JOURNAL OF THE SCIENTIFIC AGRICULTURAL SOCIETY OF FINLAND Maataloustieteellinen A ikakauskirja Voi. 51: 1-16, 1979 Ziichterische Aspekte der einheimischen Eiweissversorgung im Norden Erkki Kivi Hankkija Pflanzenziichtungsinstitut, SF-04300 Hyrylä, Finnland A plant breeder’s viewpoints on domestic protein production at northern latitudes E. I. Kivi Hankkija Plant Breeding Institute, SF-04300 Hyrylä, Finland Abstract This paper is based on a lecture given in June, 1978 at the Central Institute Colloqium of the Academy of Science of the German Democratic Republic at Gatersleben. It deals with problems of breeding for improved domestic feed protein production in Finland. In recent years, there has been a reappraisal of the value of red clover, both as a protein source in ley husbandry and as a natural nitrogen producer in crop rotations. Further breeding efforts are needed towards disease resistance and persistence in red clover. In the North, the most reliable species for seed protein production are the pea, faba bean, and the annual forms of rape and turnip rape. To improve the reliability of peas, material from the VIR genebank, Leningrad, USSR, has been used in crosses. Both semileafless and small-seeded lines have been selected and these lines are already in official performance trials. In faba bean, very early ripening and small-seeded material was collected in 1969 from Carelian local bean populations in southeast Finland. Both in rape and turnip-rape mutation breeding has been used to produce types reliable under northern conditions. Einleitung Ein Pflanzenziichter, der zum praktischen Ziele strebt, soli nicht nur die Quantität und die Qualitätscharakteristika der Ernte sondern auch die Umgebung, wo der Anbau seiner Sorten zur Ausfuhrung gebracht wird, beriicksichtigen. Die Veranderung in einer Eigenschaft hat immer Einfliisse auf viele andere Anbaucharakteristika und dafiir wird es fur einen Pflanzen- ztichter oft schwieriger sein, z.B. nach den neuen Forderungen der Qualitäts- eigenschaften, das schon errungen ökonomische Niveau der Produktion oder HE https://www.c-info.fi/en/info/?token=m4Id1C2N2s-AjD9P.MrOLXgY0rKGRsJFQoqOZMw.bxWl84G_hEqbA9QS52qahXFdBPIrKcTkO6v30n5xEO03sLqk8km-eXgdSS8OBdfwLQvxXyKmlzadtBxuxqR0lHQKeph3nB0nRzV79JXXwF_WlXZ0DRiNNlKLhVfLZPpN758CJISc9vJk818MHyGpxGmeqYBZ12DH 2 die Sicherheit des Anbaus beizubehalten, als die auf neue Qualität positiv einwirkenden Erbfaktoren durch Kreuzungen ins Zuchtmaterial zu iibertragen. Mit dieser Problematik kollidieren wir nicht gar selten in der heutigen Ziicht- ungsarbeit. In vielen europäischen Ländern ist man in den letzten Jahren bemiiht gewesen, die einheimische Futtereiweissproduktion zu vermehren, wegen der intensivierten Tierwirtschaft und, vor allem, wegen der Begrenzungen der Weltmarkt der bisherigen Eiweissquellen, wie Sojabohne oder Fischmehl. Finnland ist eines von den Ländern, wo der Import der Eiweissfuttermittel streng reguliert worden ist. Dies hat zur Folge gehabt, dass die Verbesserung der Eiweisseigensschaften der einheimischen Kulturen sowohl in der Praxis als auch in der Forschung der Mittelpunkt der Anstrengungen geworden ist. Alle Bestrebungen, um die Eiweissproduktion auszubauen, bedeuten also, ausser dem Steigen der Erträge und dem Heben des Qualitätsniveaus des pflanzlichen Eiweisses, auch die Erhaltung der heutigen Anbausincherheit, in vielen Fällen sogar die Verbesserung derselben. Auf unseren Breitengraden sind die Aspekte der Ziichtung fiir bessere Eiweisseigenschaften eher Ziichtung auf bessere Umweltadaptation bei den Arten, die gute Eiweisscharakteristika haben, als die genetische Manipulation der Eiweissfaktoren selbst. Die Hauptlinien des Ackerbaus in Finnland Finnland ist der Welt nördlichstes Land, das die vollkommene Selbstver- sorgung an ackerbaulichen Pflanzenprodukten erreicht. Schon im Vergleich mit den nächsten skandinavischen Nachbarn liegt Finnland landwirtschaftlich sehr hoch im Norden (Abb. 1). Das ganze Land liegt nördlich vom 60. Breiten- grad. Schweden ist so viel siidlicher als Finnland, dass 92 Prozent der Getrei- deproduktion siidlich von der Siidkiiste Finnlands erfolgt. Der Schwerpunkt des finnischen Ackerbaus liegt in den siidlichen Teilen des Landes. Die Karte (Abb. 2) zeigt die 90-Prozent-Grenzen der sogenannten grossen Ackerbaugruppen, des Erot- und