Effects of increased CO2 concentration on nutrient limited coastal summer plankton depend on temperature

Increasing seawater temperature and CO2 concentrations both are expected to increase coastal phytoplankton biomass and carbon to nutrient ratios in nutrient limited seasonally stratified summer conditions. This is because temperature enhances phytoplankton growth while grazing is suggested to be reduced during such bottom-up controlled situations. In addition, enhanced CO2 concentrations potentially favor phytoplankton species, that otherwise depend on costly carbon concentrating mechanisms (CCM). The trophic consequences for consumers under such conditions, however, remain little understood. We set out to experimentally explore the combined effects of increasing temperature and CO2 concentration for phytoplankton biomass and stoichiometry and the consequences for trophic transfer (here for copepods) on a natural nutrient limited Baltic Sea summer plankton community. The results show, that warming effects were translated to the next trophic level by switching the system from a bottom-up controlled to a mainly top-down controlled one. This was reflected in significantly down-grazed phytoplankton and increased zooplankton abundance in the warm temperature treatment (22.5°C). Additionally, at low temperature (16.5°C) rising CO2 concentrations significantly increased phytoplankton biomass. The latter effect however, was due to direct negative impact of CO2 on copepod nauplii which released phytoplankton from grazing in the cold but not in the warm treatments. Our results suggest that future seawater warming has the potential to switch trophic relations between phytoplankton and their grazers under nutrient limited conditions with the consequence of potentially disguising CO2 effects on coastal phytoplankton biomass.

Strike-slip faults mediate the rise of crustal-derived fluids and mud volcanism in the deep sea

We report on newly discovered mud volcanoes located at about 4500 m water depth 90 km west of the deformation front of the accretionary wedge of the Gulf of Cadiz, and thus outside of their typical geotectonic environment. Seismic data suggest that fluid flow is mediated by a >400-km-long strike-slip fault marking the transcurrent plate boundary between Africa and Eurasia. Geochemical data (Cl, B, Sr, 87Sr/86Sr, Delta18O, DeltaD) reveal that fluids originate in oceanic crust older than 140 Ma. On their rise to the surface, these fluids receive strong geochemical signals from recrystallization of Upper Jurassic carbonates and clay-mineral dehydration in younger terrigeneous units. At present, reports of mud volcanoes in similar deep-sea settings are rare, but given that the large area of transform-type plate boundaries has been barely investigated, such pathways of fluid discharge may provide an important, yet unappreciated link between the deeply buried oceanic crust and the deep ocean.

Sediment and pore water geochemistry of sediment cores, Potter Cove, King George Island

Redox-sensitive trace metals (Mn, Fe, U, Mo, Re), nutrients and terminal metabolic products (NO3-, NH4+, PO43-, total alkalinity) were for the first time investigated in pore waters of Antarctic coastal sediments. The results of this study reveal a high spatial variability in redox conditions in surface sediments from Potter Cove, King George Island, western Antarctic Peninsula. Particularly in the shallower areas of the bay the significant correlation between sulphate depletion and total alkalinity, the inorganic product of terminal metabolism, indicates sulphate reduction to be the major pathway of organic matter mineralisation. In contrast, dissimilatory metal oxide reduction seems to be prevailing in the newly ice-free areas and the deeper troughs, where concentrations of dissolved iron of up to 700 µM were found. We suggest that the increased accumulation of fine-grained material with high amounts of reducible metal oxides in combination with the reduced availability of metabolisable organic matter and enhanced physical and biological disturbance by bottom water currents, ice scouring and burrowing organisms favours metal oxide reduction over sulphate reduction in these areas. Based on modelled iron fluxes we calculate the contribution of the Antarctic shelf to the pool of potentially bioavailable iron (Feb) to be 6.9x10**3 to 790x10**3 t/yr. Consequently, these shelf sediments would provide an Feb flux of 0.35-39.5/mg/m**2/yr (median: 3.8 mg/m**2/yr) to the Southern Ocean. This contribution is in the same order of magnitude as the flux provided by icebergs and significantly higher than the input by aeolian dust. For this reason suboxic shelf sediments form a key source of iron for the high nutrient-low chlorophyll (HNLC) areas of the Southern Ocean. This source may become even more important in the future due to rising temperatures at the WAP accompanied by enhanced glacier retreat and the accumulation of melt water derived iron-rich material on the shelf.

