A kalcium-magnézium tartalom és a szervesanyag körforgalom összefüggése halastavakban
Béres Beatrix, Boltizár Ottó, Urbányi Béla, Horváth László
Szent István Egyetem, Gödöllő
Kivonat
A szervesanyag építés-lebontás és az anion jellegű szervetlen szénvegyületek körforgalmai a vízi ökoszisztémákban alapvető jelentőségű és sokat vizsgált folyamatok. Hasonlóan fontos a szervetlen szénvegyületekhez kapcsolódó kationok minősége és mennyisége is. A következőkben áttekintjük, hogy a kationok természetes arányainak agrotechnikai módosításával a halastavak szervesanyag építő kapacitása változtatható-e, a szervesanyag produkció növelhető e.
A fő anionok és kationok együttesen okozzák a tóvíz aktuális pH értékét. A tóvíz puffer stabilitásához, ezen keresztül a vízi ökoszisztémák stabil működéséhez a kationok közül kiemelt szerepe van a kalcium-, és magnézium ionoknak.
Kérdés, hogy a pH stabilitáson túl van-e/lehet-e szerepük ezeknek a kationoknak a tavi alga asszimilációjához felhasználható széntartalékok növelésében?
A halastavakban stabil állapotban jellemzően két (Ca és Mg) vegyület, a hidrokarbonát és a karbonát van jelen. A tavi ökoszisztéma és ezen belül a primer produkció szempontjából az optimális érték a 8,4 alatti pH tartomány. A 7-8,4 pH érték közötti tartományban az összes szervetlen szénvegyület az algák által felvehető formában van (CO2 és HCO3) és hiányzik a nehezen megbontható, kristályos formájú karbonát ion.
A vízi ökoszisztémában a szervesanyag lebontás során keletkező széndioxid szénsav formájában oldja a hozzáférhető kristályos Ca- és Mg karbonátokat. Ha a vízben jelentős mennyiségű Na és K ion van jelen, és az asszimiláció eredményeként már lúgos kémhatású karbonát ionok is jelen vannak, a disszimiláció eredményeként keletkező CO2, a Na és K karbonátokat is visszaalakítja hidrokarbonáttá és mivel ez a vegyület vízoldékony, kissé savanyítja a vízi környezetet.
Ha a vízben az asszimilációs aktivitás mértékéhez képest kevés a Ca és Mg ion, előfordulhat, hogy kimerülhet a keletkező széndioxid hatására beoldható, hozzáférhető Ca és Mg karbonát mennyisége, amire a rendszer a pH lassú savanyodásával válaszol a megjelenő szénsav hatására, ezért csökken a víz pH stabilitása. Ha viszont a vízben oldott formájú Ca- és Mg ion jelen van (pl.: hidroxidion formájában), úgy ezekből a CO2 hatására hidrokarbonát képződik, ez pedig növeli a következő napok asszimilációra alkalmas széntartalékát.
A fenti gondolatmenetből következik, hogy ha kis adagokban növeljük az oldatban lévő Ca és Mg ionok mennyiségét, az intenzív lebontás eredményeként képződő CO2-t folyamatosan megkötjük, tehát a pH értéket 8,4 érték körül tartva növeljük a következő napi asszimilációs széntartalékot. A mészformák széndioxid megkötésének mennyiségi viszonyait tekintve mólsúlyban számolva a következő összefüggéseket állapíthatjuk meg:
A tiszta égetett mész (CaO molekulatömege: 40+16=56g/mol). Víz és széndioxid hatására hidrokarbonáttá alakul. Egy CaO molekula 2 molekula CO2-ot képes megkötni. Kilogrammban átszámolva,
A mészhidrát Ca(OH)2 móltömege 40+32+2=74g, megköt 2 molekula CO2-t, azaz 2x44g=88g CO2-t. Kilogrammban kifejezve
A mészkőpor (CaCO3) mólsúlya 40+12+(3x16)=100g, megköt 1 molekula CO2-t, 44g-ot. A
Kalciumra számolva, CaCO3 ból
Az algák asszimilációja során képződő legegyszerűbb szerves vegyülete a glükóz (C6H12O6). Egy egyszerű cukormolekulához (C6H12O6) szükség van 6CO2-ra és 6H2O (víz molekulára), aminek mólsúlya tehát 72gC+12gH+ 96gO=180g cukor. A cukor molekulában megkötött széndioxid eredetű 6db szénatom, 6 molekula hidrokarbonátból származhat, amit 6Ca atom tart oldatban. A 6x40g=240g tiszta kalcium megteremti az elméleti lehetőségét 180g glükóz produkciónak. A 240g tiszta Ca megfelel 6x74g=444g mészhidrátnak (Ca(OH)2) és 6x100g=600g mészkőpornak (CaCO3), mert a mészkőporban már eleve beviszünk egy molekula CO2-t. Mindez kg-ban is számolható, kifejezhető.
Következtetéseinket a következő három pontban foglaljuk össze:
1. A nagy mésztartalmú β-limno típusú vizekben a mészkezelés primer produkciót növelő hatása csak akkor várható el, ha a meszezés előtt pH növekedést (nappal) vagy pH csökkenést (éjjel) mérünk, mert a változó pH érték jelzi, hogy kevés a Ca-Mg kapacitás a rendszerben az adott asszimilációs aktivitáshoz képest.
2. Mennyiségileg 120g elemi Ca-ra számíthatunk 180g glükózt, ami a táplálékláncban megközelítően 10%-os hatásfokot számítva 18g zooplankton biomassza többletet eredményez, tehát a mészkezeléseknek lehetnek termelésbiológiai előnye is.
3. A mészkezelés az eredetileg is magas Ca-Mg tartalmú vizekben a nap bármely szakában elvégezhető, mert csak igen kismértékű pH növekedést eredményez, hatásosabb azonban a napfelkelte idején alkalmazni. Az α- limno típusú alacsony Ca tartalmú (enyhén lúgos kémhatású) vizekben a mészkezelés az esti órákban, vagy napfelkelte előtt, a legnagyobb széndioxid szint idején javasolható fokozva ezáltal a pH stabilitást, pufferhatást. A mészkezelések termelésbiológiailag különösen azokban az esetben járnak előnnyel, ha párhuzamosan igen intenzív a szervesanyagok lebontása is.
Programajánló
Hírek
Tisztelt Látogatók!
A hazai agrár-felsőoktatás szükséges megújulásának mérföldköve az alapítványi fenntartású Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem (MATE) létrejötte, amely 2021. február 1-től 5 campuson, több mint 13 ezer hallgató számára fogja össze a dunántúli és közép-magyarországi élettudományi és kapcsolódó képzéseket. Az intézményhez csatlakozik a Nemzeti Agrárkutatási és Innovációs Központ (NAIK) 11 kutatóintézete is, így az új intézmény nem csupán egy oktatási intézmény lesz, hanem az ágazat szellemi, szakpolitikai és innovációs központjává válik, amely nagyobb mozgásteret biztosít a képzések, a gazdálkodás és szervezet modernizálásához, fejlesztéséhez. Az összeolvadással magasabb fokozatra kapcsolunk, a kutatói és egyetemi szféra szorosabban fonódik majd össze, aminek következtében még több érdekes, izgalmas kutatás-fejlesztés születhet majd az agrárium területén.
Kérjük, kövesse tevékenységünket a jövőben is a www.uni-mate.hu honlapon!
A szokásostól eltérően az idei évben ősszel, október 03-04 között került megrendezésre az Ultrabalaton csapatversenye. NAIK-os csapat az idei évben állt először rajthoz a 14. alkalommal kiírt versenyen.