Väkirehun määrän vaikutus lypsylehmän säilörehun syöntiin ja tuotokseen

Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää väkirehumäärän vaikutuksia lypsylehmien säilörehun syöntiin ja syöntikäyttäytymiseen sekä tuotokseen lypsykauden alussa. Väkirehun määrän vaikutuksia on tutkittu paljon niukemmalla väkirehustuksella. Tilojen väkirehun osuus rehustuksessa saattaa ylittää jopa 60 %, joten on tärkeää selvittää väkevän rehustuksen vaikutusta lehmiin. Tutkimustietoa väkirehun määrän vaikutuksista säilörehupohjaisella ruokinnalla lypsykauden alussa on myös suhteellisen vähän. Koe suoritettiin Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskuksessa (MTT) Jokioisissa Minkiön koenavetassa 20.9.2005 - 25.4.2006 välisenä aikana. Koe tehtiin pihaton osastossa, jossa oli säilörehun syöntiä mittaavat vaakakupit. Koe tehtiin jatkuvana ryhmäkokeena satunnaistetun koemallin mukaisesti. Koe-eläiminä oli 30 Ayshire-lehmää, joista 12 oli ensikoita ja 18 vanhempaa lehmää. Eläimet otettiin kokeeseen poikimisen jälkeen ja ne olivat mukana kokeessa 100 ensimmäisen lypsypäivän ajan. Kokeessa oli kaksi ryhmää eli matalan väkirehutason eläimet (MVR) sekä korkean väkirehutason eläimet (KVR). Vähemmän väkirehua saaneet eläimet saivat väkirehua 10 kg (ensikot) tai 13 kg (vanhemmat lehmät) päivässä. Väkevämmän ruokinnan ryhmässä vastaavat väkirehumäärät olivat 15 kg (ensikot) ja 18 kg (vanhemmat lehmät). Herutuksen kesto oli MVR-ryhmässä 11 vuorokautta ja KVR-ryhmässä 17 vuorokautta. Väkirehun määrän lisääminen vähensi säilörehun syöntiä, mutta lisäsi syönnin kokonaismäärää. Toteutuneet väkirehun osuudet kuiva-aineen syönnin kokonaismäärästä olivat 64 % (KVR) ja 52 % (MVR). Syönnin kokonaismäärä oli KVR-ryhmässä keskimäärin 2,1 kg kuiva-ainetta suurempi kuin MVR-ryhmässä. Säilörehun syönti oli MVR-ryhmässä keskimäärin 9,4 kg ka ja KVR-ryhmässä 7,9 kg ka. Korvaussuhde oli 0,41 kg ka säilörehua / kg ka väkirehua. Säilörehun syönnissä oli havaittavissa neljä syöntihuippua, eikä syönnin rytmittyminen poikennut juuri ryhmien välillä. Syöntihuiput tapahtuivat rehunjaon ja lypsyn jälkeen. Lisäksi keskiyöllä oli havaittavissa pienempi syöntihuippu. Enemmän väkirehua saaneet lehmät söivät säilörehua yhtä monta kertaa päivässä, mutta söivät numeerisesti nopeammin. Niiden yksittäinen syöntikerta oli lyhyempi ja sen aikana syöntimäärä oli pienempi kuin MVR-ryhmän eläimillä. Säilörehun syöntimäärä lisääntyi poikimisen jälkeen molemmissa ryhmissä, mutta määrän lisääntyminen tapahtui nopeammin vähemmän väkirehua saaneiden ryhmässä. Syöntimäärän lisääntyminen on selitettävissä kokonaissyöntiajan lisääntymisellä, sekä syöntiajan lisääntymisellä syöntikertaa kohden. Sitävastoin syöntinopeus hidastui lypsykauden edetessä. Tässä kokeessa ei saavutettu tuotosvastetta väkirehun määrää lisäämällä, vaikka rehun kokonaissyönti lisääntyi selvästi. Tuotosvaste oli vain 0,027 kg/kg ka väkirehua. Energiakorjattuna maitona ilmaistuna tuotosvaste oli negatiivinen eli - 0,22 EKM/kg ka. Huono tuotosvaste voi johtua tässä kokeessa väkirehun suuresta määrästä ja koostumuksesta. Suurempi kuiva-aineen syönti näytti kerryttävän KVR-ryhmän eläinten elopainoa maidontuotannon sijaan. Maidon rasva- ja valkuaispitoisuuksissa ei havaittu merkitseviä eroja ryhmien välillä, mutta pitoisuudet olivat pienempiä KVR-ryhmässä MVR-ryhmään verrattuna.

Nurmisäilörehun valkuaisen metaboliareittien mallintaminen lypsylehmän pötsissä dynaamisen mallin avulla

Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli määrittää ammoniumtypen, säilörehun liukoisen ja säilörehun liukenemattoman valkuaisen metaboloitumista pötsissä sekä kuvata ammmoniumtypen sekä säilörehun liukoisen ja liukenemattoman fraktion virtauskinetiikkaa alempaan ruoansulatuskanavaan. Koska typen metaboliaa märehtijän elimistössä on tutkittu paljon ja siitä on vakiintuneita käsityksiä, tässä tutkimuksessa keskityttiin metaboliareittien suuruuden arviointiin sekä typen virtausnopeuden estimointiin WinSAAM -ohjelmistolla rakennetun dynaamisen mallin avulla. Koe suoritettiin ajanjaksolla 2.3.-26.4.2002 Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskuksessa (MTT) Jokioisilla, kotieläintuotannon tutkimusosaston koe-eläintallilla. Koemallina oli 4 x 4 latinalainen neliö, jossa oli neljä eläintä, neljä jaksoa ja neljä koekäsittelyä. Koe-eläiminä olivat neljä usean kerran poikinutta ayrshire-lypsylehmää. Lehmien poikimisesta oli kulunut keskimäärin 68 pv. (± 27 pv). Lehmät saivat 10 kg/pv väkirehuseosta ja hapolla (AIV 2000, 5,4 l/tn) säilöttyä esikuivattua säilörehua vapaasti siten, että jätettä jäi 5-10 %. Typellisten yhdisteiden metaboliareittejä mallinnettaessa havaintoaineistona käytettiin pötsin ammoniumtypen, bakteeritypen, alkueläintypen, liukenemattoman typen ja valkuaisen C-fraktion 15N-rikastumisen perusteella laskettua taustarikastumisen ylittävää poolikokoa. Havaintoaineiston perusteella rakennettiin ammoniumtypen (Malli 1), säilörehun liukoisen ei-ammoniumtypen (SNAN) (Malli 2) ja säilörehun liukenemattoman typen (Malli 3) metaboliareittejä kuvaavat mallit. Malli 1 estimoi ammoniumtypen imeytymisen, ulosvirtauksen ja synteesin bakteeritypeksi erinomaisesti. Alkueläintypen metabolian parametriarvoissa oli enemmän hajontaa kuin ammoniumtypen tai bakteeritypen metabolian parametriarvoissa. Mallin 1 mukaan 38 % ammoniumtypestä imeytyi suoraan pötsin seinämän läpi, 35 % syntetisoitui bakteeritypeksi ja 9 % alkueläintypeksi. Loppuosa (18 %) ammoniumtypestä virtasi nestefaasin mukana satakertaan. Malli 2 estimoi säilörehun SNAN:n metaboitumisen ammonium- ja bakteeritypeksi erinomaisesti. Myös ammoniumtypen metabolia ja bakteeritypen ulosvirtauksen estimointi onnistui erinomaisesti. Malli 2 ei antanut kovin luotettavaa estimaattia alkueläintypen metaboliasta. Mallin 2 mukaan 29 % säilörehun SNAN:stä imeytyi ammoniumtyppenä pötsin seinämän läpi, 10 % virtasi ulos pötsistä ammoniumtypen muodossa, 42 % syntetisoitui bakteeritypeksi ja 7 % alkueläintypeksi. Lisäksi 13 % SNAN:stä ohitti pötsin hajoamatta. Malli 3 estimoi typen metaboliareiteille erittäin tarkat parametriarvot. Tässä mallissa myös alkueläinten metabolialle saatiin luotettavat parametriarvot. Mallin 3 mukaan 57 % säilörehun liukenemattomasta typestä ohitti pötsin hajoamatta, 24 % syntetisoitui bakteeritypeksi ja 18 % alkueläintypeksi. Nurmisäilörehuun perustuvalla dieetillä hyvin suuri osuus satakertaan virtaavasta mikrobivalkuaisesta on peräisin ei-ammoniumtyppi -lähteistä, eli liukenemattomasta rehuvalkuaisesta, aminohapoista ja peptideistä. Koska lyhyt- ja pitkäketjuisten peptidien osuus SNAN fraktiosta on suuri ja koska jopa 13 % säilörehun SNAN fraktiosta voi ohittaa pötsin hajoamatta, on liukoisten typpifraktioiden ja varsinkin peptidien rooli pötsin typpimetaboliassa hyvin merkittävä.

Phosphorus in agricultural soils of Finland - characterization of reserves and retention in mineral soil profiles

An overwhelming majority of all the research on soil phosphorus (P) has been carried out with soil samples taken from the surface soils only, and our understanding of the forms and the reactions of P at a soil profile scale is based on few observations. In Finland, the interest in studying the P in complete soil profiles has been particularly small because of the lack of tradition in studying soil genesis, morphology, or classification. In this thesis, the P reserves and the retention of orthophosphate phosphorus (PO4-P) were examined in four cultivated mineral soil profiles in Finland (three Inceptisols and one Spodosol). The soils were classified according to the U.S. Soil Taxonomy and soil samples were taken from the genetic horizons in the profiles. The samples were analyzed for total P concentration, Chang and Jackson P fractions, P sorption properties, concentrations of water-extractable P, and for concentrations of oxalate-extractable Al and Fe. Theoretical P sorption capacities and degrees of P saturation were calculated with the data from the oxalate-extractions and the P fractionations. The studied profiles can be divided into sections with clearly differing P characteristics by their master horizons Ap, B and C. The C (or transitional BC) horizons below an approximate depth of 70 cm were dominated by, assumingly apatitic, H2SO4-soluble P. The concentration of total P in the C horizons ranged from 729 to 810 mg kg-1. In the B horizons between the depths of 30 and 70 cm, a significant part of the primary acid-soluble P has been weathered and transformed to secondary P forms. A mean weathering rate of the primary P in the soils was estimated to vary between 230 and 290 g ha-1 year-1. The degrees of P saturation in the B and C horizons were smaller than 7%, and the solubility of PO4-P was negligible. The P conditions in the Ap horizons differed drastically from those in the subsurface horizons. The high concentrations of total P (689-1870 mg kg-1) in the Ap horizons are most likely attributable to long-term cultivation with positive P balances. A significant proportion of the P in the Ap horizons occurred in the NH4F- and NaOH-extractable forms and as organic P. These three P pools, together with the concentrations of oxalate-extractable Al and Fe, seem to control the dynamics of PO4-P in the soils. The degrees of P saturation in the Ap horizons were greater (8-36%) than in the subsurface horizons. This was also reflected in the sorption experiments: Only the Ap horizons were able to maintain elevated PO4-P concentrations in the solution phase − all the subsoil horizons acted as sinks for PO4-P. Most of the available sorption capacity in the soils is located in the B horizons. The results suggest that this capacity could be utilized in reducing the losses of soluble P from excessively fertilized soils by mixing highly sorptive material from the B horizons with the P-enriched surface soil. The drastic differences in the P characteristics observed between adjoining horizons have to be taken into consideration when conducting soil sampling. Sampling of subsoils has to be made according to the genetic horizons or at small depth increments. Otherwise, contrasting materials are likely to be mixed in the same sample; and the results of such samples are not representative of any material present in the studied profile. Air-drying of soil samples was found to alter the results of the sorption experiments and the water extractions. This indicates that the studies on the most labile P forms in soil should be carried out with moist samples.

