Кто сформулировал закон минимума: Закон минимума Либиха

Закон минимума Либиха

Закон минимума Либиха — закон, открытый Ю. Либихом (1840), согласно которому относительное действие отдельного экологического фактора тем сильнее, чем больше он находится по сравнению с другими факторами в минимуме; по данному закону, от вещества, концентрация которого лежит в минимуме, зависят рост растений, величина и устойчивость их урожайности. Например, содержание в морской воде фосфатов является лимитирующим фактором, которое и определяет обилие планктона и биопродуктивность среды. Однако закон Либиха наиболее четко формулируется тогда, когда речь идет о незаменимых ресурсах (точнее, элементах питания). В дальнейшем оно стало применяться и к заменимым ресурсам, а потом и вообще к любым экологическим факторам.[ …]

Ёольни в 80-х годах распространил закон минимума Либиха и на физические свойства почвы.[ …]

Понятие о лимитирующих факторах было введено в 1840 году химиком Ю.Либихом. Изучая влияние на рост растений содержания различных химических элементов в почве, он ■ сформулировал принцип: «Веществом, находящимся е минимуме, управляется урожай и определяется величина и устойчивость последнего во времени».

Этот принцип известен под названием правила шш закона минимума Либиха. В качестве наглядной иллюстрации закона минимума Либиха часто изображают бочку, у которой образующие боковую поверхность доски имеют разную высоту (рис. 4).Длина самой короткой доски определяет уровень, до которого можно наполнить бочку водой. Следовательно, длина этой доски -лимитирующий фактор для количества воды, которую можно налить в бочку. Длина других досок уже не имеет значения.[ …]

Любой фактор, приближающийся к пределу толерантности, называется лимитирующим фактором. В 1840 г. Либих сформулировал принцип, названный позднее законом минимума Либиха, который звучит так: веществом, находящимся в минимуме, управляется урожай и определяется величина и устойчивость урожая во времени. Либих сформулировал свой закон лишь для химических элементов (питательных веществ).[ …]

Суммация сложных процессов Ф—Д, осуществляемых множеством различных организмов, ведет к такой же сте-хиометрической реакции. Стехиометрическая реакция 1 выражается законом минимума Либиха. На рис. 5 показано, что фотосинтетическая ассимиляция в морской воде ведет к истощению растворенного фосфора и азота.[ …]

Лимитирующий фактор — экологический фактор (свет, температура, почва, биогенные компоненты и др.), который при определенном наборе условий окружающей среды ограничивает какое-либо проявление жизнедеятельности организмов. Это понятие ведет начало от закона минимума Либиха (1840) и закона толерантности Шелфорда (1913). Концепция лимитирующего фактора имеет существенное значение для охраны природы и рационального природопользования.[ …]

В таблице 111 приведены результаты изучения влияния магния на содержание крахмала в клубнях картофеля. Следует отметить, что значительного повышения содержания крахмала под влиянием магния следует ожидать только при остром или относительном недостатке этого минерального элемента. Данный пример служит наглядным подтверждением правильности принципов, сформулированных в законе минимума Либиха и прежде всего в законе урожайности Митчерлиха о том, что любой питательный элемент (фактор роста) действует тем сильнее, чем меньше его содержание в неудобренном сравниваемом варианте.

[ …]

Существование и успех любого организма или любой группы организмов зависит от комплекса определенных условий. Любое условие, приближающееся к пределу толерантности или превышающее его, называется лимитирующим условием, или лимитирующим фактором. При стационарном состоянии лимитирующим будет то жизненно важное вещество, доступные количества которого наиболее близки к необходимому минимуму. Эта концепция известна как «закон минимума» Либиха. Она менее применима к «переходным состояниям», когда количества, а следовательно, и эффект многих составляющих быстро изменяются.[ …]

Закон минимума Либиха (бочка Либиха)

|

В этой статье мы кратко разберемся, в чем заключается закон минимума Либиха – один из основополагающих законов в экологии. Другое название этого закона — закон ограничивающего (лимитирующего) фактора. Также в конце статьи приведены несколько наглядных примеров, иллюстрирующих закон минимума.

Содержание статьи:

Закон минимума Либиха. Немного истории

Закон минимума был сформулирован немецким химиком Юстусом фон Либихом в 1840 году.

Ученый занимался в основном изучением условий выживания растений в сельском хозяйстве. Он пытался понять, в какой момент необходимо применять те или иные химические добавления для улучшения выживаемости растений.

В результате своих исследований фон Либих сформулировал закон, который впоследствии оказался верным не только для сельского хозяйства, но и для всех экологических систем и живых организмов.

Закон ограничивающего (лимитирующего) фактора.

Суть закона минимума Либиха

Существуют разные формулировки этого закона. Но суть закона минимума (или закона ограничивающего фактора) можно сформулировать так:

  • Жизнь организма зависит от множества факторов. Но, наиболее значимым в каждый момент времени является тот фактор, который наиболее уязвим.
  • Иными словами, если в организме какой-то из факторов существенно отклоняется от нормы, то именно этот фактор в данный момент времени является наиболее значимым, наиболее критическим для выживания организма.

Важно понимать, что для одного и того же организма в разное время такими критически важными (или по-другому лимитирующими) факторами могут совершенно разные факторы.

Такие же суждения применимы и для целых экосистем. В данный момент времени ограничивающим фактором может стать, например, недостаток пищи. В другой момент времени – количество пищи будет в норме, но лимитирующим фактором станет температура окружающей среды (слишком высокая или слишком низкая).

Если обобщить вышесказанное, то можно сформулировать закон следующим образом.

Закон минимума Либиха звучит так:

Для выживания организма (или эко-системы) наиболее значимым является тот экологический фактор, который наиболее удаляется (отклоняется) от своего оптимального значения.

Бочка Либиха

Прежде чем переходить к примерам – стоит рассмотреть рисунок, так называемой, бочки Либиха.

В этой полусломанной бочке – лимитирующим фактором является высота доски. Очевидно, что  вода будет переливаться через самую маленькую доску в бочке. В этом случае нам уже будет не важной высота остальных досок – все равно бочку наполнить будет нельзя.

Наименьшая доска – это и есть тот самый фактор, который наиболее отклонился от нормального значения.

По закону минимума Либиха – починку бочки нужно начинать именно с этой доски.

Закон минимума Либиха. Примеры

Есть пословица: «Где тонко, там и рвется» — по большому счету она передает главную суть закона Либиха. Но, давайте приведем несколько примеров из совершенно разных областей.

Пример из сельского хозяйства

Есть почвы, где не хватает фосфора – значит подкармливать нужно удобрениями с фосфором. Но, в другое время – нужны удобрения с кальцием. И так далее

Пример из дикой природы

Зимой для зайца лимитирующий фактор – пища. Летом – нужно спасаться от волка, хотя пищи предостаточно.

Спортивный пример закона минимума

В футболе: если левый защитник команды самый слабый, то через его левый фланг наиболее вероятно команда пропустит гол.

Таким образом, закон минимума Либиха является универсальным экологическим и жизненным законом.

Дополнительная информация:

Вам может быть интересно:


Посмотрите также:

Куда сдать на утилизацию отходы, технику и другие вещи в Вашем городе

Закон минимума Либиха

Юстус фон Либих, изучая влияние различных микроэлементов на рост растений, установил, что рост растений ограничивается элементом, концентрация которого лежит в пределах близких к минимуму. Фактор, находящийся в недостатке, был назван лимитирующим фактором.

Либих впервые сформулировал закон о минимуме (1840), который гласит, что рост контролируется не всеми имеющимися ресурсами, но дефицитным ресурсом. Увеличение количества лимитирующего питательного вещества вызывает улучшение роста растений или повышение урожая. Если в почве полезные компоненты в целом представляют собой уравновешенную систему и только какое-то вещество, например фосфор, содержится в количествах, близких к минимуму, то это может снизить урожай.

Но оказалось, что даже те же самые минеральные вещества, очень полезные при оптимальном содержании их в почве, снижают урожай, если они в избытке. Значит, факторы могут быть лимитирующими, находясь и в максимуме. Таким образом, закон минимума Ю. Либиха имеет ограниченное действие и только на уровне химических веществ.

Либиха называют «отецом производства удобрений» за изобретение азотных удобрений. Закон Либиха был распостранен от растений на биологические популяции.

Закон толерантности Шелфорда

Шелфорд расширил закон Либиха на животных и сформулировал концепцию лимитирующего эффекта максимума и минимума, который был включен в Закон толерантности (1913): отсутствие или невозможность процветания определяется недостатком (в качественном или количественном смысле) или, наоборот, избытком любого из факторов, уровень которых может оказаться близким к пределам

3.переносимого данным организмом. Эти два предела называют пределами толерантности.

Есть минимальные и максимальные пределы — допустимые пределы — для физических условий и химических веществ, за пределами которого не может выжить ни один член вида. Закон толерантности В. Шелфорда отражает наиболее полно всю сложность влияния экологических факторов на организм.

Относительно действия одного фактора можно проиллюстрировать этот закон так: некий организм способен существовать при температуре от -5 °С до 25 °С, т. е. диапазон его толерантности лежит в пределах этих температур. Организмы, для жизни которых требуются условия, ограниченные узким диапазоном толерантности по величине температуры, называют

стенотермными («стено» — узкий), а способных жить в широком диапазоне температур — эвритермными («эври» — широкий).

Лимитирующие факторы Одума

Предположение, что имеется единственный ограничивающий фактор, не всегда верно. В природе, различные экологические факторы взаимодействуют так, что часто невозможно описать, какой из этих факторов является ограничивающим.

Ю. П. Одум модернизировал закон Либиха в следующем: «При постоянных условиях, если наличие необходимого вещества приближается к критическому минимуму, то оно будет лимитирующим.» Закон Либиха, как правило, будут ограничиваться химическими веществами в почве, которые ограничивают рост растений, например, азот, фосфор и калий. Закон минимума Либиха имеет дело не с превышением фактора, а его недостатком. Согласно Либиху, превышение не может быть ограничивающим фактором.

Е. П. Одум описывает закон Шелфорда о толерантности следующим образом: «Отсутствие или недостаточность организма может контролироваться с помощью количественного и качественного недостатка или избытка любого из нескольких факторов, которые приближаются к пределам терпимости для этого организма».

Например, слишком много или слишком мало тепла, света и влаги может быть ограничивающим фактором для некоторых растений. Оба эти законы указывают, что присутствие и успех организма или группы организмов зависит от комплекса условий, а также любое условие, которое приближается или превышает пределы толерантности должно быть ограничивающим фактором или состоянием.

Например, водным экосистемам требуется питательные вещества и свет для производства продуктов питания и энергии — это лимитирующие факторы продуктивности водных экосистем. Фотосинтетические морские организмы (фитопланктон) нуждаются в солнечном свете и хлорофилле а для поглощения видимого света солнца, а также азот (N), фосфор (Р), кремний (Si) для создания продуктов питания и обеспечения роста и размножения.

Закон конкурентного исключения

Закон конкурентного исключения

утверждает, что два вида, претендующими на те же ресурсы не могут устойчиво сосуществовать, если другие экологические факторы являются постоянными. Один из двух конкурентов всегда будет преодолевать другие, что приводит либо к исчезновению этого конкурента или эволюционным или поведенческим сдвигам в сторону других экологических ниш.

