Carbon assimilation and microbial activity in soil

Authors


Abstract

In order to characterise the term microbial „activity” three different microbial populations belonging to a luvisol (I), a phaeozem (II) and a rendzina (III) were used for studying kinetic parameters such as substrate affinity, growth rate, yield and turnover time and the metabolic quotient of basal respiration. Glucose was used as a carbon source. Specific growth rate values (μ) varied between 0.0037 and 0.015 h−1 depending on soil type and glucose concentration and were far below the potential μmax. The calculated turnover time was 3–11 days, respectively. The yield coefficient was in the range between 0.37 and 0.53. The maximal uptake rate of glucose–C of soil population (II) was 0.041 g C g−1 biomass-C h−1. The determined affinity constant (Km) was 57 μg C g−1 soil. The affinity to glucose was higher for the glucose-mediated CO2 evolution with Km values of 15.2 and 17.5 than for the glucose uptake system itself. The observed qCO2 values of the basal respiration at temperature increments from 0 to 45° C were almost identical for the soils (I) and (II). The calulated Q10 lay in the range between 1.4 and 2.0.

Abstract

Kohlenstoffassimilation und mikrobielle Aktivität im Boden

Zur genaueren Kennzeichnung des Begriffs „mikrobielle Aktivität” wurden drei verschiedene Mikroorganismenpopulationen herangezogen. Sie gehörten zu einer Parabraunerde (I), einer Schwarzerde (II) und einer Rendsina (III). Untersucht wurden kinetische Parameter wie Substrataffinität, Wachstumsrate, Ertragskoeffizient, Umsatzzeit und der Stoffwechselquotient der Basalatmung. Glucose wurde als C-Quelle verwendet.

Die Werte für die spezifische Wachstumsrate (μ) lagen zwischen 0.0037 und 0.015 h−1. Sie waren abhängig von Bodentyp und Glucose-Konzentration und lagen weit unter dem möglichen Wert für μmax. Die berechneten Umsatzzeiten lagen zwischen 3 und 11 Tagen. Der Ertragskoeffizient nahm Werte zwischen 0.37 und 0.53 ein. Die maximale Aufnahmerate für Glucose-C betrug 0.041 g C g−1 Biomasse–C h−1. Die ermittelte Affinitätskonstante (Km) lag bei 57 μg C g−1 Boden. Die Affinität zu Glucose war mit Km = 15.2 und 17.5 höher, wenn sie an der durch Glucose-angeregten CO2 Produktion gemessen wurde im Vergleich zum eigentlichen Glucose-Aufnahmesystem. Die gemessenen qCO2 Werte der Basalatmung für die Temperaturstufen zwischen 0 und 45° C waren nahezu identisch für die Böden (I) und (II). Der berechnete Q10 lag im Bereich von 1.4 bis 2.0.

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