Potential methane production and oxidation along the soil chronosequence of the Rotmoos glacier forefield

Prem, Eva Maria; Praeg, Nadine; Hofmann, Katrin; Wagner, Andreas Otto; Illmer, Paul

doi:10.2478/boku-2019-0002

Figures & Tables

Enzyme activities (activities of dehydrogenase, ammonification, and DMSO reduction) along the chronosequence (n = 3). Data were standardized d(z =x-μσ).$\text{d}\left( \text{z =}\frac{\text{x- }\!\!\mu\!\!\text{ }}{\sigma } \right).$(a) Enzyme parameters calculated per gram of DW, (b) enzyme parameters calculated per gram of SOM. Boxes represent means ± standard error and markers mean values.Abbildung 1. Enzymatische Parameter (Dehydrogenaseaktivität, Ammonifikation und DMSO Reduktion) entlang der Chronosequenz (n = 3). Die Daten wurden standardisiert (z =x-μσ).$\left( \text{z}\,\text{=}\frac{\text{x- }\!\!\mu\!\!\text{ }}{\sigma } \right).$A) Enzymatische Daten, bezogen auf 1 g Trockengewicht (DW), B) enzymatische Daten, bezogen auf 1 g organische Substanz (SOM). Die Boxen repräsentieren den jeweiligen Mittelwert ± Standardfehler, die Marker geben Mittelwerte an.

PoMP data of soil S1–S3 under water-saturated conditions, with ammonium added (aa) or with a natural ammonium content (na) at 10°C and 37°C (n = 6). Boxes represent mean values ± standard error, black squares represent means, and circles represent outliers.Abbildung 2. PoMP Daten für Boden S1 bis S3 unter wassergesättigten Verhältnissen, mit Ammoniumzugabe (aa) oder unter natürlichem Ammoniumgehalt (na) bei 10°C und 37°C (n = 6). Die Boxen repräsentieren den jeweiligen Mittelwert ± Standardfehler, die schwarzen Quadrate geben Mittelwerte, die Kreise Ausreißer an.

PoMO data of soil S1–S3with a natural ammonium content under water-saturated (ws) or natural water content (nw) conditions at 10°C and 37°C (n = 6). Boxes represent mean values ± standard error, black squares represent means, and circles represent outliers.Abbildung 3. PoMO Daten für Boden S1-S3 unter natürlichem Ammoniumgehalt und unter wassergesättigten Verhältnissen (ws) bzw. bei natürlichem Wassergehalt (nw) bei 10°C und 37°C (n = 6). Die Boxen repräsentieren den jeweiligen Mittelwert ± Standardfehler, die schwarzen Quadrate geben Mittelwerte, die Kreise Ausreißer an.

Potential methane oxidation of soil S3 with ammonium added (aa) and with natural ammonium content (na), including all water and temperature variants (n = 12). Boxes represent mean values ± standard error, black squares represent means, and whiskers represent mean values ± 1.96 * standard error. The Mann–Whitney U test (p < 0.05, continuity correction) was applied which showed a highly significant difference between the two ammonium variants (aa, na) for soil S3: two-sided p < 0.01, Z-adjusted = 3.67.Abbildung 4. Potentielle Methanoxidation von Boden S3 bei Ammoniumzugabe (aa) bzw. unter natürlichem Ammoniumgehalt (na). Die Box-Plots beinhaltet alle Wasser- und Temperaturvarianten (n = 12). Die Boxen repräsentieren den jeweiligen Mittelwert ± Standardfehler, schwarze Quadrate geben die Mittelwerte, Whiskers geben die Mittelwerte ± 1.96 * Standardfehler an. Der Mann-Whitney U test (p < 0.05, Kontinuitätskorrektur) zeigt einen hochsignifikanten Unterschied zwischen den beiden Ammoniumvarianten (aa, na) für den Boden S3: p (zwei-seitig) < 0.01, Z angepasst = 3.67.