4.Закон конкурентного исключения действует только если экологические факторы являются постоянными. Это объясняет, почему конкурентное исключение редко наблюдается в природных экосистемах (например, планктон).

Экспериментальное обоснование

Русский эколог Г.Ф. Гаузе сформулировал закон конкурентного исключения на основании лабораторных экспериментов с использованием двух конкурирующих видов Paramecium, Paramecium аurelia и Paramecium caudatum. После латентной фазы, Paramecium аurelia последовательно приводил другой вид к вымиранию. Постоянные условия поддерживались повседневным добавлением свежей воды и постоянным притоком пищи. Однако Гаузе смог позволить Paramecium caudatum выжить, создав другие параметры окружающей среды (пища, вода). Это объясняет, почему закон Гаузе действует, только если экологические факторы являются постоянными.

Конкурентное исключение может быть предсказано рядом математических и теоретических моделей, таких как модели конкуренции Лотки-Вольтерра. Тем не менее, по причинам, которые мало понятны, конкурентное исключение редко наблюдается в природных экосистемах, и многие биологические сообщества, как представляется, нарушают закон Гаузе. Наиболее известным примером является парадокс планктона. Все планктонные виды живут на очень ограниченном количестве ресурсов, в первую очередь солнечной энергии и минеральных веществах, растворенных в воде. В соответствии с конкурентным принципом исключения, только небольшое число видов планктона должны быть в состоянии сосуществовать на эти ресурсы. Тем не менее, большое количество видов планктона сосуществует в пределах небольших участков открытого моря.

Частичное решение парадокса заключается в повышении размерности системы. Пространственная неоднородность, конкуренция за ресурсы, компромиссы конкуренции колонизации и тд. Многие известные модели теоретически допускаяют стабильного сосуществование неограниченного число видов, но в природе любое сообщество содержит всего несколько видов. Недавние исследования показали, что некоторые допущения, сделанные в моделях, прогнозирующих конкурентное исключение, должны быть пересмотрены. Например, предположение о том, как связаны рост и размеры тела, приводит к другому выводу, а именно, что в данной экосистеме могут сосуществовать виды определенного диапазона, в то время как другие вытеснются.

Пример в отношении сдвига экологической ниши. Рыжая белка (Sciurus обыкновенная) исчезла из большей части прежнего ареала в Англии за последние 50 лет. Это связано с распространением серой белки (Sciurus carolinensis), ввезенной из Северной Америки в конце 19 века. Серая белка лучше приспособлена питаться семянами лиственных деревьев, таких как желуди и заместила рыжую белку конкурентным исключением на большей части территории Англии.

Закон лимитирующего фактора

На любой живой организм в природе действует ряд разных абиотических факторов. Например, жизнедеятельность сосны определяется низкой температурой в зимние периоды и максимальной в летние, влагоёмкостью, структурой и химичес­ким составом почвы, количеством осадков, освещённостью дере­ва, наличием и массовостью паразитов и вредителей. Какой из этих факторов для жизни растения является самым значимым?

Иллюстрация закона минимума — «бочка Либиха». В про­цессе наполнения бочки вода начинает перели­ваться через самую ко­роткую доску, поэтому длина других досок уже не имеет значения

Ответ на этот вопрос даёт закон лимитирующего факто­ра, который также называют законом минимума Либиха (рис.). Его в 1840 году, ещё до появления тер­мина экология, сформулировал немецкий химик Юстус Либих (1803—1873). Проводя эксперименты с минеральным питанием растений, он установил, что урожай сельскохозяйственных культур, в первую оче­редь, зависит от необходимого растению химического элемента, содержание которого в почве наименьшее. Например, если в почве Фосфора только 20 % от необ­ходимой нормы, Кальция — 50 %, а Калия — 95 %, то низкая продуктивность растений на такой почве вызвана недостатком самого дефицитного элемента. Поэтому, если в грунт внести фосфор, растения начнут быстро расти и интенсивно развиваться, тогда как вне­сение любых количеств кальция и калия при прежнем количестве фосфора ничего не изменит.

Относительно сосны ситуация с лимитирующим фактором выглядит следующим образом. Дерево, растущее в тенистом лесу, прежде всего, нуждается в свете, поэтому, сколько его не поливай, ничего не изменится; на сухой песчаной почве фактором, ограни­чивающим его процветание, станет дефицит воды, а в болотистой местности — высокая температура летом.

Закон лимитирующего фактора обычно формулируют сле­дующим образом:

для организма или популяции, которые находятся в стабильном состоянии, самым значимым явля­ется экологический фактор, который находится на своём минимальном пределе. Увеличение дозы этого фактора ведёт к быстрому изменению состояния биологической системы.

ЛИБИХ • Большая российская энциклопедия

  • В книжной версии

    Том 17. Москва, 2010, стр. 389-390

  • Скопировать библиографическую ссылку:

Авторы: С.  И. Левченков

ЛИ́БИХ (Liebig) Юс­тус Ио­ганн фон (12.5.1803, Дарм­штадт – 18.4.1873, Мюн­хен), нем. хи­мик, член (с 1854) и пре­зи­дент (1859–73) Ба­вар­ской АН, иностр. чл.- корр. Пе­терб. АН (1830). Учил­ся в Бонн­ском (1820) и Эр­лан­ген­ском (1821) университетах, ста­жи­ро­вал­ся (1822–1824) у Ж. Гей-Люс­са­ка в Сор­бон­не. Экс­т­ра­ор­ди­нар­ный (с 1824) и ор­ди­нар­ный (1826–1852) проф. Ги­сен­ско­го ун-та (с 1957 университет но­сит имя Ю. Ли­би­ха), проф. Мюн­хен­ско­го (с 1852) ун-та. В 1845 удо­сто­ен дво­рян­ско­го ти­ту­ла.

Осн. на­уч. ра­бо­ты по­свя­ще­ны ор­га­нич. хи­мии. От­крыл (1823, совм. с Ф. Вё­ле­ром) яв­ле­ние изо­ме­рии на при­ме­ре циа­на­тов и фуль­ми­на­тов, об­ла­даю­щих оди­на­ко­вым со­ста­вом, но раз­ны­ми хи­мич. свой­ст­ва­ми. Внёс вклад в раз­ви­тие ме­то­дов эле­мент­но­го ана­ли­за ор­га­нич. со­еди­не­ний, усо­вер­шен­ст­во­вал (1831–33) ме­то­ди­ку оп­ре­де­ле­ния уг­ле­ро­да и во­до­ро­да в ор­га­нич. со­еди­не­ни­ях, скон­ст­руи­ро­вал и мо­дер­ни­зи­ро­вал ряд при­бо­ров для ана­ли­тич. ис­сле­до­ва­ний. Од­но­вре­мен­но с франц. хи­ми­ком Э. Су­бей­ра­ном и не­за­ви­си­мо от не­го по­лу­чил хло­ро­форм (1831) и ук­сус­ный аль­де­гид (1835). В 1832 совм. с Вё­ле­ром ус­та­но­вил струк­ту­ру бен­зой­ной ки­сло­ты, со­став и ин­диви­ду­аль­ность мо­лоч­ной ки­сло­ты; по­ка­зал, что при пре­вра­ще­ни­ях в ря­ду бен­зой­ная ки­сло­та – бен­заль­дегид – бен­зо­ил­хло­рид груп­па ато­мов C6H5CO, по­лу­чив­шая назв. бен­зо­ил, пе­ре­хо­дит без из­ме­не­ний из од­но­го со­еди­не­ния в дру­гое. В 1834 ука­зал на су­щест­во­ва­ние др. ра­ди­ка­ла – эти­ла. Эти ра­бо­ты спо­соб­ство­ва­ли ут­вер­жде­нию в ор­га­нич. хи­мии тео­рии слож­ных ра­ди­ка­лов – групп ато­мов, ос­таю­щих­ся не­из­мен­ны­ми в хо­де хи­мич. ре­ак­ции; в 1837 в со­вме­ст­ной с Ж. Б. Дю­ма ста­тье оп­ре­де­лил ор­га­нич. хи­мию как хи­мию слож­ных ра­ди­ка­лов.

В 1835 пред­ло­жил тер­мин «аль­де­гид» для обо­зна­че­ния клас­са со­еди­не­ний. По­лу­чил (1836) мин­даль­ную ки­сло­ту из бен­заль­де­ги­да и циа­но­во­до­ро­да. Совм. с Ф. Вё­ле­ром осу­ще­ст­вил (1837) раз­ложе­ние ами­гда­ли­на на бен­заль­де­гид, си­ниль­ную ки­сло­ту и мо­но­са­ха­рид, изу­чил (1838) мо­че­вую и бен­зол­гек­са­кар­бо­но­вую ки­сло­ты и их про­из­вод­ные. Изу­чил со­став и свой­ст­ва вин­ной, яб­лоч­ной, ли­мон­ной, мин­даль­ной и др. ки­слот. Оп­ре­де­лил ки­сло­ты как со­еди­не­ния, спо­соб­ные об­ра­зо­вы­вать со­ли пу­тём за­ме­ще­ния во­до­ро­да на ме­талл, и по­ка­зал, что ки­сло­ты мо­гут быть клас­си­фи­ци­ро­ва­ны на од­но-, двух- и трёх­ос­нов­ные, соз­дал тео­рию мно­го­ос­нов­ных ки­слот. Ис­сле­до­вал (1838–39) ал­ка­лои­ды (хи­нин, цин­хо­нин, мор­фин и ко­ни­ин).

Ис­сле­до­вал ка­та­ли­тич. дей­ст­вие пла­ти­ны, се­реб­ра и др. ме­тал­лов. Пред­ло­жил (1839) од­ну из пер­вых тео­рий ка­та­ли­за («ги­по­те­зу мо­ле­ку­ляр­ных уда­ров»), со­глас­но ко­то­рой ка­та­ли­за­тор, на­хо­дясь в со­стоя­нии «уси­лен­но­го дви­же­ния со­став­ных час­тей», пе­ре­да­ёт свои ко­ле­ба­ния час­ти­цам реа­ген­тов, по­вы­шая их срод­ст­во.

Л. – один из ос­но­во­по­лож­ни­ков аг­ро­хи­мии и био­хи­мии. С 1839 изу­чал хи­мизм фи­зио­ло­гич. про­цес­сов, вы­дви­нул хи­мич. тео­рию бро­же­ния и гние­ния. Пред­ло­жил став­шее об­ще­при­ня­тым де­ле­ние ком­по­нен­тов пи­ще­вых про­дук­тов на бел­ки, жи­ры и уг­ле­во­ды; ус­та­но­вил, что жи­ры и уг­ле­во­ды слу­жат сво­его ро­да то­п­ли­вом для ор­га­низ­ма. В 1840 вы­ска­зал тео­рию ми­нер. пи­та­ния рас­те­ний; соз­дал на­уч. ос­но­вы по­вы­ше­ния пло­до­ро­дия поч­вы, спо­соб­ст­во­вал на­ча­лу ши­ро­ко­го при­ме­не­ния ми­нер. удоб­ре­ний в зем­ле­де­лии. Сфор­му­ли­ро­вал (1840) за­кон ог­ра­ни­чи­ваю­ще­го фак­то­ра (за­кон ми­ни­му­ма Ли­би­ха) – один из фун­дам. за­ко­нов эко­ло­гии (ука­зы­ваю­щий, в ча­ст­но­сти, на не­об­хо­ди­мость уве­ли­че­ния со­дер­жа­ния пи­та­тель­но­го ве­ще­ст­ва, на­хо­дя­ще­го­ся в поч­ве в ми­ним. ко­ли­че­ст­ве). Изу­чил роль уг­ле­ки­сло­го га­за и свя­зан­но­го азо­та в фи­зио­ло­гии рас­те­ний. От­крыл (1846) ти­ро­зин.

