Browsing by Subject "mineralisaatio"

Sort by: Order: Results:

Now showing items 1-4 of 4
  • Lehtoranta, Jouni; Ekholm, Petri; Vihervaara, Petteri; Kortelainen, Pirkko (Suomen ympäristökeskus, 2014)
    Reports of the Finnish Environment Institute 21/2014
    Human activities disturb the biogeochemical cycles often resulting in limited eco-system services. The cycles of biologically active elements are also coupled to each other which is rarely acknowledged in ecosystem studies. Many of the regulating and maintenance services are linked to element cycles driven by micro-organisms, but these have often been omitted in ecosystem service studies. In the present publication the terminology of ecosystem services are used to help to define and describe the coupled biogeochemical processes and to highlight their importance in both terrestrial and aquatic ecosystems. The extended abstracts offer fresh viewpoints on biogeochemical cycles and on the management of their fluxes. The abstracts may also function as basis for new themes for research.
  • Marttinen, Eeva (Helsingfors universitet, 2010)
    Nitrogen is usually the growth limiting nutrient in boreal forest soils. Most of the nitrogen is bound to organic fraction, and low bioavailability of nitrogen delimits plant growth in boreal forest soils. Amino acids are easily available nitrogen compounds and thus they are important nitrogen sources for soil microorganisms. Almost all boreal forest trees form mycorrhizal assoociations with fungi. Mycorrhizal fungi produce wide variety of enzymes which break down organic nitrogen compounds. So far there is little knowledge of amino acid mineralization mechanisms of ectomycorrhizal fungi. L-amino acid oxidase (LAO) catalyses the mineralization of amino acids to ammonium. The ectomycorrhizal fungi Hebeloma spp. and Laccaria spp. have been shown to possess LAO enzyme activities. It has been proposed that LAO is one of the nitrogen mineralization mechanisms in ectomycorrhizal fungi, but so far no LAO genes have been described from basidiomycete fungi. In this study the first LAO gene sequences from the basidiomycete fungus Hebeloma cylindrosporum was described. The RACE-PCR -method was used to determine the 3´ and 5´ end sequences of the cDNA of the LAO1 gene. Based on the obtained sequences, primers to isolate the genomic DNA and cDNA sequences of the LAO1 gene were designed. The structure of the LAO1 gene, which is composed of five exons and four introns, was determined. Binding site of nitrogen regulating protein was found from upstream region of LAO1-gene. The partial genomic DNA sequence of gene adjacent to LAO1-gene was also measured. In the L. bicolor genome the gene preceding the LAO1 gene has been annotated as a putative pyruvate decarboxylase. In this study the partial cDNA sequence of another LAO-homolog of H. cylindrosporum was also determined. The LAO gene from another basidiomycete fungus, Laccaria bicolor, was also recognised. The gene model of LAO gene of L. bicolor was unannotated in the NCBI database. Based on the phylogenetic tree of LAO-related protein sequences, the ancestral form of LAO gene has been duplicated. This study provides molecular biological information on the catabolic mechanisms of amino acids in ectomycorrhizal fungi. Ammonium ions, produced by ectomycorrhizal fungi, might be a significant source of nitrogen for plants and other soil microbes. It is possible that LAO is an important factor of nitrogen cycle in soils of boreal forests.
  • Haarala, Jaakko (Helsingin yliopisto, 2020)
    Ilmastonmuutos tuo mukanaan Suomeen äärioloja, jotka lisäävät typen huuhtoutumista, mutta myös mahdollisuuksia pidempinä ja lämpimimpinä kasvukausina. Viimeisen kahdenkymmenen vuoden aikana lajikejalostus ei ole kuitenkaan lisännyt käytännön satotasoja, vaan sadot ovat jopa taantuneet. Laskeneet satotasot eivät selity pelkästään laskeneilla typpilannoitustasoilla, ja satokuilua onkin lähdetty ratkaisemaan monimuotoisemmalla viljelykierrolla, joihin sisältyy esimerkiksi härkäpapua. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää esikasvina toimineen härkäpavun (Vicia faba L.) vaikutusta maaperän liukoisiin typpivaroihin ja seuraavien viljelykasvustojen typpidynamiikkaan. Tutkimus toteutettiin Haltialan pellolla satunnaistettuna täydellisten lohkojen kerrannekokeena, jossa käsittelynä oli yhteensä kuusi kasvia ja neljä lannoitustasoa. Kasvustoista mitattiin lehtivihreäpitoisuus, lehtialaindeksi (LAI) sekä määritettiin kuiva-aineen kehittyminen ja koeruuduista otettiin maanäytteet vähintään viidesti kasvukauden aikana. Biomassamääritysten pohjalta analysoitiin kasvinosien typpipitoisuudet ja laskettiin typpisadot. Maanäytteet uutettiin (2M KCl) NH4+- ja NO3--N-pitoisuuksien määrittämiseksi. Kasvustojen typpidynamiikkaa (NUE, UPE, UTE, NHI), typpisatoja ja koeruutujen mineralisaatiota sekä mineraalityppipitoisuuksia vertailtiin lannoitus ja esikasvi taustatekijöinä. Lämmin ja kuiva kasvukausi viivästytti kasvustojen sulkeutumista ja epätasaisuus vaikutti tuloksiin enemmän kuin esikasvi tai lannoitus. Lannoittamattomat kasvustot eivät eronneet tilastollisesti biomassaltaan tai typenotoltaan lannoitetuista. Kasvien typenotto vaikutti enemmän maaperän NO3--N kuin NH4+-N-pitoisuuksiin. Härkäpapuesikasvi lisäsi kauran lehtialan kestoa (LAD). Laskennallinen mineralisaatio oli suurin nollalannoitusruuduissa, keskimäärin 127 N kg ha-1. Kasvustojen UPE, UTE ja NUE jäivät pieniksi maan pintahorisontin ollessa lakastumisrajalla koko kesän. Härkäpavulla on hyvin todennäköisesti vaikutusta maan typpivaroihin, mutta tarkemmat arviot vaativat syvemmälle maahan ulottuvia mittauksia ja edullisemman kasvukauden.
  • Halin, Tina (Helsingin yliopisto, 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.