Hidrológiai Közlöny 1980 (60. évfolyam)

12. szám - G. Tóth László: Dializáló zsákok használata a planktonikus algák és baktériumok produkciójának meghatározásában

512 Hidrológiai Közlöny 1980. 11. sz. 512 Dializáló zsákok használata a planktonikus algák és baktériumok produkciójának meghatározásában G.-TŐ T II LÁSZLÓ' A fitoplankton és a baktorioplankton produkciójának meghatározására alkalmazot t módszerek alapelvei a következők: 1. valamely természetes vagy analóg tápanyag időegység alatt felhasznált (beépített) mennyiségének mérése, 2. a sejtszám, a biomassza, vagy valamely anyagcseretermék (pl. oxigén) időegység alatt bekövetkező szaporulatának regisztrálása. A vizsgáihatóság egyik feltétele az esetek nagyobbik részében a planktonminta izolálása, mert csak így lehetséges a tápanyagfogyás, a biomassza-szaporulat, vagy metabolitfelhalmozódás kvantitatív meghatározása és a bruttó produkciót csökkentő eliminációs hatások (pl. predáció, szedimentáció) kizárása Többnyire adott víztípusok eseteit tanulmányozzuk, így a másik feltétel a plankton szaporodását hifiitáló tényezőik) (tápanyagviszonyok) tóvízre jellemző koncentrációjának folyamatos biztosítása. Ennek megfelelően jelentkeznek azok a törekvések, amelyek a zárt tér hátrányos következményeinek kiküszöbölésére irányulnak. Habár a különféle vizsgálati eljárások leírása ma már néhány összefoglaló kézikönyvben megtalálható [1, 2, 3], a történeti sorrendet elhegyva, csupán e két feltétel megvalósulása szempontjából érdemes ezeket röviden áttekinteni. A vizsgálati módszerek első csoportja, amikor a felszínre hozott vízmintát előzetesen zooplanktonmentesre szűrve, zárt üvegedénybe töltve eresztik vissza a kívánt mélységbe és expozíciós időre. E módszerek: a bakteriális generációs idő és produkció meghatározása direkt számlálásos módszerrel, az expozíciós idő alatt bekövet kező sejtszám és biomassza-szaporulat meghatározása alapján [4, 5, 0], a fitoplankton produkció meghatározása az expozíciós idő alatt termelődő oxigén kvantitatív meghatározásával [7, 8, 9, 10], a fitoplankton produkció meghatározása az expozíciós idő alatt beépült radioaktív szénizotóp(

uC) kvantitatív mérésével [II, a Balatonon 12, 13], a bakteriális produkció meghatározása radioaktív szénizotóppal mért heterotróf szénasszimiláció alapján [14, 15], végül a bakteriális produkció becslése annak alapján, hogy a bioszintézissel megkötött C0

