A mikrorespirációs (MicroResp^TM) módszer alkalmazása apajpusztai szikes talajok mikrobaközösségeinek katabolikus aktivitás mintázatának vizsgálatára

A talajok hazai és nemzetközi kutatásában egyre nagyobb szerepet kap a talajok mikrobiótájának vizsgálata. Hazai viszonylatban szikes talajokon eddig kevés ilyen irányú kutatás történt. Kutatásunkban kiskunsági szikes talajok mikrobaközösségeinek katabolikus aktivitás mintázatát vizsgáltuk Apajpusztáról származó mintákon. A mintavételhez négy, a szikesedés különböző fázisaira jellemző növényzettel rendelkező területet választottunk ki (szoloncsák vaksziknövényzet, kiskunsági szikfoknövényzet, ürmös szikespuszta és füves szikespuszta), ezek területéről a talaj mikrobiológiai szempontból legaktívabbnak tekintett 0-10 cm-es rétegét mintáztuk. A minták néhány fontosabb talajtani paraméterét meghatároztuk (szemcseösszetétel, pH, só-, humusz- és mésztartalom, valamint néhány fontosabb tápelem mennyisége). A négy eltérő növényzetű terület között a talajtani paramétereik alapján is jelentős különbségeket tapasztaltunk. A minták mikrobiológiai aktivitását az itthon még kevéssé ismert mikrorespirációs (MicroRespTM) módszerrel vizsgáltuk. Ennek során a talajmintákhoz 23 különböző szerves szubsztrátot adtunk, és az általuk indukált légzési válaszon keresztül mértük, hogy az egyes talajminták mikrobaközösségei milyen mértékben képesek hasznosítani az egyes szubsztrátokat. Az így kapott, közösségre jellemző katabolikus aktivitás mintázatokat főkomponens elemzéssel és kanonikus korreszpondancia elemzéssel értékeltük. Eredményeink alapján a mikrorespirációs módszer egyértelműen alkalmas az általunk vizsgált talajok mikrobiótájának elkülönítésére. Az egyes minták katabolikus aktivitás mintázatai közötti különbségek egybevágtak a minták közötti, talajfizikai és —kémiai tulajdonságban megfigyelt eltérésekkel. A kutatást az OTKA (K 108572) támogatta. | The study of the soil microbiota is becoming more and more important both in Hungarian researches and internationally. However, there were only a few microbiological studies in Hungary that focused on saline and sodic soils. In this paper, we report the results of the study of catabolic activity profiles of microbial communities inhabiting saline soils at Apajpuszta, Kiskunság NP, Hungary. Four sampling sites were chosen, that had a specific vegetation types, characteristic to different stages of soil salinization: 1) Saline bare spot (signed by L), or Lepidio crassifolii-Camphorosmetum annuae, 2) Puccinellia sward (signed by P), or Lepidio crassifolii-Puccinellietum limosae, 3) Artemisia Alkali steppe (signed by A), or Artemisio santonici-Festucetum pseudovinae, and 4) Short-grass pasture or Achillea Alkali steppe (signed by F), or Achilleo setaceae-Festucetum pseudovinae. From these areas, we took samples from the 0-10 cm layer, which is usually considered as the most microbiologically active part of soils. Some of the most important physical and chemical parameters of the soil samples were measured (soil texture, pH, salt content, humus content, carbonate content, and the concentration of some nutrients). We found that the four sampling sites had quite distinct soil properties, and could be separated by PCA based on the abiotic parameters examined. The catabolic activity of the soil samples was measured by the MicroResp method, which is a relatively new method in Hungary. We added 23 organic substrates to the soils in a deep-well microplate and measured rate of respiration induced by each substrate. The catabolic activity profiles (or community level physiological profiles - CLPPs) of the samples were than analyzed by PCA. Based on our results, we conclude that the MicroResp method was able to distinguish between the microbial communities of the four sites. Results of PCA from the environmental variables and from the CLPPs showed a similar pattern of separation, indicating a strong potential relationship between the two

Mikrobaközösségek metabolikus aktivitása és 16S rRNS gén alapú filogenetikai diverzitása kukorica monokultúra rizoszféra-talajban

E tanulmány célja egy martonvásári hosszútávú tartamkísérlet trágyázás nélkül művelt kukorica monokultúra talajában fellelhető baktériumközösségek filogenetikai diverzitásának és anyagcsere potenciáljának a felmérése volt. A kutatás során NGS és MicroResp™ technikával vizsgáltuk a művelt és a természeteshez közeli állapotú talajok mikrobiális jellemzőit. Az NGS adatai alapján a kukorica monokultúra szántott rétegének mintáinak baktériumközösség szerkezete nagyfokú hasonlóságot mutatott egymással, és elkülönült a löszpusztagyep A és C rétegéből formálódó csoporttól, míg a kukorica monokultúra C szintjéből származó minta élesen elvált a többitől. A gyepek talajában nem találtunk nagyobb bakteriális taxonómiai diverzitást, mint a művelt talajokban. A MicroResp™ mérés alapján megállapítottuk, hogy a természeteshez közeli állapotú talajok felszínhez közeli (A) rétegében kiugró a mikrobiális aktivitás mértéke. A kukorica monokultúrából származó A szint minták mikrobiális aktivitási mintázata egymáshoz hasonló volt, a C rétegből származó minták külön csoportot képeztek. Eredményeink alapján tehát a hosszú távú tartamkísérletbe vont művelt talajok baktériumközösségeinek filogenetikai diverzitása és metabolikus potenciálja jelentősen eltért a löszpusztagyep mintákétól