Bioavailability aspects of hydrophobic contaminant degradation in soils

This thesis concentrates on bioavailability of organic soil contaminants in the context of bioremediation of soil contaminated with volatile or non-volatile hydrophobic pollutants. Bioavailability and biodegradation was studied from four viewpoints: (i) Improvement of bioavailability and biodegradation of volatile hydrocarbons in contained bioremediation systems at laboratory - and pilot-scale. (ii) Improvement of bioavailability of non-volatile, hydrophobic compounds in such systems. (iii) Biodegradation of a non-volatile hydrophobic compound in soil organic matter in microcosms. (iiii) Bioavailability of nitrogen in an open, full-scale bioremediation system. It was demonstrated that volatility of organic compounds can be controlled by amending the soil with adsorbents. The sorbed hydrocarbons were shown to be available to soil microbiota. As the result, biodegradation of the volatile hydrocarbons was greatly favored at the expense of volatilization. PAH compounds were shown to be mobilized and their bioavailability improved by a hydrophobic, non-toxic additive, vegetable oil. Bioavailability of the PAHs was recorded as an increased toxicity of the soil. In spite of the increased bioavailability, biodegradation of the PAHs decreased. In microcosms simulating boreal forest organic surface soil, PAH-compound (pyrene) was shown to be removed from soil biologically. Therefore hydrophobicity of the substrate does not necessarily mean low availability and biodegradation in organic soil. Finally, in this thesis it was demonstrated that an unsuitable source of nitrogen or its overdose resulted in wasteful spending of this nutrient and even harmful effects on soil microbes. Such events may inhibit rather than promote the bioremediation process in soil.

Plant secondary compounds and soil microbial processes in carbon and nitrogen cycling in relation to tree species

The aim of this study was to explore soil microbial activities related to C and N cycling and the occurrence and concentrations of two important groups of plant secondary compounds, terpenes and phenolic compounds, under silver birch (Betula pendula Roth), Norway spruce (Picea abies (L.) Karst) and Scots pine (Pinus sylvestris L.) as well as to study the effects of volatile monoterpenes and tannins on soil microbial activities. The study site, located in Kivalo, northern Finland, included ca. 70-year-old adjacent stands dominated by silver birch, Norway spruce and Scots pine. Originally the soil was very probably similar in all three stands. All forest floor layers (litter (L), fermentation layer (F) and humified layer (H)) under birch and spruce showed higher rates of CO2 production, greater net mineralisation of nitrogen and higher amounts of carbon and nitrogen in microbial biomass than did the forest floor layers under pine. Concentrations of mono-, sesqui-, di- and triterpenes were higher under both conifers than under birch, while the concentration of total water-soluble phenolic compounds as well as the concentration of condensed tannins tended to be higher or at least as high under spruce as under birch or pine. In general, differences between tree species in soil microbial activities and in concentrations of secondary compounds were smaller in the H layer than in the upper layers. The rate of CO2 production and the amount of carbon in the microbial biomass correlated highly positively with the concentration of total water-soluble phenolic compounds and positively with the concentration of condensed tannins. Exposure of soil to volatile monoterpenes and tannins extracted and fractionated from spruce and pine needles affected carbon and nitrogen transformations in soil, but the effects were dependent on the compound and its molecular structure. Monoterpenes decreased net mineralisation of nitrogen and probably had a toxic effect on part of the microbial population in soil, while another part of the microbes seemed to be able to use monoterpenes as a carbon source. With tannins, low-molecular-weight compounds (also compounds other than tannins) increased soil CO2 production and nitrogen immobilisation by soil microbes while the higher-molecular-weight condensed tannins had inhibitory effects. In conclusion, plant secondary compounds may have a great potential in regulation of C and N transformations in forest soils, but the real magnitude of their significance in soil processes is impossible to estimate.

