Fröproduktion och frökvalitet efter pollinering i isoleringstält i tallfröplantager.

Transkript

1 Nr Fröproduktion och frökvalitet efter pollinering i isoleringstält i tallfröplantager. Mats Hannerz, Lisa Hörnsten, Urban Eriksson, Mats Eriksson, Curt Almqvist SkogForsk, Glunten, UPPSALA Tel: Fax: skogforsk@skogforsk.se

2 Omslag: Isoleringstält: Tallfröplantage 3 Klocke Foto: Urban Eriksson SkogForsk Stiftelsen Skogsbrukets Forskningsinstitut SkogForsk arbetar för ett långsiktigt, lönsamt skogsbruk på ekologisk grund. Bakom SkogForsk står skogsbolag, skogsägareföreningar, stift, gods, allmänningar, plantskolor, SkogsMaskinFöretagarna m.fl., som betalar årliga intressentbidrag. Hela skogsbruket bidrar dessutom till finansieringen genom en avgift på virke som avverkas i Sverige. Verksamheten finansieras vidare av staten enligt särskilt avtal och av fonder som ger projektbundet stöd. SkogForsk arbetar med forskning och utveckling med fokus på fyra centrala frågeställningar: Produktvärde och produktionseffektivitet, Miljöanpassat skogsbruk, Nya organisationsstrukturer samt Skogsodlingsmaterial. På de områden där SkogForsk har särskild kompetens utförs även i stor omfattning uppdrag åt skogsföretag, maskintillverkare och myndigheter. Serien Arbetsrapport dokumenterar långliggande försök samt inventeringar, studier m.m. och distribueras enbart efter särskild beställning. Forsknings- och försöksresultat från SkogForsk publiceras i följande serier: SkogForsk-Nytt: Nyheter, sammanfattningar, översikter. Resultat: Slutsatser och rekommendationer i lättillgänglig form. Redogörelse: Utförlig redovisning av genomfört forskningsarbete. Report: Vetenskapligt inriktad serie (på engelska). Handledningar: Anvisningar för hur olika arbeten lämpligen utförs.

3

4 Innehåll Sammanfattning... 3 Bakgrund... 3 Material... 4 Försökslokaler... 4 Isoleringstält... 5 Metoder... 6 Insamlade data... 7 Resultat och diskussion... 8 Referenser... Opublicerade... Bilaga. Medelvärden och resultat av statistiska analyser för respektive delförsök...3

5 Sammanfattning I tre olika tallfröplantager (Askerud, Sollerön och Klocke) har totalt åtta olika försök utförts med kontrollerad pollinering i isoleringstält. Stommar till mobila tält har rests runt de ympar som valts ut som mödrar i försöken. Stommarna har sen klätts med växthusplast och pollentätt tyg innan blomningen har börjat. Pollinering har skett genom att enskilda blommor har duschats med utvalt pollen. Efter pollineringen har växthusplasten tagits bort. Syftet med dessa åtgärder är att framställa frö med garanterat känt faderskap. Den frågeställning som testats i försöken är om isoleringen av ymparna har påverkat fröproduktionen och frökvaliteten menligt. Det var genomgående små skillnader mellan frön från isolerade ympar och frön från kontrollympar utan isolering. Det totala antalet frön var högre hos kontrollympar i fem enskilda försök och hos isolerade ympar i tre försök. Tomfröprocenten var något högre hos isolerade ympar än hos kontrollympar. Tusenkornvikten var något högre hos isolerade ympar än hos kontrollympar. Skillnaden var dock inte signifikant. Slutsatsen är att isoleringstälten inte hade någon negativ effekt på fröproduktion och frökvalitet. Eftersom metoden ger en i stort sett fullständig kontroll av faderskapet så kan den vara ett ekonomiskt försvarbart sätt att framställa frö där de genetiska egenskaperna är särskilt värdefulla, t.ex. för härdighet eller kvalitet. Bakgrund När man anlägger fröplantager strävar man efter att finna goda klimatlägen, där fröproduktionen kan förväntas bli hög och tillförlitlig. Detta innebär ofta att de plusträd som ingår i plantagen måste sydförflyttas från sin ursprungliga växtplats. Vid kraftiga sydförflyttningar riskerar härdigheten hos fröet att försämras på gru nd av inkorsning från omgivande bestånd (Lestander & Lindgren, 985). Inkorsningsgraden i svenska och finska tallfröplantager har mätts upp till mellan 7 och 74 % i olika studier (se sammanställning i Eriksson, 996). Inkorsningen är störst i unga plantager där pollenproduktionen ännu inte kommit igång. Den genetiska vinsten hos plantagefröet minskar som en konsekvens av inkorsningen. I plantager vars syfte är att framställa härdigt frö för kärva klimatlägen, innebär sydförflyttning och inkorsning särskilt allvarliga problem. Inkorsningen kan minska med olika aktiva åtgärder. Tilläggspollinering ökar sannolikheten att fröet befruktats med önskad pollenkälla. Fullständig kontroll över pollenkällan erhålls dock först vid kontrollerad pollinering. Sådan kan genomföras genom att isolera och pollinera enskilda blommor, vilket också görs inom förädlingsarbetet. För massproduktion av frö är dock denna metod för kontrollerade korsningar inte realistisk. En metod för storskalig framställning av kontrollerat frö skulle kunna vara att isolera enskilda ympar i fröplantagerna och massbefrukta dessa med önskad pollenkälla. 3

