Can organic farming help to reduce national energy consumption and emissions of greenhouse gasses in Denmark?

Methods to investigate whether organic farming might help toreduce energy consumption and greenhouse gas emissions areneeded. The aim of this study is for the first to present anupscaling procedure, where an existing farm level energyconsumption model, in combination with the IntergovernmentalPanel on Climate Change’s guidelines, is used to calculateagricultural energy consumption and greenhouse gas emissionson the national level. Secondly, this procedure is used to simulatescenarios for conversion to organic farming in Denmark.Three scenarios for conversion to organic farming with thepresent crop yield and an expected improved future crop yieldare compared to the 1996-situation in Denmark, whereconventional farming dominates. In all scenarios, fossil energyuse and emissions of the three major agricultural greenhousegases carbon dioxide, methane and nitrous oxide are reduced.The highest reduction in the net energy use (49-51%) is found ina scenario (A) with 100% fodder self-sufficiency and reducedlivestock production, while the lowest reduction (10-16%) isfound in a scenario (C), with the same animal production as in1996. The average energy use per fodder unit in the organic cropproduction (1.4-1.5 MJ/fodder unit) and livestock production(18-24 MJ/livestock unit), was lower than in the 1996-situation(2.5 MJ/fodder unit, and 30 MJ/livestock unit). However, totalproduction was also lower in the organic scenarios, whichfurthermore had different compositions, with lower potentials forfuture bio-energy production

Can organic farming help to reduce N-losses? Experiences from Denmark

This study is in two parts. In the first part, nitrogen N)losses per unit of milk and meat in Danish conventional and organic pig and dairy farming were compared on the basis of farm data. In the second part, organic and conventional dairy farming were compared in detail, using modelling. N-surpluses at different livestock densities, fodder intensities, and soil types were simulated. Finally, simulated N-surpluses were used in national scenarios for conversion to organic dairy farming in Denmark. In Part one, pig farming was found to have a higher N-efficiency than dairy farming. Organic pig production had a lower N-efficiency and a higher N-surplus per kg meat than conventional pig production. The possibilities to reduce N-loss by conversion to organic pig production therefore appear to be poor. Organic dairy farming had a higher N-efficiency and a lower N-surplus per kg milk than conventional dairy farming. Conversion from conventional to organic dairy farming may therefore reduce N-losses. In Part two, a positive correlation between livestock density and N-surplus ha−1 was found for dairy farming. For all simulated livestock densities, fodder feeding intensities and soil types, organic systems showed a lower N-surplus per unit of milk produced than conventional systems. National scenarios for dairy farming showed that the present Danish milk production could be achieved with a 24% lower total N-surplus if converted from intensive conventional farming to extensive organic farming. At the same time, N-surplus ha−1 and N-surplus (tmilk) −1 would be lowered by 50% and 25%respectively. Changing from intensive to extensive conventional dairy farming with a livestock density equal to that in the organic scenario resulted in a reduction in N-surplus ha−1 of 15%. It was concluded that a reduction in total N-loss from agriculture is possible by converting from conventional to organic dairy farming but at the cost of either lower production on the present dairy farm area, or the current production on a substantially larger area

A model for fossil energy use in Danish agriculture used to compare organic and conventional farming

Knowledge about fossil energy use in agricultural systems is needed, because it can improve the understanding of how to reduce the unsustainable use of limited energy resources and the following greenhouse gas emissions. This study describes and validates a model to assess fossil energy use in Danish agriculture; gives an example of how the model can be used to compare organic and conventional farming; and discusses the implications and potentials of using the model to simulate energy use in scenarios of agricultural production. The model is a development of an existing model, which was too coarse to predict measured energy use on Danish farms. The model was validated at the field operational, thecroptype, and the national level, and can supplement the Intergovernmental Panel on Climate Change manual to quantify fossil energy use and subsequent carbon dioxide emissions from agriculture. The model can be used to model energy use as one indicator in a multi-criteria evaluation of sustainability, also including other agroecological and socio-economicindicators. As an example, energy use for eight conventional and organic crop types on loamy, sandy, and irrigated sandy soil was compared. The energy use was generally lower in the organic than in the conventionalsystem, but yields were also lower. Consequently, conventional crop production had the highest energy production, where as organic crop production had the highest energy efficiency. Generally, grain cereals such as wheat have a lower energy use per area than roughage crops such as beets. However, because of higher roughage crop yields per area, energy use per feed unit was higher in the roughage crops. Energy use for both conventional cattle and pig production was found to be higher than that for organic production. With respect to fossil energy use per produced livestock unit, agro-ecosystems producing pigs were in both cases less energy effective than those producing cattle. Fossil energy use for thre escenarios of conversion to organic farming with increasing fodder import was compared to current conventional farming in Denmark.The scenario with the highest fodder import showed the highest energy use per livestock unit produced. In all scenarios, the energy use per unit produced was lower than in the present situation. However, the total Danish crop production was also lower. In conclusion, the model can be used to simulate scenarios, which can add new information to the discussion of future, sustainable agricultural production