Molecular Biomonitoring during Rhizoremediation of Oil-Contaminated Soil

Rhizoremediation is the use of microbial populations present in the rhizosphere of plants for environmental cleanup. The idea of this work was that bacteria living in the rhizosphere of a nitrogen-fixing leguminous plant, goat's rue (Galega orientalis), could take part in the degradation of harmful monoaromatic hydrocarbons, such as benzene, toluene and xylene (BTEX), from oil-contaminated soils. In addition to chemical (e.g. pollutant concentration) and physical (e.g. soil structure) information, the knowledge of biological aspects (e.g. bacteria and their catabolic genes) is essential when developing the rhizoremediation into controlled and effective bioremediation practice. Therefore, the need for reliable biomonitoring methods is obvious. The main aims of this thesis were to evaluate the symbiotic G. orientalis - Rhizobium galegae system for rhizoremediation of oil-contaminated soils, to develop molecular methods for biomonitoring, and to apply these methods for studying the microbiology of rhizoremediation. In vitro, Galega plants and rhizobia remained viable in m-toluate concentrations up to 3000 mg/l. Plant growth and nodulation were inhibited in 500 mg/l m-toluate, but were restored when plants were transferred to clean medium. In the greenhouse, Galega showed good growth, nodulation and nitrogen fixation, and developed a strong rhizosphere in soils contaminated with oil or spiked with 2000 mg/l m-toluate. The high aromatic tolerance of R. galegae and the viability of Galega plants in oil-polluted soils proved this legume system to be a promising method for the rhizoremediation of oil-contaminated soils. Molecular biomonitoring methods were designed and/or developed further for bacteria and their degradation genes. A combination of genomic fingerprinting ((GTG)5-PCR), taxonomic ribotyping of 16S rRNA genes and partial 16S rRNA gene sequencing were chosen for molecular grouping of culturable, heterogeneous rhizosphere bacteria. PCR primers specific for the xylE gene were designed for TOL plasmid detection. Amplified enzyme-coding DNA restriction analysis (AEDRA) with AluI was used to profile both TOL plasmids (xylE primers) and, in general, aromatics-degrading plasmids (C230 primers). The sensitivity of the direct monitoring of TOL plasmids in soil was enhanced by nested C23O-xylE-PCR. Rhizosphere bacteria were isolated from the greenhouse and field lysimeter experiments. High genetic diversity was observed among the 50 isolated, m-toluate tolerating rhizosphere bacteria in the form of five major lineages of the Bacteria domain. Gram-positive Rhodococcus, Bacillus and Arthrobacter and gram-negative Pseudomonas were the most abundant genera. The inoculum Pseudomonas putida PaW85/pWW0 was not found in the rhizosphere samples. Even if there were no ecological niches available for the bioaugmentation bacterium itself, its conjugative catabolic plasmid might have had some additional value for other bacterial species and thus, for rhizoremediation. Only 10 to 20% of the isolated, m-toluate tolerating bacterial strains were also able to degrade m-toluate. TOL plasmids were a major group of catabolic plasmids among these bacteria. The ability to degrade m-toluate by using enzymes encoded by a TOL plasmid was detected only in species of the genus Pseudomonas, and the best m-toluate degraders were these Pseudomonas species. Strain-specific differences in degradation abilities were found for P.oryzihabitans and P. migulae: some of these strains harbored a TOL plasmid - a new finding observed in this work, indicating putative horizontal plasmid transfer in the rhizosphere. One P. oryzihabitans strain harbored the pWW0 plasmid that had probably conjugated from the bioaugmentation Pseudomonas. Some P. migulae and P. oryzihabitans strains seemed to harbor both the pWW0- and the pDK1-type TOL plasmid. Alternatively, they might have harbored a TOL plasmid with both the pWW0- and the pDK1-type xylE gene. The breakdown of m-toluate by gram-negative bacteria was not restricted to the TOL pathway. Also some gram-positive Rhodococcus erythropolis and Arthrobacter aurescens strains were able to degrade m-toluate in the absence of a TOL plasmid. Three aspects of the rhizosphere effect of G. orientalis were manifested in oil-contaminated soil in the field: 1) G. orientalis and Pseudomonas bioaugmentation increased the amount of rhizosphere bacteria. G. orientalis especially together with Pseudomonas bioaugmentation increased the numbers of m-toluate utilizing and catechol positive bacteria indicating an increase in degradation potential. 2) Also the bacterial diversity, when measured as the amount of ribotypes, was increased in the Galega rhizosphere with or without Pseudomonas bioaugmentation. However, the diversity of m-toluate utilizing bacteria did not significantly increase. At the community level, by using the 16S rRNA gene PCR-DGGE method, the highest diversity of species was also observed in vegetated soils compared with non-vegetated soils. Diversified communities may best guarantee the overall success in rhizoremediation by offering various genetic machineries for catabolic processes. 3) At the end of the experiment, no TOL plasmid could be detected by direct DNA analysis in soil treated with both G. orientalis and Pseudomonas. The detection limit for TOL plasmids was encountered indicating decreased amount of degradation plasmids and thus, the success of rhizoremediation. The use of G. orientalis for rhizoremediation is unique. In this thesis new information was obtained about the rhizosphere effect of Galega orientalis in BTEX contaminated soils. The molecular biomonitoring methods can be applied for several purposes within environmental biotechnology, such as for evaluating the intrinsic biodegradation potential, monitoring the enhanced bioremediation, and estimating the success of bioremediation. Environmental protection by using nature's own resources and thus, acting according to the principle of sustainable development, would be both economically and environmentally beneficial for society. Keywords: molecular biomonitoring, genetic fingerprinting, soil bacteria, bacterial diversity, TOL plasmid, catabolic genes, horizontal gene transfer, rhizoremediation, rhizosphere effect, Galega orientalis, aerobic biodegradation, petroleum hydrocarbons, BTEX

Ammonia emissions from pig and cattle slurry in the field and utilization of slurry nitrogen in crop production

