Efectele poluării
Practic, toate formele de tehnologie obțin un anumit preț în daunele aduse mediului; agricultura nu face excepție. La rândul său, agricultura este deteriorată de produsele secundare nedorite ale altor tehnologii (vezi și poluarea: poluarea resurselor naturale).
Aerul are proprietăți fizice și o compoziție chimică care sunt parametri vitali ai vieții atât pentru plante, cât și pentru animale. Temperatura, vaporii de apă, mișcarea, oxigenul și dioxidul de carbon din atmosferă au un efect direct asupra producției de alimente și fibre. Calitatea aerului este modificată prin introducerea contaminanților în el, iar activitățile agricole care utilizează un astfel de aer pot fi afectate negativ. Deteriorarea plantelor de către poluanții atmosferici este legată de condițiile meteorologice, în special de inversiunile de temperatură din atmosferă.
Poluarea aerului
Deteriorarea poluării aerului asupra agriculturii
Timp de mai bine de un secol, poluarea aerului a afectat agricultura. Cărbunele arzător și petrolul produc oxizi de sulf. Fluorurile rezultă din topire și fabricarea sticlei și a ceramicii. În aer se găsesc niveluri crescute de amoniac, clor, etilen, mercaptani, monoxid de carbon și oxizi de azot. Autovehiculele și populația în creștere produc poluarea fotochimică a aerului care afectează nu numai concentrațiile urbane, ci și zonele rurale contigua. Amestecul de poluanți din toate sursele, inclusiv agricultura, a eliberat o mulțime de contaminanți în aer, precum aldehide, hidrocarburi, acizi organici, ozon, peroxiacetil nitrați, pesticide și radionuclizi. Efectul acestor poluanți asupra alimentelor, fibrelor, furajelor și culturilor forestiere este variabil, în funcție de concentrare, geografie și condițiile meteorologice. Deteriorarea culturilor cauzate de poluarea aerului aduce desigur și pierderi economice.
Efectele poluării aerului asupra plantelor și animalelor pot fi măsurate de următorii factori: (1) interferența cu sistemele enzimatice; (2) modificarea componentelor chimice celulare și a structurii fizice; (3) întârzierea creșterii și a producției reduse din cauza modificărilor metabolice; (4) degenerare acută și imediată a țesuturilor. Poluanții care intră în aer din alte surse decât agricultura și care produc răspunsul plantelor sunt clasificați în: (1) gaze acide; (2) produse de ardere; (3) produse de reacții în aer; și (4) efluenți diversi
Gazele acide
Gazele acide includ fluoruri, dioxid de sulf și clor. Fluorura de hidrogen este extrem de toxică pentru plante; unele plante sunt rănite prin contactul cu concentrații mai mici de o parte la un miliard. Deteriorarea apare aparent inițial pentru clorofilă, producând o cloroză mutată și ulterior omorând celulele. Plantele variază în grad de toleranță la fluorura de hidrogen; de obicei plantele care acumulează ușor fluor sunt cele mai tolerante. Porumbul este mai sensibil decât roșia. Toate plantele sunt cele mai susceptibile la vătămări de fluor în perioadele de creștere rapidă.
Dioxidul de sulf degajat în arderea uleiului și a cărbunelui determină în mod frecvent necroza (moartea celulelor) a frunzei. La anumite concentrații, dioxidul de sulf va afecta plantele dacă stomatele (pori minute în epiderma unei frunze sau tulpini) sunt deschise. Intensitatea ridicată a luminii, temperaturile favorabile de creștere, umiditatea relativă ridicată și alimentarea cu apă adecvată sunt favorabile deschiderii stomatelor. Plantele care își închid stomacele noaptea pot tolera dioxidul de sulf mult mai bine în acea perioadă. Coniferele sunt mai sensibile primăvara și începutul verii, când noile ace sunt alungite. Dioxidul de sulf absorbit de celulele frunzelor se unește cu apa pentru a forma un sulfit toxic, dar acesta este oxidat lent la un sulfat relativ inofensiv. Toxicitatea dioxidului de sulf este astfel o funcție a vitezei cu care este absorbită de planta individuală; absorbția rapidă va provoca vătămări mai mari. Deteriorarea clorului la plante este oarecum rară; simptomele sale tipice sunt albirea și necroza frunzei.
Produse de ardere
Produsele principale de ardere sunt etilena, acetilena, propilena și monoxidul de carbon. Dintre acestea, etilena este cunoscută că afectează în mod negativ plantele; în timp ce ceilalți pot face acest lucru, ar fi nevoie de concentrații mai mari ale acestora decât în mod obișnuit în aerul poluat. Timp de mai mulți ani, s-a observat că iluminarea gazului (3% din etilenă) care se scurge din conducte a cauzat pagube vegetației din apropiere. Acum, odată cu utilizarea gazelor naturale, etilena în aer este derivată mai ales din anumite industrii chimice și din evacuarea automobilelor. Florile de seră din zonele metropolitane sunt de obicei deteriorate de etilenă. O astfel de vătămare pare a fi cauzată de accelerarea excesivă a procesului de viață, provocând astfel daune. Etilena a fost identificată pentru prima dată ca afectând viața plantelor pe suprafețe mari din domeniu prin efectele sale asupra bumbacului și a altor plante din apropierea unei fabrici de polietilenă.
Nitratul de etilen, ozon și peroxiacetil sunt produse ca produse de reacție în aer și sunt clar implicate în vătămarea plantelor. În plus, anumite bisulfite și dioxid de azot sunt sub suspiciune; probabil sunt și altele. Ozonul este un poluant important din aer care afectează agricultura. Deteriorarea a fost identificată într-o serie de culturi de câmp, inclusiv spanac, tutun, fructe, legume, arbori de pădure și ornamentale. Simptomele de toxicitate la ozon apar ca niște flecuri, stipple, dungi, pete, arsuri la vârf și îngălbenire prematură a frunzelor; acestea pot fi vizibile numai pe suprafața superioară a frunzelor. Nitratul de peroxiacetil și analogii săi produce simptome numite bandă de argint și frunze de frunze, care au fost observate în zona Los Angeles și în alte părți de mai mulți ani.
Efectele adverse ale contaminanților radioactivi din aer asupra economiei agricole în prezent sunt mici.