6 I projektet Styrd pollinering och kontrollerad fröframställning, finansierat av Stiftelsen Skogsbrukets Forskningsfond, har metoder utvecklats för att öka den genetiska kontrollen vid massproduktion av frö. Verksamheten har bedrivits inom tre huvudområden: pollenframställning/-hantering, styrd pollinering i konventionella plantager och kontrollerad pollinering i växthus/ intensivplantager. I denna rapport redovisas resultat från tre konventionella plantager där ympar isolerats från omgivande pollen med mobila plasttält. Ymparna har sedan tilläggspollinerats med utvalda pollenkällor. I rapporten redovisas frö-utbyte och frökvalitet från de åtta olika delförsöken. För att se om pollinering i växthus har givit effekt på överlevnad och tillväxt i kärva klimatlägen, har försöken på Solleröplantagen också följts upp med anläggning av fältförsök. Dessa resultat redovisas separat (Almqvist, opubl.). För att spåra faderskapet har också frö från Askerud isozymanalyserats. Resultaten är inte publicerade, men de visar att träffprocenten med tillfört pollen är nära nog fullständig (Yazdani, opubl.). Material Försökslokaler Försöken har genomförts i tre olika tallfröplantager: Askerud, Klocke och på Sollerön (figur ). Samtliga plantager var anlagda minst 5 år före försökens genomförande (tabell ). Klocke Sollerön Askerud Figur. De plantager där försöken har genomförts. 4

7 Tabell. Data om plantagerna. Plantage Läge latitud Läge h.ö.h. 44 Sollerön 3 Klocke 493 Askerud Anl.år Areal, ha Antal kloner Ägare Fröskörd, kg t.o.m. 994 (första skörd) 60, Korsnäs AB (före 968) 6, Svenska skogsplantor, AssiDomän, SCA 7 (983) 59, Stora 07 (977) Genomsn. 000-kornv. Gram 6, 6,36 6,33 Isoleringstält Under blomningen har isoleringstält med växthusplast och pollentätt tyg rests runt ymparna. Två olika typer har använts: hustält och indiantält (figur ). Hustälten är 4 4 m i kvadrat och 6 m höga till nocken. Stommen är av tryckimpregnerat virke. Takplasten är upprullningsbar. Ventilationen under pollineringssäsongen skedde genom luckor med pollentätt tyg. Indiantälten består av en 8-kantig stomme av galvaniserade järnprofiler. Varje kant är,9 m, diagnosen ca 5 m. Tälten blir i full höjd 4 m höga. Tältduken består av växthusplast. Taket är avtagbart och plasten där kan ersättas av pollentätt tyg, vilket fungerar som ventilation under pollineringssäsongen. Ingång till tälten sker genom en löstagbar lucka av plast som är fäst med kardborreband. Luckan kan även fungera som ventilation, om plasten ersätts med pollentätt tyg. Luckorna på tälten har under pollineringsfasen var klistrade med byggtejp. Efter pollinering har plasten rullats upp på stommarna och takplasten har lyfts av. 5

8 6 m 4 m 4 m 5 m Figur Isoleringstält av hustyp (till vänster) och indiantält (till höger). Metoder I samtliga försök jämfördes fröproduktion och frökvalitet på ympar som stått i isoleringstält under blomningen med kontrollympar som stått oisolerade på friland. Isoleringstälten restes innan honblomningen påbörjats. Under blomningen genomfördes noggrann pollinering (3 5 dagar, 3 gånger dagligen). Pollineringen genomfördes som pollenduschning mot enskilda blommor. Mellan 4 och 0 ml pollen användes per tillfälle och ymp. I samband med de första försöken i Askerud plockades samtliga hanblommor av från ymparna innan honblomningen startade. I senare försök i Askerud och i försöken i Klocke lämnades dock hanblommorna kvar. Erfarenheten visade att hanblommornas rykning i tälten skedde så pass långt efter honblomningen att de aldrig kunde pollinera den egna ympen. Den högre luftfuktigheten och lägre luftomrörningen i tälten bidrog också till att pollenet inte fick någon spridning. Efter avslutad blomning togs tältplasten bort från tältstommarna. Ett urval av 5 kloner har använts i vardera försöket (tabell ). Samma klon har representerats både i tält- och i kontrolledet. Antalet ympar per klon har varierat mellan de olika försöken. Pollineringen utfördes med en mix av utvalda kloner. En del av dessa var utvalda för att fungera som isozymmarkörer. I ett försök (Klocke :89) gibberellinbehandlades ymparna året innan blomningen. Övriga försök genomfördes på spontanblommande ympar. Gräset i tälten kontrollerades med herbicidbehandling, plasttäckning eller mekanisk röjning. 6

