| 1. |
- Adler, Anneli, et al.
(författare)
-
Lignin-first biorefining of Nordic poplar to produce cellulose fibers could displace cotton production on agricultural lands
- 2022
-
Ingår i: Joule. - : Elsevier BV. - 2542-4351. ; 6:8, s. 1845-1858
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Here, we show that lignin-first biorefining of poplar can enable the production of dissolving cellulose pulp that can produce regenerated cellulose, which could substitute cotton. These results in turn indicate that agricultural land dedicated to cotton could be reclaimed for food production by extending poplar plantations to produce textile fibers. Based on climate-adapted poplar clones capable of growth on marginal lands in the Nordic region, we estimate an environmentally sustainable annual biomass production of ∼11 tonnes/ha. At scale, lignin-first biorefining of this poplar could annually generate 2.4 tonnes/ha of dissolving pulp for textiles and 1.1 m3 biofuels. Life cycle assessment indicates that, relative to cotton production, this approach could substantially reduce water consumption and identifies certain areas for further improvement. Overall, this work highlights a new value chain to reduce the environmental footprint of textiles, chemicals, and biofuels while enabling land reclamation and water savings from cotton back to food production.
|
|
| 2. |
- Adler, Anneli, et al.
(författare)
-
Variation of growth and phenology traits in poplars planted in clonal trials in Northern Europe-implications for breeding
- 2021
-
Ingår i: BioEnergy Research. - : Springer Science and Business Media LLC. - 1939-1234 .- 1939-1242. ; 14, s. 426-444
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- The increased demand for wood to replace oil-based products with renewable products has lifted focus to the Baltic Sea region where the environment is favorable for woody biomass growth. The aim of this study was to estimate broad-sense heritabilities and genotype-by-environment (GxE) interactions in growth and phenology traits in six climatically different regions in Sweden and the Baltics. We tested the hypothesis that both bud burst and bud set have a significant effect on the early growth of selected poplar clones in Northern Europe. Provenance hybrids of Populus trichocarpa adapted to the Northern European climate were compared to reference clones with adaptation to the Central European climate. The volume index of stemwood was under low to medium genetic control with heritabilities from 0.22 to 0.75. Heritabilities for phenology traits varied between 0.31 and 0.91. Locally chosen elite clones were identified. GxE interactions were analyzed using pairwise comparisons of the trials. Three different breeding zones for poplars between the latitudes of 55 degrees N and 60 degrees N in the Baltic Sea Region were outlined. The studied provenance hybrids with origin from North America offer a great possibility to broaden the area with commercial poplar plantations in Northern Europe and further improve the collection of commercial clones to match local climates. We conclude that phenology is an important selection criterion after growth.
|
|
| 3. |
- Apuli, Rami-Petteri, et al.
(författare)
-
The genetic basis of adaptation in phenology in an introduced population of Black Cottonwood (Populus trichocarpa, Torr. & Gray)
- 2021
-
Ingår i: BMC Plant Biology. - : BioMed Central (BMC). - 1471-2229. ; 21
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Background: Entering and exiting winter dormancy present important trade-offs between growth and survival at northern latitudes. Many forest trees display local adaptation across latitude in traits associated with these phenology transitions. Transfers of a species outside its native range introduce the species to novel combinations of environmental conditions potentially requiring different combinations of alleles to optimize growth and survival. In this study, we performed genome wide association analyses and a selection scan in a P. trichocarpa mapping population derived from crossings between clones collected across the native range and introduced into Sweden. GWAS analyses were performed using phenotypic data collected across two field seasons and in a controlled phytotron experiment.Results: We uncovered 584 putative candidate genes associated with spring and autumn phenology traits as well as with growth. Many regions harboring variation significantly associated with the initiation of leaf shed and leaf autumn coloring appeared to have been evolving under positive selection in the native environments of P. trichocarpa. A comparison between the candidate genes identified with results from earlier GWAS analyses performed in the native environment found a smaller overlap for spring phenology traits than for autumn phenology traits, aligning well with earlier observations that spring phenology transitions have a more complex genetic basis than autumn phenology transitions.Conclusions: In a small and structured introduced population of P. trichocarpa, we find complex genetic architectures underlying all phenology and growth traits, and identify multiple putative candidate genes despite the limitations of the study population.
|
|
| 4. |
- Christersson, Lars, et al.
