Soil organic carbon dynamics under perennial energy crops

The European renewable energy directive 2009/28/EC (E.C. 2009) provides a legislative framework for reducing GHG emissions by 20%, while achieving a 20% share of energy from renewable sources by 2020. Perennial energy crops could significantly contribute to limit GHG emissions through replacing equivalent fossil fuels and by sequestering a considerable amount of carbon into the soil through the large amounts of belowground biomass produced. The objective of this study is to evaluate the effects of land use change that perennial energy crops have on croplands (switchgrass) and marginal grasslands (miscanthus). For that purpose above and belowground biomass, SOC variation and Net Ecosystem Exchange were evaluated after five years of growth. At aboveground level both crops produced high biomass under cropland conditions as well as under marginal soils. At belowground level they also produced large amounts of biomass, but no significant influences on SOC in the upper layer (0-30 cm) were found. This is probably because of the "priming effect" that caused fast carbon substitution. In switchgrass only it was found a significant SOC increase in deeper layers (30-60 cm), while in the whole soil profile (0-60 cm) SOC increased from 42 to 51 ha-1. However, the short experimental periods (for both switchgrass and miscanthus), in which land use change was evaluated, do not permit to determine the real capacity of perennial energy crops to accumulate SOC. In conclusion the large amounts of belowground biomass enhanced the SOC dynamic through the priming effect resulting in increased SOC in cropland but not in marginal grassland.

Untersuchungen zur biotischen Bildung von Methylquecksilber aus anorganischem Quecksilber durch intestinale Sulfat-reduzierende Bakterien und die Bestimmung alkylierter Quecksilberverbindungen mittels GC-ICP-MS und Isotopenverdünnungsanalyse

Alkylierte Quecksilberspezies sind hundertfach toxischer als anorganisches Quecksilber (Hg) und werden in der Nahrungskette mit zunehmender Trophieebene im Gewebe von Tieren und dem Menschen akkumuliert. Aufgrund der Relevanz für die Umwelt und den Effekt auf die menschliche Gesundheit kommt der biotischen Transformation von anorganischem Hg zu Monomethylquecksilber (MeHg) eine große Bedeutung zu. Es ist bekannt, dass Sulfat-reduzierende Bakterien zu den Hauptproduzenten von MeHg gehören. Darüber hinaus gibt es jedoch nur wenige Untersuchungen über die biologischen Mechanismen und die Zusammenhänge in terrestrischen und insbesondere in intestinalen Systemen. Die vorliegende Arbeit leistet daher einen wichtigen Beitrag zur Abschätzung des Potentials zur Hg-Methylierung durch intestinale Bakterien und vertieft die Kenntnisse zu der damit verbundenen Akkumulation der organischen Schwermetallverbindung im Gewebe des Kompostwurms Eisenia foetida (E. foetida). rnIm Rahmen dieser Arbeit wurde erstmals unter Anwendung der Gas Chromatographie mit induktiv gekoppelter Massenspektrometrie (GC-ICP-MS) und Isotopenverdünnungsanalyse verschiedene Kulturen intestinaler Sulfat-reduzierender Bakterien auf die Bildung von organischem Monomethylquecksilber aus Hg(II) untersucht. Da in komplexen bakteriellen Nährlösungen mit hohem Sulfidgehalt Matrixeffekte auftreten und die Analyse von MeHg im Ultraspurenbereich erschweren können, erfolgte die Probenvorbereitung mittels der Methanol-Kaliumhydroxid-Extraktion unter Verwendung eines Maskierungsreagenzes und der Derivatisierung mit Natriumtetrapropylborat. Das Detektionslimit für MeHg in bakteriellen Nährlösungen betrug 0,03 ng/mL. Die Wiederfindung von zertifiziertem Referenzmaterial ERM® CE-464 Tuna Fish war sehr gut und lag in einem Bereich zwischen 98 – 105%. rnDie Resultate der Untersuchung von 14 verschiedenen Rein- und Anreicherungskulturen Sulfat-reduzierender Bakterien zeigten, dass neun Kulturen innerhalb von 12 h nach einer Inkubation mit 0,1 mg/L Hg2+ im Durchschnitt 100 bis 1200 pg/mL MeHg produzierten. Darunter waren zwei Desulfovibrio sp. Stämme, die Spezies Desulfovibrio piger, Desulfovibrio giganteus, Desulfovibrio termitidis, Desulfotomaculum ruminis, Desulfobulbus propionicus sowie Anreicherungskulturen aus dem Intestinaltrakt einer Zygoptera-Larve Zy1 und E. foetida EF4. Die Fähigkeit zur Hg-Methylierung durch eine Spezies der Ordnung Desulfotomaculum aus der Gruppe der Gram-positiven Firmicutes wurde hiermit erstmals beobachtet.rnWeiterhin wurde gezeigt, dass im Intestinaltrakt von E. foetida im Gegensatz zu mikrobiellen Bodenproben eine signifikante biotische Methylierung von Hg(II) durchgeführt wird. Dass diese Transformationen in hohem Maße von der intestinalen Region ausgeht und somit zur Akkumulation von MeHg im Gewebe beiträgt, konnte durch weiterführende Experimente mittels Laserablations-ICP-MS an histologischen Gefrierschnitten des Invertebraten darge-stellt werden. rn

