Browsing by Subject "fosfori"
Now showing items 1-20 of 30
-
(2015)Työssä tarkasteltiin sedimentin alumiini- ja rautaoksidien osallistumista fosforin sitomiseen kolmella eri alueella pohjoisella Itämerellä ja sitä kuinka sedimentin metallioksideihin sitoutuneet fosforifraktiot voidaan erotella peräkkäisten uuttojen avulla. Tutkitut näytteet oli otettu estuaarityyppisistä sedimenteistä Ahvenkoskenlahdelta, Perämereltä ja Saaristomereltä. Näytteitä uutettiin peräkkäin ammoniumfluoridilla, natriumditioniitilla ja natriumhydroksidilla. Käytetyt uuttoliuokset valittiin kirjallisuuden ja aiempien tutkimusten perusteella. Uutteista mitattiin fosforin, raudan, alumiinin ja mangaanin pitoisuudet ICP-OES-laitteistolla. Työn ensimmäisessä vaiheessa uuttoliuoksia lisättiin eri järjestyksissä ja tulosten perusteella uuttojärjestykseksi valittiin: 1) natriumditioniitti, 2) ammoniumfluoridi ja 3) natriumhydroksidi, koska näin pystyttiin parhaiten erottamaan alumiini- ja rautaoksidien sitoma fosfori toisistaan. Työn toisessa vaiheessa uutettiin kolmen eri alueen estuaarisedimenttejä valitulla uuttojärjestyksellä. Kirjallisuudessa on usein esitetty, että alumiinioksidit eivät olisi merkittävässä roolissa merisedimenttien fosforin sitomisessa vaan että alumiinioksidien sitomaksi määritetty fosfori voisi olla rautaoksidien sitomaa, mutta menetelmän epäspesifisyyden vuoksi tutkittu alumiinioksidien sitomaksi. Työn toisen vaiheen tulokset osoittivat, että alumiinioksidit osallistuvat fosforin sitomiseen estuaareissa. Estuaareihin hautautuneista sedimenttinäytteistä erottui alumiinioksidille spesifisellä uutolla oma fosforijakeensa, joka ei tulosten mukaan voinut olla peräisin rautaoksidien sitomasta jakeesta. Ahvenkoskenlahden näytteessä oli Saaristomeren ja Perämeren näytteisiin verrattuna suhteessa eniten alumiini- ja rautaoksidien sitomaa fosforia. Alumiinioksideilla havaittiin olevan enemmän merkitystä fosforin sitomisessa lähempänä rannikkoa, kun taas rautaoksideilla on enemmän merkitystä kauempana rannikosta.
-
(2015)Työssä tarkasteltiin sedimentin alumiini- ja rautaoksidien osallistumista fosforin sitomiseen kolmella eri alueella pohjoisella Itämerellä ja sitä kuinka sedimentin metallioksideihin sitoutuneet fosforifraktiot voidaan erotella peräkkäisten uuttojen avulla. Tutkitut näytteet oli otettu estuaarityyppisistä sedimenteistä Ahvenkoskenlahdelta, Perämereltä ja Saaristomereltä. Näytteitä uutettiin peräkkäin ammoniumfluoridilla, natriumditioniitilla ja natriumhydroksidilla. Käytetyt uuttoliuokset valittiin kirjallisuuden ja aiempien tutkimusten perusteella. Uutteista mitattiin fosforin, raudan, alumiinin ja mangaanin pitoisuudet ICP-OES-laitteistolla. Työn ensimmäisessä vaiheessa uuttoliuoksia lisättiin eri järjestyksissä ja tulosten perusteella uuttojärjestykseksi valittiin: 1) natriumditioniitti, 2) ammoniumfluoridi ja 3) natriumhydroksidi, koska näin pystyttiin parhaiten erottamaan alumiini- ja rautaoksidien sitoma fosfori toisistaan. Työn toisessa vaiheessa uutettiin kolmen eri alueen estuaarisedimenttejä valitulla uuttojärjestyksellä. Kirjallisuudessa on usein esitetty, että alumiinioksidit eivät olisi merkittävässä roolissa merisedimenttien fosforin sitomisessa vaan että alumiinioksidien sitomaksi määritetty fosfori voisi olla rautaoksidien sitomaa, mutta menetelmän epäspesifisyyden vuoksi tutkittu alumiinioksidien sitomaksi. Työn toisen vaiheen tulokset osoittivat, että alumiinioksidit osallistuvat fosforin sitomiseen estuaareissa. Estuaareihin hautautuneista sedimenttinäytteistä erottui alumiinioksidille spesifisellä uutolla oma fosforijakeensa, joka ei tulosten mukaan voinut olla peräisin rautaoksidien sitomasta jakeesta. Ahvenkoskenlahden näytteessä oli Saaristomeren ja Perämeren näytteisiin verrattuna suhteessa eniten alumiini- ja rautaoksidien sitomaa fosforia. Alumiinioksideilla havaittiin olevan enemmän merkitystä fosforin sitomisessa lähempänä rannikkoa, kun taas rautaoksideilla on enemmän merkitystä kauempana rannikosta.
-
(2021)Kaivannaisfosfori on merkittävin fosfaattilannoitteiden lähde maailman maataloudessa. Fosforia on kuitenkin rajallinen määrä maapallolla ja kaivannaisfosforin varannot uhkaavat ehtyä 50-500 vuoden aikana. Maailman maatalous joutuu sopeutumaan tulevaisuudessa kaivannaisfosforin vähenemiseen, jolloin fosforin talteen saaminen erilaisin kierrätysmenetelmin tulee olemaan merkittävä kiertotalouden osa. Kierrätyslannoitteiden mahdollisuuksia on yleisesti tutkittu viime aikoina paljon, mutta niiden vaikutusta kauran fosforin ottoon on tutkittu melko vähän. Tämän tutkimuksen tarkastelun kohteena oli kauran (Avena sativa. L Obelix) fosforin otto vuosina 2017 ja 2018 Uudellamaalla sijaitsevalla koelohkolla. Tutkittavina kierrätyslannoitteina olivat lihaluujauho, matokomposti, mädätejäännös ja ammoniumsulfaatti. Kontrollina tutkimuksessa olivat väkilannoiteruutu sekä lannoittamaton ruutu. Koepellon lannoitushistoria oli suomalaisittain tyypillinen ja pellon fosforitaso oli tutkimuksen alkuvaiheessa luokiteltu hyväksi tai korkeaksi. Vuoden 2017 kasvukausi oli pitkäaikaiseen keskiarvoon (1981-2010) nähden kylmä ja sateinen, kun taas vuosi 2018 oli erityisen lämmin ja kuiva. Tämän tutkimuksen perusteella näillä kierrätyslannoitteilla ei ollut merkitsevää eroa kauran fosforin ottoon kumpanakaan vuonna verrattuna väkilannoitteeseen tai lannoittamattomaan käsittelyyn. Merkitsevä ero näkyi kuitenkin vuoden 2017 fosforin otossa lihaluujauhon ja mädätejäännöksen välillä (p=0,0159 vertailussa lannoittamattoman käsittelyn ja p=0,0206 vertailussa väkilannoitekäsittelyn kanssa). Maaperän fosforitaseissa ei havaittu merkitseviä eroja käsittelyiden välillä. Kierrätyslannoitekäsittelyiden välillä havaittiin merkitsevä ero niiden vaikutuksessa maaperän pH-arvoon (p=0,045 vertailussa lannoittamattoman ruudun ja p=0,036 vertailussa väkilannoitekäsittelyn kanssa) vuonna 2018. Tukeyn HSD-testissä ei kuitenkaan tapahtunut jakaantumista eri alajoukkoihin. Koepellon ennestään hyvä ravinnetilanne on voinut vaikuttaa kokeessa tasaamalla eroja eri käsittelyiden välillä.
