<abstract xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml"><p>Five differently developed soils aged 6, 35, 80, 150, and >5000 years with the same bedrock and the same (current) climate conditions were chosen to assess abiotic and enzymatic properties as well as methanogenic and methanotrophic activities. Most abiotic properties (dry weight, pH, soil organic matter, and ammonium content), enzyme activities (dehydrogenase [DH] activity, ammonification [AM] rate, dimethylsulfoxide reduction), and potential methane oxidation (PoMO) per gram of dry weight (DW) increased with soil age. In contrast, potential methane production (PoMP) as well as the nitrate content per gram of DW and most enzymatic properties per gram of soil organic matter (SOM) did not increase with soil age but reached its maximum in the middle-aged soils (80–150 years). Our results show that (i) microbial activity does not consequently increase with SOM content/soil age; (ii) methane production can be measured in undeveloped soils, whereas methane oxidation is more restricted to fully developed soils; and (iii) certain soil modifications (change in water content, ammonium addition) could influence potential methane production/oxidation. When considering the concurrent release of raw soil because of the melting of perpetual ice, these data could help to better understand and assess the consequences of global change.</p></abstract>

Five differently developed soils aged 6, 35, 80, 150, and >5000 years with the same bedrock and the same (current) climate conditions were chosen to assess abiotic and enzymatic properties as well as methanogenic and methanotrophic activities. Most abiotic properties (dry weight, pH, soil organic matter, and ammonium content), enzyme activities (dehydrogenase [DH] activity, ammonification [AM] rate, dimethylsulfoxide reduction), and potential methane oxidation (PoMO) per gram of dry weight (DW) increased with soil age. In contrast, potential methane production (PoMP) as well as the nitrate content per gram of DW and most enzymatic properties per gram of soil organic matter (SOM) did not increase with soil age but reached its maximum in the middle-aged soils (80–150 years). Our results show that (i) microbial activity does not consequently increase with SOM content/soil age; (ii) methane production can be measured in undeveloped soils, whereas methane oxidation is more restricted to fully developed soils; and (iii) certain soil modifications (change in water content, ammonium addition) could influence potential methane production/oxidation. When considering the concurrent release of raw soil because of the melting of perpetual ice, these data could help to better understand and assess the consequences of global change.

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

<trans-abstract xml:lang="de" xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml"><p>Das Methanproduktions- (PoMP) und das Methanoxidationspotenzial (PoMO) wurde von 5 Böden unterschiedlichen Alters (6, 35, 80, 150 und >5000 Jahre alt) bestimmt und mit abiotischen und biochemischen Bodenparametern in Beziehung gebracht. Die meisten abiotischen (Trockengewicht, pH- Wert, organische Substanz und Ammoniumgehalt) und enzymatischen Parameter (Dehydrogenaseaktivität, Ammonifikation, Dimethylsulfoxidreduktion) sowie das Methanoxidationspotenzial (pro g Trockengewicht) stiegen mit dem Bodenalter. Das Methanproduktionspotenzial, der Nitratgehalt (pro g Trockengewicht) und die enzymatischen Parameter, bezogen auf 1 g organische Substanz, waren jedoch in Böden mittleren Alters am höchsten. Die Ergebnisse zeigen, dass I) die mikrobielle Aktivität nicht unbedingt mit der organischen Substanz bzw. mit dem Bodenalter steigt, II) die biologische Methanproduktion bereits in unterentwickelten Böden nachgewiesen werden kann, wohingegen die biologische Methanoxidation eher auf gut entwickelte Böden beschränkt ist und dass III) Bodenmodifikationen (Änderung des Wassergehalts, Ammoniumzugabe) die potenzielle Methanproduktion und -oxidation beeinflussen können. Aufgrund der fortwährenden Freilegung von Rohböden durch das Abschmelzen der Gletscher können diese Daten dazu beitragen, die Konsequenzen des Klimawandels besser zu verstehen und zu beurteilen.</p></trans-abstract>

Das Methanproduktions- (PoMP) und das Methanoxidationspotenzial (PoMO) wurde von 5 Böden unterschiedlichen Alters (6, 35, 80, 150 und >5000 Jahre alt) bestimmt und mit abiotischen und biochemischen Bodenparametern in Beziehung gebracht. Die meisten abiotischen (Trockengewicht, pH- Wert, organische Substanz und Ammoniumgehalt) und enzymatischen Parameter (Dehydrogenaseaktivität, Ammonifikation, Dimethylsulfoxidreduktion) sowie das Methanoxidationspotenzial (pro g Trockengewicht) stiegen mit dem Bodenalter. Das Methanproduktionspotenzial, der Nitratgehalt (pro g Trockengewicht) und die enzymatischen Parameter, bezogen auf 1 g organische Substanz, waren jedoch in Böden mittleren Alters am höchsten. Die Ergebnisse zeigen, dass I) die mikrobielle Aktivität nicht unbedingt mit der organischen Substanz bzw. mit dem Bodenalter steigt, II) die biologische Methanproduktion bereits in unterentwickelten Böden nachgewiesen werden kann, wohingegen die biologische Methanoxidation eher auf gut entwickelte Böden beschränkt ist und dass III) Bodenmodifikationen (Änderung des Wassergehalts, Ammoniumzugabe) die potenzielle Methanproduktion und -oxidation beeinflussen können. Aufgrund der fortwährenden Freilegung von Rohböden durch das Abschmelzen der Gletscher können diese Daten dazu beitragen, die Konsequenzen des Klimawandels besser zu verstehen und zu beurteilen.

Die Bodenkultur: Journal of Land Management, Food and Environment

This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 3.0 License.

Potenzielle Methanproduktion und -oxidation von Böden entlang der Chronosequenz des Rotmooser Gletschervorfelds

Five differently developed soils aged 6, 35, 80, 150, and >5000 years with the same bedrock and the same (current) climate conditions were chosen to assess...

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

Article Category: Research Article

Published Online: Jun 11, 2019

Page range: 19 - 31

Received: Sep 20, 2018

Accepted: Jan 16, 2019

DOI: https://doi.org/10.2478/boku-2019-0002

Keywords
glacier forefield, climate change, Alpine soils, methane production, methane oxidation

© 2019 Eva Maria Prem, Nadine Praeg, Katrin Hofmann, Andreas Otto Wagner, Paul Illmer, published by Sciendo

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

Article Category: Research Article

Published Online: Jun 11, 2019

Page range: 19 - 31

Received: Sep 20, 2018

Accepted: Jan 16, 2019

DOI: https://doi.org/10.2478/boku-2019-0002

Keywordsglacier forefield, climate change, Alpine soils, methane production, methane oxidation

© 2019 Eva Maria Prem, Nadine Praeg, Katrin Hofmann, Andreas Otto Wagner, Paul Illmer, published by Sciendo

This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 3.0 License.

Keywords
glacier forefield, climate change, Alpine soils, methane production, methane oxidation