Die Auswirkungen der Verschmutzung
Praktisch alle Arten von Technologie verlangen einen bestimmten Preis für Umweltschäden. Landwirtschaft ist keine Ausnahme. Die Landwirtschaft wiederum wird manchmal durch unerwünschte Nebenprodukte anderer Technologien geschädigt (siehe auch Verschmutzung: Die Verschmutzung natürlicher Ressourcen).
Luft hat physikalische Eigenschaften und eine chemische Zusammensetzung, die für Pflanzen und Tiere lebenswichtige Parameter sind. Temperatur, Wasserdampf, Bewegung, Sauerstoff und Kohlendioxid in der Atmosphäre wirken sich direkt auf die Lebensmittel- und Faserproduktion aus. Die Luftqualität wird durch das Einbringen von Verunreinigungen verändert, und landwirtschaftliche Tätigkeiten, bei denen solche Luft verwendet wird, können nachteilig beeinflusst werden. Schäden an Pflanzen durch Luftschadstoffe hängen mit meteorologischen Bedingungen zusammen, insbesondere mit Temperaturumkehrungen in der Atmosphäre.
Luftverschmutzung
Luftverschmutzungsschäden in der Landwirtschaft
Seit mehr als einem Jahrhundert wirkt sich die Luftverschmutzung auf die Landwirtschaft aus. Beim Verbrennen von Kohle und Erdöl entstehen Schwefeloxide. Fluoride entstehen beim Schmelzen sowie bei der Herstellung von Glas und Keramik. In der Luft finden sich steigende Gehalte an Ammoniak, Chlor, Ethylen, Mercaptanen, Kohlenmonoxid und Stickoxiden. Kraftfahrzeuge und die wachsende Bevölkerung verursachen eine photochemische Luftverschmutzung, die nicht nur die städtischen Konzentrationen, sondern auch die angrenzenden ländlichen Gebiete beeinflusst. Die Mischung von Schadstoffen aus allen Quellen, einschließlich der Landwirtschaft, hat eine Vielzahl von Schadstoffen in die Luft freigesetzt, wie Aldehyde, Kohlenwasserstoffe, organische Säuren, Ozon, Peroxyacetylnitrate, Pestizide und Radionuklide. Die Auswirkungen dieser Schadstoffe auf Lebensmittel, Ballaststoffe, Futter und Waldpflanzen sind je nach Konzentration, Geografie und Wetterbedingungen unterschiedlich. Schäden an Nutzpflanzen durch Luftverschmutzung bringen natürlich auch wirtschaftliche Verluste mit sich.
Die Auswirkungen der Luftverschmutzung auf Pflanzen und Tiere können anhand der folgenden Faktoren gemessen werden: (1) Interferenz mit Enzymsystemen; (2) Änderung der chemischen Bestandteile der Zellen und der physikalischen Struktur; (3) Wachstumsverzögerung und verminderte Produktion aufgrund von Stoffwechselveränderungen; (4) akute, sofortige Gewebedegeneration. Schadstoffe, die aus anderen Quellen als der Landwirtschaft in die Luft gelangen und eine Reaktion der Pflanzen hervorrufen, werden wie folgt klassifiziert: (1) saure Gase; (2) Verbrennungsprodukte; (3) Produkte von Reaktionen in der Luft; und (4) verschiedene Abwässer.
Saure Gase
Saure Gase umfassen Fluoride, Schwefeldioxid und Chlor. Fluorwasserstoff ist für Pflanzen extrem giftig; Einige Pflanzen werden durch Kontakt mit Konzentrationen von weniger als einem Teil pro Milliarde verletzt. Der Schaden tritt anscheinend zunächst am Chlorophyll auf, was zu einer fleckigen Chlorose führt und später die Zellen abtötet. Pflanzen variieren in ihrem Toleranzgrad gegenüber Fluorwasserstoff; Normalerweise sind die Pflanzen, die leicht Fluorid anreichern, am tolerantesten. Mais ist anfälliger als Tomaten. Alle Pflanzen sind in Zeiten schnellen Wachstums am anfälligsten für Fluoridverletzungen.
