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| Aitkenhead-Peterson, JA; Kalbitz, K: Short-term response on the quantity and quality of rhizo-deposited carbon from Norway spruce exposed to low and high N inputs, Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 168, 687-693 (2005), doi:10.1002/jpln.200420468 | |
Abstract:
The amount and composition of rhizo-deposition as an important component of dissolved organic carbon (DOC) in forest soils is largely unknown. The objective of our study was to examine one component of DOC production in forest soils, namely rhizo-deposition, under conditions of low, moderate, and high inorganic-nitrogen (N) input. Two-year-old Picea abies saplings were incubated in hydroponic solution for a period of 2 weeks, comprising an adaptation and an experimental period of each 1 week. Treatments included 0 (zero N), 1, 10 (moderate N), and 100 (high N) mg N L-1 nitrogen addition split equally between nitrate and ammonium. Quantity and quality of dissolved-organic-carbon (DOC) production were investigated. Cumulative DOC production ranged between 3.7 and 8.8 mg C (g root dry weight)-1 (7 d)-1 and was significantly reduced in zero- and high-N treatments. In turn, the specific UV absorbance as a measure of the aromaticity increased significantly in zero- and high-N treatments, indicating a reduced contribution of microbial products to rhizo-deposited C. Mineralization of rhizo-deposited DOC was not significantly different between N treatments at day 1 of the experimental period, but by day 7, 69% of rhizo-deposition in zero-N hydroponic solution was mineralizable compared to 37%-49% for the moderate- and high-N treatments. Increasing N input tended to result in decreased degradability. We conclude from this short-term experiment that rhizo-deposited DOC from Norway spruce displays a fast response to changes in inorganic N.
Kurzfristige Wirkungen niedriger und hoher Stickstoffgaben auf Menge und Eigenschaften der C-Rhizodeposition von Fichte
Die Menge und Zusammensetzung der Rhizodeposition als einem wichtigen Bestandteil der gelösten organischen Substanz (DOC) in Böden ist noch weitgehend unbekannt. In dieser Arbeit widmeten wir uns diesem Prozess der DOC-Produktion und untersuchten die Rhizodeposition bei niedrigen, mittleren und hohen anorganischen Stickstoff(N)-Gaben. Wir inkubierten zwei Jahre alte Fichten-Schösslinge in Hydrokultur über einen Zeitraum von 2 Wochen. Dabei wurde eine Woche für die Adaption der Schösslinge genutzt. In den Lösungen wurden durch Zugabe von Ammoniumnitrat folgende N-Konzentrationen eingestellt: 0 mg L-1, 1 mg L-1, 10 mg L-1, 100 mg L-1. Menge und Eigenschaften des gelösten organischen Kohlenstoffs (DOC) in den Lösungen wurden quantifiziert. Die kumulative DOC-Produktion lag zwischen 3.7 and 8.8 mg C pro g Wurzeltrockenmasse in 7 Tagen und war signifikant niedriger in den Varianten mit 0 und mit 100 mg L-1 N. In diesen Varianten stieg die spezifische UV-Absorption als ein Maß für die Aromatizität des DOC gegenüber den anderen Varianten mit mittlerer N-Konzentration (1 und 10 mg L-1) signifikant an. Dies deutet auf einen verringerten Anteil mikrobieller Produkte am DOC hin. Die Mineralisierung des DOC aus Rhizodeposition unterschied sich am ersten Tag der Experimentierperiode nicht. Allerdings wurden am 7. Tag der Experimentierperiode 69 % des DOC in der Variante ohne Stickstoff mineralisiert, während in den anderen Varianten (mittlere und hohe N-Konzentration) 37 %-49 % des DOC mineralisiert wurden. Dies lässt vermuten, dass ansteigender N-Eintrag zu einer Verminderung der Abbaubarkeit des DOC führt. Wir schlussfolgern aus unserem Versuch, dass DOC aus Rhizodeposition sehr schnell auf Veränderungen im Angebot an mineralischem Stickstoff reagiert.
Keywords: dissolved organic carbon • rhizo-deposition • nitrogen amendment • hydroponic system • biodegradability • spectroscopic properties • Norway spruce |
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