-
(2021)Kaivannaisfosfori on merkittävin fosfaattilannoitteiden lähde maailman maataloudessa. Fosforia on kuitenkin rajallinen määrä maapallolla ja kaivannaisfosforin varannot uhkaavat ehtyä 50-500 vuoden aikana. Maailman maatalous joutuu sopeutumaan tulevaisuudessa kaivannaisfosforin vähenemiseen, jolloin fosforin talteen saaminen erilaisin kierrätysmenetelmin tulee olemaan merkittävä kiertotalouden osa. Kierrätyslannoitteiden mahdollisuuksia on yleisesti tutkittu viime aikoina paljon, mutta niiden vaikutusta kauran fosforin ottoon on tutkittu melko vähän. Tämän tutkimuksen tarkastelun kohteena oli kauran (Avena sativa. L Obelix) fosforin otto vuosina 2017 ja 2018 Uudellamaalla sijaitsevalla koelohkolla. Tutkittavina kierrätyslannoitteina olivat lihaluujauho, matokomposti, mädätejäännös ja ammoniumsulfaatti. Kontrollina tutkimuksessa olivat väkilannoiteruutu sekä lannoittamaton ruutu. Koepellon lannoitushistoria oli suomalaisittain tyypillinen ja pellon fosforitaso oli tutkimuksen alkuvaiheessa luokiteltu hyväksi tai korkeaksi. Vuoden 2017 kasvukausi oli pitkäaikaiseen keskiarvoon (1981-2010) nähden kylmä ja sateinen, kun taas vuosi 2018 oli erityisen lämmin ja kuiva. Tämän tutkimuksen perusteella näillä kierrätyslannoitteilla ei ollut merkitsevää eroa kauran fosforin ottoon kumpanakaan vuonna verrattuna väkilannoitteeseen tai lannoittamattomaan käsittelyyn. Merkitsevä ero näkyi kuitenkin vuoden 2017 fosforin otossa lihaluujauhon ja mädätejäännöksen välillä (p=0,0159 vertailussa lannoittamattoman käsittelyn ja p=0,0206 vertailussa väkilannoitekäsittelyn kanssa). Maaperän fosforitaseissa ei havaittu merkitseviä eroja käsittelyiden välillä. Kierrätyslannoitekäsittelyiden välillä havaittiin merkitsevä ero niiden vaikutuksessa maaperän pH-arvoon (p=0,045 vertailussa lannoittamattoman ruudun ja p=0,036 vertailussa väkilannoitekäsittelyn kanssa) vuonna 2018. Tukeyn HSD-testissä ei kuitenkaan tapahtunut jakaantumista eri alajoukkoihin. Koepellon ennestään hyvä ravinnetilanne on voinut vaikuttaa kokeessa tasaamalla eroja eri käsittelyiden välillä.
-
(2020)In this study, the goal was to determine which nutrient, phosphorus or nitrogen, limits the phytoplankton growth at the Vanajavesi freshwater site. The aims were to detect spatial and temporal changes and find out if the wastewater treatment plant (hereafter, WWTP) located by the study site affects the nutrient concentrations and the limiting nutrient. The reliability of determining limiting nutrient by bioassays and measuring the phytoplankton response to different treatments as fluorescence was also evaluated. The study was conducted because knowledge of nutrient limitation is essential when allocating resources to reduce nutrient loading and planning other remediation practices in eutrophicated waterbodies. According to the EU Water Framework Directive, all waterbodies in the EU must be in a good ecological status by the year 2027. This goal is yet to be achieved in Vanajavesi; the ecological status of the river Vanajanreitti is poor and that of lake Vanajanselkä is moderate. The samples for bioassays were taken from five different locations. Three sampling sites were in the river and two by the lake. Based on the direction which the water flows, one of the sampling sites was before the outlet from the WWTP and the rest after it. The bioassays were carried out with the water and natural phytoplankton community taken from the study site. The experiment was conducted five times: in November, March, May, July and August. The temperature and light conditions in the incubation room were set to mimic those in Vanajavesi at each given time. Part of the preparations was to filter out the zooplankton using 50 μm plankton net. There were four different treatments: control without nutrient additions, nitrogen addition, phosphorus addition and nitrogen and phosphorus additions. Fluorescence from the 2 litre incubation bottles was measured every 1-3 days during each experiment. Chlorophyll a was determined in laboratory before and after the experiments. Nutrient concentrations were also determined before each experiment. Small seasonal and temporal changes were observed in the nutrient concentrations and the limiting nutrient. These changes were most likely due to changing seasons, effluent from the WWTP and denitrification at lake Vanajanselkä. Phosphorus limited phytoplankton growth year around at all places. At the end of the summer also nitrogen was limiting. In July co-limitation was detected in all sampling sites. In situations of co-limitation there was either no secondary limiting nutrient, or it was phosphorus. Only once, in August at the sampling point before the outlet from the WWTP, was the secondary limiting nutrient nitrogen. On average the nutrient concentrations were higher in the river than in the lake. Chlorophyll a concentrations and some nutrient concentrations were higher after the WWTP. However, no significant negative impact due to WWTP could be detected, especially at lake Vanajanselkä and the WWTP did not result in a change from phosphorus limitation to nitrogen limitation. Bioassays and the phytoplankton yield measured with a fluorometer was a reliable way of determining the limiting nutrient. Chlorophyll a concentrations verified the fluorescence results. The probe used in this study measured only the fluorescence of chlorophyll a. Even more accurate result of the phytoplankton biomass would have been obtained with a probe that measures also the fluorescence of phycocyanin, the photosynthetic pigment in cyanobacteria, because cyanobacteria has less chlorophyll a than other phytoplankton groups. As Vanajavesi is phosphorus limited or co-limited by phosphorus and nitrogen year around, reductions in phosphorus loading will likely improve the water quality. The main source of phosphorus to Vanajavesi is the nutrient loading from agricultural practises on the drainage basin. Efficient management of this diffuse loading will cause the phytoplankton biomass, especially the biomass of harmful cyanobacteria, to decrease. Nitrogen-fixing cyanobacteria is not dependent on the nitrogen concentrations in the water column, but the concentration of phosphorus. Significantly reducing the phosphorus loading is a prerequisite for the Vanajanreitti and Vanajavesi to be in a good ecological status by the year 2027.
-
(2020)In this study, the goal was to determine which nutrient, phosphorus or nitrogen, limits the phytoplankton growth at the Vanajavesi freshwater site. The aims were to detect spatial and temporal changes and find out if the wastewater treatment plant (hereafter, WWTP) located by the study site affects the nutrient concentrations and the limiting nutrient. The reliability of determining limiting nutrient by bioassays and measuring the phytoplankton response to different treatments as fluorescence was also evaluated. The study was conducted because knowledge of nutrient limitation is essential when allocating resources to reduce nutrient loading and planning other remediation practices in eutrophicated waterbodies. According to the EU Water Framework Directive, all waterbodies in the EU must be in a good ecological status by the year 2027. This goal is yet to be achieved in Vanajavesi; the ecological status of the river Vanajanreitti is poor and that of lake Vanajanselkä is moderate. The samples for bioassays were taken from five different locations. Three sampling sites were in the river and two by the lake. Based on the direction which the water flows, one of the sampling sites was before the outlet from the WWTP and the rest after it. The bioassays were carried out with the water and natural phytoplankton community taken from the study site. The experiment was conducted five times: in November, March, May, July and August. The temperature and light conditions in the incubation room were set to mimic those in Vanajavesi at each given time. Part of the preparations was to filter out the zooplankton using 50 μm plankton net. There were four different treatments: control without nutrient additions, nitrogen addition, phosphorus addition and nitrogen and phosphorus additions. Fluorescence from the 2 litre incubation bottles was measured every 1-3 days during each experiment. Chlorophyll a was determined in laboratory before and after the experiments. Nutrient concentrations were also determined before each experiment. Small seasonal and temporal changes were observed in the nutrient concentrations and the limiting nutrient. These changes were most likely due to changing seasons, effluent from the WWTP and denitrification at lake Vanajanselkä. Phosphorus limited phytoplankton growth year around at all places. At the end of the summer also nitrogen was limiting. In July co-limitation was detected in all sampling sites. In situations of co-limitation there was either no secondary limiting nutrient, or it was phosphorus. Only once, in August at the sampling point before the outlet from the WWTP, was the secondary limiting nutrient nitrogen. On average the nutrient concentrations were higher in the river than in the lake. Chlorophyll a concentrations and some nutrient concentrations were higher after the WWTP. However, no significant negative impact due to WWTP could be detected, especially at lake Vanajanselkä and the WWTP did not result in a change from phosphorus limitation to nitrogen limitation. Bioassays and the phytoplankton yield measured with a fluorometer was a reliable way of determining the limiting nutrient. Chlorophyll a concentrations verified the fluorescence results. The probe used in this study measured only the fluorescence of chlorophyll a. Even more accurate result of the phytoplankton biomass would have been obtained with a probe that measures also the fluorescence of phycocyanin, the photosynthetic pigment in cyanobacteria, because cyanobacteria has less chlorophyll a than other phytoplankton groups. As Vanajavesi is phosphorus limited or co-limited by phosphorus and nitrogen year around, reductions in phosphorus loading will likely improve the water quality. The main source of phosphorus to Vanajavesi is the nutrient loading from agricultural practises on the drainage basin. Efficient management of this diffuse loading will cause the phytoplankton biomass, especially the biomass of harmful cyanobacteria, to decrease. Nitrogen-fixing cyanobacteria is not dependent on the nitrogen concentrations in the water column, but the concentration of phosphorus. Significantly reducing the phosphorus loading is a prerequisite for the Vanajanreitti and Vanajavesi to be in a good ecological status by the year 2027.