Futtergetreides und Grasbaus. Die Grenzen bedeuten also, dass 10 Prozent des Anbaus noch nordöstlich von denen stattfindet. Wir sehen z. 8., dass ein bedeutender Anted des Futtergetreides, also der Sommergerste und des Haters, nördlich von dem 62. Breitengrad angebaut wird. Diese Breite vvird in der skandinavischen Landwirtschaft als Siidgrenze des sogenannten Nordkalottgebietes betrachtet (Kivi 1965). Die Konzentrierung der Tierwirtschaft in den inneren und nördlichen Teilen des Landes ist auf der fernliegenden Nordgrenze des Grasbaus deutlich zu sehen. Die Ackerpflanzen, die dort oben angebaut werden, rutissen ihre Ernte nach den Einwirkungen des sehr langen und strengen Winters und unter den extremsten photoperiodischen Verhältnissen des Sommers produzieren. Spezialcharak- teristika der nördlichen Lage sind u. a., dass etwa 80 Prozent der Gerste friihreifende mehrzeilige Sorten sind, oder, dass beim Weizen die Sommersorten grössere Bedeutung als Winterweizen haben, denn, wegen der begrenzten Überwinterungsfähigkeit sogar der einheimischen Sorten, können wir Win- terweizen nur im Siidwesten anbauen. 3 Wachstumsfaktoren im Norden Die nördliche Tage Finnlands fiihrt zu vielen klimatischen Charakteristika. In der Abbildung 3 sind zwei von denen auf Grund der Resultate der europäi- schen Braugerstenversuche, EBC-Versuche, schematisiert (Lang 1966, Kivi 1967). Im Vergleich mit Dänemark und den Niederlanden ist die Wachstums- periode in Finnland kurz. Der Sommer bei uns ist eigentlich nicht mehr als ein Sprung in den Sommer; im Juli, wenn sich die Temperatur den Wärmever- hältnissen der siidlicheren Länder nähert. Im Schema (Abb. 3 a) sind auch drei Phasen des Wachstums der Gerste als Mittelwerte der drei zweizeiligen Braugersten —, nähmlich Aussaat, Ährenschieben und Reifen enthalten. Wir sehen, dass wenn man in Sud- Finnland im Mai säet, das Wetter schon wärmer ist als in Dänemark oder in den Niederlanden vvährend und nach der Aussaat. Die Temperatur steigt rasch bis zum Ährenschieben, und darum ist die vegetative Phase der Entwicklung der Gerste bei uns viel schneller als im Siiden. Das Wachstum der zweizeiligen Gerste dauert in Finnland nur 97 Tage, 122 Tage in Dänemark und ganz und gar 135 Tage unter dem maritimen Kiima der Niederlande. Wenn der Entwick- lungsrhytmus der Gerste so langsam in Finnland wie in Dänemark ware, könn- ten wir eigentlich kein Getreide, gar keine reife Samen erzeugende Pflanzen anbauen! Abb. 1. Die Verteilung der Getreideflächen der nördlichen Länder auf gewisse Breitengrade (nach den offiziellen Statistiken 1974 —75 der gebuhrenden Länder). 4 Ein anderer Faktor ist die Lichtmenge, Tageslänge, die ebenfalls am Anfang der Wachstumsperiode, nach der Aussaat, im Maximum ist. In der Abb. 3 b werden die Unterschiede zwischen den drei Ländern auf Grund der Menge der Sonnenscheinstunden pro Monat geschildert. VVährend der Aussaat und unmittelbar danach haben wir also wenigstens doppelt so viel Sonnenschein, Licht im allgemeinen, als in den Niederlanden in den ersten Wochen des Abb. 2. Die 90-Prozent-Grenzen des Anbaus des Erot- und Futterget- reides und Grases in Finnland. 90 Prozent von der Produktion der jeden Pflanzengruppe findet siidwestlich von der Grenzlinie statt (nach den Ziffern der offiziellen Statistik Finnlands 1977 schematisiert). 5 Wachstums. Bei Zunahme des Regens im Spätsommer fällt die Sonnenschein- kurve schon im August stark ab. Die Wärme ist ohne weiteres der wichtigste Minimumfaktor unseres Pflan- zenbaus und der Warmebedarf der Arten und Sorten reguliert ihre Anbau- sicherheit. Die Wärme eines Sommers wird oft mit der Wärmesumme oder mit so- genannter »Summe der effektiven Temperaturgrade» gemessen. Dieser Begriff ist urspriinglich von den Forstbiologen dargestellt worden (Sarvas 1965), und sie ist die Summe der täglichen Mitteltemperaturen, doch auf solche Abb. 3. Die Temperatur- (a) und Sonnenscheinverhältnisse (b) der Wachstumsperiode in drei europäischen Ländern (näher im Text). 