Hidrológiai Közlöny, 2019 (99. évfolyam)
2019 / 1. szám
48 Hidrológiai Közlöny 2019. 99. évf. 1. sz. Limitáló tényezők a szubmerz és emerz hínárnövények versenyében Koleszár Gergő*, Fedor Noémi**, Szabó Sándor** * Eszterházy Károly Egyetem, Természettudományi kar, H3300 Eger, Eszterházy tér 1. ** Nyíregyházi Egyetem, Környezettudományi Intézet, H4400 Nyíregyháza, Sóstói u 31/B. Kivonat A szubmerz és az úszó emerz hínámövényzet gyakran hoz létre stabil dominanciájú állományokat. A fényért és a tápelemekért folyó versenyük aszimmetrikus, ami miatt képes mindkét növénycsoport önstabilizáló körülményeket fenntartani. Az köztudott, hogy az úszó emerz vízinövények az árnyékolással gátolják a szubmerz növények növekedését. Azt viszont még nem ismerjük, hogy melyek azok a tényezők, amelyekkel gátolják a szubmerz növények az úszó emerz növények térhódítását. Akváriumi kísérletekkel bizonyítottuk, hogy a púpos békalencse (Lemna gibba), mint vizsgált úszó vízinövény növekedését a szubmerz növények (Ceratophyllum demersum, Elodea nuttallii) erősen gátolták. A vizsgált két szubmerz növényfaj aközegpH-ját ellúgosította (pH 10,2-10,5) és emellett a tápoldat nitrogén-, foszfor-, vas- és mangánkoncentrációját drasztikusan csökkentette. Ezt követően a vizsgált tápelemek visszapótlásával és a pH semlegesítéssel a békalencsék növekedése ismét helyre állt. Következésképpen a kompetícióban a szubmerz növényeknek a békalencsékre gyakorolt gátló hatása a pH emelés és a tápanyagok (N, P, Fe) elvonása révén jött létre. Egy pH grádiens mentén (pH 7-11) a békalencsék növekedési rátája, klorofillhozama pH 9,5 értéken több mint 50%-kal csökkent, pH 10,5 felett pedig teljesen megáit. Terepi körülmények között vizsgáltuk a szubmerz növények állományaiban a pH napszakos változásait. A mért vízkémiai eredmények azt erősítették meg, hogy a szubmerz növények által eredményezett lúgos pH -függetlenül a víz hipertróf voltátólönmagában elegendő ahhoz, hogy a felszínen az úszó emerz növények növekedése akár teljesen megálljon. Kulcsszavak Emerz nönényzet, szubmerz növényzet, Lemna, Ceratophyllum, tápelemvisszapótlás, pH grádiens. Limiting factors in the competition of submerged and emergent plants Abstract Both the floating emergent and the submerged macrophytes can form stable dominance. Their competition for light and for nutrients is asymmetric, therefore both groups can sustain self-stabilizing conditions. It is obvious, that shading effects of emergent plants is the strongest limiting factor on submerged macrophytes. However, there is not a single study has been done regarding to the limiting factor resulted by submerged macrophytes on floating plants. Here we demonstrated that duckweed (Lemna gibba) growth was found to be strongly reduced by submerged macrophytes (Ceratophyllum demersum, Elodea nuttallii). These submerged plants reduced N, P, Fe and Mn concentrations of the medium drastically moreover they increased the pH beyond 10. Subsequent additions of nutrients and pH neutralisation removed the growth inhibition of duckweed. This growth inhibition is, therefore, concluded to be due to pH increase and N, P and Fe removal. Of the four factors significantly inhibiting duckweed growth, increase in pH was the strongest depletion of N was second, followed by reduction of P and Fe. Along an artificial pH gradient (pH 7-11) above pH 9.5, the growth rate and chlorophyll production of Lemna were reduced by 50%. Moreover, above pH 10.5, the growth was completely stopped. In field conditions Ceratophyllum and Elodea dominated stands, the diurnal changes of pH in the water body was followed. Chemical composition of the water showed that alkaline pH due to photosynthetic activity of submerged plants was the main inhibiting factor for the growth of floating plants (Lemna). Key words Emergent vegetation, submerged vegetation, Lemna, Ceratophyllum, nutritions replenishment, pH gradient. BEVEZETÉS Felszíni vizeinkben a szubmerz és emerz növények között egy csereviszony áll fent, amelyben a fényviszonyok optimális felhasználása áll szemben a tápelemfelvétel maximális kihasználásával. Azt, hogy melyik növénycsoport lesz a domináns egy adott vízterületen, nagyban befolyásolja a vízben felvehető tápelemek koncentrációja. Magasabb tápelemterhelés mellett, hullámzásnak kitett nyílt vízterületeken fitoplankton-dominancia (Scheffer és Nes 2007), ugyanakkor hullámzásmentes tavakban és lassú folyású csatornákban úszónövény dominancia figyelhető meg (Scheffer és társai 2003, Smith 2014). Alacsonyabb vízszint esetén csökkent tápelemterhelés mellett olyan körülmények alakulhatnak ki, amelyek szubmerz növények stabil dominanciáját eredményezik (Zuidam és Peelers 2013). Korábbi kísérleteink során sikerült bizonyítanunk, hogy a szubmerz növények (Elodea nuttallii, Ceratophyllum demersum) a víztest pH értékének jelentős mértékű növelésével, illetve a tápelemek elvonásán keresztül képesek megakadályozni azt, hogy az úszó vízi növények (békalencsék) stabil dominanciája kialakuljon (Szabó és társai 2010, Nagy és társai 2015). Az egyes tápelemek közül a szervetlen nitrogén koncentráció a szubmerz hínárállományok víztestjeiben gyakran kimutatási határérték alatti (Goulder 1969). Ezt az alacsony tápelemkoncentrációt nemcsak a makrofitonok tápelemfelvétele okozza, hanem ezen túlmenően a növényeken élő perifiton algák tápelemfelvétele is (Scheffer 1998, Koleszár és társai 2017). A növényi tápelemfelvételen túl a tápelemek hozzáférhetőségét tovább csökkenti a foszfát és a mikroelemek (Fe, Mn) kicsapódása, mely az intenzív fotoszintézis következtében kialakuló lúgos pH miatt megy végbe (Wetzel 1983).
