Productivity and quality, competition and facilitation of chicory in ryegrass/legume-based pastures under various nitrogen supply levels

Traditional perennial ryegrass-white clover mixtures have limitations in combined productivity and quality that herbs like chicory may alleviate. This study examined the consequences on productivity and quality of as well as competition and facilitation after introducing chicory into varies ryegrass-legume-based pastures in a field study over 3 consecutive growing seasons. A cultivar of chicory, suitable for grazing, in pure stand was found to out-yield a pure stand ryegrass in terms of dry matter and nitrogen (N) accumulation but was found to yield similar to mixture of chicory and ryegrass. The inclusion of chicory, increased N accumulation per area unit irrespective of associated leguminous species but had no effect (P>0.05) on the combined dry matter yield of these mixtures as compared to the chicory-ryegrass mixture. Chicory was not found to co-exist well with associated fodder legumes but it co-existed well with perennial ryegrass. Determined by a direct 15N plant labelling technique, chicory transferred little N to associated legumes and under moderate soil N conditions it almost out-competed the white clover whereas lucerne was able to withstand the competition with birdsfoot trefoil as intermediate. Chicory and ryegrass did exchange N amounting to less than 5% of the receiver plants’ N economy whereas the N transfer from the N-rich lucerne constituted 15% of the associated ryegrass’ N economy but less (P<0.05) of the chicory’s N economy. These differences are ascribed to the species’ root morphology and root zonation. Chicory accumulated large amounts of calcium, potassium, sodium and zinc but significant less of magnesium and manganese, irrespective of the N supply. In the case of sodium it was a short-term effect whereas calcium and possibly also sulphur, copper and zinc accumulation increased over time. It is concluded that chicory may improve the management of intensive dairy farms with a large N surplus because of the increase in productivity per unit area and N uptake efficiency and add significant improvements of the quality of the forage

