Kasviplanktonin ravinnerajoitteisuus eräässä eteläsuomalaisessa järviketjussa

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201505208659
Title: Kasviplanktonin ravinnerajoitteisuus eräässä eteläsuomalaisessa järviketjussa
Alternative title: Nutrient limitation of phytoplankton growth in a chain of lakes in Southern Finland
Author: Autio, Mirka
Other contributor: Helsingin yliopisto, Bio- ja ympäristötieteellinen tiedekunta, Ympäristötieteiden laitos
University of Helsinki, Faculty of Biological and Environmental Sciences, Department of Environmental Sciences
Helsingfors universitet, Bio- och miljövetenskapliga fakulteten, Miljövetenskapliga institutionen
Publisher: Helsingfors universitet
Date: 2015
Language: fi
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201505208659
http://hdl.handle.net/10138/154738
Thesis level: master's thesis
Discipline: Environmental Ecology
Ympäristöekologia
Miljöekologi
Abstract: Phosphorus is traditionally considered to be the primary nutrient limiting primary production in lakes. More recent studies show that sometimes nitrogen can be the limiting nutrient for phytoplankton production in temperate lakes. This study investigated whether the nitrogen has a major role along with phosphorus in the primary production of lakes. In addition, it was studied if the limiting nutrient changes during the growing season and does the residence time of the lake affect the level of nutrient limitation. The subject lakes were Ormajärvi, Suolijärvi, Lehee, Pyhäjärvi and Iso-Roine, which are the headwater lakes of the Kokemäenjoki in Kanta-Häme. The lakes were sampled for bioassays once a month from June to September in 2004 and in May 2005, a total of five times. There were four treatments: control, lake water + P, lake water + N, lake water + P + N. For each treatment there were five replicates. There was one concentration level for each nutrient treatment. The nutrient concentration of treatments depended on the nutrient content of the lakes. To determine the combined effect of nutrients both of them were added at the same time. Nitrogen treatment solution was prepared from potassium nitrate and phosphorus treatment solution from potassium dihydrogen phosphate. Bioassays were conducted as a pure culture of Pseudokirchneriella subcapitata Prinz -algae. Zooplankton was removed from the lake water samples, which were then sampled for nutrient analysis. The water samples were autoclaved and filtered prior to the bioassays. Bioassays were carried out in Erlenmeyer flasks containing 60 ml of lake water, the nutrient solutions and 0.5 ml pure culture of P. subcapitata. Algae were grown in continuous illumination until the exponential growth stopped. Algal growth was monitored by taking samples of a few ml from the flasks roughly every other day. Algae in samples were counted by a microscope in Lund chambers. The actual variables were the maximum number of cells or yield and the growth rate. The limiting nutrient was found out by comparing the yield and the growth rate of different nutrient treatments to the control. The results of the bioassays were tested statistically with non-parametric Kruskal-Wallis H-test. Algal bioassays expressed only phosphorus limitation. Phosphorus limited the yield in the bioassays of Suolijärvi in August 2004 and May 2005. In Lehee and Pyhäjärvi phosphorus limited growth rate in May 2005. There was neither nitrogen limitation nor co-limitation in any of the bioassays. So the limiting nutrient didn't change during the growing season. Phosphorus treatments inhibited the growth of algae from time to time in 2004 in Ormajärvi, Suolijärvi, Pyhäjärvi and Lehee. In May 