Maatalous- metsätieteellinen tiedekunta

 

Uusimmat julkaisut

  • Pihlainen, Sampo (Helsingin yliopisto, 2017)
    Tässä väitöskirjassa tutkitaan taloudellisesti kannattavinta tapaa hyödyntää mäntymetsiköitä. Laskennassa määritetään optimaalinen metsikön alkutiheys, harvennushakkuiden optimaalinen ajoitus, lukumäärä, intensiteetti ja tyyppi (ylä- vai alaharvennus), sekä päätehakkuun ajankohta. Työssä käytetään tarkkoja uudistamis- ja hakkuukustannuksia sekä puutavaran laadusta riippuvia hintoja. Metsänomistaja saa tuloja paitsi puun myynnistä, myös hakkuutähteiden myynnistä bioenergiaksi sekä hiilen sitomisesta kasvavaan metsään. Jälkimmäinen tulo perustuu Uudessa-Seelannissa jo käytössä olevaan hiilitukijärjestelmään, jollaista on ehdotettu Suomeenkin. Väitöskirjan viimeisessä osassa otetaan huomioon muuttuvan ilmaston vaikutus puiden kasvuun. Väitöskirjan optimointitulokset on ratkaistu monitieteisellä ekologis-taloudellisella mallilla. Mäntymetsiköiden kasvua yksityiskohtaisesti kuvaava prosessipohjainen ekologinen malli yhdistetään taloudelliseen kuvaukseen mäntypuustojen hoidon yksityiskohdista. Prosessipohjaisessa mallissa metsikön kasvu lasketaan hyödyntäen ekologista tietämystä puun yhteytystuotoksen jakaantumisesta puun eri toimintojen välillä. Tällainen malli tuottaa luotettavampia tuloksia kuin metsäkoealojen kasvun perusteella rakennetut tilastollis-empiiriset mallit, kun metsän kasvua arvioidaan ennen kokemattomissa metsän kasvuolosuhteissa tai kun metsää käsitellään uusilla käsittelyketjuilla ja toimenpiteillä. Tulokset on määritetty erikseen kaikille Fennoskandian puuntuotannon kannalta olennaisille männyn kasvuolosuhteille. Tulosten perusteella vaikuttaa välttämättömältä, että käytössä on riittävän yksityiskohtainen malli, ja että kaikki metsänkäsittelyä määrittävät muuttujat (puuston alkutiheys ja hakkuuvalinnat) optimoidaan samanaikaisesti. Taloudellisiin optimiratkaisuihin vaikuttavat tulosten mukaan puuston kasvuolosuhteet, käytetty diskonttokorko, ja käytössä olevan hiilitukijärjestelmän tyyppi sekä tuen taso. Hiilitukijärjestelmä muuttaa taloudellista optimiratkaisua hiilensidontaa lisäävään suuntaan mutta samalla puunmyyntitulot alenevat. Näitä hiilensidonnan kustannuksia tarkastellaan väitöskirjassa myös kansallisella tasolla mäntyvaltaisissa metsiköissä ja niitä verrataan hiilipäästöjen vähentämiskustannuksiin energiantuotannossa. Vertailusta käy ilmi, että Suomen mäntyvaltaisten metsiköiden hiilensidonnan lisääminen esimerkiksi hiilitukijärjestelmän avulla näyttää kustannustehokkaalta verrattuna päästöjen vähentämiseen talouden muilla sektoreilla. Ilmastonmuutoksen myötä muuttuvat sekä metsiköiden kasvuolosuhteet että metsien taloudellisesti kannattavin käsittely. Metsänkäsittelyn sopeuttaminen muuttuvaan ilmastoon tuo merkittävän lisän metsänomistajan tuloihin.
  • Paasela, Tanja (Helsingin yliopisto, 2017)
    Pohjoisen pallonpuoliskon kasvillisuus on havumetsien hallitsemaa ja etenkin mäntykasvien (Pinaceae) heimoon kuuluu taloudellisesti ja ekologisesti merkittäviä lajeja. Yksi selitys havupuiden menestykselle saattaa olla niiden kyky tuottaa laaja kirjo erilaisia sekundaariyhdisteitä. Männyn (Pinus sylvestris L.) tärkeimpiin sekundaariyhdisteisiin kuuluvat stilbeenit ja terpeenit toimivat puolustuksessa tuholaisia ja patogeenejä vastaan. Aikaisemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että aktiivisen puolustuksen lisäksi etenkin stilbeenit parantavat männyn sydänpuun lahonkestävyyttä. Sydänpuun stilbeenien määrä vaihtelee huomattavasti yksilöiden välillä ja ominaisuus on periytyvä, mikä mahdollistaa sydänpuun lahonkestävyyden parantamisen jalostuksen keinoin. Sydänpuun laatuominaisuuksien jalostus on kuitenkin hidasta ja varhaisvalintaan soveltuvien geenimerkkien tunnistaminen nopeuttaisi jalostusprosessia. Emme kuitenkaan vielä tiedä, mitkä geenit säätelevät stilbeenien biosynteesiä ja selittävät erot sydänpuun stilbeenien määrässä. Stilbeenien tuotanto käynnistyy erilaisten stressitekijöiden vaikutuksesta neulasissa ja mantopuussa. Indusoituva tuotanto korreloi sydänpuun stilbeenien määrän kanssa ja tätä voidaan mahdollisesti hyödyntää kemiallisessa seulonnassa taimien varhaisvalinnassa. Tässä väitöskirjassa tutkittiin muutoksia männyn transkriptomissa sydänpuun muodostumisen aikana ja UV-C käsittelyn seurauksena. Stilbeenien biosynteesireitin entsyymejä koodavat geenit aktivoituivat kummassakin tapauksessa, mutta muuten transkriptomeilla oli hyvin vähän yhteistä. Esimerkiksi yhteisiä transkriptiota sääteleviä tekijöitä ei löydetty ja vaikuttaakin siltä, että eri transkriptiofaktorit säätelevät stilbeenien biosynteesireittiä sydänpuun kehityksen aikana ja stressitekijöiden vaikutuksesta. Sydänpuun muodostumisen aikana puussa tapahtuvat kemialliset ja rakenteelliset muutokset tunnetaan joillakin lajeilla hyvin, mutta itse prosessin ajoittuminen sekä käynnistymiseen ja säätelyyn vaikuttavat tekijät ovat vielä suurelta osin tuntemattomia. Stilbeenin biosynteesistä vastaavat geenit ilmenivät vaihettumisvyöhykkeellä mantopuun ja sydänpuun välissä, jossa sydänpuun muodostuminen käynnistyy ja näin tukee aiempaa käsitystä stilbeenien in situ biosynteesistä. Hartsihappojen biosynteesistä vastaavat geenit taas ilmenivät lähinnä mantopuussa, jolloin ne todennäköisesti kuljetetaan vaihettumisvyöhykkeelle sen ulkopuolelta. Ohjelmoidulla solukuolemalla on suuri merkitys sekä kasvin kehityksessä, että stressivasteissa. Bifunktionaalinen