Open access publications in the SLU publication database

Jordens markekosystem förser mänskligheten med en mängd viktiga tjänster genom att t.ex. producera mat och rent dricksvatten. Många av dessa tjänster är beroende av markens mikroorganismer. Markekosystem påverkas idag till stor del av mänskliga aktiviteter som jord- och skogsbruk vilket även påverkar markmikroorganismerna och deras aktivitet. Grundämnet kväve är essentiellt för alla levande organismer, dock är det ofta brist på biologiskt tillgängligt kväve i många markekosystem. Detta har resulterat i att mänskligheten över tid på olika sätt har ökat kvävetillförseln till mark på konstgjord väg vilket har lett till en modifiering av kvävets naturliga kretslopp. Detta kan i sin tur resultera i en mängd olika negativa miljöeffekter såsom att ökade mängder av lustgas (N2O) avges till atmosfären eller läckage av nitrat (NO3-) från mark till omgivande vattendrag vilket kan leda till övergödning.

Syftet med detta avhandlingsarbete var att studera hur markens mikroorganismer påverkas när den brukas på olika sätt, med fokus på en specifik grupp av markmikroorganismer, de ammoniak-oxiderande bakterierna (AOB) och arkeérna (AOA). Målet var att belysa parametrar som kan påverka förekomst, sammansättning och aktivitet av AOB och AOA i olika markekosystem som påverkats av mänsklig aktivitet.

Långsiktig användning av olika organiska och oorganiska gödningsmedel i en jordbruksmark visade sig påverka förekomsten av flera fylogenetiska grupper av bakterier och arkeér på samma sätt. Dock ändrades den relativa mängden av grupperna på olika sätt beroende på vilket gödningsmedel som tillförts marken. Denna långsiktiga användning av olika gödningsmedel visade sig även påverka AOB och AOA samhällena. Resultat indikerade att AOA var de mest aktiva ammoniakoxiderarna i den studerade jordbruksmarken. AOA var även fler till antalet jämfört med AOB, förutom under vissa förhållanden, vilket indikerar en nischdifferentiering mellan de två ammoniak-oxiderande grupperna. Resultat från en annan marktyp, en dränerad och därefter skogsbevuxen torvjord, visade att AOB var dominerande till antal jämfört med AOA. Torvjordens AOB och AOA samhällsstruktur förändrades över tid, vilket även antalet AOB gjorde. En kartläggning av den rumsliga fördelningen av AOB och AOA i ytterligare en jordbruksmark påvisade kontrasterande mönster mellan både antalet och strukturen av de båda samhällena. Markparametrar som korrelerade till dessa förändringar överlappade aldrig utan korrelerade bara till ett av samhällena, vilket indikerar en nischdifferentiering mellan AOB och AOA även i denna mark. Dessutom indikerade resultat att det var AOA-samhället som drev nitratutlakningen från den studerade jordbruksmarken.

AOB och AOA samhället i mark påverkas markant av olika brukningsmetoder och baserat på nuvarande kunskap föreslås det att storleken på både AOB och AOA samhället skulle kunna användas som en bioindikator för markstatus.