Hidrológiai Közlöny 1973 (53. évfolyam)

8. szám - Dr. Oláh J.: A bakterioplankton biomasszája és produkciója a Balatonban

348 Hidrológiai Közlöny 1973. 9—10. sz. A bakterioplankton biomasszája és produkciója a Balatonban Dr. OlÁH JÁNOS« A tavak produktivitásával foglalkozó kutatások célja az energia fő forrásainak ós az energiaáramlás útjainak a mennyiségi leírása. Elegendő számú adat birtokában olyan kibernetikus modellek építése válik lehetővé, melyek képesek a tavi ökoszisztémák strukturális és funkcionális leírására, feltárására. A vízi ökoszisztémákban a baktériumok tevékenysége a szervesanyagok lebontásában, és a felszabaduló energia hasznosításában, transzformálásában nyilvánul meg. A lebontást kísérő bioszintézis során termelt bakteriális biomassza ugyanis, mint értékes fehérje, alapvető tápanyagkészletül szolgál a vízi állatok számára. A bakteriális biomassza és produkció nagyságát, a baktériumok közvetlen trofikus szerepét hazai vizeinkben előttünk nem vizsgálták. A Balaton üdülési és idegenforgalmi szempontból hazánk legfontosabb természeti kincse. A tó vízminőségének romlása, az emberi hatások következtében felgyorsult eutrofizálódás egyre jobban sürgetik e folyamatokban fontos szerepet játszó mikroorganizmusok tanulmányozását. Jelen munkánkban összegezzük az 1966—70-es évek vizsgálati adatait abból a célból, hogy feltárjuk a bakterioplankton biomasszáját és produkcióját formáló törvényszerűségeket a sekély, nagykiterjedésű Balatonban. Az ötéves vizsgálat során nyert adatok a jövőben felhasználhatók az említett kibernetikus modellek építésére. Ehhez azonban az szükséges, hogy az energiaáramlás többi láncszeméről is elegendő adat álljon rendelkezésre. A vizsgálatok szempontjai, tervezése és módszerei Az első bakteriológiai vizsgálatok során a Balaton nyíltvizében a heterotróf mikroorganizmusok száma -— többféle táptalajon is számolva—általában 50 sejt/ml alatt volt [55, 10]. Húsz évvel később, hasonló módszerrel mérve a heterotróf mikroorganizmusok számában nem volt lényeges változás [37]. Ezek az adatokj egyértelműen bizonyítják tavunk egyik fontos sajátosságát, az általában szokatlanul alacsony „összcsíra" számot, ugyanakkor semmit sem mondanak a bakterioplankton mennyiségéről. Ezek az alacsony értékek ugyanis a teljes bakterioplanktonnak csak kis hányadát jelenthetik [22], Már a tájékozódó jellegű vizsgálataink jelezték, hogy a membrán szűrős módszerrel kapott teljes bakterioplankton mennyisége több ezerszer nagyobb, mint a nátrium kazeinát táptalajon számolt „összcsíra" szám. A különbségek még nagyobbak, ha figyelembe vesszük azt, hogy táptalaj tanulmányaink szerint a Balaton vizéből nátrium kazeinát táptalajon sokkal több baktérium fejlődik, mint az általánosan használt nutrient táptalajon [32]. Éppen ezért a teljes bakterioplankton számának és biomasszájának a meghatározására vizsgálatainkban a membrán szűrős eljárást használtuk. Emellett azonban a könnyen elsajátítható szervesanyagok mennyiségi változásaira érzékenyen reagáló baktériumok vizsgálatára lemezöntést alkalmaztunk, nátriumkazeinát táptalajjal. A teljes bakterioplankton éves, évszakos és rövidperiódusú változásairól, a változásokat kialakító tényezőkről keveset tudunk. A Balatonhoz hasonló sekély, nagykiterjedésű tavakra vonatkozóan pedig alig vannak adataink. A Balatonon a heterotrófok mennyiségi vizsgálata is a nyári hónapokra korlátozódott [55, 10, 37]. Az éves, évszakos, és rövidperiódusú vizsgálatok szükségessége indokolta a hosszú, ötéves vizsgálatsorozatot. A Balatonban a partvonal-víztömeg index nagy, és a parti zóna jelentős makrofita állománya (nád, hínár), valamint a