-
(2019)Research on phosphorus (P) fertilization of white cabbage has been limited even though white cabbage is an important field vegetable in Finland. The quantities of phosphorus recommended in Finland when cultivating white cabbage are relatively large and excessive fertilization increases the risk of runoff to water systems. Scientific research is needed to determine fertilization levels that ensure good yields while reducing risks to the environment. The effects of P fertilization on yield, phosphorus uptake and phosphorus balance of white cabbage were studied in two soils of different P status in Piikkiö, Finland. The experiment on soil with loamy sand texture and high P status consisted of four fertilization treatments between 0-32 kg P ha-1 while the experiment on clay parcel with relatively low P status consisted of five treatments between 0-100 kg P ha-1, including a starter treatment. Yield, plant P content and P uptake were unaffected by the treatments. Yield was 83-87 t ha-1 on high P soil and 66-69 t ha-1 on low P soil. In high P soil, uptake of P by the plants was 50 kg ha-1 and field P balance was negative in all treatments. In low P soil, uptake was 40-45 kg ha-1 and P balance was positive starting from treatment level 30 kg P ha-1. It is likely that P fertilization levels based on the maximum limits set by the national Agri-environmental Programme are unnecessarily high for white cabbage. A level of fertilization equaling the P uptake of the yield can be recommended.
-
(2019)Research on phosphorus (P) fertilization of white cabbage has been limited even though white cabbage is an important field vegetable in Finland. The quantities of phosphorus recommended in Finland when cultivating white cabbage are relatively large and excessive fertilization increases the risk of runoff to water systems. Scientific research is needed to determine fertilization levels that ensure good yields while reducing risks to the environment. The effects of P fertilization on yield, phosphorus uptake and phosphorus balance of white cabbage were studied in two soils of different P status in Piikkiö, Finland. The experiment on soil with loamy sand texture and high P status consisted of four fertilization treatments between 0-32 kg P ha-1 while the experiment on clay parcel with relatively low P status consisted of five treatments between 0-100 kg P ha-1, including a starter treatment. Yield, plant P content and P uptake were unaffected by the treatments. Yield was 83-87 t ha-1 on high P soil and 66-69 t ha-1 on low P soil. In high P soil, uptake of P by the plants was 50 kg ha-1 and field P balance was negative in all treatments. In low P soil, uptake was 40-45 kg ha-1 and P balance was positive starting from treatment level 30 kg P ha-1. It is likely that P fertilization levels based on the maximum limits set by the national Agri-environmental Programme are unnecessarily high for white cabbage. A level of fertilization equaling the P uptake of the yield can be recommended.
-
(2016)Loppijärvi on Kanta-Hämeessä sijaitseva matala humusjärvi, jonka rehevöityminen on edennyt poikkeuksellisen nopeasti viimeisen kymmenen vuoden aikana. Useista hoito- ja kunnostustoimista huolimatta järven rehevöityminen on jatkunut voimakkaana ja tilannetta pidetään huolestuttavana. Järven veden laadussa tapahtuneista muutoksista vesikasvillisuudesta ja kalastosta on saatavilla paljon tutkittua tietoa. Sen sijaan järven pohjasedimentistä tiedetään hyvin vähän. Tämän pro gradu -tutkielman tavoitteena oli kartoittaa järven pohjasedimentin tilaa, luoda yleiskuva järven rehevöitymiseen vaikuttavista fysikaalis-kemiallisista ominaisuuksista sekä arvioida sedimentin kuormituspotentiaaliin vaikuttavien ilmiöiden merkitystä. Tutkimus koostui kahdesta osasta. Ensimmäisessä tutkittiin järven pohjasedimentin ominaisuuksia järven eri osista otettujen sedimenttinäytteiden ja niistä määritettyjen raudan, alumiinin, kalsiumin ja fosforin kokonaispitoisuuksien avulla. Toinen osa koostui muhituskokeesta, jossa tarkasteltiin sedimentin happitilan ja järvikunnostuksessa yleisesti käytetyn alumiinikloridin vaikutuksia sedimentin sisältämän fosforin pidättymiseen ja jakautumiseen sekä arvioitiin sen soveltumista järvikunnostukseen laboratoriomittakaavassa. Sedimenttitutkimuksen perusteella Loppijärven nykyinen rehevöitymiskehitys johtuu sisäisestä kuormituksesta, eikä järveen kohdistu kuormitusta pistemäisistä lähteitä. Loppijärven sedimentin Fe:P-suhde vaihteli välillä 15–30. Sedimentin fosforipitoisuus oli noin 2,1 g P kg-1 koko sedimenttiprofiilin syvyydellä ja Fe:P-suhteen vaihtelu johtui pääasiassa sedimentin rautapitoisuudesta. Tulosten perusteella sedimentin fosforinpidätyskyky ei vastannut Fe:Psuhdetta, mikä viittaa muiden tekijöiden vaikuttavan raudan kykyyn pidättää fosforia. Muhituskokeen perusteella alumiinikloridikäsittely ei soveltunut sitomaan fosforia alumiinin aiheuttaman happamoitumisen takia. Alumiinikloridikäsittelyn vaikutus fosforin käyttäytymiseen vaihteli näytteiden hapetustilasta riippuen. Tulosten perusteella rauta sääteli fosforin vapautumista sedimentistä ja paras tulos kunnostustavoitteiden kannalta saatiin hapellisissa olosuhteissa ilman alumiinikloridikäsittelyä. Sedimenttitutkimuksen perusteella kemikaalikäsittelyt voivat auttaa kunnostustavoitteiden saavuttamisessa, mutta rehevöitymisen pysäyttäminen vaatii toimenpiteitä, jotka vaikuttavat sedimentissä vallitseviin olosuhteisiin tai sisäistä kuormitusta sääteleviin prosesseihin.
