2. Взаимодействие экологических факторов.

Факторы среды воздействуют на растение совместно, в комплексе. Степень устойчивость организмов по отношению к какому либо фактору среды зависит от того, с какой силой и в каком сочетании действуют одновременно другие факторы. И наоборот, один и тот же экологический результат может быть получен разными путями, т.е. разным сочетанием факторов. .

Например, интенсивность фотосинтеза зависит от освещенности и содержания в атмосфере СО₂. Увеличить интенсивность фотосинтеза можно путем увеличения освещенности или, при ослабленной освещенности, - путем повышения концентрации СО₂. Многие растения, предпочитающие условия полутени, при достаточном почвенном увлажнении могут нормально развиваться в условиях высокой освещенности. Увядание растений можно приостановить путем как увеличения количества влаги в почве, так и снижения температуры воздуха, уменьшающего испарение.

Таким образом, можно говорить о частичной заменяемости основных экологических факторов. Частичная заменяемость возможна до тех пор, пока все факторы среды находятся в пределах диапазона толерантности для данного вида.

В то же время, взаимная компенсация действия факторов среды имеет определенные пределы, ни один из необходимых экологических факторов не может быть полностью заменен другим. Полное отсутствие воды или одного из основных элементов минерального питания делает жизнь растения невозможной, несмотря на самые благоприятные сочетания других условий. Крайний дефицит тепла в полярных пустынях нельзя восполнить ни обилием влаги, ни круглосуточной освещенностью. Существует понятие полная незаменимость экологических факторов.

Учитывая в растениеводстве закономерности взаимодействия экологических факторов, можно создавать оптимальные условия для выращивания культурных растений.

3. Ограничивающий фактор.

Если большинство экологических факторов, составляющих условия существования, благоприятны для организма, но какой-либо один из факторов среды удаляется от оптимума или выходит за пределы диапазона толерантности (ниже минимума или выше максимума), то существование организма становится невозможным. Именно этот фактор и будет определять конечный результат действия среды на живые организмы и называется ограничивающим.

Например, при оптимальной освещенности и содержании макроэлементов в почве, но в условиях недостатка влаги растение существовать не может. Другой пример: под пологом буковых лесов складывается оптимальный тепловой режим, формируются богатые почвы, отмечается повышенное содержание углекислоты и т.д., но травянистый покров сильно угнетен из-за резкого недостатка света.

Изменить этот результат действия среды на растение можно только путем воздействия на ограничивающий фактор.

Закон «ограничивающего фактора» был сформулирован агрохимиком Ю. Либихом в 1840 г. Он показал, что при недостатке в почве одного из химических элементов, удобрения, содержащие другие элементы, на растения не действуют. И только внесение недостающего элемента приводит к увеличению урожая.

Ограничивающие факторы среды определяют географический ареал вида. Так, продвижение вида на север может ограничиваться недостатком тепла, в пустыни – недостатком влаги и высокими температурами. Ограничивающим фактором могут служить и биотические отношения, например недостаток опылителей для растений. Так, инжир родиной из Средиземноморья и опыляется единственным вид насекомых – осы Blastophaga psenes. Завезенный в Калифорнию инжир не плодоносил до тех пор, пока туда не завезли ос опылителей. Распространение бобовых в Арктике ограничивается распределением опыляющих их шмелей. На островах, где нет шмелей, не встречаются и бобовые, хотя существование там этих растений возможно.

Чтобы определить, сможет ли вид существовать в данном географическом районе, нужно в первую очередь выяснить, не выходят ли какие либо факторы среды за пределы зоны толерантности.

Выявление ограничивающих факторов очень важно для растениеводства, так как только после их устранение, можно быстро и эффективно повысить урожайность или декоративные качества растений. Так, на сильно кислых почвах урожай пшеницы можно незначительно увеличить, применяя разные удобрения, но наилучший эффект будет получен только после известкования, которое снимет ограничивающие действия кислотности. Знание ограничивающих факторов - это ключ к управлению жизнедеятельностью организмов.

Реакции организмов на действие среды. Адаптация.

Живые организмы вынуждены постоянно приспосабливаться к меняющимся факторам среды, особенно неблагоприятным. У них существует два способа преодоления неблагоприятных влияний: избегание их и приобретение выносливости (толерантности).

1. Избегание. Используется в основном животными. У растений это вынос листвы к свету у светолюбивых лиан, сезонная ритмика развития.

2. Выработка устойчивости. Этот способ присущ преимущественно растениям. Основная стратегия жизни растений – пластичность структуры, функций, выработка приспособительных изменений строения, процессов жизнедеятельности.