98024 research outputs found
Sort by
Single-step genomic prediction for body weight and maturity age in Finnish rainbow trout (Oncorhynchus mykiss)
Get PDFThe use of genomic information has been proven to be a highly effective in predicting genomic breeding values (GEBV) across various species, including aquatic organisms. In the Finnish national rainbow trout breeding programme, the integration of genomic selection holds particular significance for the traits recorded on sibling fish reared in the main commercial sea production environment, given the selection occurs among the breeding candidates reared in the freshwater nucleus. In the programme, family tanks allow to maintain a pedigree for a large number of fish, and genotyping of a portion of the fish accompanied with a single-step genomic evaluation (ssGBLUP) would maintain high selection intensity and simultaneously make use of possibilities of genomic selection. In this study we used three different statistical approaches to quantify the selection accuracy of ssGBLUP evaluation of body weight and maturity age, relative to the evaluation based on the traditional siredam-offspring pedigree (PBLUP). The data included 600,409 fish in the pedigree among which 214,410 and 4573 were phenotyped for the reported traits and genotyped, respectively. Firstly, a phenotypic cross validation study showed that ssGBLUP had a slightly better prediction power for body weight and maturity age recorded at the sea, with an average 2.7% relative increase in accuracy compared to PBLUP. Secondly, a linear regression (LR) of GEBVs computed using either full or reduced dataset demonstrated that the ssGBLUP model had a consistently lower bias and dispersion compared to the PBLUP model, underscoring its efficacy in dealing with complex datasets like ours. When considering the reliability of [G]EBV predictions, the use of ssGBLUP model resulted in a significant improvement. There is, on average, a notable 50% relative increase in the reliability of predictions for the sea-recorded traits. Thirdly, the enhancement in reliability was further evidenced by the individual assessment of [G]EBVs computed using the reverse reliability methodology. Notably, genotyped individuals experienced an average increase of 0.27 units in reliability, while ungenotyped individuals experienced a corresponding increase of 0.03 units. The results show that the ssGBLUP method had higher prediction accuracy for both sea and freshwater traits compared to PBLUP. The developed ssGBLUP model will be instrumental in Finland’s rainbow trout breeding, facilitating precise and efficient selection of new candidates.202
Automatic detection of root rot and resin in felled Scots pine stems using convolutional neural networks
Get PDFRoot rot caused by Heterobasidion spp. is the most serious fungal disease of conifer forests in the Northern Hemisphere. In Scots pine (Pinus sylvestris L.) stands infected by H. annosum, root rot reduces sawlog quality due to decay and resin-soaked patches. Automatically detecting the disease during harvesting operations could be used to optimize bucking as well as to efficiently collect data on root-rot incidence within forest stands and at larger geographical scales. In this study, we develop deep learning models based on convolutional neural networks to automatically detect root rot disease and the presence of resinous wood in stem end images of Scots pine. In addition, we study the effect of pre-filtering the images via a classical texture operator prior to model development. Using transfer learning on pre-trained feature extractor networks, we first construct classifiers for detecting severely rotten wood in stem end images. Second, we develop a classifier for detecting the presence of resin outside branch knots. In rot detection, using regular RGB images, our final model reaches a binary classification accuracy of (63 ± 6)% on the independent test data, where the error is the standard error. Pre-processing the images using the classical texture operator increases the final classification accuracy to (70 ± 6)%. To detect only resin using regular RGB images, we find an accuracy of (80 ± 6)%. Finally, we discuss the operational implications and requirements of implementing such computer vision algorithms in the next generation of forest harvesters.202
Toimintasuositus: Tuotantopanosten tehokas käyttö ja hyvä satotaso vähentävät puutarhatuotannon ympäristövaikutuksia
Get PDFDenna publikation finns även tillgänglig på svenska.