2005 there was no inhibition. Nutrient limitation was stronger in lakes with a long retention time. These bioassays indicate that reducing phosphorus loading would control eutrophication of this chain of lakes. The phosphorus treatments couldn t cause the inhibition. The cause of inhibition originated most likely from the drainage area due to heavy rains in summer 2004. It could be, for example, zinc or arsenic.Perinteisesti fosforia on pidetty järvien perustuotantoa rajoittavana ravinteena. Uudemmissa tutkimuksissa typen on havaittu olevan ajoittain minimiravinne myös lauhkean vyöhykkeen järvissä. Tässä tutkimuksessa selvitettiin, onko typpi fosforin ohella olla tärkeä tekijä järvien perustuotannossa. Lisäksi selvitettiin vaihtuuko rajoittava ravinne kasvukauden aikana ja vaikuttaako järven viipymä ravinnerajoitteisuuden voimakkuuteen. Tutkittavat järvet Ormajärvi, Suolijärvi, Lehee, Pyhäjärvi ja Iso-Roine ovat Kokemäenjoen vesistön latvajärviä Kanta-Hämeessä. Minimiravinnetestejä varten otettiin vesinäytteet tutkittavista järvistä kerran kuussa kesäkuusta syyskuuhun vuonna 2004 ja toukokuussa 2005 eli koe tehtiin jokaiselle järvelle yhteensä viisi kertaa. Erilaisia käsittelyjä oli neljä: kontrolli, järvivesi + P, järvivesi + N, järvivesi + P + N. Jokaiselle käsittelylle tehtiin viisi toistoa. Molemmilla ravinteilla oli yksi pitoisuustaso, joka määräytyi järviveden ravinteisuuden mukaan. Ravinteiden yhteisvaikutuksen selvittämiseksi lisättiin myös molempia ravinteita samanaikaisesti. Typen ravinnelisäysliuos valmistetaan kaliumnitraatista ja fosforin kaliumdivetyfosfaatista. Ravinnetestit tehtiin Pseudokirchneriella subcapitata Prinz-levän puhdasviljelmällä. Järvivesinäytteistä poistettiin eläinplankton ja niistä otettiin näytteet ravinneanalyysejä määritystä varten. Järvivesi autoklavoitiin ja suodatettiin ennen testikasvatusten aloitusta. Erlenmeyer-pulloihin laitettiin 60 ml järvivettä, ravinnelisäykset ja 0,5 ml P. subcapitata -levän puhdasviljelmää. Leviä kasvatettiin jatkuvassa valaistuksessa, kunnes eksponentiaalinen kasvu loppui. Levien kasvua seurattiin ottamalla pulloista muutaman ml:n näyte parin päivän välein. Levänäytteet laskettiin Lundin kammiolla mikroskoopilla. Varsinaiset testisuureet olivat saanto eli maksimisolumäärä ja kasvunopeus. Rajoittava ravinne saatiin selville vertaamalla eri ravinnelisäyksien saantoa ja kasvunopeutta kontrolliin. Levätestien tulokset testattiin tilastollisesti ei-parametrisella Kruskal-Wallisin H-testillä. Levätestit ilmensivät ainoastaan fosforirajoitteisuutta. Fosfori rajoitti saantoa Suolijärvessä elokuussa 2004 ja toukokuussa 2005. Leheessä ja Pyhäjärvessä fosfori rajoitti kasvunopeutta toukokuussa 2005. Typpirajoitteisuutta tai typen ja fosforin yhteisrajoitusta ei esiintynyt eikä rajoittava ravinne siten vaihtunut kasvukauden aikana. Fosforikäsittely inhiboi kasvua ajoittain vuonna 2004 Ormajärvessä, Suolijärvessä, Leheessä ja Pyhäjärvessä. Toukokuussa 2005 inhibitiota ei havaittu. Ravinnerajoitteisuus oli sitä voimakkaampaa, mitä pidempi oli järven viipymä. Minimiravinnetestien perusteella fosforikuormituksen pienentäminen hillitsisi rehevöitymistä tässä järviketjussa. Inhibitio ei voinut johtua fosforilisäyksestä, vaan sen aiheuttaja tuli järviin todennäköisesti valuma-alueelta kesän 2004 runsaiden sateiden seurauksena. Inhibition aiheuttaja on voinut olla esimerkiksi sinkki tai arseeni.
Rights: Publikationen är skyddad av upphovsrätten. Den får läsas och skrivas ut för personligt bruk. Användning i kommersiellt syfte är förbjuden.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
vantaanj.pdf 1.583Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record