nukleaasi (BFN) on entsyymi, joka on yhdistetty aiemmissa tutkimuksissa spesifisesti kasvien kehityksellisiin tapahtumiin. Entsyymiä koodaavan geenin havaittiin ilmenevän ainoastaan vaihettumisvyöhykkeellä. Tämä tukee hypoteesia, jonka mukaan sydänpuun muodostuminen on sisäisesti säädelty eikä ympäristötekijöiden laukaisema tapahtuma. Bifunktionaalinen nukleaasi toimi myös hyödyllisenä markkerina sydänpuun muodostumisen ajoittamisessa keväästä myöhäiseen syksyyn. Transkriptiodata paljasti, että aiemmin tunnistettu stilbeenireitin viimeistä reaktiota katalysoiva metyylitransferaasientsyymiä (PMT1) koodaava geeni ei indusoitunut tutkituissa stilbeenejä tuottavissa olosuhteissa. Tunnistimme uuden metyylitransferaasia koodaavan geenin (PMT2), jonka ekspressioprofiili vastasi stilbeenireitin toisen entsyymin, stilbeenisyntaasin ekspressiota kaikissa tutkituissa olosuhteissa. PMT2 metyloi spesifisesti pinosylviiniä kun taas PMT1 metyloi stilbeenien lisäksi useita rakenteellisesti erilaisia substraatteja.
  • Rämö, Janne (2017)
    Tämä väitöskirja tutkii jatkuvapeitteisen metsänhoidon taloutta. Tutkimuksessa yhdistetään jatkuvapeitteisen, tai eri-ikäisrakenteisen, metsänhoidon taloudellinen kuvaus metsien kasvua kuvaaviin empiirisesti estimoituihin malleihin. Väitöskirja koostuu yhteenvedosta sekä neljästä artikkelista, joissa ratkaistaan taloudellisesti optimaalinen jatkuvapeitteinen metsänhoito yhden ja monen puulajin metsille. Metsänkäsittely optimoidaan maksimoimalla nettotulojen nykyarvoa. Väitöskirjassa esitetään tuloksia optimaalisille harvennuksille ja puuston rakenteelle, sekä biodiversiteettirajoitteella että ilman. Lisäksi tutkitaan optimaalista transitiota eri alkutiloista kohti pitkän aikavälin tasapainotilaa, korkokannan ja harvennuskustannusten vaikutusta taloudellisesti optimaaliseen puuston rakenteeseen ja hakkuiden ajoitukseen, sekä kuinka tulokset vertautuvat Suomen ja Ruotsin lainsäädäntöihin. Tulosten mukaan hakkuut yleensä kohdistuvat suurimpiin puihin. Monen puulajin metsissä paremmilla kasvupaikoilla lajimonimuotoisuus kasvaa korkokannan noustessa, pitkän aikavälin tasapainotilan ollessa sekametsä. Lajimonimuotoisuus lisääntyy myös, kun biodiversiteetti huomioidaan metsänhoidon optimoinnissa. Hakkuiden ajoitus ja voimakkuus riippuvat sekä korkokannasta sekä kiinteistä hakkuukustannuksista, ja jos alkutila on kaukana pitkän aikavälin tasapainotilasta, laeista löytyvät rajat rikotaan etenkin transitiovaiheessa.
  • Hirvonen, Jari (Helsingin yliopisto, 2017)
    Viime vuosikymmenen aikana nukleiinihappopohjaiset monistustekniikat ovat mullistaneet kliinisesti merkittävien patogeenien mikrobiologista laboratoriodiagnostiikkaa. Modernit automatisoidut nukleiinihaponosoituslaitteistot vaativat huomattavasti vähemmän käsityöaikaa ja testaus on yksinkertaisempaa kuin tavanomaisilla laboratoriomenetelmillä. Helppokäyttöisyys ja nopeus on tehnyt reaaliaikaisista nukleiinihappotekniikoista houkuttelevia vaihtoehtoja perinteisille viljely- tai antigeenipohjaisille analyysimenetelmille erilaisten tartuntatautien diagnostiikkaan. Uusien tekniikoiden ilmaantuessa on kuitenkin tärkeää keskittyä paitsi niiden tuomiin mahdollisuuksiin myös niissä piileviin haasteisiin. Mikäli näin ei tehdä, saattaa huolimaton käyttöönotto lisätä laboratorion kustannuksia ja asettaa uuden tekniikan vaaraan menettää arvoaan asiantuntijoiden silmissä. Tämä väitöskirjatyö käsittelee modernien nukleiinihaponosoitusmenetelmien perusperiaatteita sekä joidenkin näiden tekniikoiden hyödyntämistä kliinisen mikrobiologian diagnostiikassa. Väitöskirjatyö koostuu kuudesta osatutkimuksesta, jotka käsittelevät kolmea automatisoitua nukleiinihaponosoituslaitteistoa; BD Max:ia, GenomEra CDX:ää ja GenRead:iä. Kaikkia kolmea laitetta käytettiin toksigeenisen Clostridium difficilen seulonnassa ulostenäytteistä ja saatuja tuloksia verrattiin kliinisten laboratorioiden käytössä oleviin rutiinimenetelmiin. Tämän lisäksi GenomEra CDX -laitteistoa hyödynnettiin Staphylococcus aureuksen ja metisilliiniresistenssigeenin havaitsemiseen erilaisista näytemateriaaleista sekä Streptococcus pneumoniaen havaitsemiseen veriviljelynäytteistä. Kaikki testisysteemit osoittivat erinomaista herkkyyttä ja tarkkuutta kohdemikrobien suhteen. Lisäksi testatut laitteistot pienensivät analyysiaikaa merkittävästi tavanomaisiin laboratoriomenetelmiin verrattuna, joskin tässä testijärjestelmien välillä haivatiin selvää vaihtelua. Parhaimmillaan kokonaistestiaika oli alle 30 minuuttia GenRead-laitteella, 55 minuuttia GenomEra-laitteella ja 90 minuuttia BD Max -laitteella. Myös laitteistojen näyteanalyysikapasiteetissä ja tilavaatimuksessa havaittiin eroavuuksia. Kevyt ja akkukäyttöinen GenRead-laite, jossa hyödynnettiin isotermistä nukleiinihaponosoitusmääritystä, osoittautui joustavimmaksi kliiniseen diagnostiikkaan mahdollistaen mukana kuljetettavan analyysiyksikön, joka soveltuu sekä laboratorioon että lähellä potilasta tehtävään analytiikkaan. Molekyylitekniikat, kuten reaaliaikainen PCR ja isoterminen nukleiinihaponosoitus yhdistettynä nykyaikaiseen robotiikkaan, voivat mahdollistaa merkittävän diagnostisen hyödyn patogeenisten bakteerien analytiikkaan. Tässä väitöskirjatyössä tutkitut kolme nukleiinihappopohjaista testisysteemiä osoittautuivat erittäin soveltuviksi C. difficilen, metisilliiniherkkien ja -resistenttien S. aureus sekä S. pneumoniae -bakteerien nopeaan tunnistukseen useista eri näytetyypeistä.
