Analysis of spatial microbial properties from experimental plots of the Jena experiment (September 2010)

The study was carried out on the main plots (Main Experiment) of a large grassland biodiversity experiment, the Jena Experiment. In the main experiment, 82 grassland plots of 20 x 20 m were established from a pool of 60 species belonging to four functional groups (grasses, legumes, tall and small herbs). In May 2002, varying numbers of plant species from this species pool were sown into the plots to create a gradient of plant species richness (1, 2, 4, 8, 16 and 60 species) and functional richness (1, 2, 3, 4 functional groups). Plots were maintained by bi-annual weeding and mowing. This data set consists of standard deviation (SD), mean and stability (stab) of soil microbial basal respiration (µl O2/h/g dry soil) and microbial biomass carbon (µg C/g dry soil). Data were derived by taking soil samples and measuring basal and substrate-induced microbial respiration with an oxygen-consumption apparatus. Samples for calculating the spatial stability of soil microbial properties were taken on the 20th of September in 2010. Oxygen consumption of soil microorganisms in fresh soil equivalent to 3.5 g dry weight was measured at 22°C over a period of 24 h. Basal respiration (µlO2/g dry soil/h) was calculated as mean of the oxygen consumption rates of hours 14 to 24 after the start of measurements. Substrate- induced respiration was determined by adding D-glucose to saturate catabolic enzymes of microorganisms according to preliminary studies (4 mg g-1 dry soil solved in 400 µl deionized water). Maximum initial respiratory response (µl O2/g dry soil/ h) was calculated as mean of the lowest three oxygen consumption values within the first 10 h after glucose addition. Microbial biomass carbon (µg C/g dry soil) was calculated as 38 × Maximum initial respiratory response according to prelimiray studies.

Analysis of temporal microbial properties from experimental plots of the Jena experiment (2003-2014)

The study was carried out on the main plots (Main Experiment) of a large grassland biodiversity experiment, the Jena Experiment. In the main experiment, 82 grassland plots of 20 x 20 m were established from a pool of 60 species belonging to four functional groups (grasses, legumes, tall and small herbs). In May 2002, varying numbers of plant species from this species pool were sown into the plots to create a gradient of plant species richness (1, 2, 4, 8, 16 and 60 species) and functional richness (1, 2, 3, 4 functional groups). Plots were maintained by bi-annual weeding and mowing. This data set consists of standard deviation (SD), mean and stability (stab) of soil microbial basal respiration (µl O2/h/g dry soil) and microbial biomass carbon (µg C/g dry soil). Data were derived by taking soil samples and measuring basal and substrate-induced microbial respiration with an oxygen-consumption apparatus. Samples for calculating the temporal stability were taken every year in May/June from 2003 to 2014, except in 2005. Oxygen consumption of soil microorganisms in fresh soil equivalent to 3.5 g dry weight was measured at 22°C over a period of 24 h. Basal respiration (µlO2/g dry soil/h) was calculated as mean of the oxygen consumption rates of hours 14 to 24 after the start of measurements. Substrate- induced respiration was determined by adding D-glucose to saturate catabolic enzymes of microorganisms according to preliminary studies (4 mg g-1 dry soil solved in 400 µl deionized water). Maximum initial respiratory response (µl O2/g dry soil/h) was calculated as mean of the lowest three oxygen consumption values within the first 10 h after glucose addition. Microbial biomass carbon (µg C/g dry soil) was calculated as 38 × Maximum initial respiratory response according to prelimiray studies.

(Table 1) Pollen analysis of clay-gyttja layers obtained in 1966 near Hitzhusen, north Germany

Bereits im Jahre 1956 wurde bei Baugrund-Aufschlußbohrungen für das zweite Kurmittelhaus in Bad Bramstedt bei einer Serie von 11 Bohrungen - ausgeführt durch die Firma Fritz Eising K. G. in Hamburg - in drei benachbart gelegenen Bohrpunkten an der südlichen Ecke des Gebäudes in einer Teufe von ca. 10 m u. T. eine offensichtlich organogene Schicht von ca. 2 m Mächtigkeit erbohrt. Eines dieser Bohrprofile hat folgenden Aufbau: -5,8 m Fein-Mittelsand, -7,7 m Mittelsand, Fein-Mittelkies, -10,0 m Mittelsand, wenig Kies, -12,0 m Gyttja, -15,0 m Mittelsand, Grobsand. Die bereits wiedergegebene Teufenangabe ist insofern recht interessant, als im Jahre 1966 bei der Brücke über die Bramau bei Hitzhusen, demnach in der Talaue der Bramau in einer Teufe von 8,55 m ebenfalls eine Gyttja erbohrt wurde. Die Tiefenlagen beider Vorkommen scheinen sich demnach relativ zu entsprechen. Das gesamte Profil bei Hitzhusen ist in einigen Punkten abweichend ausgebildet und enthält vor allem noch ein zweites Gyttja-Band in 11,25 m Teufe. Im Einzelnen wurde hier durch die Bohrfirma Paul Hammers A. G., Hamburg, diese Schichtfolge angetroffen: -1.55 m Fein-Mittelsand, Humus, -3,10 m Mittel-Grobsand, Kies, Steine, etwas Lehm, -4,50 m Mittel-Grobsand, -7,20 m Mittel-Grobsand, Kies, -8,00 m Grobsand, -8,55 m Grobsand, Kies, -8,65 m Schluff-Gyttja, -9,70 m Fein-Grobsand, -10,25 m Mittel-Grobsand, Kies, -10,75 m Mittel-Grobsand, -11,25 m Mittel-Grobsand, Schluffstreifen, -11,40 m Schluff-Gyttja, -12,10 m Mittelsand, -12,30 m Mittel-Grobsand, Kies, -17,85 m Geschiebemergel. Die gewonnenen Proben der Schluff-Gyttjen wurden näher untersucht. Da es sich in beiden Fällen um geringmächtige Lagen handelt (0,1 m resp. 0,15 m), und das Material durchaus als stark feinsandig bis schluffig zu bezeichnen ist (das spricht für eine wesentlich schnellere Sedimentation, als die einer reinen biogenen Gyttja), ist der Effekt einer 'Mischprobe' weitgehend ausgeschlossen. Außerdem lagen die Proben - obgleich wahrscheinlich mit einem Ventilbohrer gefördert - als relativ ungestörte Brocken mit erhaltengebliebener Feinschichtung vor. Auf den Schichtflächen waren gröbere Pflanzenreste erkennbar (in der Tabelle angegeben). Der sehr hohe mineralische Anteil läßt zunächst den Verdacht auf sekundären Pollen aufkommen. Keines der beiden pollenanalytisch ermittelten Vegetationsbilder liefert dagegen irgendeine Bestätigung hierfür.