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 2 O 3 = -----> SO4= free sulfur: 2 So + 2 H 2 O + 3 O 2 -----> 2 H 2 SO 4 Produkují kys sírovou buňky mohou růst i v ph ale vnitřní ph je ~7, H 2 SO 4 se vyplavuje rozpouští železo problém důlních oblastí Ohio river 1 mil tum konc kxs sýrové Sulfuric Iron Bacteria Ferrobacillus ferrooxidans. Oxiduje železo Fe++ (ferrous) ----> Fe+++ (ferric) + e- redox potencial Fe oxid. +.78 v. O +.86 v., takže Eo' -.8 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 +.42 v. snadno může předat e na O +.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 celulosa cukry bílkoviny tuky pšenice zrno sláma brambory jetel červený cukrovka bulvy řepka semeno kukuřice silážní uhlí černé hnědé lignit kj/g 17.57 17.2 17.2 38.7 17,49 16,4 16,73 15,44 16,91 25,15 16,13 23.6 17-23.6 pod 17
Calorimentric values of food, excrements and larval bodies (J.g -1 ). potrava excrement larva excrements 18. 17.9 24.8 leaves 19. 16.1 2.8 excrements 16.1 16.1 2.3 leaves 19.7 18.1 21.3 excrements 16.1 16.1 2.1
g.g-1,4,3,2,1 -,1 B. marci alder P. holosericea alder g.g-1 C D A P -,5 C D A P leaves exc rements leaves excrements,25,2,15,1,5 B. pomonae poplar,25,2 Assimilation efficiency g.g -1 day -1,15,1,5 consumation defecation assimilation production B. p. P. h. B. m. leaves 53 36 3 excrem 12 15 12 leaves excrements
Results B. marci alder P. holosericea alder J.g - 1.day - 1 7 6 5 4 3 2 1 J.g -1.da y -1 3,5 3 2,5 2 1,5 1,5-1 C D A P leaves excrements -,5 C D A P leaves excrements B. pomonae poplar J.g -1.day -1 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1,5 C D A P leaves excrements
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
mg.mg -1.h -1 6 4 2 Cellulases 4 5 6 7 8 9 1 11 12-2 -4 ph CMC MCC Cx Mass budget of B. pomonae f Mortality of B. pomonae MCC as food Litter mortality 1.8.6.4.2 CMC Starvation Polynomický (Litter) 1 2 3 4 5 6 7 days g /d ay,2,15,1,5 -,5 -,1 Production Defecation Litter MCC Starvation Larvae reared on MCC showed: high mortality negative production. Cellulose is not sufficient source of energy.
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
% of tolal introduced 14C 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 ** CO2 Rest of larval body Larval gut Při průchodu střevem dochází k trávení mikroflory zejména ve středním střevě, v zadním střevě naopak nárůst počtů usmrcení bakterií extremní ph a nebo speciální kiling agent u mnohonožek Bacteria (1 9 g -1 ) 6 5 4 3 2 1 Control Larvae f f e d cd bc a ab ab L C1 AM1 PM1 H1 E1 C2 AM2 PM2 H2 E2 fg
a.2.32.61 C AM PM H E similarity of microbial community a- based on PLFA b - based on PCR NC CL b.6.25.44 C AM PM H E CL NC
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