Upload
others
View
0
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio
–
CZ.1.07/2.2.00/28.0018
SoilSoil Biology Biology ‐‐ topictopic No. 5:No. 5:
SOIL ECOLOGY SOIL ECOLOGY ‐‐ thethe
generalgeneral
patternspatterns,,andand
thethe
particularparticularpatternspatterns
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio – CZ.1.07/2.2.00/28.0018
SOIL ECOLOGY SOIL ECOLOGY isis
anan
appliedapplied
scientificscientific disciplinediscipline
dealingdealing
withwith
livingliving
componentscomponents
ofof
soilsoil, , theirtheir
activitiesactivities
andand
THEIR THEIR INTERRELATIONSHIPSINTERRELATIONSHIPS
Soil Ecology
Soil Science
Microbiology
Zoology
Soil Biology
Biochemistry
Plant Physiology
Environmental Science
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio – CZ.1.07/2.2.00/28.0018
In general,
irrespectively
of
The
First
Law
of
Thermodynamics,
i) the
energy
in soil
is
degradated
from
chemical
energy to heat
‐
which
is
not recycled,
ii) ultimately, nutrients
are excreted
by organisms
(as a whole) ‐
and, they
are recycled
via plant
root
uptake.
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio – CZ.1.07/2.2.00/28.0018
(ultimately,
net
immobilisation
has to be
zero...
microbial
dead
cells
and
humic substances are decomposed
as well!)
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio – CZ.1.07/2.2.00/28.0018
Notes
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio – CZ.1.07/2.2.00/28.0018
Which
ecological
factors
favour
soil
biological
activity?
There
are five
the
essential
ones:oxygen availability (when an excess of water can result in O2‐
limitations; obligate aerobes vs. micro‐aerophils vs. facultative anaerobes vs. obligate anaerobes)
presence of water (as both i) the principal component of protoplasm, and ii) the carrier of nutrients into the living cells)
nutrients
osmotic pressuretemperature (psychrophiles vs. mesophiles vs. thermophiles).
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio – CZ.1.07/2.2.00/28.0018
In addition, there
are five
more ones:
1.
pH level
2.
toxicity of
the
soil3.
heavy
metals
content
in the
soil
4.
molecular
structure
5.
co‐metabolism
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio – CZ.1.07/2.2.00/28.0018
Notes
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio – CZ.1.07/2.2.00/28.0018
A.
there
are
hundreds
of
ecological
strategies
of
soil
biota, e.g. the
reaction
of
temperature
changings:
winter
‐
spring
time:
capsule
formation
enables
it
to
survive
at reduced
temperatures
and
grow
as the
temperature
increases;
B.
there
are
hundreds
of
ecological
strategies
of
plants
in terms
of
their
root
systems, e.g. the
reaction
to dry
conditions:
in
permanently
dry
soils,
plants
invest
a
larger
fraction
of
their primary
production
below‐ground
... to obtain
sufficient
water,
in
seasonally
dry
soils,
they
do
the same ...
to
survive
this season;
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio – CZ.1.07/2.2.00/28.0018
C. there
are hundreds
of
ecological
interrelationships
among plants
and
soil
biota, e.g. the
reaction
to infertile
soils:
on infertile
sites, plants
have
not enough
nutrients
to make
new tissues,
ie.
not
enough
nutrients
to
translate
their
photosynthetic
production
into
new
tissues
‐
thus, they
give
a great
deal
of
the
photosynthetical
products to
mycorrhizal
fungi
whose
growth
increases
the
plant
uptake
capacities
for
nutrients.
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio – CZ.1.07/2.2.00/28.0018
Notes
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio – CZ.1.07/2.2.00/28.0018
DealingDealing withwith soilsoil ecologyecology, , therethere are are threethree substantialsubstantial questionsquestions::
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio – CZ.1.07/2.2.00/28.0018
A. Which
way
plant
roots
influence
soil
itself?
There
are three
main
mechanisms
„working“
on very
different
time level:
(1) measurable
within
days, via uptake
of
water
and
nutrientsie., soil
moisture
and
soil
nutrient
content
is
directly
influenced
by
plant
uptake
(2) measurable
within
years, via penetration
of
soil
bodiesie., a formation
of
soil
pores
(3) measurable
within
centuries, via rate
of
parrent
material
weatheringie., the
amount
of
nutrients
bounds
in mineral
is
directly
influenced
by
biological
weathering
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio – CZ.1.07/2.2.00/28.0018
B. Which
way
soil
organisms
influence
soil
itself?
There
are three
main
mechanisms, as well:
(1) defragmentation
of
plant
litter
(2) consuming
of
soil
organic
matter
(3) bioturbation
C. Which
way
soil
organic
matter
influences
soil
itself?
There
are four
main
mechanisms
‐
the
four
ways
of
increase
in:
(1) a simple
storage
of
nutrients
in the litter (first of all, N + P + S; secondly, Ca, Mg and
K),
(2) a soil
structural
stability ‐
the
formation
of
soil
aggregates
(small aggregates
are formed
by inorganic
binding
agents; large
aggregates
come
from
organic
binding
agents),
(3) a water
holding capacity,
(4) exchange
capacity
(CEC in particular).
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio – CZ.1.07/2.2.00/28.0018
Notes