Biologická podstata úrodnosti půdy Jaroslav Záhora Konference Ochrana půdy, Náměšť nad Oslavou,

HTML
DOWNLOAD

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Biologická podstata úrodnosti půdy Jaroslav Záhora Konference Ochrana půdy, Náměšť nad Oslavou,"

Ludvík Soukup
před 6 lety
Počet zobrazení:

1 Biologická podstata úrodnosti půdy Jaroslav Záhora Konference Ochrana půdy, Náměšť nad Oslavou,

2 2

3 PŮDNÍ ÚRODNOST A BIOLOGICKÁ AKTIVITA PŮDY 3

4 Y. Kuzyakov, 186 E. Blagodatskaya / Soil Biology & Biochemistry 83 (2015)

184-199 Rates of glucose mineralization in soil

These rates reflect the original glucose before its

5 Y. Kuzyakov, 186 E. Blagodatskaya/ Soil Biology & Biochemistry 83 (2015) Rates of glucose mineralization in soil estimated based on 14 CO 2 or 13 CO 2 emission. These rates reflect the original glucose before its incorporation into microbial products. A. Gunina, Y. Kuzyakov / Soil Biology & Biochemistry 90 (2015) 87e100 5

14 C imaging of relative 14 C activity at the root tips at increasing time after labelingof Loliumperennein 14

the color scale presents the 14 C activity as digital light units (DLU) (from Pausch and Kuzyakov, 2011,

Blagodatskaya/ Soil Biology & Biochemistry 83 (2015) 184-199 Dynamics and partitioning of glucose-c for three

The experimental points (N = 451) are based on the 2 nd database of 32 14 C and 13 C labeling studies A.

6 14 C imaging of relative 14 C activity at the root tips at increasing time after labelingof Loliumperennein 14 CO 2 atmosphere: 6 h, 2 d, and 11 d after the 14 C labeling.the color scale presents the 14 C activity as digital light units (DLU) (from Pausch and Kuzyakov, 2011, changed) Y. Kuzyakov, 186 E. Blagodatskaya/ Soil Biology & Biochemistry 83 (2015) Dynamics and partitioning of glucose-c for three pools: living microbial biomass, microbial residues and SOM. The experimental points (N = 451) are based on the 2 nd database of C and 13 C labeling studies A. Gunina, Y. Kuzyakov / Soil Biology & Biochemistry 90 (2015) 87e100 Sleeping Beauty paradox. Lavelle, P. and Gilot, C. (1994). Priming effects of macroorganisms on microflora: A key process of soil function? In: Beyond the Biomass, (Ed. by K. Ritz, J. Dighton and K. Giller), pp Wiley-Sayce, Chichester, UK. 6

7 7

8 Mikrofotografie kořenové čepičky s mucilagem (kukuřice) (Zdroj: V. Sobolev, Agricultural Research Service, United States Department of Agriculture - ARS USDA) 8

9 Vylučování mucilagu a uvolňování buněk z kořenové čepičky na vrcholu kořene bavlníku, 30 sekund po ponoření do vody. Courtesy Gilberto Curlango-Rivera (University of Arizona, Tucson, Arizona), et al. Read more at: CnH 2n O n Org. l. Org. l. 9

Tradiční pohledy jsou založeny na empirických

uhlíkatých látek extrahovaných z půdy Schmidt et al.

měření a pozorování metodou jsou schopny popsat

látek jako relativně jednoduchých biomolekul bez

10 Tradiční pohledy jsou založeny na empirických poznatcích a na poznatcích získaných z charakteristik uhlíkatých látek extrahovaných z půdy Schmidt et al., (2011) Nové, nedestruktivní a přesné techniky měření a pozorování metodou jsou schopny popsat chemii funkčních skupin extrahovaných humusových látek jako relativně jednoduchých biomolekul bez nutnosti zavádět existenci nevysvětlitelných makromolekul. Schmidt et al., (2011) 10

Vznik humusových látek spontánním shlukováním různorodých, relativně malých molekul,

11 Vznik humusových látek spontánním shlukováním různorodých, relativně malých molekul, uvolňovaných rozkladem odumřelého biologického materiálu, do supramolekulárních útvarů (Piccolo, 2001). Jednotlivé molekuly jsou orientovány hydrofilními částmi k vnější části supramolekuly a hydrofobními dovnitř. Vzájemné vazby nejsou kovalentní nebo iontové, jednotlivé molekuly jsou vázány slabými vazbami van der Waalsových sil a vodíkových můstků (Sedláček, nepubl.). agregace menších produktů transformace do supramolekulárních útvarů 11

12 12

13 Org. l. CnH 2n O n Org. l. N N ox ox N N org S org S ox ox P P ox ox N N red red Živiny v půdním roztoku CnH 2n O n Extracelulární enzymy Extracelulární enzymy 13

Spohn et al. / Soil Biology & Biochemistry 58 (2013) 275e280 Amylase activity Amylasezymogramand calibration gels (B). Spohn et al.