  • Mäkelä, Noora (Helsingin yliopisto, 2017)
    Viljan (1→3)(1→4)-β-D-glukaanilla on sekä teknologisia että fysiologisia vaikutuksia liittyen sen kykyyn muodostaa viskooseja liuoksia. Viskositeettiin vaikuttavat β-glukaanin moolimassa, pitoisuus ja liukoisuus, ja siten prosessoinnin ja varastoinnin aikana tapahtuva β-glukaanin mahdollinen pilkkoutuminen voi vaikuttaa sen toiminnallisiin ominaisuuksiin. Kemiallisen hapettumisen on hiljattain tutkittu olevan yksi β-glukaanin pilkkoutumiseen johtava tekijä. Tämän työn tavoitteena oli tutkia hydroksyyliradikaalien myötä tapahtuvaa viljan β-glukaanin hapettumista. Lisäksi työssä tutkittiin lipidiradikaalien aikaansaamaa β-glukaanin hapettumista. Tutkimuksen tavoitteena oli myös selvittää hapettumisreaktioiden vaikutuksia fysikaalis-kemiallisiin ominaisuuksiin, kuten aggregoitumiseen ja geeliytymiseen Tutkituista hapetusreagensseista vetyperoksidi oli voimakkain, ja se johti sekä β-glukaanin pilkkoutumiseen että hapettuneiden ryhmien muodostumiseen β-glukaanin rakenteeseen. Lisäksi pelkistävän pään hapettuessa muodostui arabinoosia ja muurahaishappoa. Askorbiinihapolla hapettaessa hapettuminen oli miedompaa ja johti lähinnä β-glukaanin pilkkoutumiseen. Myös aggregoitumiskäyttäytymisessä havaittiin eroja riippuen käytetystä hapetusreagenssista, sillä vetyperoksidilla hapettaessa muodostui pilkkoutumisen ohella suuria, mutta tiiviisti pakkautuneita aggregaatteja, kun taas askorbiinihapolla hapettaessa aggregoituminen oli vähäisempää. Tämän eron aggregoitumisessa esitettiin liittyvän erilaiseen hapettuneiden ryhmien määrään. Tutkimus osoitti ensimmäistä kertaa, että lipidien hapettumisessa muodostuvat radikaalit voivat pilkkoa β-glukaania, vaikka pilkkoutuminen olikin huomattavasti vähäisempää kuin vetyperoksidilla hapettaessa. Viljan β-glukaanin geeliytymisen on osoitettu riippuvan β-glukaanin moolimassasta ja rakenteesta (mm. DP3- ja DP4-yksiköiden suhteellisesta määrästä), ja aiemmat tutkimukset ovat näyttäneet β-glukaanin geeliytyvän vain melko suurina pitoisuuksina. Tässä tutkimuksessa ohran ja kauran β-glukaanien todettiin geeliytyvän jo 1- ja 1,5-prosenttisina liuoksina, kun liuotuslämpötila optimoitiin sellaiseksi, että se mahdollisti β-glukaanin osittaisen liukenemisen. Tämän osittaisen liukenemisen esitettiin johtavan geeliytymisen nukleaatiokohtien muodostumiseen. Tässä työssä esitettiin ohran ja kauran β-glukaanien hapettumisen myötä tapahtuvia muutoksia rakenteellisissa ja fysikaalis-kemiallisissa ominaisuuksissa. Tulokset selventävät, minkälainen merkitys prosessoinnin ja varastoinnin aikaisella hapettumisella voi olla β-glukaanin stabiiliudelle. Lisäksi β-glukaanien osoitettiin geeliytyvän pieninä pitoisuuksina, jona β-glukaani esiintyy elintarvikkeissa. Näin β-glukaanin geeliytyminen voi korvata pilkkoutumisen myötä tapahtuvan viskositeetin alenemisen ja siten olla suotuisaa β-glukaanin toiminnallisuuden kannalta.
