Title (eng)
What controls microbial growth in tropical soils?
the role of carbon and phosphorus
Parallel title (deu)
Die Bedeutung von Kohlenstoff und Phosphor für das Wachstum tropischer Bodenmikroorganismen
Author
Christian Ranits
Advisor
Andreas Richter
Assessor
Andreas Richter
Abstract (deu)
Tropische Regenwälder sind von großer Bedeutung für die globalen Kohlenstoff- und Nährstoffzyklen. Viele tropische Regenwälder wachsen auf alten, stark verwitterten Böden, welche für Pflanzen kaum verfügbaren Phosphor besitzen. Während Pflanzen in solchen Wäldern oft als phosphorlimitiert angesehen werden, ist nicht bekannt ob Phosphor oder Kohlenstoff für Bodenmikroorganismen limitierend ist. In meiner Masterarbeit stelle ich daher die Frage, ob Mikroorganismen in stark verwitterten tropischen Böden eher durch Kohlenstoff oder Phosphor limitiert sind.
Ich evaluierte zu diesem Zwecke die Auswirkungen der Zugabe von organischem Kohlenstoff bzw. Phosphor auf das Wachstum von Bodenmikroorganismen eines tropischen Regenwaldes mit Hilfe einer Laborinkubation. Des weiteren verglich ich diese Resultate mit einem 4- jährigen Düngungsexperiment, um zwischen direkten und indirekten Effekten der Nährstoffzugaben zu unterscheiden.
Mikrobielle Wachstumsraten wurden nur durch die gemeinsame Zugabe von Kohlenstoff und Phosphor signifikant erhöht. Dieser Effekt der Nährstoffzugaben unterschied sich deutlich zu jenen auf mikrobielle Respiration und Biomasse. Des weiteren akkumulierten tropische Mikroorganismen hohe Mengen Phosphor, unabhängig davon, ob es zu höheren Wachstum führte. In-situ Phosphorzugaben führten zu einem erhöhten mikrobiellen Wachstum, welche in der Laborinkubation nicht gefunden wurden.
Der signifikante Anstieg in mikrobiellen Wachstum mit der gleichzeitigen Zugabe von Kohlenstoff und Phosphor deutet eine wahrscheinliche Ko- Limitierung der tropischen Bodenmikroorganismen hin. Dies könnte auf eine spezifische Adaptierung an die niedrige Verfügbarkeit von Energie hindeuten, da sowohl Kohlenstoff wie auch Phosphor als Energielieferant dienen können.
Abstract (eng)
Tropical rainforests are important components of global carbon and nutrient cycles. Many tropical rainforests grow on old and highly weathered soils depleted in phosphorus. While plants in such forests are usually considered phosphorus limited, it remains unclear if heterotrophic microbial communities are also limited by phosphorus or rather by carbon or energy. In my master thesis I therefore asked the question, if growth of soil microorganisms from tropical rainforests is limited by carbon or phosphorus.
I assessed the effects of carbon and phosphorus additions on microbial growth, respiration and microbial biomass increase in a laboratory incubation experiment, and compared them to a 4- year in situ nutrient addition experiment to account for direct and indirect effects of nutrient additions.
Microbial growth rates increased significantly only with additions of both carbon and phosphorus. This response to nutrient additions differed significantly to the response of microbial respiration and biomass. Moreover, microorganisms strongly accumulated phosphorus when amended, independently of a growth response. In-situ phosphorus additions alone led to an increase in microbial growth indicating an indirect effect of increased plant carbon inputs.
The significant increase in microbial growth with carbon and phosphorus additions hints towards a co- limitation of tropical soil microorganisms. This could be due to a profound adaption to a low energy environment as both organic carbon and phosphorus can be used as energy sources.
