Detailansicht
Mikrobieller Abbau von Buchenstreu unterschiedlicher Herkunft
Christian Brandstätter
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Sophie Zechmeister-Boltenstern
DOI
10.25365/thesis.7298
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29392.53701.312169-0
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
In temperaten Ökosystemen durchläuft ein großer Teil der Primärproduktion den Laubfall. Laubstreu liefert eine wichtige Nährstoffgrundlage für das Bodenleben und in weiterer Folge durch Abbauprozesse wieder für die Pflanzen. Die elementare chemische Zusammensetzung und die chemische Veränderung der Laubstreu während des Abbauprozesses spielen eine große Rolle in der Natur. Im Laufe des Abbaus werden leichter abbaubare Kohlenhydrate veratmet und schwer degradierbare hochpolymere Substanzen reichern sich an. Durch die Besiedelung von Mikroorganismen und deren aktiven Metabolismus werden dem restlichen Ökosystem viele wertvolle Nährstoffe für die Wieder-Aufnahme verfügbar gemacht. Dieser Prozess unterliegt vielen natürlichen Einflüssen, die durch die Verwendung eines Mikrokosomos-Systems verringert wurden. Die beiden großen Einflussfaktoren Temperatur und Feuchtigkeit wurden im vorliegenden Versuch nahezu konstant gehalten. Das Ziel dieser Arbeit war es, den Einfluss der unterschiedlichen Nährelementzusammensetzung der verwendeten Buchenlaubstreu (Fagus sylvatica L.) auf den Abbau zu untersuchen. Dafür wurden 60 Mikrokosmen konstruiert, in denen je 38 g Laubstreu über eine Periode von acht Wochen inkubiert wurden. Die Auswirkungen der Herkunft und der elementaren Zusammensetzung der Laubstreu auf die Nährstofffreisetzung wurden untersucht. Es wurden mikrobielle Biomasse nach Chloroform-Fumigation, Kohlendioxid, Methan, Lachgas, Ammonium und Nitrat in wöchentlichen Intervallen und Phospholipidfettsäuren (PLFS) zu drei Zeitpunkten gemessen.
Der Fokus der vorliegenden Arbeit lag auf dem zeitlichen Ablauf des Abbaus, dem Einfluss der ursprünglichen Nährstoff-Stöchiometrie auf den Abbauprozess und mikrobiellen Interaktionen und Verschiebungen in der Gemeinschaft. Ein wichtiger Aspekt war die Akkumulation von Stickstoff in der mikrobiellen Biomasse. Es konnten einige der untersuchten Variablen miteinander in Beziehung gesetzt werden. Die Ammonium-Konzentration war mit der mikrobiellen Biomasse stark negativ korreliert, und die Respiration war schwach mit der Nitratkonzentration korreliert. Die mikrobielle Gemeinschaft veränderte sich von sog. r-Strategen (gram-) in Richtung K-Strategen (gram+ und Pilze). Es wurde außerdem ein Antagonismus zwischen Pilzen und Aktinomyceten gezeigt. Sehr deutlich war auch der Rückgang an Aktivität: so wurde bei den meisten Standorten zu Beginn am meisten geatmet, und im Verlauf der acht Wochen immer weniger. Diese Beobachtung lässt sich auf die sich ändernde chemische Zusammensetzung während des Laubabbaus zurückführen. Die Zunahme von mikrobieller Biomasse war zu Beginn am stärksten und veränderte sich im weiteren Verlauf des Versuchs nur marginal. Lachgas und Methan waren nur in sehr kleinen Konzentrationen vorhanden, was darauf hindeutet, dass das System durchwegs aerob war.
Durch den Versuch wurde gezeigt, dass es einen Unterschied macht, ob in der Streu der Stickstoff als Ammonium oder Nitrat vorliegt. In unserem Fall hatten Standorte mit höherem Ammonium-Gehalt weniger Respiration. Auch der Einfluss anderer Nährelemente, wie Kalium oder möglicherweise sogar Mangan spielte eine Rolle. So hatten Standorte mit höherem Ammoniumgehalt zusätzlich wenig Kalium und Mangan. Die interessanteste Erktenntnis war, dass die weit verbreitete Meinung, dass die Gesamtstickstoffkonzentration der bestimmende Faktor für die Abbaugeschwindigkeit von Laubstreu ist, in unserem Versuch nicht bestätigt werden konnte.
Abstract
(Englisch)
In this study the influence of initial elemental stoichiometry of beech (Fagus sylvatica L.) litter on microbial decomposition was investigated. Litter from four different Austrian sites with different elemental stoichiometry was examined. A detailed perspective on early litter decomposition was provided: Sixty litter microcosms were sampled over eight weeks in total. Decomposition rates found in our laboratory experiment were in the range of literature values and consistent with in situ litter bag studies. In addition to decomposition in terms of CO2 respiration and litter mass loss the focus laid on microbial nitrogen uptake and microbial interactions. The results showed, that the chemical nature of mineral nitrogen was more important than initial total nitrogen concentrations. Sites with higher amounts of initial ammonium were less active than sites with more initial nitrate. Microbial community analysis (Phospholipid Fatty Acids) revealed contrasting behaviour of fungi and actinomycetes during litter decomposition. Additionally the potassium and possibly also the manganese content of the litter affected the decomposition dynamics. Microbial biomass increased and the inorganic nitrogen pools decreased in the very beginning of the experiment. Respiration was also highest in the beginning, indicating highest activity at the start of the experiment. Not only the amount but also the form of nitrogen release strongly influenced the decomposition process.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
ammonium Fagus sylvatica L. microbial respiration microcosm nitrate PLFA
Schlagwörter
(Deutsch)
Ammonium Fagus sylvatica L. Mikrobielle Atmung Mikrocosmos Nitrat PLFS
Autor*innen
Christian Brandstätter
Haupttitel (Englisch)
Mikrobieller Abbau von Buchenstreu unterschiedlicher Herkunft
Paralleltitel (Englisch)
Microbial decomposition of beech litter from different sites
Publikationsjahr
2009
Umfangsangabe
43 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Sophie Zechmeister-Boltenstern
AC Nummer
AC08113787
Utheses ID
6613
Studienkennzahl
UA | 444 | | |