Chemical and enzymatic properties (n = 3) of the soil S1, S1A, S2, S2A, and S3 presented in mean (x̅) with the respective standard deviation (SD)_ Letters in brackets show significant differences between the soil samples (p < 0_05, one-way ANOVA and Bonferroni post-hoc test for pH, NH+4 content, and NO-3 content, and dehydrogenase activity; and Kruskal–Wallis one-way ANOVA with multiple comparisons of mean ranks and Bonferroni adjustment for DW, SOM, ammonification activity, and DMSO reduction)_Tabelle 1_ Chemische und enzymatische Parameter (n = 3) der Böden S1, S1A, S2, S2A und S3, als Mittelwert (x̅) mit Standardabweichung (SD) dargestellt_ Die Buchstaben in Klammern geben Informationen über signifikante Unterschiede zwischen den Böden (p < 0_05, One-way ANOVA mit Bonferroni post-hoc Tests für den pH-Wert, Ammonium- und Nitratgehalt und für die Dehydrogenaseaktivität und Kruskal-Wallis One-way ANOVA mit multiple Mittelwertvergleiche und Bonferroni Korrektur für das Trockengewicht, den Gehalt an organischer Substanz, für die Ammonifikation und DMSO- Reduktion)_

Soil		DW (%)	SOM (%)	pH	Ammonium (μg NH4+−N g−1 DW)$\begin{align} & (\mu \text{g NH}_{4}^{+}-\text{N}\ {{\text{g}}^{-1}} \\ & \ \ \ \ \ \ \text{DW)} \\ \end{align}$	Nitrate (μg NO3−N g−1 DW)$\begin{align} & (\mu \text{g N}{{\text{O}}_{3}}-\text{N}\ {{\text{g}}^{-1}} \\ & \ \ \ \ \ \ \text{DW)} \\ \end{align}$	Dehydrogenase (μg TPF g−1DW h−1)$\left( \mu \text{g TPF}\ {{\text{g}}^{-1}}\text{DW}\,{{\text{h}}^{-1}} \right)$activity	Ammonification activity (μg NH4+-N g−1 DW d−1)$\begin{align} & (\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ g}\ \text{NH}_{4}^{+}\text{-N}\ {{\text{g}}^{-1}} \\ & \ \ \ \ \text{DW}\ {{\text{d}}^{-1}}) \\ \end{align}$	DMSO reduction (μg DMS g−1 DW h−1)$\begin{align} & (\text{ }\!\!\mu\!\!\text{ g}\ \text{DMS }{{\text{g}}^{-1}} \\ & \ \ \ \ \text{DW}\ {{\text{h}}^{-1}}) \\ \end{align}$
S1	x̅	93.8 (a)	0.99 (a)	7.1 (d)	2.30 (a)	4.97 (a)	0.90 (a)	0.75 (a)	0.47 (a)
(6 years)	SD	±0.02	±0.054	±0.04	±0.070	±0.107	±0.247	±0.307	±0.020
S 1A	x̅	90.1 (ab)	1.71 (ab)	7.0 (c)	2.46 (a)	18.80 (b)	2.34 (b)	4.57 (ab)	2.31 (a)
(35 years)	SD	±0.13	±0.089	±0.04	±0.108	±2.120	±0.374	±0.662	±0.230
S2	x̅	84.2 (ab)	4.98 (ab)	6.9 (b)	3.98 (b)	29.00 (c)	8.90 (d)	7.83 (ab)	6.50 (a)
(80 years)	SD	±0.05	±0.170	±0.02	±0.258	±1.393	±0.231	±3.177	±0.424
S2A	x̅	81.3 (ab)	5.83 (ab)	6.8 (b)	4.06 (b)	38.80 (d)	6.10 (c)	5.15 (ab)	5.81 (a)
(150 years)	SD	±0.25	±0.019	±0.02	±0.266	±2.658	±0.449	±1.624	±0.448
S3	x̅	75.0 (b)	11.09 (b)	5.5 (a)	9.72 (c)	22.47 (b)	8.00 (d)	12.00 (b)	8.22 (a)
(>5000 years)	SD	±0.42	±0.311	±0.04	±0.134	±1.497	±0.309	±0.968	±2.780

Potential methane production and oxidation along the soil chronosequence of the Rotmoos glacier forefield

Figures & Tables

Figure 1

Figure 2

Figure 3

Figure 4

Paradigm

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