Utjecaj trenažnog intenziteta na zdravlje starijih osoba

Uvod Kako starimo, naš se kapacitet za dugotrajno i intenzivno tjelesno vježbanje smanjuje. Ta pojava djelomično ocrtava smanjenje kardiorespiratornoga kapaciteta i to na račun snižavanja stope potrošnje kisika kao funkcije dviju komponenata: srčanog ucinka i tkivne potrošnje kisika. Neželjene posljedice tih promjena uključuju tahikardiju za vrijeme napora i povećani rizik od razvoja kardiovaskularnih bolesti. Usprkos povećanom interesu za prevenciju i liječenje narušeni kardirespiratornih funkcija, još uvijek nije potpuno jasno koliko je to stanje uzrokovano ireverzibilnim promjenama starenja, koje su otporne na intervencije, a koliko neaktivnim životnim stilom ili prevelikom konzumacijom energetski bogatih namirnica, na što se može djelovati. Upravo se neaktivnost i prekomjerna konzumacija energetski bogate hrane smatraju glavnim uzrocima metaboličkog sindroma obilježenog kombinacijom povišenoga krvnoga tlaka, abdominalnom gojaznošću, povećanom količinom masnoće u krvi, inzulinskom otpornošću i povećanom koagulacijom krvi. Navedene karakteristike su i faktori rizika kardiovaskularnih bolesti i srčanog udara (Kaplan, 1989; Opara i Levine, 1997). Neke zavisne varijable koje se odnose na kardiovaskularne funkcije lako je mjeriti, npr. Fickova jednadžba, ventilacijski prag (VP) (što je mjera aerobne sposobnosti) i frekvencija srca (FS). Osim toga, krvni tlak (RR) je varijabla kardiorespiratornih funkcija koja sudjeluje u prijenosu kisika za vrijeme vježbanja i također značajno utječe na kardiovaskularno zdravlje. Povećanje krvnog tlaka, koje se javlja s dobi, može oštetiti cirkulaciju prema bubrezima i ostalim vitalnim perifernim organima, uzrokovati srčanu hipertrofiju i povećati rizik od srčanog udara. Iako tjelesno vježbanje može pridonijeti smanjenju krvnog tlaka u mirovanju, njegov utjecaj nije univerzalan. Naime, u nekim su slučajevima zabilježeni i nepovoljni učinci vježbanja (trening jačeg intenziteta). Cilj je ovog istraživanja utvrditi u kojem opsegu jednostavan prototip tjelesnog vježbanja - hodanje, može djelovati na poboljšanje kardio-respiratornih funkcija u starijih osoba. Ako se tjelesno vježbanje preporučuje za dobrobit pojedinca, nužno je ispitati odnose između količine tjelesnog vježbanja, intenziteta i nekih komponenata kardio-respiratornih funkcija. Metoda Uzorak ispitanika činile su 42 gojazne do umjereno gojazne žene u postmenopauzi. Sve su ispitanice dobrovoljno sudjelovale u 15-tjednom trenažnom programu koji je osmislio i odobrio Ocjenjivački odbor Medicinskog fakulteta Sveučilišta u Michiganu. Trenažni postupak sastojao se od hodanja u jutarnjim satima po 4,83 km dnevno, pet dana u tjednu, u ukupnom trajanju od 15 tjedana. Za vrijeme hodanja trener je mjerio vrijeme i prijebenu udaljenost. Ispitanice su podijeljene u u dvije skupine prema dobi, težini, tjelesnoj grabi i inicijalnoj razini aerobnih sposobnosti, koje su vježbale intenzitom od 95% ili 125% ventilacijskog praga. Razina VP bila je prethodno utvrđena testom hodanja na pokretnom sagu. Prije početka i na kraju trenažnog programa, ispitanice su izmjerene s obzirom na ispitivane zavisne varijable: indeks tjelesne mase (body mass index, BMI), postotak tjelesne masti, VP i FS koja je mjerena Polar tahometrom za vrijeme hodanja na traci. Promjene u srčanoj frekvenciji i krvnom tlaku procjenjivane su na temelju njihova praćenja pomoću TM2421 ambulantnog FS-RR monitora tijekom sedam dana (A&D Company, Tokyo, Japan). Ispitanice nisu sudjelovale ni u kakvom dodatnom programu vježbanja. Rezultati Dnevni uzorak