-
(2020)Fosfori on elämää ylläpitävä, hyvin hitaasti uusiutuva ravinne, jota hyödynnetään erityisesti maataloudessa. Fosforin apatiittivarannot ehtyvät maailmanlaajuisesti, mikä voi jo lähitulevaisuudessa vaikeuttaa fosforin saatavuutta. Puhdistamoliete sisältää runsaasti fosforia ja lietettä voidaan käsittelyn jälkeen hyödyntää maataloudessa kierrätyslannoitteena. Lannoitevalmisteita koskevat laatu- ja levitysvaatimukset sekä lannoitteiden käytön valvontaa koskevat säädökset löytyvät pääasiassa lannoitevalmistelaista sekä maa- ja metsätalousministeriön asetuksista, joilla on kansallisesti toimeenpantu Euroopan unionin eri säädöksiä. Lannoite- valmisteiden käyttöä valvoo Ruokavirasto, mutta valvonta perustuu osin toiminnanharjoittajien omavalvontaan. Eheiden kierrätyslannoitteiden markkinoiden luomisen osalta relevanttia on lannoitteiden raaka-aineiden jätteeksi luokittelemisen päättyminen, josta päätetään Suomessa nykyisin tapauskohtaisesti. Yksityiskohtaisesta lannoitteiden laatua, levitystä ja valvontaa koskevasta sääntelystä huoli- matta puhdistamolietelannoitteet kärsivät imagohaitasta, jonka voidaan nähdä olevan osin seurausta kyseisten lannoitteiden sisältämistä orgaanisista haitta-aineista sekä mikromuoveista, joiden osalta sallittujen pitoisuuksien raja-arvoista ei olla säännelty eikä luonnontieteellistä tietoa aineiden yhteisvaikutuksista ole saatavilla. Ongelmaa voidaan lähestyä ympäristöoikeudellisen varautumisperiaatteen valossa, jonka nojalla ympäristön pilaantumisen tai ihmisten terveydelle aiheutuvaan riskiin voidaan reagoida varautumistoimenpitein ennen kuin on varmuudella todettu syy-yhteys riskin ja toiminnan välillä. Varautumisperiaatteen soveltuvuus koskien puhdistamolietelannoitteiden maatalouskäyttöä ei ole ratkaistavissa ainoastaan oikeuden pintatason elementteihin tutustumalla – Kaarlo Tuorin tasoteoriaan viitaten –, vaan vaatii osin sääntelyteoreettista lähestymistapaa ja oikeuden pinnanalaisten kerrostumien huomioon ottamista. Varautumisperiaate oikeusperiaatteena ilmentääkin oikeusjärjestelmän pinta-tason lisäksi oikeuskulttuuria ja pukee täten yhteiskunnassa omaksutut arvot normatiiviseen muotoon laintulkinnassa. Ympäristöoikeuden tulkinta voidaankin nähdä arvojen huomioon ottamiselle avoimena, sillä ratkaisut ovat tulevaisuuteen suuntautuneita, normit joustavia sekä ympäristöoikeus luonteeltaan konfliktioikeudellista. Jotta yhteiskunnassa omaksutut arvot olisivat normatiivisesti relevantteja, tulee oikeusjärjestyksen joko suoraan ilmentää niitä tai ainakin jättää tilaa niiden huomioon ottamiselle. Tässä tapauksessa on nähdäkseni kysymys jälkimmäisestä, sillä ihmisten terveyteen kohdistuvan riskin voidaan nähdä olevan olemassa, jos se ei ole tieteellisesti luotettavalla tavalla suljettavissa pois. Se, tulisiko varautumistoimenpiteisiin tässä tilanteessa ryhtyä riippuu lopulta siitä, voidaanko riski hyväksyä yhteiskunnassa tavoitellun suojelutason nimissä. Varautumistoimenpiteiden tulee kuitenkin aina olla linjassa suhteellisuusperiaatteen kanssa. Varautumisperiaatteen soveltuvuuteen vaikuttavat lisäksi muun muassa vaakakupin toisella puolella painavat kestävän ja säästävän käytön periaatteet, joita fosforin tehokkaan kiertoon saannin voidaan nähdä ilmentävän. Tulkinnallista tukea sekä varautumisperiaatteen että kestävän ja säästävän käytön periaatteiden soveltamiseksi – puhdistamolietelannoitteiden maatalouskäyttöön – on löydettävissä soft law -tyyppisistä oikeuslähteitä.
-
(2020)Fosfori on elämää ylläpitävä, hyvin hitaasti uusiutuva ravinne, jota hyödynnetään erityisesti maataloudessa. Fosforin apatiittivarannot ehtyvät maailmanlaajuisesti, mikä voi jo lähitulevaisuudessa vaikeuttaa fosforin saatavuutta. Puhdistamoliete sisältää runsaasti fosforia ja lietettä voidaan käsittelyn jälkeen hyödyntää maataloudessa kierrätyslannoitteena. Lannoitevalmisteita koskevat laatu- ja levitysvaatimukset sekä lannoitteiden käytön valvontaa koskevat säädökset löytyvät pääasiassa lannoitevalmistelaista sekä maa- ja metsätalousministeriön asetuksista, joilla on kansallisesti toimeenpantu Euroopan unionin eri säädöksiä. Lannoite- valmisteiden käyttöä valvoo Ruokavirasto, mutta valvonta perustuu osin toiminnanharjoittajien omavalvontaan. Eheiden kierrätyslannoitteiden markkinoiden luomisen osalta relevanttia on lannoitteiden raaka-aineiden jätteeksi luokittelemisen päättyminen, josta päätetään Suomessa nykyisin tapauskohtaisesti. Yksityiskohtaisesta lannoitteiden laatua, levitystä ja valvontaa koskevasta sääntelystä huoli- matta puhdistamolietelannoitteet kärsivät imagohaitasta, jonka voidaan nähdä olevan osin seurausta kyseisten lannoitteiden sisältämistä orgaanisista haitta-aineista sekä mikromuoveista, joiden osalta sallittujen pitoisuuksien raja-arvoista ei olla säännelty eikä luonnontieteellistä tietoa aineiden yhteisvaikutuksista ole saatavilla. Ongelmaa voidaan lähestyä ympäristöoikeudellisen varautumisperiaatteen valossa, jonka nojalla ympäristön pilaantumisen tai ihmisten terveydelle aiheutuvaan riskiin voidaan reagoida varautumistoimenpitein ennen kuin on varmuudella todettu syy-yhteys riskin ja toiminnan välillä. Varautumisperiaatteen soveltuvuus koskien puhdistamolietelannoitteiden maatalouskäyttöä ei ole ratkaistavissa ainoastaan oikeuden pintatason elementteihin tutustumalla – Kaarlo Tuorin tasoteoriaan viitaten –, vaan vaatii osin sääntelyteoreettista lähestymistapaa ja oikeuden pinnanalaisten kerrostumien huomioon ottamista. Varautumisperiaate oikeusperiaatteena ilmentääkin oikeusjärjestelmän pinta-tason lisäksi oikeuskulttuuria ja pukee täten yhteiskunnassa omaksutut arvot normatiiviseen muotoon laintulkinnassa. Ympäristöoikeuden tulkinta voidaankin nähdä arvojen huomioon ottamiselle avoimena, sillä ratkaisut ovat tulevaisuuteen suuntautuneita, normit joustavia sekä ympäristöoikeus luonteeltaan konfliktioikeudellista. Jotta yhteiskunnassa omaksutut arvot olisivat normatiivisesti relevantteja, tulee oikeusjärjestyksen joko suoraan ilmentää niitä tai ainakin jättää tilaa niiden huomioon ottamiselle. Tässä tapauksessa on nähdäkseni kysymys jälkimmäisestä, sillä ihmisten terveyteen kohdistuvan riskin voidaan nähdä olevan olemassa, jos se ei ole tieteellisesti luotettavalla tavalla suljettavissa pois. Se, tulisiko varautumistoimenpiteisiin tässä tilanteessa ryhtyä riippuu lopulta siitä, voidaanko riski hyväksyä yhteiskunnassa tavoitellun suojelutason nimissä. Varautumistoimenpiteiden tulee kuitenkin aina olla linjassa suhteellisuusperiaatteen kanssa. Varautumisperiaatteen soveltuvuuteen vaikuttavat lisäksi muun muassa vaakakupin toisella puolella painavat kestävän ja säästävän käytön periaatteet, joita fosforin tehokkaan kiertoon saannin voidaan nähdä ilmentävän. Tulkinnallista tukea sekä varautumisperiaatteen että kestävän ja säästävän käytön periaatteiden soveltamiseksi – puhdistamolietelannoitteiden maatalouskäyttöön – on löydettävissä soft law -tyyppisistä oikeuslähteitä.