  • Savelieva, Kateryna (Helsingin yliopisto, 2017)
    Useiden tutkimusten perusteella perheymäristön piirteet periytyvät vanhemmilta lapsille. Sekä perheen voimavarojen (esim. korkea sosioekonominen asema) että vaaratekijöiden (esim. lasten kaltoinkohtelu) tiedetään siirtyvän sukupolvelta toiselle. Perheympäristön ylisukupolvista siirtymää selittäviä kehityspolkuja tunnetaan kuitenkin heikosti. Tämän tutkimuksen tavoitteena on tarkastella, a) missä määrin perheympäristön ominaisuudet siirtyvät sukupolvelta toiselle, b) mitkä muovaavat ja välittävät tekijät siirtymää selittävät, ja c) miten perheympäristön ylisukupolvinen siirtyminen on yhteydessä jälkeläisten sydän- ja verisuoniterveyteen. Perheympäristöä tarkastellaan kahden keskeisen osa-alueen – vanhempi-lapsi-suhteen laadun ja perheen sosioekonomisen aseman – näkökulmasta. Tutkimuksessa käytettiin suomalaista väestöä edustavaa Young Finns Study (YFS) – aineistoa, joka on pitkittäistutkimus vanhemmista ja heidän lapsistaan. Tutkittavien vanhemmat edustivat sukupolvea 1 (G1, iän keskiarvo vuonna 1980 = 38 vuotta) ja tutkittavat itse edustivat sukupolvea 2 (G2, iän keskiarvo vuonna 1980 = 10 vuotta). Vanhempien (G1) sosioekonomista asemaa (koulutus, ammattiasema, tulotaso ja työtilanne) ja vanhempi-lapsi suhteen laatua (emotionaalinen lämpö ja oman lapsen hyväksyntä) arvioitiin tutkimuksen alkumittauksessa vuonna 1980. Jälkeläisten (G2) sosioekonomista asemaa ja vanhempi-lapsi suhteen laatua arviotiin aikuisuudessa ensimmäisen kerran kun alkumittauksesta oli kulunut 27 vuotta ja toisen kerran kun alkumittauksesta oli kulunut 32 vuotta. Jälkeläisten (G2) persoonallisuutta arvioitiin vuonna 2001 ja sydän- ja verisuoniterveyden tilaa vuosina 2007 ja 2012. Vanhempi-lapsi-suhteen laatua määrittävät tekijät – emotionaalinen lämpö ja hyväksyntä – siirtyivät vanhemmilta jälkeläisille. Emotionaalisen lämmön ylisukupolvinen siirtyminen äideiltä pojille oli voimakkaampaa kuin äideiltä tytöille. Kaksi persoonallisuuden ominaisuutta, itseohjautuvuus ja yhteistyökyky, selittivät osittain (16 %) emotionaalisen lämmön siirtymistä sukupolvelta toiselle. Myös sosioekonominen asema siirtyi vanhemmilta heidän lapsilleen, mikä selitti osittain (33 %) korkean sosioekonomisen perhetaustan omaavien lasten parempaa sydän- ja verisuoniterveyttä kun he kasvoivat aikuisiksi. Lisäksi havaittiin, että liikkuminen sosioekonomisessa asemassa ylöspäin suhteessa omiin vanhempiin edisti hyvää sydän- ja verisuoniterveyttä. Tulokset osoittavat, että kaksi keskeistä perheympäristön tekijää – vanhempi-lapsisuhteen laatu ja sosioekonominen asema – siirtyvät sukupolvelta toiselle. Vaikka ylisukupolviset yhteydet eivät olleet voimakkuudeltaan suuria, ne säilyivät pitkässä seurannassa tilastollisesti merkitsevinä jopa silloin, kun keskeiset perheympäristöön liittyvät tekijät otettiin huomioon molemmilla sukupolvilla. Tulokset osoittavat, että persoonallisuus ja sosioekonominen asema osittain selittävät vanhempien ja jälkeläisten ominaisuuksia yhdistäviä kehityspolkuja. Tutkimuksen tulokset antavat viitteitä siitä, millaiset tekijät selittävät perheympäristön siirtymistä sukupolven yli. Tämä tieto voi auttaa kohdentamaan ennaltaehkäiseviä toimia perheisiin, joissa on psykososiaalisia vaaratekijöitä. Tämän väitöskirjatutkimuksen kaltaisten havaintotutkimusten lisäksi satunnaistettuja, kokeellisia asetelmia tarvitaan jatkossa arvioimaan, voidaanko vaaratekijöiden siirtymisiä yli sukupolvien ehkäistä perheeseen kohdistuvilla interventioilla.
  • Laakso, Johanna (Helsingin yliopisto, 2017)
    Fosforin karkaaminen hienojakoisilta maatalousmailta vesistöihin kiihdyttää rehevöitymistä. Vesieroosion mukana kulkeutuvaa maa-ainesta ja ravinteita pyritään pidättämään kosteikoiden ja laskeutusaltaiden avulla. Kosteikkoaltaiden syvänteisiin kertyy runsaasti partikkelimuotoista fosforia sisältävää hienojakoista sedimenttiä, jonka poistamista suositellaan 2-5 vuoden välein. Väitöstutkimuksessa selvitettiin maatalouskosteikosta poistetun sedimentin fosforisisältöä ja fosforin käyttökelpoisuutta kasveille sekä sedimentin käyttömahdollisuutta fosforin pidättämiseen valunnasta. Tutkimukseen valittiin viisi savimaille perustettua maatalouskosteikkoa, joissa kahdessa oli kemikaalikäsittely (ferrisulfaatti tai polyalumiinikloridi) tulevaan veteen. Sedimenttinäytteitä ja lähivaluma-alueen peltomaanäytteitä vertaamalla luonnehdittiin eroosioaineksessa tapahtuvia muutoksia. Astiakokeessa tutkittiin Italian raiheinän fosforinottoa peltomaa-sedimentti –seoksissa. Sadesimulointikokeessa laboratoriossa selvitettiin sedimentin kykyä pidättää valunnasta liukoista ja kiintoainekseen sitoutunutta fosforia. Tulokset osoittivat sedimentin sisältävän runsaasti fosforia, mutta sen käyttökelpoisuus kasveille oli hyvin huono. Eroosioainekseen pidättynyt helppoliukoinen fosfori vapautui veteen jo ennen aineksen laskeutumista kosteikon pohjalle ja pohjan usein hapettomat olosuhteet edistivät fosforin käyttökelpoisten muotojen liukenemista kosteikon veteen. Kosteikon sedimenttiin kertyi huomattava määrä hienojakoista maa-ainesta, jossa on luontaisesti paljon pidättymispintaa fosforille. Olosuhdemuutokset kosteikossa ja ruopattaessa lisäsivät entisestään sedimentin kykyä pidättää fosforia: Pelkistymisen ja hapettumisen sekä kuivumisen seurauksena syntyi uutta alumiini- ja rautaoksidipintaa, jonka fosforin pidätyskyky oli hyvin suuri. Tämä havaittiin selkeästi myös kosteikoissa, joissa kemikaalilisäystä ei ollut. Sedimentin suuri fosforin pidätyskyky näkyi astiakokeessa, jossa sedimenttiin sitoutui myös lannoitefosforia tiukasti kasvien ulottumattomiin. Sadesimulointikokeessa sedimentti vähensi valunnasta sitä enemmän liuennutta fosforia, mitä enemmän sedimenttiä oli sekoitettu peltomaahan. Kosteikkosedimentin peltolevityksestä ei ole kasvinravitsemuksellista hyötyä ja suuri sedimenttimäärä peltomaassa saattaa aiheuttaa jopa fosforin puutosta viljelykasveille. Sedimenttiä voisi sen sijaan hyödyntää eroosiontorjunnassa runsaasti helppoliukoista fosforia sisältävillä mailla (esim. karjan ruokintapaikat). Sedimentin suositeltava levitysmäärä fosforin sidontaan on ≤5 % muokkauskerroksen maan tilavuudesta.