promjena FS i krvnog tlaka, uključujući i prosječnu procjenu srčanog ritma (MESOR), veličinu dnevnih otklona ispod i iznad prosječnog ritma (dvostruka amplituda), kao i standardne devijacije FS i RR izračunate su nakon prilagođavanja FS i RR 24- i 12-satnoj kosinusnoj krivulji (Halberg, 1969). Pomoću studentovog t-testa izračunate su promjene u veličinama parametara zavisnih varijabli. Utjecaj treninga na antopometrijske varijable nije se odrazio na veličinu BMI-a, dok je došlo do statistički značajnog smanjenja tjelesne masti (t=3.591, p<0.001). Umjereni gubitak tjelesne masti (2-3%), koji nije popraćen smanjenjem tjelesne mase, sukladan je nalazima prethodnih istraživanja koja govore o paralelnom povećanju bezmasne tjelesne mase (Ballor i Poehlman, 1994). Intenzitet treninga djelovao je stimulativno na aerobni kapacitet, i to preko povećanja VP-a. Trening je proizveo 4.5%-tno povećanje VP-a za svakih 10% povecanja trenažnog intenziteta. S druge strane, trenažni je intenzitet proizveo manje izraženi učinak na mjere funkcija RR-a. Trenažni intenzitet djelovao je i na smanjenje sistoličkog i dijastoličkog krvnog tlaka (RRsis, RRdijast), srcane frekvencije (FS) i srčanog ritma (MESOR), a učinak je bio proporcionalan intenzitetu vježbanja. Međutim, niti jedna od navedenih promjena nije bila statistički značajna. Kod jedne ispitanice, koja je vježbala sa 118.5% svog plućnoga kapaciteta, utvrđeno je smanjenje vrijednosti RRsis i MESOR (3mm Hg niže, mjereno pomoću Circadian Hyper Amplitude Tension, CHAT) nakon treninga. Međutim, nisu zabilježeni promjene krajnjih cirkadijanih RRsis i RRdijast dvostrukih amplituda. Zaključak Ovo istraživanje omogućuje donošenje ograničenih zaključaka o učinkovitosti hodanja radi poboljšanja kardio-respiratornih funkcija u postmenopauzalnih žena. Opći zaključak jest da je 15-tjedni trenažni postupak dovoljan za povećanje aerobnoga kapaciteta, a da će veličina poboljšanja, sukladno Karvonenovoj observaciji (Karvonen, 1957), proporcionalno ovisiti o trenažnom intenzitetu. Primijenjeni program vježbanja dovodi do značajnog povećanja aerobnoga kapaciteta, a dobiveni trend smanjenja parametara FS i RR nije statistički značajan. Unutar mjerenih kardio-respiratornih varijabli, samo su se neke komponente (RRsis, RRdijast, FS, MESOR) promijenile pod utjecajem trenažnog intenziteta. Također je došlo do neznačajnog smanjenja mjera njihove varijabilnosti. Iako rezultati ovog istraživanja nemaju dostatnu snagu da bismo definitivno mogli utvrditi ove odnose, razumno je reći da umjerena trenažna aktivnost (hodanje) može imati povoljne modifikacijske ucinke na MESOR i prosječne vrijednosti varijabli RRsis, RRdijast i FS, što je sukladno nalazima nekih prethodnih istraživanja. Intenzitet treninga nije utjecao na stopu ubrzanja FS za vrijeme progresivnog testa hodanja na traci niti na promjenu varijabilnosti mjera FS i RR. Konačno, može se zaključiti kako je RR pod kontrolom većeg broja faktora, što je vidljivo kada se RR abnormalnosti razmatraju izvan cirkadijanog konteksta. Nalazi dobiveni mjerenjem CHAT na primjeru jedne ispitanice (Borer i sur, 2002) pokazuju povećani rizik od srčanog udara usprkos normalnim prosječnim vrijednostima krvnog tlaka. Taj primjer ukazuje na različite mehanizme koji koordiniraju RR, FS i MESOR, s jedne, i cirkadijane promjene, s druge strane. Za bolje razumijevanje učinaka tjelesnog vježbanja na te kardio-respiratorne varijable potrebna su daljnja istraživanja. Koristan prilog tome bila bi upotreba prijenosnih monitora FS-RR koji bilježe srcane ritmove, kao i cirkadijane promjene (Halberg, sur. 2002)

