Hidrológiai Közlöny 2007 (87. évfolyam)
6. szám - XLVIII. Hidrobiológus Napok: Európai elvárások és a hazai hidrobiológia Tihany, 2006. október 4–6.
HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2007. 87. ÉVF. 6. SZ. 77 tömeghez hasonlóan változtak a hígítási aránnyal. Az aklorofill tért el legjobban a biomasszát jellemző egyéb paraméterektől, bár az a-klorofill koncentrációk is a többi paraméter tendenciáját követték. A legkisebb növekedési sebességeknél a közepes hígítási arányokhoz képest alacsonyabb biomassza értékeket tapasztaltunk, ezt az idősebb és a holt sejtek magasabb aránya okozhatta (Lee és Rhee 1997). A hígítási arányokat növelve kezdetben viszonylag állandó biomasszával voltak jellemezhetők a tenyészetek, majd a gyorsabb átfolyás miatt az algák egyre kisebb biomasszát voltak képesek fenntartani a kemosztátokban. A N 2-kötő tenyészetek már kisebb hígítási aránynál kimosódtak a kemosztát edényékből. Oldott Nforma jelenlétében a biomasszák meghaladták az NH 4 +ill N0 3 - mentesekét (/. ábra). ~ 120 !> ioo » 80 ro £ 60 ro N 40 "S 20 0 0 0,5 1 1,5 2 hígítási arány (nap 1) /. ábra. A szárazanyag mennyiségének változása a hígítási sebességgel A biomasszákban megfigyelt tendenciákat a Droop modell ( DROOP 1973) segítségével magyarázhatjuk, ami a sejtek növekedését a limitáló tápanyag belső koncentrációjának függvényében írja le, a í \ Q összefüggéssel, ahol Q - a belső foszforhányad; Q 0 - az a minimális belső foszforhányad, ami a sejtek fenntartásáhozs zükséges;p - az aktuális növekedési sebesség; H max - a Droop modellből számolt maximális növekedési sebesség. Ha a telítési görbét az ábrázolt mérési pontokra illesztjük (2. ábra), meghatározhatjuk a fajra adott körülmények között jellemző paramétereket. (Q 0 az x tengely metszéspontja. Q 0,NH 4+ = 1,61; QO,N 2 = 2,32; Q 0,NO 3- = 1 »56; max,NH4 + = 1,49; p max.N 2 = 1,17; p. max.NOj = 1,45). A paraméterek értékei megerősítik azt, ami a biomassza változásából is látható: az oldott N-nel ellátott tenyészetek azonos foszforellátottság mellett nagyobb biomasszát voltak képesek fenntartani. A légköri nitrogénnél könnyebben hasznosítható NH 4 + és NO3" jelenléte tehát csökkentette a sejtek minimális belső foszfor-hányadát. A maximális növekedési sebesség is nagyobb volt, mint oldott N-formák hiányában. A minimális foszforhányad csökkenését azzal magyarázhatjuk, hogy a légköri N 2 kötése energiaigényes folyamat, a heterociták kialakításához és a N 2 kötéshez is ATP szükséges, valamint a heterociták foszfortartalma magasabb, mint a vegetatív sejteké. A maximális növekedési sebesség növekedését is az okozhatta, hogy oldott N-formák jelenlétében lecsökkent az algasejtek foszforés energia igénye. A NO3" NH 4 +-vá redukálásához redukáló erőre van szükség. Sok algafaj esetén ezért a NO3" tal ellátott sejtek növekedési jellemzői jelentősen elmaradnak az NH 4 +-mal ellátottakétól; esetünkben csak enyhébb eltérést tapasztaltunk, hasonlóan a fajjal bőséges Pellátottság mellett végzett kísérletekhez. (Sprőber és mtsai. 2003) 1,6-1 o, CO c CS -ffl -<U -a > •o c • NH 4 + N 2 kötö * NO, + Nj kötö A N, kötö 1,2' 1 " 0,60,40,21 I M M M 1 M M I 1 I 1 M I 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Q/sz.a. (|ig P mg sz.a." 1) 2. ábra. A szárazanyagra vonatkozatott belső foszforhányad (Q) értékei az egyes állandósult állapotoknál Sejtösszetétel. A kisebb és a közepes hígítási arányoknál a kemosztátokhoz adagolt P-t a sejtek szinte teljes mértékben felvették, erősebb volt a P-limitáció mint a magasabb hígítási arányoknál. Az oldott N-formák ellátottsága is kedvezőtlenebb volt, mint a nagyobb átfolyási sebességeknél, így kevésbé érvényesült a N0 3" és az NH 4 + hatása, kevésbé tértek el egymástól a tenyészetek jellemzői. A PC/PP és PN/PP arányok a P-limitáció enyhülésével csökkentek (5. A-B ábra), a maximális növekedési sebességet megközelítve az optimális tápanyag ellátottságra jellemző Redfield értékhez (az ábrán szaggatott vonallal jelzett) tartottak, bár nem csökkentek az optimális érték alá, ez is azt jelzi, hogy még a maximális növekedési sebesség közelében is a P határozta meg a sejtek növekedését. A magasabb növekedési sebesség mellett a sejtek intenzívebb sejtosztódást és fehérjeszintézist végeznek, ez azzal jár, hogy a sejtekben magasabb a nukleinsav tartalom (döntően RNS), a P-tartalom növekedését jelentős mértékben ez okozhatta. A N 2-kötő tenyészetek PC/PP és PN/PP arányai alacsonyabbak voltak, ez a magasabb P-igényüket mutatja. Mivel végig P-limitált körülmények közt dolgoztunk, a PC/PN arányok nem tértek el jelentősen a Redfield értéktől (3. C ábra). A hígítási arányt növelve nagyobb mértékben érvényesült az eltérő energiatartalmú N-formák hatása, különösen NH 4 + jelenlétében a PC/PN arány lecsökkent, amiért a PN/szárazanyag hányados növekedése felelős. A PC tartalom nem változott jelentősen a hígítási aránnyal egyik nitrogénforma esetén sem. A nagy hígítási arányú oldott N-táplálású kísérletek esetén a PN tartalmat feltehetően a sejtszuszpenzióban oldott nagy mennyiségű, könnyen felvehető oldott N-forma növelte meg. (4. A-B ábra).