Økologisk oksekødsproduktion baseret på tyrekalve fra malkekvægsbesætninger

Sammendrag Baggrund og formål Foreliggende rapport belyser økologisk oksekødsproduktion baseret på tyrekalve fra malkekvægsbedrifter og består dels af en analyse af interview og spørgeskemaundersøgelse blandt økologiske landmænd og dels af et litteraturstudie og modelberegninger. Tyrekalve fra økologiske malkekvægsbedrifter sælges ofte til konventionelle bedrifter, men indtil nu har der ikke foreligget konkrete data om, hvor mange og hvorfor økologiske tyrekalve sælges. Salget af økologiske tyrekalve kan anses som et etisk problem, idet økologisk jordbrug skal tilstræbe en produktion baseret på et helhedssyn. Det overordnede formål med rapporten er, at bidrage med viden omkring økologisk oksekødsproduktion baseret på tyrekalve samt at belyse faktorer, der påvirker direkte og indirekte salget af tyrekalve fra de økologiske besætninger. Det er gjort ved at belyse, (1) i hvilket omfang økologiske tyrekalve sælges fra bedriften og (2) at belyse faktorer, der for nuværende virker begrænsende for produktionen af kalve, ungtyre og stude, herunder holdnings- og driftsmæssige faktorer. For at belyse perspektiverne for at fremme økologisk oksekødsproduktion baseret på tyrekalve er det desuden formålet med rapporten (3) at analysere drifts- og markedsmæssige forhold af oksekødsproduktion i praksis samt udfra modeller suppleret med et omfattende litteraturstudie af udvalgte produktionsmæssige forhold. Metode 10 økologiske mælkeproducenter deltog i en interviewundersøgelse (februar 1999), og en spørgeskemaundersøgelse omfattede alle økologiske mælkeproducenter i Danmark (n=671) samt 168 økologiske planteavlere (oktober 1999). 394 skemaer blev returneret (svarprocent: 48%). Interviewet og spørgeskemaet omfattede generelle bedriftsoplysninger, holdningsspørgsmål vedrørende salget af tyrekalvene samt spørgsmål om produktionen af slagtekalve, ungtyre og/eller stude. På baggrund af litteraturen er der opstillet modeller for økologisk studeproduktion baseret på afgræsning på hhv. kløvergræs og vedvarende græs og relevante problemstillinger som afgræsningsstrategi, kastration og slutfedning er diskuteret. Modeller anvendes til en beregning af dækningsbidraget af økologisk stude- og ungtyreproduktion på 6 malkekvægsbesætninger, som inkluderer bedriftsdata vedrørende bl.a. foderomkostninger (kapitel 3). Status over salget af tyrekalve Resultaterne fra spørgeskemaundersøgelsen viser, at 71% af de økologiske mælkeproducenter enten sælger alle tyrekalve til videre opfedning eller afliver kalvene mens 29% opfeder nogle eller alle tyrekalve på deres bedrift. Opgjort i antal kalve sælges 66% af alle økologiske tyrekalve til konventionelle bedrifter, 6% sælges til andre økologiske bedrifter, 8% aflives og 20% opfedes på økologiske mælkebedrifter. Tyrekalvene blev typisk solgt til konventionel opfedning ved en alder på 5 uger og i en alder af 12 uger sælges de til økologisk opfedning. De primære årsager til salget af tyrekalvene er manglende staldplads, forventet dårlig økonomi i økologisk oksekødsproduktion samt mangel på eget foder, men 59% af landmændene, der sælger alle tyrekalvene, udtrykker et ønske om, at beholde kalvene på egen bedrift. Generelt syntes de adspurgte landmænd, at det er et problem for dansk økologisk jordbrug, at tyrekalvene ikke opfedes på økologiske bedrifter. Bedrifter, der beholder tyrekalve Ud af en række årsager angives et ønske om en helhedsorienteret produktion som den primære årsag til at tyrekalvene beholdes på bedriften. En typisk malkekvægsbedrift med opfedning af tyrekalvene har en lavere belægningsgrad (0.73 årskøer/ha) end de øvrige malkekvægsbedrifter (0.81 årskøer/ha) samt større arealer med vedvarende græs. Hver 2. malkekvægsbedrift med Jerseykøer opfeder tyrekalve, hvorimod det kun er hver 4-5 bedrift med SDM og RDM, der opfeder tyrekalve. Beskrivelse af oksekødsproduktion på malkekvægsbedrifterne På de 96 malkekvægsbedrifter med oksekødsproduktion baseret på tyrekalve, som besvarede skemaet, er produktionen baseret på stude på 61% af bedrifterne, ungtyre på 5% og kalve på 19% af bedrifterne. På de resterende bedrifter var der en blanding af de tre typer. Der var gns. 27 ± 25 stude og/eller 14 ± 13 ungtyre på bedrifterne. Tyrekalvene beholdes på bedrifterne, fordi de er en del af produktionen. Mulighed for anvendelse af store mængder grovfoder og afgræsning på vedvarende græs angives som væsentligste årsag til at studeproduktion foretrækkes, mens ungtyre afvises primært pga. problemer med at have ungtyre i nærheden af kvierne. Studeproduktion På 89 bedrifter blev der produceret stude med en gns. forventet afsætning på 18 ± 15 pr. bedrift i 2000. Udfra spørgeskemaet angives, at der anvendes klemning på 59% og blodig kastration på 37% af bedrifterne ved en gns. alder på knap 4 ± 1.5 måneder. Marginale græsningsarealer anvendes på 75% af alle bedrifterne, primært til 2.