6 Weise gerechnet, dass nur die Anteile der täglichen Mittelwerte, die +s° C tibersteigen, zusammengerechnet werden. Diese Grenze ist deshalb als Grund- wert genommen, Weil die höheren Pflanzen im allgemeinen nicht unter +s° C wachsen. Die effektive Temperaturkurve beginnt normalerweise Anfang Mai zustei- gen, und ihr Steigen erreicht das Maximum natlirlich im Juli. Oft sind die täglichen Tagestemperaturen schon im September so niedrig, dass die Steigerung der Kurve sogar in Siid-Finnland ein Ende macht. Im Laufe der Wachstums- periode steigt die effektive Temperaturkurve bis zu 900—1400 Grad, abhängig von der geographischen Breite. Jährliche Variabilität der Temperatursumme ist gross. In der Abbildung 4 gibt es Kurven fiir einen warmen und fiir einen kiihlen Sommer der 70er Jahre. Der Sommer 1972 war sehr warm im ganzen Land, 1974 war kait im Siiden, 1971 im Norden. Wir sehen auch, dass die wärmste Periodein Nord- Finnland, in 1972, war ungefähr ebenso kait wie der kalte Sommer 1974 in Slid-Finnland. Der Obergang nach Norden stellt also immer grössere Forderun- gen an die Milieuresistenz der Pflanzen. Eine Sorte braucht fiirs Reifen eine umso höhere Temperatursumme je länger ihre Wachstumszeit ist. Um anbausicher genug zu sein, muss die Sorte so frtih reifen, dass sie auch in solchen Sommern, wo die Wärme unter dem normalen liegt, das Erntestadium erreicht bevor die Temperatur so viel abfällt, dass das Reifen der Samen oder Körner nicht mehr möglich ist. Abb. 4. Die Entwicklung der effektiven Wärmesumme in einem kaiten und warmen Sommer der 70er Jahre bei drei Orten in Finnland (nach Rekunen 1975). 7 Eine allgemeine Regel fiir die Sortenempfehlung ist, dass eine Sorte nicht mehr Wärme als 90 Prozent von der normalen effektiven Temperatursumme der Gegend brauchen darf. Wenn sie mehr Wärme fiir die gesamte Entwicklung bräuchte, wiirde sie wahrend der kiihlen Sommer zu spät reif sein. Die friihesten Getreidesorten, die mehrzeiligen Gersten, brauchen etwa 800 900 effektive Temperaturgrade (Rekunen 1975). Sie sind also anbausicher genug noch auf dem 65. Breitgrade, wovon unsere nördlichsten Kurven da sind. Ein Sommer wie 1971 bedeutete jedoch eine Katastrofe fiir den gesamten Ge- treidebau in Nord-Finnland. Die spätesten Sommergetreidesorten, die wir nur fiir die siidlichsten Teile Finnlands empfehlen können, reifen mit etwa 1200 Graden. Dies ist auch das Maximum an dem wir bei allem samenerzeugen- den Pflanzen festhalten miissen. Die heutigen Tendenzen im Grasbau Gleichzeitig mit der »Griinen Revolution» der Weizenproduktion in der grossen Welt verbreitete sich in Finnland »die griine Richtung» des Grasbaus. Sie bedeutet Erhöhung der Grasernten mit Hilfe der hohen Stickstoffmengen, in der intensiviertesten Form mit Betvässerung, und Anbau ohne Klee. Mit Stickstoff nehmen sowohl Heu- als Eiweissernte bemerkenswert zu (Tab. 1). Als Folge der grösseren Heuernten und des höheren Eiweissgehaltes ist die Eiweissproduktion pro Hektar in diesen Fallen um 60 Prozent gestiegen, als Folge der Steigerung der Stickstoffmenge auf 100 bis 200 kg pro Hektar. Die dominierende Grasart im Anbau ist Timothee (Phleum pratense). Dabei baut man ganz viel Wiesenschwingel (Festuca pratensis) und in be- Tabelle 1. Die Effekt der Stickstoffdiingung und Bewasserung auf die Heu- und Eiweiss- produktion des Timotheegrases (nach Raininko 1968).Timotheegrases (nach Raininko 1968). Xrockensubstanz (kg/ha) KlOO N2OO Diff. % 7 090 8 680 +22.4 8 520 —>■ 10 590 +24.3 + 20.2 +22.0 Nicht Bew. Bewässer. Diff. % Eiweisshalt (%) NlOO N2OO Nicht Bew. Bewasser. 8.0 —> 10.3 7.5 —9.0 Roheiweiss (kg/ha) NlOO N2OO Diff. % 618 —>■ 990 +60.2 712 —> 1 112 +56.2 + 4, + 15.2 +12.3 Nicht bew, Bewasser. Diff. % 8 grenzten Mengen Knaulgras (Dactylis glomerata) und Deutsches Weidelgras (Folium perenne). Der intensivierte Anbau der Gräser mit hohen Stickstoff- gaben hat Zuchtprobleme mit sich gebracht, weil die Winterfestigkeit aller Gräser unter harten Diingunsverhältnissen schwacher wird. Unter der »Griinen Richtung» ist die Winterfestigkeit immer wichtiger geworden, sowie die Bestrebungen, um die Produktivität unter intensivem Anbau mit der Resistenz gegen die Auswinterung zu kombinieren. Auch die Bedeutung der einheimischen winterfesten Grassorten ist wichtig geworden. Friiher hat man ziemlich oft ausländische Sorten angebaut, wegen der Sch- wierigkeiten des einheimischen Samenbaus mit eigenen Sorten. Differenzen in der Winterfestigkeit zwischen den Sorten können in einigen Fallen sehr gross sein (Abb. 5). Die Sorte rechts im Bild ist von Schneeschimmel, Fusariunt nivale, vernichtet worden, der einer von den gefährligsten Überwinterungs- krankheiten bei uns ist. Vor allem im nördlichen