Hidrológiai Közlöny 1987 (67. évfolyam)

2-3. szám - Gorzó György: Fizikai és kémiai faktorok hatása a Balatonban előforduló heterocisztás cianobaktériumo spóráinak csírázására

132 HIDROLÓGIAI! KÖZLÖNY 1987. 67. ÉVFOLYAM, 2—3. SzA

M Allen-médiumban a heterocisztás cianobaktériumok spóráinak a csírázása eltérő. 80—100 %-os csírázást csak 7,5—8,5 közötti pH tartományban mértünk. 6 alatti, illetve 10 feletti pH-nál a heterocisztás cianobaktériumok spórái már nem csíráznak ki, jól növekedett viszont néhány Oscillatoria, illetve Lyngbyaspp. (13. ábra). Ca/rázás [°/o] 14. ábra. Az acetát hatása az üledékben levő cianobaktérivm spórák csírázására (1000 lux, 24 °C) A szerves anyagok közül a spórák csírázását nagymértékben az acetát befolyásolta. A csírázást a kontrollhoz képest 104—105 mól acetát jelentősen gyorsította. Ennél kisebb mennyiségű acetát a spórák csírázását nem befolyásolta. Nagyobb mennyiségű acetát (102 mól) már csírázásgátló hatású (14. ábra). Az eredmények alapján megállapítható, hogy a heterocisztás cianobaktériumok spóráinak csírázása légzéssel együtt járó folyamat. A légzési inhibitorok a spórák csírázását gátolják. A DNOC (4,6-dinitro-o-krezol), mint szétkapcsoló (ATP-képzést gátolja), a csírázást alig befolyásolja, a Na-azid 107 mólnál nagyobb mennyiségben már gátol. 5. Az adatok hasznosítása (prognosztizálás) A heterocisztás cianobaktériumok tömeges jelentkezését alapvetően az üledék spóraszáma, a spórák csírázásának fizikai és kémiai tényezői és a domináns fajok növekedésének feltételei szabályozzák. A Balatonban az üledék medencónkénti (Siófoki- ós Keszthelyi-medence) maximális spóratartalmát (2 • 10

2 ós 2 • 10

4 cm- 3) és a felkeveredós mértékét (lebegőanyagmaximum: 50—100 mg. dm- 3) figyelembe'vóve, a víztórbe kerülő spórák mennyisége maximum 150 és 30 000 spóra dm3 lehet. Hasonló eredményre jutunk, ha a felkeveredóst elhanyagoljuk. Az üledékfelszínre jutó fény 1,5—3 mm mélységig hatol le az üledékben. Gyakorlatilag ennek az üledókrétegnek a spóraszámát kell a becslések során figyelembe venni. Ez a spóra mennyiség hozzávetőleg azonos a felkeveredéskor a víztórbe jutó spóraszámmal (150 és 30 000 spóra dm3). A spórák csírázását szabályozó fizikai és kémiai tényezők a Keszthelyimedencében kedvezőbbek, mint a Siófokiban. Az üledék ós a víz hőmérséklete Keszthely térségében hamarabb éri el a kritikus 19—20 °C-t és az éves maximumok is 2—3 °C-al magasabbak. A fényviszonyok a csírázás időszakában (06.—07. hónap) a kisebb vízmélység miatt kedvezőbbek, a teljes felkeveredés a széljárás és a sekély sóg miatt gyakoribb. Az üledék NO

a-—N (50 /ig dm3) ésNHj—N (2 /ig dm3) tartalma ebben az időszakban a legkisebb, a szervesanyag-tartalom és a pH (7,5) viszonylag nagy. Keszthely térségében a nagyobb spóraszám mellett a kedvezőbb környezeti tényezők is erőteljesebb csírázást eredményeznek. Jelentős vízvirágzással (10

7 fonal dm3), illetve planktonszíneződéssel (10

8 fonal dm3) legalább 12 (Keszthelyi-medence), illetve 20 (Siófoki-medence) generáció után lehet számolni. A tóban domináns A. raciborskii generáció-ideje 1—2 nap (23 °C, 600—1500 lux). Vízvirágzás, illetve planktonszíneződés optimális körülmények között Siófok térségében 20—40, Keszthelytérségében 12—14 nap alatt alakulhat ki. A becsült időtartamoknak időben egybe kell esni a nem N-autotróf algák kompetíciója miatt a víz N-hiányos (oldott N/P< <10) állapotával. A N-limit a Siófoki-medencében rövid (3—5 hét), a Keszthelyiében hosszú (3—5 hónap) ideig tart. A nagy spóraszám, a kedvezőbb csírázási és növekedési feltételek eredményeként a Balaton Ny-i medencéinek a trofitása magasabb. A spóraszám és a csírázás szabályozásában alapvető tényezők ismeretében a vízvirágzás, illetve a planktonszíneződés lehetősége és mértéke prognosztizálható. 6. Összefoglalás és következtetések (1) A Balaton eutrofizálódásában jelentős szerepe van a nyár végén tömegesen jelentkező N-autotróf heterocisztás cianobaktériumoknak (1. és 2. ábra). Spóráik a tó üledékéből tenyésztéssel kimutathatók. Az így nyert spóraszám (max. 2-10

2—2-10

4 cm3), fajszám (4—7) és az üledék fertőzöttségének mélysége (10—20 cm) az egyes medencék trofitására jellemző. Az üledékben a spórák mennyiségének nyári csökkenésével egy időben a vízben a fonalszám gyorsan emelkedik (3. ábra). (2) Laboratóriumi körülmények között vizsgáltuk, hogy egyes fizikai (hő, fény) és kémiai (oxigén, pH, szerves anyag, tápelemek) tényezők hogyan hatnak a spórák csírázására. A spórák csírázása hőmérsékletfüggő, általában 20 °C fölött jelentős (5. és 6. ábra). Az egyes fajok spóráinak csírázási hőoptimuma eltérő. A tóban domináns Anabaenopsis raciborskii spórák csírázásának hőoptimuma 23 ± 1 °C. Az eltérő hőoptimum alapja lehet a heterocisztás cianobaktériumok szezonális szukcessziójának, illetve földrajzi elterjedésének. A cianobaktériumok spórái csak fényben csíráznak. A fényintenzitás (7. ábra) növelése (100 — 3000 lux), illetve a halványvörös fény (8. ábra) a csírázást serkenti. Fotoszintetikus inhibitorokkal a csírázás gátolható. A spórák csírázása légzéssel jár együtt. Oxigén (>10%) és acetát (10 4—l() r

> mól) jelenléte a folyamatot serkenti (12. és 14. ábra). Légzési inhibitorokkal a csírázás gátolható. A cianobaktériumok spóráinak csírázása 7,5—8,5 közötti pH tartományban optimális (13. ábra). A P0

4—P mennyisége a spóráknak az üledékből történő kicsírázására nincs hatással, A N0

3—N és a NH

4—N nagyobb mennyiségben csírázásgátló hatású (9.,10. és 11. ábra).