Juurien toimintaa koskevaa tutkimustietoa tarvitaan, jotta voidaan ymmärtää puiden kasvua ja metsäekosysteemin ainevirtoja muuttuvissa ympäristöoloissa.

Boreaalisen vyöhykkeen metsien biomassatuotos ja hiilen sidonta perustuvat puiden kasvuprosesseihin ja selviytymisstrategioihin. Hyvä tuotos edellyttää, että puiden vuotuinen kehitys sekä siihen liittyvät maanalaiset ja -päälliset kasvuilmiöt synkronoivat ympäristöolojen vaihteluun.

Kasvuoloissa voi puiden pitkän elinkaaren aikana esiintyä monenlaisia ääritilanteita, joihin niiden on sopeuduttava. Lisähaasteensa tähän tuo ilmastonmuutos.

Juuristotutkimuksella arvokasta tietoa boreaalisten puiden kasvusta muuttuvissa ilmasto-oloissa

Männyn juuret. Kuva: Anna Korhonen.

Puiden kasvun kannalta hienojuuriin kohdistuvat vaikutukset ovat tärkeitä, koska niiden kautta puu saa tarvitseman veden ja ravinteet. Kasvien ravinteidenotto vähentää myös maalta vesistöihin valuvaa rehevöitymistä edesauttavaa ravinnekuormaa. Huomattava määrä puiden vuotuisesta primäärituotoksesta kuluukin suhteellisen lyhytikäisten juurten kasvuun.

Juurten kasvuprosessit ja niiden kasvudynamiikka tunnetaan maanpäällisiä kasvinosia huomattavasti heikommin. Juurten kasvumekanismien syy-seuraussuhteiden ymmärtäminen edellyttää kontrolloiduissa oloissa tehtäviä kokeita, joissa voidaan säädellä maan ja ilman olosuhteita toisistaan riippumatta sekä samanaikaisesti seurata juurten ja maanpäällisten kasvinosien vasteita.

Puiden juurten ja verson fenologiaan vaikuttavat tekijät. Niiden vaikutukset voivat olla joko suoria (ulkoiset) tai epäsuoria (sisäiset). Ulkoiset tekijät voivat kohdistua joko juuriin tai versoihin.

Vasteet kehittyvät juurten kasvuympäristössä tapahtuvien muutosten seurauksena, ja niitä ovat maan kosteus ja lämpötila, maan jäätyminen, lumipeite, pohjavedenpinnan korkeus ja siihen liittyvä maan happitilanne sekä kasvualustan koostumus. Tutkimuksissa selvitetään juurissa ja versossa tapahtuvia ilmiöitä sekä niiden välisiä vuorovaikutuksia puiden vuosisyklin eri vaiheissa.

Ainutlaatuinen infrastruktuuri juuristotutkimukseen

Luonnonvarakeskuksessa on maailmanlaajuisesti ainutlaatuinen erikoislaboratorio juuristotutkimuksen tarpeisiin. Se mahdollistaa puiden juurten ja versojen fenologiaa ja kasvua käsittelevät tutkimukset.

Laboratoriokokeet tehdään pääasiassa erikoisvalmisteisissa juuristokammioissa, dasotroneissa. Ne ovat usean metrin korkuisia isoja huoneita, joissa voidaan säätää maan ja ilman olosuhteita toisistaan riippumatta. Olosuhteita muuttamalla voidaan nopeuttaa puiden kasvu- ja lepokauden muodostamaa vuosisykliä. Yhden kalenterivuoden aikana puita voidaan kasvattaa jopa kaksi kasvukautta.

Laboratorio sijaitsee Itä-Suomen yliopiston yhteiskäytössä olevissa tiloissa Joensuussa.

Yläreunan kuva: Merja Lindroos, Luke.