Molecular dissolved organic matter composition and environmental parameters from a laboratory incubation study

Dissolved organic matter (DOM) in the oceans constitutes a major carbon pool involved in global biogeochemical cycles. More than 96% of the marine DOM resists microbial degradation for thousands of years. The composition of this refractory DOM (RDOM) exhibits a molecular signature which is ubiquitously detected in the deep oceans. Surprisingly efficient microbial transformation of labile into RDOM was shown experimentally, implying that microorganisms produce far more RDOM than needed to sustain the global pool. By assessing the microbial formation and transformation of DOM in unprecedented molecular detail for 3 years, we show that most of the newly formed RDOM is molecularly different from deep sea RDOM. Only <0.4% of the net community production was channeled into RDOM molecularly undistinguishable from deep sea DOM. Our study provides novel experimentally derived molecular evidence and data for global models on the production, turnover and accumulation of marine DOM.

Nitrógeno prontamente asimilable : efecto sobre la velocidad de fermentación del jugo de uva (Vitis vinifera L.)

El propósito de este trabajo fue evaluar la incidencia de la concentración de nitrógeno prontamente asimilable (NPA) sobre la velocidad y duración de la fermentación alcohólica de los mostos de uva. El experimento se diseñó con tres tratamientos (A=testigo; B=agregado de PO4H(NH4)2 50 mg/L; C=agregado de PO4H(NH4)2 100 mg/L) y cuatro repeticiones. Se realizaron microvinificaciones con jugo de uva pasteurizado var. Chardonnay, inoculado con Saccharomyces cerevisiae cepa FCA 32. La fermentación se condujo a 25 °C. La concentración de NPA fue medida por titulación en medio formol. La velocidad de fermentación fue determinada por pérdida de peso. La velocidad máxima de fermentación se alcanzó al tercer día. Existen diferencias significativas entre la velocidad máxima alcanzada por el testigo y por los tratamientos B y C pero no hay diferencias significativas entre las velocidades máximas alcanzadas por los tratamientos B y C. La velocidad máxima de fermentación alcanzada por el tratamiento B (agregado de 50 mg/L de PO4H(NH4)2) fue 57 % superior respecto del testigo, mientras que el tratamiento C (agregado de 100 mg/L de PO4H(NH4)2) fue 53 % superior respecto del mismo testigo La velocidad máxima de fermentación aumentó con la adición de nitrógeno, pero no se observan diferencias entre las distintas dosis empleadas. La duración media de la fermentación resulta significativamente diferente para los tres tratamientos: 9.25 días para el testigo, 7.5 días para el tratamiento B y 6.25 días para el tratamiento C. El agregado de PO4H(NH4)2 disminuye la duración de la fermentación en las condiciones de trabajo. La duración de la fermentación del tratamiento B (agregado de 50 mg/L de PO4H(NH4)2) fue del 81 % respecto del testigo 100 %, mientras que el tratamiento C (agregado de 100 mg/L de PO4H(NH4)2) fue del 67 %, respecto del mismo testigo.