års dyr. Slutfedning gennemføres på 69% af bedrifterne med gns. 3.6 ± 1.2 kg korn og varer i gns. 2.7 ± 0.9 måneder. Levende vægt ved slagtning for stude ligger på gns. 539 ± 114 kg ved en alder af 24.6 ± 3.5 måneder. Der er ingen nævneværdige sundhedsmæssige problemer, dog nævnes parasitproblemer i forbindelse med studeproduktion. Oksekødsproduktion på planteavlsbedrifter På de 43 plantebedrifter blev der produceret ungtyre på 36% af bedrifterne og stude på 38%.På 49% af de 43 planteavlsbedrifter med oksekødsproduktion var produktionen baseret på ungtyre af malkerace. Produktionen findes primært hos deltidslandmænd, som ofte kombinerer studeproduktionen med andre dyrehold. De primære årsager til at have en oksekødsproduktion er et ønske om at have dyr på bedriften, for at udnytte kløvergræsarealer samt for at udnytte staldkapacitet. Beskrivelse af økologisk studeproduktion ud fra modeller og litteraturstudie Stude slagtes typisk 16-30 måneder gamle ved en levende vægt på 500-650 kg. En sammenligning af blodig kastration og klemning ved et litteraturstudie tyder på, at klemning er den mest skånsomme metode, men der er stadig tvivl på området. Generelt giver en kastration tidligt i dyrets liv den bedste tilvækst efter indgrebet og det laveste stressniveau. Litteraturstudiet tyder på, at en slutfedning på 2-4 måneder med en daglig tilvækst på minimum 900 g er tilstrækkelig til at opnå en form-klassificering på 4 (EUROP-skala). Slagtevægten er også afgørende for formklassificeringen og fedningsgraden, idet begge klassificeringer øges med stigende slagtevægt. Produktionssystemer med afgræsning på sædskiftearealer kontra vedvarende græs sammenlignes mht. foderforbrug og økonomi. Ved en afgræsning på sædskiftearealer kan der opnås en optagelse i græs på 54% af den samlede energioptagelse, mens det kun er 30% ved afgræsning på vedvarende græs. Det er en væsentlig årsag til at afgræsning på sædskiftegræs øger dækningsbidraget med 600 kr./stud i forhold til afgræsning af vedv. græs beregnet udfra modeller med stykomkostninger på eget foder. Dækningsbidraget med alternativ værdi på sædskifteareal (lerjord) er på 1200 kr./stud uanset afgræsning på sædskifteareal eller vedv. græs. På sandjord er dækningsbidraget på 2350 og 2700 kr/stud ved afgræsning på hhv. vedv. græs og sædskiftegræs. Dækningsbidraget pr. ha sædskiftejord er 5900 kr. ved afgræsning på vedv. græs, hvilket er 300 kr. højere end ved afgræsning på sædskiftegræs. En sammenligning med andre driftsgrene viser, at dækningsbidraget pr. ha er 30% højere ved dyrkning af vårbyg og 130% højere ved mælkeproduktion end ved studeproduktion. Muligheder for at fremme produktionen af økologisk oksekød baseret på tyrekalve En dårlig økonomi i økologisk oksekødsproduktion anses for et generelt problem blandt landmændene. Faktorer, der kan forbedre økonomien vil derfor muligvis kunne fremme produktionen af økologisk oksekød. Beregningerne bekræfter, at det er stude frem for ungtyre, der pt. kan give det bedste økonomiske afkast under de givne forudsætninger. Præmier (28%) og den økologiske merpris (18%) udgør en stor del af bruttoudbyttet. En tilrettelæggelse af produktionen, som udnytter præmier og merpris optimalt er således væsentligt. Produktion af krydsningsdyr med kødrace er en af mulighederne for at øge indtægten. Økologisk oksekødsproduktion kan givetvis øges ved en bedre dokumentation af studeproduktion, både ved modelberegninger samt ved gårdstudier, samt en udvikling af produktionssystemet og den biologiske viden til optimering heraf. Mangel på foder og staldkapacitet hos mælkeproducenterne er andre faktorer, som ligger til grunde for salget af tyrekalvene. En del økologiske planteavlere ønsker at have dyr på bedriften og er tilsyneladende interesseret i et samarbejde med mælkeproducenter. Der ligger således et potentiale i samarbejdet mellem mælkeproducenter og planteavlere, for at kunne udnytte ressourcerne i form af tyrekalve, foder, staldkapacitet og husdyrgødning på økologiske gårde bedst muligt. For planteavleren kan et begrænset husdyrhold betyde en forøget udnyttelse af kløvergræs, brak og spildprodukter fra planteproduktionen. Desuden vil studene kunne bidrage til næringsstofforsyningen