Grenzgebiet des Grasbaus ist die Menge der schädlichen Überwinterungspilze gross. Ausser Fusariunt sind verschiedene Typhula- und Botrytis-Arten allgemein und sie können sogar Timothee-Bestände vollkommen zerstören, obgleich Timothee unser härtestes Gras ist betreffend sowohl die Verhältnisse auf der nördlichsten Anbaugegenden als die Produktion mit hochintensiever Diingung. Die Ziichtung der Grassorten fiir intensivierte, hohe Eiweissertmge pro- duzierenden Anbau ist aus zwei Griinden schwierig. Wenn wir hochgeziichtetes, siidliches Material in den Kreuzungen gebrauchen, bringen wir immer Erb- faktoren mit, derer Anwesenheit die Oberwinterungsfähigkeit der Nach- kommenschaft herabsetzt. Zweitens, es herrscht oft ein negatives Verhältnis zwischen Resistenz und Ertragsfähigkeit. Pflanzen, die durch nattirliche Abb. 5. Unterschied der Winterfestigkeit der zwei Sorten vom Deutschen Weidelgras (Lolium perenne) nach einer strengen Epidemic von Fusariunt nivale. Links eine abgestorbene, nicht-resistente Zuchtsorte, rechts widerstandfähige Lokalsorte Valinge. 9 Auswahl oder durch Zlichtung gute Winterfestigkeit haben, »ziehen», sozusagen, »die Bremsen» und sind nicht fähig die ertagsproduzierende Umgebung des intensiven Anbaus zu nutzen. Ebenso wie die Strategic der »Griinen Revolution» notwendigerweise Korrek- turen braucht und ihre Entwicklungsfahrt sich zu rasch erwiesen hat, ist auch unser Grasbau mit iiberwiegenden Stickstoff Subjekt der Kritik geworden. Die Erhöhung der Stickstoff-Preise zusammen mit den Schwierigkeiten der Winterfestigkeitsziichtung haben das Intresse zuriick auf den alten Timothee- Rotklee-Anbau mit weniger Stickstoffmengen geleitet. Rotklee ist eine sehr wertvolle Eiweissquelle. Bisher hat nur sie grössere Bedeutung als natiirliche Eiweissquelle des Grasbaus in Finnland gehabt, und z. B. Luzerne ist nur sporadisch gebaut worden. Erfolgreiche Zlichtung der anbausicheren Rotklee wiirde das Niveau unseres Grasbaus merklich heben. Rotklee ist leider die Art mit sehr schwacher Persistenz, der Anteil des Klees vermindert sich stark mit dem Alter des Grasbestandes. Die Ursache sind wieder die Überwinterungskrankheiten von denen Kleekrebs, Sclerolinia trifoliorum, die allgemeinste, und schon lange als eine Kleeseuche bekannt, ist. In den letzten Jahren haben auch viele andere sogenannte Wurzeltoter des Klees ihre Gefährlichkeit gezeigt (Ylimäki 1967). Viele verschiedene Pilzarten verursachen innere Wurzelschadigungen wie die der Gattungen Fusarium, Rhizoctonia und Cylindrocarpon. Die Samenertrag produzierenden Eiweisspflanzen In der Gruppe der Samenertrag-Pflanzen hat das Futtergetreide, also Sommergerste und Hafer, selbstverständlich quantitativ dominierende Bedeu- tung, deren Erträge den Hauptanteil der Gesamtproduktion der Äcker unseres Lands bildet. Es ist deshalb ganz verständlich, dass schon relativ kleine Veränderungen in dem Eiweissgehalt oder der Eiweissstruktur der Gersten- oder Haferernte quantitativ gemessen zu einer grossen Verschiebung in der Gesamteiweissproduktion ftihrt. Die Ztichtung von Lysingersten kann solche Veränderungen mit sich bringen, wenn solche Sorten wirklich in der Praxis sich verbreitet werden. in der Zlichtung auf Hochlysin-Gerste haben wir als Kreuzungseltern sowohl Hiproly als auch die dänischen Risp-Mutanten gebraucht, und, wegen der Wichtigkeit der mehrzeiligen Gerste, die Lysinfaktoren auf diesem Typ zu tibertragen versucht (Kivi 1977). Wir haben mit diesem Material auf gleiehe Schwierigkeiten wie andere Zlichter gestossen, u.a. die »Shrivelling»-Eigenschaft (geschrumpfte Körner) der Hochlysin-gerste. In den bisherigen Anbauversuchen haben die Lysin-Typen der Hiproly-Nachkommenschaften von den normalen Sorten abweichende Reaktionen auf Wärme- und Feuchtigkeitverhältnisse gezeigt (Lampinen 1978). Ohne die Bedeutung zu unterschätzen, die die Lysingersten mit positiven Anbaueigenschaften in derEiweissproduktion hätten, ist es höchst unwahrschein- lich, dass wir die Natur der Gertreidearten in dem Masse in Richtung des Eiweisserzeugers verändern können, dass wir die Futtermittelindustrie allein auf der Getreideernte aufbauen könnten, ohne Zusatz eiweissreicherer Kompe- 10 nenten von den Arten derer Eiweissgehalt schon erblich höher als des Getreides ist und die Aminosäurenzusammensetzung solche, dass man mit ihren die Einseitigkeiten