Hidrológiai Közlöny, 2015 (95. évfolyam)
2015 / 5-6. különszám - LVI. Hidrobiológus Napok előadásai
64 Ki mikor győz a békalencse-tócsagaz versenyben? Nagy Zoltán1, Lengyel Anita2, Vicéi Tibor Tamás2, Csabai Judit1, Szabó Sándor2 'Nyíregyházi Főiskola, Tuzson János Botanikus Kert, 4400 Nyíregyháza, Sóstói út 31/B Nyíregyházi Főiskola, Környezettudományi Intézet, 4400 Nyíregyháza, Sóstói út 31/B Kivonat Magyarázatot kerestünk arra, hogy a szubmerz és úszó emerz (free-floating) vízinövényzet fényért és tápelemekért folyó versengésekor a két növénycsoport mely körülmények között alakíthat ki stabil dominanciát. A vizsgálatokat púpos békalencsén (Lemna gibba) és érdes tócsagazon (Ceratophyllum demersum) végeztük félig átfolyó (semi static) és statikus tápoldatú akváriumokban kontrollált fény- és hőmérséklet viszonyok között. Bizonyítást nyert, hogy alacsony és közepes tápanyag-koncentráción (0,5-1 mg 1") tócsagaz dominancia, míg 2 mg l'1 koncentráció felett stabil békalencse dominancia alakul ki. A tócsagaz alacsony tápelem koncentráción (<2 mgN l'1) gátolta erősebben a békalencsék növekedését. A Ceratophyllum addig képes fenntartani gátlóhatását, amíg a tápelem terhelés nem túl magas. A közepes tápanyag-koncentráción a szubdomináns békalen- cse-állomány serkentőleg hatott a tócsagaz növekedésére. Magas tápelem terhelésen (10 mg 1') viszont már olyan vastag békalencse takaró jött létre, melynek árnyékoló hatása, továbbá a kialakult anoxia révén a tócsagaz-állomány pusztulásához is vezetett. A stabil állapotok közötti átmenetek (szubmerz-úszó emerz) a közeg pH és oldott oxigén koncentráció értékeivel is jól nyomon követhetők voltak. Az eredmények megerősítik azt a hipotézist, hogy a szubmerz növények gátolják a tavak úszó emerz növényekkel történő betelepülését. Kulcsszavak: emna, Ceratophyllum, kompetíció, dominancia. Bevezetés Békalencsefajok eutróf kistavakban és lassú vízfolyásokban gyakran alakítanak ki sűrű úszó szőnyeget a vízfelszínen (Landolt, 1986). Az úszó vízinövényzet dominanciája együtt jár az elsődleges termelők diverzitásának csökkenésével, mert árnyékolásával számos fitoplankton és lebegő makrofita faj túlélését nehezíti (Portielje és Roijackers, 1995). Ezen túlmenően a vízfelszín alatt kialakult oxigénhiányos állapot a makrofauna pusztulásához is vezethet (Janse és Van Puijenbroek, 1998). A szubmerz növények úszó növényekre gyakorolt hatása Forchhammer (1999) szerint jelentéktelen mértékű. Laboratóriumi vizsgálataink eredményei szerint viszont a szubmerz gyökerező növények a rendelkezésre álló tápelemek elvonásán keresztül akár meg is állítják az úszó növényzet növekedését. (Szabó et al. 2010). Ezt támasztják alá azok a terepi megfigyelések is, melyek arról számolnak be, hogy a sűrű szubmerz hínárállományok fölött a lebegő növények denzitása rendkívül a- lacsony (Mclay 1974). A szubmerz nem gyökerező makrofitonok közül az érdes tócsagaz a békalencsékhez hasonló környezeti feltételek mellett rendkívül versenyképes. Eutróf kisvizekben és csatornákban sűrű hínárszőnyeget alakít ki a vízfelszín alatt, az úszó növényekre gyakorolt hatása eddig még nem ismeretes. Egy korábbi vizsgálatainkban már felvetettük, hogy a szubmerz növényzet lebegő növények növekedésére gyakorolt hatása kulcsfontosságú lehet számos édesvízi növénytársulás szerkezetének alakulásában, mivel a fényért és a tápelemekért folyó kompetíció a két növényzeti csoport bármelyikének a