14 M. Spohn et al. / Soil Biology & Biochemistry 58 (2013) 275e280 Protease activity Protease zymogramand calibration gels. Next to the calibration gels the substrate concentrations are indicated. In the second line the corresponding enzyme activities are annotated. M. Spohn et al. / Soil Biology & Biochemistry 58 (2013) 275e280 Amylase activity Amylasezymogramand calibration gels (B). Next to the calibration gels the substrate concentrations are indicated. In the second line the corresponding enzyme activities are annotated. M. Spohn et al. / Soil Biology & Biochemistry 58 (2013) 275e280 14

Cellulase activity N-acetyl-glucosaminidase (chitinase) activity Phosphatase activity Phosphatase activity in four microcosms with living roots 18 days after sowing (a), and 10 days (b), 20 days (c)

15 Cellulase activity N-acetyl-glucosaminidase (chitinase) activity Phosphatase activity Phosphatase activity in four microcosms with living roots 18 days after sowing (a), and 10 days (b), 20 days (c) and 30 days (d) after cutting the shoots. The calibration line for the phosphatase activity is presented at the bottom (e) Spohn, M. et Kuzyakov, Y. / Plant Soil (2014) 379:67 77 N-acetyl-glucosaminidase(chitinase) activity in fourmicrocosms with living roots 18 days after sowing (a), and 10 days (b), 20 days (c) and 30 days (d) after cutting the shoots. The calibration line for the N-acetyl-glucosaminidaseactivity is presented at the bottom (e) Spohn, M. et Kuzyakov, Y. / Plant Soil (2014) 379:67 77 Cellulaseactivity in four microcosms with living roots 18 days after sowing (a), and 10 days (b), 20 days (c) and 30 days (d) after cutting the shoots. The calibration line for the cellulase activity is presented at the bottom (e) Spohn, M. et Kuzyakov, Y. / Plant Soil (2014) 379:

16 Soil + P Control soil Soil + P Control soil 16

17 Hypothesized concept of synergistic interactions of exoenzyme - producing soil microorganisms. In bulk soil, a high proportion of exoenzymes released by a soil microorganism is lost without any benefit for it (a). With increasing number of exoenzymes the concentration of products of enzymatically catalyzed reactions increases (as indicated by the increase in the intensity of the blue color, b). Thus, exoenzyme-producing microorganisms can benefit from each other, which might contribute to the high microbial activity at hotspots of enzyme activity (c) Spohn, M. et Kuzyakov, Y. / Plant Soil (2014) 379:67 77 Konzumenti bakteriínapř. prvoci Potravní food vacuoles vakuoly (vezikuly) naplněné (vesicles) buňkami bakterií Prvoci mobilizují dusík vázaný v bakteriální biomase cestou vylučování NH 4 + iontů NH 4 + Konzumace bakterií urychluje obrat Selektivní konzumace bakterií upřednostňuje nitrifikační bakterie a bakterie vylučující rostlinné hormony (IAA - kyselinu indoloctovou) NH

18 Induction of lateral root growth Predation accelerates microbial turnover NH 4 + Kuzyakov et Xu, 2013: Competition between roots andmicroorganisms for nitrogen: mechanisms and ecological relevance New Phytologist (2013) 198: Profesor Vladimír Úlehla o utrpení našich lesů (1947) 18

Přibývá těch, kteří se proti takovému poměru k našemu životnímu prostředí vzpírají, a mění se v tomto smyslu

19 Doznívá dnes doba, kdy krajina ztratila pro kořistícího člověka všechen půvab, lahodu a krásu, a stala se pouhou vyssávanou otrokyní. Přibývá těch, kteří se proti takovému poměru k našemu životnímu prostředí vzpírají, a mění se v tomto smyslu jejich myšlenkové zaměření. Čeká nás úkol vytvořit krajinu ideální. A to je úkol tak vznešený, že všechno poslání století devatenáctého před ním bledne Profesor Vladimír Úlehla (v roce 1947) Děkuji za pozornost 19

Podobné dokumenty

Interakce rostlin a mikroorganismů při přeměnách uhlíkatých a dusíkatých látek v půdě

Interakce rostlin a mikroorganismů při přeměnách uhlíkatých a dusíkatých látek v půdě Záhora Jaroslav Letní škola ochrany půdy 2. - 3. 9. 2013 Milovy na Českomoravské vrchovině Matečná hornina Matečná