Мно­гие из изо­бре­те­ний Л.  – спо­соб пе­ре­ра­бот­ки кос­тя­ной му­ки в во­до­рас­тво­ри­мое удоб­ре­ние су­пер­фос­фат (1846–49), тех­но­ло­гия из­го­тов­ле­ния се­реб­ря­ных зер­кал (1856), ре­цеп­ту­ра жид­кой сме­си для ис­кус­ст­вен­но­го вскарм­ли­ва­ния груд­ных де­тей (1865, т. н. суп Ли­би­ха) и др. име­ли прак­тическое зна­че­ние.

Ре­фор­ми­ро­вал сис­те­му пре­по­да­ва­ния хи­мии в ун-те: ввёл ла­бо­ра­тор­ные за­ня­тия и са­мо­сто­ят. ис­сле­до­ва­ния сту­ден­тов. Ор­га­ни­зо­вал (1825) в Ги­се­не ла­бо­ра­то­рию для прак­тич. за­ня­тий сту­ден­тов. Соз­дал боль­шую шко­лу хи­ми­ков-ор­га­ни­ков; сре­ди его уче­ни­ков – Ф. А. Ке­ку­ле, Ш. Вюрц, А. Гоф­ман, А. А. Вос­кре­сен­ский, Н. Н. Зи­нин и мн. дру­гие. Ос­но­вал (1832) ж. «Annalen der Pharmacie» (в 1840–73 вы­хо­дил под назв. «Annalen der Chemie und Pharmacie», по­сле смер­ти Л. пе­ре­име­но­ван в «Justus Liebigs An­nalen der Chemie»).

Закон ограничивающего фактора — это… Что такое Закон ограничивающего фактора?

Бочка Либиха

Закон ограничивающего (лимитирующего) фактора, или Закон минимума Либиха — один из фундаментальных законов в экологии, гласящий, что наиболее значим для организма тот фактор, который более всего отклоняется от оптимального его значения. Поэтому во время прогнозирования экологических условий или выполнения экспертиз очень важно определить слабое звено в жизни организмов[1].

Именно от этого, минимально (или максимально) представленного в данный конкретный момент экологического фактора зависит выживание организма. В другие отрезки времени ограничивающим могут быть другие факторы. В течение жизни особи видов встречаются с самыми разными ограничениями своей жизнедеятельности. Так, фактором, ограничивающим распространение оленей, является глубина снежного покрова[1]; бабочки озимой совки (вредителя овощных и зерновых культур) — зимняя температура[1] и т. д.

Этот закон учитывается в практике сельского хозяйства. Немецкий химик Юстус фон Либих (1803—1873) установил, что продуктивность культурных растений, в первую очередь, зависит от того питательного вещества (минерального элемента), который представлен в почве наиболее слабо. Например, если фосфора в почве лишь 20 % от необходимой нормы, а кальция — 50 % от нормы, то ограничивающим фактором будет недостаток фосфора; необходимо в первую очередь внести в почву именно фосфорсодержащие удобрения.

По имени учёного названо образное представление этого закона — так называемая «бочка Либиха». Суть модели состоит в том, что вода при наполнении бочки начинает переливаться через наименьшую доску в бочке и длина остальных досок уже не имеет значения.

См. также

Примечания

  1. ↑ 1 2 3 Бродский А. К. Краткий курс общей экологии, Учебное пособие для ВУЗов. — Изд. «Деан», 2000. — 224 с.

План – конспект урока: «Закон толерантности. Закон оптимума. Закон минимума» 11 класс

План – конспект урока: «Закон толерантности. Закон оптимума.

Закон минимума»

Задачи:

Образовательные: Сформировать знания об общих законах действия факторов среды на организмы, показать практическое значение этих законов.

Развивающие: развивать у учащихся мыслительные способности, умение синтезировать и анализировать полученные знания, развивать речь и память.

Воспитывающие: сформировать у учащихся интерес к науке экологии и желание изучать её закономерности, воспитывать у учащихся экологическую культуру.

Тип занятия: изучение нового материла.

Методы: словесный, беседа.

Оборудование: 

Ход урока:

1.Орг. момент

2.Актуализация опорных знаний (опрос ДЗ)

3.Изучение нового материала

Несмотря на многообразие экологических факторов и различную природу их происхождения, существуют некоторые общие правила и закономерности их воздействия на живые организмы. Любой экологический фактор может воздействовать на организм следующим образом:

  • изменять географическое распространение видов;
  • изменять плодовитость и смертность видов
  •  вызывать миграцию;
  • способствовать появлению у видов приспособительных качеств и адаптаций.

Наиболее эффективно действие фактора при некотором значении фактора, оптимальном для организма, а не при его критических значениях. Рассмотрим закономерности действия фактора на организмы. (Слайд).

 

Зависимость результата действия экологического фактора от его интенсивности благоприятный диапазон действия экологического фактора называется зоной оптимума (нормальной жизнедеятельности). Чем значительнее отклонение действия фактора от оптимума, тем больше данный фактор угнетает жизнедеятельность популяции. Этот диапазон называется зоной угнетения (пессимума). Максимально и минимально переносимые значения фактора — это критические точки, за пределами которых существование организма или популяции уже невозможно. Диапазон действия фактора между критическими точками называется зоной толерантности (выносливости) организма по отношению к данному фактору. Точка на оси абсцисс, которая соответствует наилучшему показателю жизнедеятельности организма, означает оптимальную величину фактора и называется точкой оптимума. Так как трудно определить точку оптимума, то обычно говорят о зоне оптимума или зоне комфорта. Таким образом, точки минимума, максимума и оптимума составляют три кардинальные точки, которые определяют возможные реакции организма на данный фактор. Условия среды, в которых какой-либо фактор (или совокупность факторов) выходит за пределы зоны комфорта и оказывает угнетающее действие, в экологии называют экстремальными.

Рассмотренные закономерности носят название «правило оптимума».

Закон оптимума (в экологии) — любой экологический фактор имеет определённые пределы положительного влияния на живые организмы.

Результаты действия переменного фактора зависят, прежде всего, от силы его проявления, или дозировки. Факторы положительно влияют на организмы лишь в определенных пределах. Недостаточное либо избыточное их действие сказывается на организмах отрицательно.

Закон оптимума универсален. Он определяет границы условий, в которых возможно существование видов, а также меру изменчивости этих условий. Виды чрезвычайно разнообразны по способности переносить изменения факторов. В природе выделяются два крайних варианта — узкая специализация и широкая выносливость. У специализированных видов критические точки значения фактора сильно сближены, такие виды могут жить только в относительно постоянных условиях. Так, многие глубоководные обитатели — рыбы, иглокожие, ракообразные — не переносят колебания температуры даже в пределах 2-3 °C. Растения влажных местообитаний (калужница болотная, недотрога и др.) моментально вянут, если воздух вокруг них не насыщен водяными парами. Виды с узким диапазоном выносливости называют стенобионтами, а с широким — эврибионтами. Если нужно подчеркнуть отношение к какому-либо фактору, используют сочетания «стено-» и «эври-» применительно к его названию, например, стенотермный вид — не переносящий колебания температур, эвригалинный — способный жить при широких колебаниях солености воды и т. п.

Для жизни организмов необходимо определенное сочетание условий. Если все условия среды обитания благоприятны, за исключением одного, то именно это условие становится решающим для жизни рассматриваемого организма. Оно ограничивает (лимитирует) развитие организма, поэтому называется лимитирующим фактором. Т.о. лимитирующий фактор – экологический фактор, значение которого выходит за границы выживаемости вида.

Например, заморы рыб зимой в водоемах вызваны нехваткой кислорода, карпы не живут в океана (соленая вода), миграцию почвенных червей вызывает избыток влаги и недостаток кислорода.

Первоначально было установлено, что развитие живых организмов ограничивает недостаток какого-либо компонента, например, минеральных солей, влаги, света и т.п. В середине XIX века немецкий химик-органик Юстас Либих первым экспериментально доказал, что рост растения зависит от того элемента питания, который присутствует в относительно минимальном количестве. Он назвал это явление законом минимума; в честь автора его еще называют законом Либиха. (Бочка Либиха).

В современной формулировке закон минимума звучит так: выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей. 

 Изучая различное лимитирующее действие экологических факторов (таких как свет, тепло, вода) американский зоолог Виктор Эрнест Шелфорд (1877–1968), пришел к выводу, что лимитирующим фактором может быть не только недостаток, но и избыток факторов. В экологию такое положение вошло как закон толерантности В. Шелфорда, сформулированного им в 1913 году. Он гласит: «лимитирующим фактором, ограничивающим развитие организма, может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия».  Толерантность-способность организма переносить неблагоприятное влияние того или иного фактора среды. Закон толерантности расширяет закон минимума Либиха.

Принцип лимитирующих факторов справедлив для всех типов живых организмов — растений, животных, микроорганизмов и относится как к абиотическим, так и к биотическим факторам.

Например, лимитирующим фактором для развития организмов данного вида может стать конкуренция со стороны другого вида. В земледелии лимитирующим фактором часто становятся вредители, сорняки, а для некоторых растений лимитирующим фактором развития становится недостаток (или отсутствие) представителей другого вида. Например, в Калифорнию из средиземноморья завезли новый вид инжира, но он не плодоносил, пока оттуда же не завезли единственный для него вид пчел-опылителей.

В соответствии с законом толерантности любой избыток вещества или энергии оказывается загрязняющим среду началом.

Так, избыток воды даже в засушливых районах вреден и вода может рассматриваться как обычный загрязнитель, хотя в оптимальных количествах она просто необходима. В частности, избыток воды препятствует нормальному почвообразованию в черноземной зоне.

4.Закрепление изученного материала

Викторина

  1. К какому фактору среды относится влажность воздуха (абиотический)
  2. Считается ли свет ограничивающим фактором для растений в океане на глубине 6000 метров (да)
  3. Может ли один фактор полностью компенсировать действие другого фактора (полностью никогда)
  4. Является ли температура ограничивающим фактором для растений в пустыне летом (нет)
  5. Для скворца зимой, можно ли считать пищу ограничивающим фактором (да)
  6. Является ли соленость воды ограничивающим фактором для речной обыкновенной щуки в Черном море (да)
  7. К какому фактору можно отнести вырубку леса (антропогенный)
  8. Для кабана зимой в северной тайге, какой фактор будет ограничивающим высота снежного покрова или температура (высота снежного покрова)
  9. Можно ли отнести давление воздуха к биотическому фактору (нет)
  10. Правильно ли звучит закон оптимума – любой экологический фактор имеет определенные пределы отрицательного влияния на живые организмы (нет, положительного)
  11. Как называют условия близкие к критическим точкам и особенно тяжелы для выживания (экстремальные)
  12. Может ли глубина снежного покрова являться ограничивающим фактором в распространении оленей (да)
  13. Лимитирующий фактор – это фактор, который является минимальным (да)
  14. Кто сформулировал закон минимума (Юстус Либих)
  15. Ограничивающим фактором в биоценозе для животных является: свет, пища, воздух, почва. (пища)

5.Домашнее задание

Просмотр содержимого документа
«План – конспект урока: «Закон толерантности. Закон оптимума. Закон минимума» 11 класс»

План – конспект урока: «Закон толерантности. Закон оптимума.