This publication is also available in English.Kannattavan puutarhatuotannon edellytyksenä on kehittyvä viljelytekniikka. Uusien tuotantotapojen kohdalla on tarpeen tarkastella myös niiden ympäristövaikutuksia. Tunneli- ja vertikaaliviljely vaativat paljon tuotantopanoksia. Samalla tuotannon hallittavuus paranee ja satotasot nousevat. Tuotantopanosten ja energian käytön optimointi sekä uusiutuvan energian suosiminen pienentävät tunneli- ja vertikaaliviljelyn ympäristövaikutuksia. Lisäksi hyvällä satotasolla voidaan vaikuttaa myös muiden tuotantotapojen ympäristöjalanjälkien pienentämiseen.202
Hyljekarkottimet kalastuksessa : mahdollisuudet ja soveltuvuus hylkeiden kalastukselle aiheuttamien vahinkojen torjunnassa
Get PDFItämeren hyljekannat ovat viime vuosikymmeninä kasvaneet nopeasti ja aiheuttavat rannikkokalastukselle sekä kalankasvatukselle merkittäviä taloudellisia vahinkoja. Näitä vahinkoja on yritetty vähentää muun muassa pyydysteknisin keinoin ja hyljekarkottimien avulla. Karkotin lähettää ympäröivään veteen lyhyitä tauotettuja äänipulsseja, jotka hylkeet kokevat siinä määrin epämiellyttäväksi, että ne liikkuvat poispäin karkottimesta. Hylkeitä voidaan karkottimen avulla estää lähestymästä esimerkiksi kalanpyydystä tai verkkoallasta.
Hyljekarkotin on osoittautunut hyödylliseksi lohirysien suojaamisessa. Karkottimella varustetuissa ponttoonirysissä lohisaalis on parempi kuin rysissä, joissa ei ole karkotinta. Yksittäisen karkottimen tehokas vaikutusetäisyys on olosuhteista riippuen noin 40–45 metriä. Yhdellä karkottimella voidaan suojata vain osa rysästä, yleensä perä ja siihen johtavat nielut.
Hyljevahinkojen vähentäminen kokonaisilla lahtialueilla voisi olla mahdollista sijoittamalla karkottimia niihin johtaviin salmiin. Rannikollamme on lukuisia lahtialueita, joissa tätä voitaisiin kokeilla. Perinteinen rannikkokalastus verkoilla ja rysillä voisi tällaisilla alueilla tapahtua ilman hylkeiden läsnäoloa. Alustavat kokeilut ajallisesti rajoitettujen ”hyljevapaiden alueiden” muodostamisesta karkottimien avulla ovat olleet lupaavia, mutta edelleen tarvitaan tutkimus- ja kehitystyötä, jotta menetelmä voisi tulla rutiinikäyttöön. Jokisuiden tai joessa olevien kriittisten kutualueiden sulkeminen kutunousun kriittisenä aikana karkottimilla voi olla keino jokikalastuksen, mädinhankinnan ja uhanalaisten kalalajien lisääntymisen turvaamisessa.
Kalankasvattajien kokemukset hyljekarkottimista ovat olleet vaihtelevia. Kehitteillä olevan autonomisesti liikkuvan hyljekarkottimen avulla hylkeitä voisi olla mahdollista karkottaa kokonaisen viljelylaitoksen ympäriltä sen sijaan, että jokaisessa verkkoaltaassa olisi oma karkotin. Laite voitaisiin ohjelmoida kulkemaan haluttua reittiä kasvatusaltaiden ympärillä. Laitteella voi olla erilaisia sovelluksia myös pyydyskalastuksen hyljevahinkojen torjunnassa. Se voitaisiin esimerkiksi ohjelmoida kulkemaan rysäpyydyksen ympäri tai edestakaisin verkkojataa pitkin.
Hyljekarkarkottimien käytössä tulee huomioida myös eettiset ja ekologiset näkökannat. Karkottimien tuottamien äänipulssien pitää olla riittävän voimakkaita, jotta hylkeet kokevat ne epämiellyttäviksi ja eivät totu niihin, mutta samalla hylkeiden ja muun eliöstön terveys ei saa vaarantua. Karkottimien ei ole todettu vaikuttavan kalojen käyttäytymiseen ja hyvinvointiin.
