Закон либиха примеры растений

Закон минимума Либиха в экологии (с примерами)

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.

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

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:

Источник

Важность бочки Либиха, или как обнуление питания влияет на равновесие в аквариумной среде

Приходишь к другу в гости, а у него: большой аквариум, здоровые, активные рыбки и яркие сочные растения. А у тебя дома – чахлый редкий папоротник под толщей 100 литров воды и непонимание, чего аквариумному миру не хватает. Самое время познакомиться с принципом бочки Либиха, или законом лимитирующего фактора.

Зачем Либиху какая-то бочка и при чем здесь аквариум?

Немецкий ученый, профессор органической химии Юстус фон Либих (1803–1873) в буквальном смысле перевернул науку. Именно ему мы обязаны активным применением минеральных удобрений и разделению микронутриентов на три группы – белки, жиры и углеводы.

• разработал технологию, упаковывающую мясной экстракт в привычный нам «бульонный кубик»;
• придумал состав детской смеси;
• разработал теорию изомеров;
• познакомил нас с теорией радикалов;
• внес много нового в понимание физиологии животных и растений.

Либиха по праву считают основателем биохимии и агрохимии. За все свои достижения ученый получил степень доктора наук (в 21 год, кстати), кучу разных наград, медалей, а также пару памятников в Германии и Уругвае. Но сегодня не об этом.

Главное — Юстус фон Либих донес до масс «Теорему минимума» Карла Шпренгеля и приспособил ее для лучшего понимания органического мира. Либих считал, что рост растений напрямую зависит от ограниченного набора ресурсов, а не от всех доступных. И если один из важнейших элементов находится в минимуме, то весь рост флоры тормозится. Даже если остальных элементов в достатке.

Особое влияние на флору оказывают калий, фосфор и азот.

Этот принцип отлично иллюстрирует бочка Либиха. Представьте деревянную емкость, наполненную водой. Нижняя часть бочки плотная и не пропускающая жидкость, а вот верхняя состоит из дощечек разной высоты. И чем выше дощечка, тем благоприятнее ситуация с определенным фактором, а чем она ниже – тем слабее вся система в целом.

И когда бочка наполняется водой, логично, что жидкость будет выливаться через ближайшее пустое пространство, не позволяя наполнить емкость до самого верха. Чем ниже расположена «дыра», тем меньше воды будет в самой бочке, даже если остальные дощечки стоят плотным высоким строем.

На примере флоры: допустим, растение получается необходимое количество минеральных веществ и света, но продолжает медленно погибать. Допустим, ему не хватает воды.

Так есть ли смысл подкармливать корни калием и азотом, бесконечно улучшать освещение, если все что нужно растению для счастливой жизни – это вода?

В аквариумистике принцип Либиха особенно важен. В водной среде растения, водоросли, рыбы и прочие обитатели тесно взаимосвязаны между собой. Нехватка одного элемента влечет за собой постепенную гибель всего водного мира. Поэтому так важно следить, чтобы все «дощечки» аквариума были примерно на равной высоте.

Применение закона Либиха на практике

Когда речь заходит о наземных растениях, то все просто: СО2 в воздухе достаточно, освещения тоже, весь вопрос в воде – она может быть в дефиците, особенно в жарких южных регионах. Для водной флоры все совсем по-другому. Воды в избытке, а вот поступление СО2, света и минералов нужно контролировать.

Определить требуемое количество СО2 не всегда легко. Нужно учесть и объем аквариума, и количество живности в нем. Но в среднем, требуется 1 пузырек (в минуту) на 10 литров воды.

То есть, если всего в аквариуме чистой воды 200 литров, то нужно 20 пузырьков в минуту (по схеме 200/10*1=20). Контроль подачи СО2 проводится через дропчекер (Drop checker).

Теперь о другой ситуации. Когда в аквариуме налажена биофильтрация, а соотношение света и СО2 благоприятно для роста и активного развития флоры, встает вопрос о питательных веществах. Какие именно удобрения нужны, а также их количество и способ доставки (либо шариками в почву, под корни растений, либо в жидком виде прямо в воду) – все это зависит от конкретных растений и от тех условий, которым им созданы в аквариуме.

О принципе Либиха подробно

Что нужно аквариумному миру

Элементы, необходимые аквариумным растениям для быстрого роста и развития, можно упорядочить по степени важности.

Самые важные вверху списка:

При восполнении потребностей флоры начинать надо с первого пункта и постепенно продвигаться вниз.

