Hidrológiai Közlöny 2008 (88. évfolyam)
6. szám - IL. Hidrobiológus Napok: „A Balaton és vízrendszere – a Balaton-kutatás története” és „A Duna-kutatás története” Tihany, 2007. október 3–5.
8 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2008. 88. ÉVF. 6. SZ. A fitoplankton fotoszintézise folyamatosan változó fényviszonyok mellett Agyi Ákos', Fodorpataki László 1, Vanyovszki József 1, Somogyi Boglárka 2 és Vörös Lajos 2 "Babe$-Bólyai Tudományegyetem, Kolozsvár 2MTA Balatoni Limnológiai Kutatóintézet, Tihany Kivonat: Természetes körülmények között a turbulens áramlás következtében az algasejtek folyamatosan változó fényviszonyoknak vannak kitéve. A fitoplankton produkciójának statikus mérése során ugyanakkor az algasejteket az inkubáció alatt állandó intenzitású fény éri. A Balaton esetében a fitoplankton fotoszintézisének helyszíni mérése eddig kizárólag statikus inkubációval történt. A fitoplankton elsődleges termelésének statikus (terepi és laboratóriumi) illetve dinamikus (terepi) inkubálási módszerét vetettük össze a Siófoki-medencében 2007 augusztusában. A dinamikus inkubáció egy elektronikusan vezérelt léptetőmotoros emelőszerkezettel történt. Napfényes időben a természetben jelen lévő, és a laboratóriumban hiányzó UV sugárzás mind a statikus, mind a dinamikus inkubáció során gátolta a fotoszintézist, így a laboratóriumi inkubáció magas fényintenzitás mellett a produkció túlbecsléséhez vezetett. Ugyanakkor felhős időben az alacsonyabb UV sugárzás serkentette az algák fotoszintézisét. A felületegységre vonatkoztatott produkció értékek tekintetében nem találtunk szignifikáns különbséget a terepi statikus és a terepi dinamikus inkubációs módszerek között. Eredményeink szerint a laboratóriumi inkubáció alkalmas a fitoplankton elsődleges termelésének becslésére, ugyanakkor a terepi dinamikus inkubáció a legjobb módszer a fitoplankton elsődleges termelésének meghatározására abban az esetben, ha nem célunk a fotoszintézis-fényintenzitás görbe meghatározása. Kulcsszavak: fitoplankton, fotoszintézis, statikus inkubáció, dinamikus inkubáció, fotoszintetron Bevezetés A fitoplankton elsődleges termelésének mérésére több különféle módszert alkalmaznak. A módszerek egy része terepi, más részük laboratóriumi inkubációt (fotoszintetron) foglal magába. A terepi inkubáció történhet statikus módszerrel, amikor a vízmintát rögzítetten, több különböző vízmélységben inkubálják, illetve dinamikus módszerrel, amikor az inkubáló edényeket le-fel mozgatják a vízoszlopban. A statikus módszerek (a laboratóriumi inkubáció is ide tartozik) legfőbb hátránya, hogy az algák folyamatosan (a természetben többé-kevésbé) állandó fényintenzitásnak vannak kitéve, míg egy tóban a szél általi vertikális keveredés következtében az algasejtek változó fényviszonyok között folyamatosan mozognak a vízoszlopban (Maclntyre, 1993; Maestrini et al., 1993). A túl erős fény hatására az algák fotoszintézise gátlódik, ezt fénygátlásnak, vagy foto-inhibíciónak nevezzük. Gocke & Lenz (2004) szerint az algák rövid ideig (mintegy tíz percig) különösebb károsodás nélkül képesek hasznosítani az erős fénysugárzást. Természetes körülmények között így a vizoszlopban szabadon (vagy a dinamikus inkubáció során az inkubáló edényekben) mozgó algák fel tudják használni a felszíni rétegekben őket érő magas fényintenzitást fotoszintézisükhöz. Ezzel szemben a statikus inkubáció során a 'helyhez