Hyljekarkottimien erilaisilla käyttösovelluksilla on merkittävä potentiaali hyljevahinkojen vähentämisessä, mikä voisi osaltaan turvata kalatalouden ja elinvoimaisten hyljekantojen rinnakkaiseloa. Monissa sovelluksissa tarvitaan kuitenkin edelleen tutkimus- ja kehitystyötä, jotta niistä saadaan kustannustehokkaita, käytännöllisiä ja mahdollisimman vähän haittoja aiheuttavia. Karkottimien käytölle tarvitaan myös selkeät pelisäännöt ja säännöt on soveltuvin osin yhteensovitettava EU:n meristrategiadirektiivin tavoitteiden kanssa.202
Simulation of near‐saturated flow in soil macropores with the lattice Boltzmann method
Get PDFDirect information about the soil structure can be obtained with X-ray computed microtomography, and the imaged macropore networks can be used as geometries in the lattice Boltzmann flow simulations. This method has not been widely applied for near-saturated flows due to methodological issues related to diffuse-interface two-phase flow simulations in samples with limited resolution. Here, a simple pore-scale lattice Boltzmann approach to simulate steady-state water flow in partially saturated soil macropore networks that circumvents these problems is presented. The actual simulation is preceded by the determination of water–air distribution, for example, by using morphological operations. Flow through the water-filled part of the pore space is done by using no-slip conditions at water–solid boundaries and slip conditions at water–air interfaces. The method was tested by simulating film flow over a solid surface, and the numerical results are shown to agree with the analytical expression available for this flow geometry. The method is further tested, and its use is demonstrated with real tomographic reconstructions of clay soil samples.202
An open web-based GIS service for biomass data in Finland
Get PDFReliable, up-to-date biomass data are needed for climate change mitigation and resource efficiency. Therefore, a calculation and reporting tool with thematic maps and data was developed. A free web-tool, Biomass Atlas, collects the spatial distribution of biomasses in Finland. Over 300 data layers present land use, cultivation, residual biomasses from forest, crop production, animal husbandry, municipalities, and industry at 1 km2 spatial resolution. The service enables calculations of biomass amount in a defined geographical area of interest and examining the opportunities and restrictions to utilise biomasses. The service was evaluated with six test-users in laboratory tests and 20 voluntary pilot test-users. Biomass Atlas shows the regional potential of biomaterials, fertilizer products, and renewable energy, as well as potential targets for utilized, recyclable biomass. Other possible uses include monitoring plant cover on fields and assessing land use diversity. Application enables users with no experience in GIS or biomass assessments to analyse biomass resources, produce maps and data summaries for decision making.202
Effect of manure co-digestion on methane production, carbon retention, and fertilizer value of digestate
Get PDFAnaerobic digestion can provide benefits not only from the perspective of renewable energy production but also in the form of fertilization effect and increased retention of C in soils after digestate application. This study consisted of two phases, where the first phase assessed the suitability of carbon-rich co-feedstocks for methane production via laboratory testing. The second phase assessed the balance and stability of C before and after anaerobic digestion by systematic digestate characterization, and by evaluating its carbon retention potential using a modeling approach. The results indicated that pyrolysis chars had a negligible effect on the methane production potential of cattle manure, while wheat straw expectedly increased methane production. Thus, a mixture of cattle manure and wheat straw was digested in pilot-scale leach-bed reactors and compared with undigested manure and straw. Although the total amount of C in the digestate was lower than in the untreated feedstocks, the digestion process stabilized C and was modeled to be more effective in retaining C in the soil than untreated cattle manure and wheat straw. In addition, digestion converted 23–27 % of the C into valuable methane, increasing the valorization of the total C in the feedstock. Considering anaerobic digestion processes as a strategy to optimize both carbon and nutrient valorization provides a more holistic approach to addressing climate change and improving soil health.202