  • Muurinen, Johanna (Helsingin yliopisto, 2017)
    Antibioottien holtittoman käytön takia yleistynyt bakteerien antibioottiresistenssi uhkaa koko ihmiskuntaa. Ongelman ratkaisemiseksi on ehdotettu antibioottien käytön vähentämistä eläintuotannossa, sillä on osoitettu, että resistenttien bakteerien aiheuttamien infektioiden ja antibioottien ei-terapeuttisen käytön välillä on yhteys. Suomessa antibiootteja käytetään vain vähän ja vain lääkkeenä. Tuotantoeläinten lantaa käytetään lannoitteena kaikkialla maailmassa. Lannoitetuilta pelloilta korjataan satoa, joka syötetään eläimille rehuna. Tämä johtaa suolistobakteerien ja maaperäbakteerien jatkuvaan sekoittumiseen, ja molempien ympäristöjen bakteerit kantavat resistenssigeenejä. Tässä työssä selvitettiin, levittääkö suomalainen kotieläintuotanto antibioottiresistenssiä ympäristöön. Näytteitä otettiin tuoreesta lannasta, talven yli varastoidusta lannasta sekä maasta ennen lannoitusta ja lannoituksen jälkeen rehun korjuuseen asti. Lisäksi tutkittiin salaojavesiä. Työssä kehitettiin myös kenttäkäyttöinen menetelmä, joka mittaa bakteerien havaitseman (biosaatavan) osuuden antibioottijäämistä, mitkä voisivat levittää resistenssiä. Bakteerien antibioottiresistenssigeenit levisivät maahan lannan levityksen seurauksena. Leviämistä vesistöön ei havaittu. Vaikka resistenssigeenit levisivät maahan, laski niiden lukumäärä ja suhteellinen osuus selvästi jo kuuden viikon kuluttua lannoituksesta. Lisäksi ennen lannoitusta otettujen maanäytteiden resistenssigeeniprofiili oli samankaltainen, kuin luonnonpuistoilla. Työssä huomattiin myös, että bakteerien antibioottiresistenssigeenit rikastuvat lannan talvivarastoinnin aikana kaikilla tiloilla. Tämä tarkoittaa, että lannan varastointi lisää ympäristöön joutuvien antibioottiresistenssigeenien määrää. Vaikka tässä työssä ei löydetty antibioottijäämiä, niitä on kuitenkin maailmanlaajuisesti löydetty maatalousympäristöistä. Kehitetty menetelmä bakteereihin vaikuttavien antibioottijäämien mittaamiseen sopii sellaisenaan esimerkiksi valuntaa vastaanottavien vesien tutkimiseen, mutta maanäytteiden osalta menetelmää tulisi kehittää.
  • Ingutia, Rose (UNIGRAFIA, 2017)
    Enemmistöä Afrikan vähäosaisista lapsista luonnehtii yksi tai useampi seuraavista tunnuspiirteistä: He asuvat maaseudulla, ovat aliravittuja, orpoja, näkymättömiä, lapsimorsiamia tai lapsityöntekijöitä, eivät käy koulua. Heidän lukutaidottomat äitinsä, joilta on viety pääsy tuottaviin resursseihin, joutuvat katsomaan avuttomina vierestä lastensa kuihtuessa pois ja kuollessa helposti parannettaviin tauteihin. Tavoitteenamme on analysoida lapsiköyhyyteen vaikuttavia tekijöitä, kuten naisten alhaista statusta, sillä äidin ja lapsen hyvinvointia ei voi erottaa toisistaan. Tässä tutkimuksessa tarkastellaan seuraavia kysymyksiä: mitkä ovat lapsiköyhyyteen eniten vaikuttavat tekijät, ja aiheuttaako koulutuksen puute lapsiköyhyyttä vai johtuuko koulutuksen puute lapsiköyhyydestä? Lisäksi tarkoituksena on analysoida, missä määrin naisten alhainen status myötävaikuttaa Afrikan lapsiköyhyyteen ja tässä suhteessa eroavaisuuksiin yhtäältä alhaisten tulojen maiden ja alemman keskitulon maiden välillä ja toisaalta alueiden välillä. Tarkasteltavana on 30 Afrikan maata aikavälillä 1990–2010. Keskiössä on lapsiköyhyys, sillä se aiheuttaa elämänpituista haittaa lasten mielelle ja ruumiille altistaen lapset myös aikuisiän köyhyydelle. Tuloksemme viittaavat siihen, että lapsiköyhyyttä voitaisiin huomattavasti vähentää parantamalla naisten statusta maataloussektorilla, kohentuneen kasvintuotannon lisätessä koulunkäyntiä ja vähentäessä aliravittujen lasten osuutta. Voittoa tavoittelemattomien, opetustuloksiin keskittyvien ja joustavat opetusajat tarjoavien koulujen määrää tulisi lisätä, jotta koulua käymättömien lasten määrä vähenisi ja jotta myös orvot ja koulunkäyntiä työssäkäyntiin yhdistävät lapset kävisivät alakoulun loppuun, mikä taas vähentäisi lapsiavioliittoja ja lapsiköyhyyttä. Pitkän tähtäimen ratkaisujen tulisi painottaa instituutioiden laatua lapsiköyhyyden vähentämisen perusedellytyksenä, sillä instituutioiden kautta lapsille ja naiselle tarjotaan yhtäläiset mahdollisuudet ja oikeudet perustarpeiden toteutumiseen. Koulutusinvestoinneissa tulisi siirtää fokusta alakouluhankkeista esikouluihin, sisältäen aliravittuja lapsia varten laaditut ruokaohjelmat. Elämän alkuvuodet ovat ratkaisevia kognitiivisten kykyjen kehittymiselle, joka mahdollistaa aikuisiällä yksilön koko potentiaalin hyödyntämisen.