Utjecaj trenažnog intenziteta na zdravlje starijih osoba

Uvod Kako starimo, naš se kapacitet za dugotrajno i intenzivno tjelesno vježbanje smanjuje. Ta pojava djelomično ocrtava smanjenje kardiorespiratornoga kapaciteta i to na račun snižavanja stope potrošnje kisika kao funkcije dviju komponenata: srčanog ucinka i tkivne potrošnje kisika. Neželjene posljedice tih promjena uključuju tahikardiju za vrijeme napora i povećani rizik od razvoja kardiovaskularnih bolesti. Usprkos povećanom interesu za prevenciju i liječenje narušeni kardirespiratornih funkcija, još uvijek nije potpuno jasno koliko je to stanje uzrokovano ireverzibilnim promjenama starenja, koje su otporne na intervencije, a koliko neaktivnim životnim stilom ili prevelikom konzumacijom energetski bogatih namirnica, na što se može djelovati. Upravo se neaktivnost i prekomjerna konzumacija energetski bogate hrane smatraju glavnim uzrocima metaboličkog sindroma obilježenog kombinacijom povišenoga krvnoga tlaka, abdominalnom gojaznošću, povećanom količinom masnoće u krvi, inzulinskom otpornošću i povećanom koagulacijom krvi. Navedene karakteristike su i faktori rizika kardiovaskularnih bolesti i srčanog udara (Kaplan, 1989; Opara i Levine, 1997). Neke zavisne varijable koje se odnose na kardiovaskularne funkcije lako je mjeriti, npr. Fickova jednadžba, ventilacijski prag (VP) (što je mjera aerobne sposobnosti) i frekvencija srca (FS). Osim toga, krvni tlak (RR) je varijabla kardiorespiratornih funkcija koja sudjeluje u prijenosu kisika za vrijeme vježbanja i također značajno utječe na kardiovaskularno zdravlje. Povećanje krvnog tlaka, koje se javlja s dobi, može oštetiti cirkulaciju prema bubrezima i ostalim vitalnim perifernim organima, uzrokovati srčanu hipertrofiju i povećati rizik od srčanog udara. Iako tjelesno vježbanje može pridonijeti smanjenju krvnog tlaka u mirovanju, njegov utjecaj nije univerzalan. Naime, u nekim su slučajevima zabilježeni i nepovoljni učinci vježbanja (trening jačeg intenziteta). Cilj je ovog istraživanja utvrditi u kojem opsegu jednostavan prototip tjelesnog vježbanja - hodanje, može djelovati na poboljšanje kardio-respiratornih funkcija u starijih osoba. Ako se tjelesno vježbanje preporučuje za dobrobit pojedinca, nužno je ispitati odnose između količine tjelesnog vježbanja, intenziteta i nekih komponenata kardio-respiratornih funkcija. Metoda Uzorak ispitanika činile su 42 gojazne do umjereno gojazne žene u postmenopauzi. Sve su ispitanice dobrovoljno sudjelovale u 15-tjednom trenažnom programu koji je osmislio i odobrio Ocjenjivački odbor Medicinskog fakulteta Sveučilišta u Michiganu. Trenažni postupak sastojao se od hodanja u jutarnjim satima po 4,83 km dnevno, pet dana u tjednu, u ukupnom trajanju od 15 tjedana. Za vrijeme hodanja trener je mjerio vrijeme i prijebenu udaljenost. Ispitanice su podijeljene u u dvije skupine prema dobi, težini, tjelesnoj grabi i inicijalnoj razini aerobnih sposobnosti, koje su vježbale intenzitom od 95% ili 125% ventilacijskog praga. Razina VP bila je prethodno utvrđena testom hodanja na pokretnom sagu. Prije početka i na kraju trenažnog programa, ispitanice su izmjerene s obzirom na ispitivane zavisne varijable: indeks tjelesne mase (body mass index, BMI), postotak tjelesne masti, VP i FS koja je mjerena Polar tahometrom za vrijeme hodanja na traci. Promjene u srčanoj frekvenciji i krvnom tlaku procjenjivane su na temelju njihova praćenja pomoću TM2421 ambulantnog FS-RR monitora tijekom sedam dana (A&D Company, Tokyo, Japan). Ispitanice nisu sudjelovale ni u kakvom dodatnom programu vježbanja. Rezultati Dnevni uzorak