Effects of turbidity on feeding and distribution of fish

In aquatic systems, the ability of both the predator and prey to detect each other may be impaired by turbidity. This could lead to significant changes in the trophic interactions in the food web of lakes. Most fish use their vision for predation and the location of prey can be highly influenced by light level and clarity of the water environment. Turbidity is an optical property of water that causes light to be scattered and absorbed by particles and molecules. Turbidity is highly variable in lakes, due to seasonal changes in suspended sediments, algal blooms and wind-driven suspension of sediments especially in shallow waters. There is evidence that human activity has increased erosion leading to increased turbidity in aquatic systems. Turbidity could also play a significant role in distribution of fish. Turbidity could act as a cover for small fish and reduce predation risk. Diel horizontal migration by fish is common in shallow lakes and is considered as consequences of either optimal foraging behaviour for food or as a trade-off between foraging and predator avoidance. In turbid lakes, diel horizontal migration patterns could differ since turbidity can act as a refuge itself and affect the predator-prey interactions. Laboratory experiments were conducted with perch (Perca fluviatilis L.) and white bream (Abramis björkna (L.)) to clarify the effects of turbidity on their feeding. Additionally to clarify the effects of turbidity on predator preying on different types of prey, pikeperch larvae (Sander lucioperca (L.)), Daphnia pulex (Leydig), Sida crystallina (O.F. Müller), and Chaoborus flavicans (Meigen) were used as prey in different experiments. To clarify the role of turbidity in distribution and diel horizontal migration of perch, roach (Rutilus rutilus (L.)) and white bream, field studies were conducted in shallow turbid lakes. A clear and a turbid shallow lake were compared to investigate distribution of perch and roach in these two lakes in a 15-year study period. Feeding efficiency of perch and white bream was not significantly affected with increasing clay turbidity up to 50 NTU. The perch experiments with pikeperch larvae suggested that clay turbidity could act as a refuge especially at turbidity levels higher than 50 NTU. Perch experiments with different prey types suggested that pikeperch larvae probably use turbidity as a refuge better compared to Daphnia. Increase in turbidity probably has stronger affect on perch predating on plant-attached prey. The main findings of the thesis show that turbidity can play a significant role in distribution of fish. Perch and roach could use turbidity as refuge when macrophytes disappear while small perch may also use high turbidity as refuge when macrophytes are present. Floating-leaved macrophytes are probably good refuges for small fish in clay-turbid lakes and provide a certain level of turbidity and not too complex structure for refuge. The results give light to the predator-prey interactions in turbid environments. Turbidity of water should be taken in to account when studying the diel horizontal migrations and distribution of fish in shallow lakes.