  • Rantanen, Marja (2017)
    Päivänpituus, valon laatu ja lämpötila ovat vuodenaikaa ja kasvuolosuhteita kuvaavia tekijöitä, jotka ohjaavat kasvien kasvua ja kehitystä. Mansikan (Fragaria sp.) ja vadelman (Rubus idaeus) kukintakehitys alkaa syksyllä lyhyessä päivänpituudessa. Päivänpituuden lisäksi lämpötilalla on voimakas vaikutus lyhytpäivävaatimukseen. Päinvastoin kuin em. kausisatoisilla mansikka- ja vadelmalajikkeilla, pitkä päivänpituus edistää jatkuvasatoisten lajikkeiden kukintakehitystä. Ahomansikka (Fragaria vesca) on mallikasvi, jota hyödynnetään puutarhamansikan ja laajan ruusukasvien heimon kukintasäätelyn tutkimuksessa. Ahomansikan kausittaisen kukinnan aiheuttaa repressorigeeni FvTERMINAL FLOWER 1 (FvTFL1). Pitkä päivä aktivoi FvFLOWERING LOCUS T1 (FvFT1) >FvSUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS1 (FvSOC1) > FvTFL1 -geenireitin, joka estää kukintaan virittymisen, kukintainduktion. Tämän työn tarkoituksena oli selvittää, miten lämpötila säätelee ahomansikan kukintainduktiota. Lisäksi tutkittiin valonlaadun vaikutusta ahomansikan ja vadelman kukintaan. Geenien ilmenemisanalyysi (qPCR) ja geenien ilmentäminen jatkuvasti siirtogeenisissä kasveissa osoittivat, että FvTFL1 proteiini yhdistää lämpötila ja päivänpituussignaalit ahomansikassa. Korkea lämpötila aktivoi voimakkaasti FvTFL1 -geenin, joka estää kukinnan. Alkusyksylle tyypillisissä 15-18°C:n lämpötiloissa tärkeän FvSOC1 > FvTFL1 -säätelyn lisäksi korkeammissa lämpötiloissa FvTFL1 -geenillä on myös muita säätelytekijöitä, erityisesti lyhyessä päivänpituudessa. Matala lämpötila laskee FvTFL1 -geenin ilmenemistasoa sallien kukintainduktion. Tutkimuksessa havaittiin punaisen ja pitkäaaltoisen punaisen valon aiheuttavan päinvastaisen kukintavasteen kausi- ja jatkuvasatoisella ahomansikalla. Tulosten perusteella FvFT1 -geeni välittää valonlaatusignaalin, mutta kukintavaste riippuu FvTFL1 -geenistä. Valonlaatu vaikuttaa myös vadelman kukintaan lajikkeesta riippuen. Pitkäaaltoisen punaisen valon poistaminen lisäsi syysvadelmalajikkeiden kukkien lukumäärää, kun taas kausisatoisten vadelmalajikkeiden kukkien lukumäärä väheni. Tutkimus osoittaa, että lämpötila, päivänpituus ja valonlaatu ovat kasvua ohjaavia tekijöitä, joita säätämällä voidaan ohjata mansikan ja vadelman kasvua ja kukintakehitystä.
  • Birge, Traci (Helsingin yliopisto, 2017)
    Maatalous on muovannut pysyvästi Euroopan maisemia ja kulttuureja. Maanviljelyn kannalta heikosti tuottavilla alueilla elää tavallisesti enemmän uhanalaisia lajeja, ja nämä alueet ovat myös suurimmassa vaarassa kadota perinteisen maanviljelyksen väistyessä tehotuotannon alta. Euroopassa harjoitetussa maatalouden ympäristöpolitiikassa keskeisellä sijalla ovat viljelysmaat, jotka ovat suojelun kannalta merkittävien lajien osalta erityisen tärkeitä elinympäristöjä, ja maanviljelijät voivat saada tukea tällaisten alueiden hoitoon. Maanviljelijät ovat avainasemassa maatalouden ekosysteemien hoidossa, johon heitä motivoivat useat eri tekijät. Tutkimus tukee yhä enemmän viljelysmaiden suojelun kehittämistä edistämällä maanviljelijöiden aktiivista osallistumista ja luomalla siten pitkän tähtäimen asenteellisia muutoksia sekä tehostamalla maatalouden ympäristötukien käyttöä. Tämän väitöskirjan tavoitteena on 1) tarkastella maanviljelijöiden toimintaa ja päätöksentekoa maatalousmaiden suojelutavoitteiden osalta Suomessa sekä 2) selvittää, miten maatalousmaiden suojelun sosiaaliset ja ekologiset ulottuvuudet huomioiva lähestymistapa voi (potentiaalisesti) parantaa tuloksia. Tarkastelen väitöskirjassani maatilatasolla tapahtuvaa päätöksentekoa kahdessa eri prosessissa: i) osittain luonnontilaisten, laidunnettujen metsä- ja niittyalueiden eli perinnebiotooppien hoidossa, ja ii) tulosperusteisessa lähestymistavassa, jossa maanviljelijöille maksetaan tukea luonnon monimuotoisuuteen liittyvien tavoitteiden saavuttamisen perusteella. Tutkimus toteutettiin Etelä-Suomessa. Perinnebiotooppien osalta olen keskittynyt maanviljelijöitä motivoiviin tekijöihin sekä hyötyihin, joita maanviljelijät saavat alueiden hoidosta. Jälkimmäisen tutkimuskohteen osalta tarkastelen hypoteettista tulosperusteista ympäristötukea, joka perustuu nykyiseen luonnonhoitopelto-nimikkeellä tunnettuun matalan kynnyksen ympäristötukeen. Nämä tapaukset edustavat kahta eri toimintatapaa, joista toisessa perinnebiotooppeja hoidetaan vaativien ohjelmien mukaisesti muutamien maanviljelijöiden toimesta, kun taas pitkäaikainen luonnonhoitopeltojen hoito tapahtuu matalan kynnyksen tukijärjestelmien kautta korkealla käyttöasteella. Tutkimus perustuu agroekologiaan, joka on monitieteellinen ala. Käytän tutkimuksessa lähestymistapoja