Korjuurytmityksen ja lannoituskäytännön vaikutus säilörehunurmen satopotentiaaliin ja ravinnetaseisiin Pohjois-Suomessa

Säilörehunurmen satotasot ovat kasvaneet kehittyvillä nautakarjatiloilla suuresti, kun tilat ovat tehostaneet nurmentuotantoaan tuotantokustannusten alentamiseksi. Esimerkiksi maitotiloilla on nurmirehun osuus maidon tuotantokustannuksesta vähintään 15-20 %. Nurmikasvilajien- ja lajikkeiden jalostus on myös onnistunut viime vuosina tuottamaan eri korjuustrategioihin soveltuvia, huomattavasti vanhoja lajikkeita satoisampia uutuuksia. Nurmenviljelyyn vahvasti keskittyvät tilat huomioivat valitsemansa korjuustrategian vaatimukset lajikeseosvalinnoissa ja riittävässä ja oikea-aikaisessa lannoittamisessa. Yli 10 000 kg ha-1 lohkokohtaiset kuiva-ainesadot ovat jo melko yleisiä (Nurmen satokilpailun tulokset 2012, Leipä Leveämmäksi 3/2012, s. 28-29). Ympäristötuen ehtojen mukainen lannoitus ei välttämättä riitä korvaamaan hyväsatoisen nurmen ravinteidenkäyttöä, vaan maan ravinnereservit kuluvat nopeasti

Automated detection of artefacts in neonatal EEG with residual neural networks

Background and objective: To develop a computational algorithm that detects and identifies different arte-fact types in neonatal electroencephalography (EEG) signals. Methods: As part of a larger algorithm, we trained a Residual Deep Neural Network on expert human annotations of EEG recordings from 79 term infants recorded in a neonatal intensive care unit (112 h of 18-channel recording). The network was trained using 10 fold cross validation in Matlab. Artefact types included: device interference, EMG, movement, electrode pop, and non-cortical biological rhythms. Per-formance was assessed by prediction statistics and further validated on a separate independent dataset of 13 term infants (143 h of 3-channel recording). EEG pre-processing steps, and other post-processing steps such as averaging probability over a temporal window, were also included in the algorithm. Results: The Residual Deep Neural Network showed high accuracy (95%) when distinguishing periods of clean, artefact-free EEG from any kind of artefact, with a median accuracy for individual patient of 91% (IQR: 81%-96%). The accuracy in identifying the five different types of artefacts ranged from 57%-92%, with electrode pop being the hardest to detect and EMG being the easiest. This reflected the proportion of artefact available in the training dataset. Misclassification as clean was low for each artefact type, ranging from 1%-11%. The detection accuracy was lower on the validation set (87%). We used the algorithm to show that EEG channels located near the vertex were the least susceptible to artefact. Conclusion: Artefacts can be accurately and reliably identified in the neonatal EEG using a deep learning algorithm. Artefact detection algorithms can provide continuous bedside quality assessment and support EEG review by clinicians or analysis algorithms. (c) 2021 Elsevier B.V. All rights reserved.Peer reviewe

Inferior parietal lobule and early visual areas support elicitation of individualized meanings during narrative listening

Introduction: When listening to a narrative, the verbal expressions translate into meanings and flow of mental imagery. However, the same narrative can be heard quite differently based on differences in listeners' previous experiences and knowledge. We capitalized on such differences to disclose brain regions that support transformation of narrative into individualized propositional meanings and associated mental imagery by analyzing brain activity associated with behaviorally assessed individual meanings elicited by a narrative. Methods: Sixteen right-handed female subjects were instructed to list words that best described what had come to their minds while listening to an eight-minute narrative during functional magnetic resonance imaging (fMRI). The fMRI data were analyzed by calculating voxel-wise intersubject correlation (ISC) values. We used latent semantic analysis (LSA) enhanced with Wordnet knowledge to measure semantic similarity of the produced words between subjects. Finally, we predicted the ISC with the semantic similarity using representational similarity analysis. Results: We found that semantic similarity in these word listings between subjects, estimated using LSA combined with WordNet knowledge, predicting similarities in brain hemodynamic activity. Subject pairs whose individual semantics were similar also exhibited similar brain activity in the bilateral supramarginal and angular gyrus of the inferior parietal lobe, and in the occipital pole. Conclusions: Our results demonstrate, using a novel method to measure interindividual differences in semantics, brain mechanisms giving rise to semantics and associated imagery during narrative listening. During listening to a captivating narrative, the inferior parietal lobe and early visual cortical areas seem, thus, to support elicitation of individual meanings and flow of mental imagery.Peer reviewe

