Vliv plodiny na diverzitu půdní fauny

Bc. Lenka Němcová

Master's thesis

The influence of crop on soil fauna diversity

Abstract:

Tato diplomová práce se zabývá vlivem vybraných zemědělských plodin pěstovaných v systému konvenčního obhospodařování půdy na diverzitu půdní fauny. Pro porovnání rozmanitosti půdních bezobratlých byl vybrán pozemek s trvalým travním porostem (jetelotravní směs). Pole s pěstovanými plodinami i porost jetelotravní směsi se nacházejí v blízkosti obce Hrušovany v severozápadních Čechách. Výzkum byl realizován se souhlasem místního zemědělského podniku na jeho pozemcích. V teoretické části práce je popsáno základní rozdělení půdního zoodefanu, jeho vliv na půdu, význam půdní fauny v zemědělství, ale i vliv zemědělství na půdní bezobratlé. Stručně jsou zde popsány i vybrané zemědělské plodiny. V praktické části jsou uvedeny základní charakteristiky odběrových lokalit, na kterých byly plodiny pěstovány, a jejich obhospodařování v době odběru půdních vzorků. Na základě indexů diverzity, podobnosti, QBS indexu, PCA analýzou dat a statistickým porovnáním dominantních druhů bylo hodnoceno zastoupení, početnost a diverzita půdní fauny v porostech pšenice ozimé, ječmene jarního a řepy cukrovky v porovnání s jetelotravní směsí. Odběry půdních vzorků probíhaly v dubnu, květnu a červnu roku 2020. Celkem bylo shromážděno 48 půdních vzorků, ze kterých poté byla půdní fauna vyextrahovaná pomocí Tullgrenových extraktorů. Determinace probíhala v laboratoři s použitím binolupy a mikroskopu. Půdní fauna byla determinována do vyšších taxonomických jednotek. Z dosažených výsledků vyplývá, že nejvyšší diverzitu skýtá jetelotravní směs, kde bylo za celou dobu výzkumu nalezeno 18 řádů půdních bezobratlých. Následovala pšenice s 15 taxony a v porostu cukrovky a ječmene bylo determinováno shodně 13 taxonů. Ve všech porostech převládala dominance zástupců z řádů chvostoskoci (Collembola), roztoči (Acari) a podřádu pancířníci (Oribatida). V počtech jedinců nejzastoupenějších taxonů byl statisticky významný rozdíl. Nejlepší biologickou kvalitu půdy vykazovala po všechny tři měsíce také jetelotravní směs, která měla nejvyšší hodnoty biologické hodnoty stanoviště (QBS). Zároveň jetelotravní směs předčila zemědělské plodiny v diverzitě ve všech sledovaných měsících. Nejmenší diverzita půdních společenstev v plodinách byla v porostu ječmene a cukrovky v dubnu. Nejvyšší rozmanitost půdních bezobratlých v plodinách byla v květnu v pšenici, a v červnu v ječmeni. Z pohledu vybraných parametrů hodnocení dopadla nejhůře řepa cukrovka s obecně nejnižšími hodnotami Shannonova indexu diverzity i QBS. Dle indexu podobnosti podle Sörensena a Jaccarda byla porovnána podobnost společenstev zooedafonu v plodinách s jetelotravní směsí. Hodnoty během měsíců kolísaly. Nejvíce si byl zooedafon v jetelotravní směsi podobný s půdními bezobratlými v porostu pšenice (shoda téměř 85 %). Naopak nejméně v cukrové řepě s jetelotravní směsi (63 %). Přestože nejlepší podmínky podle výsledků poskytovala půdním bezobratlým jetelotravní směs, zemědělské plodiny byly také domovem významných společenstev zooedafonu. Pro potvrzení předpokladu, zda na diverzitu půdní fauny v plodinách má vliv i způsob obhospodařování, by bylo potřeba dlouhodobějšího výzkumu, který by přinesl více surových dat a podkladů pro další podrobné hodnocení.

Abstract:

This diploma thesis deals with the influence of selected agricultural crops grown in the system of conventional land management on the diversity of soil fauna. To compare the diversity of soil invertebrates, a plot of land with permanent grassland (clover-grass mixture) was selected. Fields with cultivated crops and a clover-grass mixture are located near the village of Hrušovany in northwestern Bohemia. The research was carried out with the consent of the agricultural company on their land. The theoretical part describes the basic division of the soil zoodefan, its effect on the soil, the importance of soil fauna in agriculture, but also the effect of agriculture on soil invertebrates. Selected agricultural crops are briefly described in this thesis. The practical part presents the basic characteristics of sampling places where crops were grown and their management at the time of soil sampling. Based on diversity indices, similarity, QBS index, PCA data analysis and statistical comparison of dominant species, the representation, abundance and diversity of soil fauna in wheat, barley and sugar beet in comparison with clover-grass mixture were evaluated. Samples of soil were collected in April, May and June 2020. A total of 48 soil samples were collected, from which the soil fauna was then extracted using Tullgren extractors. The determination was performed in the laboratory using binoculars and a microscope. Soil fauna was determined into higher taxonomic units. The results show that the highest diversity is provided by the clover-grass mixture, where 18 orders of soil invertebrates were found during the entire research period. This was followed by wheat with 15 taxon and 13 taxon in the sugar beet and barley stand. In all areas covered with crops and clover-grass mixture, the dominance of representatives from the orders Springtails (Collembola), Mites (Acari) and the suborder oribatid mites (Oribatida) predominated. There was a statistically significant difference in the numbers of individuals of the most represented taxa. The best biological quality of the soil was also shown for all three months by the clover-grass mixture, which had the highest values of the biological value of the habitat (QBS). At the same time, the clover-grass mixture outperformed agricultural crops in diversity in all monitored months. The smallest diversity of soil communities in crops was in the stock of barley and sugar beet in April. The smallest diversity of soil communities in crops was in the stock of barley and sugar beet in April. From the point of view of selected evaluation parameters, sugar beet was the worst, with the lowest values of the Shannon diversity index and QBS. According to the similarity index according to Sörensen and Jaccard, the similarity of zooedafon communities in crops was compared with a clover-grass mixture. Values of indexes fluctuated over the months. The zooedaphone in the clover-grass mixture was most similar to the soil invertebrates in the wheat stock (similarity almost 85 %). The least similar was the soil fauna in sugar beet with clover-grass mixtures (63 %). Although the best conditions according to the results provided the soil invertebrates with a clover-grass mixture, agricultural crops were also home to important zooedafon communities. To confirm the assumption that the diversity of soil fauna in crops is also influenced by the method of management, longer-term research would be needed, which would bring more raw data and data for further detailed evaluation.

Keywords

půdní fauna, plodina, diverzita, edafon, půda

Keywords

soil, crop, diversity, soil fauna, edaphon

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 26. 4. 2021

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Jakub Hlava, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Conservation and Use of Natural Resources / Conservation and Use of Natural Resources