Browsing by Subject "maaperä"

Clostridium perfringens on gram-positiivinen, itiöitä muodostava, anaerobinen sauvabakteeri. Se on yleinen maaperässä ja ihmisten ja eläinten suolistossa. C. perfringens on yksi yleisimpiä ruokamyrkytyksen aiheuttajia maailmassa. Clostridium-sukuun kuuluu muitakin ihmisille ja eläimille vahingollisia bakteereja, jotka ovat yleisiä maaperässä. Näitä ovat mm. Clostridium botulinum ja Clostridium tetani. Ruokamyrkytyksen oireet ovat yleensä lievät, siksi kaikkia tapauksia ei edes raportoida. Oireisiin kuuluu tavallisesti ripuli, vatsakipu, ja harvemmin kuume ja oksentelu. Ruokamyrkytys liittyy usein joukkoruokailuun, missä ruokaa ei ole kuumennettu kunnolla. Yleensä kyseessä on liharuoka. Ruokamyrkytyksen aiheuttaa C. perfringensin tuottama enterotoksiini. Enterotoksiinia koodaa cpe-geeni, jota on todettu vain pienellä osalla kannoista. Enterotoksiinipositiivisten kantojen esiintymistä on määritetty eläinten ulosteista ja lihasta, joissa sen esiintyminen on vaihdellut, mutta maaperästä ei ole juuri tehty tutkimuksia. Tämä tutkimus on osa elintarvike- ja ympäristöhygienian laitoksen tutkimusprojektia, joka selvittää C. perfringensin epidemiologiaa. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, kuinka paljon maaperässä esiintyy enterotoksiinipositiivisia C. perfringens –kantoja, sekä vaikuttaako 15 minuuttia kestävä kuumennus 100 oC lämpötilassa enterotoksiinipositiivisten kantojen esiintymiseen. C. perfringensin eristämiseen ja varmistamiseen käytettiin Pohjoismaisen elintarvikkeiden metodiikkakomitean menetelmäehdotusta C. perfringensin määrittämiseen elintarvikkeista. Enterotoksiinipositiivisten kantojen esiintyminen tutkittiin PCR-menetelmällä. Tutkituista maanäytteistä (71) 88,7 % oli C. perfringensiä. Kantoja eristettiin 187 kappaletta, joista kuumennettuja oli kolme. Yhdestä näytteestä löytyi kaksi enterotoksiinipositiivista kantaa. Samasta näytteestä eristettiin myös kaksi negatiivista kantaa. Kuumennuksen vaikutusta enterotoksiinipositiivisten kantojen esiintymiseen ei pystytty arvioimaan, sillä kuumennetuista näytteistä ei löytynyt yhtään positiivista.

Modern agriculture uses great amounts of fertilizers. A large portion of these fertilizers leaches from the fields to the surrounding environment and causes eutrophication of water ecosystems. Fertilizers are an expense for the farmer. Sustainable agriculture aims to minimize the use of fertilizers by using natural processes and nutrient circulation. Crop rotation is an important tool in sustainable agriculture. In crop rotation different crop species are cultivated alternately in the same field. Arbuscular mycorrhizal (AM) symbiosis is one of the world’s most important symbioses — 80 % of land plants form it. AM symbiosis enhances host plant’s nutrient uptake and provides nutrients from low concentrations in the soil. The important role of AM symbiosis in agriculture is widely recognized. However, the effect of different crop sequences on soil AM fungi is poorly studied, especially in boreal climate. In this thesis, I study the effect of four different preceding green manure crops (white lupin Lupinus albus, french marigold Tagetes patula, crimson clover Trifolium incarnatum and common vetch/hairy vetch Vicia sativa/V. villosa) on the AM colonization rate and diversity in onion (Allium cepa) roots and rhizosphere. White lupin does not form a mycorrhiza, unlike the other three preceding crops in the experiment. Onion is one of the most cultivated vegetable crops in Finland and is particularly dependent on its AM symbiont. My thesis is based on a field experiment executed in Natural Resources Institute Finland’s study field, in Mikkeli, eastern Finland, from 2017 to 2018. One of the four preceding crops was sowed in each cultivated row for 2017 growing season. Preceding crops were ploughed into the soil in autumn 2017. Onion was cultivated in all rows in 2018 growing season. I studied the effect of different preceding crops on the AM colonization rate in onion roots with microscopic methods. I studied the effect of preceding crops on the AM diversity in onion roots and rhizosphere with molecular methods. The preceding crop did not have an effect on the AM colonization rate, nor did it affect the AM diversity in onion roots or rhizosphere. Unlike in previous studies in warmer climates, the non-mycorrhizal preceding crop white lupin did not have a negative impact on the soil AM community. My study suggests that non-mycorrhizal preceding crops can be used in crop rotations, in the climate conditions of eastern Finland, especially in combination with mycorrhizal plants. Future studies should investigate the effect of longer crop rotations on the soil AM fungal communities.