О важности света

Для осуществления фотосинтеза растениям нужны кислород, углерод, водород, а также энергия света. Причем, не менее 674,000 кал. При недостаточно ярком свете фотосинтез тормозится или не происходит совсем.

Для нормального роста аквариумных растения нужны достаточно мощные флуоресцентные лампы (от 0,5 до 1 ватт/литр) и обязательная регулярная подача СО2.

О важности CO2

В основе всей органики растений лежит углерод (С). На него приходится почти половина сухой массы любого представителя флоры. В аквариумном же пространстве количество углерода настолько мало, что без дополнительной подачи CO2 растениям просто неоткуда будет брать строительный материал для дальнейшего роста.

Вообще углерод растения могут получить в двух формах: газообразной (известный нам СО2, или оксид углерода) и растворенной в воде (HCO3-, или бикарбонат). Для получения углерода из второй формы требуется много энергозатрат, поэтому растения по возможности предпочитают потреблять СО2.

Плюс некоторые представители морской флоры не способны напрямую утилизировать бикарбонат и на его основе осуществить фотосинтез. А без фотосинтеза нарушится микросреда аквариума, да и само растение проживет недолго. Поэтому растворенный в воде СО2 – лучший вариант «подкормки» растений легко ассимилируемым углеродом.

О важности минералов, и почему обнуление – это плохо

Довольно часто начинающие аквариумисты обеспечивают растения только светом и СО2 и радуются, что флора бурно растет. Да, несколько недель рост продолжается, а потом постепенно сходит на нет, и у растений становится заметна нехватка микро- и макроэлементов. Еще и водоросли начинают стремительно появляться.

Новички забывают, что при достаточном количестве света и СО2 растения могут позволить себе быстрый рост. А вот строительного материала для дальнейшего развития не хватает. Поэтому самые важные элементы — азот N, фосфор P и калий K – нужно дополнительно вносить и не допускать обнуления.

Как правило, удобрения вносятся в концентрации, достаточной для роста растений. Можно даже чуточку больше, с запасом. Благодаря регулярным (хотя бы раз в неделю) подменам воды чрезмерного накопления элементов не будет. А растениям количества подкормки хватит для органичного роста и развития.

Что обычно интересует аквариумистов в вопросах питания растений

Среди смесей макроудобрений подойдет практически любое. А вот с микроудобрениями сложнее. Их лучше подбирать индивидуально, в зависимости от потребностей конкретного аквариума и не экономить. От плохих удобрений проблем больше, чем пользы. Поэтому выбирайте проверенные бренды.

свет соответствующего спектра, необходимой интенсивности и длительности;

— регулярная подача СО2;
— грунт с питательными свойствами;
— микроэлементы и макроэлементы в нужных количествах.

Обнуление фосфатов на пару-тройку дней не сделает растениям сильно плохо, так как в условиях аквариума фосфаты вырабатываются за счет среды. Плюс фосфаты – это своеобразная метка объема микроэлементов, который нужно уменьшить или увеличить. Если они обнулились, значит удобрения нужно уменьшить. Или же увеличить подачу самих фосфатов, чтобы восстановить баланс.

А вот обнуление нитратов (азота) может привести к неприятным последствиям. Растения используют их для питания, поэтому длительная нехватка нитратов может погубить флору.

Сразу после посадки растения лучше добавить коревое удобрение (в виде шариков или таблеток). А потом после каждой замена воды рекомендуется добавлять жидкое удобрение.

При недостатке азота растение медленно развивается, желтеет, могут опадать листья. Параллельно увеличивается количество водорослей в аквариуме.

Когда не хватает фосфора, листья растений покрываются бурыми или фиолетовыми пятнами и могут даже опасть.

При нехватке калия появляются дырочки на листьях, замедляется рост растений, а новые листья формируются маленькими и как будто обожженными по краям.

Нехватка остальных элементов проявляется реже, но она тоже довольно заметна. Старые листья желтеют или темнеют, новые появляются не так активно, а ствол может казаться голым и неприглядным.

В форме заключения

Закон Либиха хорош тем, что помогает сбалансировать внутреннюю среду аквариума. Когда вроде бы все обеспечивается, а растения медленно угасают, имеет смысл пройтись по списку важных элементов для их развития и найти ту самую низкую дощечку. Практикой уже доказано, что стоит устранить один наиболее важный дефицит, и вся система придет в баланс.

Видео-обзор, что представляет собой «Бочка Либиха»

Источник