Hidrológiai Közlöny 2003 (83. évfolyam)

XLIV. Hidrobiológus Napok: "Ritkán vizsgált és különleges vizek" Tihany, 2002. október 2-4.

143 A dekomponálódó nád-rizóma kémiai összetételének és mikrobiális aktivitásának változása egy sekély tóban Szabó Edit

1, Dinka Mária

1, Némedi László

2 'MTA ÖBKI Magyar Dunakutató Áll„ 2163. Vácrátót, Alkotmány u. 2-4., 2ÁNTSZ Budapest Fővárosi Intézete, 1138. Kivonat: In situ dekompoziciós kísérletekkel vizsgáltuk a nád-rizóma bomlását a Fertőn. A 953 napig tartó vizsgálati periódus alatt nyomon követtük a fitomassza tömeg, táp- és rostanyag tartalmának változását, a növényi anyaghoz kapcsolódó gomba biomassza és potenciális mikrobiális aktivitás változását, valamint a lebontásban résztvevő cellulózbontó baktériumok számát. Kezdetben a bomló nádrizóma tömegvesztesége gyors volt, ugyancsak jelentős mennyiségű C, N, S és P oldódott ki a bomló növényt anyagból. A dekompozició végére C-nek csak 18 %, a N-nek 19 %, a S-nek 14 % és a P-nak 6 % -a maradt meg. A rostok közül a hemicellulóz bomlott le a leggyorsabban, ezt követte a cellulóz és a lignin A növényi detntuszt elsőként a baktériumok majd ezt követően a gombák népesítették be. A gomba biomassza étékc: 4,13-420,18 mg g"' száraz tömeg volt, a csúcsértékeket mindig szeptemberben mértük. A cellulózbontó baktéritimszám 0,39-22,0 MPN (most probable number) g'

1 száraz tömeg volt, a magasabb értékeket nyáron mértük A bomló nádrizóma potenciális oxigén fogyasztása (F.TS-aktivitása) 0.11 -1.60 mg O2 g'

1 h'