Tutkimuksessa tarkasteltiin öljy-yhdisteryhmien horisontaalista ja vertikaalista jakautumista öljyjätteen loppusijoituspaikkana käytetyssä pellossa. Työn tarkoitus oli saada tietoa maassa tapahtuneesta öljyn mikrobiologisesta hajotuksesta sekä öljyn liikkuvuudesta. Tutkimus on osa viisivuotista kenttäkoetta, jossa selvitetään vuohenherneen (Galega orientalis) kykyä edesauttaa öljyllä pilaantuneen maan biopuhdistumista. Kentän maaperän ominaisuudet karakterisoidaan kattavasti kemiallisin, fysikaalisin ja biologisin menetelmin. Koekenttä perustettiin syksyllä 2006. Se sijaitsee kaltevalla pellolla ja sitä reunustaa toisella puolella metsä ja toisella pengermä. Kenttä jaettiin viiteen kerranteeseen, joista jokainen jaettiin edelleen kasvilliseen ja paljaaseen koeruutuun. Kasvillisiin koeruutuihin kylvettiin vuohenherneen siemeniä. Tutkimusta varten otettiin pintamaanäytteet kuudesta ruudusta, joista kolme oli kasvillisia ja kolme paljaita. Öljyn vertikaalisen jakautumisen tarkastelua varten otettiin näytteet kahdesta maaprofiilista ruutujen ulkopuolelta syvyyksiltä 0–20 cm, 20–40 cm ja 40–60 cm. Yhdisteryhmien suhteellisten osuuksien kvantitointia varten kehitettiin fraktiointimenetelmä, jossa alifaattiset, aromaattiset ja pooliset öljy-yhdisteet eluoitiin poolisuudeltaan kasvavilla liuottimilla silikapylvään läpi. Alifaattien ja aromaattien fraktioista yhdistettiin osa gravimetrisesti määritettävien kokonaisöljyhiilivetyjen määrittämiseksi. Lisäksi analysoitiin kokonaisöljyhiilivedyt C10–C40 ISO 16703:2004 -standardin mukaan (eluointi Florisil-pylvään läpi) sekä kokonaisuuttuva aines. Alifaatit, aromaatit ja kokonaisöljyhiilivedyt C10–C40 määritettiin kaasukromatografisesti. Gravimetrisesti määritettävien kokonaisöljyhiilivetyjen lisäksi kokonaisuuttuva aines ja pooliset yhdisteet määritettiin gravimetrisesti. Pintamaanäytteiden yhdisteryhmien konsentraatiot kasvoivat mentäessä koekentällä pengermää kohti, mikä johtui öljyn kerääntymisestä alarinteeseen ja veden seisomisesta. Profiilinäytteiden konsentraatiot kasvoivat syvemmälle mentäessä, koska öljy liikkuu maaperässä painovoiman vaikutuksesta. Yhdisteryhmät korreloivat positiivisesti keskenään. Poikkeuksen muodosti poolisten yhdisteiden fraktio, joka ei noudattanut samoja trendejä kuin muut öljy-yhdisteryhmät. Kokonaisöljyhiilivetyjen C10–C40 konsentraatiot olivat suunnilleen yhtä suuria kuin alkaanien. Tästä voidaan päätellä, että Florisil oli pidättänyt aromaattiset yhdisteet. ISO 16703:2004 -standardin perusteella saadun kokonaisöljyhiilivetyjen C10–C40 pitoisuuden käyttö mm. riskinarvioinnissa on siten kyseenalaista.