-
(2020)Orgaanisia eli eloperäisiä lannoitteita käyttämällä voidaan vähentää lannoitteiden valmistuksessa tarvittavan energian määrää sekä neitseellisten raaka-aineiden käyttöä. Niitä voidaan valmistaa esimerkiksi erilaisista jätemateriaaleista, teollisuuden sivujakeista ja eläinten lannasta, joten niiden käyttö tukee kiertotaloutta ja kestävää kehitystä. Orgaanisissa lannoitteissa ravinteet eivät kuitenkaan ole sellaisenaan kasveille käyttökelpoisia, vaan lannoitteiden pitää ensin mineralisoitua, jotta ravinteet vapautuvat. Mineralisaatioon kuluvaan aikaan ja prosessin voimakkuuteen vaikuttavat maaperän olosuhteet, minkä vuoksi lannoitusvaikutuksen ennustaminen voi olla vaikeampaa kuin epäorgaanisia mineraalilannoitteita käytettäessä. Orgaanisten lannoitteiden käytön yleistymiseksi on tärkeää tuntea erilaisista materiaaleista valmistettujen lannoitteiden ominaisuudet sekä niiden väliset erot. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, eroavatko broilerinlantaan ja verijauhoon pohjautuvat orgaaniset lannoitteet toisistaan kasveille käyttökelpoisen typen ja fosforin vapautumisen suhteen. Lisäksi selvitettiin lannoitteiden vaikutusta maan hiilidioksidin (CO2) ja typpioksiduulin (N2O) tuottoon. Tutkimuksen tuloksia voidaan käyttää apuna valittaessa sopivaa lannoitetta vastaamaan kasvin kulloistakin ravinnetarvetta kasvukauden eri ajankohtina sekä pyrittäessä minimoimaan maan ravinnetappiot. Tutkimus toteutettiin kontrolloiduissa laboratorio-olosuhteissa neljän viikon muhitus- eli inkubointikokeen avulla kuudella eri orgaanisella lannoitteella, joiden määrä vakioitiin typen suhteen (200 mg N kg-1 maata). Lannoitteet käytettiin niiden myyntimuodossa eli rakeena, ja lisäksi testattiin rakeen jauhamisen vaikutusta yhdellä lannoitteella. Liukoisen typen pitoisuus oli broilerinlantapohjaisilla lannoitteilla kokeen alussa selvästi korkeampi kuin verijauhollisilla lannoitteilla. Ammoniumtypen pitoisuudet olivat kaikilla lannoitteilla korkeimmillaan kokeen kahden ensimmäisen viikon aikana, jonka jälkeen ne laskivat hyvin matalalle tasolle mitä ilmeisimmin tehokkaan nitrifikaation vuoksi, koska nitraattipitoisuudet nousivat selvästi kokeen edetessä. Lannoitteiden sisältämä kaliumsulfaatti vaikutti hieman estävän nitrifikaatiota verijauhottomilla lannoitteilla. Fosforin vapautumisessa lannoitteiden välillä ei juurikaan havaittu eroa. Mineralisaation tehokkuudesta kertova hiilidioksidin tuotto oli kokeen alussa voimakkainta lannoitteilla, jotka eivät sisältäneet verijauhoa, kun taas verijauhollisilla lannoitteilla korkeimmat tuotot havaittiin noin viikko kokeen aloituksesta; erot lannoitteiden välillä kuitenkin tasaantuivat varsin nopeasti kokeen jatkuessa. Typpioksiduulin tuotto oli matalaa koko kokeen ajan muilla paitsi verijauhollisilla lannoitteilla, joiden sisältämästä typestä poistui kokeen aikana N2O:na ~ 5-10 %. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että broilerinlantaan ja verijauhoon pohjautuvien orgaanisten lannoitteiden välillä on jonkin verran eroja ja eri raaka-aineet vapauttavat kasveille käyttökelpoista typpeä eri tahdissa ja erilaisia määriä. Lannoitteiden oikealla yhdistelmällä ja lannoitusajankohtien suunnittelulla voidaan pyrkiä optimoimaan kasveille käyttökelpoisten ravinteiden määrää maassa kasvin tietyn hetken tarpeeseen nähden. Jatkotutkimus peltomittakaavassa olisi hyödyllistä tavanomaisilla lannoitusmäärillä, koska nyt tehdyn laboratoriokokeen lannoitustaso oli huomattavasti tavanomaista peltokasveille annettavaa lannoitustasoa korkeampi. Lisäksi saataisiin tietoa kasvin mukanaolon sekä kentällä vallitsevien olosuhteiden vaikutuksesta ravinteiden vapautumiseen lannoitteista.
-
(2019)Tausta: Fosforin saanti on Suomessa kaksin-kolminkertaista suhteessa ravitsemussuosituksiin. Tärkeimmät fosforin lähteet suomalaisilla ovat liha-, maito- ja viljavalmisteet. Elintarvikkeissa luontaisesti esiintyvä fosfori on liittyneenä proteiiniin ja muihin ravintoaineisiin. Kasviperäisissä proteiinin lähteissä fosfori esiintyy fytaattina, jonka hyväksikäytettävyys on pienempi kuin eläinperäisen proteiinin fosforilla. Fosfori on tärkeä ravintoaine, mutta suurissa määrin sillä voi olla haitallisia vaikutuksia elimistössä. Munuaisen vajaatoimintaa sairastavilla veren suuri fosfaattipitoisuus on haitallista ja se on yhdistetty sydän- ja verisuonitauteihin. Vastaavanlainen yhteys on havaittu myös terveillä ihmisillä. Ravinnon fosforin osalta on vähemmän tutkimustuloksia. Fosfaatin ja kalsiumin aineenvaihdunta toimii tiiviisti yhdessä ja niiden säätelyyn osallistuvat mm. lisäkilpirauhashormoni (PTH), fibroblastikasvutekijä 23 (FGF23) ja kalsitrioli (1,25-dihydroksi-D-vitamiini, 1,25(OH)2D). PTH:n ja FGF23:n kohonnut pitoisuus on yhdistetty mm. verisuonien kalkkeutumiseen ja häiriintyneeseen luustoaineenvaihduntaan. Tavoitteet: Työn tavoitteena oli tutkia, onko eläin- ja kasviproteiinipainotteisen ruokavalion välillä eroa fosforin saannissa ja eroavatko ruokavaliot vaikutuksiltaan fosfaattiaineenvaihduntaan. Tutkimushypoteesina oli, että kasviperäinen fosfori imeytyy heikommin kuin eläinperäinen fosfori ja että se aiheuttaa heikomman vasteen fosfaatin aineenvaihdunnan merkkiaineissa. Aineisto ja menetelmät: Tässä tutkimuksessa hyödynnettiin ScenoProt-interventiotutkimuksen aineistoa. Tutkittavia oli yhteensä 136 ja heidät jaettiin kolmeen ruokavalioryhmään: eläinproteiinipainotteinen (eläinperäisen ja kasviperäisen proteiinin suhde 70/30) 50/50-ruokavalio (eläinperäisen ja kasviperäisen proteiinin suhde 50/50) ja kasviproteiinipainotteinen (eläinperäisen ja kasviperäisen proteiinin suhde 30/70). Laskennallinen proteiinin osuus kaikissa ruokavalioissa oli 17E%. Tutkittavat olivat terveitä 20-69-vuotiaita aikuisia (79 % naisia, 21 % miehiä). Intervention kesto oli 12 viikkoa. Ennen intervention alkua ja sen lopussa tutkittavilta kerättiin paastoverinäyte ja vuorokausivirtsa, sekä neljän päivän ruokapäiväkirja. Ravintoaineiden saantia analysointiin AIVODiet-ohjelmalla. Eroja fosforin saannissa intervention loppupisteessä tutkittiin varianssianalyysilla. Fosfaattiaineenvaihduntaan liittyvien merkkiaineiden pitoisuuksia veressä (seerumin kalsium ja fosfaatti, sekä plasman PTH, FGF23 ja 25(OH)D) ja virtsassa (virtsan fosfaatti ja kalsium) intervention loppupisteessä tutkittiin kovarianssianalyysilla käyttäen ennen interventiota mitattuja pitoisuuksia kovariaattina. Tulokset: Alkupisteessä ryhmien välillä ei ollut eroa fosforin saannissa (p>0,05). Intervention lopussa eläinproteiinipainotteisessa ruokavaliossa fosforin saanti oli 1807 mg (SD 506 mg) ja kasviproteiinipainotteisessa ruokavaliossa 1558 mg (SD 320 mg) (p<0,001). Eläinproteiinipainotteisessa ruokavaliossa fosforin eritys (U-Pi) oli intervention lopussa suurempaa kuin kasviproteiinipainotteisessa (p<0,001). Kun fosforin eritys vakioitiin fosforin saannilla, eritys oli edelleen suurempaa eläinproteiinipainotteisessa ruokavaliossa verrattuna kasviproteiinipainotteiseen (p<0,001). Verestä mitatuissa fosfaatti-, kalsium-, PTH-, FGF23 ja 25(OH)D-pitoisuuksissa ei ollut tilastollisesti merkitseviä eroja ruokavalioryhmien välillä intervention lopussa (p>0,05). Plasman PTH-pitoisuus nousi (p≤0,005) ja 25(OH)D-pitoisuus laski (p<0,001) kaikissa ryhmissä. Johtopäätökset: Fosforin saanti ja fosfaatin eritys oli vähäisempää kasviproteiinipainotteisessa ruokavaliossa kuin eläinproteiinipainotteisessa ruokavaliossa. Fosfaattiaineenvaihdunnan verestä mitattujen merkkiaineiden pitoisuuksissa ei havaittu eroa ruokavalioiden välillä. Tulosten perusteella vaikuttaisi siltä, että eläinproteiiniperäinen fosfori saattaa imeytyä tehokkaammin kuin kasviproteiiniperäinen fosfori. Nämä tulokset tukevat aiempia tutkimustuloksia. Jatkotutkimuksia eläin- ja kasviperäisestä fosforista tulisi tehdä erityisesti terveillä koehenkilöillä. Myös fosfaatin aineenvaihduntaa ja sen osallistumista sairauksien kehittymiseen tulisi vielä tutkia lisää.