vízgyűjtő területről bekerülő allochton anyagok nagy mennyisége a mély rétegzett tavakkal összehasonlítva fontos szerepet játszik a tó trofikus folyamataiban. A parti zóna ós a nyílt víz részletes, párhuzamos vizsgálatával a két vízterület közötti kapcsolatot akartuk mennyiségileg jellemezni. A vízfolyások ál* Magyar Tudományos Akadémia Biológiai Kutatóintézete, Tihany. tal bekerült allochton anyagok hatását a parti zónára ó a nyíltvízre bakteriológiai szempontból vizsgáltuk a Zala-folyó mintáján. A tó sekélysóge ós erőteljes vízmozgása következtében különös hangsúlyt kapott a bakterioplankton vertikális elterjedésének, rétegzettségének vizsgálata. A pillanatnyi biomassza adatok csak közvetve, viszonylagosan mutatják a bakteriális termelés nagyságát. A kevert mikrobiális közösségek generációs idejének évszakos mérésével [23] meghatároztuk a Balatonban a baktériumok szervesanyag termelését. 1966—68-ban a bakterioplankton mennyiségi viszonyaival kapcsolatos munkánk nagyobb részét a tó öt standard szelvényén végeztük (1. ábra), a vegetációs periódusban havonként. Minden szelvényen három pontot vizsgáltunk. A gyűjtőpontok fiziográfiai adatait Tamás [54], a kémiai adatokat pedig Orsós [33] közölte. A vizsgálatok egy részét a tihanyi Biológiai Kutatóintézet előtt húzódó A szelvényre és a Keszthelyi-öblöt keresztülszelő M szelvényre korlátoztuk. A naponkénti vizsgálatok és a részletes szelvény vizsgálatok szükségessé tették a mintavételi pontok számának csökkentését ill. nagyszámú minta kis területre koncentrálását. Adataink szerint a fenti két szelvény a tó minőségileg lényegesen eltérő két nagy vízterületét képviseli. A vertikális mintákat Friedinger ós Francev, a felszíni mintákat 50 cm mélységből Francev mintavevővel vettük steril, üvegdugóval ellátott 250 ml-es folyadéküvegbe. A teljes bakterioplankton számának meghatározására használt membrán szűrős eljárás hazánkban kevéssé ismert, magyar nyelven még nincs leírva, ezért az alábbiakban röviden közöljük. A módszert Razumov 1932-ben írta le [41], használata azonban a Szovjetunióban is csak a sorra épülő hatalmas víztárolók mikrobiológiai vizsgálatával párhuzamosan vált általánossá. A módszer használata gyorsan terjed, hazánkban 1966-ban alkalmaztuk először a Balaton mikrobiológiai kutatásával egyidőben. A vizsgálandó víz baktérium tartalmától függően, 1—50 ml vizet 0,2—0,45 fim pórusátmórőjű membrán szűrőn átszűrünk (néhány szűrő típus: Szovjet, Millipore, Oxoid, Sartorius). A megszáradt szűrőpapírt karbolsavas eritrozinna' átitatott normál szűrőpapírra helyezzük (festékkoncentráció: 100 ml desztillált víz, 5 g frissen desztillált fenol, 3 g bíborvörös eritrozin). 12 órás festődés után, desztillált vízzel átitatott normál szűrőpapíron a membrán szűrőkből a fölösleges festéket kimossuk. Teljes száradás után immerziós olajba ágyazott preparátumot készítünk, ós mikroszkóp alatt, zöld üvegszűrő használatával a baktériumokat erősen kontrasztos fekete színben láthatjuk. Optimális nagyítás 16 X 100-as. A számlálás statisztikai kiértékelését Lebegyeva és Sumákova szerint végeztük [24], Osztrák és nyugatnémet laboratóriumokban egy gyorsabb, alkoholos eritrozin festési eljárás terjedt el. A preparátumokban az enyhén színeződött baktóriumok azonban nehezen láthatók és ezen a fáziskontraszt mikroszkóp sem segít. A membrán szűrős módszer részletes leírását ós értékelését legteljesebben Razumov monográfiájában találjuk [42]. A teljes bakterioplankton biomasszáját Rogyina módszerével határoztuk meg [46], A bakteriális produkció rrférésóre jelenleg három módszert használnak. Az első, legáltalánosabban elterjedt módszer a generációs idő