Befehle des Menübands überspringen
Zum Hauptinhalt wechseln
Suche
Breadcrumb Navigation

Projektdetails

Hauptinhalt der Seite
idTitel_deuTitel_engProjekt_StartProjekt_EndeProjektstatusProjektstatus_enZALF_InstituteZALF_Institute_enIdxiZALF_PersonenIdxpLabelDetailsHomepageStartjahrSuchfeldZielsetzung_deuZielsetzung_engZALF_Institute_htmlZALF_Istitute_ENG_htmlZALF_Personen_htmlProjektleiterProjekt_Leiter_htmlProgrammbereich_htmlProgrammbereich_eng_htmlIdx_ProgrambereichProjektpartner_htmlIdx_ProjektpartnerFoerderer_htmlSchlagworteProjekttraegerProjekttraeger_htmlProjektmitarbeiter_extern_htmlProjektstatus_SortProjektstatus_en_SortAnlagenBereiche_ZALF_deBereiche_ZALF_en
2231Methane Dynamics of Kettle Holes in a Postglacial Agricultural Landscape –Microbial Ecology and BiogeochemistryMethane Dynamics of Kettle Holes in a Postglacial Agricultural Landscape –Microbial Ecology and Biogeochemistry01.07.2021 00:00:0014.01.2025 00:00:00laufendcurrentProgrammbereich 1 „Landschaftsprozesse“Research Area 1 „Landscape Functioning“x3x13x12xHoffmann, Mathias; Kolb, Steffen; Kynast, Danicax1274x1932x2919x<div class='ntm_PB1'>PB1</div> <a href="https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/465808595">https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/465808595</a><BR />2021 Methane Dynamics of Kettle Holes in a Postglacial Agricultural Landscape –Microbial Ecology and Biogeochemistry Methane Dynamics of Kettle Holes in a Postglacial Agricultural Landscape –Microbial Ecology and Biogeochemistry Programmbereich 1 „Landschaftsprozesse“ Hoffmann, Mathias; Kolb, Steffen; Kynast, Danica Drittmittel Research Area 1 „Landscape Functioning“ current laufend <div class="ExternalClass543DF4680C11432FA60BEEE05B01C50B"><p>​<span style="font-size&#58;10.5pt;line-height&#58;107%;font-family&#58;arialmt;">Feuchtgebiete sind eine wichtige natürliche Quelle für Methan, das zweithäufigste Treibhausgas in der Atmosphäre. Die Methangasflüsse aus Feuchtgebieten sind variabel und bestimmt durch die Aktivität methanotropher (Methan verbrauchender) und methanogener (Methan produzierender) Mikroorganismen. Deren Aktivität wird durch verschiedene Umweltfaktoren gesteuert, was jedoch noch nicht sehr gut verstanden ist, da z.B. die Bedeutung der anaeroben Methanotrophen in Feuchtgebieten noch weitgehend unklar ist. Ziel des Projekts ist es, die räumlich-zeitliche Variation der Nettomethanflüsse zu untersuchen und sie durch Verteilungsmuster und Aktivitäten der Methankreislauf-assoziierten Mikroorganismen in Abhängigkeit von verschiedenen Umweltfaktoren zu erklären. Im Projekt werden Sölle untersucht, da diese eine hohe Dynamik in den Methanemissionen über kleine räumliche Skalen aufweisen. Sie kommen häufig in postglazialen Landschaften vor und sind meist von landwirtschaftlich genutzten Flächen umgeben. Sie werden als Methanquelle betrachtet, aber die Mechanismen, die ihre dynamischen Methanemissionen antreiben, sind nicht gut verstanden. Bodenprofile, Bodenchemie, Wasserstand, Redox-Bedingungen, Nährstoffeintrag und Vegetation werden als wichtige Umweltfaktoren antizipiert, die die Häufigkeit, Aktivität und die Biodiversität der mit dem Methankreislauf assoziierten Mikroorganismen beeinflussen. Um die regulatorische Bedeutung dieser Faktoren zu verstehen, wird MeDKet Feldstudien mit Laborexperimenten kombinieren, in denen verschiedene abiotische Faktoren unter kontrollierten Bedingungen moduliert werden. Die räumliche Variation der Methanbildung und - oxidation und die Verteilung der mit dem Methankreislauf assoziierten Mikroorganismen wird in acht Söllen untersucht, während die Auswirkungen der wichtigsten Umweltfaktoren für ein ausgewähltes Soll im Detail analysiert werden. Hochauflösende Gasmessungen werden kombiniert mit Methoden der mikrobiellen Ökologie wie quantitativer PCR, Amplikonsequenzierung, mRNA-Analyse, stabilen Isotopenuntersuchungen und einer