Virkningerne af forurening
Næsten alle former for teknologi kræver en bestemt pris for miljøskader; landbrug er ingen undtagelse. Landbruget på sin side er undertiden beskadiget af uønskede biprodukter fra andre teknologier (se også forurening: Forurening af naturressourcer).
Luft har fysiske egenskaber og en kemisk sammensætning, der er vitale livsparametre for både planter og dyr. Temperatur, vanddamp, bevægelse, ilt og kuldioxid i atmosfæren har en direkte effekt på fødevare- og fiberproduktionen. Luftkvaliteten ændres ved indføring af forurenende stoffer i den, og landbrugsaktiviteter, der bruger sådan luft, kan blive påvirket negativt. Skader på planter af luftforurenende stoffer er relateret til meteorologiske forhold, især temperaturinversioner i atmosfæren.
Luftforurening
Luftforureningskader på landbruget
I mere end et århundrede har luftforurening påvirket landbruget. Forbrænding af kul og olie producerer svovloxider. Fluorider skyldes smeltning og fremstilling af glas og keramik. Stigende niveauer af ammoniak, klor, ethylen, mercaptaner, kulilte og nitrogenoxider findes i luften. Motorvogne og den voksende befolkning producerer fotokemisk luftforurening, der ikke kun påvirker bykoncentrationerne, men også de sammenhængende landdistrikter. Blandingen af forurenende stoffer fra alle kilder, inklusive landbrug, har frigivet en række forurenende stoffer i luften, såsom aldehyder, carbonhydrider, organiske syrer, ozon, peroxyacetylnitrater, pesticider og radionuklider. Effekten af disse forurenende stoffer på fødevarer, fiber, foder og skovafgrøder er varierende afhængigt af koncentration, geografi og vejrforhold. Skader på afgrøder som følge af luftforurening bringer naturligvis også økonomiske tab.
Virkningerne af luftforurening på planter og dyr kan måles ved følgende faktorer: (1) interferens med enzymsystemer; (2) ændring i cellulære kemiske bestanddele og fysiske struktur; (3) forsinkelse af vækst og reduceret produktion på grund af metaboliske ændringer; (4) akut, øjeblikkelig vævsgenerering. Forurenende stoffer, der kommer ud i luften fra andre kilder end landbrug, og som producerer plantersvar, klassificeres som: (1) sure gasser; (2) forbrændingsprodukter; (3) produkter af reaktioner i luften; og (4) diverse spildevand.
Syre gasser
Sure gasser inkluderer fluorider, svovldioxid og chlor. Hydrogenfluorid er ekstremt giftigt for planter; nogle planter er skadet ved kontakt med koncentrationer på mindre end en del pr. milliard. Skaden forekommer tilsyneladende oprindeligt med klorofylen, hvilket producerer en spottet chlorose og senere dræber cellerne. Planter varierer i graden af tolerance over for hydrogenfluorid; normalt er de planter, der let akkumuleres fluor, de mest tolerante. Majs er mere modtagelig end tomat. Alle planter er mest modtagelige for fluorskader i perioder med hurtig vækst.
Svovldioxid afgivet ved forbrænding af olie og kul forårsager ofte nekrose (celledød) af bladet. Ved bestemte koncentrationer vil svovldioxid påvirke planter, hvis stomien (minutsporer i overhuden på et blad eller stilk) er åbne. Høj lysintensitet, gunstige væksttemperaturer, høj relativ fugtighed og tilstrækkelig vandforsyning er befordrende for åben stomata. Planter, der lukker deres tomater om natten, kan tolerere svovldioxid meget bedre i denne periode. Bartræer er mere modtagelige i foråret og forsommeren, når de nye nåle forlænger. Svovldioxid, der absorberes af bladcellerne, forenes med vand til dannelse af en giftig sulfit, men dette oxideres langsomt til et relativt ufarligt sulfat. Toksiciteten af svovldioxid er således en funktion af den hastighed, hvormed det absorberes af den enkelte plante; hurtig absorption medfører større skade. Klorskader på planter er noget sjældne; dets typiske symptomer er blegning og nekrose af bladet.
Produkter af forbrænding
De primære forbrændingsprodukter er ethylen, acetylen, propylen og carbonmonoxid. Af disse vides ethylen at påvirke planter negativt; mens de andre også kan gøre det, kræver det højere koncentrationer af dem, end der typisk forekommer i forurenet luft. I mange år blev det observeret, at belyst gas (3 procent ethylen), der lækker fra rørledninger, forårsagede skade på den nærliggende vegetation. Nu, med brugen af naturgas, stammer ethylen i luften for det meste fra visse kemiske industrier og fra biludstødning. Drivhusblomster i storbyområder er typisk beskadiget af ethylen. En sådan skade ser ud til at være forårsaget af overdreven fremskyndelse af livsprocessen og dermed skade. Ethylen blev først identificeret som at have haft indflydelse på plantelivet over store områder i marken ved dets indvirkning på bomuld og andre planter i nærheden af en polyethylenfabrik.
Ethylen, ozon og peroxyacetylnitrat produceres som reaktionsprodukter i luften og er tydeligt involveret i planteskade. Derudover er visse bisulfitter og nitrogendioxid under mistanke; der er sandsynligvis andre. Ozon er et vigtigt luftforurenende stof, der påvirker landbruget. Der er identificeret skader i en række markafgrøder, herunder spinat, tobak, frugt, grøntsager, skovtræer og prydplanter. Symptomer på ozon-toksicitet forekommer som flanke, stipple, striber, pletter, tipburn og for tidlig gulning af løvet; disse er muligvis kun synlige på den øverste bladoverflade. Peroxyacetylnitrat og dets analoger frembringer symptomer kaldet sølvblad og bladbånd, som er blevet observeret i Los Angeles-området og andre steder i mange år.
De skadelige virkninger af luftbårne radioaktive forurenende stoffer på landbrugsøkonomien på nuværende tidspunkt er små.
