Hidrológiai Közlöny 2004 (84. évfolyam)

5-6. szám - XLV. Hidrobilógus Napok „Vizeink hosszú idejű változásai” Tihany, 2003. október 1–3.

180 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2004. 84. ÉVF. Oldott szervesanyagok biológiai hozzáférhetősége a Balatonban Tóth Noémi

1, V.-Balogh Katalin

2 és Vörös Lajos

2 'Veszprémi Egyetem Limnológia Tanszék, Veszprém 2Magyar Tudományos Akadémia Balatoni Limnológiai Kutatóintézet, Tihany Kivonat: 2003 májusában és júliusában kísérletesen vizsgáltuk az oldott szerves szén (DOC) mikrobiális hozzáférhetőségét a Zala-folyó torkolati szakaszán, a Keszthelyi- és Siófoki-medencében vett vízmintákban, melyekben meghatároztuk a DOC f5 komponenseinek, huminanyagok: huminsavak, fulvosavak és nemhuminanyagok részesedését (XAD-módszer, TOC analizátor). A kísérlet elején a sterilre szúrt vizeket saját baktériumközösségOkkel inokuláltuk, majd állandó hőmérsékleten (24 °C) négy hétig folyamatos rázást alkalmazva sötétben inkubáituk azokat. Két mintasorozattal dolgoztunk, amelyek abban kQlönböztek, hogy az egyiknél alkalmaztunk tápelemdúsítást (P és N), a másiknál nem. A kísérlet elején és végén meghatároztuk a bakterioplankton a bundán ci át és a DOC koncentrációt, a DOC csökkenést a mikrobiális bontásnak tulajdonítottuk. Eredményeink szerint a DOC a Zalatorkolatban jobban hozzáférhető a bakterioplankton számára, mint a Siófoki-medencében, ahol ráadásul a szerveden tápelemek limitálják a baktériumok működését Egyenes arányosságot mutattunk ki a DOC hum in természete (Pt-szín) és a biológiai hozzáférhetőség között. Kulcsszavak: DOC, huminanyagok, nemhuminanyagok, bakterioplankton, biológiai hozzáférhetőség Bevezetés A vizekben oldott szerves szén (DOC) egyike a bioszféra legnagyobb aktív szerves szén készleteinek, így a globális szerves szénforgalomban betöltött szerepe igen jelentős. A vízi szénciklusban központi szerepet tölt be az oldott szervesanyag (DOM) és a baktériumok interakciója. A DOM hozzáférhetősége a heterotrof bakterioplankton számára több tényezőtől függ, igy a szerves-anyagok kémiai természetétől, molekulaméretétől, valamint a szervetlen tápelemek koncentrációjától, a hőmérséklettől és fényviszonyoktól. Bizonyítást nyert, hogy a Balaton oldott szerves-anyagainak túlnyomó része allochton eredetű, és hogy a tavat ért szervesanyag terhelés fő forrása a Zala-folyó a Kis-Balaton tározókon való áthaladásnak köszönhetően. Eddigi kutatásaink eredményeként feltártuk a Balatonban az oldott szervesanyagok mennyiségének és minőségének tér- és időbeli változását. Megállapítottuk, hogy az oldott szervesanyagok döntően humin természetűek (V.-Balogh 2003). Hiányosak azonban ismereteink az oldott szervesanyagok mikrobiális bonthatóságáról. Munkánk célja az volt, hogy meghatározzuk a Balaton jellegzetes területein az oldott szerves-anyagok biológiai hozzáférhetőségét eltérő tápelem kinálat mellett. Anyag és módszer A Zala-folyó torkolati szakaszán, valamint a Balaton két távoleső medencéjében, a Keszthelyi-medencében és a Siófoki-medencében Tihany térségében (utóbbi esetekben tóközépen) vettünk vízmintát 2003 május 13-án és július 21-én. A vízmintákban meghatároztuk a szerves-anyagok huminanyag frakcióinak (huminsavak, fulvosavak) DOC koncentrációját, amihez kisnyomású folyadékkromatográfiás XAD-módszerrel (Standard Methods, 1992) izoláltuk a huminanyagokat Ehhez Pharmacia oszlopot, XAD-7 gyantatöltetet és Masterflex pumpát alkalmaztunk. Mértük továbbá a huminanyagoknak tulajdoníthó színkoncentrációt (Pt-egység) Cuthbert & del Giorgio (1992) módszere szerinL A DOC biológiai hozzáférhetőségének meghatározásánál Servais et al. (1989) szerint jártunk el, de figyelembe vettük Waiser and Robarts (2000) munkáját is. A kísérletekhez a vizeket előzetesen planktonhálón (50 jim) engedtük át, majd tridesztillált vízzel 3-szor átöblített 0,2 |im-es polikarbonát filteren sterilre szűrtük azokat. Mintavételi helyenként 12 párhuzamban 144 ml sterilre szűrt vizet 500ml-es előzőleg autoklávozott Erlenmeyer lombikokba töltöttük amelyekhez 16 ml baktérium inokulumot adtunk (1 : 10 arány). Az inokulum az eredeti vízmintákból izzitott GF/ C filteren (nominális pórusméret 1,2 |j.m) átszűrt víz volt. A lombikok feléhez steril tápoldatokat, 1000 fxgT