Schwefeldioxid, das bei der Verbrennung von Öl und Kohle freigesetzt wird, verursacht üblicherweise eine Nekrose (Zelltod) des Blattes. Bei bestimmten Konzentrationen wirkt sich Schwefeldioxid auf Pflanzen aus, wenn die Stomata (winzige Poren in der Epidermis eines Blattes oder Stiels) offen sind. Hohe Lichtintensität, günstige Wachstumstemperaturen, hohe relative Luftfeuchtigkeit und ausreichende Wasserversorgung fördern offene Stomata. Pflanzen, die nachts ihre Stomata schließen, vertragen Schwefeldioxid in dieser Zeit viel besser. Nadelbäume sind im Frühjahr und Frühsommer anfälliger, wenn sich die neuen Nadeln verlängern. Das von den Blattzellen absorbierte Schwefeldioxid verbindet sich mit Wasser zu einem giftigen Sulfit, das jedoch langsam zu einem relativ harmlosen Sulfat oxidiert wird. Die Toxizität von Schwefeldioxid ist somit eine Funktion der Geschwindigkeit, mit der es von der einzelnen Pflanze absorbiert wird; Eine schnelle Absorption führt zu größeren Verletzungen. Chlorschäden an Pflanzen sind eher selten; Die typischen Symptome sind Bleichen und Nekrose des Blattes.
Verbrennungsprodukte
Die Hauptverbrennungsprodukte sind Ethylen, Acetylen, Propylen und Kohlenmonoxid. Von diesen ist bekannt, dass Ethylen Pflanzen nachteilig beeinflusst; Während die anderen dies ebenfalls tun können, würden höhere Konzentrationen erforderlich sein, als dies normalerweise in verschmutzter Luft der Fall ist. Viele Jahre lang wurde beobachtet, dass aus Rohrleitungen austretendes Beleuchtungsgas (3 Prozent Ethylen) die nahe gelegene Vegetation beschädigte. Bei der Verwendung von Erdgas wird Ethylen in der Luft hauptsächlich aus bestimmten chemischen Industrien und aus Autoabgasen gewonnen. Gewächshausblumen in Ballungsräumen werden normalerweise durch Ethylen beschädigt. Eine solche Verletzung scheint durch eine übermäßige Beschleunigung des Lebensprozesses verursacht zu werden, was zu Schäden führt. Ethylen wurde erstmals durch seine Auswirkungen auf Baumwolle und andere Pflanzen in der Nähe einer Polyethylenfabrik als Einfluss auf das Pflanzenleben über große Flächen auf dem Feld identifiziert.
Ethylen, Ozon und Peroxyacetylnitrat werden als Reaktionsprodukte in der Luft erzeugt und sind eindeutig an Pflanzenschäden beteiligt. Darüber hinaus stehen bestimmte Bisulfite und Stickstoffdioxid unter Verdacht; es gibt wahrscheinlich andere. Ozon ist ein wichtiger Luftschadstoff, der die Landwirtschaft beeinflusst. In einer Reihe von Feldfrüchten, darunter Spinat, Tabak, Obst, Gemüse, Waldbäume und Zierpflanzen, wurden Schäden festgestellt. Symptome der Ozontoxizität treten als Flecken, Tupfen, Streifen, Flecken, Spitzenbrand und vorzeitige Vergilbung des Laubes auf; Diese können nur auf der oberen Blattoberfläche sichtbar sein. Peroxyacetylnitrat und seine Analoga erzeugen Symptome, die als Blattsilber und Blattstreifen bezeichnet werden und in der Region Los Angeles und anderswo seit vielen Jahren beobachtet werden.
Die nachteiligen Auswirkungen radioaktiver Schadstoffe in der Luft auf die Agrarwirtschaft sind derzeit gering.