9 Tabell. Försök med pollinering i mobila isoleringstält. Försök nr:år Moderkloner Antal ympar/klon Askerud :86 W300 W4009 W4606 tält kontroll Faderkloner X403 W493 Pollineringsår Tältty p 986 Hus :87 se :86 se :86 se :86 se : Hus :88 S4009 W30 X403 W300 4:89 se :88 se :88 se :88 W300 S64 Klocke :88 BD BD48 BD56 BD09 BD4 988 Indian 989 Indian * 988 Indian :89 se :88 se :88 se :88 ** 989 Indian Sollerön 6:86 Z4005 Z4006 Z400 Z40 3:87 Z4005 Z406 Z400 Z40 4,5 3? 986 Hus AC03 Y300 AC305 AC3056 * Mix av plantagefrö från Skaholma (67, m) och beståndsfrö från Pajala (67,33 00 m) ** Beståndsfrö från norr om 67, Hus Insamlade data Kottar samlades in i samtliga försök året efter pollineringen. Kottoch fröanalyser genomfördes vid SkogForsks stationer i Brunsberg och Sävar. Kottstorlek, antal frön, tomfröprocent och tusenkornvikt registrerades i samtliga försök. I tre försök registrerades också frönas grobarhet och groningsenergi (tabell 3). 7

10 Tabell 3. Insamlade data från de olika försöken. Lokal Askerud Klocke Sollerön Försök nr:år :86 :87 :88 4:89 :88 :89 6:86 3:87 Antal kottar per ymp x x x x x x x x Antal kottar/liter x x x x x x x Matade frön/kotte x x x x x x x x Frön/ymp x x x x x x x x Matade frön/ymp x x x x x x x x Tomfröprocent x x x x x x x x Tusenkornvikt x x x x x x x x Grobarhet x x x Groningsenergi x x x Resultat och diskussion I alla delförsök i Askerud samt för ett på Sollerön var antalet kottar högre hos isolerade ympar (figur 3). Det motsatta resultatet framkom i Klocke. I Askerudsförsöken var huskottarna genomgående mindre än kottar som pollinerats på friland (figur 4). Skillnaden var dock inte signifikant. I Klocke och på Sollerön var kottstorleken relativt lika mellan de båda försöksleden. antal kottar Hus Kontroll Askerud Klocke Sollerön Figur 3. Antal kottar per ymp i de olika försöken fördelat på hus respektive kontroll. 8

11 antal kottar per Hus Kontroll Askerud Klocke Sollerön Figur 4. Antal kottar per liter som ett mått på kottstorleken i de olika försöken. De sammanlagda frömängderna var högst hos oisolerade ympar i fem försök och högst hos isolerade ympar i tre försök (figur 5). I genomsnitt skördades frön från isolerade ympar och frön från oisolerade ympar. Tomfröprocenten var dock högre hos de isolerade ymparna i sex av delförsöken (figur 6). I genomsnitt var tomfröprocenten (räknat på antal) cirka 5 % för isolerade och 4 % för oisolerade ympar. Dessa nivåer är något högre än vad de normalt brukar vara i plantagematerial, men det är stor variation både mellan kloner och år i tomfröprocentnivåer. antal matade+omatade Hus Kontroll Askerud Klocke Sollerön Figur 5. Antal frön per ymp fördelat på matade (ej streckat) och omatade frön (streckat). 9

12 tomfröprocent Hus Kontroll Askerud Klocke Sollerön Figur 6. Tomfröprocenten (andelen omatade frön av samtliga skördade frön) i de olika försöken. Observera att Askerud 987 bygger på ett litet antal frön. Tusenkornvikten var högre hos isolerade ympar (genomsnitt 7,8 gram) jämfört med oisolerade (7,6 gram) (figur 7) tusenkornvikt Hus Kontroll Askerud Klocke Sollerön Figur 7. Tusenkornvikt (gram) i de olika försöken.grobarhet och groningsenergi var något högre hos oisolerade ympar. Skillnaden mot isolerade ympar var dock liten och inte signifikant. Resultaten visar att isoleringstälten inte hade någon påtaglig effekt på frökvalitet och frömängd i försöken. För att lyckas är det troligen viktigt att fröet får utvecklas relativt ostört efter pollineringen, d.v.s. att växthusplasten rullas bort så snart blommorna inte längre är mottagliga för befruktning. Erfarenheterna visar att temperaturerna kan bli mycket höga inne i tälten. I kombination med hög luftfuktighet kan detta få allvarliga effekter på frönas 0

