Lekce 9

Potrava a zdroje energie půdních organismů
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Autotrofové v půdě (fotosyntetizující a chemoautotrofové)
Heterotrofové potrava složení a energetický obsah
Saprofágové
Složení a vlastnosti odumřelé organické hmoty (obsah prvků,
látkové složení, obsah esenciálních látek)
Změny odumřelé organické hmoty během dekomposice
Selektivita konzumace a změny v příjmu potravy v závislosti na
velikosti organismů
Enzymatické vybavení půdních organismů a trávení těžko
rozložitelných složek odumřelé biomasy
Změna potravy po průchodu střevem využití exkrementů jako
potravy
Asociaovaná mikroflora jako zdroj potravy saprofágů
Predátoři
Predace v závisloti na velikosti
Vyhledávání a lov kořisti
Chemaoautotrofové
Bacterie oxidující S (Sulfur Bacteria)
Některé obsahují chlorofil jsou zelené nebo fialové jiné bezbarvé
Thiobacillus thiooxidans
thiosulfate: S 2O3= -----> SO4=
free sulfur: 2 So + 2 H2O + 3 O2 -----> 2 H2SO4
Produkují kys sírovou buňky mohou růst i v pH 0 ale vnitřní pH je ~7,
H2SO4 se vyplavuje rozpouští železo problém důlních oblastí Ohio river 100 mil
tum konc kxs sýrové Sulfuric
Iron Bacteria
Ferrobacillus ferrooxidans.
Oxiduje železo Fe++ (ferrous) ----> Fe+++ (ferric) + eredox potencial Fe oxid. + 0.78 v. O + 0.86 v., takže Eo' -0.08 mnohem méně
než 7.3 kcal/mole k vytvoření ATP. Jak teda přežívají
* Rostou jen ve velmi kyselých prostředích pH pod 3 spolupráce s Thiobacillus
thiooxidans, To udržuje velmi vysoký gradient protonů H+ přicháyí do buňky
vytváří ATP ale H+ je třeba odstranit pro udržení vnitřního pH7. Fe++ je
využit jako electron donor pro O v kombinaci s H+ vyniká voda
Velké množství železa s malým výtěžkem energie Fe(OH)3
Nitrifikující bacteria
Nitrosomonas:
2 NH3 (ammonia) + 3 O2 -----> 2 HNO2 (nitrite) + 2 H2O
Nitrobacter:
2 HNO2 (nitrite) + 2 O2 -----> 2 HNO3 (nitrate)
redox potential for nitrite + 0.42 v. snadno může předat e na O +
0.82 v. a produkovat ATP
Složení a vlastnosti odumřelé
organické hmoty
Spalná tepla
některých druhů
potravy
Ale
Spalné teplo je
potenciální
maximální
množství energie
využije se ho jen
část
látka
kJ/g
celulosa
17.57
cukry
17.2
bílkoviny
17.2
tuky
38.7
pšenice zrno
17,49
sláma
16,04
brambory
16,73
jetel červený
15,44
cukrovka bulvy
16,91
řepka semeno
25,15
kukuřice silážní
16,13
uhlí černé
23.6
hnědé
17-23.6
lignit
pod 17
Calorimentric values of
food, excrements and larval
bodies (J.g-1).
potrava
excrements 18.0
leaves
19.0
excrements 16.1
leaves
19.7
excrements 16.1
excrement larva
17.9
24.8
16.1
20.8
16.1
20.3
18.1
21.3
16.1
20.1
B. marci alder
P. holosericea alder
0,4
0,25
0,2
0,2
g.g-1
g.g-1
0,3
0,1
0,1
0,05
0
-0,1
0,15
C
D
A
0
P
-0,05
leaves
C
exc rements
D
A
leaves
excrements
P
B. pomonae poplar
0,25
Assimilation efficiency
g.g -1day-1
0,2
0,15
0,1
leaves
0,05
excrem
0
consumation
defecation
leaves
assimilation
excrements
production
B. p. P. h. B. m.
53
36
30
12
15
12
Results
B. marci alder
P. holosericea alder
3,5
5
3
4
2,5
J.g- 1.da y-1
6
3
2
1
D
A
1,5
1
0
P
-0,5
leaves
C
D
leaves
excrements
B. pomonae poplar
4
3,5
3
-1
C
-1
-1
2
0,5
0
J.g .da y
J.g- 1.day- 1
7
2,5
2
1,5
1
0,5
0
C
D
leaves
A
e xcreme nts
P
A
excrements
P
Kromě energetického obsahu je důležitý
obsah živin (poměr jednotlivých prvků)
Záleží na poměru hlavních živin v potravě
a v tělech konzumentů
Například bakterie mají poměr C:N okolo
25:1
Rostou tudíž nejlépe na organických
látkách s podobným C:N poměrem
Dřevo 226
Papír 129
Distribution and relative quantity
of enzymes
P.
holosericea
decrease of
polysaccharides
increase of
lignin
Mortality of B. pomonae
MCC as food
Cellulases
f
CMC
MCC
Cx
2
0
4
5
6
7
8
9
10
11
12
-2
-4
pH
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
1
Mass budget of B. pomonae
0,2
Production
0,15
Defecation
0,05
3
4
5
6
7
Larvae reared on MCC showed:
high mortality
negative production.
Cellulose is not sufficient
source of energy.
0
-0,05
-0,1
2
days
0,1
g /d ay
-1
mg. mg .h
-1
4
m or tality
6
Litter
CMC
Starvation
Polynomický (Litter)
Litter
MCC
Starvation
Mikroflora jako zdroj potravy saprofágů
Mikrofauna se živí selektivně na mikroflóře
U mesofauny a makrofauny selektivní požíráni opadu porostlého
specifickou mikroflórou a nebo selektivní trávení mikroflory
Při průchodu střevem
dochází k trávení
mikroflory zejména ve
středním střevě, v zadním
střevě naopak nárůst počtů
50
**
40
35
30
25
20
15
usmrcení bakterií extremní
ph a nebo speciální kiling
agent u mnohonožek
10
5
0
CO2
Rest of larval body
Control
9 -1
Bacteria (10 g )
% of tolal introduced 14C
45
Larval gut
Larvae
fg
60
50
40
30
e
d
f
cd
bc
20
10
f
a
ab
ab
0
L
C1
AM1
PM1
H1
E1
C2
AM2
PM2
H2
E2
a
0.02
0.32
0.61
C
AM
a- based on PLFA
PM
H
b - based on PCR
E
NC
CL
b
0.06
C
AM
PM
H
E
CL
NC
similarity of microbial
community
0.25
0.44
Koprofágie
exkrementy obsahují hodně využitelné energie, a jsou potravou některé
druhy dalších organismů, některé druhy preferují exkrementy před
opadem jiné požírají vlastní exkrementy.
Lepší využití potravy
Lepší absorpce některých limitních prvků nebo mikroprvků
konzumace asociované mikroflóry