Закон лимитирующего фактора.

Живой организм в природных условиях одновременно подвергается воздействию со стороны не одного, а многих экологических факторов, как биотических, так и абиотических, причем каждый фактор требуется организму в определенных количествах или дозах. Растения нуждаются в значительных количествах влаги, питательных веществ (азот, фосфор, калий), но требования к другим веществам, например бору или молибдену, определяются ничтожными количествами. Тем не менее, недостаток или отсутствие любого вещества, как макро, так и микроэлемента отрицательно сказывается на состоянии организма, даже если все остальные присутствуют в требуемых количествах.

Немецкий ученый Г.Лигих один из основоположников агрохимии, сформулировал теорию минерального питания растений. Он установил, что развитие растения или его состояние зависят не от тех химических элементов или веществ, то есть факторов, которые присутствуют в почве в достаточных количествах, а от тех которых не хватает. Так достаточное для растений содержание азота или фосфора в почве не может компенсировать недостаток железа, бора или калия. Если любого, хотя бы одного из элементов питания в почве меньше, чем требуется данному растению, то оно будет развиваться не нормально, замедленно или иметь патологические отклонения. Результаты своих исследований Лигих сформулировал в виде фундаментального закона минимума.

Веществом, присутствующем в минимуме, управляется урожай, определяется его величина и стабильность во времени.

Закон минимума справедлив не только для растений, но и для всех живых организмов, включая человека. В ряде случаев недостаток каких – либо элементов в организме приходится компенсировать употреблением минеральной воды или витаминов.

Некоторые ученые выводят из закона минимума дополнительное следствие, согласно которому организм способен в определенной степени заменить одно дефицитное вещество другим, то есть компенсировать недостаток одного фактора присутствием другого функционально или физически близкого, однако подобные возможности крайне ограничены.

Закон Лигиха является одним из основополагающих законов экологии. Однако в начале 20 – го столетия американский ученый Шелфорд показал, что вещество или любой другой фактор, присутствующий не только в минимуме, но и в избытке по сравнению с требуемым организму уровнем может приводить к нежелательным последствиям для организма. Чем шире амплитуда колебаний фактора, при которой организм может сохранять жизнеспособность, тем выше его устойчивость, то есть толерантность к тому или иному фактору (латинское слово толеранция означает терпение, отсюда слово толерантный переводят как устойчивый, терпимый, а толерантность можно определить как способность организма выдерживать отклонения экологических факторов от оптимальных для его жизнедеятельности значений). Закон Шелфорда или так называемый закон толерантности гласит: Любой живой организм имеет определенные эволюционно унаследованные верхний и нижний пределы устойчивости (толерантности) к любому экологическому фактору.