Organic compounds in sediments and pore waters of ODP Sites 117-723 and 117-724

Total organic carbon, amino compounds, and carbohydrates were measured in pore waters and sediments of Pliocene to Pleistocene age from Sites 723 and 724 (ODP Leg 117) to evaluate (1) relationships between organic matter in the sediment and in the pore water, (2) the imprint of lithological variations on the abundance and contribution of organic substances, (3) degradation of amino compounds and carbohydrates with time and/or depth, and (4) the dependence of the ammonia concentration in the pore water on the degradation of amino compounds in the sediment. Total organic carbon concentrations (TOC) of the investigated sediment samples range from 0.9% to 8.7%, and total nitrogen concentrations (TN) from 0.1% to 0.5%. Up to 4.9% of the TOC is contributed by hydrolyzable amino acids (THAA) which are present in amounts between 1.1 and 21.3 µmol/g dry sediment and decrease strongly downhole. Hydrolyzable carbohydrates (THCHO) were found in concentrations from 1.3 to 6.6 ?mol/g sediment constituting between 0.1% and 2.0% of the TOC. Differences between the distribution patterns of monomers in Sites 723 and 724 indicate higher terrigenous influence for Site 724 and, furthermore, enhanced input of organic matter that is relatively resistant to microbial degradation. Lithologically distinct facies close to the Pliocene/Pleistocene boundary yield different organic matter compositions. Laminated horizons seem to correspond with enhanced amounts of biogenic siliceous material and minor microbiological degradation. Total amounts of dissolved organic carbon (DOC) in pore waters vary between 11 and 131 mg/L. Concentrations of DOC as well as of dissolved amino compounds and carbohydrates appear to be related to microbial activity and/or associated redox zones and not so much to the abundance of organic matter in the sediments. Distributions of amino acids and monosaccharides in pore waters show a general enrichment in relatively stable components in comparison to those of the sediments. Nevertheless, the same trend appears between amino acids present in the sediments from Sites 723 and 724 as well as between amino acids in pore waters from these two sites, indicating a direct relation between the dissolved and the sedimentary organic fractions. Different ammonia concentrations in the pore waters of Sites 723 and 724 seem to be related to enhanced release of ammonia from degradation of amino compounds in Site 723.

Factores que afectan la emisión de escapo floral y producción de bulbillos aéreos en ajo (Allium sativum L.)

El ajo constituye el principal producto agrícola no transformado destinado a la exportación en Mendoza. En la Argentina, la ausencia de cultivares específicas de ajo y producción de semilla fiscalizada han sido unas de las principales debilidades del sistema exportador. Para que los materiales provenientes de los planes de mejoramiento y saneados lleguen rápidamente al productor es necesario acelerar la tasa de multiplicación de los mismos. Con esta finalidad, los bulbillos aéreos que se forman en el extremo del escapo de ajo tipo “colorado" (Grupo IV, Argentina) libre de virus, pueden ser utilizados como propágulos en la producción de ajo “semilla". El objetivo general del presente trabajo fue establecer la