Lihaluujauhon soveltuvuus sokerijuurikkaan lannoitteeksi

Lihaluujauho muodostaa maatilojen myytävien kasvi- ja eläinperäisten tuotteiden jälkeen tärkeimmän agroekosysteemeistä poispäin suuntautuvan ravinnevirran. Se sisältää runsaasti pääkasvinravinteita typpeä, fosforia ja kalsiumia (N ~8%, P ~5%, Ca yleensä ~10-15% luuaineksen määrästä riippuen), sekä kaliumia n.1% tai alle. Lihaluujauho on todettu tehokkaaksi lannoitteeksi useilla viljelykasveilla ja sen käyttö on sallittu myös luomuviljelyssä EU-alueella. Lihaluujauhoon ja erityisesti sen rehukäyttöön liittyvistä riskeistä merkittävin on TSE-tautien riski (naudan BSE-, lampaiden ja vuohien scrapie-, sekä ihmisen vCJD-taudit). Rehukäyttöä on monissa maissa rajoitettu 1980-luvulla puhjenneen BSE-kriisin myötä. BSE-taudin leviäminen yhdistettiin tilanteeseen, jossa nautaperäistä lihaluujauhoa käytettiin nautaeläinten rehun ainesosana. Myös lihaluujauhon käytössä turkiseläinrehuna saattaa piillä BSE:n tai muun TSE-taudin riski. Oikein käsitellyn lihaluujauhon lannoitekäyttöön ei kuitenkaan näytä tarkastelemieni tutkimusten perusteella sisältyvän huomattavaa TSEriskiä, jos huolehditaan asianmukaisista varotoimista ja menettelyistä sekä tuotteen valmistusprosessissa, että käytettäessä lannoitetta. Lihaluujauhon lannoitekäytön lisääminen edistäisi ruokajärjestelmämme ravinnekierron sulkemista etenkin fosforin osalta. Lihaluujauho on uusiutuva luonnonvara, jonka lannoitekäytöllä voitaisiin korvata huomattava osa lannoiteaineena kulutettavista fosforipitoisista kiviaineista. Sokerijuurikkaan lannoituskokeissa Varsinais-Suomen Kaarinassa vuosina 2008 ja 2009 lihaluujauhokäsittelyt eivät menestyneet aivan yhtä hyvin satotasovertailussa kuin kontrollikäsittelyiden NPK-väkilannoitteet, mutta laatuominaisuuksiltaan (sokeripitoisuus, amino-N, K, ja Na-pitoisuudet) joiltakin osin kontrollikäsittelyjä paremmin. Kokeissa käytetyt lajikkeet olivat ’Jesper’ vuonna 2008 ja ’Lincoln’ vuonna 2009. Käytetty lihaluujauholannoite oli Honkajoki Oy:n Viljo Yleislannoite 8-4-3, joka sisälsi noin 10% kaliumsulfaatin ja kasviperäisten sivutuotteiden seosta. Viljo-lannoitetta käytettiin sekä yksistään, että yhdistettynä 10-25%:iin väkilannoitetta. Vuoden 2009 Viljo-koejäseniin vielä lisättiin kaliumsulfaattilannoitetta (42% K, 18% S), jotta päästiin annetun kaliumin määrässä päästiin lannoitussuosituksen (60 kg K/ha) tasolle. Pelkkä Viljo-lannoite tuotti merkitsevästi alhaisemmat sadot kuin kontrollikäsittelyt molempina vuosina. Kuitenkin kun Viljolannoitteen ohella käytettiin väkilannoitetta (10-25% kasvin typentarpeesta) päästiin varsin lähelle kontrollikäsittelyiden satotasoja. Myös pelkän LLJ-lannoitteen tuottamat satotasot olivat kuitenkin selvästi paremmat kuin Suomen keskimääräiset juurikassadot. Viljo-käsittelyillä oli selvästi positiivinen vaikutus laatutekijöihin amino-N, K ja Na vuonna 2008, mutta vuonna 2009 näiden pitoisuudet jäivät kontrollikäsittelyjen tasolle. Viljo-käsittelyiden sokeripitoisuudet olivat vuonna 2008 kontrollikäsittelyn luokkaa ja Viljo77%+NK1:n osalta kontrollia merkitsevästi paremmat. Vuoden 2009 sokeripitoisuudet olivat kaikilla koejäsenillä erinomaiset, ja käsittelyiden välillä ei ilmennyt merkitseviä eroja. Kokeiden perusteella kaliumsulfaatilla täydennetty lihaluujauho on hyvin toimiva lannoite sokerijuurikkaalla Suomen olosuhteissa, etenkin yhdistettynä väkilannoitteeseen.

The connection between on-farm assessed welfare (A-index) and production parameters of the sows