2 mennyiségének 6 %-át egyes szerzők heterotróf szénasszimilációból származtatják [10]. Fenti esetekben az üvegedény használata biztosítja a környező víztömeg fény és hőmérsékleti viszonyait, sötét és világos palackok alkalmazásával pedig a légzési energiaveszteség kalkulálható. Az előnyök mellett a palackos módszerek hibái, hogy a bezártság miatt az expozíció alatt rohamosan csökken a tápanyagok koncent rációja, változnak a gázviszonyok, az egész fizikokómiai miliő, ez pedig nagyon befolyásolja a produkciót [17, 18, 19, 20, 21]. Ismert, hogy számos algafaj nagy mennyiségű oldott szervesanyagot is bocsájt a vízbe, s özek között öngátló ós más algákat gátló anyagok is vannak [22, 23], amelyek szintén változtathatják a fitoplankton produkcióját. További hátrány az üveghatás, amely elsősorban a bekteriális produkciót befolyásolja [24], s az algasejtek esetleges kiülepedése az edény aljára. A légzési energiaveszteség meghatározásánál pedig az okoz gondot, hogy a légzés oxigénkoncentráció-függése miatt a sötét palackban kapott légzési energiaveszteség nagyon alábecsült [25], Fenti hibák csökkentésére született a metodikák másik csoportja. * MTA Biológiai Kutató Intézet, Tihany. A bakterioplankton produkcióját itt olyan üvegcsövekben mérik, amelyek végei szemipermeábilis membránszűrő korongokkal vannak lezárva [6]. E megoldással a tápanyag-utánpótlás már bizonyos fokig biztosított, az üveghatás azonban továbbra is fönnáll. A primer produkció vizsgálatainál az ennek megfelelő megoldás' a teljes vízoszlopot átérő üvegcső használata. A cső alsó része az iszapba is benyomódik, felső végét pedig paraffinnal zárják le. A primer produkcióra és a légzési energiaveszteségre a sötét és világos üvegcsövekben tapasztalt oxigéntermelésből következtetnek. Az összehasonlító vizsgálatok szerint a produkciós adatok itt nagyobbak, mint a palackos módszerek esetében, de az expozíció vége felé a leülepedett algák akadályozhatják az iszapból történő tápanyag-utánpótlást. A légzési energiaveszteség pedig továbbra is alábecsült [25]. A metodikák harmadik csoportja az ,,in situ" módszerek. A primer produkció „in situ" becslésének ötlete Odúmtól és Winbergtől származik [26, 27], akik szerint a víz oxigéntartalmának napi változásából következtetni lehet az elsődleges termelés nagyságára. McConnel napi háromszori mérés alapján kapott adatok matematikai elemzését dolgozta ki [28]. Módszerének elvi hibája, hogy feltételezése szerint a fitoplankton oxigéntermelése és légzése a nap folyamán állandó. UjablT" megoldás a napi hót mérés alapján kapott oxigéngörbe matematikai elemzése [25]. Ez utóbbival a primer produkciót és a légzési energiaveszteséget is sokkal pontosabban lehet becsülni. Hátránya. hogy a fizikai diffúzióból származó oxigónmenynyiség nehezen meghatározható, emiatt a sekély, dinamikus vizű Balatonban nem jól alkalmazható. Vollenweider [1] sűrű mintavételezésen alapuló, az elimináció becslésével kombinált „in situ" primer produkció) meghatározást is ajánl. A bakteriális produkció egyik „in situ" meghatározási módja a vízbe süllyesztett tárgylemezek exponálása [29, 30, 31], azonban a különféle baktériumok feltapadásakor szelektív tényezők is közrejátszhatnak. A másik ..in situ" vizsgálati lehetőség a balatoni bakterioplankton short term vizsgálatai alkalmával jelentkezett, Tgen sűrű mintavételezéssel, a kolóniás coccusok szabáIvos populációdinamikája alapján lehetséges a bakteriális generációs idő becslése [32], E módszer általánossá válását viszont, akadályozza, hogy csak olyan víztípusok esetén érdemes alkalmazni, amelyekben a bakterioplankton legnagyobb hányadát ilyen sajátos, lebegő kolóniák alkotják. E felsorolásból kitűnik, hogy a módszerek továbbfejlesztésének két fő útja van. Az egyik az,,in sitii" módszerek fejlesztése (elsősorban a fitoplankton esetében), a másik a hagyományos palackos eljárások módosítása, ahol a bezártsági és az üveghatások minimalizálása a cél. A fitoplankton produkció „in situ" oxigéngörbés vizsgálati módszerének további javítását Oláh és munkatársai jelenleg végzik egy úgynevezett metabolimóter kifejlesztésével, amely kiküszöbölné az eredeti módszer fizikai diffúzióból és légzésből származó hibáit (szóbeli közlés). A palackos módszer fejlesztésének lehetőségét kutatva merült fel bennünk Schultz és Werner munkái kapcsán (33, 34) szemipermeábilis falú dializáló zsákok alkalmazásának ötlete. A zsák fala ugyanis a kis szerves molekulájú és szervetlen tápanyagok folyamatos utánpótlása által a tóvíz fizikai és kémiai viszonyainak szerintünk eddigi legteljesebb biztosítását teszi lehetővé az expozíciós idő alatt, így sejtszámláláson alapuló nettó produkciómeghatározásra alkalmas lehet. S a könnyű fajsúlyú zsákok a legkisebb vízmozgásra is lebegnek, ide-oda hajladoznak, így az algasejtek kiülepedésének sem lehet jelentősége az eredmények alakításában.