promjena FS i krvnog tlaka, uključujući i prosječnu procjenu srčanog ritma (MESOR), veličinu dnevnih otklona ispod i iznad prosječnog ritma (dvostruka amplituda), kao i standardne devijacije FS i RR izračunate su nakon prilagođavanja FS i RR 24- i 12-satnoj kosinusnoj krivulji (Halberg, 1969). Pomoću studentovog t-testa izračunate su promjene u veličinama parametara zavisnih varijabli. Utjecaj treninga na antopometrijske varijable nije se odrazio na veličinu BMI-a, dok je došlo do statistički značajnog smanjenja tjelesne masti (t=3.591, p<0.001). Umjereni gubitak tjelesne masti (2-3%), koji nije popraćen smanjenjem tjelesne mase, sukladan je nalazima prethodnih istraživanja koja govore o paralelnom povećanju bezmasne tjelesne mase (Ballor i Poehlman, 1994). Intenzitet treninga djelovao je stimulativno na aerobni kapacitet, i to preko povećanja VP-a. Trening je proizveo 4.5%-tno povećanje VP-a za svakih 10% povecanja trenažnog intenziteta. S druge strane, trenažni je intenzitet proizveo manje izraženi učinak na mjere funkcija RR-a. Trenažni intenzitet djelovao je i na smanjenje sistoličkog i dijastoličkog krvnog tlaka (RRsis, RRdijast), srcane frekvencije (FS) i srčanog ritma (MESOR), a učinak je bio proporcionalan intenzitetu vježbanja. Međutim, niti jedna od navedenih promjena nije bila statistički značajna. Kod jedne ispitanice, koja je vježbala sa 118.5% svog plućnoga kapaciteta, utvrđeno je smanjenje vrijednosti RRsis i MESOR (3mm Hg niže, mjereno pomoću Circadian Hyper Amplitude Tension, CHAT) nakon treninga. Međutim, nisu zabilježeni promjene krajnjih cirkadijanih RRsis i RRdijast dvostrukih amplituda. Zaključak Ovo istraživanje omogućuje donošenje ograničenih zaključaka o učinkovitosti hodanja radi poboljšanja kardio-respiratornih funkcija u postmenopauzalnih žena. Opći zaključak jest da je 15-tjedni trenažni postupak dovoljan za povećanje aerobnoga kapaciteta, a da će veličina poboljšanja, sukladno Karvonenovoj observaciji (Karvonen, 1957), proporcionalno ovisiti o trenažnom intenzitetu. Primijenjeni program vježbanja dovodi do značajnog povećanja aerobnoga kapaciteta, a dobiveni trend smanjenja parametara FS i RR nije statistički značajan. Unutar mjerenih kardio-respiratornih varijabli, samo su se neke komponente (RRsis, RRdijast, FS, MESOR) promijenile pod utjecajem trenažnog intenziteta. Također je došlo do neznačajnog smanjenja mjera njihove varijabilnosti. Iako rezultati ovog istraživanja nemaju dostatnu snagu da bismo definitivno mogli utvrditi ove odnose, razumno je reći da umjerena trenažna aktivnost (hodanje) može imati povoljne modifikacijske ucinke na MESOR i prosječne vrijednosti varijabli RRsis, RRdijast i FS, što je sukladno nalazima nekih prethodnih istraživanja. Intenzitet treninga nije utjecao na stopu ubrzanja FS za vrijeme progresivnog testa hodanja na traci niti na promjenu varijabilnosti mjera FS i RR. Konačno, može se zaključiti kako je RR pod kontrolom većeg broja faktora, što je vidljivo kada se RR abnormalnosti razmatraju izvan cirkadijanog konteksta. Nalazi dobiveni mjerenjem CHAT na primjeru jedne ispitanice (Borer i sur, 2002) pokazuju povećani rizik od srčanog udara usprkos normalnim prosječnim vrijednostima krvnog tlaka. Taj primjer ukazuje na različite mehanizme koji koordiniraju RR, FS i MESOR, s jedne, i cirkadijane promjene, s druge strane. Za bolje razumijevanje učinaka tjelesnog vježbanja na te kardio-respiratorne varijable potrebna su daljnja istraživanja. Koristan prilog tome bila bi upotreba prijenosnih monitora FS-RR koji bilježe srcane ritmove, kao i cirkadijane promjene (Halberg, sur. 2002)

