Browsing by Author "Espenberg, Mikk"

Now showing 1 - 7 of 7

Amazonase madaliku palmisoomuldade mikrobioloogiline lämmastikuringe ning selle seos dilämmastikoksiidi voogudega
(Tartu Ülikool, 2022) Hints, Liina; Espenberg, Mikk; Mander, Ülo; Tartu Ülikool. Geograafia osakond; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Dynamics of soil microbial nitrogen cycle during a year-long study in a drained peatland forest
(Tartu Ülikool, 2022) Ferch, Zane Walden; Espenberg, Mikk; Mander, Ülo; Tartu Ülikool. Geograafia osakond; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Erinevate taimeliikide mõju mikrobioloogilisele metaani- ja lämmastikuringele ning CH4 ja N2O emissioonidele riimveest mõjutatud rannikul
(Tartu Ülikool, 2020) Pille, Kristin; Espenberg, Mikk; Mander, Ülo; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Rannikualad on mitmekesised ökosüsteemid, mis kujunevad mitmete tegurite koosmõjul. Oma mitmekesisuse ning varieeruvusega pakuvad nad mitmeid elutähtsaid ökosüsteemi teenuseid. Tänapäeva üha intensiivistuv inimtegevus ning kliimamuutustega kaasnevad häiringud on suurendanud mõjusid rannikualadele. Erinevad taimed mõjutavad rannikumulla mikroobikooslusi, mõjutades sealseid mikrobioloogilisi metaani- ja lämmastikuringet. Mikrobioloogiliste aineringe häiringute tagajärjel võib aga keskkonda emiteerida kahjulikke kasvuhoonegaase, nagu metaani CH4 ning dilämmastikoksiidi N2O. Käesoleva magistritöö eesmärgiks oli uurida erinevaid riimveelisi rannikualasid Lääne-Eestis ja Ida-Hiinas ning seal kasvavate taimeliikide mõju mikrobioloogilisele metaani- ja lämmastikuringele. Erinevate metaani- ja lämmastikuringe protsesside toimumise potentsiaali määrati protsessile spetsiifiliste markergeenidega. Metaaniringes osalevaid mikroorganisme tuvastati järgmiseid geene kvantifitseerides: metaani tootvaid metanogeenid (mcrA) ning metaani tarbijaid metanotroofid (pmoA). Lämmastikuringes uuriti järgnevaid protsesse: lämmastiku fikseerimine (nifH), nitrifikatsioon (bakterite ja arhede amoA), denitrifikatsioon (nirS, nirK, nosZI, nosZII), dissimilatoorne nitraadi redutseerimine ammooniumiks (nrfA), anaeroobne ammooniumi oksüdatsioon (ANAMMOX spetsiifiline 16S rRNA geen) ning täielik ammooniumi oksüdeerimine (COMAMMOX spetsiifiline 16S rRNA geen). Lisaks uuriti lämmastiku- ja süsinikuringet ühendavat nitritist sõltuvat anaeroobset metaani oksüdeerimist (n-damo spetsiifiline 16S rRNA geen). Neist nelja protsessi vaheetappides – nitrifikatsioon (k.a COMAMMOX), denitrifikatsioon, DNRA ja nitrifitseerijate denitrifikatsioon, käigus võib eralduda keskkonda kahjulikku kasvuhoonegaasi N2O-d. Keskkonnategurite mõju rannikukoosluste mikroorganismidele hinnati metaani ja naerugaasi emissioonide kontsentratsioone mõõtes kambermeetodil ning nende olulisi seoseid geeni- ning keskkonnaparameetrite vahel erinevate statistiliste meetoditega (Spearmani korrelatsioonikoefitsent, ANOVA). Antud magistritöö tulemustest järeldus, et taimed mängivad olulist rolli kasvukeskkonna kujundamises ning seeläbi kahjulike kasvuhoonegaaside heitkoguste emiteerimises. Erinevad keskkonnatingimused määrasid uurimisalade koosluse struktuuri. Keskkonnatingimused soodustasid COMAMMOX-i protsessi läbiviivate mikroorganismide aktiivsust Spartina ja Scirpuse ning kare-kaislaga katsealal, kus mikroorganismide kohastumuste eelistuste kohta rannikusetetes teatakse vähe. ANAMMOX-i suurim 43 geneetiline potentsiaal Hiina katsealadel näitas, et üleliigne lämmastik redutseeriti nii, et minimaalselt eraldus kahjulikku dilämmastikoksiidi. Hiina uurimisala keskkonnatingimused soodustasid nitrifikatsiooni toimumist, seevastu Eestis emiteerus kahjulik N2O-d peamiselt mittetäieliku denitrifikatsiooni tulemina. Uurimisalad erinesid üksteisest peamiselt üldsüsiniku protsentuaalsuse ja anaeroobsete tingimuste poolest, mis pakkus soodsat elukeskkonda just nirK geeni omavatele mikroorganismidele. Suurimad emissioonide kontsentratsioone näidati vanema Spartina alterniflora´ga kaetud alal, kus metaani eraldus võrreldes Eesti alaga märkimisväärselt ligi neli korda rohkem. Eestis täheldati suuremaid metaanikoguseid lagedalt alalt, kus dilämmastikoksiidi emiteerus rohkem hariliku pillirooga (Phragmites australis) katsealalt. Metaani tarbivate mikroorganismide aktiivsus oli seotud metaani suuremate emissioonidega. Dilämmastikoksiidi korral täheldati oluline seos taimeliigi vanuse ning biomassiga, kus nooremad taimed leevendasid kasvuhoonegaasi emiteerumist atmosfääri. Seevastu taimede puhkeperioodil tuvastati tihe konkurents protsesside läbiviimiseks vajalike substraatide vahel mikroorganismidega, mille tõttu vähenesid kasvuhoonegaasi kogused. Lämmastiku- ja süsinikuringet ühendava n-damo suurimat geneetilist potentsiaal leiti pillirooga ja lagedalt mudaselt alalt, kus eelnimetatud protsess leevendas metaanikoguste paiskamist atmosfääri. Parema kaitse tagamiseks on oluline mõista rannikualades toimuvaid protsesse ning nende seoseid erinevate keskkonnaparameetritega. Taimede potentsiaali vahendada emissioonide vooge ning risosfääris toimuv suhe väärib tähelepanu, sest see võib muuta meie arusaama, kuidas taimed reageerivad lämmastikuühendite kasvule, soolsusele, merevee tõusu või muudele kliimamuutusest intensiivistuvatele teguritele. Uued teadmised ning varasemate teadmiste kinnitused aitavad mõista, kuidas toimub keerukas ranniku ökosüsteem mikroorganismide vaatevinklist ning kuidas seda on võimalik mõjutada taimedega.
