 |
Лимитирующие факторы и экологичность сельхозпродукции
|
|
|
|
Экологические факторы. Проблема азотных удобрений
Учебно-методическое пособие
по дисциплине «Экология»
Уфа
В пособии рассмотрены экологические проблемы, связанные с широким применением в сельском хозяйстве азотных удобрений.
Приведены сведения о средствах и методике контроля содержания нитратов в продуктах растениеводства, методах профилактики риска нитратного отравления.
Рекомендуется для проведения лабораторной работы по дисциплине «Экология» студентами всех форм обучения.
Составители: Горелов В.С., доц., канд. тех. наук
Сухарева И.А., доц., канд. тех. наук
Буйлова Е.А., доц., канд. хим. наук
Рецензент Мазитова А. К., проф., д-р. хим. наук
© Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2014
Содержание
1 Экологические факторы…………………………………..…………….…4
2 Некоторые общие закономерности действия факторов среды
на организмы................................................................................................5
3 Лимитирующие факторы и экологичность сельхозпродукции................7
4 Проблема азотных удобрений……...……………………………..............7
5 Лабораторная работа. Исследование содержания нитратов
в продуктах растениеводства.....................................................................11
5.1 Нитрат-тестер «Соэкс»....................................................................11
5.2 Объекты исследований....................................................................13
5.3 Проведение исследований..............................................................13
5.4 Анализ полученных результатов...................................................14
Библиографический список……………………………....…………………….15
Приложении А……………………….………………..………………..………..16
Приложение Б.......................................................................................................18
|
|
|
Приложение В.......................................................................................................19
Приложение Г.......................................................................................................20
Экологические факторы
Жизнедеятельность любого организма или популяции, как и успех их выживания, зависит от того, насколько они приспособлены к условиям среды обитания.
Влияние среды на организмы обычно оценивают через отдельные экологические факторы. Под ними принято понимать любой элемент или условие среды, на которые организмы реагируют приспособительными реакциями, или адаптацией. За пределами приспособительных реакций лежат летальные (губительные для организмов) значения факторов.
По природе и характеру действия факторы среды подразделяются на биотические, абиотические и антропогенные.
Биотические факторы ‒ прямые или опосредованные воздействия других организмов, населяющих среду обитания данного организма. Все биотические факторы обусловлены внутривидовыми (внутрипопуляционными) и межвидовыми взаимодействиями.
Внутривидовые факторы - контакты между членами одной семьи, группы, стада, популяции одного вида (отношения полов, размножение, уход за потомством, взаимопомощь или, наоборот, конкуренция и т.п.). Межвидовые факторы - контакты между особями разных видов (разнообразные пищевые связи, межвидовая конкуренция, паразитизм и т.п.).
Исходя из сказанного, к биотическим факторам относится вся совокупность влияния жизнедеятельности одних организмов на другие.
Абиотические факторы - факторы неорганической (неживой) природы: свет, температура, влажность, давление, химический состав среды, концентрация веществ в ней. К абиотическим факторам относятся также такие факторы, как физические поля (гравитационное, магнитное), ионизирующая и проникающая радиация, суточные и сезонные изменения в природе.
Антропогенные факторы - факторы, обусловленные деятельностью человека: техногенное воздействие, чрезмерная эксплуатация природных ресурсов, загрязнение биосферы и многое другое.
|
|
|
Среди экологических факторов, наибольшее значение имеют факторы,
характеризующие доступность для организма различных форм вещества и энергии. Эти факторы называются ресурсными: ресурсы воды, энергии, света, кислорода, минеральной и органической пищи.
Некоторые общие закономерности действия факторов среды
На организмы
В комплексе действия факторов можно выделить некоторые закономерности, которые являются в значительной мере универсальными (общими) по отношению к организмам. К таким закономерностям относятся: правило оптимума, правило взаимодействия факторов, правило лимитирующих факторов и некоторые другие.
Правило оптимума. В соответствии с этим правилом для организма или определенной стадии его развития имеется диапазон наиболее благоприятного (оптимального) значения. За пределами зоны оптимума лежат зоны угнетения, переходящие в критические точки, за которыми существование организма вообще невозможно (рис. 1). К зоне оптимума обычно приурочена максимальная плотность популяции. Размеры зоны оптимума для различных организмов неодинаковы. Для одних они имеют значительный диапазон (эврибионты), для других - узкий диапазон (стенобионты).
Правило взаимодействия факторов. Сущность его заключается в том, что одни факторы могут усиливать или смягчать силу действия других факторов. Например, избыток тепла может в какой-то мере смягчаться пониженной влажностью воздуха, недостаток света для фотосинтеза растений ‒ компенсироваться повышенным содержанием углекислого газа в воздухе и т.п. Из этого, однако, не следует, что факторы могут взаимозаменяться. Они не взаимозаменяемы.
Рисунок 1 - Результаты действия фактора «Правило оптимума»
Правило лимитирующих факторов. Сущность этого правила заключается в том, что фактор, находящийся в недостатке или избытке (вблизи критических точек), отрицательно влияет на организмы и, кроме того, ограничивает возможность проявления силы действия других факторов, в том числе и находящихся в оптимуме. Лимитирующие факторы обычно обусловливают границы распространения видов (популяций), их ареалы. От них зависит продуктивность организмов и сообществ. Поэтому крайне важно своевременно выявлять факторы минимального и избыточного значения, исключать возможности их проявления (например, для растений - сбалансированным внесением удобрений).
|
|
|
Человек своей деятельностью часто нарушает практически все из перечисленных закономерностей действия факторов. Особенно это относится к лимитирующим факторам, в том числе к режиму минерального питания растений.
Лимитирующие факторы и экологичность сельхозпродукции
Для нормального роста растений необходим целый ряд биогенных элементов в виде анионов и катионов. Недостаток любого из них может стать лимитирующим фактором. При уборке урожая почва теряет часть этих веществ. Для компенсации ущерба человек вынужден ежегодно вносить в почву органические и минеральные удобрения. При этом возникает непростая задача соблюдения закона лимитирующих факторов: недостаток элемента не даст растению нормально развиваться, избыток может также угнетать растение и, кроме того, способствовать аккумулированию растительной массой далеко не всегда полезных веществ.
Дело в том, что у растений нет механизма, ограничивающего количество поступающих с питательным раствором тех или иных веществ. Поэтому всё, что поступило и не успело переработаться, откладывается в растительных тканях. Кроме того, у каждого элемента имеются свои границы оптимальной зоны, и они могут изменяться в зависимости от фазы развития растения и влияния других экологических факторов.
Многократно задача осложняется в мелких и личных хозяйствах, когда отсутствует реальная возможность проведения агрохимического анализа почвы.
Рассмотрим более подробно масштабы проблемы на примере азотных удобрений как одних из наиболее распространенных и крупномасштабных.
|
|
|