Закон минимума»

Задачи:

Образовательные: Сформировать знания об общих законах действия факторов среды на организмы, показать практическое значение этих законов.

Развивающие: развивать у учащихся мыслительные способности, умение синтезировать и анализировать полученные знания, развивать речь и память.

Воспитывающие: сформировать у учащихся интерес к науке экологии и желание изучать её закономерности, воспитывать у учащихся экологическую культуру .

Тип занятия: изучение нового материла.

Методы: словесный, беседа.

Оборудование: 

Ход урока:

  1. Орг. момент

  2. Актуализация опорных знаний (опрос ДЗ)

  3. Изучение нового материала

Несмотря на многообразие экологических факторов и различную природу их происхождения, существуют некоторые общие правила и закономерности их воздействия на живые организмы. Любой экологический фактор может воздействовать на организм следующим образом:

  • изменять географическое распространение видов;

  • изменять плодовитость и смертность видов

  • вызывать миграцию;

  • способствовать появлению у видов приспособительных качеств и адаптаций.

Наиболее эффективно действие фактора при некотором значении фактора, оптимальном для организма, а не при его критических значениях. Рассмотрим закономерности действия фактора на организмы. (Слайд).

Зависимость результата действия экологического фактора от его интенсивности благоприятный диапазон действия экологического фактора называется зоной оптимума (нормальной жизнедеятельности). Чем значительнее отклонение действия фактора от оптимума, тем больше данный фактор угнетает жизнедеятельность популяции. Этот диапазон называется зоной угнетения (пессимума). Максимально и минимально переносимые значения фактора — это критические точки, за пределами которых существование организма или популяции уже невозможно. Диапазон действия фактора между критическими точками называется зоной толерантности (выносливости) организма по отношению к данному фактору. Точка на оси абсцисс, которая соответствует наилучшему показателю жизнедеятельности организма, означает оптимальную величину фактора и называется точкой оптимума. Так как трудно определить точку оптимума, то обычно говорят о зоне оптимума или зоне комфорта. Таким образом, точки минимума, максимума и оптимума составляют три кардинальные точки, которые определяют возможные реакции организма на данный фактор. Условия среды, в которых какой-либо фактор (или совокупность факторов) выходит за пределы зоны комфорта и оказывает угнетающее действие, в экологии называют экстремальными.

Рассмотренные закономерности носят название «правило оптимума».

Закон оптимума (в экологии) — любой экологический фактор имеет определённые пределы положительного влияния на живые организмы.

Результаты действия переменного фактора зависят, прежде всего, от силы его проявления, или дозировки. Факторы положительно влияют на организмы лишь в определенных пределах. Недостаточное либо избыточное их действие сказывается на организмах отрицательно.

Закон оптимума универсален. Он определяет границы условий, в которых возможно существование видов, а также меру изменчивости этих условий. Виды чрезвычайно разнообразны по способности переносить изменения факторов. В природе выделяются два крайних варианта — узкая специализация и широкая выносливость. У специализированных видов критические точки значения фактора сильно сближены, такие виды могут жить только в относительно постоянных условиях. Так, многие глубоководные обитатели — рыбы, иглокожие, ракообразные — не переносят колебания температуры даже в пределах 2-3 °C. Растения влажных местообитаний (калужница болотная, недотрога и др.) моментально вянут, если воздух вокруг них не насыщен водяными парами. Виды с узким диапазоном выносливости называют стенобионтами, а с широким — эврибионтами. Если нужно подчеркнуть отношение к какому-либо фактору, используют сочетания «стено-» и «эври-» применительно к его названию, например, стенотермный вид — не переносящий колебания температур, эвригалинный — способный жить при широких колебаниях солености воды и т. п.

Для жизни организмов необходимо определенное сочетание условий. Если все условия среды обитания благоприятны, за исключением одного, то именно это условие становится решающим для жизни рассматриваемого организма. Оно ограничивает (лимитирует) развитие организма, поэтому называется лимитирующим фактором. Т.о. лимитирующий фактор – экологический фактор, значение которого выходит за границы выживаемости вида.

Например, заморы рыб зимой в водоемах вызваны нехваткой кислорода, карпы не живут в океана (соленая вода), миграцию почвенных червей вызывает избыток влаги и недостаток кислорода.

Первоначально было установлено, что развитие живых организмов ограничивает недостаток какого-либо компонента, например, минеральных солей, влаги, света и т.п. В середине XIX века немецкий химик-органик Юстас Либих первым экспериментально доказал, что рост растения зависит от того элемента питания, который присутствует в относительно минимальном количестве. Он назвал это явление законом минимума; в честь автора его еще называют законом Либиха. (Бочка Либиха).

В современной формулировке закон минимума звучит так: выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей. 

Изучая различное лимитирующее действие экологических факторов (таких как свет, тепло, вода) американский зоолог Виктор Эрнест Шелфорд (1877–1968), пришел к выводу, что лимитирующим фактором может быть не только недостаток, но и избыток факторов. В экологию такое положение вошло как закон толерантности В. Шелфорда, сформулированного им в 1913 году. Он гласит: «лимитирующим фактором, ограничивающим развитие организма, может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия».  Толерантность-способность организма переносить неблагоприятное влияние того или иного фактора среды. Закон толерантности расширяет закон минимума Либиха.

Принцип лимитирующих факторов справедлив для всех типов живых организмов — растений, животных, микроорганизмов и относится как к абиотическим, так и к биотическим факторам.

Например, лимитирующим фактором для развития организмов данного вида может стать конкуренция со стороны другого вида. В земледелии лимитирующим фактором часто становятся вредители, сорняки, а для некоторых растений лимитирующим фактором развития становится недостаток (или отсутствие) представителей другого вида. Например, в Калифорнию из средиземноморья завезли новый вид инжира, но он не плодоносил, пока оттуда же не завезли единственный для него вид пчел-опылителей.

В соответствии с законом толерантности любой избыток вещества или энергии оказывается загрязняющим среду началом.

Так, избыток воды даже в засушливых районах вреден и вода может рассматриваться как обычный загрязнитель, хотя в оптимальных количествах она просто необходима. В частности, избыток воды препятствует нормальному почвообразованию в черноземной зоне.

  1. Закрепление изученного материала

Викторина

  1. К какому фактору среды относится влажность воздуха (абиотический)

  2. Считается ли свет ограничивающим фактором для растений в океане на глубине 6000 метров (да)

  3. Может ли один фактор полностью компенсировать действие другого фактора (полностью никогда)

  4. Является ли температура ограничивающим фактором для растений в пустыне летом (нет)

  5. Для скворца зимой, можно ли считать пищу ограничивающим фактором (да)

  6. Является ли соленость воды ограничивающим фактором для речной обыкновенной щуки в Черном море (да)

  7. К какому фактору можно отнести вырубку леса (антропогенный)

  8. Для кабана зимой в северной тайге, какой фактор будет ограничивающим высота снежного покрова или температура (высота снежного покрова)

  9. Можно ли отнести давление воздуха к биотическому фактору (нет)

  10. Правильно ли звучит закон оптимума – любой экологический фактор имеет определенные пределы отрицательного влияния на живые организмы (нет, положительного)

  11. Как называют условия близкие к критическим точкам и особенно тяжелы для выживания (экстремальные)

  12. Может ли глубина снежного покрова являться ограничивающим фактором в распространении оленей (да)

  13. Лимитирующий фактор – это фактор, который является минимальным (да)

  14. Кто сформулировал закон минимума (Юстус Либих)

  15. Ограничивающим фактором в биоценозе для животных является: свет, пища, воздух, почва. (пища)

  1. Домашнее задание

Закон минимума

Закон минимума

Основные элементы для роста растений

Закон минимума

Закон минимума Юстуса фон Либиха утверждает, что доходность пропорционально количеству наиболее ограничивающего питательного вещества, в зависимости от того, какое питательное вещество оно может быть. Из этого можно сделать вывод, что если дефицит питательных веществ доставляется, урожай может быть улучшен до такой степени, что некоторые другие питательные вещества необходимо в большем количестве, чем может обеспечить почва, и Закон Минимум, в свою очередь, будет применяться к этому питательному веществу.

Либих внес большой вклад в науку о питании растений и почве. плодородие. В результате тысячелетнего практического опыта фермеров на навозных поля для улучшения фертильности, многие ранние химики думали, что «принцип вегетации», основные питательные вещества, необходимые для растений роста, были органических в природе, а не минеральных. Либих по существу развенчал теорию гумуса и обосновал потребность растений в минеральные элементы из почвы, углерод из CO 2 в воздухе и H и O 2 из воды.Либих считал, что растения производят большую часть своих также содержание азота в воздухе, что в некоторой степени верно для бобовых, но не для других растений. Либих разработал первые минеральные удобрения применяется для пополнения питательных веществ, удаленных из почвы посевами, и четко пропилывает минеральные удобрения как часть устойчивых методов ведения сельского хозяйства.

Юстус фон Либих (1803-1873) был немецким химиком, который провел в начале его успешной карьеры пионера в области органической химии. Он обратился к тому, что сейчас называется биохимией, около 1838 г. и впервые опубликовал в агрохимии в 1840 году и добился многочисленных значительных успехов и участвовал в обширных и плодотворных дебатах с другими исследователями в поле.

Недавняя стипендия, начатая в 1950 году, открыла значение немецкого агронома Карла Шпренгеля (1787-1859), проводившего новаторские исследования, которые можно считать началом сельскохозяйственных химии, включая опровержение теории гумуса и формулировку Закона Минимум. Его публикации по этим вопросам предшествовали публикации Либиха 1840 года. и поэтому он имеет приоритет для этих открытий. Это неясно что Либих не знал о работе Шпренгеля, поэтому Либих можно считать пропагандистом и пропагандистом этих открытий и, в силу его большей репутация, возможно, была неправомерно приписана самим открытиям.В Ассоциация немецких сельскохозяйственных экспериментальных станций регулярно отмечает выдающиеся заслуги или достижения в области сельского хозяйства со Sprengel-Liebig Медаль в честь обоих ученых.

Для получения дополнительной информации о Liebig см .:

  • C.C. Гиллиспи (главный редактор). 1981–1990 годы. Научный словарь Биография . Том 7. Скрибнер, Нью-Йорк,
  • C.A. Коричневый. 1942. «Юстус фон Либих — Человек и учитель». а также «Либих и закон минимума» in: Liebig and After Либих: век прогресса в агрохимии .Являюсь. Доц. Adv. Sci. Издательство Science Press Printing Co., Ланкастер, Пенсильвания.
  • van der Ploeg, R.R., W. Böhm, and M.B. Киркхэм. 1999. «О зарождение теории минерального питания растений и Закона Минимум. «Soil Sci. Soc. Am. J. 63-1055-1062.