Electrochemical reactions of catechol, methylcatechol and dopamine at tetrahedral amorphous carbon (ta-C) thin film electrodes

The electrochemical reactions of dopamine, catechol and methylcatechol were investigated at tetrahedral amorphous carbon (ta-C) thin film electrodes. In order to better understand the reaction mechanisms of these molecules, cyclic voltammetry with varying scan rates was carried out at different pH values in H2SO4 and PBS solutions. The results were compared to the same redox reactions taking place at glassy carbon (GC) electrodes. All three catechols exhibited quasi-reversible behavior with sluggish electron transfer kinetics at the ta-C electrode. At neutral and alkaline pH, rapid coupled homogeneous reactions followed the oxidation of the catechols to the corresponding o-quinones and led to significant deterioration of the electrode response. At acidic pH, the extent of deterioration was considerably lower. All the redox reactions showed significantly faster electron transfer kinetics at the GC electrode and it was less susceptible toward surface passivation. An EC mechanism was observed for the oxidation of dopamine at both ta-C and GC electrodes and the formation of polydopamine was suspected to cause the passivation of the electrodes.Authors wish to acknowledge the financial support by the Finnish Parkinson Foundation (T.P.), the Finnish Funding Agency for Innovation (grant number 211488) (T.P., S.S. and T.L.), the Academy of Finland (grant number 285015) (T.L.) and MINECO project CTQ2013-44083-P (J.F.M.)

