Cílem této práce bylo studium vlivu koprofágních brouků na mikrobní společenstva v půdě pastvin. Experiment byl rozdělen na dvě části. Odchyt brouků na šesti vytipovaných lokalitách v Českém středohoří v průběhu roku 2015 měl za cíl zmapovat výskyt velkých štolařů z čeledi Geotrupidae. Na lokalitě s jejich největším výskytem byl následně v roce 2017 proveden experiment s cílem zjištění vlivu těchto brouků a mikrobního společenstva trávicího traktu skotu na mikrobní společenstva v půdě. Experiment byl založen na zamezení přístupu brouků do poloviny výkalů a vyloučení vlivu mikroorganismů trávicího traktu sterilizací výkalů. Vzorky půdy pod výkaly byly analyzovány pomocí analýzy fosfolipidových mastných kyselin (PLFA). Pod výkaly byla zjištěna významně vyšší koncentrace mikrobiální biomasy. Vliv koprofágních brouků na půdní mikrobní společenstva nebyl statisticky prokázán, nicméně byly nalezeny statisticky významně vyšší koncentrace PLFA v půdě pod sterilizovanými výkaly a také změny ve struktuře společenstva mezi jednotlivými odběry u některých variant výkalů. Dále byl zjištěn rozdíl ve stresových faktorech, kdy vyšší hodnoty stresu vykazovaly společenstva pod nesterilizovanými výkaly. Výsledky ukazují významný vliv výkalů na půdní mikrobní společenstva, méně významný vliv mikroorganismů trávicího traktu a nevýznamný vliv koprofágních brouků.
Anotace v angličtině
The aim of this work was to study the influence of coprophagous beetles and microorganisms contained in cow dung on microbial communities in pasture soil. The experiment was divided into two parts. The goal of the first part was to detect the presence of large tunnelers from family Geotrupidae on six selected sites in the Czech Central Mountains during 2015. On site with their highest abundance, an experiment was then carried out in 2017 to determine the influence of these beetles and microbial communities from digestive tract of cattle, on soil microbial communities. The experiment was based on preventing access of beetles to half of deposited dung pats and eliminating the influence of digestive tract microorganisms by dung sterilization. Soil samples from below the deposited dung were analysed using phospholipid fatty acid (PLFA) analysis. The results show significant increase in soil microbial biomass under the dung pats, but the influence of coprophagous beetles was not statistically proven. However, significantly higher concentrations of PLFA in soil under the sterilized dung were found and also changes in the structure of the community between two samplings in some variants of treated dung pats. Furthermore, a difference in stress indicators was found, where higher levels of stress were exhibited by communities under unsterilized dung pats. The overall results show significant effect of deposited dung, less significant effect of dung microorganisms and insignificant effect of coprophagous beetles on soil microbial communities.
Cílem této práce bylo studium vlivu koprofágních brouků na mikrobní společenstva v půdě pastvin. Experiment byl rozdělen na dvě části. Odchyt brouků na šesti vytipovaných lokalitách v Českém středohoří v průběhu roku 2015 měl za cíl zmapovat výskyt velkých štolařů z čeledi Geotrupidae. Na lokalitě s jejich největším výskytem byl následně v roce 2017 proveden experiment s cílem zjištění vlivu těchto brouků a mikrobního společenstva trávicího traktu skotu na mikrobní společenstva v půdě. Experiment byl založen na zamezení přístupu brouků do poloviny výkalů a vyloučení vlivu mikroorganismů trávicího traktu sterilizací výkalů. Vzorky půdy pod výkaly byly analyzovány pomocí analýzy fosfolipidových mastných kyselin (PLFA). Pod výkaly byla zjištěna významně vyšší koncentrace mikrobiální biomasy. Vliv koprofágních brouků na půdní mikrobní společenstva nebyl statisticky prokázán, nicméně byly nalezeny statisticky významně vyšší koncentrace PLFA v půdě pod sterilizovanými výkaly a také změny ve struktuře společenstva mezi jednotlivými odběry u některých variant výkalů. Dále byl zjištěn rozdíl ve stresových faktorech, kdy vyšší hodnoty stresu vykazovaly společenstva pod nesterilizovanými výkaly. Výsledky ukazují významný vliv výkalů na půdní mikrobní společenstva, méně významný vliv mikroorganismů trávicího traktu a nevýznamný vliv koprofágních brouků.