Metagenom-Analyse, um Identität, Abundanz, Verteilung und physiologische Eigenschaften der am Methankreislauf beteiligten Mikroorganismen zu bestimmen. Da wir ein ganzheitliches Verständnis über den Beitrag Methan-assoziierter Mikroorganismen in Feuchtgebieten zu Methanflüssen anstreben, weiten wir unsere Analysen auf oberirdische Pflanzenteile aus, ein bisher vernachlässigter Lebensraum für Methanotrophe. Mit einer neu entwickelten Methodik werden wir vertikale Methanprofile in der Atmosphäre oberhalb eines Solls messen und das Vorkommen von Methanotrophen auf oberirdischen Pflanzenteilen untersuchen. Damit werden die Ergebnisse von MeDKet als Grundlage dienen, um (a) die Regulation von Methanotrophie und Methanogenese und damit die hohe Variabilität der Nettomethanflüsse (b) die Bedeutung der anaeroben Methanoxidation und (c) der oberirdischen Methanoxidation in Söllen zu verstehen</span></p></div> <div class="ExternalClassC48183F2DD0745AF9D48BEF7E8508AC0"><p>​<span lang="EN-US" style="font-size&#58;10.5pt;line-height&#58;107%;font-family&#58;arialmt;">Wetlands represent a major natural source of methane, which is thesecond most abundant greenhouse gas in the atmosphere. Methane fluxes of wetlands are dynamic in space and time and are linked to the activity of methanotrophic (methane consuming) and methanogenic (methane producing) microorganisms. The activity of these microorganisms is controlled by diverse environmental factors, but this is not well understood, because e.g. the quantitative relevance of anaerobic methanotrophs remains largely unclear. The aim of this project is to study the spatiotemporal variation of net methane fluxes and explain it by distribution patterns and activities of methane-cycling microorganisms in dependence on different environmental factors. We will conduct our studies on kettle holes, as these show a high spatio-temporal variability in methane emissions at small scale. Kettle holes occur frequently in postglacial landscapes and are often surrounded by agricultural land. They are considered as methane source, but the mechanisms driving their dynamic surface methane fluxes are not well understood. Soil profile, soil chemistry, water level, redox conditions, nutrient input and vegetation are anticipated as key environmental factors that influence the abundance, activity and community composition of the methanecycling microorganisms. To understand the regulatory importance of these factors, MeDKet will combine field studies with laboratory experiments, in which different abiotic factors will be modulated under controlled conditions. The spatial variation of methane formation and consumption as well as the composition of methane-associated microorganisms will be assessed in eight kettle holes, while the impact of the most relevant environmental factors will be studied in detail for one kettle hole. High-resolution gas measurements will be combined with methods of microbial ecology using quantitative PCR, amplicon sequencing, mRNA analysis, stable isotope probing and metagenome analysis to identify and quantify methane-cycling microorganisms, describe their dynamics and distribution, and to resolve their physiological traits. As we aim at a holistic understanding regarding the contribution of methane-cycling microorganisms in kettle holes to methane fluxes, we extent our analyses to aboveground plant parts, a habitat of methanotrophs that has been largely neglected so far. We will use a newly developed approach to measure vertical methane profiles in the atmosphere above the kettle hole and evaluate the presence of methanotrophs on aboveground plant parts. In summary, the results of MeDKet will serve as a valuable basis to (a) understand the regulation of methanotrophy and methanogenesis and thus the high variability of net methane fluxes (b) assess thereby the role of anaerobic methane oxidizers and (c) the role of above-ground methane oxidation in agriculturally impacted wetlands of the Northern hemisphere</span></p></div> MeDKet <div class="ExternalClass0B6D2B48-8EBB-4CBE-8B8A-2415ADD4F807"></div> <div class="ExternalClassA00BEF3D-0DB9-4230-8D89-250CD70315EE"><ul><li>Universität Bonn</li></ul></div> <div class="ExternalClass02A84898-4A4C-419A-9594-901DC0988A74"></div> <div class="ExternalClassBF78FAB2-EFA3-4816-95AE-580031F9F41D"></div> <div class="ExternalClass4FA438C4-AA49-4963-9A27-250B953F6385"><ul><li>Frindte, Katahrina, Dr.