Kaivosten stressitestit 2013

Talvivaaran kaivoksella marraskuussa 2012 sattuneen vesistövahingon jälkeen Suomen hallitus päätti, että kaivoksille tehdään stressitestit. Ympäristöministeriö asetti tammikuussa 2013 kaivosten ympäristöturvallisuus -viranomaistyöryhmän (KYTU), jonka tehtävänä oli arvioida viranomaisten tehtäviä, toimivaltaa, ohjauskeinoja ja yhteistyötä kaivosten ympäristövahinkojen ehkäisemisen kannalta. Eräänä työkaluna KYTU-työryhmällä oli kaivosten stressitestit. Stressitestauksen ensimmäisessä vaiheessa kaivokset arvioivat itse toimintaansa kysymyslomakkeen avulla. Tämän jälkeen ympäristöministeriön nimeämä asiantuntijaryhmä kävi läpi kaivosten itsearvioinnit ja antoi niistä palautetta. Stressitestien kysymyslomakkeessa oli kuvattu seitsemän riskitilannetta, joihin liittyi yhteensä 15 kysymystä. Testattaviksi riskitilanteiksi valittiin mm. poikkeuksellisen suuri sadanta, joka vaikeuttaa vesien käsittelyä, varastointia ja poisjohtamista sekä patoaltaiden rakenteet, jotka eivät kestä poikkeuksellisen suuren vesimäärän aiheuttamaa rasitusta. Stressitestikysely lähetettiin 21 kaivokselle ja rikastamolle. Testattavaksi tulivat kaikki metallimalmikaivokset ja metallimalmirikastamot sekä niiden lisäksi myös muutamia teollisuusmineraalikaivoksia ja -rikastamo sekä karbonaattikaivoksia, jotka käsittelevät runsaasti kemikaaleja tai joiden jäte- tai vesiallaspadot voisivat onnettomuuden sattuessa aiheuttaa vaaraa ihmiselle tai ympäristölle. Vastaukset saatiin asetettuun määräaikaan mennessä 20 kohteesta. Vastaukset sisälsivät myös kuvauksia olemassa olevista hyvistä käytännöistä ja kehittämisehdotuksia. Stressitestin perusteella esitettyihin poikkeustilanteisiin on kokonaisuudessaan paneuduttu ja varauduttu kaivoksilla suhteellisen hyvin. Erityisesti patorakenteiden valvonta, pato- ja pohjavaurioiden hätäkorjaukseen varautuminen, haitallisten päästöjen tunnistaminen, sähkökatkoksiin ja ilkivaltaan varautuminen sekä poikkeustilanteista tiedottaminen tuntuivat olevan lähes kaikilla hyvin hallinnassa. Sen sijaan vesien hallinnassa, pohjarakenteiden valvonnassa, poikkeuksellisten päästöjen havaitsemisessa ja hallinnassa sekä kaivannaisjätteiden kemiallisen muuttumisen tunnistamisessa, ymmärtämisessä ja tarkkailussa oli puutteita. Vesimäärien hallinnassa on tärkeää ennakointi mm. sää- ja vesistöennusteiden sekä säähavaintojen perusteella. Vara-allaskapasiteettia tulee olla riittävästi, ettei tulva- yms. tilanteissa jää ylimääräisen veden ainoaksi hallintakeinoksi vesien juoksuttaminen vesistöön. Vaatimus prosessinomaisesta vedenpuhdistuksesta olisi tarpeen etenkin uusia kaivoksia luvitettaessa. Jokaisella toimijalla tulisi olla käytössään toimivat varajärjestelmät pato- ja pohjavuotojen varalle. Tarkkailuun on suositeltavaa sisällyttää pato- ja pohjarakenteiden toimivuuden valvomiseksi suotoveden määrän seurannan ohella kemiallisen laadun seurantaa ja lisätä pohjaveden laadun tarkkailua jätealtaan tai haitallisia aineita sisältävien vesialtaiden ympäristöstä. Uusien jätealtaiden pohjarakenteiden valvontaan tulee kehittää ja ottaa käyttöön päivittäisten tarkkailukierrosten lisäksi ennakoivia seurantajärjestelmiä, joilla mahdolliset kalvojen rikkoontumiset ja vuodot voidaan havaita varhain. Tässä raportissa esitettyjen yleisten ja kaivoskohtaisten huomioiden sekä kaivosten omissa vastauksissa esiintuotujen parantamisehdotusten tarkastelua suositellaan hyödynnettäväksi kaivosten omien kehittämissuunnitelmien sekä viranomaisyhteistyössä käytävien keskustelujen pohjana

Towards a breakthrough in nutrient recycling : State-of-the-art and recommendations for developing policy instruments in Finland