stabil dominanciáját eredményezheti (Scheffer et al. 2003). A tápelemek közül a nitrogén, a foszfor és ezek aránya módosíthatja a kompetíció kimenetelét (Schindler, 1974; Barkó és Smart, 1986, Sigrid 2014). Vizsgálatunkban magyarázatot kerestünk arra, hogy a nem gyökerező szubmerz és az úszó emerz vízinövényzet fényért és tápelemekért folyó versengésekor a két növénycsoport mely tápelemviszonyok között alakíthat ki stabil dominanciát. Anyag és módszer A vizsgálatokhoz szükséges púpos békalencsét (Lemna gibba) és érdes tócsagazt (Ceratophyllum demersum) Nyíregyháza mellett az Igrice csatornából gyűjtöttük. A növényeket Barkó és Smart (1985) által kidolgozott tápoldaton tartottuk, majd NH4NO3 és K2HP04 törzsoldatok hozzáadásával a kísérlet megkezdéséig a megadott N- és P-koncentráción preinkubál- tuk. A növények nevelése 180pmol m'V1 megvilágításon, 16/8 óra foto-perióduson, 25 °C hőmérsékleten történt. A tápoldat mikroelem tartalmát Tropica oldattal (10000 szeres hígítás) biztosítottuk. A kísérlet során vizsgáltuk, hogy különböző trofi- kus szinteken és denzitásokon hogyan befolyásolja az érdes tócsagaz szubmerz hínámövény a békalencsék növekedését. Statikus tápoldatú kísérletek A kultúrákhoz 2 1-es tápoldatot tartalmazó akváriumokat használtunk. A kontroll kultúrában a kiindulási Lemna biomassza 0,lg volt. A kontroll Lemna-kultúrákban a békalencsék optimális növekedését Szabó és mtsi. (2003) módszere segítségével biztosítottuk. A szubmerz növényekkel kezelt békalencse -kultúrákba 0, 5 és 20 g nedves tömegű Ceratophyllum hajtást helyeztünk. A Lemna-Ceretophyllum ko-kultúrákat teljes fakto- riális elrendezés alapján kétféle nitrogénkoncentráción (0,5; 5; mgN l'1) neveltük. 10 napon keresztül mértük a békalencsék nedves tömegét. A kísérlet végén a hínámövényeket learattuk, megmértük a száraz és nedves tömegüket. Félig átfolyó tápoldatú kísérletek A kultúrák 2 literes akváriumokban tenyésztek, melyek tápoldatait hetente kétszer, 1 liter friss tápoldattal helyettesítettük. A békalencsék kiindulási biomasszája 0,2 és 0,5 g volt. A szubmerz növényekkel kezelt békalencse-kultúrákba 0, 5, és 20 g nedves tömegű Ceratophyllum hajtást helyeztünk. A Lemna- Ceretophyllum ko-kultúrákat teljes faktoriális elrendezés alapján ötféle nitrogénkoncentráción (0,2; 1, 2, 5 10 mgN T1) neveltük 28 és 50 napon keresztül. A kísérlet alatt két alkalommal mértük a tápoldat pH értékét és oldott 02 koncentrációját, továbbá a növények nedves tömegét. A kísérlet végén a kultúrákat learattuk, megmértük a növények száraz és nedves tömegét. A kísérleteket állandó foszfor koncentrációval (1 mg l'1), másrészt 5:1 nitrogén-foszfor koncentráció mellett is elvégeztük. Eredmények Statikus tápoldatú kísérletek A kontroll kultúrákban magasabb nitrogén koncentráción (5 mg N T ) a békalencsék gyorsan növekedtek (növekedési ráta 0,21 nap "')• A kultúrák exponenciális növekedést mutattak, melynek mértéke a tápoldat nitrogénkoncentrációjának emelésével szignifikáns (P<0,01) növekedést mutatott (1. ábra). A tócsagaz növények jelenlétében a békalencsék növekedése, szignifikánsasan (P<0,001) csökkent. A Ceratophyllum 34-55 %-kal csökkentette a békalencsék növekedési rátáját. A növények növekedése alacsony nitrogénkoncentrációjú tápoldaton (0,5 mg T1) Ceratophyllum hatására a kísérlet végén teljesen megállt. Növekvő nitrogén koncentrációval azonban a tócsagaz békalencsékre gyakorolt gátlóhatása gyengült (1. ábra).