influencia del: genotipo, liberación de virus (OYDV y LYSV), tamaño de “diente" empleado como propágulo, fertilización nitrogenada y conservación de los escapos luego de la cosecha, en la producción de bulbillos aéreos. En Mendoza, Argentina, se evaluaron durante el ciclo 1994, 32 introducciones de ajo tipo “colorado" de distinto origen, por su hábito de floración y producción de bulbillos aéreos. Se llevaron a cabo durante los años 1995 y 1996 dos ciclos de ensayos, en los que se evaluó en una población clonal de ajo “colorado criollo" (AR-I-051) y una de ajo “ruso" (AR-I-033) el efecto del saneamiento viral sobre la floración y producción de bulbillos aéreos, trabajando con material crónicamente enfermo y libre de OYDV y LYSV. En AR-I-051 además se estudió el efecto del tamaño de “diente" (2; 3,5 y 5 g ó 1,2; 3,2 y 5,2 g) e influencia de la fertilización nitrogenada (0, 50 y 100 kg.ha-1 de N como SO4(NH4)2). Entre 1995 y 1998, se compararon diversas métodos de “curado" de los escapos luego de la cosecha de las plantas (en planta entera, cortados de distintas longitudes, mantenidos en seco o con inmersión de sus bases en agua o en solución nutritiva con o sin el regulador del crecimiento CCC). Se concluye que la producción de bulbillos aéreos depende del genotipo considerado. En ajo “colorado" se distinguen 5 grupos por su modalidad de floración y potencialidad de producción de bulbillos. La producción de bulbillos aéreos útiles (>2,4 mm de diámetro) depende del tiempo transcurrido entre floración y cosecha y no entre plantación y floración. Se puede predecir la cantidad de bulbillos aéreos útiles (Numa) sobre la base del diámetro de espata (espa) y la longitud de escapo (long) al momento de cosecha, según la ecuación: Numa = - 81,62 + 4,79 espa + 1,05 long (r2 = 0,88). v La capacidad de cada genotipo de emitir escapos, disminuye con la liberación de OYDV y LYSV, por lo que la producción por hectárea de bulbillos aéreos útiles es menor en el material saneado. El empleo de material saneado, “dientes" grandes, como la fertilización con N producen plantas de mayor tamaño y con mayor área foliar, lo que se traduce en un mayor rendimiento en la producción de bulbos. Sin embargo, la producción de bulbillos aéreos por hectárea disminuye, debido al menor porcentaje de plantas que emiten escapos y no a la disminución del número de bulbillos por planta. En cambio, todas aquellas condiciones que favorecen menor expresión vegetativa de las plantas aumentan la emisión de escapos. El “curado" de los escapos separados de la planta madre se puede llevar a cabo sin necesidad de realizar la inmersión de la base de los mismos en agua o en solución nutritiva con o sin CCC. La longitud a la cual se deben cortar los escapos, de manera de no afectar la producción de bulbillos, depende del grado de crecimiento de los bulbillos en el campo. La longitud de corte del escapo en ajo “criollo", con escaso crecimiento de los bulbillos aéreos en el campo, no debe ser inferior a 50 cm. En ajo “ruso", que presenta al momento de cosecha de las plantas un desarrollo avanzado de los bulbillos aéreos, los escapos pueden cortarse de menor longitud, sin afectar la producción de bulbillos aéreos. La longitud del escapo, en planta o separado de ella, afecta la producción de bulbillos aéreos en forma directamente proporcional.