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää tilalla määritetyn hyvinvoinnin yhteyttä emakoiden tuotantotuloksiin. Hyvinvointia arvioitiin suomalaisen hyvinvointi-indeksin, A-indeksi, avulla. Tuotantotuloksina käytettiin kahta erilaista tuotosaineistoa, jotka molemmat pohjautuivat kansalliseen tuotosseuranta aineistoon. Hyvinvointimääritykset tehtiin 30 porsastuotantosikalassa maaliskuun 2007 aikana. A-indeksi koostuu kuudesta kategoriasta ’liikkumismahdollisuudet’, ’alustan ominaisuudet’, ’sosiaaliset kontaktit’, ’valo, ilma ja melu’, ’ruokinta ja veden saanti’ sekä ’eläinten terveys ja hoidon taso’. Jokaisessa kategoriassa on 3-10 pääosin ympäristöperäistä muuttujaa, jotka vaihtelevat osastoittain. Maksimipistemäärä osastolle on 100. Hyvinvointimittaukset tehtiin porsitus-, tiineytys- ja joutilasosastoilla. Erillisten tiineytysosastojen pienen lukumäärän takia (n=7) tilakohtaiset tiineytys- ja joutilasosastopisteet yhdistettiin ja keskiarvoja käytettiin analyyseissä. Yhteyksiä tuotokseen tutkittiin kahden eri aineiston avulla 1) Tilaraportti aineisto (n=29) muodostuu muokkaamattomista tila- ja tuotostuloksista tilavierailua edeltävän vuoden ajalta, 2) POTSIaineisto (n=30) muodostuu POTSI-ohjelmalla (MTT) muokatusta tuotantoaineistosta, joka sisältää managementtiryhmän (tila, vuosi, vuodenaika) vaikutuksen ensikoiden ja emakoiden pahnuekohtaiseen tuotokseen. Yhteyksiä analysointiin korrelaatio- ja regressioanalyysien avulla. Vaikka osallistuminen tutkimukseen oli vapaaehtoista, molempien tuotantoaineistojen perusteella tutkimustilat edustavat keskituottoista suomalaista sikatilaa. A-indeksin kokonaispisteet vaihtelivat välillä 37,5–64,0 porsitusosastolla ja 39,5–83,5 joutilasosastolla. Tilaraporttiaineistoa käytettäessä paremmat pisteet porsitusosaston ’eläinten terveys ja hoidon taso’ -kategoriasta lyhensivät eläinten lisääntymissykliä, lisäsivät syntyvien pahnueiden ja porsaiden määrää sekä alensivat kuolleena syntyneiden lukumäärää. Regressiomallin mukaan ’eläinten terveys ja hoidon taso’ -kategoria selitti syntyvien porsaiden lukumäärän, porsimisvälin pituuden sekä keskiporsimiskerran vaihtelua. Paremmat pisteet joutilasosaston ’liikkumismahdollisuudet’ kategoriasta alensivat syntyneiden pahnueiden sekä syntyneiden että vieroitettujen porsaiden lukumäärää. Regressiomallin mukaan ensikkopahnueiden osuus ja ”liikkumismahdollisuudet” kategorian pisteet selittivät vieroitettujen porsaiden lukumäärän vaihtelua. POTSI-aineiston yhteydessä kuolleena syntyneiden porsaiden lukumäärän aleneminen oli ensikoilla yhteydessä parempiin porsitusosaston ’sosiaalisiin kontakteihin’ ja emakoilla puolestaan joutilasosaston parempiin ’eläinten terveys ja hoidon taso’ pisteisiin. Kahden eri tuotantoaineiston avulla saadut tulokset erosivat toisistaan. Seuraavissa tutkimuksissa onkin suositeltavampaa käyttää Tilaraporttiaineistoja, joissa tuotokset ilmoitetaan vuosikohtaisina. Tämän tutkimuksen perusteella hyvinvoinnilla ja tuotoksella on yhteyksiä, joilla on myös merkittävää taloudellista vaikutusta. Erityisesti hyvä eläinten hoito ja eläinten terveys lisäävät tuotettujen porsaiden määrää ja lyhentävät lisääntymiskiertoa. Erityishuomiota tulee kiinnittää vapaana olevien joutilaiden emakoiden sosiaaliseen stressiin ja rehunsaannin varmistamiseen kaikille yksilöille.

Cattle Teeth in Graves : Interpretations of animal bones found in Finnish inhumation graves (ca AD 550-1700)

