Microbial community structure varies in different soil zones of a potato field

Analyses of phosholipid fatty acids (PLFA) and phospholipid etherlipids (PLEL) revealed differences in size and structure of microbial communities in the three soil zones of a potato field: ridge (RS), uncompacted interrow (IS), and tractor-compacted interrow soil (CS). The quantity of phosholipid biomarker concentrations (= microbial biomass) showed large differences among different zones, when lipid contents were related to fresh soil volume instead of soil dry matter. Compaction of interrow soil caused an increase in bacterial and eukaryotic biomass, expressed as total PLFA concentration, as well as an increase in total archaeal biomass, expressed as total PLEL concentration and caused a decrease in the fungi-to-bacteria ratio. Due to the higher waterfilled pore space (an indirect measure for reduced O2 availability) in CS, a more pronounced anaerobic microbial community was estimated than in IS, which serves as an explanation for the elevated N2O fluxes in this soil zone. Apart from the effect of O2 availability, microbial communities, especially populations of aerobic bacteria, ascinomycetes, fungi, algae, protozoa, and aerobic archaea responded to organic matter composition in the individual zones. Only in RS PLEL derived cyclic isoprenoids were found, which presumably indicate root-colonizing archaea. Following principal component analyses of specific biomarker profiles, the assumed substrate effect had the strongest influence on the differences in microbial community structure between the three soil zones. Struktur von mikrobiellen Gemeinschaften in den verschiedenen Bodenkompartimenten eines Kartoffelackers Untersuchungen von Phospholipid-Fettsauren (PLFA) und Phospholipid-Etherlipiden (PLEL) zeigten Unterschiede in Grose und Zusammensetzung von mikrobiellen Gemeinschaften in den unterschiedlichen Bodenkompartimenten eines Kartoffelackers: Damm (RS), nicht verdichteter Zwischendamm (IS) und Traktor-verdichteter Zwischendamm (CS). Aufgrund unterschiedlicher Bodendichten traten z. T. grose Unterschiede in der Quantitat der Phospholipid-Biomarker-Konzentrationen (= mikrobielle Biomasse) auf, wenn die Lipid-Gehalte auf Bodenfrischvolumen, anstatt auf Bodentrockensubstanz bezogen wurden. Bodenverdichtung fuhrte zu einer Erhohung der Biomassen von Bakterien, Eukaryonten und Archaeen und bewirkte zudem eine Verringerung des Pilz-Bakterien-Verhaltnisses. Aufgrund des groseren wassergefullten Porenvolumens (ein Mas fur reduzierte O2-Verfugbarkeit), wurde CS von einer ausgepragteren Anaerobengemeinschaft besiedelt, was sich im Einklang mit den erhohten N2O-Flussraten befindet. Neben der O2-Verfugbarkeit zeigte es sich, dass Mikroorganismengemeinschaften, vor allem Populationen von aeroben Bakterien, Pilzen, Algen, Protozoen und aeroben Archaeen, in den jeweiligen Kompartimenten von der Qualtitat der organischen Substanz beeinflusst wurden. PLEL-gebundene zyklische Isoprenoide wurden nur in RS nachgewiesen, die vermutlich auf wurzelbesiedelnde Archaeen hinweisen. Ferner zeigte die Hauptkomponentenanalyse, dass der vermutete Substrateffekt einen groseren Einfluss auf die strukturellen Unterschiede von mikrobiellen Gemeinschaften in den drei Bodenkompartimenten hatte als die O2-Verfugbarkeit.