Hidrológiai Közlöny 2007 (87. évfolyam)
6. szám - XLVIII. Hidrobiológus Napok: Európai elvárások és a hazai hidrobiológia Tihany, 2006. október 4–6.
144 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2007. 87. ÉVF. 6. SZ . A balatoni fitobentosz fotoszintézise I. Az inkubáló berendezés és a vizsgálati módszerek 'Üveges Viktória, 2Kovács W. Attila, 2Tóth Viktor, 'Padisák Judit. 2Vörös Lajos 'Pannon Egyetem, Analitikai, Környezettudományi és Limnológiai Intézet, 8200. Veszprém, Egyetem u. 10. 2MTA Balatoni Limnológiai Kutatóintézet, 8237. Tihany Pf.: 35. Kivonat: Egy tavi rendszer működésének megértéséhez ismerni kell az üledék felszínét borító fitobentosz biomasszáját, a produkciójukat szabályzó tényezőket, azok hatásmechanizmusait is, hiszen a bentikus algák elsődleges termelőkként és táplálékforrásként is fontos szerepet játszanak a tápanyagforgalomban. Munkánk célja az volt, hogy készítsünk egy olyan berendezést mely lehetővé teszi a különböző eredetű minták (mi esetünkben fitobentosz) inkubációját a Balatonban előforduló hőmérséklet és fényintenzitás tartományban, megméijük a fitobentosz fotoszintézisének fényfüggését és meghatározzuk a kapott adatokból a fotoszintetikus paramétereket. Az elkészített inkubáló 8 cellájában különböző fényintenzitás állítható be 0-1400 pmol m"V tartományban a hőmérsékletet pedig egy ultratermosztát szabályozza. A berendezés tesztelése a Balatonból, a déli partról és tóközépről gyűjtött üledékminták felső 2,5 mm-es rétegéből származó fitobentosz fotoszintézise fényfuggésének vizsgálatával történt. A fotoszintetikus aktivitás meghatározásához l 4C felvétel és a lumineszcenciás (optikai) oldott oxigénmérést (LDO) alkalmaztunk. A drágább izotóp módszerrel a légzés mértékénél csekélyebb fotoszintetikus aktivitás is kimutatható volt, azonban az oxigén módszer, ha nem is volt ilyen érzékeny, de lehetőséget adott az üledékben lévő élőlényközösség légzésének mérésére. Kulcsszavak: inkubáló berendezés, Balaton, fitobentosz, fotoszintézis, fényintenzitás, hőmérséklet, l 4C felvétel, LDO Bevezetés is a Tungsram F74-es bizonyult megfelelőnek. A mérések Az üledék felszínét borító fitobentosz biomasszájának, alatt a minták állandó hőmérsékleten tartásához egy hűtőprodukciójának és az ezeket szabályozó folyamatoknak a fíítő ultratermosztátot (Neslab RTE-211) alkalmaztunk. megismerése nagy jelentőséggel bír, tekintve, hogy a bentikus algák, mint elsődleges termelők és táplálékforrás fontosak egy tó tápanyagforgalmában, élőhelyet biztosítanak más szervezetek számára is, és az aljzat stabilitását is növelhetik. A Balatonban bekövetkezett oligotrofizálódás (VÖRÖS és mtsai., 2000; PADISÁK és mtsai., 2006) hatására csökkent a fitoplankton önárnyékolása, nőtt a víz átlátszósága, így az üledék felszínére több fény jutott. A fitoplankton tömegének csökkenésével a fitobentosz szerepe megnőtt a Balatonban (VÖRÖS és mtsai. 