Volatilization of ammonia (NH3) from animal manure is a major pathway for nitrogen (N) losses that cause eutrophication, acidification, and other environmental hazards. In this study, the effect of alternative techniques of manure treatment (aeration, separation, addition of peat) and application (broadcast spreading, band spreading, injection, incorporation by harrowing) on ammonia emissions in the field and on nitrogen uptake by ley or cereals was studied. The effect of a mixture of slurry and peat on soil properties was also investigated. The aim of this study was to find ways to improve the utilization of manure nitrogen and reduce its release to the environment. Injection into the soil or incorporation by harrowing clearly reduced ammonia volatilization from slurry more than did the surface application onto a smaller area by band spreading or reduction of the dry matter of slurry by aeration or separation. Surface application showed low ammonia volatilization, when pig slurry was applied to tilled bare clay soil or to spring wheat stands in early growth stages. Apparently, the properties of both slurry and soil enabled the rapid infiltration and absorption of slurry and its ammoniacal nitrogen by the soil. On ley, however, surface-applied cattle slurry lost about half of its ammoniacal nitrogen. The volatilization of ammonia from surface-applied peat manure was slow, but proceeded over a long period of time. After rain or irrigation, the peat manure layer on the soil surface retarded evaporation. Incorporation was less important for the fertilizer effect of peat manure than for pig slurry, but both manures were more effective when incorporated. Peat manure applications increase soil organic matter content and aggregate stability. Stubble mulch tillage hastens the effect in surface soil compared with ploughing. The apparent recovery of ammoniacal manure nitrogen in crop yield was higher with injection and incorporation than with surface applications. This was the case for leys as well as for spring cereals, even though ammonia losses from manures applied to cereals were relatively low with surface applications as well. The ammoniacal nitrogen of surface-applied slurry was obviously adsorbed by the very surface soil and remained mostly unavailable to plant roots in the dry soil. Supplementing manures with inorganic fertilizer nitrogen, which adds plant-available nitrogen to the soil at the start of growth, increased the overall recovery of applied nitrogen in crop yields.

Poverty and the Environment : Investment Poverty and the Role of Assets in Generating Welfare for Farmer Households in the Province of Herrera, Panama

Köyhiä maanviljelijöitä on usein syytetty kehitysmaiden ympäristöongelmista. On väitetty, että eloonjäämistaistelu pakottaa heidät käyttämään maata ja muita luonnonvaroja lyhytnäköisesti. Harva asiaa koskeva tutkimus on kuitenkaan tukenut tätä väitettä; perheiden köyhyyden astetta ja heidän aiheuttamaansa ympäristövaikutusta ei ole kyetty kytkemään toisiinsa. Selkeyttääkseen köyhyys-ympäristö –keskustelua, Thomas Reardon ja Steven Vosti kehittivät investointiköyhyyden käsitteen. Se tunnistaa sen kenties suuren joukon maanviljelijäperheitä, jotka eivät ole köyhiä perinteisten köyhyysmittareiden mukaan, mutta joiden hyvinvointi ei ole riittävästi köyhyysrajojen yläpuolella salliakseen perheen investoida kestävämpään maankäyttöön. Reardon ja Vosti korostivat myös omaisuuden vaikutusta perheiden hyvinvointiin, ja uskoivat sen vaikuttavan tuotanto- ja investointipäätöksiin. Tässä tutkimuksessa pyritään vastaamaan kahteen kysymykseen: Miten investointiköyhyyttä voidaan ymmärtää ja mitata? Ja, mikä on viljelijäperheiden omaisuuden hyvinvointia lisäävä vaikutus? Tätä tutkimusta varten haastateltiin 402 maanviljelijäperhettä Väli-Amerikassa, Panaman tasavallan Herreran läänissä. Näiden perheiden hyvinvointia mitattiin heidän kulutuksensa mukaan, ja paikalliset köyhyysrajat laskettiin paikallisen ruoan hinnan mukaan. Herrerassa ihminen tarvitsee keskimäärin 494 dollaria vuodessa saadakseen riittävän ravinnon, tai 876 dollaria vuodessa voidakseen ravinnon lisäksi kattaa muitakin välttämättömiä menoja. Ruoka- eli äärimmäisen köyhyyden rajan alle jäi 15,4% tutkituista perheistä, ja 33,6% oli jokseenkin köyhiä, eli saavutti kyllä riittävän ravitsemuksen, muttei kyennyt kustantamaan muita perustarpeitaan. Molempien köyhyysrajojen yläpuolelle ylsi siis 51% tutkituista perheistä. Näiden köyhyysryhmien välillä on merkittäviä eroavaisuuksia ei vain perheiden varallisuuden, tulojen ja investointistrategioiden välillä, mutta myös perheiden rakenteessa, elinympäristössä ja mahdollisuuksissa saada palveluja. Investointiköyhyyden mittaaminen osoittautui haastavaksi. Herrerassa viljelijät eivät tee investointeja puhtaasti ympäristönsuojeluun, eikä maankäytön kestävyyttä muutenkaan pystytty yhdistämään perheiden hyvinvoinnin tasoon. Siksi investointiköyhyyttä etsittiin sellaisena hyvinvoinnin tasona, jonka alapuolella elävien perheiden parissa tuottavat maanparannusinvestoinnit eivät enää ole suorassa suhteessa hyvinvointiin. Tällaisia investointeja ovat mm. istutetut aidat, lannoitus ja paranneltujen laiduntyyppien viljely. Havaittiin, että jos perheen hyvinvointi putoaa alle 1000 dollarin/henkilö/vuosi, tällaiset tuottavat maanparannusinvestoinnit muuttuvat erittäin harvinaisiksi. Investointiköyhyyden raja on siis noin kaksi kertaa riittävän ravitsemuksen hinta, ja sen ylitti 42,3% tutkituista perheistä. Heille on tyypillistä, että molemmat puolisot käyvät työssä, ovat korkeasti koulutettuja ja yhteisössään aktiivisia, maatila tuottaa paremmin, tilalla kasvatetaan vaativampia kasveja, ja että he ovat kerryttäneet enemmän omaisuutta kuin investointi-köyhyyden rajan alla elävät perheet. Tässä tutkimuksessa kyseenalaistettiin yleinen oletus, että omaisuudesta olisi poikkeuksetta hyötyä viljelijäperheelle. Niinpä omaisuuden vaikutusta perheiden hyvinvointiin tutkittiin selvittämällä, mitä reittejä pitkin perheiden omistama maa, karja, koulutus ja työikäiset perheenjäsenet voisivat lisätä perheen hyvinvointia. Näiden hyvinvointi-mekanismien ajateltiin myös riippuvan monista väliin tulevista tekijöistä. Esimerkiksi koulutus voisi lisätä hyvinvointia, jos sen avulla saataisiin paremmin palkattuja töitä tai perustettaisiin yritys; mutta näihin mekanismeihin saattaa vaikuttaa vaikkapa etäisyys kaupungeista tai se, omistaako perhe ajoneuvon. Köyhimpien perheiden parissa nimenomaan koulutus olikin ainoa tutkittu omaisuuden muoto, joka edisti perheen hyvinvointia, kun taas maasta, karjasta tai työvoimasta ei ollut apua köyhyydestä nousemiseen. Varakkaampien perheiden parissa sen sijaan korkeampaa hyvinvointia tuottivat koulutuksen lisäksi myös maa ja työvoima, joskin monesta väliin tulevasta muuttujasta, kuten tuotantopanoksista riippuen. Ei siis ole automaatiota, jolla omaisuus parantaisi perheiden hyvinvointia. Vaikka rikkailla onkin yleensä enemmän karjaa kuin köyhemmillä, ei tässä aineistossa löydetty yhtään mekanismia, jota kautta karjan määrä tuottaisi korkeampaa hyvinvointia viljelijäperheille. Omaisuuden keräämisen ja hyödyntämisen strategiat myös muuttuvat hyvinvoinnin kasvaessa ja niihin vaikuttavat monet ulkoiset tekijät. Ympäristön ja köyhyyden suhde on siis edelleen epäselvä. Köyhyyden voittaminen vaatii pitkällä tähtäimellä sitä, että viljelijäperheet nousisivat investointiköyhyyden rajan yläpuolelle. Näin heillä olisi varaa alkaa kartuttaa omaisuutta ja investoida kestävämpään maankäyttöön. Tällä hetkellä kuitenkin isolle osalle herreralaisia perheitä tuo raja on kaukana tavoittamattomissa. Miten päästä yli tuhannen dollarin kulutukseen perheenjäsentä kohden, mikäli elintaso ei yllä edes riittävään ravitsemukseen? Ja sittenkin, vaikka hyvinvointi kohenisi, ei ympäristön kannalta parannuksia ole välttämättä odotettavissa, mikäli karjalaumat kasvavat ja eroosioalttiit laitumet leviävät.