BeetleAtlas: an ontogenetic and tissue-specific transcriptomic atlas of the red flour beetle Tribolium castaneum

The red flour beetle Tribolium castaneum has emerged as a powerful model in insect functional genomics. However, a major limitation in the field is the lack of a detailed spatio-temporal view of the genetic signatures underpinning the function of distinct tissues and life stages. Here, we present an ontogenetic and tissue-specific web-based resource for Tribolium transcriptomics: BeetleAtlas (https://www.beetleatlas.org). This web application provides access to a database populated with quantitative expression data for nine adult and seven larval tissues, as well as for four embryonic stages of Tribolium. BeetleAtlas allows one to search for individual Tribolium genes to obtain values of both total gene expression and enrichment in different tissues, together with data for individual isoforms. To facilitate cross-species studies, one can also use Drosophila melanogaster gene identifiers to search for related Tribolium genes. For retrieved genes there are options to identify and display the tissue expression of related Tribolium genes or homologous Drosophila genes. Five additional search modes are available to find genes conforming to any of the following criteria: exhibiting high expression in a particular tissue; showing significant differences in expression between larva and adult; having a peak of expression at a specific stage of embryonic development; belonging to a particular functional category; and displaying a pattern of tissue expression similar to that of a query gene. We illustrate how the different feaures of BeetleAtlas can be used to illuminate our understanding of the genetic mechanisms underpinning the biology of what is the largest animal group on earth

A nutrient-responsive hormonal circuit mediates an inter-tissue program regulating metabolic homeostasis in adult Drosophila

Animals maintain metabolic homeostasis by modulating the activity of specialized organs that adjust internal metabolism to external conditions. However, the hormonal signals coordinating these functions are incompletely characterized. Here we show that six neurosecretory cells in the Drosophila central nervous system respond to circulating nutrient levels by releasing Capa hormones, homologs of mammalian neuromedin U, which activate the Capa receptor (CapaR) in peripheral tissues to control energy homeostasis. Loss of Capa/CapaR signaling causes intestinal hypomotility and impaired nutrient absorption, which gradually deplete internal nutrient stores and reduce organismal lifespan. Conversely, increased Capa/CapaR activity increases fluid and waste excretion. Furthermore, Capa/CapaR inhibits the release of glucagon-like adipokinetic hormone from the corpora cardiaca, which restricts energy mobilization from adipose tissue to avoid harmful hyperglycemia. Our results suggest that the Capa/CapaR circuit occupies a central node in a homeostatic program that facilitates the digestion and absorption of nutrients and regulates systemic energy balance