The report has been complemented on 11.9.2018This report describes the state-of-the-art in phosphorus and nitrogen recycling in Finland and looks at basic data on the volumes and geographical distribution of biomasses and their nutrients. Based on this data, the report makes proposals for measures aiming to promote nutrient recycling. This report was prepared collaboratively by experts at the institutions making up the Finnish Partnership for Research on Natural Resources and the Environment (LYNET) to underpin a national action plan on nutrient recycling. Of all sectors in Finland, agriculture is the largest user and recycler of phosphorus and nitrogen. Different biomasses contain an annual total of approximately 26,000 t of recyclable phosphorus, which exceeds the fertilisation needs of grasslands and cereal crops in the entire area of Finland. The volume of nitrogen contained in biomasses is approximately 95,000 t. Still, approx. 11,000 t of phosphorus and 152,000 t of nitrogen are annually used in Finland as conventional inorganic fertilisers. There is a regional imbalance between manure production and crop nutrient requirements. The breakthrough in nutrient recycling means increased implementation of manure processing, thus making manure nutrients easier to transport and reducing the use of conventional inorganic fertilisers. At minimum 20% of the entire volume of manure generated in Finland will require advanced processing to enable long-distance transport of the manure phosphorus to areas in need of it. This requires separation of water. The highest demand for advanced processing is experienced in the regions of Ostrobothnia (approx. 60% at minimum), South Ostrobothnia and Satakunta (approx. 30 %) and Southwest Finland (13%). In the agricultural sector, fertilisation is currently guided by a wide array of different policy instruments, which make up an incoherent and unstructured whole. The instruments cause considerable amounts of regulatory burden, but appear to do little to promote sustainable nutrient recycling. This report proposes a total reform of the policy instruments to boost the recycling of nutrients. All legal standards related to fertilisation should be merged into a single statute, for example by developing the Nitrate Decree. At the same time, the current policy that controls nutrient use via the EU agri-environmental scheme should be abandoned, and the role of the environmental permit for livestock installations and its relationship with general regulatory instruments be clarified. A field plot specific nutrient database should be created to support guidance. The knowledge base of nutrient recycling should be developed by creating and maintaining a comprehensive data system on the quantities, properties and locations of nutrient-rich biomasses and ashes and their current processing methods. The report also proposes setting regional processing targets for livestock manure. Key objectives should include reducing excessive fertilisation in crop production. The goal of normative guidance should be nutrient use according to the crop needs.201

Uudet typpilannoituskokeet haastavat vanhat käsitykset nurmien satovasteista

Typpilannoituksen satovastefunktio on merkittävä sekä nurmen sadontuoton että viljelyn ympäristökuormituksen kannalta. Uusimmissa yhteenvedoissa käytetyt satovastefunktiot perustuvat pääosin 1960–1970 luvulta peräisin oleviin aineistoihin. Viimeaikaiset havainnot nurmen korkeista sadoista sekä kokeissa että maatiloilla antavat aiheen epäillä olemassa olevien satofunktioiden ajantasaisuutta. Luonnonvarakeskuksen (Luke) ja Yaran yhteistyötutkimuksen tavoitteena oli selvittää typpilannoituksen vaikutus uusien nurmikasvilajikkeiden kasvuun, rehuarvoon ja ravinnetaseisiin. Tutkimus toteutettiin Luken toimipaikoissa Maaningalla ja Ruukissa. Kokeet perustettiin kivennäismaille (Maaninka: karkea hieta, orgaaninen aines 2.7%; Ruukki: hieno hieta, orgaaninen aines 5.4%) vuonna 2014 ja käsittelyt toteutettiin vuosina 2015–2017. Kokeessa oli neljä toistoa ja koeruudut niitettiin kolmesti vuodessa. Pääruutuina olivat timoteilajikkeet Nuutti ja Grindstad sekä nurminata Valtteri. Osaruutuina olivat 8 typpilannoitustasoa (0, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450 kg N ha-1 v-1), joista kahden korkeimman tason oletettiin alentavan satoa mahdollisten lisääntyvien talvituhojen takia. Typpilannoitus jaettiin niittojen välillä (1., 2. ja 3. niitto) suhteessa 0.44 – 0.36 – 0.20. Sekä vanhoissa aineistoissa että uudessa aineistossa typen satofunktio oli muodoltaan toisen asteen polynomi. Uudessa koesarjassa satovaste oli selvästi parempi kuin vanhoissa koeaineistoissa: vanhassa satofunktiossa satomaksimi oli 8.5 tn kuiva-ainetta (ka) ha-1 v-1, mikä saatiin 325 kg N ha-1 v-1 lannoituksella. Kolmen koevuoden perusteella (molemmat koepaikat, kaikki lajikkeet) samallalannoituksella nurmi tuotti 12.4 tn ka ha-1 v-1 eli 43% enemmän kuin vanhassa aineistossa. Funktionmukainen satomaksimi oli aiempaa korkeampi eli 14 tn ka ha-1 v-1, joka saavutettiin 420 kg N ha-1 vuosilannoituksella. Taloudellinen optimi on tätä matalampi. Kolmantena vuonna (2017) satotaso olihieman alhaisempi ja typen vaste hieman matalampi kuin kokeen kahtena ensimmäisenä vuonna. Nurmen raakavalkuaispitoisuus nousi typpilannoituksen kasvaessa uudessa aineistossa hitaammin kuinaikaisemmissa kokeissa. Silti korkean sadontuoton seurauksena typen hyväksikäyttö oli parempi kuinaiemmissa kokeissa ja siksi typpitase saavutti suositellun maksimirajan +60 kg N ha-1 v-1 vastalannoitustasolla 330 kg N ha-1 kun se vanhassa aineistossa saavutettiin jo noin 260 kg N ha-1 v-1 lannoituksella. Parantuneen satovasteen taustalla ovat nurmilajikkeiden jalostuksen eteneminen,kasvukauden pidentyminen ja vastaava talven lyhentyminen sekä vähentyneet talvituhot. Mineraalilannoitteen typpi ohjautuu sadonmuodostukseen, mitä voidaan pitää sekä kasvintuotannon, lypsylehmien ruokinnan ja ympäristön kannalta edullisena ilmiönä. Typen satovastefunktion päivittäminen on välttämätöntä sekä nurmen tuotannon että ympäristövaikutusten realistisen arvioinnin kannalta

