Hidrológiai Közlöny, 2015 (95. évfolyam)
2015 / 5-6. különszám - LVI. Hidrobiológus Napok előadásai
77 Átokhínár fajok túlélési stratégiái Szabó Sándor1, Nagy Zoltán2, Marten Scheffer3 'Nyíregyházi Főiskola, Környezettudományi Intézet H-401 Nyíregyháza, PF: 166, szabos@nyf.hu Nyíregyházi Főiskola, Tuzson János Botanikus Kert H-401 Nyíregyháza, PF: 166, 3Wageningen University, Depart, f Environm.l Sciences, P. Box 8080, 6700 DD Wageningen, The Netherlands. Kivonat: Fakoriális elrendezésű kísérletünkben (5x5 kezelés) a kanadai átokhínár (Elodea canadensis) és az aprólevelű átokhínár (E. nuttallii) szubmerz makrophyton válaszreakcióit vizsgáltuk fény- és nitrogéngrádiens mentén. Mind a két átokhínár faj egy adott növekedési ráta fenntartásához a fény intenzitásának csökkenésével egyre nagyobb nitrogénkoncentrációt i- gényel, illetve a víz nitrogénkoncentrációjának csökkenésével egyre nagyobb fényintenzitásra van szüksége. A nitrogénkoncentráció csökkenésének hatására mindkét faj klorofilltartalma csökken, egyre kevesebb oldalhajtást fejleszt, a szár relatív megnyúlását csökkenti, viszont egyre több gyökeret hoz létre. Tápelemlimitáció alatt a növény erőit a tápelemfel- vétel irányába fókuszálja. Az árnyékoló hatás következtében viszont növeli klorofillkoncentrációját és a szár relatív megnyúlását, csökkenti az oldalhajtások képzését és kevesebb gyökeret fejleszt. A folyamatok eredményeként a növény csökkent növekedése ellenére egyre inkább a fény felé növekszik, és képes részben kiküszöbölni az árnyékolás negatív hatásait. A fő különbség a két Elodea faj viselkedésében, hogy fényszegény környezetből az aprólevelű átokhínár nem hoz oldalhajtásokat, így gyorsabban érheti el az optimálisabb fényviszonyokat. A felszínhez közel érve viszont sűrű elágazásokból álló mennyezetet képez, és árnyékolásával képes kiszorítani a többi makrofitont. Kulcsszavak: Elodea, fény, nitrogén, kompetíció. Bevezetés Egy fö funkcionális csereviszony (trade-off) vízi makrofi- tonok között egyrészt a tápelemfelvétel kapacitásának maximalizálása, szemben a fényviszonyok optimalizálásával. Ez a csereviszony döntően meghatározhatja egy adott tápelem- és fénygrádiens mentén a vízi makrofitonok egymással szembeni kompetitiv előnyét (Scheffer 1998). A fényért és a tápelemekért folyó verseny az úszó és szubmerz növények között aszimmetrikus. Emiatt az úszó hínámövények inkább eutróf körülmények között válnak dominánssá, míg a szubmerz növények inkább alacsonyabb trofikus szinten. (Portielje és Roijackers 1995, Moris et al. 2003, Scheffer et al. 2003). A szubmerz növények úszó növényekre gyakorolt hatása Forchhammer (1999) szerint jelentéktelen mértékű. Laboratóriumi vizsgálataink eredményei szerint viszont a szubmerz növények a rendelkezésre álló tápelemek elvonásán keresztül akár meg is állítják az úszó növényzet (Lemna gibba) növekedését. (Szabó et al 2010). Ezt támasztják alá azok a terepi megfigyelések is, melyek arról számolnak be, hogy a sűrű szubmerz hínárállományok fölött a lebegő növények denzitása rendkívül alacsony (Mclay 1974, Scheffer et al. 2003). Az úszó növények helyzetüknél fogva sűrű hínárszőnyegként beárnyékolják a vízteret, és ezáltal lehetetlenné teszik a szubmerz növényfajok nagy részének túlélését (Scheffer et al 2003). Emiatt a szabadonúszó makrofitonok a szubmerz vízinövényekre gyakorolt kompetitiv hatása két tényezőből áll: 1) a felszíni hínártakaró árnyékolása miatt fellépő fényiimitáció; 2) a növények tápelemfelvétele miatt bekövetkező tápelem-limitáció. A jelenlegi laboratóriumi kísérletünkben a kanadai átokhínár (Elodea canadensis) és az aprólevelű átokhínár (E. nuttallii) szubmerz makrofitonok válasz- reakcióit vizsgáltuk fény- és nitrogéngrádiens mentén. Válasz- reakcióik különbözősége magyarázatot adhat arra, hogy az aprólevelű átokhínár milyen módon képes sikeresen kiszorítani Európába korábban betelepült rokonát. Ily módon választ találunk arra a kérdésre is, hogy a két invazív faj közül eutróf körülmények között az aprólevelű átokhínár miért sikeresebb túlélő. Fényintenzitás (ftmol m"2 s"1) 1. ábra. Különböző nitrogénkoncentráción és fényintenzitáson nőtt kanadai átokhínár kultúrák növekedési rátája (RGR) (A) és klorofillkoncentrációja (B). A hibasávok az eredmények szórásai, n=2. Anyag és módszer A kísérlethez az átokhínár fajokat Wageningen (Hollandia) környéki csatornákból gyűjtöttük. A növényeket Barkó és Smart (1985) által, kifejlesztett tápoldaton öt féle nitrogénkoncentráción (NH4NO3-N 0,1; 0,5; 2; 5; 15 mgl'1) preinku- báltuk. A tápoldat foszforkoncentrációját K2HP04 törzsoldat hozzáadásával 0,2 mgP l'1 -re egészítettük ki, a mikroelemeket pedig Tropica oldattal biztosítottuk (10000- szeres hígítás). A kísérlet során vizsgáltuk az átokhínár növények válaszreakcióit