rögzített' társaik fotoszintézise gátlódik (Gocke & Lenz, 2004; Herodek & Tamás, 1976; Pálffy & Vörös, 2003), amely magasabb fényintenzitáson az elsődleges termelés jelentős alulbecsléséhez vezet (Nixdorf et al., 1990; Maclntyre, 1993). Ugyanakkor egy másik fontos tényező az UV sugárzás, mely szintén gátolja az algák fotoszintézisét. A laboratóriumi inkubáció során a fotoszintetronban az algákat nem éri a természetben jelenlévő UV sugárzás, mely a produkció túlbecsléséhez vezethet. A fitoplankton elsődleges termelését régebben leginkább terepi statikus módszerrel határozták meg. Ujabban a módszer gyorsabb és gazdaságosabb mivolta miatt inkább laboratóriumban, fotoszintetron segítségével mérik a fitoplankton produkcióját. így van ez a Balatonban is, ahol az 1970-es években helyszíni inkubációt (Herodek & Tamás, 1976), míg az elmúlt évtizedben már inkább laboratóriumi inkubációt alkalmaztak (Vörös et al., 2003). Számos tanulmány létezik, amely két különböző módszerrel mért produkció értékeket hasonlít össze, ugyanakkor egyidejűleg a terepi és laboratóriumi statikus valamint a terepi dinamikus inkubáció módszerének öszszevetése ez idáig nem történt meg. Geravis és munkatársai (1997) dinamikus inkubációval magasabb elsődleges termelés értékeket mértek, mint statikus inkubációval. Méréseik megerősítést nyertek Marra (1978), Nixdorf et al. (1990, 1992) valamint Nixdorf & Behrendt (1991) eredményei által, mely szerint a dinamikus in situ inkubáció magasabb elsődleges termelés értékeket eredményezhet, mint a statikus in situ módszer. Csak nagyon kevés olyan tanulmány létezik, amely kisebb integrált produktivitást mért dinamikus, mint statikus inkubáció esetén. Ferris & Christian (1991) valamint Randall és Day (1984) észlelt ilyen jelenséget egy turbid folyótorkolatban. Számos faktor befolyásolja a fitoplankton válaszát a változó fényviszonyokra, úgy mint a faj összetétel, a mélység és a keveredés intenzitása, a turbiditás, a fényintenzitás (+ UV sugárzás), valamint az inkubáció és a mérés módszere (Geravis et al., 1999). Ezen faktorok közül a különböző (a statikus és a dinamikus, valamint a terepi és a laboratóriumi) inkubálási módszerek összehasonlítását tűztük ki célul egy nagy kiterjedésű sekély tóban, a Balatonban. Anyag és módszer Összehasonlító méréseinket három alkalommal végeztünk 2007 augusztusában (2007. 08. 02., 2007. 08. 09. és 2007. 08. 16.) a Siófoki-medence tihanyi mintavételi pontján. Ugyanazzal a vízmintával egy időben inkubáltunk a terepen - statikus és dinamikus módszerrel valamint a laboratóriumban - statikus módszerrel fotoszintetron segítségével. A fitoplankton elsődleges termelését 1 4C módszerrel határoztuk meg. A vízmintákat a 0,1 -0,4 MBq NaH 1 4C0 3 oldattal, sötét kontrollt is alkalmazva inkubáltuk két órán keresztül a tóvíz aktuális hőmérsékletén. Ezt követően a vízmintákat 0,45 fim pórusátmérőjü cellulóz (Millipore) filterre szürtük. A filtereket a teljes száradás után 45 percig sósavgőzben tartottuk a nem kötődött karbonát eltávolítása céljából, ezután 10 ml Bray-féle szcintillációs koktélba helyeztük. A filteren fennmaradt algák radioaktivitását 24 óra elteltével folyadék-szcintillációs számlálóval mértük. Az összes szervetlen szén (TIC) koncentrációt Elementar High TOC analizátorral mértük. A vízalatti fény (fotoszintetikusán aktív sugárzás) intenzitásának mérése LI-COR radiométerrel (27t szenzor) történt.