(författare)
-
Vombsjösänkans pil- och poppelpark
- 2018
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- En ny, liten försökspark, speciellt avsedd för tester av pil- och poppelodlingar, har etablerats i södra Sverige, strax öster om Vombsjön i Skåne. Den har döpts till VOMBSJÖSÄNKANS PIL- OCH POPPELPARK (VPP). Syftet är att testa nyframkorsade pil- och poppelkloners fenologi och produktionspotential med avseende på vedbiomassa för energiändamål, pappersmassa- och textiltillverkning samt som råvara för korslimmade byggnadsprodukter. Nya planteringsmetoder för piloch poppelplanteringar har utarbetats. De äldsta planteringarna är i dag (2018) 29 år gamla och vid en jämförelse med tidigare resultat antyder genomförda mätningar kraftigt förbättrade produktionsresultat, speciellt för de yngsta planteringarna. Parken är delvis förlagd till ett mycket sandigt område och delvis till ett bördigt, organogent men mycket sommarfrostlänt område med en stark population av kronhjort. Vissa år är även populationer av både åker- och vattensork synnerligen besvärande. Både biotiska och abiotiska skaderisker är således förekommande på parken och stora ansträngningar görs för att undvika dess effekter. Parken är öppen för exkursioner. Guidade visningar kan arrangeras, tel. 0760 16 80 28.
|
|
| 5. |
|
|
| 6. |
|
|
| 7. |
- Johansson, Tord, et al.
(författare)
-
Increment and biomass in hybrid poplar and some practical implications
- 2011
-
Ingår i: Biomass and Bioenergy. - : Elsevier BV. - 0961-9534 .- 1873-2909. ; 35, s. 1925-1934
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Growth data were collected from 41 stands of poplar (Populus sp.) growing on former farmland in Sweden, situated between latitudes 55 and 63° N. The mean age of the poplar was 20 years (range 4-73), the mean stand density 1327 stems ha-1 (range 155-4690), and the mean diameter at breast height (over bark) 210 mm (range 49-447 mm). Soil types in the poplar stands were mainly clay (25 stands), other sediments (six stands) and sandy silty till (10 stands). The mean total standing dry weight above stump level (z200 mm) for poplar was 141.9±13.9 ton ha-1 with a range of 19-438 ton ha-1. In addition to estimating conventional dry weights of trees and tree components, SLA, PLA and LAI, among other measures, were estimated and were in agreement with published figures. The results indicate that poplar stands could produce 70-105 ton ha-1 after 10-15 years growth mainly used for biofuel. Otherwise, the stands could be thinned for pulpwood and timber production with a rotation period of 25-30 years and the thinnings used for biofuel.
|
|
| 8. |
- Johansson, Tord, et al.