Эта страница была в последний раз изменена Филипп Барак, Univ. из Висконсин, 6 марта 2000 г. Все права защищены.

Закон минимума

В 19 веке немецкий ученый Юстус фон Либих сформулировал «Закон минимума», который гласил, что при недостатке одного из основных питательных веществ для растений рост растений будет плохим, даже если все остальные необходимые питательные вещества в изобилии.

Закон минимума приобретает особую важность, когда цены на удобрения — особенно азотные (N) и фосфатные (P₂O₅) — высоки. Это может побудить некоторых производителей уменьшить или даже отказаться от внесения микроэлементов или вторичных питательных удобрений, таких как K-Mag ® , источник сбалансированного калия (K), магния ( Mg ) и серы (S). Но «Закон» фон Либиха ясно говорит нам, что если в почве не хватает, скажем, Mg , урожайность будет снижена независимо от того, сколько N-P-K продукта вы вносите.

Таким образом, такой образ действий не имеет смысла в любое время, но может быть особенно необдуманным в периоды повышения цен на продукты N-P-K. Давайте посмотрим, что может произойти, когда в почве не хватает Mg, или S (или обоих), но производитель предпочитает не добавлять эти питательные вещества, потому что считает, что деньги на удобрения лучше тратить на продукты N-P-K.

Взаимодействие калия и магния

Агрономы и специалисты по питанию растений давно знают о взаимодействии между этими двумя питательными веществами.Применение калийных удобрений снижает способность растений усваивать Mg . На рисунке ниже наглядно показано влияние удобрений K и Mg на почву с низким содержанием обоих этих питательных веществ.

Влияние калия и Mg на урожайность картофеля и содержание питательных веществ в листьях картофеля

Когда Mg было исключено из программы повышения фертильности (левая часть графика), не было абсолютно никакой реакции урожайности на добавленный калий потому что дефицит Mg снижает урожайность.Только когда оба этих питательных вещества применялись вместе, урожайность увеличилась — прекрасный пример Закона минимума. Если клиент приобрел и применил продукт N-P-K и получил результаты, подобные показанным в левой части этого графика, он не будет счастлив, особенно если он или она заплатили высокую цену за это удобрение.

Данные в таблице ниже показывают аналогичные результаты в отношении питательных веществ N и S.

Влияние азота и серы на урожай канолы и ячменя

На этой почве с очень низким содержанием серы внесение одного N не привело к увеличению урожайности и, особенно в случае канолы, даже к снижению урожайности.Само по себе применение S также было в значительной степени неэффективным. Результаты, достигнутые при совместном применении обоих этих питательных веществ, являются еще одним наглядным примером того, что Закон минимума работает. В этих примерах покупатель, который купил только N — и пропустил S, чтобы «сэкономить» деньги, будет очень разочарованным покупателем. Если покупатель заплатил высокую цену за N, это удвоится.

Итак, основные истины прибыльных методов повышения фертильности сегодня столь же разумны, как и всегда:

· ​​Снижение затрат — например, сокращение количества удобрений — может привести к снижению урожайности и прибыли.

· ​​Оптимальное плодородие помогает обеспечить максимальный экономический урожай и снижает воздействие неблагоприятных погодных условий, болезней и вредителей.

Никакое количество хороших семян, химикатов, техники или методов выращивания не принесет пользы фермеру, если он позволит снизить плодородие своей почвы.

Закон минимальных парадоксов

  • Омон, О., Майер-Реймер, Э., Блейн, С., и Монфрей, П. (2003). Модель экосистемы глобального океана, включая колимитации Fe, Si, P. Glob.Биогеохим. Циклы , 17, (2), 1060. DOI: 10.1029 / 2001GB001745.

    Артикул Google Scholar

  • Остин, М. (2007). Модели распространения видов и экологическая теория: критическая оценка и некоторые возможные новые подходы. Ecol. Модель. , 200 (1–2), 1–19.

    Артикул Google Scholar

  • Баллантайн, Ф. IV, Менге, Д.Н. Л., Остлинг А. и Хоссейни П. (2008). Рециркуляция питательных веществ влияет на стехиометрию автотрофов и экосистем. Am. Nat. , 171 (4), 511–523.

    Артикул Google Scholar

  • Блум, А. Дж., Чапин, Ф. С. III, и Муни, Х. А. (1985). Ограниченность ресурсов растений — экономическая аналогия. Annu. Rev. Ecol. Syst. , 16, , 363–392.

    Google Scholar

  • Бомзе, И.М. (2002). Регулярность vs. вырождение в динамике, играх и оптимизации: единый подход к различным аспектам. SIAM Ред. , 44 , 394–414.

    MathSciNet МАТЕМАТИКА Статья Google Scholar

  • Брезниц, С. (Ред.) (1983). Отрицание стресса . Нью-Йорк: Пресса международных университетов.

    Google Scholar

  • Браун, Г.К., и Купер, К. Е. (1993). Контрольный анализ, применяемый к отдельным ферментам: может ли изолированный фермент иметь уникальную лимитирующую стадию? Biochem. J. , 294 , 87–94.

    Google Scholar

  • Булыгин Г. В., Мансуров А. С., Мансурова Т. П., Смирнова Е. В. (1992a). Динамика показателей метаболической системы человека при краткосрочной адаптации . Институт биофизики РАН, Препринт 180Б, Красноярск.

  • Булыгин Г. В., Мансуров А. С., Мансурова Т. П., Машанов А. А., Смирнова Е. В. (1992b). Влияние здоровья на динамику экологического стресса . Институт биофизики РАН, Препринт 185Б, Красноярск.

  • Кейд, Б.С., Террелл, Дж. У., и Шредер, Р. Л. (1999). Оценка эффектов ограничивающих факторов с помощью квантилей регрессии. Экология , 80 (1), 311–323.

    Артикул Google Scholar

  • Кэмпбелл, Дж.Ю., Ло, А.-В., и Маккинли, А.С. (1997). Эконометрика финансовых рынков . Принстон: Издательство Принстонского университета.

    MATH Google Scholar

  • Чапин, Ф. С. III, Шульце, Э., и Муни, Х. А. (1990). Экология и экономика хранения растений. Annu. Rev. Ecol. Syst. , 21, , 423–447.

    Артикул Google Scholar

  • Шове, Г.А. (1999). S-пропагаторы: формализм иерархической организации физиологических систем. Применение на нервную и дыхательную системы. Int. J. Gen. Syst. , 28 (1), 53–96.

    MathSciNet МАТЕМАТИКА Статья Google Scholar

  • Чертов О., Горбушина А., Девентер Б. (2004). Модель роста микроколониальных грибов на поверхности горных пород. Ecol. Модель. , 177 (3–4), 415–426.

    Артикул Google Scholar

  • Колборн, Т., Думаноски, Д., и Мейерс, Дж. П. (1996). Наше украденное будущее: угрожаем ли мы нашему плодовитости, интеллекту и выживанию? — научный детектив . Даттон: Книги Пегина.

    Google Scholar

  • Крампин, Э. Дж., Холстед, М., Хантер, П., Нильсен, П., Ноубл, Д., Смит, Н., и Таухай, М.(2004). Вычислительная физиология и проект физиома. Exp. Physiol. , 89 , 1–26.

    Артикул Google Scholar

  • Дейли, Х. Э. (1991). Население и экономика — биоэкономический анализ. Население. Environ. , 12 (3), 257–263.

    Артикул Google Scholar

  • Опасность, М., Дауфрен, Т., Лукас, Ф., Писсар, С., И Лакруа, Г. (2008). Распространяется ли закон минимума Либиха от видов к сообществам? Oikos , 117 (11), 1741–1751.

    Артикул Google Scholar

  • Друп, М. Р. (1973). Некоторые мысли об ограничении питательных веществ в водорослях. J. Phycol. , 9 , 264–272.

    Google Scholar

  • Дродё, С., Грюммер, Ф., Горски А.З., Руф Ф. и Спет Дж. (2000). Динамика конкуренции между коллективом и шумом на фондовом рынке. Physica A , 287 , 440–449.

    Артикул Google Scholar

  • Эгли Т. и Зинн М. (2003). Концепция роста микроорганизмов, ограниченного множеством питательных веществ, и ее применение в биотехнологических процессах. Biotechnol. Adv. , 22 (1–2), 35–43.

    Артикул Google Scholar

  • Фишер, Р.А. (1930). Генетическая теория естественного отбора . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета.

    MATH Google Scholar

  • Фуско, Г., и Минелли, А. (2010). Фенотипическая пластичность в развитии и эволюции: факты и концепции. Philos. Пер. R. Soc. B , 365 (1540), 547–556.

    Артикул Google Scholar

  • Гаузе, Г.Ф. (1934). Борьба за существование . Балтимор: Уильямс и Уилкинс. В Интернете: http://www.ggause.com/Contgau.htm.

    Google Scholar

  • Голдстоун, Б. (1952). Врач общей практики и общий адаптационный синдром. S. Afr. Med. J. , 26 , 88–92, 106–109. PMID: 14

    9, 14913266.

    Google Scholar

  • Горбань, А.Н. (1984). Окружение равновесия. Уравнения химической кинетики и их термодинамический анализ . Новосибирск: Наука.

    Google Scholar

  • Горбань, А. Н. (2004). Особенности переходных процессов в динамических системах: качественная теория критических запаздываний . Электрон. J. Diff. Уравнения. Монография (Том 05). Электронная печать: arXiv: chao-dyn / 9703010.

    MATH Google Scholar

  • Горбань, А.Н. (2007). Теорема выбора для систем с наследованием. Math. Модель. Nat. Феном. , 2 (4), 1–45. Электронная печать: arXiv: cond-mat / 0405451 [cond-mat.stat-mech].

    MathSciNet Статья Google Scholar

  • Горбань А. Н., Радулеску О. (2008). Пересмотренное динамическое и статическое ограничение в многомасштабных реакционных сетях. Adv. Chem. Англ. , 34 , 103–173.

    Артикул Google Scholar

  • Горбань, А.Н., Зиновьев А.Ю. (2009). Основные графы и многообразия. В E. S. Olivas et al. (Eds.), Справочник по исследованиям приложений и тенденций машинного обучения: алгоритмы, методы и приемы (стр. 28–59). Херши: IGI Global. Электронная печать: arXiv: 0809.0490 [cs.LG].

    Google Scholar

  • Горбань А. Н., Манчук В. Т., Петушкова (Смирнова) Е. В. (1987). Динамика взаимосвязей физиологических параметров и эколого-эволюционный принцип полифакториальности.В Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем (с. 187–198). Ленинград: Гидрометеоиздат.

    Google Scholar

  • Горбань, А. Н., Кегл, Б., Вунш, Д., и Зиновьев, А. (2008). Основные коллекторы для визуализации данных и уменьшения размеров . Конспект лекций по вычислительным наукам и технике (Vol.58). Берлин – Гейдельберг – Нью-Йорк: Springer.