Helsingin niemen edustalla sijaitseva Harakan saari on pieneen kokoonsa nähden kasvillisuudeltaan rikas alue. Saaren käyttö on muuttunut selkeästi viimeisten parinkymmenen vuoden aikana, sillä se avattiin yleisölle vasta vuonna 1989. Viime aikoina saaren luontoa ovat muuttaneet erityisesti siellä viihtyvät valkoposkihanhet, jotka paikoin kuluttavat maata laiduntaessaan, syövät kasveja ja samalla lisäävät maan ravinnekuormaa ulostaessaan. Helsingin kaupungin rakennusvirastolla on koko saarta koskeva Harakan saaren luonnonhoidon ja virkistyskäytön kehittämissuunnitelma työn alla vuosina 2012-2014. Tämän suunnitelman pohjaksi tarvittiin perusteelliset tiedot koko alueen kasvistosta ja kasvillisuudesta, putkilokasveihin keskittyen. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli vastata tähän tarpeeseen. Tutkimuksen yhtenä tavoitteena oli kartoittaa koko Harakan saaren putkilokasvilajisto, ja vertaamalla sitä edellisiin kartoituksiin tarkastella kasvistossa lähes 100 vuoden aikana tapahtuneita muutoksia. Saaren kasvillisuudessa viimeisen 22 vuoden aikana tapahtuneita muutoksia tutkin vuonna 1990 perustettujen seurantaalojen avulla. Muun muassa saaren kasvaneiden hanhi- ja lokkimäärien yhteyttä kasvillisuudessa tapahtuneisiin muutoksiin pyrin selvittämään saatavilla olevien tietojen pohjalta. Kasvillisuusmuutoksen lisäksi tutkin maaperätekijöiden ja kasvillisuuden välistä yhteyttä valli- ja kallioniityillä ja näiden kahden biotooppityypin välisiä eroja maaperä- ja kasvillisuustekijöissä. Niityt kuuluvat putkilokasvilajistoltaan Pohjois-Euroopan rikkaimpiin elinympäristöihin. Perinteisen maatalouden vähenemisen myötä sekundaariset niityt ovat harvinaistuneet kaikkialla Euroopassa, minkä vuoksi onkin tärkeää saada lisää tietoa niittykasvillisuuteen vaikuttavista tekijöistä. Kartoitin kesällä 2012 koko Harakan saaren putkilokasvilajiston ja vuonna 1990 perustettujen seuranta-alojen kasvillisuuden. Lisäksi tein saaren valli- ja kallioniityille molemmille kuusi tutkimusalaa, jotka inventoin ja joilta kultakin otin maaperänäytteet. Tutkimusalojen inventoinnissa käytin menetelmänä 1 m2 määritysruutuja. Kasvistokartoitukseni mukaan Harakan saarelta löytyi 258 villinä kasvavaa putkilokasvilajia. 73 % Saarelta vuosien 1918-1920 inventoinneissa löytyneistä lajeista kasvaa yhä saarella. Useita 1990-luvulla Harakasta löytyneitä, Helsingissä huomionarvoisiksi luokiteltuja lajeja ei kuitenkaan enää kasvanut saarella. Seuranta-alojen inventointitulosten perusteella piha- ja valliniittyjen lajimäärissä ja diversiteetissä ei ollut eri vuosien välillä tilastollisesti merkitseviä eroja. Seuranta-alojen lajistossa oli kuitenkin tapahtunut muutoksia. Kallioaloilla jäkälien peittävyys oli seurannan aikana vähentynyt selvästi. Saarella pesivien lokkien ja valkoposkihanhien määrä korreloi negatiivisesti niittyalojen diversiteetin ja kallioalojen jäkälien peittävyyden kanssa, eli lintujen runsastuminen saattaa olla syynä näihin kasvillisuudessa tapahtuneisiin negatiivisiin muutoksiin. Valli- ja kallioniityt erosivat toisistaan muutamien maaperätekijöiden suhteen. Kasvillisuusmuuttujissa ei havaittu tilastollisesti merkitseviä eroja, mutta lajisto oli kuitenkin osin erilaista näillä kahdella biotooppityypillä. Osa maaperätekijöistä korreloi tilastollisesti merkitsevästi niittyjen lajimäärän ja diversiteetin kanssa. Esimerkiksi kaliumpitoisuuden nousu näytti vaikuttavan negatiivisesti valliniittyjen monimuotoisuuteen ja niittylajistoon. Maaperän happamuuden vaikutus niittyjen diversiteettiin näytti olevan eri suuntainen valleilla ja kallioilla. Oletusten vastaisesti maaperän typpipitoisuus ei ollut korkea lintujen lannoituksesta huolimatta, eikä maaperän typpipitoisuudella ollut tilastollisesti merkitsevää vaikutusta kasvillisuusmuuttujiin.