Building an Open Source Classifier for the Neonatal EEG Background: A Systematic Feature-Based Approach From Expert Scoring to Clinical Visualization

Neonatal brain monitoring in the neonatal intensive care units (NICU) requires a continuous review of the spontaneous cortical activity, i.e., the electroencephalograph (EEG) background activity. This needs development of bedside methods for an automated assessment of the EEG background activity. In this paper, we present development of the key components of a neonatal EEG background classifier, starting from the visual background scoring to classifier design, and finally to possible bedside visualization of the classifier results. A dataset with 13,200 5-minute EEG epochs (8–16 channels) from 27 infants with birth asphyxia was used for classifier training after scoring by two independent experts. We tested three classifier designs based on 98 computational features, and their performance was assessed with respect to scoring system, pre- and post-processing of labels and outputs, choice of channels, and visualization in monitor displays. The optimal solution achieved an overall classification accuracy of 97% with a range across subjects of 81–100%. We identified a set of 23 features that make the classifier highly robust to the choice of channels and missing data due to artefact rejection. Our results showed that an automated bedside classifier of EEG background is achievable, and we publish the full classifier algorithm to allow further clinical replication and validation studies.Peer reviewe

Cohort profile : a nationwide population-based retrospective assessment of oesophageal cancer in the Finnish National Esophago-Gastric Cancer Cohort (FINEGO)

Purpose The Finnish National Esophago-Gastric Cancer Cohort (FINEGO) was established to combine the available registry data with detailed patient information to form a comprehensive, retrospective, population-based research platform of surgically treated oesophageal and gastric cancer in Finland. This cohort profile describes the 2045 surgically treated patients with oesophageal cancer included in the FINEGO cohort. Participants Registry data were collected from the National Cancer, Patient, Education and Death Registries from 1 January 1987 to 31 December 2016. All patients over 18 years of age, who had either curative surgery, palliative surgery or salvage surgery for primary cancer in the oesophagus are included in this study. Findings to date 2045 patients had surgery for oesophageal cancer in the selected time period. 67.2% were man, and the majority had only minor comorbidities. The proportions of adenocarcinomas and squamous cell carcinomas were 43.1% and 44.4%, respectively, and 12.5% had other or missing histology. Only about 23% of patients received neoadjuvant therapy. Oesophagectomy was the treatment of choice and most patients were treated at low-volume centres, but median annual hospital volume increased over time. Median overall survival was 23 months, 5-year survival for all patients in the cohort was 32.9% and cancer-specific survival was 36.5%. Future plans Even though Finland only has a population of 5.5 million, surgery for oesophageal carcinoma has not been centralised and therefore previously reported results have mostly been small, single-centre cohorts. Because of FINEGO, we now have a population-based, unselected cohort of surgically treated patients, enabling research on national trends over time regarding oesophageal cancer, including patient characteristics, tumour histology, stage and neoadjuvant treatment, surgical techniques, hospital volumes and patient mortality. Data collection is ongoing, and the cohort will be expanded to include more detailed data from patient records and national biobanks.Peer reviewe