1 száraz tömeg volt, a víz hőmérsékletével párhuzamosan változott nád-rizóma, dekompozició, tömeg, táp- és rostanyag tartalom, mikrobiális aktivitás Kulcsszavak: Bevezetés A vizes élőhelyeken a szerves anyag produkció számottevő részét az emergens makrofitonok alkotják (Wetzel 1990), amelyek fontos szerepet töltenek be a tó tápanyagforgalmában. A Fertőn a szerves anyag produkció nagy, a tó teljes területének 54 %-át, a magyar tórész 85 %-át nádas borítja. A magyar tórészen a nádaratás csökkenti a fitomassza tömegét, ezáltal a tó tápanyagterhelését (Björk 1972). Kedvezőtlen időjárási körülmények között (az üledékfelszín és a víz nincs fagyott állapotban) végzett aratás tekintélyes kárt okoz a rizómák feldarabolásával és kiforgatásával, amelyek kezdetben a vízfelszínen úszva, később szerves detrituszként az üledékfelszínre kerülve dekomponálódnak. Az így keletkező foként strukturális polimerekből (hemicellulóz, cellulóz, lignin) felépülő növényi szerves detrituszt elsődlegesen a baktériumok és gombák bontják le. A dekompozició irányát két fontos tényező határozza meg: a növényi detritusz kezdeti összetétele és a mikrobiális lebontó (baktérium, gomba) közösségek aktivitása. Minthogy a detritusz alapú táplálék hálózat fontos szerepet tölt be az édesvízi ökoszisztémákban, a makrofitonok dekompoziciója és a dekompoziciót befolyásoló tényezők vizsgálata figyelemre méltó e habitatokban. Célunk volt vizsgálni a Fertőn. - a fitomassza tömeg, táp- (C, N, S, P) és rostanyag (hemicellulóz, cellulóz, lignin) tartalmának változását, - az ergoszterolként meghatározott növényi anyaggal kapcsolatban lévő gomba biomasszát, - az elektrontranszport aktivitáson (ETS) alapuló potenciális mikrobiális aktivitást, és - a cellulózbontó baktériumok számát. Anyag és módszer A minták kihelyezése és a mintavétel Az aratógépek által kiforgatott egészséges, sértetlen, egy és kétéves nád-rizómákat gyűjtöttük be dekompoziciós vizsgálatra. 45 g nedves rizómát mértünk az 1,0 mm lyukbőségű nylon „litter-bag"-ekbe és 1999. március 3-án helyeztük ki őket. A „litter-bag"-eket, a vízben 30 cm-rel az üledék felszín felett helyeztük el, a Fertő egy pusztuló nádasában. Kémiai mérések A mező- és makroinvertebráták eltávolítása után a részminták 105 cC-on történő szárítását követően meghatároztuk a száraztömeget. A minták C, N, és S koncentrációját Fison NA-1500 NCS-analizátorral, P koncentrációját a minták kénsavas roncsolása után fotometrálással, molibdénkék reakcióval határoztuk meg. A rostanyag meghatározása Van Soest (1963) módszer alapján Tecator Fidbertek M6 analizátorral történt. A módszer detergensek felhasználásával elválasztja az oldható tápanyagokat (NDS neutral detergent solubles tartalmazzák: a fehéijéket, szénhidrátokat és a zsírokat), a sejtek falának rostanyagától (NDF: hemicellulóz, cellulóz, lignin). A táp- és rostanyag koncentrációt szárított, ledarált részmintákból mértük. A friss részminták ergoszterol tartalmát a Gessner & Newel (1997) által leírt módszerrel, az elektrontranszport (ETS) aktivitását pedig a Packard (1971) által bevezetett tetrazólium redukciós teszttel, a cellulózbontó baktériumok valószínű számát (MPN) Rodina (Winogradszki) módszerével határoztuk meg (Némedi 1998). A kiegészítő mikrobiológiai vizsgálatokat a Magyarországon érvényes szabványok szerint végeztük el (MSZ ISt) 9308-1: 2000 ill. 1993, MSZ 448-44: 1999, MSZ 1470-77: 1998). Eredmények A tömeg változása A bomló nád-rizóma tömegvesztesége kezdetben gyors volt, az első 99 nap alatt a kezdeti tömeg 57,7 %-a oldódott ki, később a dekompozició sebessége csökkent. A vizsgálati periódus végére a kezdeti tömeg 13,6 % -a maradt meg (/. ábra). A Godshalk & Wetzel által (1978) megadott dupla exponenciális dekompoziciós modell. W, = 88,69*(exp(((0,0094)/(-0,0058))*exp((-0,0058)*t)-l)) jól illeszkedett (R

2 = 0,97) az általunk kapott adatsorra, aliol / az idő, W, a t időpontban mért tömeg. A függvény paraméterei közül k, a kezdeti bomlási együttható értéke -0.0094, k

2 a relative bomlási sebesség értéke -0,0058 volt. Tápelem változás Tápanyagtartalom A dekompozició kezdeten A C, N, S és P hasonló mértékben oldódott ki, 99 nap után a C 47,55 %-a, a N 44,91 %-a, a S 42,65 %-a és a P 50,17 % -a maradt meg (1. ábra). Ezt követően a P kioldása és bomlása gyorsabb volt, a többi tápeleméhez képest. A dekompozició végére (953 nap) a C 18 %-a, a N 19 %-a, a S 14 %-a és a P 6 %-a maradt meg. Tápanyag koncentráció A rizóma N, P és S koncentrációja követte a hőmérsékletváltozást, a tápelem koncentráció télen kisebb, nyáron pedig nagyobb volt (/. ábra) Rostanyag változás Rosttartalom A cellulóz, hemicellulóz tartalom fokozatosan csökkent és a száraz tömeggel hasonló bomlási tendenciát mutatott, míg a lignintartalom ingadozott a kísérleti periódus alatt (/. ábra). A hemicellulóz 50 %-a hamarabb (már a 90. nap után) bomlott el, mint a cellulóz (150 nap) és a lignin (715 nap).