(författare)
-
Orienterande studie om ett svenskt forskningsprogram för poppel
- 2011
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Hybridasp och poppel är snabbväxande trädslag som har möjlighet att bidra till att öka tillgången på förnyelsebara råvaror för energiändamål. Den potentiella klimatnyttan omfattar även möjligheterna att substituera fossila bränslen, att binda kol i mark och gröda, samt att lagra kol i träprodukter. Trädslagen har kort omloppstid jämfört med konventionella skogsträd, vilket gör odlingarna mindre känsliga för negativa effekter av hastiga klimatförändringar. Bestånd av poppel och hybridasp utgör, vid sidan av konventionella jordbruksgrödor och skogsträd, också en möjlighet för jordbruk och skogsbruk att sprida risker vid odling. Avsikten med den här rapporten har varit att utreda möjligheter till storskalig odling av hybridasp och poppel i Sverige. Den lyfter fram de delar av odlingskedjan där vi ser utvecklingsmöjligheter och där det finns problem som behöver lösas. Vi kan konstatera att de insatser som behövs består av en blandning av forskning, utveckling, information och praktiska lösningar. De viktigaste FoU-insatserna listas. För att FoU-insatserna ska bli effektiva behövs en viss struktur och samordning av insatserna. Intresset för snabbväxande lövträd har ökat, både hos odlare och hos FoU-organisationer. Detta har resulterat i att forsknings- och utvecklingsarbetet ökat inom området. För att effektivisera FoU-insatserna bör vi sträva efter att samordna forskningen inom olika områden för att få maximal utdelning på insatta medel. Ett övergripande forskningsprogram för Populus skulle skapa en sammanhållande kraft och på ett naturligt sätt bli en gemensam träffpunkt för verksamheten. Ett avgörande hinder för att utveckla storskalig odling av Populus är brist på rådgivning och att den kunskap som finns inte är lätt tillgänglig. Det bör således avsättas medel för att utveckla kommunikationen mellan forskare, beslutsfattare, konsulter och inte minst markägare. Viktiga instrument i denna satsning är demonstrationsförsök och engagemang från lokala nätverk. Vi har i utredningen funnit att bl.a. nedanstående FoU-insatser är viktiga för att framgångsrikt utveckla odling av hybridasp och poppel i Sverige: • Kortsiktig förädling genom selektion och testning av kloner i befintliga svenska och nordeuropeiska försök med syfte att snabbt öka utbudet av kommersiella kloner med genetiska egenskaper som gynnar god avkastning i södra Sverige, samt skapa ett material med hög avkastningspotential i Svealand och Norrland; • Långsiktig förädling genom uppbyggnad av förädlingspopulationer med bred genetisk bas för olika poppelarter, vilka utgör stommen för framtida förädlingsinsatser; • Utveckling av kostnadseffektiva föryngringar av Populus-odlingar. Detta innefattar att odla fram bra och billiga plantor, att optimera markprepareringen på olika ståndorter, och att utreda behovet av samt utveckla billigare hägn; • Utveckling av skötselsystem som styr mot olika slutprodukter såsom flis, energived, massaved och timmer. Det är väsentligt att ta reda på systemens optimala rotationsperioder, produktionsnivåer av olika trädfraktioner (stam, grenar, stubbe), samt lönsamhet vid olika räntesatser; • Studier av de vegetativt föryngrade bestånden i nästa generation, exempelvis produktionsnivåer, skötselmodeller, effekt av avverkningstidpunkt av föregående generation samt stabilitet; • Teknisk utveckling för röjning, gallring och skörd av täta och av skottföryngrade bestånd, där även teknik för stubbskörd samt transport av olika sortiment ingår; • Anpassning av virkesegenskaper för olika ändamål. Arbetet sker såväl inom förädling som skötsel med åtgärder som gallring, stamkvistning etc.; • Utredning av tillgänglig odlingsareal för Populus på jordbruks respektive skogsmark. Olika krav från olika intresseområden gör att bilden för närvarande är oklar; • Uppföljning av odlingssystemens potentiella klimatnytta såsom energibalanser, möjlighet till kollagring och substitution av fossila bränslen, samt potentiella miljörisker såsom negativa effekter av storskalig odling på biologisk mångfald och grundvatten; • Utveckling av beslutsstrukturer hos myndigheter för att i planeringsprocessen implementera befintlig kunskap om hur odlingar av poppel och hybridasp bör utformas och skötas för att maximera de miljövärden som betonas i arbetet med miljökvalitetsmålen; • Undersökningar av allmänhetens uppfattning och sociala aspekter av snabbväxande poppel- och hybridaspodlingar, som bör föregå en storskalig plantering. I eventuellt kommande forskningsinsatser om släktet Populus bör de universitet, högskolor och institut ingå som har relevant kompetens för de olika frågeställningarna. Vi ser också gärna ett deltagande av olika organisationer inom jord och skogsbruk och även att olika myndigheter bidrar med sin kompetens inom området. Avslutningsvis föreslås ett inledande "forskningspaket" med syfte att snabbt kunna öka arealen för Populus-odlingar så att dessa på ett betydelsefullt sätt kan börja bidra till landets energiförsörjning och ökad virkestillgång. Paketet innehåller klontester, plant- och föryngringsforskning, utveckling av skötselmodeller, miljöeffekter av storskalig odling och en ständigt pågående kommunikationsinsats till markägare, myndigheter och allmänhet. I ett initialt skede anser vi också att en satsning på Populus bör innefatta både hybridasp och poppel
|
|
| 9. |
- Karacic, Almir, et al.
