Hidrológiai Közlöny 2000 (80. évfolyam)

5-6. szám - XLI. Hidrobiológus Napok: "Vízi ökoszisztémák (taxonómia, biodíverzitás, biomonitorozás, élőhelyek frakmentációja, inváziós fajok biológiája)" Tihany, 1999 október 6-8.

342 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2000. 80. ÉVF. 5. SZ. Az algák nitrogénfelvétele és a Balaton nitrogénterhelése Présing Mátyás

1, Herodek Sándor

1, Vörös Lajos

1, Takátsy Anikó

2, Kovács Gyula

3 !Magyar Tudományos Akadémia Balatoni Limnológiai Kutatóintézete, Tihany 2Janus Pannonius Tudományegyetem, Pécs, 3Közép-Dunántúli Vízügyi Igazgatóság, Székesfehérvár Kivonat: Vizsgáltuk a különböző nitrogénformák jelentőségét a fitoplankton nitrogénellátásában. Az ammónium, urea, nitrát és a szén felvételét l

5N és l

4C, a Nj-kötést pedig acetilén redukciós módszerrel határoztuk meg. Külön kísérleteket végeztünk a N- és C-felvétel fényfilggésének jellemzésére, és azokat exponenciális telítési görbével írtuk le így a területegységre eső napi felvételeket is számolni tudtuk. A különböző oldott N-formák közül az ammónium (11-80 %) és az urea (17-73 %) hozzájárulása volt a legnagyobb a fitoplankton napi N-ellátásában. Az általános érvényűnek tartható preferencia sorrenden túl (ammónium > urea » nitrát) felvett mennyiségeiket, ill. azok arányát elsősorban a vízben éppen rendelkezésre álló ammónium- ill. urea-koncentrációk határozták meg. A nitrát felvétele a viszonylag magas koncentráció ellenére sem volt jelentős, a napi nitrogénfelvétel mindössze 1-15 %-át adta. A N

2 kötése elhanyagolható volt a Siófoki-medencében és a Keszthelyi-medencében is csak a napi nitrogénszükséglet 5-30 %-át biztosította, noha augusztus-szeptemberben mindkét medencében a Nrkötő kékalgák domináltak. A rendelkezésre álló terhelési és a mért felvételi adatok szerint a tó külső nitrogénterhelése az algák által felvett évi nitrogénmennyiség mindössze 10 %-a körüli érték. Az algák nitrogénellátásában az ammónium és az urea tavon belüli újratermelődése a legfontosabb folyamat. Kulcssz.: ammónium-, urea- és nitrátfelvétel, N

2-kötés, remineralizáció Bevezetés A balatoni fitoplankton biomasszája az 1990-es évektől fokozatosan csökkent, kivéve az 1992-ben és 1994-ben megfigyelt nyárvégi kékalgavirágzást. 1998-ra a klorofill-a koncentrációk alapján a tó keleti medencéje mezotróffá, a nyugati pedig mezo-eutróffá változott, a tó vízminősége jelentősen javult. A nitrogénkötő és a légköri nitrogén kötésére képtelen cyanobaktériumok tömeges előfordulása - és gyakran dominanciája - a nyári planktonegyüttesekben azonban továbbra is nyugtalanító. Tápanyagforgalmi vizsgálatok szerint a tó fitoplanktonja foszforlimitált (Istvánovics és Herodek 1995), de a jelenlegi helyzetben a nitrogénforgalmi kutatások sem lehetnek érdektelenek. A korábbi években részletesen vizsgáltuk a fitoplankton nitrogénfelvételét kékalga tömegprodukciók idején, ill. egy nyártól őszig terjedő időszakban (Présing és mtsai 1996, 1999). Jelen munka célja az volt, hogy egy egész évet átfogó kísérletsorozattal tisztázzuk a különböző nitrogénfonnák szerepét és a külső ill. belső terhelésből (regenerációból) származó nitrogén jelentőségét a fitoplankton tápanyagellátásában. Anyag és módszer A kísérleteket 1998-ban a Siófoki-medencében februártól, a Keszthelyi-medencében pedig júliustól novemberig végeztük. A vízmintákat tóközépről gyűjtöttük vertikális mintavevővel. A vízanalitikai méréseket ammónium, nitrát ill. urea esetében Mackereth és mtsai (1989), Elliott és Porter (1971), ill. Newell és mtsai (1967) szerint végeztük. A nitrogén-felvételi kísérleteknél az előző években már alkalmazott "N-módszereket használtuk (Présing és mtsai 1999). Az algák N