    Забронировать Google Scholar

  • Горбань А. Н., Смирнова Е. В., Тюкина Т. А. (2009). Взаимосвязи, риск и кризис: от физиологии к финансам. Электронная печать: arXiv: 0905.0129 [Physics.bio-ph].

  • Горбань А. Н., Радулеску О., Зиновьев А. Ю. (2010). Асимптотология сетей химических реакций. Chem. Англ. Sci. , 65 , 2310–2324.

    Артикул Google Scholar

  • Грин, Э. (1999). Фенотипическая изменчивость в развитии и эволюции личинок: полиморфизм, полифенизм и нормы реакции развития. В M. Wake & B. Hall (Eds.), Происхождение и эволюция личиночных форм (стр. 379–410). Сан-Диего: Academic Press.

    Google Scholar

  • Холдейн, Дж. Б. С. (1932). Причины эволюции .Лондон: Лонгманс Грин.

    Google Scholar

  • Хеннесси, Д. А. (2009). Неравномерность урожайности по закону минимальной технологии. Am. J. Agric. Экон. , 91 (1), 197–208.

    MathSciNet Статья Google Scholar

  • Хоффман, Р. Дж. (1978). Неопределенность окружающей среды и эволюция физиологической адаптации бабочек-колий. Am. Nat. , 112 (988), 999–1015.

    Артикул Google Scholar

  • Хатчинсон, Г. Э. (1961). Парадокс планктона. Am. Nat. , 95, , 137–145.

    Артикул Google Scholar

  • Джоллифф И. Т. (2002). Анализ главных компонентов, серия . Серия Springer в статистике (Vol.2). Нью-Йорк: Спрингер.

    Google Scholar

  • Карманова И.В., Разжевайкин В.Н., Шпитонков М.И. (1996). Применение корреляционной адаптометрии для оценки реакции травянистых видов на стрессовые нагрузки. Докл. Ботанический. Sci. , 346–348 , 4–7. Перев. Из Докл. Акад. АН СССР , 346 , 1996.

    Google Scholar

  • Кингсолвер, Дж.Г. и Пфенниг Д. В. (2007). Паттерны и сила фенотипического отбора в природе. BioScience , 57 (7), 561–572.

    Артикул Google Scholar

  • Клини, С. К. (1956). Представление событий в нервных множествах и конечных автоматах. В J. McCarthy & C. Shannon (Eds.), Automata изучает (стр. 3–40). Принстон: Издательство Принстонского университета.

    Google Scholar

  • Кобе, Р.К. (1996). Внутривидовые различия в смертности и росте молодых саженцев предсказывают географические различия в составе леса. Ecol. Monogr. , 66 (2), 181–201.

    Артикул Google Scholar

  • Колокольцов В., Маслов В. (1997). Идемпотентный анализ и приложения . Дордрехт: Kluwer Academic.

    MATH Google Scholar

  • Легович, Т., & Крузадо, А. (1997). Модель роста фитопланктона на нескольких питательных веществах, основанная на поглощении Михаэлиса-Ментен-Монода, росте Друпа и законе Либиха. Ecol. Модель. , 99 (1), 19–31.

    Артикул Google Scholar

  • Лернер, Х. Р. (ред.) (1999). Реакция растений на стрессы окружающей среды: от фитогормонов до реорганизации генома . Нью-Йорк: Деккер.

    Google Scholar

  • Литвинов, Г.Л. (2007). Идемпотентная и тропическая математика деквантования Маслова: краткое введение. J. Math. Sci. , 140 (3), 426–444. arXiv: math / 0507014 [math.GM].

    MathSciNet Статья Google Scholar

  • Литвинов Г. Л., Маслов В. П. (ред.) (2005). Идемпотентная математика и математическая физика . Современная математика (Том 377). Провиденс: AMS.

    MATH Google Scholar

  • Мансуров, А.С., Мансурова Т. П., Смирнова Е. В., Микитин Л. С., Першин А. В. (1994). Как корреляции между физиологическими параметрами зависят от влияния различных систем стрессовых факторов. В: Р. Г. Хлебопрос (Ред.), Глобальные и региональные экологические проблемы (стр. 499–516). Красноярск: Красноярский государственный технический университет.

    Google Scholar

  • Мансуров А.С., Мансурова Т.П., Смирнова Э.В., Микитин Л. С., Першин А. В. (1995). Адаптация человека под влиянием синергетической системы факторов (лечение онкологических больных после операции) . Институт биофизики РАН, Препринт 212Б, Красноярск.

  • Мармарелис, В. З. (1997). Методология моделирования нелинейных физиологических систем. Ann. Биомед. Англ. , 25 (2), 239–251.

    Артикул Google Scholar

  • Мармарелис, В.З. (2004). Нелинейное динамическое моделирование физиологических систем . Нью-Йорк: Вили.

    Google Scholar

  • Мейнард-Смит, Дж. (1982). Эволюция и теория игр . Кембридж: Издательство Кембриджского университета.

    Google Scholar

  • Маккарти, Р., и Пасак, К. (2000). Фаза тревоги и общий адаптационный синдром. В G. Fink (Ed.), Encyclopedia of stress (Vol.1. С. 126–130). Сан-Диего: Academic Press.

    Google Scholar

  • Макгилл, Б. (2005). Механистическая модель мутуализма и его экологическая и эволюционная динамика. Ecol. Модель. , 187 (4), 413–425.

    Артикул Google Scholar

  • Менге, Д. Н. Л., и Вайц, Дж. С. (2009). Опасные питательные вещества: эволюция усвоения ресурсов фитопланктона в результате вирусной атаки. J. Theor. Биол. , 257 (1), 104–115.

    Артикул Google Scholar

  • Мец, Дж. А. Дж., Нисбет, Р. М., и Гериц, С. А. Х. (1992). Как мы должны определять пригодность для общих экологических сценариев. Trends Ecol. Evol. , 7 , 198–202.

    Артикул Google Scholar

  • Майло, Р., Хоу, Дж. Х., Спрингер, М., Бреннер, М.П. и Киршнер М. В. (2007). Связь между эволюционными и физиологическими изменениями гемоглобина. PNAS USA , 104 (43), 16998–17003.

    Артикул Google Scholar

  • Найланд, Г. О., Шоулс, Дж., И Гоудриан, Дж. (2008). Интеграция производственных функций Либиха Михаэлиса-Ментена, Мичерлиха и Либшера в одну модель системной динамики. NJAS — Wageningen J. Life Sci., 55 (2), 199–224.

    Google Scholar

  • Одум, Э. П. (1971). Основы экологии (3-е изд.). Филадельфия – Лондон – Торонто: Сондерс.

    Google Scholar

  • Охсслер Дж. И Ридель Ф. (2002). О динамических основаниях эволюционной устойчивости непрерывных моделей. J. Econ. Теория , 107, , 223–252.

    MathSciNet МАТЕМАТИКА Статья Google Scholar

  • Озден, М. Ю. (2004). Закон минимума в обучении. Educ. Technol. Soc. , 7 (3), 5–8.

    Google Scholar

  • Париж, К. (1992). Возвращение «Закона минимума» фон Либиха. Agron. J. , 84 , 1040–1046.

    Артикул Google Scholar

  • Плероу, В., Гопикришнан, П., Розенов, Б., Амарал, Л. А. Н., Гур, Т., и Стэнли, Х. Э. (2002). Случайный матричный подход к взаимной корреляции финансовых данных. Phys. Ред. E , 65 , 066126.

    Артикул Google Scholar

  • Пономаренко, Л. Д., Смирнова, Е. В. (1998). Динамические характеристики системы крови мышей с фенилгидразиновой анемией. В г. Материалы 9-го международного симпозиума «Реконструкция гомеостаза» (Vol.1. С. 42–45), 15–20 марта, Красноярск, Россия.

    Google Scholar

  • Рокафеллар, Р. Т. (1997). Анализ выпуклости . Принстон: Издательство Принстонского университета.

    MATH Google Scholar

  • Сайто, М. А., Гёпферт, Т. Дж. (2008). Некоторые мысли о концепции колимитации: три определения и важность биодоступности. Лимнол.Oceanogr. , 53 (1), 276–290.

    Артикул Google Scholar

  • Солсбери, Ф. (1992). Физиология растений (4-е изд.). Бельмонт: Уодсворт.

    Google Scholar

  • Schkade, J. K., & Schultz, S. (2003). Профессиональная адаптация в перспективе. В P. Kramer, J. Hinojosa & C.B. Royeen (Eds.), Перспективы участия человека в профессиональной деятельности в жизни (стр.181–221). Балтимор: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. Глава. 7.

    Google Scholar

  • Седов К. Р., Горбань А. Н., Петушкова (Смирнова) Е. В., Манчук В. Т., Шаламова Е. Н. (1988). Корреляционная адаптометрия как метод скрининга населения. Вестн. Акад. Med. АН СССР , 10 , 69–75. PMID: 3223045.

    Google Scholar

  • Селье, Х.(1938a). Энергия адаптации. Природа , 141 (3577), 926.

    Артикул Google Scholar

  • Селье, Х. (1938b). Экспериментальные данные, подтверждающие концепцию «энергии адаптации». Am. J. Physiol. , 123 , 758–765.

    Google Scholar

  • Семевский, Ф. Н., и Семенов, С. М. (1982). Математическое моделирование экологических процессов .Ленинград: Гидрометеоиздат.

    Google Scholar

  • Шоу, Р. Г., Гейер, К. Дж., Вагениус, С., Хангельбрук, Х. Х. и Эттерсон, Дж. Р. (2008). Унифицированный анализ истории жизни для вывода о приспособленности и росте населения. Am. Nat. , 172 , E35 – E47.

    Артикул Google Scholar

  • Шореш, Н., Хегренесс, М., и Кишони, Р.(2008). Эволюция усугубляет парадокс планктона. PNAS USA , 105 (34), 12365–12369.

    Артикул Google Scholar

  • Шумейко, П. Г., Осипов, В. И., и Кофман, Г. Б. (1994). Раннее выявление воздействия промышленных выбросов на хвою сосны обыкновенной по составу фенольных соединений. В: Р. Г. Хлебопрос (Ред.), Глобальные и региональные экологические проблемы (стр. 536–543). Красноярск: Красноярский государственный технический университет.

    Google Scholar

  • Сих А. и Глисон С. К. (1995). Ограниченно-ориентированный подход к эволюционной экологии. Trends Ecol. Evol. , 10 (9), 378–382.

    Артикул Google Scholar

  • Стрыгина С.О., Дементьев С.Н., Усков В.М., Чернышова Г.И. (2000). Динамика системы корреляций между физиологическими показателями у пациентов, перенесших инфаркт миокарда.В компьютерная математика, образование. Материалы конференции (Том 7, с. 685–689), Москва.

    Google Scholar

  • Судаков, К. В. (2004). Теория функциональных систем: новый подход к вопросу интеграции физиологических процессов в организме. Neurosci. Behav. Physiol. , 34 (5), 495–500.

    MathSciNet Статья Google Scholar

  • Светличная, Г.Н., Смирнова Е. В., Покидышева Л. И. (1997). Корреляционная адаптометрия как метод оценки сердечно-сосудистого и респираторного взаимодействия. Fiziol. Человечек. , 23 (3), 58–62. PMID: 9264951.

