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