The nature of a burial is always ritualistic. This is often forgotten when dealing with Finnish inhumation burials containing animal bones. Only the animal bones found close to the deceased have traditionally been thought to have a ritualistic purpose. The animal bones found in the filling of the grave, which is still part of the burial, has on the other hand, often been neglected in the previous research. In this Master s thesis I will discuss the function and interpretation of animal bones in graves. The base of this study is six sites, all of different nature, from Finland. Luistari in Eura is from the western coast and is dated to Late Iron Age (and possibly Medieval period), the Medieval hamlet of Finno is situated in Espoo which is situated on the southern coast. Two town burials, Turku and Porvoo, are also included in this study. The graves from Turku are dated to Late Medieval period and Early Renaissance, whereas the cemetery in Porvoo is from the 18th century. Visulahti in Mikkeli is from the Late Iron Age and represents Eastern Finnish burial tradition, the same as Suotniemi from Käkisalmi parish, which is nowadays part of Russia. While parts of the animal bones had already been analysed before, the author also analysed animal bones for the purpose of the present Master´s thesis. The bones were compared to the burial contexts, when possible. Based on the comparisons I have made interpretations which might explain the existence of animal bones in the graves. The interpretations are among others sacrifice, commemoration meals and animal burials. The site could also have been a settlement site prior to the graves, thus the bones in the graves would belong to the settlement phase. When comparing the date of the studied sites, the town burials are later and the animal bones are probably related to previous or contemporary use of the sites as graveyards. On top of this there does not seem to be much difference in burial tradition between Eastern and Western Finland, although at least from the hamlet burials of Finno there are aspects that could be linked to Eastern burials. In making the interpretations I have taken into consideration the aspects of belief during different time periods when they could be accounted as relevant. Also the problems with bone preservation were relevant and challenging for the study. Often only the hardest substance of the skeleton, namely teeth, has been preserved. For this reason the quality of the archaeological documentation was a key issue in this study. In producing quality interpretations of the animal bones in graves, the bones, contexts and their relationship to the surrounding site should be documented with care.

Detection of clinical mastitis with the help of a thermal camera

Increasing dairy farm size and increase in automation in livestock production require that new methods are used to monitor animal health. In this study, a thermal camera was tested for its capacity to detect clinical mastitis. Mastitis was experimentally induced in 6 cows with 10 mu g of Escherichia coli lipopolysaccharide (LPS). The LPS was infused into the left forequarter of each cow, and the right forequarters served as controls. Clinical examination for systemic and local signs and sampling for indicators of inflammation in milk were carried out before morning and evening milking throughout the 5-d experimental period and more frequently on the challenge day. Thermal images of experimental and control quarters were taken at each sampling time from lateral and medial angles. The first signs of clinical mastitis were noted in all cows 2 h postchallenge and included changes in general appearance of the cows and local clinical signs in the affected udder quarter. Rectal temperature, milk somatic cell count, and electrical conductivity were increased 4 h postchallenge and milk N-acetyl-beta-D-glucosaminidase activity 8 h postchallenge. The thermal camera was successful in detecting the 1 to 1.5 degrees C temperature change on udder skin associated with clinical mastitis in all cows because temperature of the udder skin of the experimental and control quarters increased in line with the rectal temperature. Yet, local signs on the udder were seen before the rise in udder skin and body temperature. The udder represents a sensitive site for detection of any febrile disease using a noninvasive method. A thermal camera mounted in a milking or feeding parlor could detect temperature changes associated with clinical mastitis or other diseases in a dairy herd.

Contamination routes and control of Listeria monocytogenes in Food Production

Listeria monocytogenes is the causative agent of the severe foodborne infection listeriosis. The number of listeriosis cases in recent years has increased in many European countries, including Finland. Contamination of the pathogen needs to be minimized and growth to high numbers in foods prevented in order to reduce the incidence of human cases. The aim of this study was to evaluate contamination routes of L. monocytogenes in the food chain and to investigate methods for control of the pathogen in food processing. L. monocytogenes was commonly found in wild birds, the pig production chain and in pork production plants. It was found most frequently in birds feeding at landfill site, organic farms, tonsil samples, and sites associated with brining. L. monococytogenes in birds, farms, food processing plant or foods did not form distinct genetic groups, but populations overlapped. The majority of genotypes recovered from birds were also detected in foods, food processing environments and other animal species and birds may disseminate L. monocytogenes into food chain. Similar genotypes were found in different pigs on the same farm, as well as in pigs on farms and later in the slaughterhouse. L. monocytogenes contamination spreads at farm level and may be a contamination source into slaughterhouses and further into meat. Incoming raw pork in the processing plant was frequently contaminated with L. monocytogenes and genotypes in raw meat were also found in processing environment and in RTE products. Thus, raw material seems to be a considerable source of contamination into processing facilities. In the pork processing plant, the prevalence of L. monocytogenes increased in the brining area, showing that the brining was an important contamination site. Recovery of the inoculated L. monocytogenes strains showed that there were strain-specific differences in the ability to survive in lettuce and dry sausage. The ability of some L. monocytogenes strains to survive well in food production raises a challenge for industry, because these strains can be especially difficult to remove from the products and raises a need to use an appropriate hurdle concept to control most resistant strains. Control of L. monocytogenes can be implemented throughout the food chain. Farm-specific factors affected the prevalence of L. monocytogenes and good farm-level practices can therefore be utilized to reduce the prevalence of this pathogen on the farm and possibly further in the food chain. Well separated areas in a pork production plant had low prevalences of L. monocytogenes, thus showing that compartmentalization controls the pathogen in the processing line. The food processing plant, especially the brining area, should be subjected to disassembling, extensive cleaning and disinfection to eliminate persistent contamination by L. monocytogenes, and replacing brining with dry-salting should be considered. All of the evaluated washing solutions decreased the populations of L. monocytogenes on precut lettuce, but did not eliminate the pathogen. Thus, the safety of fresh-cut produce cannot rely on washing with disinfectants, and high-quality raw material and good manufacturing practices remain important. L. monocytogenes was detected in higher levels in sausages without the protective culture than in sausages with this protective strain, although numbers of L. monocytogenes by the end of the ripening decreased to the level of < 100 MPN/g in all sausages. Protective starter cultures provide an appealing hurdle in dry sausage processing and assist in the control of L. monocytogenes.

