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Influence of litter chemistry and stoichiometry on glucan depolymerisation during decomposition of beech (Fagus sylvatica) litter
Sonja Leitner
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Andreas Richter
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-16427.12576.309149-1
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Um den Einfluss der chemischen und elementaren Zusammensetzung von Pflanzenstreu (Verhältnis von Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor, C:N:P) auf die Abbauraten von Glucanen zu untersuchen, wurde ein sechsmonatiges Streuabbauexperiment unter kontrollierten Umweltbedingungen durchgeführt. Als Substrat wurde Buchenstreu (Fagus sylvatica L.) mit unterschiedlicher chemischer und elementarer Zusammensetzung verwendet, die sterilisiert und mit einer Suspension eines Waldbodens (O-Horizont) beimpft worden war, um eine identische mikrobielle Gemeinschaft auf allen Streusorten herzustellen. Nach zwei Wochen sowie drei und sechs Monaten wurden Proben genommen und C-, N-, P-, Stärke-, Zellulose- und Ligningehalt der Streu, mirkobielle Respiration sowie Zellulase-, Peroxidase- und Phenoloxidaseaktivität gemessen. Bruttoraten der Glucoseproduktion durch Glucan-Depolymerisierung und der Glucoseaufnahme durch Mikroorganismen wurden mit einer neu entwickelten Methode basierend auf der „Isotope Pool Dilution“-Technik bestimmt. Die Bruttoraten der Glucandepolymerisierung und Glucoseaufnahme waren höchstsignifikant miteinander korreliert, was eine gemeinsame Regulierung dieser Prozesse vermuten lässt. Des Weiteren fanden wir nach zwei Wochen Inkubation Korrelationen zwischen Glucandepolymerisierung und Stärkegehalt der Streu, während die Depolymerisierung nach drei und sechs Monaten mit Zellulosemenge und Zellulaseaktivität korreliert war. Dies lässt vermuten, dass anfänglich hauptsächlich Stärke, mit fortschreitendem Streuabbau jedoch vermehrt Zellulose abgebaut wurde. Außerdem waren sowohl Glucandepolymerisierung als auch Glucoseaufnahme drei und sechs Monate nach der Beimpfung der Streu mit dem N-Gehalt sowie C:N und Lignin:N Verhältnis in der Streu korreliert. Die Glucoseaufnahme und Respiration waren zu keinem Zeitpunkt korreliert, was darauf hindeutet, dass Glucose nicht das primäre Substrat für die Respiration war. Die hier vorliegende Diplomarbeit konnte erstmalig die Bedeutung der chemischen und elementaren Zusammensetzung der Streu für die Glucan-Depolymerisierung nachweisen.
Abstract
(Englisch)
Influence of litter stoichiometry and chemical composition on glucan decomposition was investigated by a laboratory experiment. Leaf litter of beech (Fagus sylvatica) differing in litter stoichiometry and chemistry was sterilized, re-inoculated with a beechforest soilsuspension (O-horizon) to obtain an identical initial microbial community, and incubated for six months. Samples were taken two weeks and three and six months after inoculation and litter C:N:P ratios, starch, cellulose and lignin content, cellulase, peroxidase and phenoloxidase activities and respiration were measured. In addition gross rates of glucan depolymerisation into glucose and subsequent glucose consumption by the microbial community were estimated by a new isotope pool dilution technique. Glucan depolymerisation and glucose consumption were highly correlated, indicating that both processes are co-regulated and intrinsically linked by the microbial demand for C and energy. Initially glucan depolymerisation was correlated with starch content, indicating that starch was the primary source for glucose in early-stage decomposition. Subsequently, glucan depolymerisation was correlated with cellulase activities three and six months after inoculation, suggesting that cellulose was now the predominant substrate for glucan depolymerisation. We also found significantly negative relationships between glucan depolymerisation and litter C:N and lignin:N. Respiration and glucose consumption were not correlated, indicating that glucose was not the primary substrate for respiration. Litter C:N and C:P were negatively related to cellulase, peroxidase and phenoloxidase activities three and six months after incubation. Taken together, our study was able to demonstrate, for the first time, the importance of litter stoichiometry and chemical composition for glucan depolymerisation during litter decomposition.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Cellulose chemical composition ecological stoichiometry extracellular enzymes glucan depolymerisation lignin litter decomposition microbial processes starch
Schlagwörter
(Deutsch)
Chemische Zusammensetzung extrazelluläre Enzyme Glucandepolymerisierung Lignin mikrobielle Prozesse ökologische Stöchiometrie Stärke Streuabbau Zellulose
Autor*innen
Sonja Leitner
Haupttitel (Englisch)
Influence of litter chemistry and stoichiometry on glucan depolymerisation during decomposition of beech (Fagus sylvatica) litter
Paralleltitel (Deutsch)
Einfluss der chemischen und elementaren Zusammensetzung des Pflanzenmaterials auf die Abbauraten von Glucan während der Zersetzung von Buchenlaub (Fagus sylvatica)
Publikationsjahr
2010
Umfangsangabe
67 S. : graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Andreas Richter
Klassifikationen
42 Biologie > 42.03 Methoden und Techniken der Biologie ,
42 Biologie > 42.91 Terrestrische Ökologie
AC Nummer
AC08451481
Utheses ID
10974
Studienkennzahl
UA | 444 | | |