des Getreideeiweisses komplettieren kann. Die in Finnland anbaubaren Sameneiweisspflanzen sind die Leguminosen Erbse und Ackerbohne und die Brassica-o lpflanzen Raps und Rtibsen. Die Ziichtung dieser Arten hat wahrend der letzten Zeit grosse Bedeutung bekommen. Die Genbank als Materialquelle in der Erbsenziichtung Die Erbse ist schon lange Ziichtungsobjekt gewesen. Sie ist eine alte Ackerbaupflanze im Norden, hauptsächlich fiir menschliche Ernährung ange- baut. Nach dem zweiten Weltkrieg wurde ihr Anbau stark regeneriert, als neue Quellen der menschlichen Proteinnahrung ins Bild kamen. Heute hat die Erbse neue Bedeutung als eine gute Lösungsmöglichkeit der Euttereiweiss- produktion erreicht. Die Ziichtung hat bis heute drastisch den Wachstumstypus der Erbse umgebaut. In Europa sind schon lange Zeit kurze Sorten, wie die niederlän- dische Rondo, angebaut worden. Bei uns bleibt Rondo oft zu kurz wegen der Vorsommertrockenheit, und darum hat man, wie auch in Schweden (Binge- fors 1978), die Ziichtungsarbeit auf die morphologisch neuen Typen der soge- nannten halbhohen Erbse gerichtet. Die Sorte Simo von Svalöf ist die erste zugelassene Ziichtung von dieser Ideallänge, leider ist sie etwas zu spät fiir uns. Wegen des Spätreifens der Erbse ist die Ziichtung auf friihe Sorten von grosser Bedeutung. Sehr wichtig ist auch, dass das Bliihen gleichmässig ist und vollständig beendet wird, so dass die Bestände nicht aufs neue zu bliihen beginnen, wenn auch das Wetter des Spätsommers regnerisch umschlagen wiirde. Die Erbsenziichter haben auch beobachtet, dass das endlose Bliihen der Erbse nicht nur auf niedrige Temperatur und dem Regen beruht, sondern auch auf der Verkiirzung der täglichen Lichtperiode. Deshalb bedeutet die rasche Entwicklung, die den Erbsenbestand möglichst friih im Mittsommer an das Ende der Bliihphase vorbei bringt, die Sicherung gegen endloses Bliihen und ungleiches Reifen. Beziiglich der Anbausicherheit ist die Erbse deutlich unter dem Niveau der Getreide. Die Lagerung versucht man mit anbautech- nischen Lösungen zu vermeiden; Hafer oder standfeste Gerstensorten als Stutzpflanzen im Zusammenbau mit der Erbse. Solche Anbauteknik bringt jedoch Spezialprobleme mit sich, u.a. wegen der Konkurrenz zwischen zwei biologisch verschiedenen Partnern des Zusammenbaus. In der Erbsenzlichtung haben wir einige neue Quellen benutzt, um die Wachstumseigenschaften der Erbse umzuwandeln: eine sehrkleinsamige und eine »blattlose» Erbsenlinie (Tab. 2). In heiden Fällen basierte die Zlichtungsarbeit auf dem Material, das aus der Leningrader Genbank, dem VIR-Institut, in den 60er Jahren bekommen worden ist. Die urspriingliche kleinsamige Erbse (K-2225) stammt aus der Tiirkei und der blattlose Typ (K-5I10) aus dem Moskau-Gebiet. Die Anbauwerte beider Originallinien sind minimal, und sie wurden von uns mit mehreren angebauten Sorten gekreuzt. Unter unseren Verhältnissen sind die kleinen Samen ein Anbausicherheits- faktor sogar beim Getreide und noch mehr bei der Erbse, die eine viel grossami- 11 Tabelle 2. Eigenschaften der blattlosen und kleinsamigen Erbsenlinien in den Zlichter- Versuchen 1976 77. Samenertrag Wachstums- Pflanzen- 1 000- zeit höhe Lagerung Samen- (Rel.) (Tage) (cm) (%) gewicht (g) Standarde KIRI, hoch 100 118 125 74 228 SIMO. halbhoch 89 123 93 58 210 Neue Linien Hja 51229 121 1 108 ! 82 74 144 ! (kleinsamig) Hja 51237 111 118 89 49 1 252 (blattlos) Hja 51229 = (Maro/Kalle)F l //Ville///k-2225 (von der Turkei) Hja 51237 = k-5110 (von Moskau-Gebiet)/ Simo gere Kulturpflanze ist. Unnötig grosse Samen trocknen sehr langsam beim Reifen, um geeignet fur das Mähdreschen zu werden, und auch bei der kiinst- lichen Trocknung nach dem Mähdreschen das beinahe immer bei alien Korn- und Samenernten eine Notwendigkeit ist steigen die Trocknungskosten mit steigender Samengrösse. Auf Grund unserer Versuchsresultate ist die kleinsamige Kreuzungslinie sehr ertragsreich. Die Kleinheit der Samen wird also durch andere Ertrags- komponenten kompensiert. Die Linie ist auch sehr friihreifend, was naturlich ein sehr wertvolles Charakteristikum ist. Die Differenz in der Samengrösse zwischen dieser Linie und z.B. der Rondo-Erbse ist deutlich (Abb. 6). Die blattlose Erbse hat Samen von normaler Grösse. »Blattlos» nennt man den Erbsentyp, bei welchem das ganze Blatt rankenförming ist, und in diesem Falle nur die Stipulae grune blattähnliche Organe sind (Abb. 7). Die Idee der Ziichtung eines blattlosen Typs ist, dass die Individuen eines Bestandes mit kraftigen Ranken einander stiitzen konnien. In diesem Typ gibt es tatsächlich weniger Lager als bei anderen Sorien. Wir haben auch beobachtet, dass beim Reifen, das also in Finnland immer im kuhlenden Wetter Abb. 6. Samenproben der sehr klein- samigen Kreuzungslinie Hja 51229 und der holländischen Zuchtsorte Hondo. 