Factors affecting farmland prices in Finland

The purpose of the study was to analyse factors affecting the differences in land prices between regions. The key issue was to find out the policy effects on farmland prices. In addition to comprehensive literature review, a theoretical analysis as well as modern panel and spatial econometric techniques were utilized. The study clearly pointed out the importance of taking into account the possible spatial dependence. The data were exceptionally large, comprising more than 6 000 observations. Thus, it allowed a thorough econometric estimation including the possibility to take into account the spatial nature of the data. This study supports the view that there are many other factors that affect farmland prices besides pure agricultural returns. It was also found that the support clearly affects land prices. However, rather than assuming the discount rates for support and market returns to be similar, the rough analysis refers to the discount rate for support being a little lower. If this were true it would indicate that farmers rely more on support income than market returns. The results support the view presented in literature that land values are more responsive to government payments when these payments are perceived to be permanent. An important result of this study is that the structural differences between regions and the structural change in agriculture seemed to have a considerable role in affecting land prices. Firstly, the present structure affects the competition in the land market: the more dense farms are in the region the more there are potential buyers, and the land price increases. Secondly, the change in farm structure (especially in animal husbandry) connected to the policy changes that increase area-based support affects land prices. The effect comes from two sources. Growing farms need more land for the manure, and the proportion of retiring farmers may be lower. The introduction of the manure density variable proved to be an efficient way to aggregate the otherwise very difficult task of taking into account the environmental pressure caused by structural change in animal husbandry. Finally, infrastructure also has a very important role in determining the price level of agricultural land. If other industries are prospering in the surrounding area, agricultural viability also seems to improve. The non-farm opportunities offered to farm families make continuing and developing farming more tempting.

