Розділ «3. ЛЮДИНА ЯК ОБ'ЄКТ, ЯКИЙ ПОТРЕБУЄ ЗАХИСТУ В УМОВАХ СЕРЕДОВИЩА, ЩО ОТОЧУЄ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКІ ВИРОБНИЦТВА»

Властивості газової оболонки Землі неоднакові за вертикаллю. Велике значення має зменшення атмосферного тиску. На висоті

6200 м його значення зменшується вдвоє відносно рівня моря. Цей фактор важливий для фотосинтезу через залежність цієї реакції від парціального тиску CO2, а також для аеробних організмів, бо процес газообігу напряму залежить від величини парціального тиску кисню.

Велике значення для життя на Землі має озоновий прошарок. Він знаходиться на висоті 10—100 км; максимальна концентрація на висоті близько 20 км. Озоновий екран має велике значення для зберігання життя на Землі. В прошарку озону поглинається більша частина сонячного ультрафіолетового випромінювання (особливо це стосується короткохвильової частини, яка дуже небезпечна для живих організмів). В умовах існування озонового прошарку до поверхні Землі доходить тільки м'яка частина потоку цього випромінювання, яка необхідна для нормального розвитку і функціонування живих організмів без заподіяння їм шкоди.

Повітря як середовище життя має визначені особливості у впливі на еволюційний розвиток механізмів Землі. Високий зміст кисню (близько 21 % в повітрі) визначає високі енергетичні показники організмів.

З іншого боку — наявність зниженої і непостійної вологості впливає на водно-сольовий обмін і роботу легенів. Атмосфера є носієм тепла та вологи. Через неї відбувається також фотосинтез і обмін енергією. Атмосфера впливає на характер і динаміку всіх процесів на Землі.

Газова оболонка захищає все, що є на Землі від "зоряних уламків". Метеорити, що не перевищують розміру горошини, під впливом земного тяжіння з великою швидкістю (від 11 до 64 км/с) потрапляють в атмосферу планети, нагріваються там в результаті тертя об повітря і на висоті 60—70 км згоряють. Атмосфера захищає Землю і від великих космічних уламків.

Велике значення атмосфери і в розподілі світла. Повітря атмосфери розбиває сонячні промені на мільйони малих променів, розсіює їх і утворює те рівномірне освітлення, до якого ми звикли. Наявність повітряної оболонки дає нашому небосхилу голубий колір.

Атмосфера є середовищем, в якому розповсюджуються звуки, без повітря на Землі була б невимовна тиша і не чутно було б людського спілкування.

Літосфера — це "кам'яна оболонка" Землі, верхня частина земної кори. Літосферу розглядають як частину біосфери. Звичайно насамперед мають на увазі її поверхню, що подрібнена в процесі фізичного, хімічного і біологічного вивітрювання і яка містить поряд з мінеральними також і органічні речовини. Ця частина літосфери, що має особливі властивості і функції, зветься ґрунтом.

Ґрунт є складною полідисперсною трифазною системою, яка включає тверду (мінеральні частини), рідку (ґрунтова волога) і газоподібну фази. Співвідношення цих трьох складових визначає основні фізичні властивості ґрунту як середовища помешкання живих істот. Хімічні властивості ґрунту суттєво залежать від органічної речовини, яка також є невід'ємною складовою часткою ґрунту.

Склад і розмір мінеральної частки (тверда фаза) визначає механічні властивості ґрунту. За розмірами тверді частки в ґрунті поділяються на великі (більше 30 мм в діаметрі) уламки материнської породи, гальку та хрящ (діаметр 3—30 мм), гравій (3—1 мм), пісок (1—0,25 мм), пил (0,25—0,01 мм) та мул (частки діаметром менш як 0,01 мм). Співвідношення цих категорій часток формує механічний (гранулометричний) склад ґрунту. За цими ознаками розрізняють ґрунти піщані (вміщують більше 99 % піску), супіщані (90—80 %), легкі, середні і важкі суглинки (відповідно 80—70 %, 70— 55 % і 55—40 %) і глини — легкі (40—30 %), середні (30—20 %) і важкі (менше 20 % піску). Тип ґрунтів залежно від їх механічного складу розподіляють за ступенем важкості їх обробітку.

Окремі мінеральні частки в складі ґрунту звичайно склеюються одна з іншою, формуючи більш чи менш великі агрегації, простір між котрими заповнений повітрям (газоподібна фаза) і водою (рідина). Співвідношення різних за величиною агрегацій мінеральних часток і відповідно розміри простору між ними (ступінь пористості чи бурильності ґрунту) визначають структуру ґрунту: брилоподібна, грудкувата, горіхувата, крупнозерниста, мілкозерниста, пилувата й ін. За ступенем пористості розрізняють ґрунти тонкопористі (діаметр пор менше 1 мм), пористі (1—3 мм), губчасті (3—5 мм), ніздрюваті (5—10 мм), коміркові (більше 10 мм), трубчасті (пори чи порожнеча з'єднуються в канальці).

Механічний склад і структура ґрунту — провідний фактор формування його властивостей як середовища помешкання живих організмів: аерації ґрунту, їх вологості і вологомісткості, тепломісткості і термічного режиму, а також умов переміщення в ґрунті тварин, розподіл коріння рослин та ін.

Мінеральні частки займають 40—70 % загального об'єму ґрунту. Залишки простору становлять систему пор, порожнечі і канальців, які зайняті повітрям та водою.

Вода (ґрунтова волога) може знаходитися в ґрунті в трьох станах: гравітаційному, капілярному і міцно-пов'язаному (гігроскопічному). Гравітаційна вода заповнює відносно великі (які не мають властивостей капілярності) пори і порожнечі в ґрунті; вона доступна для рослин. Попадаючи в ґрунт з поверхні переважно як результат атмосферних опадів, ця частка рідини є складним розчином, який має властивості залежно від складу розчинених речовин. Так, наприклад, рН ґрунтового розчину може коливатися від 3—3,5 (болота) до 10—11 (солонці). Від складу розчинених речовин залежить і роль ґрунтової вологи у водному режимі і харчуванні рослин.

Коли ґрунтові води знаходяться відносно неглибоко, ближня до них частина гравітаційної вологи через підпір залишається нерухомою (підперта нерухома волога). Непов'язана з ґрунтовими водами гравітаційна волога знаходиться в рухомому стані, рухаючись під дією сили тяжіння у вертикальному напрямі.

Вода, що заповнила пори малого діаметра, підпадає під вплив сил поверхневого натягнення капілярного меніску і "підсмоктується" доверху на відстань, обернено пропорційну діаметру капіляра. На цьому механізмі засновані зволоження ґрунту знизу (від горизонту підземних вод), а також втрата вологи ґрунтом випаровуванням її з ґрунтової поверхні. Останній процес у відповідних умовах (в посушливу, жарку пору року, особливо в степових, напівпустельних і пустельних регіонах) приводить до підняття сольового горизонту. Цю частину ґрунтової вологи звуть капілярною; вона утворює зволожений горизонт ґрунту.

Молекула води — диполь, тому через молекулярне притягання молекули легко утворюють плівки навколо дрібних мінеральних і колоїдних часток у ґрунті. Така плівка товщиною 2—3 молекули води утримується на поверхні часток з більшою силою, тому гігроскопічна (міцно пов'язана) волога недоступна для рослин. В засуху можуть виникати фізіологічні сухості ґрунту: волога в ґрунті є, але тільки в гігроскопічній, не вилученій рослинами формі.

Визначені типи структур ґрунту в сукупності з будь-якими формами вологи формують властивості вологоутримання, а також волого-проникнення і вологопідйому. Випаровуючись, ґрунтова волога визначає майже 100-відсоткову вологість ґрунтового повітря (крім верхніх горизонтів ґрунту).

Повітря заповнює пори і порожнечі, вільні від води. Воно проникає в Ґрунт з атмосфери шляхом дифузії газів між атмосферою і поверхневими горизонтами ґрунту за градієнтом тиску. Практично газообіг йде безперервно. Тому, в цілому, склад газоподібної фази ґрунту якісно наближається до складу атмосферного повітря, але відрізняється більш широкими коливаннями співвідношення будь-яких газів. Пояснюється це тим, що кисень активно поглинається ґрунтом у процесі дихання живих організмів і розкладання органічних залишків, активно продукуючи С02. Як наслідок, має місце (особливо влітку) вертикальний градієнт 02 і С02 в ґрунтовому повітрі.