12 des Spätsommers, wenn die Nächte schon lang und feucht sind, sich vollzieht, der Sonnenschein durch den Bestand der blattlosen Erbse besser als durch den blattreichen Bestand der normalen Sorten geht, und so ist die natiirliche Trocknung mehr effektiv. Unserem Vorausweifeln ungeachtet ist es nicht zu schwer gewesen, gentigend ertragreiche blattlose Einien in der Kreuzungs- nachkommenschaften der K-5110-Erbse zu finden. Lokalsortiment in der Ziichtung der Ackerbohne Als Ziichtungsobjekt ist die Ackerbohne, Vicia faha, anders als die Erbse, eine neue Art. Als Kulturpflanze ist sie jedoch alt auch in Finnland. Z. B. im 18ten Jahrhundert war diese Bohne bekannt in vielen Provinzen unseres Landes (Grotenfelt 1922). Später ist sie iiberall ausser in Karelien verloren gegangen, wo sie zur menschlichen Ernährung bis zum zweiten Weltkrieg angebaut wurde. Einige Reste des alten Anbaus konnte man bis Ende der 60er Jahre unseres Jahrhunderts finden, u.a. im siidöstlichen Grenzgebiet Finnlands, in Richtung Leningrad. Als die Ackerbohne als eine Quelle des Futtereiweisses in den letzten Jahren des vorigen Jahrzehntes uns zu intressieren begann, wurde die Aufmerksamkeit auf dieses alte karelische Lokalsortiment gerichtet, denn alle ausländischen geziichteten Sorten waren viel zu spät, nicht nur als Anbaumaterial sondern auch als Quellen der Ziichtungsarbeit auf das Frlihreifen. Das Ziel der heutigen Ztichtung muss man natiirlich so stellen, dass solche friihreifende Sorten fiir den Anbau geliefert werden können, dass die Ernte mit dem Mähdrescher einzubringen ist. Um die Variabilität des Frlihreifens der schon lange in den östlichen Terien Finnlands angebauten karelischen Ackerbohne in der Ziichtungsarbeit zu benutzen, machten wir 1969 eine Sammlungsexkursion in das siidöstlichen Grenzgebiet (Hovinen und Kivi 1975). Als Resultat warden insgesamt 12 Proben der Lokalsorten gefunden (Abb. 8). Die Sammlung fand in den letzten Momenten des traditionellen Anbaus der alten karelischen Bohne statt. In Abb. 7. Der Bestand der blattenlosen Erbsenlinie Hja 51237, die stark ent- wickelte Ranken aber blattförmige Sti- peln hat. vielen Höfen erzählte man, dass vor etwa zehn Jahren der Bohnenbau ziemlich allgemein gewesen war, aber mit dem Aussterben der ältesten Bauergeneration beendet worden war. 1977 wurde eine friihreifende einheimische Sorte der Ackerbohne (Hankkijas) Mikko zugelassen. Sie ist die Selektion aus einem Lokalstamm aus dem Dorf Tyrjä in Siid-Karelien. Diese Sorte reift etwa 6 Tage frliher als die friihreifste ausländische Ackerbohne, Aria von Weibullsholm, und etwa drei Wochen friiher als die deutsche Sorte Herz Freya, die in alien Sommern kaum reife Samen unter unseren Verhältnissen gibt. Die Ackerbohne ist jedenfalls eine so spatreifende Pflanzenart, dass sogar die Sorte Mikko nur fiir die sudlichste Anbauzone Finnlands empfohlen werden kann. Wegen ihres hohen Eiweissgehaltes iiber 30 Prozent Roheiweiss von der Trockensubstanz der Samen ist die Ackerbohne wert der weiteren Forschung und Zuchtung. Die Samen der Ackerbohnen sind noch grosser als diejenigen der Erbsen. Die Kleinsamigkeit der Mikko-Sorte ist deshalb ein zielstrebiges Resultat der Zuchtung (Abb. 9). Die Untersuchung der ursprlinglichen Lokal- populationen zeigte erstaunlicherweise, dass es in diesem Material viele ganz grossamige und spatreifende Individuen gab. In alien karelischen Lokalbohnen gab es nämlich eine sehr grosse genetische Variation. Die Erhaltung der späten Typen in der Population ist verständlich dadurch, dass in friiheren Jahren die Bohnenbestände im unreifen Stadium geschnitten, unter dem Dach getrocknet und erst im Winter, oft sehr wahrsam mit der Hand, gedroschen wurden. Abb. 8. Die Karte fiber die Fundorte der karelischen Lokalpopulationen der Ackerbohne, von denen Samenproben im Herbst 1969 gesammelt wurden. 