Hidrológiai Közlöny 1979 (59. évfolyam)

2. szám - Oláh János–El Samra M. I.–Tóth László: Nitrogénkötés a Balatonban

52 Hidrológiai Közlöny 1979. 2. sZ. Oláh J.—El Samra M. I.—Tóth L.: Nitrogénkötés 06 08 10 12 1b 16 18 20 22 24 02 Ok Napszak [órák] 2. ábra. A nitrogénkötés napi ritmusa a Keszthelyi öbölben 1977. július 20—21-én és augusztus 4—5-én Abb. 2. Tagesrythmus der Stickstoffverbindungen in der Keszthelyer Bucht zwischen 20—21. Juli und 4—5. August 1977 lasztottuk, mivel használatával nem tudtuk volna elvégezni a tavi nitrogénkötés számításához szükséges napi ritmus, sötét-világos és vertikális vizsgálatoknál jelentkező nagyszámú mérést, le kellett volna mondanunk a nagy térfogatú, reprezentatív vízminta használatáról és nehézséget jelentett volna az in situ inkubálás megoldása is. Három órás in situ inkubálás után a reakcióedények gázfázisából a gázkromatográfiás elemzéshez az 1. ábrán látható eljárással gázmintát vettünk. A következő napon a minták acetilén és etilén tartalmának meghatározására 1 ml gázt vittünk fel Pye Unicam GCV típusú, 2,1 m hosszú és 4 mm vastag, Porapak N-nel töltött üvegcsövű kolumnával és hidrogén lángionizációs detektorral ellátott gázkromatográfra. A kolumnát 80 °C-on, nitrogén vivőgázzal és percenkénti 40 ml-es folyási sebességgel működtettük. Számításainkban azt az összefüggést alkalmaztuk, mely szerint minden nitrogén molekula megkötésekor három acetilén molekula redukálódik. Napi ritmus A vizsgált periódusban a nitrogénkötés teljes napi ritmusát két alkalommal vizsgáltuk a Keszthelyi öbölben 2—3 órás inkubációs időket alkalmazva (2. ábra). Mivel a napi ritmust a vízoszlop négy rétegében mértük, kiszámíthattuk a 2—3 órás időszakok alatt az egy négyzetméteres vízoszlopban megkötött nitrogén mennyiségét. Mindkét vizsgálatnál a legnagyobb nitrogénkötést a délelőtti órákban mértük, 8 és 11 óra között. Ezt követően mindkét alkalommal csökkenést mértünk és egy újabb késő délutáni emelkedést 17 és 20 óra között. Hasonló napi ritmust csupán Stewart és mtsai [23] írtak le a Michigan tó egyik öblében. A napi ritmusvizsgálatok többségénél általában egyetlen maximumot találtak a déli órákban [22, 20, 10, 8]. Torrey és Lee [26] a Madison tóban a balatoni eredményeinkhez hasonlóan délelőtti maximumot mértek, ezután azonban a nitrogénkötés fokozatosan csökkent, késő délutáni maximumot nem találtak. A napi ritmusvizsgálatok többségénél az éjszakai nitrogénkötést elhanyagolhatónak tartották és nem is mérték [22, 23, 20, 8, 26]. Az éjszakai órákban csupán Granhall és Lundgren [10] mért nitrogénkötést az Erken tóban. A Balatonban a júliusi vizsgálat során a korábbi eredményekkel összhangban a sötétség beállta után nem volt mérhető nitrogénkötés a vízoszlopban. Augusztusban azonban az éjszakai órákban is jelentős volt a nitrogénkötés nagysága és a sötétedés után fokozatosan növekedett. 2 és 4 óra között meghaladta a verőfényes déli órákban mért értéket. Nitrogénkötés sötétben Természetes körülmények között a kékalgák nitrogénkötése a fénytől függ, tipikus napi ritmust mutat és sötétben csak korlátozott ideig, csökkent intenzitással folyik [5, 9, 10, 11, 23, 14], Újabban azonban Fay [6] az Anabaenopsis circularis kékalga tiszta tenyészetével végzett vizsgálatai alapján megállapította, hogy a kékalgák heterotróf nitrogénkötése természetes körülmények között is jelentős lehet, mind világosan, mind pedig sötétben. A Balatonon augusztusban mért magas éjszakai értékeink alátámasztják Fay tenyészetre alapozott következtetését és felhívják a figyelmet arra, hogy a tavi nitrogénkötés nagyságának becsléséhez egész napra kiterjedő, szakaszos, rövid periódusú mérésekre is szükség van. Az esetenként jelentős éjszakai nitrogénkötést figyelmen kívül hagyva alulbecsült adatokat kapunk. A várható éjszakai nitrogénkötés előrejelzésére alkalmasnak ígérkezik a sötét heterotróf nitrogénkötési kapacitás mérése. A világos reakcióedénnyel szemben, amelyben a biokémiai folyamatok, az in vitro hatástól eltekintve (lásd Módszerek) minden napszakban a természeteshez hasonló körülmények között folynak, a sötétített reakcióedényben a világos napszakban a legfontosabb környezeti tényezőt, a fényenergiát kizártuk. Ennek megfelelően a sötét edényben mért érték jelzi a rendszerben jelenlevő és a nitrogenáz enzim működését biztosító redukált szubsztrát mennyiségét. Végeredményben a redukált szubsztrát ellátottság határozza meg a nitrogénkötés nagyságát az éjszakai órákban is. A napi ritmusméréseinkben a világos reakcióedények mellett minden alkalommal sötét reakció06 08 10 12 14 16 18 20 22 24' 02 '°04 Napszak [órák] 3. ábra. A sötét heterotróf nitrogénkötési kapacitás napi ritmusa a Keszthelyi öbölben 1977. július 20—21-én és augusztus 4—5-én Abb. 3. Tagesrythmus der dunklen heterotrophen Stickstoffbindungskapazität in der Keszthelyer Bucht am 20— 21. Juli und 4—5. August 1977