M(II)Al4 Type Layered Double Hydroxides—Preparation Using Mechanochemical Route, Structural Characterization and Catalytic Application

The synthesis of the copper-poor and aluminum-rich layered double hydroxides (LDHs) of the CuAl4 type was optimized in detail in this work, by applying an intense mechanochemical treatment to activate the gibbsite starting reagent. The phase-pure forms of these LDHs were prepared for the first time; using copper nitrate and perchlorate salts during the syntheses turned out to be the key to avoiding the formation of copper hydroxide sideproducts. Based on the use of the optimized syntheses parameters, the preparation of layered triple and multiple hydroxides was also attempted using Ni(II), Co(II), Zn(II) and even Mg(II) ions. These studies let us identify the relative positions of the incorporating cations in the well-known selectivity series as Ni2+ >> Cu2+ >> Zn2+ > Co2+ >> Mg2+. The solids formed were characterized by using powder X-ray diffractometry, UV–Vis diffuse reflectance spectroscopy, Fourier-transform infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis and scanning electron microscopy. The catalytic potential of the samples was investigated in carbon monoxide oxidation reactions at atmospheric pressure, supported by an in situ diffuse reflectance infrared spectroscopy probe. All solids proved to be active and the combination of the nickel and cobalt incorporation (which resulted in a NiCoAl8 layered triple hydroxide) brought outstanding benefits regarding low-temperature oxidation and increased carbon monoxide conversion values

Effects of single and repeated drought on soil microarthropods in a semi-arid ecosystem depend more on timing and duration than drought severity

Soil moisture is one of the most important factors affecting soil biota. In arid and semi-arid ecosystems, soil mesofauna is adapted to temporary drought events, but, until now, we have had a limited understanding of the impacts of the different magnitudes and frequencies of drought predicted to occur according to future climate change scenarios. The present study focuses on how springtails and mites respond to simulated repeated drought events of different magnitudes in a field experiment in a Hungarian semi-arid sand steppe. Changes in soil arthropod activities were monitored with soil trapping over two years in a sandy soil. In the first year (2014), we applied an extreme drought pretreatment, and in the consecutive year, we applied less devastating treatments (severe drought, moderate drought, water addition) to these sites. In the first year, the extreme drought pretreatment tended to have a negative effect (either significantly or not significantly) on the capture of all Collembola groups, whereas all mite groups increased in activity density. However, in the consecutive year, between the extreme drought and control treatments, we only detected differences in soil microbial biomass. In the cases of severe drought, moderate drought and water addition, we did not find considerable changes across the microarthropods, except in the case of epedaphic Collembola. In the cases of the water addition and drought treatments, the duration and timing of the manipulation seemed to be more important for soil mesofauna than their severity (i.e., the level of soil moisture decrease). We suggest that in these extreme habitats, soil mesofauna are able to survive extreme conditions, and their populations recover rapidly, but they may not be able to cope with very long drought periods

Climatic features of different karst caves in Hungary

Due to some extreme weather conditions (e.g. droughts, inland waters or floods etc.) occurring in Carpathian Basin, climatic fluctuations can be detected in Hungary which can modify some environmental factors in caves. In our study we were determined to enquire to which extent do surface temperature changes influence cave air temperature. Three different types of caves were selected for the analysis: a hypogene cave (Hideglyuk), a tectonically performed epigenetic cave (Hajnóczy Cave) and a typical swallet cave (Trió Cave). Cave air temperature was determined in order to delineate the degree of anthropogenic impact, as well as to investigate how long it takes the surface temperature to have an effect on the cave air temperature. To test applicability of a wireless sensor network in cave temperature measurement, UC Mote Mini low power wireless sensor module was used for our measurements. Temperature data were recorded at 10 minutes intervals. The obtained data were evaluated using a matrix of correlation coefficients as to identify the communication network between the passages. In Hajnóczy Cave the delay effect of the passages can be detected: a decrease in surface temperature can only be seen after 2 days and 4 days at measurement points No. 2 ("Entrance") and No. 3, ("Housetop"), respectively. In Hideg-lyuk, two different circulations can be distinguished: a large one covering the studied area and a small one that most probably connects the channel with undiscovered passages. The human impact on the air temperature of Trió Cave is unambiguous, raising the inside temperature with 0.05 °C or 0.6 °C in the case of three and twenty-eight visitors, respectively