Maidontuottajatila ja ravinnepolitiikka: Tilan toimintamekanismit, politiikan tarve ja ohjauskeinojen vaikuttavuus

Tutkielman tarkoituksena on rakentaa malli, jolla voidaan arvioida maitotilan toimintaa monipuolisesti ravinnehuuhtouman kannalta. Tavoitteena on ennen muuta analyyttinen tarkastelu siten, että kuitenkin huomioiden maidontuotannon ominaispiirteet, keskeisinä esimerkkeinä ravinnon, maidontuotannon ja lannan ominaisuuksien väliset riippuvuudet. Analyysissa tarkastellaan tilanomistajan yksityisen hyödynmaksimoinnin ja yhteiskunnan tavoitteiden eroavaisuutta. Lisäksi johdetaan optimaaliset ohjauskeinot ja arvioidaan eräiden yksinkertaisten ohjauskeinojen vaikuttavuutta. Mallin analysoinnin perusteella yksityinen ja yhteiskunnallinen optimiratkaisu eroavat toisistaan kaikkien päätösmuuttujien osalta. Ei voida kuitenkaan yleispätevästi sanoa muutosten merkittävyyttä tai suuntaa ottamatta kantaa mallin funktiomuotoihin ja parametriarvoihin. Optimaaliset ohjauskeinot tulisi asettaa keinolannoitteen ja lannan levitykselle, väkirehuruokinnalle ja säilörehun viljelylle, mutta ei eläinten määrälle. Toisaalta optimaaliset ohjauskeinot ovat hyvin monimutkaisia. Tarkasteltujen yksinkertaisempien ohjauskeinojen vaikuttavuutta ei voida tarkasti arvioida analyyttisella tasolla. Numeeristen tulosten perusteella yhteiskunnallisessa optimissa eläinmäärä olisi hieman yksityistä optimia pienempi, väkirehun käyttö vähäisempää, enemmän peltoa allokoitaisiin säilörehun viljelyyn ja lannoitustasot olisivat kautta linjan hieman pienemmät. Lannanlevitykset eroavat etäisyyden suhteen: molemmissa tapauksissa lannanlevityksen intensiteetti kasvaa kohti tilan keskusta kuljettaessa, mutta yksityisessä optimissa lähimmälle pellolle dumpataan kaikki ylimääräinen lanta, kun taas yhteiskunnallisessa optimissa lanta levitetään tasaisemmin eri pelloille. Ero kokonaishyvinvoinnissa jää pieneksi, mutta eläinmäärän kasvu kärjistäisi lannan dumppauksen aiheuttamia huuhtoumahaittoja. Yksinkertaisista ohjauskeinoista lannoitusrajoitus sekä ravinne- ja keinolannoitevero osoittautuivat kohtalaisen käyttökelpoisiksi numeeristen tulosten perusteella. Sen sijaan eläinmäärän rajoittaminen ja lannan kuljetuskustannuksia kompensoivat tuet vaikuttavat tulosten perusteella huonoilta ratkaisuilta.