</li><li>Kastenholz, Lisa</li><li>Knief, Claudia, Prof. Dr.</li></ul></div><div class="ExternalClass543DF4680C11432FA60BEEE05B01C50B"><p>​<span style="font-size&#58;10.5pt;line-height&#58;107%;font-family&#58;arialmt;">Feuchtgebiete sind eine wichtige natürliche Quelle für Methan, das zweithäufigste Treibhausgas in der Atmosphäre. Die Methangasflüsse aus Feuchtgebieten sind variabel und bestimmt durch die Aktivität methanotropher (Methan verbrauchender) und methanogener (Methan produzierender) Mikroorganismen. Deren Aktivität wird durch verschiedene Umweltfaktoren gesteuert, was jedoch noch nicht sehr gut verstanden ist, da z.B. die Bedeutung der anaeroben Methanotrophen in Feuchtgebieten noch weitgehend unklar ist. Ziel des Projekts ist es, die räumlich-zeitliche Variation der Nettomethanflüsse zu untersuchen und sie durch Verteilungsmuster und Aktivitäten der Methankreislauf-assoziierten Mikroorganismen in Abhängigkeit von verschiedenen Umweltfaktoren zu erklären. Im Projekt werden Sölle untersucht, da diese eine hohe Dynamik in den Methanemissionen über kleine räumliche Skalen aufweisen. Sie kommen häufig in postglazialen Landschaften vor und sind meist von landwirtschaftlich genutzten Flächen umgeben. Sie werden als Methanquelle betrachtet, aber die Mechanismen, die ihre dynamischen Methanemissionen antreiben, sind nicht gut verstanden. Bodenprofile, Bodenchemie, Wasserstand, Redox-Bedingungen, Nährstoffeintrag und Vegetation werden als wichtige Umweltfaktoren antizipiert, die die Häufigkeit, Aktivität und die Biodiversität der mit dem Methankreislauf assoziierten Mikroorganismen beeinflussen. Um die regulatorische Bedeutung dieser Faktoren zu verstehen, wird MeDKet Feldstudien mit Laborexperimenten kombinieren, in denen verschiedene abiotische Faktoren unter kontrollierten Bedingungen moduliert werden. Die räumliche Variation der Methanbildung und - oxidation und die Verteilung der mit dem Methankreislauf assoziierten Mikroorganismen wird in acht Söllen untersucht, während die Auswirkungen der wichtigsten Umweltfaktoren für ein ausgewähltes Soll im Detail analysiert werden. Hochauflösende Gasmessungen werden kombiniert mit Methoden der mikrobiellen Ökologie wie quantitativer PCR, Amplikonsequenzierung, mRNA-Analyse, stabilen Isotopenuntersuchungen und einer Metagenom-Analyse, um Identität, Abundanz, Verteilung und physiologische Eigenschaften der am Methankreislauf beteiligten Mikroorganismen zu bestimmen. Da wir ein ganzheitliches Verständnis über den Beitrag Methan-assoziierter Mikroorganismen in Feuchtgebieten zu Methanflüssen anstreben, weiten wir unsere Analysen auf oberirdische Pflanzenteile aus, ein bisher vernachlässigter Lebensraum für Methanotrophe. Mit einer neu entwickelten Methodik werden wir vertikale Methanprofile in der Atmosphäre oberhalb eines Solls messen und das Vorkommen von Methanotrophen auf oberirdischen Pflanzenteilen untersuchen. Damit werden die Ergebnisse von MeDKet als Grundlage dienen, um (a) die Regulation von Methanotrophie und Methanogenese und damit die hohe Variabilität der Nettomethanflüsse (b) die Bedeutung der anaeroben Methanoxidation und (c) der oberirdischen Methanoxidation in Söllen zu verstehen</span></p></div><div class="ExternalClassC48183F2DD0745AF9D48BEF7E8508AC0"><p>​<span lang="EN-US" style="font-size&#58;10.5pt;line-height&#58;107%;font-family&#58;arialmt;">Wetlands