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Metabolic specialization of denitrifiers in permeable sediments controls N2O emissions

  • Coastal oceans receive large amounts of anthropogenic fixed nitrogen (N), most of which is denitrified in the sediment before reaching the open ocean. Sandy sediments, which are common in coastal regions, seem to play an important role in catalysing this N‐loss. Permeable sediments are characterized by advective porewater transport, which supplies high fluxes of organic matter into the sediment, but also leads to fluctuations in oxygen and nitrate concentrations. Little is known about how the denitrifying communities in these sediments are adapted to such fluctuations. Our combined results indicate that denitrification in eutrophied sandy sediments from the world's largest tidal flat system, the Wadden Sea, is carried out by different groups of microorganisms. This segregation leads to the formation of N2O which is advectively transported to the overlying waters and thereby emitted to the atmosphere. At the same time, the production of N2O within the sediment supports a subset ofCoastal oceans receive large amounts of anthropogenic fixed nitrogen (N), most of which is denitrified in the sediment before reaching the open ocean. Sandy sediments, which are common in coastal regions, seem to play an important role in catalysing this N‐loss. Permeable sediments are characterized by advective porewater transport, which supplies high fluxes of organic matter into the sediment, but also leads to fluctuations in oxygen and nitrate concentrations. Little is known about how the denitrifying communities in these sediments are adapted to such fluctuations. Our combined results indicate that denitrification in eutrophied sandy sediments from the world's largest tidal flat system, the Wadden Sea, is carried out by different groups of microorganisms. This segregation leads to the formation of N2O which is advectively transported to the overlying waters and thereby emitted to the atmosphere. At the same time, the production of N2O within the sediment supports a subset of Flavobacteriia which appear to be specialized on N2O reduction. If the mechanisms shown here are active in other coastal zones, then denitrification in eutrophied sandy sediments may substantially contribute to current marine N2O emissions.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:H. K. Marchant, H. E. Tegetmeyer, S. Ahmerkamp, M. Holtappels, G. Lavik, J. Graf, Frank SchreiberORCiD, M. Mussmann, M. Strous, M. M. M. Kuypers
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Environmental Microbiology
Jahr der Erstveröffentlichung:2018
Organisationseinheit der BAM:4 Material und Umwelt
4 Material und Umwelt / 4.1 Biologische Materialschädigung und Referenzorganismen
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:John Wiley & Sons Ltd
Jahrgang/Band:20
Ausgabe/Heft:12
Erste Seite:4486
Letzte Seite:4502
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Sanitär- und Kommunaltechnik; Umwelttechnik
Freie Schlagwörter:Cross-feeding; Denitrification; Nitrous oxide
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Umwelt
Umwelt / Umwelt-Material-Interaktionen
DOI:10.1111/1462-2920.14385
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-463061
URL:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/1462-2920.14385
ISSN:1462-2920
ISSN:1462-2912
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:17.10.2018
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:02.01.2019
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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