Seasonal variation in microbialbiomass, growth rates and microbialcommunity compositionin a sandy grassland slope

Abstract

Abstract

Seasonal variation in microbial community composition was investigated from early spring tillautumn alonga sandy grasslandslope with variation in soil moisture, vegetation composition and nutrient availability.The testedhypotheses were:(1) the microbial community composition will change with theseason,(2) microbial biomassis highestin spring,(3) saprotrophic fungi will be more abundantin spring compared to summer,and (4) microbial growthvariesseasonally, with lower saprotrophic and bacterial growth during summer. Change in the microbial composition was investigated with principal component analysisof phospholipid fatty acid (PLFA) composition, and also by the ratios between group specific fatty acids. The total PLFA concentration was significantly higher in spring, andbacterialbiomass (indicatedby the sum of 10 PLFAs)and fungalbiomass(indicated by PLFA 18:2ω6) showed50% higher concentrations in March compared to other sampling dates.The microbial community composition changedduring the course of the experiment, withthe saprotrophic fungalcontribution(indicated by PLFA 18:2ω6)decreasing in summer and autumn compared to spring. The arbuscular mycorrhizal (AM) fungalcontribution to the microbialcommunity was highest in June indicated by neutral lipid fatty acid (NLFA 16:1ω5). The community composition variedalong the investigated slope, with AM fungi relatively more commonat the bottom of the slope, whichhad denser vegetation. The saprotrophic fungalcontribution was greatest in the middle of the slope, a regioncharacterized by high soil disturbance.Just like for saprotrophic fungal biomass, the growth rate also declined in summer, compared with spring. Bacterial growthdeclined from March to July, but in contrastto both bacterial biomass and fungal growth, the bacterial growthincreased again in August. Soil pH and season could described

Abstract (Swedish)

Förändras mikroorganismers ”samhällsstrukturer” över säsongen?

Överallt i marken finns det mikroorganismer som servar växterna med näring, både i form av att de hjälper till att ta upp näring och dela med sig av, och genom att de bryter ner dött material och därmed gör näring tillgänglig. Jag har ställt mig frågan om mikroorganismer i jorden varierar i mängd, sammansättning och aktivitet över säsongen.

Genom att mikroorganismer påverkar näringscyklerna i jorden påverkar de också hur mycket kol som kan uppehållas i marken. Olika grupper av mikroorganismer hjälper till att hålla olika mycket kol kvar i marken, och ändringar i sammansättningen av mikroorganismer kan därför påverka klimatförändringar. Det finns även anledning att tro att sammansättningen varierar över året och ett förändrat klimat kanske kan påverka sammansättningen och därigenom klimatet ännu mer.

Jag undersökte hur olika grupper av mikroorganismer (bakterier, fritt levande nedbrytande svampar och svampar som har symbios med gräs och örter) varierade i mängd och aktivitet från tidig vår till in på hösten. Det gjorde jag genom att samla in jord i en slänt på en sandig gräsmark, slänten visas på figuren nedan och jordprov togs längs den gula markeringen. Sedan undersökte jag aktiviteten och hur mycket biomassa det var av de olika grupperna.

Det jag kom fram till var att det fanns en variation både i mängd och också sammansättning av mikroorganismer över säsongen. Den totala mikrobiella biomassan var störst i början av våren och minskade sedan under resten av provtagningarna som sträckte sig till början av hösten. Under denna tid ökade dock en grupp som har nära samarbete med växter samtidigt som växterna hade störst tillväxt. Aktiviteten jag undersökte, som komplement, följde biomassan väl. Aktiviteten var högre under våren och hösten jämfört med sommaren, och förändringar gick att se tidigare med aktivitetsmätningar jämfört med förändringar i biomassa, som är ett lite ”trögt” mått.

Den viktiga och stora följdfrågan är ju vad en sådan förändring betyder i ett större perspektiv. Tyvärr är naturen ofta invecklad och oförutsägbar. För att kunna sia om framtiden behöver försök göras över lång tid, med ett modifierat klimat som motsvarar vad vi kan förvänta oss. Men generellt tror man att svampar är bättre på att binda in och lagra kol jämfört med bakterier, och att svampar dominerar i större utsträckning under vinterhalvåret. Därför är kunskapen om den årliga balansen mellan svampar och bakterier, samt om balansen påverkas av klimatet viktig.

Handledare: Pål Axel Olsson & Johannes Rousk
Examensarbete för masterexamen 30 hp i molekylär ekologi. Vt 2010
Biologiska institutionen, Lunds universitet

• author: Birgander, Johanna
• supervisor: Pål Axel Olsson; Johannes Rousk
• organization: Degree Projects in Biology
• course: BIOM34 20101
• year: 2011
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Biology and Life Sciences
• language: English
• id: 2173888
• date added to LUP: 2011-10-13 16:54:07
• date last changed: 2013-02-22 14:00:35