Recurring dynamically-induced thinning during 1985-2010 on Upernavik Isstrøm, West Greenland

This is the publisher's version, also available electronically from "http://onlinelibrary.wiley.com".1] Many glaciers along the southeast and northwest coasts of Greenland have accelerated, increasing the ice sheet's contribution to global sea-level rise. In this article, we map elevation changes on Upernavik Isstrøm (UI), West Greenland, during 2003to 2009 using high-resolution ice, cloud and land elevation satellite laser altimeter data supplemented with altimeter surveys from NASA's Airborne Topographic Mapper during 2002 to 2010. To assess thinning prior to 2002, we analyze aerial photographs from 1985. We document at least two distinct periods of dynamically induced ice loss during 1985 to 2010 characterized by a rapid retreat of the calving front, increased ice speed, and lowering of the ice surface. The first period occurred before 1991, whereas the latter occurred during 2005 to 2009. Analyses of air and sea-surface temperature suggest a combination of relatively warm air and ocean water as a potential trigger for the dynamically induced ice loss. We estimate a total catchment-wide ice-mass loss of UI caused by the two events of 72.3 ± 15.8 Gt during 1985 to 2010, whereas the total melt-induced ice-mass loss during this same period is 19.8 ± 2.8 Gt. Thus, 79% of the total ice-mass loss of the UI catchment was caused by ice dynamics, indicating the importance of including dynamically induced ice loss in the total mass change budget of the Greenland ice sheet

In-orbit aerodynamic coefficient measurements using SOAR (Satellite for Orbital Aerodynamics Research)

The Satellite for Orbital Aerodynamics Research (SOAR) is a CubeSat mission, due to be launched in 2021, to investigate the interaction between different materials and the atmospheric flow regime in very low Earth orbits (VLEO). Improving knowledge of the gas–surface interactions at these altitudes and identification of novel materials that can minimise drag or improve aerodynamic control are important for the design of future spacecraft that can operate in lower altitude orbits. Such satellites may be smaller and cheaper to develop or can provide improved Earth observation data or communications link-budgets and latency. In order to achieve these objectives, SOAR features two payloads: (i) a set of steerable fins which provide the ability to expose different materials or surface finishes to the oncoming flow with varying angle of incidence whilst also providing variable geometry to investigate aerostability and aerodynamic control; and (ii) an ion and neutral mass spectrometer with time-of-flight capability which enables accurate measurement of the in-situ flow composition, density, velocity. Using precise orbit and attitude determination information and the measured atmospheric flow characteristics the forces and torques experienced by the satellite in orbit can be studied and estimates of the aerodynamic coefficients calculated. This paper presents the scientific concept and design of the SOAR mission. The methodology for recovery of the aerodynamic coefficients from the measured orbit, attitude, and in-situ atmospheric data using a least-squares orbit determination and free-parameter fitting process is described and the experimental uncertainty of the resolved aerodynamic coefficients is estimated. The presented results indicate that the combination of the satellite design and experimental methodology are capable of clearly illustrating the variation of drag and lift coefficient for differing surface incidence angle. The lowest uncertainties for the drag coefficient measurement are found at approximately 300 km, whilst the measurement of lift coefficient improves for reducing orbital altitude to 200 km