13 utveckling. För att undvika alltför hög luftfuktighet är det viktigt att hålla tälten fria från markvegetation. Referenser Eriksson, U Enhancing production of high-quality seed in Swedish conifer breeding. SLU, Silvestria (doktorsavhandling). Lestander, T. & Lindgren, D Fröplantagers genetiska effektivitet. I: Nilsson, J. E., (red.), Skogsodlingsmaterial för hårda nordliga lägen. SLU, Inst för genetik och växtfysiologi, Rapport nr 4, 7. Umeå. Opublicerade Almqvist, C. opubl. Tidig korrelation mellan frystest och fälttestresultat. Preliminära resultat i Den Lille Skogsodlaren no 996. SkogForsk, februari 996. Yazdani, R. opublicerade resultat av isozymanalyser på frö från kontrollerade korsningar i Askerud.

14

15 Bilaga. Medelvärden och resultat av statistiska analyser för respektive delförsök Askerud :86 (hus). Medelvärden per ymp Variabel Hus Kontroll P-värde signifikant skillnad antal kottar ,36 antal kottar per liter ,49 antal matade 8 8 0,09 frön/kotte antal frön ,44 antal matade frön ,84 tomfröprocent ,0 tusenkornvikt 8,4 7,4 0,000 ja grobarhet 97,05 97,83 0,6 groningsenergi 97,3 96,33 0,46 Askerud :87 (hus). Medelvärden per ymp Variabel Hus Kontroll P-tvärde signifikant skillnad antal kottar 35,5 4,7 0,04 ja k*f,0097 antal matade 5,5 3,8 0,7 frön/kotte antal frön ,53 antal matade frön ,50 tomfröprocent ,55 tusenkornvikt 3, 6,7 0,08 antal gram frö,3,3 0,48 antal gram matat frö,, 0,49 Askerud :88 (indian). Medelvärden per ymp. Variabel Hus Kontroll P-värde signifikant skillnad antal kottar ,65 antal kottar per liter , antal matade 0,0 ja frön/kotte antal frön ,34 antal matade frön ,38 ja tomfröprocent ,005 ja tusenkornvikt 7,0 6,0 0,04 antal gram frö 7,0 7,4 0,05 ja antal gram matat frö,6 4, 0,003 ja Askerud 4:89 (indian). Medelvärden per ymp Variabel Hus Kontroll P-värde signifikant skillnad antal kottar ,07 antal kottar per liter 4 9 0,049 ja antal matade 7 5 0,0 ja frön/kotte antal frön ,75 antal matade frön ,57 tomfröprocent 47,7 34,6 0,3 tusenkornvikt 5, 5,8 0,008 antal gram frö 3, 4,6 3

16 Klocke :88 (indian). Medelvärden per ymp. Variabel Hus Kontroll P-värde signifikant skillnad antal kottar ja antal kottar per liter 7, 75,8 0,43 antal matade, 0,5 0,80 frön/kotte antal frön ,00 ja antal matade frön ,005 ja tomfröprocent 8,9 4 0,08 tusenkornvikt 6,4 6,3 0,47 Klocke :89 (indian). Medelvärden per ymp. Variabel Gibbeh. i Gibbeh. tillpoll Friland P-värde signifikant skillnad hus friland antal kottar ,003 ja (friland) antal frön ,000 ja (samtliga) antal matade frön ,000 ja (friland) antal kottar per liter 48,8 53,3 57, 0,4 antal matade 5, 9,3 0,6 0,4 frön/kotte tomfröprocent 66,4 63, 56,3 0, tusenkornvikt 5,93 5,87 5,4 0,4 Sollerön 6:86 (hus). Medelvärden per ymp Variabel Hus Kontroll P-värde signifikant. skillnad antal kottar ja(,04) antal kottar per liter 44, 43,5 0,74 antal matade frön/kotte 3,5 3,5 0,00 ja antal frön ,3 antal matade frön ,30 tomfröprocent 43,9 0,7 0,03 ja tusenkornvikt 8,7 7,0 0,03 ja grobarhet 94,6 96, 0, Sollerön 3:87 (hus). Medelvärden per ymp Variabel Hus Kontroll P-värde signifikant. skillnad antal kottar antal kottar per liter 53,4 56,5 0,77 antal matade 5,4 0,4 0,00 ja frön/kotte antal frön ,0 ja antal matade frön ,006 ja tomfröprocent 59,3 36,6 0,04 ja tusenkornvikt 8,0 6,5 0,004 ja grobarhet 84,7 97,0 0, groningsenergi 57,8 6,6 0,80 4