Impact of management on peatland microbiome and greenhouse gas emissions
(2017-10-10) Espenberg, Mikk; Truu, Marika, juhendaja; Truu, Jaak, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Turbaalad leiavad rakendust põllumajanduses, metsanduses, energiatootmises, reoveekäitluses ja ka teistes valdkondades. Kui võtta arvesse üha suurenevat inimmõjutuste ja kliimamuutuste survet neile aladele, siis on turbaalade süsiniku- ja lämmastikuringe väga olulised nii keskkondlikust, ökoloogilisest kui ka majanduslikust vaatevinklist. Käesoleva doktoritöö eesmärk oli uurida erinevate majandusmeetmete mõju turbaalade mikrobioomile ja kasvuhoonegaaside emissioonile. Põhjapoolkera parasvöötme turbaalade kuivendamisel väheneb CH4 emissioon, kuid selle mõju on CH4 emissioonile väiksem rabades võrreldes madalsoodega. Kuivendamine avaldab suurt mõju ka troopilise turbaala gaasiemissioonidele ja selle mikroobikooslusele. Kuigi CH4 ja potentsiaalse N2 emissioonid kahanesid troopilise turbaala kuivendamisel, siis N2O voog atmosfääri suurenes. Troopilise turbaala kuivendamine muutis lisaks bakterite ja arhede arvukusele ning liigilisele koosseisule oluliselt ka erinevaid lämmastikuringe protsesse läbiviivate mikroorganismide arvukusi. Kuivendamise tulemusena vähenes denitrifikatsiooni ja N2 fikseerimise potentsiaal troopilise turbaala pinnases. Põhjapoolkera parasvöötme häiritud turbaalade taassoostamine suurendab CH4 emissiooni. Mahajäetud turbakaevandusalade taimestamine päiderooga bioenergia tootmise eesmärgil vähendas CH4 emissiooni, kuigi metanogeenide arvukus turba erinevates kihtides jäi ligikaudu samale tasemele või siis isegi suurenes katseperioodi jooksul. Lisaks sellele on turbaalasid sooderikastes piirkondades võimalik kasutada reovee puhastamiseks, et kaitsta veekogude ökosüsteeme reoainete eest. Turbaalapuhastites on oluline roll ka taimedel, mis võivad olla läbi erinevate mehhanismide efektiivseteks reoainete eemaldajateks veest.
Lämmastikreostuse eemaldamise geneetiline potentsiaal vabaveelistes tehismärgalades
(Tartu Ülikool, 2022) Kuusk, Kadri; Espenberg, Mikk; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Põllumajanduses on viimastel aastakümnetel kasutatud üha rohkem lämmastikväetisi, et hoogustada toiduainete tootmist kasvavale maailma elanikkonnale. Reaktiivse lämmastiku kasutamise märkimisväärne suurenemine on põhjustanud tugevat lämmastikureostust ning hakanud mõjutama inimeste ja ökosüsteemide heaolu. Tehismärgalade kasutamine lämmastikreostuse eemaldamiseks on kuluefektiivne viis, kuidas eemaldada üleliigsest väetiste kasutamisest tingitud hajusreostust ning leevendada keskkonnaprobleeme. Käesolevas töös uuriti lämmastikreostuse eemaldamise geneetilist potentsiaali kolme vabaveelise märgala vahel (EST, FRA ja USA). Tulemustest selgus, et denitrifikatsioonil on geneetiliselt suurem potentsiaal toimuda Vända (EST) ja Ohio (USA) tehismärgalas ning Rampilloni (FRA) tehismärgalas on suurem potentsiaal nitrifikatsioonil. Lisaks on Vända märgalal geenikoopiate põhjal suurem potentsiaal edukamaks ANAMMOX-i, COMAMMOX-i ja DNRA protsessi toimimiseks ning N2 fikseerimiseks võrreldes Rampilloni märgalaga.
Lühiajalise üleujutuse mõju mulla mikrobioloogilisele lämmastikuringele kaldaäärses lepikus
(Tartu Ülikool, 2021) Reiss, Kristel; Espenberg, Mikk; Mander, Ülo; Tartu Ülikool. Geograafia osakond; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Päiderooga kultiveerimise ja väetamise mõju mulla arhede kooslusele ja selle metaanitootmise potentsiaalile mahajäetud freesturba tootmisalal
(Tartu Ülikool, 2013) Espenberg, Mikk; Truu, Marika, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja tehnoloogiateaduskond; Tartu Ülikool. Geograafia osakond