    Google Scholar

  • Томсон, Дж. Д., Вейблен, Г., Томсон, Б. А., Альфаро, С., и Лежандр, П. (1996). Распутывание множества факторов в пространственном распределении: лилии, суслики и скалы. Экология , 77 , 1698–1715.

    Артикул Google Scholar

  • Тильман, Д. (1980). Ресурсы: графико-механистический подход к конкуренции и хищничеству. Am. Nat. , 116 (3), 362–393.

    Артикул Google Scholar

  • Тильман, Д. (1982). Конкурс ресурсов и структура сообщества . Принстон: Издательство Принстонского университета.

    Google Scholar

  • ван ден Берг, Х.А. (1998). Множественное ограничение питательных веществ в одноклеточных: реконструкция закона Либиха. Math. Biosci. , 149 (1), 1-22.

    MATH Статья Google Scholar

  • ван дер Плоег, Р. Р., Бём, В., и Киркхам, М. Б. (1999). О происхождении теории минерального питания растений и закона минимума. Почвоведение. Soc. Являюсь. J. , 63 , 1055–1062.

    Артикул Google Scholar

  • Ваксман, Д., И Уэлч, Дж. Дж. (2005). Микроскоп Фишера и эллипс Холдейна. Am. Nat. , 166 , 447–457.

    Артикул Google Scholar

  • Вест-Эберхард, М. Дж. (2003). Пластичность развития и эволюция . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета.

    Google Scholar

  • Wutzler, T., & Reichstein, M. (2008). Колимитация разложения субстратом и деструкторами — сравнение модельных составов. Biogeosci. Обсуждать. , 5 , 163–190.

    Артикул Google Scholar

  • Зинн М., Витолт Б. и Эгли Т. (2004). Двойное ограничение роста питательных веществ: моделирование экспериментальных наблюдений и приложений. J. Biotechnol. , 113 (1–3), 263–279.

    Артикул Google Scholar

  • Цукеркандль, Э., и Вилле, Р.(1988). Эквивалентность сродства концентрации в регуляции генов: конвергенция генетических и экологических эффектов. PNAS USA , 85 , 4784–4788.

    Артикул Google Scholar

    • Закон минимумов Либиха — Земное сельское хозяйство

    Известный принцип Юстуса фон Либиха «Закон минимума » подразумевает, что урожайность урожая пропорциональна количеству наиболее ограничивающего необходимого питательного вещества, каким бы питательным веществом оно ни было.И хотя каждое питательное вещество необходимо растению в разных количествах, ограничивающим может быть относительное количество каждого доступного питательного вещества (обычно выражаемое в процентах от идеального).

    Ниже приведены различные репрезентативные объяснения, взятые из Интернета простого принципа, который за эти годы значительно расширился:

    Закон минимума Либиха

    Этот «закон» или «принцип» минимума был сформулирован Карлом Шпренгелем, немецким ботаником, еще в 1828 году.Он стал более известен, когда немецкий биохимик и профессор Юстус фон Либих опубликовал и изучил его более широко, начиная примерно с 1840 года. Работа Либиха стала основой для лабораторно-ориентированного обучения, известного сегодня, и заслужила его признание как «отец индустрии удобрений». Проще говоря, Закон минимума Либиха резюмирует, что рост и здоровье растений не контролируются общим количеством питательных веществ, доступных в почве … Но вместо этого рост и здоровье растений контролируются самым скудным из питательных веществ, доступных в почве. Закон Либиха много раз резюмируется значком протекающего ведра. Самым слабым или самым медленным фактором на ковше является место утечки в ковше. Это также описывается на примере цепи — самое слабое звено в цепи — это то место, где цепь разорвется.

    Выращивание зеленой травы

    Закон минимума Либиха

    Концепция, впервые сформулированная Дж. Фон Либигом в 1840 г., гласит, что скорость роста растения, размер, до которого оно вырастает, и его общее состояние зависят от количества наиболее дефицитных из его основных питательных веществ, доступных ему.

    Encyclopedia.com

    «Закон минимума» гласит, что рост контролируется
    наиболее дефицитным ресурсом (ограничивающим фактором). Первоначально эта концепция применялась к
    растениям или культурам (Justus von Liebig, 1840 [1]) и количественно подтверждена многими экспериментами. Были предложены некоторые обобщения, основанные на более сложных кривых «доза-ответ». Сообщалось также о нарушениях этого закона в природных
    и экспериментальных экосистемах.Мы изучаем модели адаптации в ансамблях подобных организмов под воздействием факторов среды
    и доказываем, что нарушение закона Либиха следует из эффектов адаптации. Если
    приспособленность организма в фиксированной среде удовлетворяет закону минимума
    , то адаптация уравновешивает давление существенных факторов и, следовательно, действует
    против закона Либиха. Это парадокс Закона минимума: если для случайно выбранной пары «организм-среда»
    обычно выполняется Закон минимума
    , то в хорошо адаптированной системе мы должны ожидать нарушений
    этого закона.

    «Закон минимума» Парадоксы

    Обеспечение растений минеральным питанием зависит от почвы, растения и микробов пищевой сети почвы. То, как эти системы взаимодействуют, является решающим и очень динамичным процессом — нехватка питательных веществ (относительные и абсолютных!) Может влиять на рост, здоровье и плодоношение растений в критические периоды вегетационного периода. Критическая нехватка любого конкретного элемента может задержать или даже остановить рост растения, даже если других питательных веществ может быть в избытке.Типичным примером обратной связи между этими системами, вызывающей проблему, может быть «задержка роста» молодого растения.

    В 2007 г. были опубликованы следующие основные минеральные питательные вещества для растений (вместе с основными функциями):

    К 2016 году в список были добавлены кобальт, натрий, ванадий и кремний, хотя все официальные органы не согласны с некоторыми из недавних добавлений. По мере появления более совершенных и точных инструментов измерения дополнительные элементы могут быть определены как важные, добавив к списку потенциально ограничивающих элементов для растениеводства.В качестве интересного примера недавно было показано, что кобальт играет очень важную роль в производстве азота в бобовых культурах.

    Доступность основных питательных веществ для растений влияет на рост, качество, воспроизводство и иммунную систему растений. Хотя они необходимы растениям в разных количествах, все они должны присутствовать, чтобы растение могло жить, и они должны присутствовать в количествах, необходимых для роста растения. На протяжении всего жизненного цикла растения сталкивается с множеством проблем, и не всегда легко определить причину какой-либо конкретной проблемы — правильное минеральное питание важно, но это лишь одна часть среды роста растения.Закон Либиха — очень полезная концепция для сельского хозяйства, поскольку он просто концептуализирует концепцию, которая не обязательно очевидна для практического производителя, выполняющего множество обязанностей.

    Итак, «Закон Либиха» полезен и практичен; его значение важно для нашего понимания того, как наиболее эффективно добиться прибыльных урожаев и качества товарных культур. Тестирование почвы и растений на содержание питательных веществ считается лучшим способом определения дефицита и дисбаланса.Но даже самые лучшие и дорогие программы тестирования могут предоставить только моментальный снимок «момента времени» из жизни завода. Помня об основном соотношении основных минеральных питательных веществ и их относительных количеств, необходимых для растения, может помочь гроверу опередить «кривую плодородия».

    В следующем разделе закона Либиха мы обсудим, как он применяется на протяжении всего жизненного цикла сельскохозяйственных культур и как эти знания могут быть использованы для более эффективного выращивания товарных культур.

    Закон минимума Либиха — обзор

    7.3 Дозировка удобрений для папайи с использованием эмпирического подхода

    Как объяснялось ранее, папайя является культурой с очень высокой потребностью в питательных веществах, поэтому вполне предсказуемо, что урожайность увеличится, если нормы внесения удобрений для растений урожай увеличен. Было проведено несколько экспериментов для оценки влияния азота, фосфора и калия на реакцию урожайности, и рекомендации по норме удобрений для различных регионов были основаны на результатах этих экспериментов.

    Kumar et al. (2010) рекомендовали удобрение 300, 300 и 300 г N, P 2 O 5 и K 2 O, соответственно, на одно растение в год, основываясь на оценке норм удобрений на разных полях. локации. Проведя аналогичный эксперимент, Гомес Оливейра и Корреа Калдас (2004) рекомендовали годовую дозу удобрений 347 и 360 кг / га N и K 2 O, соответственно, для региона Крус-дас-Алмас-Ба, Бразилия.

    В Коста-Рике Фальяс разработал эксперимент по оплодотворению с дозами азота, фосфора и калия, основываясь на результатах Fallas et al.(2014). Для этого эксперимента (неопубликовано) нормы азота и калия составляли 700 кг N / га и 700 кг K 2 O / га, соответственно, распределенные в течение 9 месяцев и с использованием плотности посадки 1600 растений на гектар. . Результаты этого эксперимента по удобрению показали высокую реакцию папайи на высокие нормы удобрения (до 132 тонн свежих фруктов на гектар в дистричной почве), а также сильное взаимодействие между питательными веществами и урожайностью сельскохозяйственных культур (рис. 42.7). ).

    Рис. 42.7. Количество плодов на растении на стадии первого урожая Carica papaya L. cv. Pococí как функция уровней азота и калия в полевых условиях в Атлантическом регионе Коста-Рики. Нормы внесения удобрений соответствуют суммарному количеству за 9 месяцев.

    Рекомендация по внесению удобрений, основанная на региональных экспериментах по норме питательных веществ, хотя и практичная, а в некоторых случаях функциональная, большую часть времени игнорирует процессы, которые управляют реальной доступностью, поглощением и перемещением питательных веществ в системе почва-растение-атмосфера, поэтому существует скрытый риск загрязнения источников подземных вод.Тем не менее, такого рода эксперименты в сочетании с методами, которые рассматривают взаимосвязь между питательными веществами и их взаимосвязь с факторами окружающей среды, являются хорошим вариантом для обнаружения лимитирующих питательных веществ для конкретных условий, для корректировки ограничений по питательным веществам и для улучшения программ удобрения.

    Хорошо известно, что различные факторы роста (свет, температура, вода и различные питательные вещества) не могут рассматриваться независимо от удобрения, даже если для регионов их пространственное изменение может быть небольшим (например,г., свет и температура). Основная причина заключается в том, что разные факторы роста могут влиять на реакцию друг друга культур. В частности, в отношении питательных веществ, взаимодействия для поглощения и роста сельскохозяйственных культур были признаны Janssen et al. (1990). Они разработали и параметризовали модель QUEFTS, которая учитывает такие взаимодействия, которые для папайи очень необходимы, как показано на рис. 42.7.

    Основная концепция связана с законом минимума Либиха, согласно которому питательное вещество с наименьшим количеством питательных веществ определяет урожайность урожая и усвоение других более доступных питательных веществ.Поскольку ограничивающее питательное вещество вносится в виде удобрения, увеличивается его потребление, а также потребление других питательных веществ. Соотношения между скоростями усвоения различных питательных веществ изменяются в зависимости от того, какое питательное вещество является ограничивающим и какие скорости могут быть достигнуты, например, очень недостаточная или слегка недостаточная доступность ограничивающего фактора (Janssen et al., 1990; Sattari et al., 2014 ). Соответственно, удобрение ограничивающим питательным веществом может привести к синергетическому эффекту, если в то же время удобряются и другие питательные вещества.Такая многомерность важнейших питательных веществ и других факторов роста (поступающая радиация и доступность воды) усложняет моделирование оптимальных условий и предъявляет высокие требования к экспериментальной основе удобрения (с учетом эффектов кросс-факторов).