Influencia de la fertilización y el riego sobre aspectos cuali-cuantitavos de la reproducción de cebolla (Allium cepa L.) para la industria del deshidratado

La creciente demanda, en los últimos años, a nivel mundial y nacional de los productos deshidratados hace que esta actividad se perfile como promisoria en la región cuyana. Prácticamente el 100 % de la deshidratación de cebolla (Allium cepa L.) del país se realiza en Mendoza, habiendose hecho sólo producciones aisladas y de escaso volúmen en otras plantas del país. Las estimaciones preveen que se seguirá abasteciendo el mercado local y se incrementaránlas exportaciones de cebolla deshidratada. El objetivo general del presente trabajo fue establecer la influencia de la fertilización y el riego sobre la productividad y calidad de un cultivar mejorado de cebolla de importancia económica para la industria del deshidratado. En el Campo Experimental del INTA La Consulta se llevaron a cabo durante los años 1994-´95 y 1995-´96, dos ciclos de ensayos, con una línea de cebolla para deshidratar derivada del cultivar Southport White Globe. El suelo es de origen aluvial, profundo y de textura franca (Torrifluvente típico). Se determinaron los principales parámetros físicos, químicos e hídricos de la fracción fina del suelo. Para determinar el efecto de la fertilización sobre componentes de crecimiento y calidad y estudiar la variación de la concentración y ritmo de absorción de nutrimentos se ensayaron diferentes tratamientos. En el primer ciclo se ensayaron nueve tratamientos con tres niveles de N (0, 100, 200 kg N ha-1 ) aplicado como urea y tres niveles de P (0, 30, 60 kg P ha-1 ) como superfosfato. En el segundo ciclo se probaron ocho tratamientos con los siguientes niveles de N, P y K, respectivamente: (0 y 100 kg N ha-1), (0 y 40 kg P ha-1) y (0 y 60 kg K ha-1), éste último como sulfato de potasio. Para evaluar el efecto de diferentes regímenes de riego al final del ciclo de cultivo sobre la produccción cuantitativa y cualitativa de cebolla para la industria del deshidratado se programaron cortes anticipados de riegos, según diferentes fechas anteriores a la cosecha. Estas fueron para el primero y segundo ciclo de ensayo, respectivamente: (33, 27, 21, 8) y (21,14, 7) días anteriores a la fecha de cosecha estimada. Las principales conclusiones fueron: A) Con respecto a la fertilización: i) En todos los casos, e independientemente del tratamiento ensayado el mayor incremento relativo de sustancia seca aérea se evidencia durante la II fase de viii desarrollo que tiene lugar entre los primeros días de noviembre y mediados de diciembre ii) En dicha II fase se comienzan a manifestar incrementos absolutos de peso seco aéreo y área foliar atribuibles a la fertilización iii) También en todos los tratamientos se verifica que al finalizar la II fase el peso de los bulbos alcanza el 20 % de su peso de cosecha. En ese momento, los valores determinados para el porcentaje de sólidos totales (% ST) oscilan entre 13 % y 14 % iv) La mayor tasa de crecimiento del bulbo se constató en la III fase en la que se logra el 80% restante de su peso final v) En la III fase el % ST del bulbo sigue en aumento hasta casi el momento de cosecha y alcanzó valores promedios de 20 % y 21 %. La fertilización con diferentes dosis de N, P y K no influyó en el contenido de materia seca de los bulbos aunque sí lo hizo positivamente sobre su peso fresco vi) Los máximos rendimientos de bulbos (37.3 Mg ha-1) y de materia seca (7.92 Mg ha-1) se obtuvieron, en el segundo ciclo de ensayo, con las dosis de 100 kg N ha-1 y 40 kg P ha-1 vii) Los parámetros tisulares aéreos de valor diagnóstico asociados a máximosrendimientos, y al final de la II fase, correspondieron a una Alimentación Global (N, P, K) de 4.96 g % g s. seca y concentraciones de N, P y K respectivamente de: 2.56 g %, 0.22 g % y 2.18 g %. En cuanto a los tenores de Ca y Mg los porcentajes respectivos fueron: 2.10 g % y 0.16 g %. Los valores medios de equilibrios nutricionales fueron: N - P - K: 52 % - 4% - 44%. Con respecto a los micronutrimentos sus concentraciones fueron, en mg kg-1, Fe: 400, Zn: 55, Mn: 35 y Cu:19 y los valores de equilibrios nutricionales : 78.5 % - 11 % - 7 % - 3.5 %, respectivamente viii) La extracción total efectuada por el cultivo para esas máximas producciones, en kg ha-1, de N - P - K - Ca - Mg fueron: 214 - 40 -187 - 184 -19 B) Con respecto a los regímenes de riego: i) El rendimiento máximo obtenido -38.9 Mg ha-1- en el ensayo de cortes anticipados de riego correspondió al tratamiento R7 del ciclo 1995-‘96 ii) El mismo perteneció al tratamiento, que además de la fertilización básica con 100 kg N ha-1, aseguró durante los meses de noviembre, diciembre y enero, ix hasta siete días antes de cosecha, una humedad edáfica mínima (umbral de riego) correspondiente al 50 % del agua disponible. Este tratamiento se caracterizó por un total de 18 riegos y una incorporación de agua de 6120 m3 ha-1. iii) Los rendimientos totales de materia seca fueron afectados detrimentalmente por los otros regímenes de riego de cortes más anticipados iv) Se constató una relación lineal positiva altamente ignificativa entre el rendimiento y la lámina total de agua aplicada al cultivo.