13 14 Mutationsziichtung bei Riibsen und Raps Erst wahrend des zweiten Weltkrieges verbreitete sich in Finnland der Ölpflanzenbau. Raps und Riibsen sind also neue Kulturpflanzen bei uns. Am Anfang baute man Winterriibsen an, under war auch ein Ziichtungsobjekt. Dieses Material gehört zu einem Mutationsziichtungsprogramm der 60er Jahren, mit welchem wir u. a. die Winterfestigkeit des schwach iiberwinternden Riibsens zu verbessern versuchten. Wir wählten aus der ver- schiedene Pflanzen und vereinigten Selbstungsamen der gleichen Type als Familiennachkommenschaften (Kivi u. a. 1974). In diesem Mutationziichtungs- program, mit nur einer Sorte, Rapido, als Objekt der GOCo-Behandlung, machten wir den Fehler, dass die Familien zu schmalen genetischen Hintergrunde erhielten, und, wegen der Inzucht, die Nachkommenschaften nach einigen Generationen degenerierten. Im Jahre 1975 wurde der Anbau solcher Ölpflanzensorten, deren Samen Erukasäure enthalten, vollkommen verhoten. Schon friiher hatte der Anbau des Winterriibsens abgenommen und die Sommerformen von Raps und Riibsen eine dominierende Stellung bekommen. Wegen der Forderungen nach erukasäu- refreiem Erntegut können heute nur kanadische Sorten, deren Anbauwert, wegen des starken Lagerns und der geringeren Produktivität, nicht auf dem- selben Niveau wie die älteren skandinavischen Ziichtungen ist, angebaut werden. Betreffend Qualitätseigenschaften des Ölriibsens und Rapses folgt die Ziichtung bei uns denselben Richtlinien wie iiberall. Vollkommen erukasäure- freies Öl, und Mehl mit minimaler Menge on Glykosinolaten, mit vanderen Worten die Doppel-Null-Sorten; es ist das Endziel der Arbeit. Dabei miissen wir auch bei diesen Arten auf die Verbesserung der Ertargs- sicherheit hinarbeiten. Vor allem beim Raps sollten wir merklich besseres Friihreifen erreichen. In unserem Institute begannen wir die Ziichtung der Sommerformen der Ölpflanzen gerade mit Raps um sein Friihreifen zu ver- bessern. Fine versprechende Sorte (Hankkija’s) Lauri wurde 1975 zugelassen (Hovinen 1975). Sie ist beim Reifen sogar beinahe 10 Tage friiher als die schwedischen Sorten. Leider war das Los des Lauri-rapses ungiinstig, denn das Verhot, erukasäurehaltige Sorten anzubauen, wurde nur einige Monate Abb. 9. Die Samenprobe der klein- und dunkelsamige Ackerbohnensorte Mikko mit zwei schwedischen Ziichtun- gen Primus und Aria. Die Sorte Mikko ist von einer karelischen Lokalpopu- lation ausgewahlt worden. 15 nach dem Zulassen von Lauri veröffentlicht. Unter den nördlichen Wachstums- verhältnissen ist die Entwicklung der Pflanzen also sehr rasch und viele Sorten erreichen auch eine grössere Höhe als unter siidlicheren Breitengraden. Darum haben wir in der Ziichtungsarbeit kurzes Material zu erhalten versucht, durch kurze Zwergformen als Kreuzungseltern und noch mehr mit Hilfe von kurzwachsenden Mutanten. Zu weit in der Richtung des Zwergwuchses diirfen wir jedoch nicht unter unseren Anbauverhältnissen gehen, und jeden- falls sollten die kurzen Typen immer ein gut entwickeltes Wurzelwerk haben, weil vor allem die ersten Monate der Wachstumsperiode oft ganz trocken sein können. Zum Schluss Bei jeder Pflanzenart mit der wir ziichterisch arbeiten, ist das Endziel gleich: ein Idiotypus, der physiologisch und morphologisch möglichst gut der Klimaumgebung und der Entwicklung der Anbautechnik entspricht. Der Bergriff Klimaresistenz deckt sich im Norden nicht nur mit der Fähigkeit der Sorten die extremen Charakteristika des Klimas zu tolerieren sondern auch die Fähigkeit die klimatischen Besonderheiten, wie die grosse Lichtmenge und Tageslänge, zu nutzen. Gleichzeitig darf die knappe Warme die Realisierung des genetischen Ertragspotentials der Sorten nicht verhindern. Es ist nicht so selten, dass ein Pflanzenzlichter im Norden danach gefragt wird, ob es möglich ware, einen von den grossen Eiweisserzeugern der Welt, wie Sojabohne oder Sonnenblume, in unserem Land als Kulturpflanze einzu- ftihren. Obgleich der Wissenschaftler nie seinen Optimismus verlieren darf, muss er doch auch ein Realist sein, und dann dtirfte meiner Meinung nach der Weg zu der arktischen Sojabohne oder polarischen Sonnenblume so kompliziert sein, dass es realistischer ist, die existierenden Ziichtungsressourcen auf die weitere Entwicklung der an die nördlichen Klimaverhältnisse schon adaptierten Pflanzenarten zu konzentrieren. Dieser Beitrag wurde im Gaterslebener Zentralinstitut der Akademie der Wissenschaften der DDR im Juni 1978 als Kolloqium-Vortrag gehalten. Herrn Dr. Friedrich Scholz, Gaters- leben, danke ich fur die kritische Durchsicht und sprachliche tiberarbeitung des Textes. VERZEICHNIS Bingefors, S. 1978. Influence of seeding rate on the seed yield of different growth types of peas. Sver. Utsädesf. Tidskr. 