ja työkaluja yhteiskuntatieteiden (haastattelut ja kyselyt, aihekohtainen analyysi) ja ekologian (lajistokartoitus) aloilta, ja lähestyn tutkimusta lähtökohtanani halu ymmärtää niitä näkemyksiä ja strategioita, jotka vaikuttavat maanviljelijöiden osallistumiseen (tai osallistumattomuuteen) maatalousmaiden luonnonsuojeluun. Tutkimukset osoittivat merkittävää heterogeenisyyttä tutkimuksen kohteena olevissa populaatioissa (esim. maanviljelystavoissa ja maatilojen rakenteissa). Perinnebiotooppien hoidolle löytyi monia syitä (II). Maanviljelijät osallistuivat olemassa olevaan luonnonhoitopeltojen hoito-ohjelmaan pääasiassa siksi, että kokivat sen helppona matalan kynnyksen maataloustukena, eivätkä he ole tottuneet ajattelemaan luonnon monimuotoisuuden tai muiden tulosten saavuttamista ohjelman kautta (III, IV). Ajatus ’siististä maisemasta’ näkyi selkeänä molemmissa tutkimuksissa ja vaikutti hoitoon liittyvään päätöksentekoon (II, IV). Molemmissa tutkimuksissa havaittiin maanviljelijöitä, jotka lähestyivät toimintaa luontoarvojen pohjalta (II, IV), minkä lisäksi tunnistettiin myös erityinen ’perinnebiotooppiyrittäjän’ maanviljelysmalli (II). Tutkimuksessa löydettiin näyttöä tulosperusteisen lähestymistavan ekologisen ja kulttuurisen toteutettavuuden puolesta.
  • Forssell, Sini (Helsingin yliopisto, 2017)
    Väitöskirja tarkastelee vaihtoehtoisia ruokaketjuja ruokajärjestelmän kestävyyden näkökulmasta. Esimerkkejä vaihtoehtoisista ruokaketjuista ovat tuottajatorit, ruokapiirit ja itsenäiset, erikoistuneet ruokakaupat, ja niitä on pidetty lupaavana vastauksena vallitsevaan ruokajärjestelmään liitettyihin sosiaalisen, taloudellisen ja ympäristövastuun puutteisiin. Vaihtoehtoisia ruokaketjuja kohtaan on kuitenkin myös esitetty kritiikkiä. On epäilty, ovatko ne oikeastaan kestäviä ja vastuullisia. On myös esitetty etteivät ne ole puhtaasti vaihtoehtoisia vaan niissä on myös tavanomaisen ruokajärjestelmän piirteitä. Lisäksi on epäilty vaihtoehtoisten ruokaketjujen mahdollisuuksia vaikuttaa ruokajärjestelmän kestävyyteen niiden hyvin rajallisen markkinaosuuden vuoksi. Tämä tutkimus käsittelee vaihtoehtoisten ruokaketjujen kestävyyttä näiden kritiikkien valossa. Tutkimuksen ensimmäinen osa on käsitteellinen ja kirjallisuuteen perustuva analyysi siitä, mitä vaihtoehtoisten ruokaketjujen kestävyydestä voidaan niiden ominaispiirteiden perusteella sanoa. Potentiaalisia myönteisiä vaikutuksia on analyysin mukaan monia, mutta kunkin ketjun kestävyys riippuu siitä, mitä piirteitä sillä todella on ja miten kyseiset piirteet mahdollisesti tuottavat kestävyyttä. Vaihtoehtoisia ruokaketjuja tulee arvioida tapauskohtaisesti, ja tutkimus tarjoaa kehikon tähän arviointiin. Tutkimuksen toinen osa perustuu tapaustutkimusaineistoon itsenäisistä lähi- tai luomuruokaan erikoistuneista ruokakaupoista Suomessa ja Iso-Britanniassa. Tutkimus nojaa taloussosiologiseen oikeuttamisteoriaan, joka tutkii taloudellista toimintaa ohjaavia jaettuja arvoja sekä näiden käyttöä toiminnan ohjaamisessa ja oikeuttamisessa. Tutkimus tarkastelee, miten vaihtoehtoiset ruokakauppiaat neuvottelevat siitä, mikä on toivottavaa ja hyväksyttävää toimintaa ruoan kulutuksessa, tuotannossa ja jakelussa. Tarkastelutapa auttaa tekemään näkyväksi vaihtoehtoisen ruoan kentällä vaikuttavia jaettuja arvoja ja odotuksia sekä kentällä vallitsevia sopuja ja jännitteitä. Tulokset viittaavat siihen, että vaihtoehtoisen ruoan kentällä vaikuttaa hyvin monenlaisia jaettuja arvoja ja odotuksia, joiden välillä toimijoiden täytyy tasapainotella. Tavanomaisen ruokajärjestelmän luomat normit ja odotukset vaikuttavat vaihtoehtoisiin ruokaketjuihin ja siihen, kuinka vaihtoehtoisesti tai kestävästi nämä voivat toimia. Toisaalta vaihtoehtoisten ruokakauppiaiden julkisesti tekemä oman toiminnan perustelu ja vallitsevien toimintatapojen, normien ja uskomusten kyseenalaistaminen voidaan nähdä aktiivisena normienmuokkaustyönä, joka voi vaikuttaa näihin ruokajärjestelmässä vallitseviin jaettuihin arvoihin ja odotuksiin. Tämä puolestaan voi myötävaikuttaa ruokajärjestelmän kestävyysmurrokseen yhdessä muiden samansuuntaista muutosta ajavien tekijöiden kanssa. Tutkimus luo uutta tietoa vaihtoehtoisten ruokaketjujen kestävyydestä, niiden osittain tavanomaisen ruokajärjestelmän kanssa päällekkäisestä luonteesta ja tämän syistä, sekä vaihtoehtoisen ja tavanomaisen ruokajärjestelmän keskinäisistä vaikutuksista. Vaihtoehtoiset ruokaketjut eivät välttämättä ole kaikin puolin kestäviä tai puhtaasti vaihtoehtoisia, mutta ne voivat haastaa ruokajärjestelmässä vallitsevia ajattelu- ja toimintatapoja ja niiden vaikutus voi olla suurempi kuin mitä niiden markkinaosuus antaisi olettaa.