-
(2019)Tausta: Fosforin saanti on Suomessa kaksin-kolminkertaista suhteessa ravitsemussuosituksiin. Tärkeimmät fosforin lähteet suomalaisilla ovat liha-, maito- ja viljavalmisteet. Elintarvikkeissa luontaisesti esiintyvä fosfori on liittyneenä proteiiniin ja muihin ravintoaineisiin. Kasviperäisissä proteiinin lähteissä fosfori esiintyy fytaattina, jonka hyväksikäytettävyys on pienempi kuin eläinperäisen proteiinin fosforilla. Fosfori on tärkeä ravintoaine, mutta suurissa määrin sillä voi olla haitallisia vaikutuksia elimistössä. Munuaisen vajaatoimintaa sairastavilla veren suuri fosfaattipitoisuus on haitallista ja se on yhdistetty sydän- ja verisuonitauteihin. Vastaavanlainen yhteys on havaittu myös terveillä ihmisillä. Ravinnon fosforin osalta on vähemmän tutkimustuloksia. Fosfaatin ja kalsiumin aineenvaihdunta toimii tiiviisti yhdessä ja niiden säätelyyn osallistuvat mm. lisäkilpirauhashormoni (PTH), fibroblastikasvutekijä 23 (FGF23) ja kalsitrioli (1,25-dihydroksi-D-vitamiini, 1,25(OH)2D). PTH:n ja FGF23:n kohonnut pitoisuus on yhdistetty mm. verisuonien kalkkeutumiseen ja häiriintyneeseen luustoaineenvaihduntaan. Tavoitteet: Työn tavoitteena oli tutkia, onko eläin- ja kasviproteiinipainotteisen ruokavalion välillä eroa fosforin saannissa ja eroavatko ruokavaliot vaikutuksiltaan fosfaattiaineenvaihduntaan. Tutkimushypoteesina oli, että kasviperäinen fosfori imeytyy heikommin kuin eläinperäinen fosfori ja että se aiheuttaa heikomman vasteen fosfaatin aineenvaihdunnan merkkiaineissa. Aineisto ja menetelmät: Tässä tutkimuksessa hyödynnettiin ScenoProt-interventiotutkimuksen aineistoa. Tutkittavia oli yhteensä 136 ja heidät jaettiin kolmeen ruokavalioryhmään: eläinproteiinipainotteinen (eläinperäisen ja kasviperäisen proteiinin suhde 70/30) 50/50-ruokavalio (eläinperäisen ja kasviperäisen proteiinin suhde 50/50) ja kasviproteiinipainotteinen (eläinperäisen ja kasviperäisen proteiinin suhde 30/70). Laskennallinen proteiinin osuus kaikissa ruokavalioissa oli 17E%. Tutkittavat olivat terveitä 20-69-vuotiaita aikuisia (79 % naisia, 21 % miehiä). Intervention kesto oli 12 viikkoa. Ennen intervention alkua ja sen lopussa tutkittavilta kerättiin paastoverinäyte ja vuorokausivirtsa, sekä neljän päivän ruokapäiväkirja. Ravintoaineiden saantia analysointiin AIVODiet-ohjelmalla. Eroja fosforin saannissa intervention loppupisteessä tutkittiin varianssianalyysilla. Fosfaattiaineenvaihduntaan liittyvien merkkiaineiden pitoisuuksia veressä (seerumin kalsium ja fosfaatti, sekä plasman PTH, FGF23 ja 25(OH)D) ja virtsassa (virtsan fosfaatti ja kalsium) intervention loppupisteessä tutkittiin kovarianssianalyysilla käyttäen ennen interventiota mitattuja pitoisuuksia kovariaattina. Tulokset: Alkupisteessä ryhmien välillä ei ollut eroa fosforin saannissa (p>0,05). Intervention lopussa eläinproteiinipainotteisessa ruokavaliossa fosforin saanti oli 1807 mg (SD 506 mg) ja kasviproteiinipainotteisessa ruokavaliossa 1558 mg (SD 320 mg) (p<0,001). Eläinproteiinipainotteisessa ruokavaliossa fosforin eritys (U-Pi) oli intervention lopussa suurempaa kuin kasviproteiinipainotteisessa (p<0,001). Kun fosforin eritys vakioitiin fosforin saannilla, eritys oli edelleen suurempaa eläinproteiinipainotteisessa ruokavaliossa verrattuna kasviproteiinipainotteiseen (p<0,001). Verestä mitatuissa fosfaatti-, kalsium-, PTH-, FGF23 ja 25(OH)D-pitoisuuksissa ei ollut tilastollisesti merkitseviä eroja ruokavalioryhmien välillä intervention lopussa (p>0,05). Plasman PTH-pitoisuus nousi (p≤0,005) ja 25(OH)D-pitoisuus laski (p<0,001) kaikissa ryhmissä. Johtopäätökset: Fosforin saanti ja fosfaatin eritys oli vähäisempää kasviproteiinipainotteisessa ruokavaliossa kuin eläinproteiinipainotteisessa ruokavaliossa. Fosfaattiaineenvaihdunnan verestä mitattujen merkkiaineiden pitoisuuksissa ei havaittu eroa ruokavalioiden välillä. Tulosten perusteella vaikuttaisi siltä, että eläinproteiiniperäinen fosfori saattaa imeytyä tehokkaammin kuin kasviproteiiniperäinen fosfori. Nämä tulokset tukevat aiempia tutkimustuloksia. Jatkotutkimuksia eläin- ja kasviperäisestä fosforista tulisi tehdä erityisesti terveillä koehenkilöillä. Myös fosfaatin aineenvaihduntaa ja sen osallistumista sairauksien kehittymiseen tulisi vielä tutkia lisää.
-
(2015)Phosphorus (P) plays a major role in cereal production. Total P content is high in Finnish soils but only a fraction of it is available to plants. This phenomena led to generous P fertilization since 1940 increasing the P concentration in fields as well as P balances. Reduced P fertilization since 1970 has decreased soil P concentration, resulting in negative P balances almost in entire Finland. Accumulation of P in the top soil is a result of chemical reactions occurring in the soil. Reactions of P in soils and the ability of the plants to take up P from soil affects the efficiency of P fertilization. P fertilization is most effective when the application rate replaces P removed from the soil in harvested yield. In this theses, results of the long-term fertilization trial (1973-2013) are compiled. The trial included spring wheat (Triticum aestivum L.), barley (Hordeum vulgare L.) and oat (Avena sativa L.). The data gathered was analyzed to investigate crop yield, P concentration of soluble P in soil and the effect of plant species on the concentration of soluble P in soil within 40 years. Rate of P fertilization and plant species affected soluble P concentration in soil. The higher the P fertilization rate was, the higher the soluble P concentration in soil was. The concentration of soluble P did not decrease during the years when the P fertilization rate was reduced. Among all cereals studied, the P balance decreased during the years following the decrease in P fertilization rates. Changes in P balance does not explain chances in soluble P concentration in soil.