2-kötését acetilén redukciós (Flett és mtsai 1976), elsődleges termelését pedig UCtechnikával (Vollenweider 1969) határoztuk meg. Februárban és novemberben az elsődleges termelést a klorofill-a és a hőmérsékleti értékeken alapuló modellel becsültük (Vörös és V.-Balogh 1998). A fényintenzitás hatását a fitoplankton szén- és nitrogénfelvételére fényinkubációs kamrában végeztük és az egy négyzetméterre eső napi nitrogén- és szénfelvételt az általunk kidolgozott és korábban ismertetett módszerrel számítottuk (Présing és mtsai 1999). Eredmények és megbeszélés 1997 telén a tó nem fagyott be. Februárban a víz gyorsan melegedett és márciusra már 10 °C körül volt. A viszonylag hideg március után, a vízhőmérséklet május végére-június elejére elérte a 20 °C-ot és szeptemberig ezen érték felelt maradt. A júniusi két hidegebb periódus miatt a nyári maximális hőmérséklet alacsonyabb volt az előző években tapasztaltaknál (27-28 °C). A felmelegedési időszakban a Siófoki-medence hőmérséklete általában 2—1 °C-kal elmaradt a Keszthelyiétől. A klorofill-a koncentrációi az előző évekhez hasonlóan, viszonylag alacsonyak voltak (2-12 |ig/l a Siófoki, 4-40 (ig/1 a Keszthelyi-medencében). Mindkét medencében előfordult egy kora tavaszi és egy késő nyári csúcs. A keleti medencében a tavaszi kovaalga (Cyclotella spp.) csúcs idején mértük a legmagasabb (3,5 mg/l) algabiomasszát. Kora nyárra a dinoflagelláták (Ceratium hirundinella (O F M ) Schrank) és a nem N

2-kötó cyanobaktériumok (Snowella lacustris (Chodat) Komárek et Hindák) váltak uralkodóvá Augusztusra már a N

2-kötö cyanobaktériumok ((Aphanizomenon flos-aquae, (L ) Ralfs), (Cylindrospermopsis raciborskii (Wolosz) Seenayya et Subba Raju) (Raphidiopsis mediterranea (Skuja)) adták a biomassza döntő részét. Októberre a cyanobaktériumok eltűntek és ismét a kovaalgák kerültek többségbe. A nyugati medencében sokkal magasabb biomasszát mértünk, mint a keletiben (0,5-12 mg/l, 3. ábra). A tavaszi kovaalga csúcs után nyárra itt is dinoflagelláták, nem N

2-kötő cyanobaktériumok és kriptofiták (Cryptomonas sp., Rhodomonas minuta Skuja) váltak uralkodóvá. A legmagasabb biomasszát augusztus-szeptemberben a N

2-kötő cyanobaktériumok (A. flos-aquae, C. raciborskii és R. mediterranea) adták. Október-novemberre a fitoplankton biomasszája jelentősen csökkent és azt a kriptofiták dominanciája jellemezte. Az elsődleges termelés jól követte a klorofill-a koncentrációk és a biomassza értékek változását (/. ábra). mg N m'

! nap'

1 200 Siófok I mg C m nap' 1000 600 600 400 200 o t

Mf

N B

U a

m u

m mm am mm 0 Febr.27. Ápr.2. Máj.13. Jul. 10. Aug.5. Aug.19.Szept.16.Nov.10. C:N 15.3 4.1 mg N m'

J nap'

1 5.3 9.9 6.4 Keszthely 5.6 6.0 7.8 300 200 100 Júl. 13. Aug. 18. Szept 22. Nov. 16. C:N 6.4 5.7 5.3 28 1. ábra. AC és különböző N-formák napi felvétele és azok arányai Az ammónium koncentrációja egész évben 3-20 pg/l között változott. Egyetlen alkalommal, júliusban, a Keszthelyi-medencében volt a kimutatási határ körüli (0,7 pg/1) érték A nitrát-koncentrációk változása hasonlóan alakult az előző években tapasztaltakkal: magas őszi-téli (75250 ng/1), majd gyorsan csökkenő tavaszi és az ammóniumhoz hasonló viszonylag alacsony nyári koncentrációk, amelyek azonban magasabbak