Determinants of farmer retirement and farm succession in Finland

In the past decade, the Finnish agricultural sector has undergone rapid structural changes. The number of farms has decreased and the average farm size has increased when the number of farms transferred to new entrants has decreased. Part of the structural change in agriculture is manifested in early retirement programmes. In studying farmers exit behaviour in different countries, institutional differences, incentive programmes and constraints are found to matter. In Finland, farmers early retirement programmes were first introduced in 1974 and, during the last ten years, they have been carried out within the European Union framework for these programmes. The early retirement benefits are farmer specific and de-pend on the level of pension insurance the farmer has paid over his active farming years. In order to predict the future development of the agricultural sector, farmers have been frequently asked about their future plans and their plans for succession. However, the plans the farmers made for succession have been found to be time inconsistent. This study estimates the value of farmers stated succession plans in predicting revealed succession decisions. A stated succession plan exists when a farmer answers in a survey questionnaire that the farm is going to be transferred to a new entrant within a five-year period. The succession is revealed when the farm is transferred to a suc-cessor. Stated and revealed behaviour was estimated as a recursive Binomial Probit Model, which accounts for the censoring of the decision variables and controls for a potential correlation between the two equations. The results suggest that the succession plans, as stated by elderly farmers in the questionnaires, do not provide information that is significant and valuable in predicting true, com-pleted successions. Therefore, farmer exit should be analysed based on observed behaviour rather than on stated plans and intentions. As farm retirement plays a crucial role in determining the characteristics of structural change in agriculture, it is important to establish the factors which determine an exit from farming among eld-erly farmers and how off-farm income and income losses affect their exit choices. In this study, the observed choice of pension scheme by elderly farmers was analysed by a bivariate probit model. Despite some variations in significance and the effects of each factor, the ages of the farmer and spouse, the age and number of potential successors, farm size, income loss when retiring and the location of the farm together with the production line were found to be the most important determi-nants of early retirement and the transfer or closure of farms. Recently, the labour status of the spouse has been found to contribute significantly to individual retirement decisions. In this study, the effect of spousal retirement and economic incentives related to the timing of a farming couple s early retirement decision were analysed with a duration model. The results suggest that an expected pension in particular advances farm transfers. It was found that on farms operated by a couple, both early retirement and farm succession took place more often than on farms operated by a single person. However, the existence of a spouse delayed the timing of early retirement. Farming couples were found to co-ordinate their early retirement decisions when they both exit through agricultural retirement programmes, but such a co-ordination did not exist when one of the spouses retired under other pension schemes. Besides changes in the agricultural structure, the share and amount of off-farm income of a farm family s total income has also increased. In the study, the effect of off-farm income on farmers retirement decisions, in addition to other financial factors, was analysed. The unknown parameters were first estimated by a switching-type multivariate probit model and then by the simulated maxi-mum likelihood (SML) method, controlling for farmer specific fixed effects and serial correlation of the errors. The results suggest that elderly farmers off-farm income is a significant determinant in a farmer s choice to exit and close down the farm. However, off-farm income only has a short term effect on structural changes in agriculture since it does not significantly contribute to the timing of farm successions.

Sianlihan tuotantoon vaikuttavat tekijät vuosina 1995-2006

Ennen Suomen EU-jäsenyyttä kansallisen maatalouspolitiikan yksi päätavoitteista oli elintarvikeomavaraisuus. Tavoitteen saavuttamiseksi Suomessa oli maatalouspolitiikan osalta käytössä hintatukijärjestelmä, jossa yksi pääasiallisista tuotannon ohjauskeinoista oli tavoitehinnat, joilla valtiovalta pyrki vaikuttamaan tuottajahintoihin. Tavoitehintojen avulla tuottajat pystyivät ennakoimaan tulevan hintatason ja näin siirtämään tuotantoaan taloudellisesti kannattavimpaan suuntaan. Tästä oli kuitenkin seurauksena kotimaisen elintarvikeomavaraisuuden ylittyminen varsinkin eläinkunnan tuotteiden osalta. Vuonna 1994 lihatuotteiden yhteenlaskettu omavaisuus oli 110 prosenttia. Sianlihan osalta omavaisuus oli hieman tätä suurempi, 114 prosenttia. Suomen liityttyä EU:n jäsenmaaksi vuonna 1995 tavoitehinnoista luovuttiin ja samalla tuottajahinnat putosivat. Korvaukseksi tuottajahintojen pudotuksesta tuottajille alettiin maksaa suoria tulotukia. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää mitkä tekijät vaikuttivat sianlihan tuotantopäätöksiin maatalouden muuttuneessa toimintaympäristössä ja miten yhteisen maatalouspolitiikan uudistukset vaikuttivat sianlihan tarjontaan. Tutkimuksen tarkasteluaikavälinä olivat vuodet 1995 2006. Tutkimuksen tavoitteena oli myös tuotantoon vaikuttavien tekijöiden pohjalta ennustaa sianlihan tuotantoa vuoteen 2013. Tuotantopäätöksiin vaikuttavia tekijöitä tarkasteltiin regressio-analyysin avulla, jotta saataisiin selville sianlihan tuotantoa parhaiten selittävät tekijät. Tutkimuksen aikasarja-aineisto poimittiin maa- ja metsätalousministeriön tietopalvelukeskuksen (Tike:n) ja tilastokeskuksen julkaisemista ja ylläpitämistä tilastoista. Sianlihan tuotantoon vaikuttavien tekijöiden ennusteisiin tutkimuksessa käytettiin sekä kansainvälisten että kotimaisten taloustutkimuslaitosten ja organisaatioiden ennusteita. Tutkimuksen teoreettinen viitekehys muodostui yrityksen teoriasta, tarjontateoriasta ja aikavälin merkityksestä tarjontaan. Tuotantomallin estimoinnin tuloksena sianlihan tuotantoon vaikuttivat vuosien 1996 2006 aikana sianlihan tuotannon tuottavuuden kasvua kuvaava teknologiamuuttuja, neljällä neljänneksellä viivästetty sianlihan tuottajahinta ja tuotantotuet yhteenlaskettuna, kolmella neljänneksellä viivästetty vehnän tuottajahinta, kahdeksalla neljänneksellä viivästetty sianlihan tuotanto, kahdella neljänneksellä viivästetty porsaan välityshinta ja kuudella neljänneksellä viivästetty investointituet. Sianlihan tuotantomallin selitysasteeksi saatiin 0,91. Estimoidulla tuotantomallilla ennustettiin sianlihan tuotannon kehitystä vuosina 2007 2013. Perusskenaariossa tuotannon ennustettiin muuttuvan vuodesta 2007 eteenpäin samalla tavalla kuin vuosina 1995 2006 keskimäärin. Perusskenaarion lisäksi tuotantomallilla simuloitiin tuotantotukien ja investointitukien dekoplauksen vaikutusta sianlihan tuotantoon. Tuotantotukien dekoplauksen myötä sianlihan tuotanto laskisi 177 milj. kiloon vuonna 2009, mutta nousisi 193 milj. kiloon vuonna 2013. Investointitukien dekoplauksen myötä tuotanto laskisi 176 milj. kiloon vuonna 2009 ja nousisi vuoteen 2013 mennessä 191 milj. kiloon. Suurimman pudotuksen aiheutti kuitenkin vehnän tuottajahinnan nousu vuosien 2006 ja 2007 aikana, jonka seurauksena sianlihan tuotanto laskisi jo vuonna 2008 180 milj. kiloon.