Spruce stumps have been harvested in large scale for combustion in heat and power plants since the beginning of the 21th century. Normally the stump harvesting operations are done by excavators. On stump harvesting areas the risk to serious soil damage is greater because there are more driving tracks on the ground than in original logging operations. In stump harvesting areas machines cannot get benefit from frozen soil or coarse roots to increase bearing capacity. Compacted soil can reduce tree root penetration, increase nutrient leaching and affect soil water properties. The aim of this study was to clarify if the stump harvesting compacts the forest soil and if it possibly recovers in the long run. I also studied how much the soil surface will be disturbed after stump harvesting operations. In this study there were three stump harvesting sites which varied in the time passed since harvesting. Comparable reference sites were chosen from nearby areas where the stumps were not harvested. All sites were located in Southern and Central Finland. Every site had three 5 x 5 meter study plots in which soil strength was measured by a cone penetrometer. Soil core samples were also taken from every study plot. The soil surface disturbance proportions were estimated visually and using a soil sampling probe. Measurements were carried out under summer of 2014. The results indicate that the soil has been compacted by stump harvesting in the 4-year-old site but differences were statistically significant (p<0.05) only in 2 of 6 depth classes. In the middle aged (7 years) site the impacts were the opposite. In the oldest (13 years) site there were no differences between the treatments. The soil surface in stump harvesting sites has been disturbed most in the youngest site (50 %), and at the other sites the disturbed soil surface proportion was about 40 %. About 25 % of soil surface was disturbed in all reference sites. The soil disturbance results in this study were minor compared to other studies in the literature. In the upper depth classes soils were not too compacted for tree growth, root penetration and nutrient uptake. This indicates that the changes in soil structural properties caused by stump harvesting are not harmful for forest growth but more long-term studies are needed.

Sinkki on raskasmetalli sekä tärkeä hivenaine ja mikroravinne. Maaperässä on sinkkiä n. 50 mg/kg. Sinkkiä on savimineraaleissa isomorfisen korvautumisen seurauksena. Kasveille käyttökelpoisen, liukoisen sinkin määrä suomalaisessa maassa on keskimäärin 5 mg/kg. Mineraaleista sinkki vapautuu maaveteen rapautumalla Zn2+-kationina. Sinkki on kasveille käyttökelpoisimmassa, liukoisessa muodossa, happamassa maassa. Maan pH:n noustessa liukoisuus vähenee ja sitoutuminen kationinvaihtopaikoille sekä oksidipinnoille voimistuu. Kasveilla sinkin puutosta voikin esiintyä kalkkimailla, tai voimakkaasti kalkitussa maassa, jossa on korkea pH. Sinkki sitoutuu sekä epäspesifisesti kationinvaihdolla, että spesifisesti ligandin vaihdolla. Korkea pH edesauttaa kumpaakin sitoutumismekanismia. Suomessa kasvien sinkkipitoisuus on suurimmaksi osaksi tyydyttävä tai hyvä. Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin maan ominaisuuksien merkitystä lisätyn sinkin liukoisuuteen maassa. Maanäytteitä oli 59 kpl ja ne olivat kivennäismaita eri puolelta Suomea. Näytteet olivat muokkauskerroksesta viljelyssä olevilta pelloilta vuosilta 1987 ja 1989. Maanäytteille oli tehty muhituskoe sekä astiakoe. Maanäytteet oli fraktioitu peräkkäisten uuttojen menetelmällä sekä yksittäisillä uutoilla. Muhituskokeiden sekä astiakokeiden tuloksista tehtiin regressioanalyysejä sekä parittaisia t-testejä. Regressioanalyyseillä tutkittiin kuinka maan eri ominaisuudet selittävät sinkin liukoisuutta maassa tai kasvin sinkkipitoisuutta sekä sinkin ottoa. Tässä työssä tulokset osoittivat pH:n olevan tärkein tekijä sinkin maaperä-käyttäytymisessä. Sinkki on liukoisimmillaan happamassa maassa. Lisätyllä sinkillä oli merkitystä kasvin sinkkipitoisuuteen, mutta ei satoon. Sinkkilannoitus kannattaa alhaisen pH:n maissa, mutta ei korkean pH:n maissa. Maan ominaisuuksien merkitys sinkin sitoutumiseen on tärkeä tuntea, jotta lannoituksella ei lisätä vain maan sinkkipitoisuutta.