2001). Az üvegakváriumban nyolc cellát alakítottunk ki, melyeknek a belső falai tükrösek, a külső, fényforrás felé néző faluk pedig sima üveg, ezen keresztül lép a fény az akváriumba (7. ábra). A tükrös megoldásra azért van szükség, hogy a minták az inkubáció során minden oldalról megfelelő mennyiségű fényt kapjanak anélkül, hogy a rendszer túlságosan felmelegedne. Célkitűzések A korábbi hazai méréseknél alkalmazott inkubálók hibáinak kiküszöbölése végett szükségessé vált egy újabb berendezés tervezése, amelyben a különböző eredetű minták (mi esetünkben fitobentosz) fotoszintézise természethez közeli paramétereken, időjárástól függetlenül, laboratóriumban mérhető. Munkánk célkitűzései: (1) az inkubáló megtervezése és elkészítése, (2) a fitobentosz fotoszintézisének mérésére alkalmas módszerek kidolgozása, melyekkel a fotoszintézis fényfüggése és a fotoszintetikus paraméterek meghatározhatók. Ezek és egyéb változók ismeretében (globálsugárzás, vertikális extinkciós koefficiens, medertérkép) lehetővé válna a fitobentosz elsődleges termelésének területarányos becslése, amely nélkülözhetetlen ahhoz, hogy megállapítsuk a bentikus algák balatoni anyagforgalomban való részesedését. Anyag és módszer Az inkubáló berendezés három részből áll: üveg-akvárium, fénycsőpult, és ultratermosztát. A berendezéssel kapcsolatban támasztott fontos követelmény, hogy biztosítani tudja a balatoni körülmények között előforduló fényintenzitás és hőmérséklet értékeket. A fényforrás kiválasztásánál elsődleges szempont volt, hogy a napsugárzás spektrumához hasonló sugárzása legyen a fotoszintetikus szervezetek számára hasznosítható sugárzás tartományban (PAR: Photosynthetically Active Radiation, 390-710 nm). Másik nagyon fontos kritérium, hogy a fényforrás kellően nagy fényerőt tudjon biztosítani (a vízfelszín alatt mérhető napsugárzás fényintenzitása tiszta időben, nyáron a déli órákban 2000 (imol m'V körül mozog 27t szenzorral mérve) ugyanakkor az általuk sugárzott hőt ellensúlyozni tudjuk az 5 és 40 °C között választott hőmérsékleteken. Számunkra a hidegfényű fénycsövek, s közülük 1. ábra: Az inkubáló vázlatos felépítése A fotoszintézis fényintenzitás függésének vizsgálatához szükséges volt a cellákat különböző mértékben leárnyékolni. Az árnyékoló fólia kiválasztásnál fontos szempont volt, hogy a rajta áthaladó fény spektrális összetételét számottevően ne változtassa meg a PAR tartományban. Az általunk választott fólia (3M, Scotchtint RE50NEARL, Tóth Viktor szóbeli közlése) a fólia nélküli üveglaphoz képest a kezdeti fényintenzitás kb. 50%-t engedi át anélkül, hogy a spektrális összetételt jelentősen megváltoztatná (2. ábra). A kívánt fényintenzitások elérése érdekében a következő rétegvastagságokat alkalmaztuk: 0, 1, 2, 3, 4, 6, 8, 10 (1400-3 |imol m V 1). A fényméréseket LI 1400 (LI-COR) fénymérővel végeztük, amelyhez egy US-SQS/L (WALZ) típusú gömbszférikus (4TI) mikroszenzor (fejátmérő 3,7 mm) csatlakozott. A fotoszintézis vizsgálathoz a fitobentosz mintáinkat a Balatonból, a Szigligeti-medence déli partjáról és tóközépről gyűjtöttük 2006 júliusában. A csőmintavevővel vett üledékmagok felső 2,5 mm-es rétegét egy speciális, 1 cm 2 felületű kanálkával ismert térfogatú szűrt (GF/C, Whatman) Balaton-vizet tartalmazó főzőpohárban lapátoltuk. Az üledék-szuszpenziót ezután a laboratóriumban mágneses keverővel kevertettük, és pipetta segítségével minden inkubáló edénybe ugyanakkora térfogatot pipettáztunk. Vizsgálati módszertől függetlenül a mintákat 26 °C-on kilenc különböző fényintenzitáson, sötét kontrollt is alkalmazva inkubáltuk 3-3 párhuzamban.
