Havupuiden eliittitaimien tuotantoteknologialla metsänjalostuksen tulokset tehokkaammin taimituotantoon
Alkiomonistukseen perustuva havupuiden eliittitaimien tuotantoprosessi hyödyntää tekoälypohjaista robotiikkaa, joka valitsee perimältään parhaiden puiden soluviljelmistä elinvoimaisimmat alkiot idätykseen. Ainutlaatuisella prosessilla tuotetaan perintötekijöiltään ja ominaisuuksiltaan tunnettuja puita aiempaa nopeammin ja kustannustehokkaammin. Jalostetut puut selviävät ja kasvavat muuttuvassa ilmastossa paremmin.
Image
Maailma tarvitsee kiireesti lisää ja parempia puita – metsänjalostus vastaa kysyntään, mutta osa hyödyistä jää käyttämättä
Puun tarve raaka-aineena lisääntyy huomattavasti uusiutuvien materiaalien korvatessa fossiilisia materiaaleja. On ennustettu, että raakapuun tarve nousee 50 prosentilla tämän vuosisadan loppuun mennessä.
Samaan aikaa huomattavia metsäalueita on jätettävä metsätalouden ulkopuolelle niin elinympäristöjen suojelemiseksi kuin muulle maankäytölle, esimerkiksi hiilinieluiksi ja -varastoiksi.
Samaan aikaan erilaiset metsätuhot lisääntyvät ilmastonmuutoksen seurauksena. Metsäpalot, tuhohyönteiset ja taudinaiheuttajat muuttavat metsien rakennetta dramaattisesti ja haastavat puuntuotantoa ja puiden selviytymistä. Meidän täytyy siis pystyä tuottamaan uusia puita sekä teollisuuden että muuttuvan ilmaston ja luonnon tarpeisiin.
Nykyiset metsänjalostuksen ja -kasvatuksen menetelmät eivät yksin riitä tuottamaan sellaisia määriä kuin tarvitaan. Metsänviljelyssä on jo nyt ajoittain pulaa jalostetuista siemenistä ja taimista. Pula vain kasvaa, kun kysyntä muuttuu epäsäännöllisemmäksi.
Alkiomonistukseen perustuva teknologia vie metsänjalostuksen tulokset käytäntöön ennennäkemättömällä nopeudella
Alkiomonistus on solukkoviljelymenetelmä, jolla tuotetaan kenttätestattuja taimia nykymenetelmiä nopeammin. Alkiomonistuksen laajaa käyttöönottoa on tähän asti haitannut vaativien käsityövaltaisten menetelmien hitaus esim. alkionpoiminnassa. Teknologiamme poistaa tämän pullonkaulan.
Perinteisesti metsänjalostustulokset viedään metsänviljelyyn perustamalla siemenviljelmä, kun metsänjalostuksen tulokset ovat käytettävissä. Viljelmän perustamiseen voi mennä 3-10 vuotta. Sen jälkeen täytyy odottaa, että siemenviljelmälle valitut yksilöt kasvavat sukukypsiksi ja alkavat tuottaa siementä. Lisäksi siemensadot vaihtelevat vuosittain ja esimerkiksi kuusen jalostetusta siemenestä on ajoittain pulaa.
Metsänjalostuksen tulokset voidaan viedä käytäntöön heti, kun alkiomonistetuista kenttäkokeista saadaan tuloksia. Näin jalostettujen taimien tuottaminen nopeutuu. Lisäksi kenttätestatut lajikkeet voidaan valita tarkoin haluttujen ominaisuuksien ja perintötekijöiden perusteella.
Rekisteröimme Euroopan ensimmäisen alkiomonistuksella tuotetun perusaineiston metsänviljelyyn vuonna 2017. Rekisteröityjen perusaineistojen taimia voidaan markkinoida EU-alueella.
Image
Tekoäly valitsee parhaat alkiot
Kehittämämme robotti hyödyntää tekoälyä. Tekoälylle opetetaan mitkä ovat ominaisuuksiltaan parhaat alkiot ja se poimii ne tuotantoon. Robotiikka on helposti sovellettavissa monenlaisiin tuotantoympäristöihin pienen kokonsa ja modulaarisuutensa vuoksi.
Menetelmä on kehitetty kuuselle, mutta sopii myös muille puulajeille. Kehittämäämme menetelmää ja robotiikkaa testataan parhaillaan radiatamännyllä Uudessa-Seelannissa.
Alkiomonistuksen hyödyt metsänjalostuksessa
1
Tehokkaasti skaalautuva tuotanto
Robotiikka on helppo ottaa käyttöön laboratorioissa, joissa alkioiden idätys tehdään käsityönä ja se skaalaa tuotantoprosessia moninkertaisesti. Jo yksi robotti on ihmistä tarkempi ja nopeampi ja ihminen pystyy operoimaan useaa robottia. Robotit ovat jo nykyisellään helppokäyttöisiä ja teknologiaa kehitetään edelleen. Ensimmäiset robotin nähneet kansainväliset vieraat tekivät päätöksen edetä pilotointiin nähdessään operaattorin käynnistävän laitteen.
2
Elinvoimaisempia ja laadukkaampia metsiä
Menetelmällä pystytään tuottamaan aiempaa terveempiä ja paremmin kasvavia taimia. Kasvatettavat taimet voidaan valita myös muiden haluttujen ominaisuuksien perusteella. Valinta on vaivatonta, kun aineistot ovat perimältään erittäin laajoja. Valittujen lajikkeiden elinvoimaisuuden näkee jo koetaimikoissa. Helpoimmin havaittavissa on lisääntynyt kasvu.
3
Alemmat tuotantokustannukset
Robotin avulla ominaisuuksiltaan todennettuja taimia voidaan tuottaa aiempaa edullisemmin. Kehittämämme robotiikka on jo nyt kolminkertaistanut tuotantomäärän testiympäristössä. Robottien tehokkuutta ja tarkkuutta parannetaan edelleen.
Alkiomonistuksen menetelmää kehitetty Research to Business -projektissa, jota lisäksemme rahoittavat Business Finland ja Kaakkois-Suomen Ammattikorkeakoulu Oy.
