine, nende mõõdistamine ja andmete analüüs, kuid kulutused korvatakse geneetilise kasumiga.
Geneetilise kasumi all mõistetakse järgnevatel põlvkondadel aretus- või valikuprotsesside kaudu saadud paremaid tunnuseid, eelkõige nende suuremat osakaalu kui loomulikes oludes kasvanud sama põlvkonna isenditel. Selle määratluse taga peitub lihtne tõde, et parema genotüübiga puude järglased kasvavad jõudsamalt kui teadmata omadustega puude järglased. See kasvuerinevus, mis majanduslikult on kõige olulisem just tagavara puhul, ongi geneetiline kasum. Näiteks kui puistuseemnest kasvatatud männik kasvataks 100 aastaga tagavaraks 300 tihumeetrit hektari kohta, siis esimese astme seemlast pärit seemnematerjalist kasvatatud männiku tagavara samal kasvukohal oleks 320–350 tihumeetrit, kõrgema astme seemlast pärit seemnematerjalist männiku puhul aga kuni 390 tihumeetrit. Viimase näite puhul on geneetiline kasum umbes 90 tihumeetrit hektari kohta.
Harilikult väljendatakse geneetilist kasumit protsentides ja see suureneb iga valikutsükliga. Geneetiline kasum on liigiti varieeruv; meie majanduslikult kolme tähtsama puuliigi puhul on suurimat kasumit võimalik saada arukase puhul (kuni 25% valikutsükli kohta), teisel kohal selles pingerivis on harilik mänd (kuni 20%) ja viimasel kohal kuusk (kuni 15%, harilikult 10%). Need arvud tuginevad naaberriikides saadud tulemustele. Kui arvestada meie viimaste aastate metsakultiveerimise mahtusid (umbes 6000 hektarit aastas), saaksime raieküpsest puistust esimese astme seemlaseemne puhul umbkaudu 30 miljonit krooni kasumit võrreldes puistuseemne tarvitusega – seda juhul, kui geneetiliseks kasumiks arvestada tagasihoidlikud 5% ja saadava tihumeetri hinnaks 500 krooni.

Võimalikud ohud
Kuna metsaselektsioon on osa teadmistepõhisest metsamajandusest, siis tuleb teadvustada ka mõningaid ohte, mis võivad tekkida ja mida kriitikud meeleldi rõhutavad. Võimalikest probleemidest heidetakse selektsioonile kõige rohkem ette geneetilise varieeruvuse vähenemist. See võib juhtuda, kui püütakse saavutada liiga suurt geneetilist kasumit ja kasvatatakse näiteks väikest hulka kloone. Samas on Soomes ja Rootsis tehtud hulgaliselt geneetilise varieeruvuse uuringuid eri selektsioonietappidel ja leitud, et varieeruvus ei vähene loodusliku tasemega võrreldes, kui seemlatesse pannakse kasvama vähemalt 30 klooni poogendid. Seemlaseemne geneetiline varieeruvus on harilikult isegi suurem kui puistuseemnel, sest plusspuid valitakse kas tervest riigist või suurest metsaseemne rajoneerimiseks eraldatud piirkonnast. Seega on selline algmaterjal varieeruvam kui ainult mõnest puistust pärinev algmaterjal.
Taunitakse ka kunstliku ristamise teel saadava materjali tarvitust metsakultiveerimisel – selline keeld on ka Eesti FSC-sertimise nõuetes. Praktikas toimib see vist ainult USA-s, kus sellistel töödel rakendatakse odavat Mehhiko tööjõudu. Mujal kasutatakse kunstlikku ristamist vaid suurema väärtusega kloonide puhul, et need hiljem kasvama panna seemlatesse, kus järglased saadakse vabatolmlemise teel. Mõjuv põhjus keelata kontrollitud ristamise teel saadav seemnematerjal on see, et metsakultiveerimisel ei kasutataks vaid üksikute kõige paremate omadustega puude järglasi.

Quo vadis, Eesti metsaselektsioon?
Praegu on Eestis vaid esimese astme seemlad. Seal kasvavate plusspuude kloonide geneetilist väärtust me ei tea, sest Eestis pole tehtud plusspuude genotüübi kontrollimiseks järglaskatseid. Teaduslikel eesmärkidel on meil küll katsekultuure rajatud, kuid nii ebaõnnestunud pole sellelaadsed kultuurid vist kuskil mujal maailmas olnud. Põhjusi on olnud läbi aegade erisuguseid, kuid peaasjalikult on need ebaõnnestunud vale maa-ala valiku pärast (seetõttu on kultuurid hukkunud); teine puudus on olnud ebaõige katsete rajamise metoodika, mis mõjutab suuresti mõõtmisandmete statistilise andmetöötluse usaldusväärsust. Samuti on tulnud ette ulukikahjustusi.
Metsaselektsioon on Eestis naabermaadega võrreldes konkurentsitult viimasel kohal: seemlaseemne tarvituse osatähtsus on meil väikseim (20–25%, naabermaades olulisematel liikidel vähemalt 50%) ja puudub katsetegevus ning seega ka kõrgema astme seemlad. Kuna selektsioon on pikaajaline arendustegevus, saab see olla edukas üksnes siis, kui seda toetab riik. Enne kui koostada konkreetne tegevusplaan, tuleb seada sihid, millal ja mis mahus me tahaksime, et meie metsakultiveerimisel kasutataks EN direktiivi 1999/105 klassifikatsiooni järgi kategooriasse „katsetatud” kuuluvat kultiveerimismaterjali algmaterjali. Seejärel tuleks koostada riiklikult tunnustatud arengukava, sest arendustegevuse puhul on arengukava hädavajalik.
Lõpetuseks tahaks tsiteerida Tiit Timbergi artiklit RMK metsauuendustööde kohta (Eesti Mets 2009, nr. 3): „Otsused ja neile järgnevad teod peavad olema sellised, et tulevased põlvkonnad oleksid meie tehtud tööga rahul.” Lähtudes sellest, kui palju meil metsi uuendatakse, pole RMK-le midagi ette heita. Kui aga saaks küsida tulevastelt põlvkondadelt hinnangut praegu kogu riigis kasutatava kultiveerimismaterjali väärtuse kohta, ei ole geneetilise väärtuse kohta puuduva info tõttu rahuloluks küll mitte mingisugust põhjust.



Tiit Maaten, Eesti maaülikooli doktorant,Malle Kurm, Eesti maaülikooli vanemteadur

Artiklile ei ole kommentaare
Teie nimi:
Teie e-mail:
Kommentaar:


15/11/2012
23/04/2012
23/04/2012
02/04/2012
19/04/2010
19/04/2010
18/12/2009



Mis see on?
E-posti aadress:
Liitun:Lahkun: 
Serverit teenindab EENet