Pedobiologie

Jiří Schlaghamerský

Pedobiologie je jedním z předmětů bakalářského studia, které představují základ pro budoucí specializaci ve studiu magisterském - v tomto případě pro studenty zaměření Půdní biologie. Předmět obeznamuje studenty s půdní biologií jako významným oborem terestrické ekologie. Těm z nich, kteří si zvolili téma bakalářské práce spadající do daného oboru, umožní absolvování přednášky zasazení vlastní práce do širšího kontextu. Přednáška tvoří základ pro plánované rozšíření nabídky (v rámci projektu bude zavedeno Cvičení z půdní zoologie, nad rámec projektu je uvažována volitelná prohlubovací přednáška o rozkladu dřeva a saproxylických organismech; podrobnější a praktické seznámení s naší půdní faunou nabídne předmět Determinace suchozemských bezobratlých - cvičení).
Absolventi přednášky z pedobiologie mají získat předpoklady nejen pro případnou vědeckou práci v tomto oboru, ale také pro práci v aplikované sféře (ochrana půdy - přesah do zemědělství, biomonitoring a půdní ekotoxikologie), přičemž tyto otázky získávají např. v Evropské unii na významu, zatímco v ČR je pouze málo odborníků vzdělaných v dané oblasti (především pokud jde o půdní zoologii). Přednáška v konečné podobě by měla pokrývat základní otázky půdní biologie v celém rozsahu. Z hlediska náplně bude ve větší míře zahrnuta problematika fytofágních půdních organismů a potravních sítí založených na fotoautotrofní produkci (oproti tomu bude o něco méně času věnováno problematice rozkladu dřeva, trusu a mršin); samostatná kapitola bude nyní také věnována půdní mikrobiologii. Bude výrazně prohloubena část přednášky poskytující přehled skupin půdních živočichů, jejich způsobu života a funkce. Bude kladen větší důraz na základní metody půdní biologie, zároveň bude přednáška aktualizována zahrnutím nejnovějších trendů z hlediska řešené problematiky i užívaných metod.

Při přípravě inovací je počítáno s intensivním zapojením odborníků z jiných institucí za účelem konzultací. V říjnu 2010 byla předběžně projednána spolupráce na inovaci půdní biologie (kromě přednášky Pedobiologie se týká též Cvičení z půdní zoologie) a přípravě cvičení Determinace suchozemských bezobratlých s pracovníky Ústavu půdní biologie AV ČR v Českých Budějovicích.

V závěru roku 2010 bylo zahájeno studium literatury k zapracování poznatků do prezentací a elektronických skript. Byly zpracovány první prezentace pro výuku předmětu týkající se úvodu do půdy jako takové a degradaci půd, resp. jejich ochrany. V rámci přípravy podkladů pro kapitolu o půdní fauně různých biomů v skriptech (a ve stručné podobě také v prezentaci k půdní fauně) byly shromážděny a studovány podklady k půdní fauně arktických a vysokohorských oblastí.

Po úvodních kapitolách byla zpracována následující témata:
saprotrofní potravní řetězec (definice, kontext, význam);
edafon - společenstvo půdních organismů (neživočišná složka /mikroorganismy, houby, řasy/, mikroarthropoda, pavoukovci a další skupiny živočichů).

V druhé polovině roku 2011 byla zahájena práce na zpracování skript. Na této činnosti se formou přípravy ilustrací, schémat a nákresů podílejí externí spolupracovnice Eva Tajovská a Jana Procházková. V podzimních měsících proběhl ve spolupráci s vyučujícím výběr první části předloh a na jejich základě byly zhotoveny schémata a kresby ke složení a struktuře půdy a půdní fauně.

jarní semestr 2012, výuka realizována v průběhu semestru 20. 2.-18. 5.

Aktuálně je připravena přednáška a elektronické výukové materiály; finálním výstupem inovace bude vytvoření elektronického skripta, představujícího dosud chybějící ucelený výukový materiál v českém jazyce.