Suomen maatalouden tuottamat kasvihuonekaasujen päästöt eri politiikkaskenaarioissa

Climate change is the single biggest environmental problem in the world at the moment. Although the effects are still not fully understood and there is considerable amount of uncertainty, many na-tions have decided to mitigate the change. On the societal level, a planner who tries to find an eco-nomically optimal solution to an environmental pollution problem seeks to reduce pollution from the sources where reductions are most cost-effective. This study aims to find out how effective the instruments of the agricultural policy are in the case of climate change mitigation in Finland. The theoretical base of this study is the neoclassical economic theory that is based on the assumption of a rational economic agent who maximizes his own utility. This theoretical base has been widened towards the direction clearly essential to the matter: the theory of environmental eco-nomics. Deeply relevant to this problem and central in the theory of environmental economics are the concepts of externalities and public goods. What are also relevant are the problems of global pollution and non-point-source pollution. Econometric modelling was the method that was applied to this study. The Finnish part of the AGMEMOD-model, covering the whole EU, was used for the estimation of the development of pollution. This model is a seemingly recursive, partially dynamic partial-equilibrium model that was constructed to predict the development of Finnish agricultural production of the most important products. For the study, I personally updated the model and also widened its scope in some relevant matters. Also, I devised a table that can calculate the emissions of greenhouse gases according to the rules set by the IPCC. With the model I investigated five alternative scenarios in comparison to the base-line scenario of Agenda 2000 agricultural policy. The alternative scenarios were: 1) the CAP reform of 2003, 2) free trade on agricultural commodities, 3) technological change, 4) banning the cultivation of organic soils and 5) the combination of the last three scenarios as the maximal achievement in reduction. The maximal achievement in the alternative scenario 5 was 1/3 of the level achieved on the base-line scenario. CAP reform caused only a minor reduction when com-pared to the base-line scenario. Instead, the free trade scenario and the scenario of technological change alone caused a significant reduction. The biggest single reduction was achieved by banning the cultivation of organic land. However, this was also the most questionable scenario to be real-ized, the reasons for this are further elaborated in the paper. The maximal reduction that can be achieved in the Finnish agricultural sector is about 11 % of the emission reduction that is needed to comply with the Kyoto protocol.

Contested Lands: Land Disputes in Semi-Arid Parts of Northern Tanzania : Case Studies of the Loliondo and Sale Divisions

This study Contested Lands: Land disputes in semi-arid parts of northern Tanzania. Case Studies of the Loliondo and Sale Division in the Ngorongoro District concentrates on describing the specific land disputes which took place in the 1990s in the Loliondo and Sale Divisions of the Ngorongoro District in northern Tanzania. The study shows the territorial and historical transformation of territories and property and their relation to the land disputes of the 1990s'. It was assumed that land disputes have been firstly linked to changing spatiality due to the zoning policies of the State territoriality and, secondly, they can be related to the State control of property where the ownership of land property has been redefined through statutory laws. In the analysis of the land disputes issues such as use of territoriality, boundary construction and property claims, in geographical space, are highlighted. Generally, from the 1980s onwards, increases in human population within both Divisions have put pressure on land/resources. This has led to the increased control of land/resource, to the construction of boundaries and finally to formalized land rights on village lands of the Loliondo Division. The land disputes have thus been linked to the use of legal power and to the re-creation of the boundary (informal or formal) either by the Maasai or the Sonjo on the Loliondo and Sale village lands. In Loliondo Division land disputes have been resource-based and related to multiple allocations of land or game resource concessions. Land disputes became clearly political and legal struggles with an ecological reference.Land disputes were stimulated when the common land/resource rights on village lands of the Maasai pastoralists became regulated and insecure. The analysis of past land disputes showed that space-place tensions on village lands can be presented as a platform on which spatial and property issues with complex power relations have been debated. The reduction of future land disputes will succeed only when/if local property rights to land and resources are acknowledged, especially in rural lands of the Tanzanian State.