Anotace v angličtině
The aim of this work was to study the influence of coprophagous beetles and microorganisms contained in cow dung on microbial communities in pasture soil. The experiment was divided into two parts. The goal of the first part was to detect the presence of large tunnelers from family Geotrupidae on six selected sites in the Czech Central Mountains during 2015. On site with their highest abundance, an experiment was then carried out in 2017 to determine the influence of these beetles and microbial communities from digestive tract of cattle, on soil microbial communities. The experiment was based on preventing access of beetles to half of deposited dung pats and eliminating the influence of digestive tract microorganisms by dung sterilization. Soil samples from below the deposited dung were analysed using phospholipid fatty acid (PLFA) analysis. The results show significant increase in soil microbial biomass under the dung pats, but the influence of coprophagous beetles was not statistically proven. However, significantly higher concentrations of PLFA in soil under the sterilized dung were found and also changes in the structure of the community between two samplings in some variants of treated dung pats. Furthermore, a difference in stress indicators was found, where higher levels of stress were exhibited by communities under unsterilized dung pats. The overall results show significant effect of deposited dung, less significant effect of dung microorganisms and insignificant effect of coprophagous beetles on soil microbial communities.
1. Vypracujte literární rešerši na téma přirozený rozklad fekálií domácího skotu, role různých skupin saprotrofních a koprofágních organismů s důrazem na mikrobní společenstva.
2. V reálném experimentu sledujte rozklad fekálií a stanovujte průběžně mikrobní biomasu a složení mikrobního společenstva.
3. Výsledky statisticky vyhodnoťte a diskutujte
Zásady pro vypracování
1. Vypracujte literární rešerši na téma přirozený rozklad fekálií domácího skotu, role různých skupin saprotrofních a koprofágních organismů s důrazem na mikrobní společenstva.
2. V reálném experimentu sledujte rozklad fekálií a stanovujte průběžně mikrobní biomasu a složení mikrobního společenstva.
3. Výsledky statisticky vyhodnoťte a diskutujte
Seznam doporučené literatury
Blagodatskaya, E., Kuzyakov, Y., 2013. Active microorganisms in soil: Critical review of estimation criteria and approaches. Soil Biology & Biochemistry 67, 192-211.
Chronakova, A., Ascher, J., Jirout, J., Ceccherini, M.T., Elhottova, D., Pietramellara, G., Simek, M., 2013. Cattle impact on composition of archaeal, bacterial, and fungal communities by comparative fingerprinting of total and extracellular DNA. Biology and Fertility of Soils 49, 351-361.
Elhottova, D., Koubova, A., Simek, M., Cajthaml, T., Jirout, J., Esperschuetz, J., Schloter, M., Gattinger, A., 2012. Changes in soil microbial communities as affected by intensive cattle husbandry. Applied Soil Ecology 58, 56-65.
HANSKI, Ilkka; CAMBEFORT, Yves. Dung beetle ecology. New Jersey: Princeton University Press, 1991.
Kaur, A., Chaudhary, A., Choudhary, R., Kaushik, R., 2005. Phospholipid fatty acid - A bioindicator of environment monitoring and assessment in soil ecosystem. Current Science 89, 1103-1112.
Seznam doporučené literatury
Blagodatskaya, E., Kuzyakov, Y., 2013. Active microorganisms in soil: Critical review of estimation criteria and approaches. Soil Biology & Biochemistry 67, 192-211.
Chronakova, A., Ascher, J., Jirout, J., Ceccherini, M.T., Elhottova, D., Pietramellara, G., Simek, M., 2013. Cattle impact on composition of archaeal, bacterial, and fungal communities by comparative fingerprinting of total and extracellular DNA. Biology and Fertility of Soils 49, 351-361.
Elhottova, D., Koubova, A., Simek, M., Cajthaml, T., Jirout, J., Esperschuetz, J., Schloter, M., Gattinger, A., 2012. Changes in soil microbial communities as affected by intensive cattle husbandry. Applied Soil Ecology 58, 56-65.
HANSKI, Ilkka; CAMBEFORT, Yves. Dung beetle ecology. New Jersey: Princeton University Press, 1991.
Kaur, A., Chaudhary, A., Choudhary, R., Kaushik, R., 2005. Phospholipid fatty acid - A bioindicator of environment monitoring and assessment in soil ecosystem. Current Science 89, 1103-1112.