(författare)
-
An Analysis of Poplar Growth and Quality Traits to Facilitate Identification of Climate-Adapted Plant Material for Sweden
- 2021
-
Ingår i: BioEnergy Research. - : Springer Science and Business Media LLC. - 1939-1234 .- 1939-1242. ; 14, s. 409-425
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Poplar plantations harbor large potential as a renewable source of biomass for bioenergy and other industrial applications. The overall aim of this study is to analyze growth, phenology, stem form, and branching characteristics of 32 poplar clones grown in a trial in southern Sweden for their suitability to be grown as industrial feedstock. In a linear mixed model, performed for diameter at breast height and stem volume, the precision was improved by the use of two competition indices. The significance of phenology and quality characteristics for growth performance and ranking of poplar clones was evaluated through genotypic correlations, and multivariate hierarchical cluster analysis used to group the material. All traits showed moderate to high broad sense heritability. In general, higher stem volume was positively correlated with later leaf senescence, and uncorrelated with spring phenology. Selection efficiency for stem diameter and height was greatly improved between age 3 and 6 years allowing a better precision in selecting a subset of clones to be further tested in production plots and pilot plantations. Two commercial Populus maximowiczii Henry x trichocarpa Torr. & Gray cultivars performed best, while some intraspecific hybrids of P. trichocarpa are considered useful to genetically diversify commercial plantations in Southern Sweden (Belgian clones) or establish plantations in north-central parts of Sweden (Swedish clones). The cluster analysis emphasized growth traits and the grouping of the clones corresponded to their origin (or parentage). The results will facilitate decisions on the use of studied material in breeding, further testing and commercial deployment of poplar plantations in Sweden.
|
|
| 10. |
- Karacic, Almir, et al.
(författare)
-
Fertilization of poplar plantations with dried sludge : a demonstration trial in Hillebola - central Sweden
- 2023
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Wastewater sludge contains essential nutrients for plant growth and is frequently used as fertilizer in European agriculture. Sludge contains elevated concentrations of heavy metals, microplastics, and other substances that may pose potential risks to human health and the environment. Nevertheless, dried pelletized sludge emerges as a viable product for fertilizing short-rotation poplar plantations within a circular model, enabling nutrient recycling and converting waste into a valuable resource to enhance biomass production for different markets. In Hillebola, central Sweden, we demonstrated the application of dried pelletized sludge to pilot plantations with climate-adapted Populus trichocarpa clones. The trial was established in four blocks with four treatments three years after the poplar trees were planted. The treatments were: mineral NPK fertilizer + soil cultivation between poplar rows, dried pelletized sludge + soil cultivation, no fertilization + soil cultivation only, and control (no treatments). The effect of fertilization on poplar growth was evaluated two years later, after the fifth growing season. The results showed a significantly improved basal area increment in NPK and sludge treatments compared to the control. The ground vegetation inventory revealed substantial differences in weed biomass between control and cultivated plots. Control plots contained double the amount of aboveground grass and herbaceous biomass (8.6 ton ha-1 ) compared to cultivated and cultivated + fertilized plots. The low-intensity Nordic-Baltic poplar establishment practices allow for a substantial amount of ground vegetation to develop until the canopy closure, potentially contributing to the soil carbon pool more than it is usually recognized when modeling carbon balances in short-rotation poplar plantations, which is the theme of our next report.
|
|