88: 69 71. Grotenfelt, G. 1922. Peltopavun viljelys. Suom. peltokasviviljelys II: 135 139. Hovinen, S. 1975. Hankkija’s Lauri spring rape. Siemenjulkaisu 1975, Hankkija PI. Breed. Inst.: 163. & Kivi, K. I. 1975. Field bean. Siemenjulkaisu 1975, Hankkija PI. Breed. Inst.: 72. Kivi, E. I. 1965. Plant breeding in Finland. Acta Agr. Scand. Suppl. 12: 52 69. 1967. Ilmastotekijäin vaikutus mallasohrasadon määrään ja laatuun. Mallasjuomat 1967, 11: 1-10. 1977. Short season barley breeding. 4th Reg. Winter Cereal Workshop, Amman, April 1977, IX: 109-118. 16 —, Rekunen, M. & Varis, E. 1974. Use of induced mutations in solving problems of northern crop production. Polyploidy and Induced Mutations in Plant Breeding. Panel Proc. Ser. lAEA: 187—194. Lampinen, R. 1978. Inverkan av gödslingsnivä pä protein- och lysinhalt i kärnan av höglysin- korn av Hiproly-typ. NCF, 20, Nord. Cerealistkongr., Malmö, Juui 1978 (im Druck). Lang, J. 1966. Der Einfluss von Klimafaktoren auf Wachstums- und Entwicklungsverlauf sowie Ertrags- und Qualitätsleistung der Braugerste, dargestellt anhand spezifischer internationaler Anbauversuche (Barley Committee, EBC). Miinchen/Weihenstephan. Diss.: 1—205. Raininko, K. 1968. The effects of nitrogen fertilization, irrigation and number of harvestings upon leys established with various seed mixtures. Acta Agr. Fenn. 112; 1 137. Rekunen, M. 1975. Weather conditions from 1970 74. Siemenjulkaisu 1975, Hankkija PI. Breed. Inst., 20 26. Sarvas, R. 1965. The annual period of development of forest trees. Sitz.ber. Finn. Akad. Wiss. 1965:211-231. Ylimäki, A. 1967. Root rot as a cause of red clover decline in leys in Finland. Ann. Agr. Fenn. 6, Suppl. 1: 1 59. Manuskript angekommen Dezember 11, 1978. SELOSTUS Kasvinjalostuksen näkökohtia kotimaisen valkuaistuotannon toteuttamisessa viljelyn pohjoisrajoilla Erkki Kivi Hankkijan kasvinjalostuslaitos, 04300 Hyrylä Artikkeli perustuu DDR:n tiedeakatemian Gaterslebenin keskuslaitoksen kollokviossa kesäkuussa 1978 pidettyyn esitelmään. Suomen pohjoisten viljelyolojen ja kasvinviljelymme painopistealueitten muodostamaa taustaa vasten tarkastellaan viljelyvarmojen valkuaissatoa tuottavien peltokasvien jalostamisen mahdollisuuksia. Nurmenviljelyssä vakiintuneen vihreän linjan mukaisen tuotannon rinnalle ollaan palaut- tamassa tärkeintä nurraipalkokasviamme, puna-apilaa, sekä nurmisadon valkuaislähteeksi että viljelykiertojen typentuottajaksi. Tämän onnistumiseksi on puna-apilan kestävyysjulostuk- sessa edistyttävä ratkaisevasti. Siemensatoa tuottavien peltokasvien arvoa rehuvalkuaisen lähteenä voidaan jalostusteitse kohentaa joko muuttamalla rehuviljain valkuaisominaisuuksia ruokinnan kannalta edullisem- maksi tai lisäämällä meillä viljeltäväksi sopeutuneiden valkuaispitoisten kasvilajien perin- nöllistä viljelyvarmuutta. Kummankin tavoitteen asettaminen on perusteltua, sillä on tuskin odotettavissa, että esimerkiksi rehuohran valkuaisrakennetta pystytään siinä määrin muutta- maan, että tulevaisuudessa voitaisiin rehuseoksissa tarpeellinen valkuaistaso saavuttaa yksin- omaan viljaa käyttäen. Herneen viljelyvarmuusjalostuksessa on pyritty etenemään käyttäen VlRin geenipankista Leningradista saatua aineistoa; sekä voimakaskärhistä eli ns. lehdetöntä hernettä että erityisen pienisiemenistä alkuperää, jollaisen siemen tuleentuu ilmastossamme normaalikokoista sie- mentä varmemmin. Kummastakin tyypistä on aineistoa virallisissa lajikekokeissa. Härkäpavun merkitys on parhaillaan selvittelyn alaisena. Jalostustyö on perustunut pääasiassa vuonna 1969 Kaakkois-Suomessa kerättyyn karjalaiseen maatiaispapuun, joka on itäeurooppalaista tyyppiä ja jossa sekä aikaisuus että pienisiemenisyys näyttävät edustavan lajin muuntelun äärialuetta. Öljykasvien, rypsin ja rapsin, jalostuksessa on käytetty mm. mutaatiomenetelmää viljely- varmuuden lisäämiseksi ja käsitelty kummastakin lajista niin öljyn kuin valkuaisrakenteiden laadun puolesta hyviä lähtöaineistoja.