N-contamination may camouflage salinization effects on leaf litter decomposition

Abstract

Nutrient (N) enrichment and salinization threaten streams and rivers at a global scale. While much information exists on the effects of the former on key stream processes such as litter decomposition, the importance of the latter remains scarce. Moreover, no studies exist on the joined effects of both anthropogenic stressors on the functioning of these life-supporting systems.In a microcosm assay, we aimed at assessing the individual and combined effects of salt-contamination (0.06, 0.25, 1 and 4 g/L NaCl) and inorganic N enrichment (0.06, 0.25, 1 and 4 mg/L KNO3) on the decomposition of poplar leaf litter and associated microbial (fungal) variables over 28 days. Nutrient enrichment (≥ 1 mg/L) stimulated leaf mass loss, independently of salt concentration. Fungal biomass and sporulation were significantly affected by both factors. The stimulation of fungal biomass by N increase occurred at each salt concentration while a decrease was promoted by the addition of 4 g/L NaCl at each nutrient level (≤ 0.25 mg/L). A general stimulation of sporulation rates occurred at high nutrient levels (1-4 g/L), except when combined with the highest salt concentration. The enzymatic activity of the β-glucosidase enzyme was also stimulated by increased concentrations of N (≥ 0.25 mg/L). Results suggest that salt-contamination (potentially inhibiting) effects in streams enriched with nutrients are “camouflaged” by a general stimulation of fungal activity promoted by increased N levels. These results emphasize the need of considering multiple stressor scenarios to anticipate and correctly evaluate stream ecosystem impairment promoted by salt-contamination.

O enriquecimento de nutrientes (N) e a salinização ameaçam ribeiros e rios à escala global. Embora exista muita informação sobre os efeitos dos nutrientes em processos chave como a decomposição foliar, trabalhos sobre a importância da salinização são ainda escassos. Além disso, não existem estudos sobre os efeitos combinados de ambos os stressors antropogénicos no funcionamento destes sistemas vitais.Através de ensaios em microcosmos, pretendemos avaliar os efeitos individuais e combinados da contaminação por sal (0,06, 0,25, 1 e 4 g/L NaCl) e enriquecimento de N inorgânico (0,06, 0,25, 1 e 4 mg/L KNO3) na decomposição foliar e variáveis microbianas (fúngicas) associadas, ao longo de 28 dias. Foram avaliadas a perda de massa das folhas, biomassa fúngica, respiração microbiana, atividade enzimática e taxa de esporulação. O enriquecimento de nutrientes (≥ 1 mg/L) estimulou a perda de massa foliar em microcosmos com elevado nível de nutrientes, independentemente da concentração de sal. A biomassa fúngica e a esporulação foram significativamente afetadas por ambos os fatores. A estimulação da biomassa fúngica promovida pela adição de N ocorreu em todas as concentrações de sal testadas; a adição de 4 g/L NaCl inibiu a produção de biomassa em tratamentos ≤ 0,25 mg/L. Uma estimulação geral das taxas de esporulação ocorreu a níveis elevados de nutrientes (1-4 g/L), exceto quando combinada com a maior concentração de sal. A atividade enzimática da enzima β-glucosidase foi também estimulada pelo aumento das concentrações de N (≥ 0,25 mg/L).Os resultados sugerem que os efeitos (potencialmente inibitórios) da contaminação do sal em ribeiros enriquecidos com nutrientes podem ser "camuflados" por uma estimulação geral da atividade fúngica promovida por níveis elevados de N. Esses resultados enfatizam a necessidade de considerar cenários com agentes de stress múltiplos para antecipar e avaliar corretamente os efeitos da contaminação de sal nos ecossistemas ribeirinhos.