A review of gas-surface interaction models for orbital aerodynamics applications

Renewed interest in Very Low Earth Orbits (VLEO) - i.e. altitudes below 450 km - has led to an increased demand for accurate environment characterisation and aerodynamic force prediction. While the former requires knowledge of the mechanisms that drive density variations in the thermosphere, the latter also depends on the interactions between the gas-particles in the residual atmosphere and the surfaces exposed to the flow. The determination of the aerodynamic coefficients is hindered by the numerous uncertainties that characterise the physical processes occurring at the exposed surfaces. Several models have been produced over the last 60 years with the intent of combining accuracy with relatively simple implementations. In this paper the most popular models have been selected and reviewed using as discriminating factors relevance with regards to orbital aerodynamics applications and theoretical agreement with gas-beam experimental data. More sophisticated models were neglected, since their increased accuracy is generally accompanied by a substantial increase in computation times which is likely to be unsuitable for most space engineering applications. For the sake of clarity, a distinction was introduced between physical and scattering kernel theory based gas-surface interaction models. The physical model category comprises the Hard Cube model, the Soft Cube model and the Washboard model, while the scattering kernel family consists of the Maxwell model, the Nocilla-Hurlbut-Sherman model and the Cercignani-Lampis-Lord model. Limits and assets of each model have been discussed with regards to the context of this paper. Wherever possible, comments have been provided to help the reader to identify possible future challenges for gas-surface interaction science with regards to orbital aerodynamic applications

Intake design for an Atmosphere-Breathing Electric Propulsion System (ABEP)

Challenging space missions include those at very low altitudes, where the atmosphere is source of aerodynamic drag on the spacecraft. To extend the lifetime of such missions, an efficient propulsion system is required. One solution is Atmosphere-Breathing Electric Propulsion (ABEP) that collects atmospheric particles to be used as propellant for an electric thruster. The system would minimize the requirement of limited propellant availability and can also be applied to any planetary body with atmosphere, enabling new missions at low altitude ranges for longer times. IRS is developing, within the H2020 DISCOVERER project, an intake and a thruster for an ABEP system. The article describes the design and simulation of the intake, optimized to feed the radio frequency (RF) Helicon-based plasma thruster developed at IRS. The article deals in particular with the design of intakes based on diffuse and specular reflecting materials, which are analysed by the PICLas DSMC-PIC tool. Orbital altitudes and the respective species based on the NRLMSISE-00 model (O, , , He, Ar, H, N) are investigated for several concepts based on fully diffuse and specular scattering, including hybrid designs. The major focus has been on the intake efficiency defined as , with the incoming particle flux, and the one collected by the intake. Finally, two concepts are selected and presented providing the best expected performance for the operation with the selected thruster. The first one is based on fully diffuse accommodation yielding to and the second one based on fully specular accommodation yielding to . Finally, also the influence of misalignment with the flow is analysed, highlighting a strong dependence of in the diffuse-based intake while, for the specular-based intake, this is much lower finally leading to a more resilient design while also relaxing requirements of pointing accuracy for the spacecraft

Study on hydro-kinematic characteristics of green water over different fixed decks using immersed boundary method

An immersed boundary method is applied to simulate the green water over a fixed deck by combining a level set method for the free water surface capturing. An efficient Navier-Stokes equation solver of second-order accuracy adopting the fractional step method at a staggered Cartesian grid system is used to solve the incompressible fluid motion. The numerical model is validated by comparing extensively the wave elevation and pressure with the experimental data for two types of fixed decks, which suggests that the developed immersed boundary method coupled with the level set method is very promising to predict green water problems due to its accuracy and efficiency. Furthermore, the cross-sectional velocity distribution over the deck, which is an important parameter in the industrial application, is computed and compared to the analytical Ritter's solution. It is found that Ritter's solution is much more conservative than the numerical simulations, which confirms the safe application of the simplified analytical solution in the current design practise. Volume of green water over the deck that affects the stability of deck is also tracked. The numerical results reveal that the amount of green water over both the two types of fixed decks shows a linear relationship with the relative wave height. This important finding may be very helpful for the prediction of deck elevation under a certain wave condition to reduce the occurrence of green water event