Interstitial water chemistry at DSDP Leg 57 Holes

Analyses of water samples taken by means of an in-hole sampler generally show good agreement with analyses of samples collected by routine shipboard squeezing techniques. At Sites 438 and 439, a decrease in salinity with depth is related to former freshwater flow from an aquifer that crops out at an anticline on a deep sea terrace between Japan and the top of the trench slope of the Japan Trench. This former subaerial recharge suggests significant late Cenozoic subsidence of the terrace, because it now lies at a water depth of 1500 meters. Samples from the trench slope at Site 440 have extremely high values of alkalinity and ammonia, presumably because of a favorable combination of high sedimentation rate and organic carbon content. Diagenetic conditions on the trench slope favor formation of the Fe-Mg carbonate mineral, ankerite; at Site 440 it first occurs at a depth below the sea floor of only 29 meters in late Pleistocene strata. Undissolved diatoms persist to relatively great depth at the sites of Leg 57 because of a low geothermal gradient caused by subduction. Secondary silica lepispheres first appear at 851 meters at the most landward and warmest site, Site 438, in strata 16 million years old with an ambient temperature of 31 °C.

Evaluación del proceso de compostaje de dos mezclas de residuos avícolas

Los residuos del sector avícola, principalmente guano (aves ponedoras) y cama de parrilleros (aves de engorde), pueden generar un impacto negativo en el ambiente contribuyendo a la contaminación de suelo, agua y aire. La estabilización aeróbica a través del compostaje es una alternativa de tratamiento para reducir la contaminación. El objetivo de este trabajo fue evaluar el proceso de compostaje en dos mezclas con diferentes porcentajes de residuos avícolas (guano de aves ponedoras y cama de pollos parrilleros). Se compostaron dos mezclas que contenían 81% y 70% de residuos avícolas durante 16 semanas. Las variables analizadas fueron: temperatura (T°), pH, conductividad eléctrica (CE), humedad (H), capacidad de intercambio catiónico (CIC), carbono orgánico total (COT), amonio (NH4+), nitrato (NO3 - ), nitrógeno total (NT ) y carbono soluble (CS). Las características finales de los compost A y B fueron: pH 7,1 - 6,8, CE 3,3 - 2,9 (mS. cm- 1), COT 14,8 - 17,9 %, NT 0,97 - 0,88 %, NH4 + 501 - 144,9 mg kg-1, NO3-552,3 - 543,0 mg kg-1 respectivamente. El proceso de compostaje podría ser una herramienta para estabilizar los residuos avícolas minimizando su impacto en el ambiente.

Geochemistry of pore water and sediments from ODP Leg 136 sites

During Leg 136 drilling was conducted at two sites in pelagic sediments of the north central Pacific Ocean. In this report, pore-water analyses for major seawater constituents, alkalinity, ammonia, nitrate, phosphate, silica, Ba, Fe, Li, Mn, and Sr are presented. Although concentration gradients are generally weak, resulting from slow sedimentation and concomitant diffusive communication with overlying water, there is evidence of sediment/pore-water interactions, associated sediment diagenesis, and formation of authigenic minerals. Bulk major and trace element compositions of the sediments are consistent with reactions inferred to occur within the sediments and with the lithology and mineralogy. Elemental compositions of the sediments are not strongly affected by diagenesis and are primarily related to the dominant mineralogy. Sediments are typical of deep ocean pelagic settings with a significant contribution from the alteration of volcanic ash and the formation of zeolites. Sedimentary rare earth element patterns also provide evidence of active scavenging processes by Mn and Fe oxide phases in the deeper sediments at Site 842.

Seasonally resolved chemical records of six ice cores from the Dronning Maud Land, Antarctica

The ammonium, calcium, and sodium concentrations from three intermediate depth ice cores drilled in the area of Dronning Maud Land, East Antarctica, have been investigated. Since all measurements were performed by a high-resolution Continuous Flow Analysis system, for the first time seasonal signals of chemical trace species could be obtained from the interior of central Antarctica over a period of approximately 2 millennia. Although the elevation as well as the accumulation rate differ between the drilling sites, similar values were obtained by comparing mean concentrations spanning the last 900 years. However, a distinct lack of intersite correlation was found on decadal timescales. Despite a noticeable accumulation change, apparent in one core, no significant concentration change of all three species has occurred. All the measured ions show clear seasonal signals over the whole records. While the sea-salt-related component sodium peaks simultaneously with calcium, the maximum ammonium concentration occurs in the snow with a time lag of 2 months after the sea-salt peak. More than 60% of the calcium concentration can be attributed to an ocean source. Elevated sodium concentrations were found within this millennium compared to mean values of the whole records, but the spatially varying shape of the increase suggests that a possible climatic signal is biased by local deposition effects.

Chemical composition of interstitial waters from sediments of brine-bearing deeps of the Red Sea

Data on concentrations of the major ions (Cl, SO4, Alk, Na, K, Ca, Mg, NH4) in interstitial waters from sediments of three brine-bearing deeps of the Red Sea rift zone are reported. Interstitial waters of the Atlantis-II Deep have the highest salinity (310.1 g/l), of the Discovery Deep - slightly lower (298.8 g/l), and of the Suakin Deep - the lowest (159.9 g/l). Interstitial waters of all three deeps are characterized by low, compared with sea water, absolute and relative concentrations of Mg and SO4 ions and have extremely low alkaline reserve (0.15-0.64 meq/l). Concentrations of K, Ca and especially Na and Cl ions, as compared with sea water, are highly increased. Interstitial waters from the deeps in study have high, compared with sea water, concentrations of NH4 (12-62 mg/l).