Tämän tutkielman tarkoituksena on tarkastella maaperän saastumista virheenä. Aiheessa yhdistyvät ympäristövastuuseen kytkeytyvä maaperän suojelu ja siihen liittyvät varallisuusoikeudelliset kysymykset. Aihe on merkityksellinen, koska sopimusperusteinen korvausvastuu on ympäristövahinkolaissa rajattu sen soveltamisalan ulkopuolelle, minkä vuoksi myös saastuneeseen maaperään liittyvien virheiden korvausvastuun määrittymiselle ei ole selkeitä sääntöjä. Yleensä maaperän saastumiseen liittyvään korvausvastuuseen sovelletaan ympäristövahinkolakia, mutta jos korvausvastuu liittyy sopimussuhteeseen ei ympäristövahinkolaki sovellu rajoittavan soveltamisalasäännöksen vuoksi. Maaperän saastumiseen liittyvät sopimussuhteessa tapahtuvat virhetilanteet ovat ympäristövahinkolain rajoittavan soveltamisalasäännöksen vuoksi lainsäädännöllisesti harmaalla alueella, eikä lainsäätäjä ole ottanut asiaan kantaa lainvalmisteluaineistoissakaan. Tutkielmassa haetaan vastausta siihen, millaisissa tilanteissa korvausvastuu ympäristövahingosta voisi syntyä sopimuksen perusteella. Lisäksi selvitetään, mikä on sopimukseen perustuvan korvausvastuun ja ympäristövahinkolain suhde tämänhetkisen oikeustilan perusteella. Aihetta tarkastellaan myös oikeusvertailun kautta tarkastelemalla, miten korvausvastuu ympäristövahingoissa sopimustilanteissa on toteutettu muiden maiden oikeusjärjestelmissä, etenkin muissa Pohjoismaissa. Lopuksi otetaan vielä kantaa siihen, selkeyttäisikö tarkempi sääntely ja vastuiden jako maaperän saastumiseen liittyvien virheiden oikeustilaa.