-
(2021)The use of fertilizers has made it possible to increase agricultural yields, enabling the world’s growing population to be fed. The use of mined phosphorus has created mostly linear phosphorus flow from mines through farms to lakes and oceans. This has clearly deteriorated aquatic ecosystems globally. USA, China and Morocco control over 85 % of global phosphorus reserves and Europe is very dependent on imported phosphorus. To gain phosphorus balance in Europe, it would be important to recycle phosphorus. Recycled fertilizers come from derived currents of agriculture, food industry, forest industry and communities. Only a few studies have been made regarding the effects different recycled fertilizers have on plant’s phosphorus uptake. The aim of this study was to find out how four different recycled fertilizer treatments (ammonium sulphate, liquid digestate, meat bone meal, vinasse) affect barley’s phosphorus uptake and soil aggregate stability, when compared to mineral fertilizer treatment and non-fertilized control treatment. Study material was collected from HYKERRYS 2 -project’s experiment field in growing season 2019. Phosphorus in dry matter was measured and biomass, phosphorus uptake to biomass, fertilizer use efficiency and phosphorus uptake from soil phosphorus reserves were calculated from barley plant samples collected at growth stage 65 (BBCH). Soil aggregate stability analyses, dry sieving and wet sieving, were made to soil samples collected after harvest. Barley’s phosphorus content in dry matter was highest with non-fertilized treatment but other treatments had no differences between them. In biomass quantity or phosphorus uptake on biomass there were no differences between treatments. Fertilizer use was most efficient with ammonium sulphate and least efficient with digestate. Phosphorus uptake from soil phosphorus reserves was least efficient with digestate and mineral fertilizer. The share of soil water stable aggregates had no differences between treatments, but water turbidity was lowest with ammonium sulphate. The results show that recycled fertilizers are fit to replace mineral fertilizers when considering plant’s phosphorus uptake, because there were no notable differences in barley’s phosphorus content, biomass, phosphorus uptake on biomass or soil aggregate stability between different recycled fertilizers and mineral fertilizer. When viewing the results, it should be considered that the soil in experimental field had high phosphorus content and high soil organic matter content to begin with, which made it more difficult to detect the differences than it probably would have been if the soil phosphorus content had been lower. There was also no information available about the forms of the phosphorus in the recycled fertilizers, which made the interpretation of the results difficult, because different forms of phosphorus are differently available for plants. In order to target the use of recycled fertilizers effectively based on crop and soil quality, more knowledge is needed on both the phosphorus forms in recycled fertilizers and recycled fertilizer’s effects on plant’s phosphorus uptake on soils with lower nutrient and organic matter contents.
-
(2021)The use of fertilizers has made it possible to increase agricultural yields, enabling the world’s growing population to be fed. The use of mined phosphorus has created mostly linear phosphorus flow from mines through farms to lakes and oceans. This has clearly deteriorated aquatic ecosystems globally. USA, China and Morocco control over 85 % of global phosphorus reserves and Europe is very dependent on imported phosphorus. To gain phosphorus balance in Europe, it would be important to recycle phosphorus. Recycled fertilizers come from derived currents of agriculture, food industry, forest industry and communities. Only a few studies have been made regarding the effects different recycled fertilizers have on plant’s phosphorus uptake. The aim of this study was to find out how four different recycled fertilizer treatments (ammonium sulphate, liquid digestate, meat bone meal, vinasse) affect barley’s phosphorus uptake and soil aggregate stability, when compared to mineral fertilizer treatment and non-fertilized control treatment. Study material was collected from HYKERRYS 2 -project’s experiment field in growing season 2019. Phosphorus in dry matter was measured and biomass, phosphorus uptake to biomass, fertilizer use efficiency and phosphorus uptake from soil phosphorus reserves were calculated from barley plant samples collected at growth stage 65 (BBCH). Soil aggregate stability analyses, dry sieving and wet sieving, were made to soil samples collected after harvest. Barley’s phosphorus content in dry matter was highest with non-fertilized treatment but other treatments had no differences between them. In biomass quantity or phosphorus uptake on biomass there were no differences between treatments. Fertilizer use was most efficient with ammonium sulphate and least efficient with digestate. Phosphorus uptake from soil phosphorus reserves was least efficient with digestate and mineral fertilizer. The share of soil water stable aggregates had no differences between treatments, but water turbidity was lowest with ammonium sulphate. The results show that recycled fertilizers are fit to replace mineral fertilizers when considering plant’s phosphorus uptake, because there were no notable differences in barley’s phosphorus content, biomass, phosphorus uptake on biomass or soil aggregate stability between different recycled fertilizers and mineral fertilizer. When viewing the results, it should be considered that the soil in experimental field had high phosphorus content and high soil organic matter content to begin with, which made it more difficult to detect the differences than it probably would have been if the soil phosphorus content had been lower. There was also no information available about the forms of the phosphorus in the recycled fertilizers, which made the interpretation of the results difficult, because different forms of phosphorus are differently available for plants. In order to target the use of recycled fertilizers effectively based on crop and soil quality, more knowledge is needed on both the phosphorus forms in recycled fertilizers and recycled fertilizer’s effects on plant’s phosphorus uptake on soils with lower nutrient and organic matter contents.
-
(2011)The ambition of the agricultural environmental programme is to reduce nutrient load, because greater part of the diffuse loading of phosphorus is caused by agriculture. A eutrophic influence of the phosphorus in water systems tends to be limited inter alia by constructed wetlands. Their main task is to allow sedimentation of eroded soil into the bottom of the wetlands. There is ambiguity on the findings of the functionality and the importance of the prevention of water loading among scientific research in Finland. The aim of this study is to examine by utilizing soil analyses what happens to the basin water eroded phosphorus in the wetland sediment and wether the sedimentary constituent of the soil be suitable for a substratum of plant production. Comparing the samples of basin soil and wetland sediments revealed that the eroded constituent of the basin soil got assorted on wetlands. The samples collected from the wetlands contained 48 % more clay than the samples collected from the basin soil. The growth of the clay concentration increased the reactive area of the sediment. In consequence, it contained 45 % more hydroxides of aluminium and iron in the samples of the sediment than the samples of the basin soil. Because of the hydroxides, the phosphorus sorption capacity was 52 % higher than in the samples of the basin soil. However, the degree of phosphorus saturation was equal in the sediment and basin soil, because the oxidized sediment contained 50 % more phosphorus extracted from hydroxides of aluminium and iron. At the time of sampling the sediment was in reduced state and the amount of its water extracable phosphorus was significantly higher compared to the oxidized sediment. Correspondingly, when the sediment became oxidized the sorption capacity for phosphorus increased significantly, therefore the phosphorus was desorbed from reduced sediment to the wetlands water. This was also proven in a pot experiment, where rye-grass that grew in the sediment suffered from a severe shortage of phosphorus. In contrast, rye-grass grown in the basin soil didn’t suffer from the deficiency of phosphorus at the same fertilization levels. After threefold extra fertilization of phosphorus, the dry matter yield, concentration of phosphorus and uptake of phosphorus on the second yield grown in sediment were equal to the results of the first yield grown in basin soil. According to the results of the pot experiment, the sediment in reduced state is weakly suitable for the substratum of plant production, because the sorption capacity of phosphorus is high. Instead, sediment suits well to be utilized in the areas wherein the soil includes plenty of easy soluble phosphorus, such as for the material of subgrade for the corral of livestock, because the sediment reduces the load of phosphorus directed to the environment.
