Доступность питательных веществ почвы

Вопрос о том, насколько много питательных веществ фактически имеется в распоряжении одного растения или целого сообщества, относится не к содержанию их в почве, а к их доступности.

Тем самым было приведено чрезвычайно важное с точки зрения экологии доказательство, что степень роста определяется нормой поступающих питательных веществ (англ. nutrient addition rate), а не концентрацией их в субстрате свыше относительно низких нижних граничных величин. Ингестад продемонстрировал, что с помощью нормы поступления питания на хемостате можно «устанавливать» степень роста, и если давать питательных веществ больше, чем растение в состоянии усвоить, концентрация в растворе повышается. Эти связи не для всех минеральных веществ значимы в одинаковой степени, но сам принцип представляет собой исходный момент для понимания круговорота питательных веществ в природе и в то же время источник недоразумений, возникающих при сопоставлении агроиенозов и естественных систем.

Наилучший пример тесной связи между высвобождением питательных веществ и их потреблением — первичные влажно-тропические леса в Амазонской области на древних сильно выщелоченных почвах, с которых стекающая вода после сильных ливней по качеству близка к дистиллированной. Система тесно «связанная». Круговорот питательных веществ таким образом полностью замкнут, что может быть компенсировано возможными «брешами» в системе, когда, например, минеральные вещества почвы обогащаются за счет частиц пыли, принесенных из Сахары, что лишь недавно было доказано. Тесная связь между высвобождением и потреблением минеральных веществ обеспечивается свободно живущими и симбиотическими микроорганизмами (микориза). Они представляют собой в известной степени «склеивающие вещества» системы. В явно сезонном климате эта связь время от времени разрывается, поскольку предложение и спрос не синхронизированы. В этих случаях большую роль играют нейтральные «пулы» питательных веществ в почве (обмен ионами, образование комплексов, микробная биомасса).

Снабжение экосистемы всеми элементами, кроме азота, производится в конце концов за счет сохранившихся резервов в пронизанной корнями подпочве и биомассе, если не считать внесения летучей пыли.

В водоемах количество, состав и сезонная ритмика развития бентосных и планктонных растительных организмов решающим образом зависят от содержания в воде питательных веществ, особенно азота и фосфора.

В качестве примеров богатых питательными веществами эвтрофных водоемов с высокой продуктивностью можно назвать: в области морей — так называемые «зеленые океаны» (особенно у западных берегов материков, например Перу, Западной Африки, где ветер оттесняет бедные питательными веществами поверхностные слои воды и устремляет на их место богатые глубинные слои, или в антарктических и арктических морях с обусловленными температурами сезонными движениями воды), а также коралловые рифы, прибрежные мангры, ватты и устья рек (аллювиальные поймы) с хорошим снабжением питательными веществами, приносимыми с суши; в области пресных водоемов — озера на низменности с изменяющейся температурой воды, с перемешиванием водных слоев весной и осенью или реки, богатые взвешенными частицами. Им можно противопоставить бедные питательными веществами мезо- и олиготрофные водоемы со средней или малой продуктивностью, например «синие океаны», без просачивающихся кверху глубинных слоев воды (например, части Средиземного моря или центральная часть Южной Атлантики), холодные горные озера, дистрофные болотные воды (с высоким содержанием гумусовых веществ и pH от 3,5 до 5,0), холодные горные ручьи.

В водоемах с изменяющейся температурой воды (например, в морях и озерах умеренной зоны) фитопланктон достигает пиковых значений после весенней циркуляции воды вследствие хорошего снабжения питательными веществами (а также благоприятного светового и температурного режима), затем летом эти значения снижаются из-за расхода питательных веществ и еще раз несколько поднимаются во время осеннего движения воды перед установлением зимнего низкого уровня.

Са(НС03)2 СаС03 + Н20 + С02.

В водоемах с обилием организмов и недостаточным перемешиванием воды часто образуются как следствие деятельности гетеротрофных деструентов бедные кислородом или вообще лишенные его глубинные слои или отложения сапропеля, в которых могут существовать только немногие специализированные анаэробные виды (особенно бактерии).