Kohti ravinteiden kierrätyksen läpimurtoa : Nykytila ja suositukset ohjauskeinojen kehittämiseksi Suomessa

Julkaisua täydennetty 11.9.2018Raportti kuvaa fosforin ja typen kierrätyksen nykytilanteen Suomessa ml. perustiedot biomassojen ja niiden sisältämien ravinteiden määristä sekä alueellisesta jakaumasta. Esitettyjen tietojen pohjalta annetaan toimenpide-ehdotuksia ravinteiden kierrätyksen edistämiseksi. Luonnonvara- ja ympäristötutkimuksen yhteenliittymä LYNET:iin kuuluvien laitosten asiantuntijoiden yhteistyönä toteutettu selvitys tehtiin taustaksi kansalliselle ravinteiden kierrätyksen toimintaohjelmalle. Suomessa maatalous on yksittäisistä toimialoista suurin fosforin ja typen käyttäjä ja myös kierrättäjä. Erilaiset biomassat sisältävät vuositasolla kierrätettävissä olevaa fosforia yhteensä noin 26 000 tonnia, mikä on enemmän kuin koko Suomen nurmien ja viljojen lannoitustarve. Typpeä biomassat sisältävät noin 95 000 tonnia. Kuitenkin Suomessa käytetään vuosittain perinteisinä epäorgaanisina lannoitteina noin 11 000 t fosforia ja 152 000 t typpeä. Noin 20 % Suomen lantafosforista muodostuu alueilla, joilla sen määrä on suurempi kuin kasvien tarve. Lantafosforia tulisi siten kuljettaa muille alueille korvaamaan perinteisiä epäorgaanisia fosforilannoitteita. Kuljettaminen edellyttää yleensä prosessointia, mm. veden poistoa. Myös muiden biomassojen käsittelyssä on tarpeen ottaa käyttöön ravinteita tehokkaammin kierrättäviä teknologioita. Maataloussektorilla lannoitusta ohjataan useiden ohjauskeinojen palapelillä, josta on muodostunut epäyhtenäinen ja jäsentymätön kokonaisuus. Nykyisellään ohjaus aiheuttaa huomattavaa sääntelytaakkaa, mutta sen merkitys kestävän ravinnekierrätyksen edistäjänä vaikuttaa heikolta. Raportissa ehdotetaan mm. ravinteiden käytön ohjauskeinojen kokonaisuudistusta, jossa luotaisiin yleinen kaikkea viljelyä ja lannoittamista koskeva säädös esim. nitraattiasetusta kehittämällä. Samalla luovuttaisiin ympäristökorvausjärjestelmän nykyisenkaltaisesta ravinteiden käytön ohjauksesta ja selkeytettäisiin eläinsuojan ympäristöluvan roolia ja suhdetta yleiseen normiohjaukseen. Ohjauksen tueksi luotaisiin peltolohkokohtainen ravinnetietokanta. Ravinteiden kierrätyksen tietopohjaa tulisi kehittää luomalla kattava ja päivitettävä tietojärjestelmä ravinnerikkaiden biomassojen ja tuhkan syntypaikoista, määristä, ominaisuuksista ja nykykäsittelyistä. Tuotantoeläinten lannoille ehdotetaan asetettavaksi alueelliset prosessointitavoitteet. Keskeisenä tavoitteena tulisi olla ylilannoituksen vähentäminen kasvintuotannossa ja siirtyminen kasvien tarpeen mukaiseen lannoitukseen.201