PhD thesis. Larsen, T. 2007. Institut for Jordbrugsvidenskab, Det Biovidenskabelige Fakultet, Københavns Universitet og Afdeling for Terrestrisk Økologi, Danmarks Miljundersøgelser ved Aarhus Universitet. 34 pp.
Springhaler spiller en vigtig rolle for jordbundens nedbrydningsprocesser og cirkulering af kulstof (C) og kvælstof (N), men kun ganske få forsøg har undersøgt deres direkte frigivelse af C and N. Bestemmelse af springhalers frigivelse af C og N og undersøgelse af de mekanismer der fordrer frigivelsen er centralt for at kunne modellere hvordan dyrene påvirker stofstrømmene i deres omgivelser.
Afhandlings formål var at i) bestemme springhalers turnover af C og N i relation til deres fysiologi og ernæringsbehov og ii) at anvende springhaler som et redskab til at vurdere biologiske stofstrømme i jordbunden.
Jordbundens fødekæde er N-begrænset hvilket også begrænser tilgængeligheden af de N-holdige aminosyrer. Det er endnu ikke blevet undersøgt hvordan aminosyre-ubalancer i føden påvirker springhalers produktivitet og fysiologi. Springhalers fysiologi kan undersøges ved at måle på deres sammensætning af C, N og fosfor (P) som er essentielle for opbygningen af biokemiske stoffer. Den fysiologiske tilstand kan også vurderes vha. 15N-analyser fordi mangel på N fører til øget recirkulering af N med deraf følgende berigelse af 15N i vævet.
Denne afhandling er sammensat af fire separate forsøg som hver undersøger forskellige aspekter af springhalers fysiologi og optag / frigivelse af C og N. For at opnå en rød tråd mellem forsøgene, blev to arter, den lille hemiedafiske Proisotoma minuta og den store euedafiske Protaphorura armata , anvendt i alle fire forsøg så forskellige aspekter af deres fysiologi kunne sammenlignes. Frigivelse af C og N er hos springhaler blevet undersøgt ved hhv. massebalancemodeller og direkte målinger, men der er ulemper ved begge fremgangsmåder i deres nuværende udformning. Vi implementerede i stedet for en isotop massebalancefremgangsmåde, hvorved vi kunne følge allokeringer af C og N fra føden til hhv. vækst, reproduktion og stofskifte hos P. minuta og P. armata som har forskellige livshistorie strategier. Vi undersøgte også hvordan føde med hhv. lille og store aminosyre-ubalancer påvirkede forskellige fysiologiske parametre. Endelig inddrog vi også to plante-mikrokosmosforsøg for 1) at undersøge om springhalerne (og mesofaunaen) påvirkede plantevækst og næringsstoffrigivelse og for 2) at bestemme vha. en ’linear mixing model’ hvorfra springhalers får deres C og N.
Vores resultater viste at springhalers livshistoriestrategier var afgørende for deres allokeringer af C og N. Udskiftningen af kropsvæv som følge af stofskifte var ~10 % dag-1 hos P. minuta og ~6 % dag-1 hos P. armata (både C og N). Til sammenligning var udskiftningen af kropsvæv som følge af reproduktion ~2 % dag-1 hos P. minuta og ~0,5 % dag-1 hos P. armata. Den relative stofskifteomkostning forbundet med reproduktion var således mindre hos P. minuta end hos P. armata .
Aminosyreforsøget viste at der var en signifikant (p<0,05) stigning i C:N og C:P på lavkvalitetsføden (stor aminosyre-ubalance), hvilket indikerer at C-rige indholdsstoffer (lipider og fedtsyrer) steg i forhold til N- og P-rige indholdsstoffer (protein og RNA). Dog var denne effekt langt mindre udtalt hos P. armata end hos de to andre arter i forsøget. Vi målte også på isotopsammensætningen og fandt at 15N-indholdet var signifikant lavere (p<0,05) hos dyr der spiste lavkvalitetsføden end hos dyr der spiste højkvalitetsføden. Disse resultater var i modstrid med antagelsen om at 15N-indholdet stiger i kropsvævet, når dyr spiser lavkvalitetsføde. En mulig forklaring kan være at dyrene fortrinsvis fordøjede proteiner med 15N-fattige aminosyrer.
I de to mikrokosmosforsøg påvirkede springhalerne ikke plantevæksten. Derimod målte vi at rhizosfære (rod) C var en meget vigtig C-kilde for springhalerne (54–79 % af total C) hvilket stemmer overens med andre forsøg af nyere dato der støtter at den rhizosfære-baserede fluks er meget vigtig (udover den nedbrydningsbaserede fluks).
Hele rapporten i pdf-format (658 kB).