Suomenlinna is a sea fortress that consists of eight islands and it is a very popular tourist attraction in Helsinki. The vegetation of Suomenlinna has been influenced by its location in the outer archipelago and by the previous military use. The primary aim of this study was to explore the composition and abundance of plant species in soil seed banks of dry meadows at Kustaanmiekka. The established vegetation of the dry meadows was studied in 2009. Soil seed samples were collected in April 2011 from ten dry meadows located around Kustaanmiekka. The samples were taken from two different soil layers: 0-4,5 cm and 4,5-9 cm. Seedling emergence method was chosen to study the seed banks. It was carried out from May to October 2011 in the Viikki campus greenhouse at the University of Helsinki. A total of 5887 seeds from 83 taxa germinated from the soil seed bank samples. The most common species were Berteroa incana (L.) DC., Festuca rubra L. and Potentilla argentea var. argentea. The seed banks contained a few polemochorous species (Berteroa incana, Epilobium hirsutum L. and Silene latifolia Poir. ssp. alba (Mill.) Greuter & Burdet which were brought in Finland with military troops. Noteworthy species found only in the seed bank were Descurainia sophia (L.) Webb ex Prantl and Matricaria recutita L.. The seed density varied from 5030 to17600 seeds/m2. Compared to the short-lived species, the amount of perennial species and their seeds was greater in the seed banks. The number of species and seeds differed between the dry meadows. A 2 luonnonalue had the highest number of species while Makeavesialtaiden luonnonalue and Kustaanmiekan sisäosan hiekkataso had the highest number of seeds. The total number of species and the average number of seeds didn´t correlate with the content of the main nutrients or humus in the soil, nor with soil pH or soil type. The soil seed banks could be utilized in the maintenance of the dry meadows in Kustaanmiekka by uncovering and breaking the soil. Rare meadow species that reproduce from seeds and that are still present in the vegetation would also benefit from this. More research is needed to determine the best method to utilize the soil seed banks when seeking to recruit as many species from the seed bank as possible.

Eight active farms participated in the OSMO-project between years 2015 and 2018. Each farm had unique soil health related challenges. The aim of this work was to identify factors related to soil manganese concentration and mobility and develop tools and materials to help farmers better to understand manganese related soil health issues. Manganese cycling and mobility in soils was analysed through soil structure, electric conductivity (EC), SOM, pH and soil iron concentration. Soil manganese concentration was evaluated with three indicators: pH-corrected acid ammonium acetate + EDTA extractable manganese, acid ammonium acetate + EDTA extractable manganese and the amount of manganese available to plants based on the volume of soil available for root growth. Foliar fluorescence measurement to evaluate manganese deficiency in plant tissues is shortly discussed. Soil manganese concentrations and mobility in soil profiles varied because of soil chemical and biological properties but also because of farming practices and changes in physical soil properties. To improve manganese availability in arable farming, soil health analysis through multiple indicators together with consistent soil health improvement and crop rotation is recommended for all active farms. When using fluorescence measurements to evaluate the need for foliar manganese fertilisation, the use of control solution is necessary for reliable results. More research is needed on manganese efficient crops and crop rotation and its effects on manganese cycle and availability in soils. To improve scientific understanding on soil processes, more research is needed about soil redox-reactions, electric conductivity, pH and how the dynamic change in soil Eh-pH environment relates to soil health.

Hiilensidonnasta on tullut globaalin ilmastonmuutoksen johdosta hyvin ajankohtainen aihe. Boreaaliset metsät kattavat 22% maapallon maa-alasta. Tämän tutkimuksen tavoitteen on selvittää, vaikuttavatko metsähakkuut tasaikäisissä kuusimetsissä metsämaaperän hiilitaseeseen ja hiilivarastoihin verrattuna luonnontilaisiin metsiin pohjoismaissa (Suomi, Ruotsi ja Norja). Lisäksi tutkielmassa tarkastellaan tilannetta kahden eri ilmastoskenaarioiden valossa. Tutkimus on tehty käyttäen Yasso07 -mallia. Syötteet Yassoon on saatu FORMIT -mallista, joka hyödyntää kansallisista metsien inventoinneista saatua aineistoa. Tutkielman tulosten perusteella näyttäisi siltä, että metsähakkuut vaikuttavat merkittävästi maaperässä olevan hiilen kokonaismäärään sekä määrän muutokseen. Luonnontilaisissa metsissä hiilen määrän kasvu oli selvästi korkeampi, kuin tasaikäisissä talousmetsissä. Toinen merkittävä havainto saatujen tulosten perusteella on, että hiilen määrän kasvu hidastuu korkeammilla lämpötiloilla. Alhaisemman säteilypakotteen skenaario tuotti suuremman negatiivisen hiilivuon metsämaaperään, kuin korkeamman säteilypakotteen skenaario. Tulevaisuudessa hiilen määrän kertyminen maaperään tulee hidastumaan korkeamman lämpötilan vuoksi. Metsämaaperän hiilensidonta kasvaa merkittävästi, mikäli metsissä ei tehdä hakkuita.