Keywords (deu)
Tropische Regenwäldermikrobielles WachstumNährstofflimitierungmikrobielle Physiologietropische Böden
Keywords (eng)
tropical rainforestsmicrobial growthnutrient limitationmicrobial physiologytropical soil
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1439958
rdau:P60550 (deu)
79 Seiten : Diagramme
Number of pages
79
Association (deu)
Title (eng)
What controls microbial growth in tropical soils?
the role of carbon and phosphorus
Parallel title (deu)
Die Bedeutung von Kohlenstoff und Phosphor für das Wachstum tropischer Bodenmikroorganismen
Author
Christian Ranits
Abstract (deu)
Tropische Regenwälder sind von großer Bedeutung für die globalen Kohlenstoff- und Nährstoffzyklen. Viele tropische Regenwälder wachsen auf alten, stark verwitterten Böden, welche für Pflanzen kaum verfügbaren Phosphor besitzen. Während Pflanzen in solchen Wäldern oft als phosphorlimitiert angesehen werden, ist nicht bekannt ob Phosphor oder Kohlenstoff für Bodenmikroorganismen limitierend ist. In meiner Masterarbeit stelle ich daher die Frage, ob Mikroorganismen in stark verwitterten tropischen Böden eher durch Kohlenstoff oder Phosphor limitiert sind.
Ich evaluierte zu diesem Zwecke die Auswirkungen der Zugabe von organischem Kohlenstoff bzw. Phosphor auf das Wachstum von Bodenmikroorganismen eines tropischen Regenwaldes mit Hilfe einer Laborinkubation. Des weiteren verglich ich diese Resultate mit einem 4- jährigen Düngungsexperiment, um zwischen direkten und indirekten Effekten der Nährstoffzugaben zu unterscheiden.
Mikrobielle Wachstumsraten wurden nur durch die gemeinsame Zugabe von Kohlenstoff und Phosphor signifikant erhöht. Dieser Effekt der Nährstoffzugaben unterschied sich deutlich zu jenen auf mikrobielle Respiration und Biomasse. Des weiteren akkumulierten tropische Mikroorganismen hohe Mengen Phosphor, unabhängig davon, ob es zu höheren Wachstum führte. In-situ Phosphorzugaben führten zu einem erhöhten mikrobiellen Wachstum, welche in der Laborinkubation nicht gefunden wurden.
Der signifikante Anstieg in mikrobiellen Wachstum mit der gleichzeitigen Zugabe von Kohlenstoff und Phosphor deutet eine wahrscheinliche Ko- Limitierung der tropischen Bodenmikroorganismen hin. Dies könnte auf eine spezifische Adaptierung an die niedrige Verfügbarkeit von Energie hindeuten, da sowohl Kohlenstoff wie auch Phosphor als Energielieferant dienen können.
Abstract (eng)
Tropical rainforests are important components of global carbon and nutrient cycles. Many tropical rainforests grow on old and highly weathered soils depleted in phosphorus. While plants in such forests are usually considered phosphorus limited, it remains unclear if heterotrophic microbial communities are also limited by phosphorus or rather by carbon or energy. In my master thesis I therefore asked the question, if growth of soil microorganisms from tropical rainforests is limited by carbon or phosphorus.
I assessed the effects of carbon and phosphorus additions on microbial growth, respiration and microbial biomass increase in a laboratory incubation experiment, and compared them to a 4- year in situ nutrient addition experiment to account for direct and indirect effects of nutrient additions.
Microbial growth rates increased significantly only with additions of both carbon and phosphorus. This response to nutrient additions differed significantly to the response of microbial respiration and biomass. Moreover, microorganisms strongly accumulated phosphorus when amended, independently of a growth response. In-situ phosphorus additions alone led to an increase in microbial growth indicating an indirect effect of increased plant carbon inputs.
The significant increase in microbial growth with carbon and phosphorus additions hints towards a co- limitation of tropical soil microorganisms. This could be due to a profound adaption to a low energy environment as both organic carbon and phosphorus can be used as energy sources.
Keywords (deu)
Tropische Regenwäldermikrobielles WachstumNährstofflimitierungmikrobielle Physiologietropische Böden
Keywords (eng)
tropical rainforestsmicrobial growthnutrient limitationmicrobial physiologytropical soil
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1494295
Number of pages
79
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