  • Fahmi, Mustafa (Helsingin yliopisto, 2017)
    Ruokaturvan riippuvuus ilmastosta, puista ja maatalouden tuotantomenetelmistä Sudanin puolikuivilla alueilla Mustafa Kamil Mahmoud FAHMI TIIVISTELMÄ Toimeentulo Sudanin kaltaisilla kuivilla ja puolikuivilla trooppisilla alueilla on epävarmaa sen johdosta, että niiden ruoantuotanto riippuu ratkaisevasti ilmaston asettamista rajoituksista ja on uhattuna monista eri syistä. Kaikkiaan Sudanin väestöstä yli 70% on sateenvaraisesta kasvintuotannosta riippuvia viljelijöitä. Heidän tuotantoansa rajoittavia tekijöitä ovat sääolojen voimakas vuotuinen vaihtelu ja ilmastonmuutos sekä maaperän heikko viljavuus, jota kärjistää maatalouden yleinen tehottomuus. Kuitenkin on tunnettua, että näillä alueilla yleiset luontaiset palkokasvipuut kuten akasiat voivat vähentää tuotantojärjestelmien haavoittuvuutta. Käytännössä on siis mahdollista harjoittaa peltometsäviljelyä eli yhdistää nämä puut ruokakasvien viljelyyn. Peltometsäjärjestelmien omaksumista hidastavat kuitenkin monet tekijät, esimerkiksi epäselvyys puihin liittyvistä oikeuksista ja viljelijän hallussa olevan maapinta-alan pienuus. Tämän tutkimuksen tavoitteet olivat seuraavat: (1) Sudanin kuivien ja puolikuivien alueiden maankäyttötapojen luokitus ja niiden yhteiskunnallisten ja taloudellisten vaikutusten analyysi; (2) Luontaisten akasiapuiden ja viljelykasvien yhdistämiseen perustuvan, Sudanissa käytetyn ”puistomaisen peltometsäviljelyn” (parkland agroforestry), edellytysten ja rajoitusten määrittely; (3) Peltokasvien sadonvaihtelun syiden analyysi (ajanjakso 2001-2010); sekä (4) Maankäytön muutosten luonnonmetsiin ja maaperän tuottokykyyn kohdistuvien vaikutusten tarkastelu (ajanjakso 1972-2010). Tutkimus tehtiin kahdella erillisellä alueella, El Dalissa (12° 5ʹ N, 32° 58ʹ E) ja El Mazmumissa (14° 7ʹ N, 34° 42ʹ E), Sudanin Sennarin osavaltiossa. Kotitalouksia ja satomääriä koskevat tiedot kerättiin 281:ltä satunnaisesti valitulta viljelijäperheeltä haastattelemalla näitä edeltä käsin laaditun kyselylomakkeen mukaisesti. Sademäärä- ja maaperätiedot sekä maankäytön muutosten tutkimuksessa käytetyt kaukokartoitusaineistot saatiin asianomaisilta sudanilaisilta organisaatioilta. Satotilastoja ja kotitalouksia koskevia tietoja analysoitiin sekä kvalitatiivisin että kvantitatiivisin menetelmin. Sademäärähavaintoja ´tutkittiin MAKESENS Excel-kaavion avulla. GIS-ohjelmistosovelluksia käytettiin maankäytön muutosten ja ekonomista analyysiä viljelykasvien taloudellisen kannattavuuden selvittämiseksi eri maankäyttötapojen yhteydessä. Puistomaiset peltometsäviljelyjärjestelmät, jotka siis koostuvat yleensä luontaisista akasiapuista ja viljelykasveista, olivat liiketaloudellisesti kannattavampia ja tuottivat myös suuremman viljelykasvisadon kuin pelkkä yhden lajin viljely. Peltometsäviljelyn käyttöönottoa edistivät seuraavat tekijät: perheen jäsenten lukumäärä, suotuisat viljelyolosuhteet, neuvontaorganisaatioiden tarjoama tuki, ja viljelyssä olevan maan suurempi pinta-ala. Vastaavasti esteitä peltometsäviljelyn omaksumiselle aiheuttivat puiden omistusoikeuden epäselvyys, viljelijöiden ja neuvontaorganisaatioiden yhteistyön puute, puiden taimien saannin vaikeus (tilanteissa joissa viljelijä olisi istuttamalla halunnut lisätä puiden määrää), karjan vapaa laidunnus sekä maata omistavien viljelijöiden taipumus vuokrata koko tila maatta omistamattomille vuokraviljelijöille. Tutkittujen viljelykasvien (durra, helmihirssi ja seesam) sadot riippuivat sademäärän vuosittaisesta vaihtelusta enemmän kuin maatalouden tuotantotekniikasta. Maankäyttö ja maan peitteisyys oli suuresti muuttunut tutkitulla ajanjaksolla, mistä on ollut selviä haitallisia seurauksia maaperän viljavuudelle ja viljelykasvien satotasolle. Tutkimuksen perusteella voitiin päätellä, että viljelykasvien satomäärien jatkuva pieneneminen on johtunut sääolojen vaihtelusta, maaperän köyhtymisestä ja kriittisten tuotantopanosten puuttumisesta. Vaikka akasioiden myönteiset vaikutukset sadon määrään ovat yleisesti tiedossa, puiden käyttöoikeudesta vallitseva epäselvyys on suurin yksittäinen tekijä, joka estää viljelijöitä käyttämästä peltometsäviljelyä, joka kuitenkin olisi paras maankäytön vaihtoehto kestävän ruoantuotannon saavuttamiseksi ja maaseudun väestön toimeentulon pysyväksi parantamiseksi näillä Sudanin alueilla.