-
(2016)Maatalouden pintavalunnan ravinnehuuhtoutumat ovat yksi suurimmista hajakuormituksen lähteistä aiheuttaen vesistöjen ravinnekuormitusta. Maatalouden vesiensuojelukosteikkojen tarkoituksena on vähentää pellolta kulkeutuvia ravinteita. Kosteikon laskeutusaltaisiin kertyy hienojakoista sedimenttiä, johon on sitoutunut paljon fosforia. Sedimentillä ei ole kasviravitsemuksellista merkitystä, mutta suuren P-pidätyskapasiteetin johdosta sitä voidaan käyttää ehkäisemään P:n huuhtoutumista runsaasti P:a sisältävissä maissa. Tämän pro gradu –tutkielman tavoitteena oli selvittää kosteikkosedimentin hyödynnettävyyttä helppoliukoista fosforia sisältävän maan kunnostuksessa (esim. karjan ruokintapaikat) ja siten vähentää fosforia valumavedessä ja hillitä maatalouden vesistökuormitusta. Tutkimuskohteina oli kaksi runsaasti helppoliukoista fosforia sisältävää peltomaata (Rehtijärvi ja Ojainen), joihin on sekoitettu Liedonperän maatalouskosteikon sedimenttiä eri seossuhteilla (0; 2; 5; 10 ja 50 %). Lisäksi samoja koemaita käytettiin erillisessä sadetuskokeessa, ja tässä työssä tutkittiin maiden fosforinpidätysominaisuuksia ennen ja jälkeen sadetuksen. Sedimentti-maa -seosten hyödynnettävyyttä maan kunnostuksessa tutkittiin analysoimalla koemaiden perusominaisuudet, uuttamalla epäorgaanisen fosforin fraktiot ja heikosti kiteytyneiden oksidit sekä määrittämällä sorptio-desorptioisotermit. Kosteikon sedimentissä fosfori oli pääosin sitoutunut raudan oksideihin (NaOH-P), jonka liikkuvuus riippuu hapetus-pelkistys –olosuhteista. Rehtijärven hietamaa sisälsi suhteellisen paljon helppoliukoista (NH4Cl-P) fosforia, mutta fraktio pieneni sedimenttiä lisätessä. Ojaisten maa oli ominaisuuksiltaan samankaltainen kuin sedimentti ja vaikka sedimentin lisääminen näkyi Ojaisten maissa, eivät vaikutukset olleet Rehtijärven suuruisia. Tämä johtuu Rehtijärven alun perin suuresta fosforipitoisuudesta ja vähäisestä oksidipitoisuudesta kun taas Ojaisten maan fosforipitoisuus on pienempi, mutta oksidipitoisuus suuri. Sorptio-desorptio -kuvaajat todettiin sorptiokapasiteettia- ja indeksiä herkemmäksi menetelmäksi pieniä sedimenttieroja sisältävien maiden tutkimiseen ja jo 5 %:n sedimenttilisäys selvästi pienensi P:n desorptiota koemaissa. Oksidipinnan lisääminen tuottaa pidempiaikaisen vaikutuksen Fe- ja Al-oksidien sitoutuessa maaperään lisäten P-pidätystä. Sedimentissä olevat suolat lisäävät fosforin sitoutumista, mutta vaikutus on lyhytaikaista, sillä helppoliukoiset suolat huuhtoutuvat pois maaperästä sadetuksen kuluessa. Kosteikkosedimentillä on suuri potentiaali pidättää fosforia pintavalunnasta ja sedimenttiä pystyisi hyödyntämään runsaasti helppoliukoista fosforia sisältävien maiden fosforinpidätykseen esimerkiksi ojasuodattimen tai suodatinkerroksen rakentamisella eläinten jaloittelutarhaan. Tämän työn ja sadetuskokeen perusteella sopiva sedimenttilisäys maahan on noin 5 %.
-
(2022)Euroopan Unionissa on viimeisten vuosikymmenten aikana noussut huoli fosforin ympäristövaikutuksista, joka on johtanut fosforin ruokintasuositusten pienentämiseen ja peltojen fosforilannoituksen vähentämiseen. Tästä tilallisille on herännyt huoli lehmien riittävästä fosforin saannista ja mahdollisen puutteen aiheuttamista vaikutuksista lehmän terveyteen ja tuottavuuteen. Tämän kirjallisuuskatsauksen tarkoituksena on tuoda yhteen tietoa fosforin vaikutuksista lypsylehmään. Työssä käydään läpi fosforin merkitystä lehmälle, lyhyesti sen ympäristövaikutuksia sekä fosforin puutetta, siihen yhdistettyjä oireita ja hoitoa. Fosfori on tärkeä ravitsemustekijä, jota löytyy elimistön jokaisesta solusta. Se osallistuu moniin välttämättömiin biologisiin toimintoihin, kuten esimerkiksi energia-aineenvaihduntaan ja happo-emäs-tasapainon ylläpitämiseen. Pötsimikrobit tarvitsevat fosforia selluloosan hajottamiseksi ja mikrobiproteiinin synteesiin. Elimistön fosforipitoisuuteen vaikuttavat eläimen rotu ja ikä, mutta lypsylehmällä vaihtelua pitoisuuksissa lisäävät tiineys, poikiminen ja maidontuotanto. Tämän vuoksi siirtymäkaudella lehmä onkin erityisen altis akuutille hypofosfatemialle, jossa plasman fosfaattipitoisuus laskee alle viitearvojen. Fosforin puutos voidaan jakaa krooniseen ja akuuttiin puutokseen. Krooninen puutos on ruokinnallinen ja pitkäaikainen. Fosforia mobilisoidaan tarvittaessa luustosta ja krooninen puutos johtaakin luustomuutoksiin. Pitkäaikaisen puutoksen diagnosointi tapahtuu kuoleman jälkeen raadonavauksessa mittaamalla luuston koostumusta. Lypsylehmien väkirehuruokinta perustuu Suomessa fosforia runsaasti sisältäviin kotoisiin viljoihin ja öljykasvirouheisiin, eikä krooninen puutos ole näin ollen todennäköistä. Akuutti puutos liittyy usein lehmän siirtymäkauteen, jossa fosforin tarve lisääntyy sikiön kasvun ja maidontuotannon käynnistymisen myötä. Akuutin puutoksen diagnosointiin on käytetty plasman fosfaattia, vaikka sen merkitystä fosforin puutteen mittarina on kyseenalaistettu. Akuuttiin fosforin puutokseen liitetty oirekuva on epäselvä. Kroonista puutetta ehkäistään ruokintasuositusten mukaisella fosforiruokinnalla, jota voidaan tarvittaessa täydentää lisäkivennäisellä. Ruokinnan suunnittelun tukena tulee olla rehujen kivennäisanalyysit. Lehmän siirtymäkaudella akuuttia hypofosfatemiaa hoidetaan suun kautta annettavilla valmisteilla, sillä ne ovat vaikutukseltaan nopeita ja pitkäkestoisia sekä turvallisia käyttää. Hoitoon markkinoilta olevista valmisteista tulee valita tuote, jossa fosfori on mononatriumfosfaattina. Hoito kohdennetaan makureihin eli vastapoikineisiin, poikimahalvauksesta kärsiviin ja jo kalsiumilla hoidettuihin lehmiin, jotka eivät hoidosta huolimatta nouse. Fosforia tulee tarjota 40–60 grammaa hoitokertaa kohti. Huomattavaa on, että valmistajien annosteluohjeet eivät vastaa kirjallisuudessa annettuja suosituksia. Hoito tulee rajoittaa edellä kuvattuihin makureihin, sillä hoidon hyödyt ovat kyseenalaiset ja lisäävät tuottajien työtä sekä kustannuksia. Ylimäärä fosforia ei paranna lypsylehmän lisääntymistä, eikä maidontuotantoa. Yli suositusten menevä osuus lisää fosforin eritystä ulosteeseen ja lannan kautta ympäristön fosforikuormaa. Suositusten mukainen määrä fosforia riittää turvaamaan lehmän fosforin tarpeet sekä terveyden että tuottavuuden näkökulmasta.
Now showing items 1-20 of 30