Pro aktuální běh předmětu v jarním semestru byla završena příprava aktualizovaných přednášek na základě studia nově zakoupené literatury a doplnění ilustrací k těmto tématům:
půda jako prostředí
klasifikace půd, pedogenetické procesy, struktura a textura půdy, půdní typy
kationtová výměnná kapacita v půdě, acidifikace půdy (příklady z ČR)
ochrana půdy, problematika využívání tropických půd
půdní organismy (edafon): fotoautotrofní a heterotrofní organismy
- roztoči, chvostoskoci, rybenky, pakomáři, Palpigradi, Harpacticoida
- vliv mravenců a termitů na půdu, problematika invazních mravenců a invazních žížal
- zástupci obojživelníků s vazbou na půdu
saprotrofní potravní řetězec
- saproxylické organismy, funkce bezobratlých při rozkladu dřeva
- rozklad výkalů a společenstva koprofágů, rozklad mršin a společenstva nekrofágů
metody půdní biologie, nové trendy ve studiu půd
Aktuální podoba přednášky, připravené pro jarní semestr 2012, pokrývá následující témata:
1. Pedogenese, textura, struktura, půdní horizonty a typy, humusové formy
2. Ohrožení a ochrana půdy
3. Saprotrofní potravní řetězec
4. Edafon = půdní organismy
5. Rozklad organické hmoty
6. Pedobiologické metody
7. Organismy a tlející dřevo: saproxylický komplex
8. Společenstva na trusu a mršinách
Postupně probíhá práce na přípravě elektronického skripta:
kapitola 1: definice půdy, tři skupenství, struktura a textura půdy, pedogeneze, půdní horizonty, hlavní půdní typy, humusové formy, koloidní částice, sorpční/kationtová výměnná kapacita, pufrovací systémy/zóny
kapitola 2: acidifikace půdy, tropické půdy a jejich úrodnost, paradox nedostatku živin, degradace půdy zasolením, degradace půdy zhutněním a erozí, typy eroze, úrodnost půdy a hnojení, kontaminace půdy, bioremediace
kapitola 3: dekompozice a saprotrofní potravní řetězec: potravní řetězce, sítě a pyramidy, dekompoziční subsystém (kompartment) terestrických ekosystémů
kapitola 4: společenstva půdních organismů (edafon): distribuce v prostoru a čase, členění půdních organismů, funkce půdních organismů, vliv invazních druhů na půdní prostředí a organismy, mravenci a jejich role v půdě, význam mravenců pro půdní procesy a společenstva, biologie žížal (zapracování nových poznatků)
kapitola 5: rozkladné procesy, vliv kvality zdroje a biotických faktorů, poměr C:N a imobilizace dusíku, rozkladné procesy a vliv klimatických zón, degradativní sukcese, sukcese hub a bezobratlých (zejména brouků) při rozkladu dřeva
kapitola 6: metody půdní biologie: rozvržení vzorkování půdní fauny v prostoru a čase (sampling design), různé typy odběrových zařízení (půdní sondy, rámy apod.), principy získávání živočichů z vzorků (metody a extrakční zařízení), srovnání efektivity extrakce různými metodami, konstrukce a využití emergenčních pastí při studiu saproxylické fauny
kapitola 7: saproxylický komplex: přehled živočišných skupin žijících v tlejícím dřevu a jejich vazeb na různá mikrostanoviště (která tlející dřevo nabízí), trofické vazby a trofické skupiny saproxylických živočichů, saproxyličtí obratlovci, nidikolní fauna, saproxyličtí živočichové v jiných klimatech (především tropech), význam termitů, ohrožení a ochrana saproxylických živočichů
kapitola 8: společenstva na trusu a mršinách: konzumpce trusu obratlovců, společenstva mrchožroutů a jejich sukcese - role mikroorganismů při rozkladu mršin, rozklad a degenerativni sukcese společenstev, příklady hmyzích nekrofágů, metody výzkumu

Významným příspěvkem k tvorbě náplně skripta jsou konzultace s odborníky, kteří navštívili pracoviště v rámci výuky cvičení Determinace suchozemských bezobratlých (podzimní semestr 2012). Během jara 2013 poskytl odborné konzultace k fauně brouků (epigeonu), jejich ekologii a vlivu prostředí externí spolupracovník Jiří Vávra. Získané poznatky jsou průběžně zabudovávány do výše uvedených kapitol..
Stejně tak jsou do náplně skripta zařazovány poznatky z odborných konferencí - v průběhu dubna 2013 tak byly využity nové poznatky k biologii půdních kroužkovců (kapitola 4) a k rozkladu a významu mršin (kapitola 8).

Vedle vlastní přípravy textu je nedílnou součástí práce příprava ilustrací, scannování a roztřídění výkresů. Zpracováním ilustrací půdních organismů, nákresů půdních výbrusů a grafická úpravou nákresů a schémat přispívá k přípravě uvedeného skripta spolupracovnice Eva Tajovská.
Na zpracování elektronického skripta se podílejí i další spolupracovníci Lenka Petráková (korektura textu) a Jan Budka (formátování skripta).

Předměty