represent a major natural source of methane, which is thesecond most abundant greenhouse gas in the atmosphere. Methane fluxes of wetlands are dynamic in space and time and are linked to the activity of methanotrophic (methane consuming) and methanogenic (methane producing) microorganisms. The activity of these microorganisms is controlled by diverse environmental factors, but this is not well understood, because e.g. the quantitative relevance of anaerobic methanotrophs remains largely unclear. The aim of this project is to study the spatiotemporal variation of net methane fluxes and explain it by distribution patterns and activities of methane-cycling microorganisms in dependence on different environmental factors. We will conduct our studies on kettle holes, as these show a high spatio-temporal variability in methane emissions at small scale. Kettle holes occur frequently in postglacial landscapes and are often surrounded by agricultural land. They are considered as methane source, but the mechanisms driving their dynamic surface methane fluxes are not well understood. Soil profile, soil chemistry, water level, redox conditions, nutrient input and vegetation are anticipated as key environmental factors that influence the abundance, activity and community composition of the methanecycling microorganisms. To understand the regulatory importance of these factors, MeDKet will combine field studies with laboratory experiments, in which different abiotic factors will be modulated under controlled conditions. The spatial variation of methane formation and consumption as well as the composition of methane-associated microorganisms will be assessed in eight kettle holes, while the impact of the most relevant environmental factors will be studied in detail for one kettle hole. High-resolution gas measurements will be combined with methods of microbial ecology using quantitative PCR, amplicon sequencing, mRNA analysis, stable isotope probing and metagenome analysis to identify and quantify methane-cycling microorganisms, describe their dynamics and distribution, and to resolve their physiological traits. As we aim at a holistic understanding regarding the contribution of methane-cycling microorganisms in kettle holes to methane fluxes, we extent our analyses to aboveground plant parts, a habitat of methanotrophs that has been largely neglected so far. We will use a newly developed approach to measure vertical methane profiles in the atmosphere above the kettle hole and evaluate the presence of methanotrophs on aboveground plant parts. In summary, the results of MeDKet will serve as a valuable basis to (a) understand the regulation of methanotrophy and methanogenesis and thus the high variability of net methane fluxes (b) assess thereby the role of anaerobic methane oxidizers and (c) the role of above-ground methane oxidation in agriculturally impacted wetlands of the Northern hemisphere</span></p></div>  <div class="ExternalClassE57206E2-C9A2-4095-B713-204E20F2C488">Dr. Mathias Hoffmann; Prof. Dr. Steffen Kolb; Danica Kynast</div>Kolb, Steffen<div class="ExternalClass389404DB-5427-47A9-A898-9B2CD45A3AD3">Prof. Dr. Steffen Kolb</a></div>   <div class="ExternalClassA00BEF3D-0DB9-4230-8D89-250CD70315EE"><ul><li>Universität Bonn</li></ul></div>x963x    <div class="ExternalClass4FA438C4-AA49-4963-9A27-250B953F6385"><ul><li>Frindte, Katahrina, Dr.</li><li>Kastenholz, Lisa</li><li>Knief, Claudia, Prof. Dr.</li></ul></div>22 <div class="ExternalClass6B1A6375-9E88-43CE-B8FC-552B28FCA8D0"><ul><li>Mikrobielle Biogeochemie</li><li>Isotopen-Biogeochemie & Gasflüsse</li></ul></div><div class="ExternalClass2104746D-EF75-4947-AD73-F7CA34E955AA"><ul><li>Microbial Biogeochemistry</li><li>Isotope Biogeochemistry & Gas Fluxes</li></ul></div>
Fusszeile der Seite
Wordpress
YouTube
Twitter
© Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V. Müncheberg