Megabenthic communities in the waters around Svalbard during POLARSTERN cruise ARK-VIII/2 (EPOS II)

Composition and distribution of megabenthic communities around Svalbard were investigated in June/July 1991 with 20 Agassiz trawl and 5 bottom trawl hauls in depths between 100 and 2100 m. About 370 species, ranging from sponges to fish, were identified in the catches. Species numbers per station ranged from 21 to 86. Brittle stars, such as Ophiacantha bidentata, Ophiura sarsi and Ophiocten sericeum, were most important in terms of constancy and relative abundance in the catches. Other prominent faunal elements were eunephthyid alcyonarians, bivalves, shrimps, sea stars and fish (Gadidae, Zoarcidae, Cottidae). Multivariate analyses of the species and environmental data sets showed that the spatial distribution of the megabenthos was characterized by a pronounced depth zonation: abyssal, bathyal, off-shore shelf and fjordic communities were discriminated. However, a gradient in sediment properties, especially the organic carbon content, seemed to superimpose on the bathymetric pattern. Both main factors are interpreted as proxies of the average food availability, which is, hence, suggested to have the strongest influence in structuring megabenthic communities off Svalbard.

Determinación de la época más adecuada para la propagación ágamica de gramíneas ornamentales : : Mendoza (Argentina)

La división de matas es una técnica de propagación difundida con gran éxito entre las Gramíneas. Cuando se trata de la producción comercial de este grupo de plantas, es importante conocer la época en que se realiza esta práctica para obtener plantas de la mejor calidad en el menor tiempo posible. Según algunos autores, la estación apropiada para dividir gramíneas está relacionada con el momento de activo crecimiento: primavera tardía para las especies estivales y otoño o primavera temprana para las invernales. En este trabajo se estudió la influencia de la época del año en la división de matas de Miscanthus sinensis "Variegatus", Miscanthus sinensis "Zebrinus", Miscanthus sinensis "Morning Light", Paspalum haumanii, Leymus arenarius, Pennisetum setaceum y Trichloris crinita en diciembre y febrero. Se evaluaron las características ornamentales y la precocidad, con fines comerciales, de las plantas obtenidas en otoño y primavera tardía. Las variables utilizadas fueron altura vegetativa, diámetro de canopia y de corona, número de cañas y porcentaje de sobrevivencia. Desde el punto de vista comercial y productivo, es conveniente realizar la división de matas en otoño para obtener precocidad sólo en M. sinensis "Variegatus" y M. sinensis "Zebrinus". En el caso de M. sinensis "Morning Light", P. setaceum, T. crinita, P. haumanii y Leymus es más adecuada la división de primavera.