1 nitrogént (mint NaN0

3) és 100 jtgl"

1 foszfort (mint KH

2P0

4) adtunk. Mindkét kísérletsorozatban (tápelemdúsított és tápelemek nélküli) a lombikok felét (3+3) a kiindulási állapot méréséhez használtuk fel. A lombikok másik felét (3+3) iázógépen 24 °C-on sötétben inkubáituk 4 hétig, a tápelem dúsítást steril körülmények között minden harmadik napon megismételtük A kísérlet kezdetén és végén mértük a kísérleti edényekben a DOC koncentrációt Elementar High TOC szerves szén analizátorral, valamint meghatároztuk a bakterioplankton abundanciát fluoreszcens mikroszkópi (Nikon Opiphot) technikával akridinnarancs fluorokrom alkalmazásával. Eredmények és megbeszélésük A baktériumok abundanciája A 2003 május 13.-án vett vízmintákkal végzett kísérletek kiindulásakor a zalatoikolati vízben a baktérium abundancia 210

6 sejt ml

1 közelében volt mind a tápelemek nélküli, mind a tápelemekkel dúsított kísérleti variánsokban (sorrendben: 1,99 és 2,20T0

6 sejt ml"

1). Az inkubáció végén a baktériumok száma a természetes vízben nem nőtt szignifikánsan, azonban tápelemdúsítás mellett a baktériumszám kétszerese lett a kiindulásinak (sorrendben: 2,55 és 4,24 10

6sejt ml"

1). A keszthelyi-medencei vízben a baktérium abundancia 0,2-10

6 sejt ml

1 közelében volt mind a tápelemek nélküli, mind a tápelemekkel dúsított variánsokban (sorrendben: 0,22 és 0,27-10

6 sejt ml"

1). Az inkubáció végén a baktériumok száma hatszorosára nőtt, azonban nem volt szignifikáns különbség a tápelem nélküli, és a tápelemekkel dúsított variánsok között (sorrendben: 1,40 és 1,73-10

6 sejt ml"

1). A baktériumok abundanciája a siófoki-medencei vízben 0,1 T0

6 sejt ml"

1 közelében volt mind a tápelemek nélküli, mind a tápelemekkel dúsított variánsokban (sorrendben: 0,12 és 0,16T0

6 sejt ml"

1). Az inkubáció végén a baktériumok száma több mint egy nagyságrenddel nőtt, de nagyobb mértékben a tápelemdúsított variánsokban (sorrendben: 1,56 és 2,60-10

6 sejt ml"

1) (/. ábra). A 2003 július 13.-án vett vízmintákkal végzett kísérletek kiindulásakor a zalatoikolati vízben a baktérium abundancia 1,55-10

6 sejt ml"

1 volt a tápelemek nélküli, míg 2,80-10

6 sejt ml'

1 a tápelemekkel dúsított kísérleti lombikokban. A kiindulási eltérés ellenére az inkubáció