    As Sattari et al. (2014) пришли к выводу, что другие факторы, кроме N, P и K (рассматриваемые в настоящее время в QUEFTS), могут быть важными и значительно варьироваться от региона к региону. Основными ограничениями подхода QUEFTS являются также игнорирование неоднородности почвы, изменчивости погоды и серьезные экспериментальные усилия по параметризации модели для определенного региона и культуры.Тем не менее, это последнее усилие осуществимо, если регион в отношении этих других факторов (климата, гидрологии и типа почвы) является достаточно однородным и имеет достаточный размер, чтобы проводить обширные эксперименты по плодородию участков. Тогда этот подход, без сомнения, гораздо более уместен, чем оценки, не учитывающие взаимодействия между факторами роста.

    С другой стороны, есть некоторые замечания, которые следует учитывать перед внедрением подхода QUEFTS, например, в атлантическом регионе Коста-Рики с вулканическими почвами, модельные прогнозы для кукурузы и травы существенно отличались от реальных данных (Nieuwenhuyse , 1988), что было связано с поведением аллофановых почв в отношении минерализации азота и удерживания фосфора.Также для папайи, насколько известно авторам, отсутствуют данные об одновременном потреблении питательных веществ и их урожайности при вариациях в поставке основных питательных веществ. Эти данные необходимы для определения потенциального предложения и фактического поглощения N, P и K, как определено Janssen et al. (1990).

    Однако в настоящее время в Коста-Рике и других странах взаимодействие между различными питательными веществами не всегда принимается во внимание. Затем, вместо этого, для каждого питательного вещества потребность в удобрениях основана на известных потребностях сельскохозяйственных культур, выборочных экстракциях почвы (без калибровки для папайи) и предполагаемой эффективности удобрений.Для этого подхода расчет потребности в питательных веществах основан на данных о потреблении питательных веществ культурой, например, согласно информации, опубликованной Cunha and Haag (1980) и Fallas et al. (2014). Расчет доступного количества питательных веществ основан на эмпирической калибровке концентраций питательных веществ, определенных экстрагентом почвенного раствора, таким как Mehlich I, II, III, KCl и Olsen. Эта калибровка основана на реакции культуры на добавление удобрений при различных концентрациях питательных веществ в почве, определяемых экстрагентом.Такая калибровка требует большого количества экспериментов в различных почвенных условиях. Таким образом, как известно авторам, информации о конкретной калибровке для папайи не существует.

    Если концентрация раствора в почве превышает определенную критическую концентрацию, предполагается, что почва может поставлять питательные вещества для сельскохозяйственных культур. Если это не так, предполагается, что необходимо применить все потребности растений с помощью добавок удобрений (органических и / или неорганических).

    Наконец, эффективность удобрения может быть оценена в соответствии с условиями окружающей среды (такими как осадки и влажность почвы) и геохимическими характеристиками почвы, которые в основном связаны с текущим содержанием питательного вещества и его реакционной способностью с матрицей почвы. В большинстве случаев такой расчет эффективности является субъективным решением, и предполагаются большие потери, чтобы избежать ограничения роста урожая и урожайности. Этот последний аспект предосудителен с экологической точки зрения, а также может привести к загрязнению источников подземных вод и увеличению выбросов парниковых газов.

    Подчеркнув процедуру этого эмпирического подхода и его ограничения, количество необходимых удобрений для каждой стадии урожая можно рассчитать с помощью

    (42,1) кг питательных веществ / га = Потребность культуры в питательных веществах / га — Обеспечение почвенными веществами / га% Эффективность удобрений × 100

    Что касается управления внесением удобрений с помощью органических удобрений и биоудобрений, доступны только случайные исследования. Они могут быть полезны на практике и могут дать представление о возможных результатах использования органических материалов и микроорганизмов, но в большинстве этих исследований отсутствуют объяснения механизмов, которые регулируют доступность питательных веществ и их усвоение папайей в различных условиях: почва-микроорганизмы-растение. -атмосферный континуум.Следовательно, трудно разработать общие рекомендации по органическим добавкам и микроорганизмам для разнообразных и гетерогенных условий, в которых папайя выращивается во всем мире. Несмотря на эти проблемы, благотворное влияние органических веществ и полезных микроорганизмов на плодородие, продуктивность и устойчивость почв имеет большое значение. Об использовании биоудобрений в различных климатических условиях, наличии фосфора и т. Д. Schütz et al. (2018) провели метаанализ и дали некоторое представление об использовании этих продуктов в нескольких условиях.Из-за ограниченной поддержки наблюдений в литературе, обобщение, которое является целью данной главы, все еще недоступно.

    Закон минимума Либиха — Aquascaping Wiki

    Закон минимума, прославленный немецким ученым Юстусом фон Либихом (1803-1873), описывает, как рост растений сдерживается ограниченными ресурсами.Для здорового роста растениям необходимо множество различных питательных веществ, так называемых основных питательных элементов. Если только один из этих элементов недостаточен, рост растений будет подавлен, даже если все другие важные питательные вещества доступны в изобилии.
    Это также верно для всех других ресурсов, таких как свет и подходящая температура для соответствующих видов растений. Самый дефицитный ресурс всегда ограничивает рост растений и поэтому считается ограничивающим фактором.

    Ссылка: общественное достояние через Викимедиа.org

    В соответствующей литературе закон минимума Либигса демонстрируется на модели так называемого ствола Либигса: он изображен в виде ствола с клепками разной высоты. Вода течет в бочку, но может подняться только настолько, насколько позволяет самый короткий стержень, потому что она будет вытекать из соответствующей щели. Стержни представляют собой различные питательные вещества и другие факторы роста, самый короткий стержень представляет собой ограничивающий фактор. Уровень воды в бочке символизирует рост растений, который ограничен соответствующим минимальным фактором.

    Применительно к аквариуму с растениями или акваскейпам закон минимума ясно показывает, насколько важен полный запас питательных веществ для обеспечения здорового роста ваших водных растений. Мы подробно рассмотрели необходимые ресурсы в нашей специальной статье «Удобрение аквариума с растениями». Четыре основных ресурса для аквариумных растений — это свет, углерод (через CO 2 ), микроэлементы и макроэлементы.

    Если у водных растений появляются признаки дефицита, возможно, даже в сочетании с усиленным ростом водорослей, причиной обычно является дисбаланс в питательной поддержке.Согласно закону Либигса, одного недостаточного фактора может быть достаточно, чтобы нарушить здоровый рост ваших водных растений. Таким образом, если дать им больше света и CO 2 , это не приведет к лучшему росту растений, если будет просто нехватка другого конкретного питательного вещества, такого как азот или железо.

    В качестве контрмеры необходимо выявить и устранить пробелы в питании. Для этого важны две вещи: во-первых, необходимо проверить параметры воды с помощью соответствующих тестов воды, а во-вторых, вы должны попытаться интерпретировать симптомы дефицита, видимые на растениях.Характер повреждений, по крайней мере, примерно помогает определить определенный дефицит питательных веществ. Для этого рекомендуем соответствующую статью «Симптомы дефицита у водных растений».

    (PDF) Закон минимума парадоксов

    34 А.Н. Горбань, Л. Покидышева, Е.В. Смирнова, Т. Тюкина

    7. А.Дж. Блум, Ф. Чапин III, Х.А. Муни, (1985), Ограничение ресурсов в растениях — экономическая аналогия

    . Анну. Rev. Ecol. Syst. 16, 363–392.

    8.Ф.С. Чапин, III, Э. Шульце, Х.А. Муни, (1990), Экология и экономика хранения

    в растениях, Annu. Rev. Ecol. Syst. 21, 423–447.

    9. А.Н. Горбань, В. Манчук, Е. Петушкова (Смирнова) (1987) Динамика корреляций физических параметров

    и эколого-эволюционный принцип полифак-

    территориальности // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. Vol.10. Гидрометеоиз-

    дат, Ленинград, с. 187–198.

    10. K.R. Седов, А. Горбань, Е.В. Петушкова (Смирнова), В. Манчук, Е. Шала-

    мова, (1988), Корреляционная адаптометрия как метод скрининга населения,

    Вестн Акад Мед Наук СССР (10), 69–75. PMID: 3223045

    11. A. Sih, S.K. Глисон, (1995), подход к эволюционной экологии, ориентированный на пределы,

    Trends in Ecology and Evolution 10 (9), 378–382.

    12. R.K. Кобе (1996) Внутривидовые колебания смертности и роста молодых саженцев предсказывают

    Географические изменения в составе лесов, В: Экологические монографии: Vol.66 (2),

    с. 181–201.

    13. Х.А. ван ден Берг, (1998), Множественное ограничение питательных веществ в одноклеточных: реконструкция закона Либиха

    , Mathematical Biosciences, 149 (1), 1-22.

    14. О. Омон, Э. Майер-Реймер, С. Блейн, П. Монфрей, (2003), Модель экосистемы глобального океана

    , включая Fe, Si, P-колимитации, глобальные биогеохимические циклы 17

    ( 2), 1060, DOI: 10.1029 / 2001GB001745.

    15. Т. Эгли, М. Зинн (2003), Концепция роста микроорганизмов, ограниченного множеством питательных веществ,

    и ее применение в биотехнологических процессах, Biotechnology Advances 22

    (1-2), 35 –43

    16.М. Зинн, Б. Витолт, Т. Эгли, (2004), Двойной рост, ограниченный питательными веществами: модели, экспериментальные

    мысленных наблюдений и приложений, Journal of Biotechnology 113 (1-3), 263–279.

    17. T. Wutzler и M. Reichstein, (2008), Колимитация разложения субстратом

    и деструкторами — сравнение модельных составов, Biogeosciences Discuss. 5,

    163–190.

    18. M. Danger, T. Daufresne, F. Lucas, S. Pissard, G. Lacroix, (2008), Распространяется ли закон Либиха

    минимального масштаба от видов к сообществам? Ойкос 117 (11), 1741–1751

    19.Ф. Семевский, С. Семенов (1982) Математическое моделирование экологических процессов,

    Гидрометеоиздат, Ленинград.

    20. M.A. Saito, T.J. Goepfert, (2008), Некоторые мысли о концепции колимитации: три определения

    и важность биодоступности, Лимнол. Oceanogr. 53 (1), 276–290

    21. GO Nijland, J. Schouls, J. Goudriaan, (2008), Интеграция производственных функций

    Либиха, Михаэлиса-Ментена, Мичерлиха и Либшера в одну модель системной динамики

    , NJAS — Wageningen Journal of Life Sciences 55 (2), 199–224.

    22. Г. К. Браун и К. Э. Купер (1993). Контрольный анализ, примененный к отдельным ферментам:

    Может ли выделенный фермент иметь уникальную стадию ограничения скорости? Биохим. J. 294, 87–94.

    23. А.

    РубрикаРазное

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *