Effekterna av föroreningar
Praktiskt taget alla former av teknik kräver ett visst pris på miljöskador; jordbruk är inget undantag. Jordbruket i sin tur skadas ibland av oönskade biprodukter av annan teknik (se även föroreningar: Föroreningar av naturresurser).
Luft har fysiska egenskaper och en kemisk sammansättning som är livsviktiga parametrar för både växter och djur. Temperatur, vattenånga, rörelse, syre och koldioxid i atmosfären har en direkt effekt på livsmedels- och fiberproduktionen. Luftkvaliteten ändras genom att föroreningar införs i den, och jordbruksaktiviteter som använder sådan luft kan påverkas negativt. Skador på växter av luftföroreningar är relaterade till meteorologiska förhållanden, särskilt temperaturinversioner i atmosfären.
Luftförorening
Luftföroreningsskador på jordbruket
I mer än ett sekel har luftföroreningar påverkat jordbruket. Förbränning av kol och petroleum producerar svaveloxider. Fluorider är resultatet av smältning och tillverkning av glas och keramik. Stigande nivåer av ammoniak, klor, eten, merkaptaner, kolmonoxid och kväveoxider finns i luften. Motorfordon och den växande befolkningen producerar fotokemisk luftförorening som inte bara påverkar stadskoncentrationerna utan också de sammanhängande landsbygden. Blandningen av föroreningar från alla källor, inklusive jordbruk, har släppt en mängd föroreningar i luften, såsom aldehyder, kolväten, organiska syror, ozon, peroxiacetylnitrater, bekämpningsmedel och radionuklider. Effekten av dessa föroreningar på livsmedel, fiber, foder och skogsgrödor varierar beroende på koncentration, geografi och väderförhållanden. Skador på grödor på grund av luftföroreningar medför naturligtvis också ekonomiska förluster.
Effekterna av luftföroreningar på växter och djur kan mätas med följande faktorer: (1) störning av enzymsystem; (2) förändring i cellulära kemiska beståndsdelar och fysiska struktur; (3) fördröjning av tillväxt och minskad produktion på grund av metaboliska förändringar; (4) akut, omedelbar vävnadsdegeneration. Föroreningar som kommer in i luften från andra källor än jordbruk och som producerar växtrespons klassificeras som: (1) sura gaser; (2) förbränningsprodukter; (3) produkter av reaktioner i luften; och (4) diverse utflöden.
Syra gaser
Syra gaser inkluderar fluorider, svaveldioxid och klor. Vätefluorid är extremt giftigt för växter; vissa växter skadas av kontakt med koncentrationer på mindre än en del per miljard. Skadan inträffar tydligen initialt på klorofylen, vilket ger en fläckig kloros och dödar senare cellerna. Växter varierar i grad av tolerans mot vätefluorid; vanligtvis är de växter som ackumuleras fluor lätt de mest toleranta. Majs är mer mottagligt än tomat. Alla växter är mest mottagliga för fluorskada under perioder med snabb tillväxt.
Svaveldioxid som avges vid förbränning av olja och kol orsakar vanligtvis bladets nekros (celldöd). Vid vissa koncentrationer kommer svaveldioxid att påverka växter om stomaten (minutporer i överhuden hos ett blad eller stam) är öppna. Hög ljusintensitet, gynnsamma tillväxttemperaturer, hög relativ luftfuktighet och tillräcklig vattenförsörjning bidrar till öppen stomata. Växter som stänger stomaten på natten kan tolerera svaveldioxid mycket bättre under den perioden. Barrträd är mer mottagliga på våren och början av sommaren, när de nya nålarna förlänger. Svaveldioxiden som absorberas av bladcellerna förenas med vatten för att bilda en giftig sulfit, men denna oxideras långsamt till ett relativt ofarligt sulfat. Toxiciteten för svaveldioxid är således en funktion av den hastighet med vilken den absorberas av den enskilda växten; snabb absorption orsakar större skada. Klorskador på växter är något sällsynta; dess typiska symtom är blekning och nekros i bladet.
Produkter av förbränning
De primära förbränningsprodukterna är eten, acetylen, propen och kolmonoxid. Av dessa är eten känd för att påverka växter negativt; medan de andra också kan göra det, kräver det högre koncentrationer av dem än vanligtvis förekommer i förorenad luft. Under många år observerades att upplysta gas (3 procent eten) som läckte från rörledningar orsakade skador på närliggande vegetation. Med användning av naturgas härrör nu eten i luften mestadels från vissa kemiska industrier och från bilavgaser. Växthusblommor i storstadsområden skadas vanligtvis av eten. En sådan skada verkar orsakas av överdriven påskyndning av livsprocessen och därmed förorsaka skador. Etylen identifierades först som påverkar växtlivet över stora områden i fältet genom dess effekter på bomull och andra växter nära en polyetenfabrik.
Etylen, ozon och peroxiacetylnitrat produceras som reaktionsprodukter i luften och är tydligt inblandade i växtskador. Dessutom misstänks vissa bisulfiter och kvävedioxid; det finns förmodligen andra. Ozon är en viktig luftförorenande miljö som påverkar jordbruket. Skador har identifierats i ett antal fältgrödor, inklusive spenat, tobak, frukt, grönsaker, skogsträd och prydnadsväxter. Symtom på ozon toxicitet uppträder som fläckar, stippel, strimmor, fläckar, tipburn och för tidigt gulande bladverk; dessa kan vara synliga endast på den övre bladytan. Peroxyacetylnitrat och dess analoger ger symtom som kallas silverblad- och bladbandning, som har observerats i Los Angeles-området och på andra håll under många år.
De negativa effekterna av luftburna radioaktiva föroreningar på jordbruksekonomin för närvarande är små.
