Hidrológiai Közlöny 2003 (83. évfolyam)
XLIV. Hidrobiológus Napok: "Ritkán vizsgált és különleges vizek" Tihany, 2002. október 2-4.
122 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 200.1. 83. I'-VIAz ammónium újratermelődés és a fitoplankton nitrogénfelvétele a Balatonban 'Présing Mátyás, 2Preston Tom, 3Takátsy Anikó, 'Kovács Attila, 'Sprőber Péter & 4Kovács Gyula 'Magyar Tudományos Akadémia Balatoni Limnológiai Kutatóintézete, Tihany, Isotope Biochemistry Laboratory, Scottish Universities Research and Reactor Centre, Glasgow, Janus Pannonius Tudományegyetem, Pécs. 4Közép-Dunántúli Vízügyi Igazgatóság, Székesfehérvár. Kivonat: A kísérleteket 2001 februárjától októberéig a Siófoki- és Keszthelyi-medence közepén gyűjtött viz- és üledékmintákkal végeztük. A fitoplankton nitrogénfelvételét és az üledék felső 5 cm-ében folyó ammónium újratermelődést '^N-technikával mértük. A kinetikai paraméterek szierint, az elózó évekhez hasonlóan, az algák az ammóniumot vették fel legszívesebben és a legnagyobb mennyiségi jen A Siófoki-medencében tavasszal, a Keszthelyiben pedig nyáron, a cianobaktériumok elszaporodása idején volt a legnagyobb a fitoplankton nitrogénigénye. Az ammónium újratermelődése a két medence üledékében hasonlóan alakult. Viszonylag alacsony volt télen (0,13 ill. 0,16 (ig N/cmVnap), tavasszal lassan növekedett (0,39 ill. 0,42 (ig N/cm 3/nap), a legnagyobb értékeket (1,15 ill. 1,29 (ig N/cm 3/nap) nyáron érte ol és ősszel ismét csökkent (0,49 ill. 1,07 (ig N/cm 3/nap). A hőmérséklet 10 °C-os emelkedésével az ammóniumregeneráció két-háromszorosára nőtt. A kísérleti eredmények alapján a vízben és főleg az üledékben folyó ammónium újratermelődés majdnem egész évben elegendő lehet a fitoplankton nitrogénigényének biztosításához. Két időszakban azonban a belső terhelés nehezen, vagy nem biztosíthatja egyedül az algák nitrogénszükségletét: tavaszszal a Siófoki- és a Keszthelyi-medencében, ill nyáron a Keszthelyi-medencében a hirtelen megnövekedett fitoplankton biomassza idején. Kulcsszavak: ammónium újratermelődés, nitrogénfelvétel, fitoplankton, nitrogénhiány, "N Bevezetés Az algapopulációk tápanyagellátásában meghatározó szerepe van a vízoszlopban folyó regenerációs folyamatoknak. Glibert és mtársai (1982) szerint az ammóniumregeneráció mértéke a vízben a fitoplankton ammónium-felvételéhez hasonló nagyságú. Oligotróf vizekben az ammónium felvételének és regenerációjának aránya nagyon gyakran egyhez közeli érték (Dodds és mtársai 1991; Glibert és mtársai 1991). A Balatonban végzett vizsgálataink szerint a vízoszlopban folyó ammónium újratermelődés sebessége, a felvételi sebesség értékének 50-90 %-a volt a Siófoki- és 10-110 %-a a Keszthelyi-medencében (Présing és mtsai 2001). A hiányzó nitrogéntartalmú tápanyagok forrása alapvetően az üledékben folyó ammónium újratermelődés lehet. Munkánk célja az volt, hogy egy minden évszakra kiterjedő részletes kísérletsorozattal meghatározzuk az üledék ammónium regenerációját, és összevessük a lehetséges nitrogénforrásokat az algák nitrogénigényével. Anyag és módszer A kísérleteket 2001. februártól októberig a Siófoki- és a Keszthelyi-medence közepén gyűjtött víz- és üledékmintákkal végeztük. Az ammónium-, nitrát-, urea- és klorofill-a koncentrációkat Mackereth és mtársai (1989), Elliott & Porter (1971) Newell és mtársai (1967) és Iwamura és mtársai (1970) módszerével mértük. Az elsődleges termelést a nitrogén-felvételi kísérletekkel párhuzamosan Vollemveider (1969) 1 4C-es módszere szerint határoztuk meg, ill. a klorofill-a és a hőmérsékleti értékeken alapuló modellel becsültük (Vörös & V-Balogh 1998). A nitrogénfelvételt a korábban használt és közölt ^-izotóptechnikával, a N 2 kötését pedig acetilén redukcióval állapítottuk meg (Présing és mtársai 2000). A nitrogénkötési és -felvételi eredményeket átszámítottuk az egy négyzetméter feletti vízoszlop napi eredményeire, hogy az elsődleges termelési adatokkal összevethetők legyenek. A fitoplankton napi nitrogénigényét a Redfield-arány (C:N = 5,6) alapján az elsődleges termelési adatokból is kiszámoltuk (/., 2. ábra). Az üledékben folyó ammóniumregeneráció mérésénél alapvetően az előző években kidolgozott és alkalmazott eljárást követtük (Présing és Sprőber 2001), de az inkubálandó üledékmennyiségeket megdupláztuk. Ezzel több pórusvizet nyertünk a mikrodiffiízió esetleges megismétlésére ill. a kémiai analízisekre Az ún. fedővíz térfogatát is duplájára emeltük, hogy az üledék feletti vízréteg növelésével az ammóniumveszteséget csökkentsük. így az izotóppal dúsított üledékből 40-40 g-ot mértünk be centrifiiga-csövekbe és óvatosan 20-20 ml GF/C-n szűrt tóvizet rétegeztünk föléjük. Az egyes inkubációs idők után az üledék ammónium koncentrációját az izotóphígulás alapján a kinyert ammónium 1 5N %-ából, valamint a kiindulási időpont (T 0) ammónium koncentrációjából és 1 5N%-ából számítottuk. Az értékelésnél azokat az inkubációs időknél mért koncentrációkat vettük figyelembe, ahol az összefüggés még lineáris volt (kb. 1-5 nap). Az egyenes meredekségét tekintettük a napi ammónium regeneráció vagy -termelődés értékének. Az üledék fajsúlyának ismeretében azt is kiszámoltuk, hogy annak 5 cm mély rétegében négyzetméterenként és naponként mennyi ammónium keletkezhet. Eredmények A víz kémiai jellemzése A Siófoki- és a Keszthelyi-medencében is korai kovaalga csúcs alakult ki 10 és 30 pg/1 klorofill-a koncentrációkkal (1., 2. táblázat). Ezt kivéve a Siófoki-medencére egész évben nagyon alacsony (2-10 pg/1) klorofill-a koncentrációk voltak jellemzők. A Keszthelyi-medencében ennél 2-3-szor magasabb klorofill-a és elsődleges termelés-értékeket mértünk. 1. táblázat Az algák nitrogén-felvételi jellemzői a Siófoki-medencében 2001-ben Dátum Kl-a N-formák S„ K. V v Y nw Vrnax/ Kl-a a mgN / m 1/ nap F.Isődl. term Dátum Mg/' pg N/l/óra v ma i 'K, •ng C/nt nap III. 2. 4.76 NH/ 14.64 10.02 0.39 0.65 0.14 0.06 22.96 286 III. 2. 4.76 NO,' 70.10 0.13 5.92 III. 2. 4.76 Urea 11.80 0.19 9.98 V.2. 3.05 N1V 5.30 7 80 0.71 1.75 0.57 0.22 42.13 348 V.2. 3.05 NO, 11.40 2.98 0.21 0.26 0.09 0.09 9.38 V.2. 3.05 Urea 24.40 2.87 0.22 0.25 0.08 0.09 11.74 VI.22. 4.36 NH/ 7.55 15.60 0.18 0.56 0.13 0.04 10.87 438 VI.22. 4.36 NO, 9.44 4 86 0.53 0.80 0.18 0.16 24.03 VI.22. 4.36 Urea 15.28 7 81 0.77 1.16 0.27 0.15 40.3 VIII. 16 8.50 NH/ 4.72 1 09 3.24 3.99 0.47 3 66 192.87 740 VIII. 16 8.50 NO,' 7.50 0.30 0.35 0.04 13.65 VIII. 16 8.50 Urea 47.00 144.6^ X. 25. 3.99 NH/ 12.46 15.97 0.21 0.49 0.12 0.03 12.78 367 X. 25. 3.99 NOj78.03 0.03 0.00 1.14 X. 25. 3.99 Urea 25.18 24.80 0.01 0.02 0.01 0.00 0.53
