Jordbruksteknologi

Effektene av forurensning

Praktisk talt alle former for teknologi gir en viss pris på miljøskader; jordbruk er intet unntak. Landbruket på sin side er noen ganger skadet av uønskede biprodukter fra andre teknologier (se også forurensning: Forurensning av naturressurser).

Luft har fysiske egenskaper og en kjemisk sammensetning som er viktige livsparametere for både planter og dyr. Temperatur, vanndamp, bevegelse, oksygen og karbondioksid i atmosfæren har en direkte effekt på mat- og fiberproduksjonen. Luftkvaliteten endres ved å føre forurensninger inn i den, og landbruksaktiviteter som bruker slik luft kan bli påvirket negativt. Skader på planter av luftforurensninger er relatert til meteorologiske forhold, spesielt temperaturinversjoner i atmosfæren.

Luftforurensing

Luftforurensning skade på landbruket

I mer enn et århundre har luftforurensning påvirket jordbruket. Forbrenning av kull og petroleum produserer svoveloksider. Fluorider er et resultat av smelting og fremstilling av glass og keramikk. Stigende nivåer av ammoniakk, klor, etylen, merkaptaner, karbonmonoksid og nitrogenoksider finnes i luften. Motorkjøretøyer og voksende befolkning produserer fotokjemisk luftforurensning som ikke bare påvirker de urbane konsentrasjonene, men også de sammenhengende landlige områdene. Blandingen av miljøgifter fra alle kilder, inkludert landbruk, har gitt ut en mengde forurensninger i luften, for eksempel aldehyder, hydrokarboner, organiske syrer, ozon, peroxyacetylnitrater, plantevernmidler og radionuklider. Effekten av disse miljøgiftene på mat, fiber, grovfôr og skogvekster er varierende, avhengig av konsentrasjon, geografi og værforhold. Skader på avlinger av luftforurensning bringer selvfølgelig også økonomiske tap.

Effektene av luftforurensning på planter og dyr kan måles med følgende faktorer: (1) forstyrrelse av enzymsystemer; (2) endring i cellulære kjemiske bestanddeler og fysiske struktur; (3) forsinkelse av vekst og redusert produksjon på grunn av metabolske forandringer; (4) akutt, øyeblikkelig vevsgenerasjon. Forurensninger som kommer ut i luften fra andre kilder enn landbruk og som produserer planters respons, er klassifisert som: (1) sure gasser; (2) forbrenningsprodukter; (3) produkter av reaksjoner i luften; og (4) diverse avløp.

Syre gasser

Syre gasser inkluderer fluorider, svoveldioksid og klor. Hydrogenfluorid er ekstremt giftig for planter; noen planter er skadet ved kontakt med konsentrasjoner på mindre enn en del per milliard. Skadene oppstår tilsynelatende opprinnelig på klorofyllen, og produserer en flekkete klorose og senere drepte cellene. Planter varierer i grad av toleranse for hydrogenfluorid; vanligvis er plantene som akkumulerer fluor lett de mest tolerante. Mais er mer utsatt enn tomat. Alle planter er mest utsatt for fluorskader i perioder med rask vekst.

Svoveldioksid gitt ved forbrenning av olje og kull forårsaker ofte nekrose (celledød) av bladet. Ved visse konsentrasjoner vil svoveldioksid påvirke planter hvis stomata (minuttsporer i overhuden på et blad eller stamme) er åpne. Høy lysintensitet, gunstige veksttemperaturer, høy relativ luftfuktighet og tilstrekkelig vannforsyning bidrar til åpen stomata. Planter som lukker stomien sin om natten, tåler svoveldioksid mye bedre i løpet av den perioden. Bartrær er mer mottagelige om våren og forsommeren, når de nye nålene er langvarige. Svoveldioksid som absorberes av bladcellene forenes med vann for å danne en giftig sulfitt, men dette oksideres sakte til et relativt ufarlig sulfat. Toksisiteten til svoveldioksid er således en funksjon av hastigheten som den absorberes av den enkelte plante; rask absorpsjon vil føre til større skade. Klorskader på planter er noe sjeldne; dets typiske symptomer er bleking og nekrose av bladet.

Produkter av forbrenning

De viktigste forbrenningsproduktene er etylen, acetylen, propylen og karbonmonoksid. Av disse er det kjent at etylen påvirker planter negativt; mens de andre også kan gjøre det, vil det kreve høyere konsentrasjoner av dem enn vanligvis forekommer i forurenset luft. I mange år ble det observert at lysende gass (3 prosent etylen) som lekker fra rørledninger forårsaket skade på nærliggende vegetasjon. Nå, med bruk av naturgass, er etylen i luften hovedsakelig hentet fra visse kjemiske industrier og fra bileksos. Drivhusblomster i storbyområder er vanligvis skadet av etylen. En slik skade ser ut til å være forårsaket av overdreven hastighet på livsprosessen, og dermed påføre skade. Etylen ble først identifisert som å påvirke plantelivet over store områder i feltet av dets innvirkning på bomull og andre planter i nærheten av en polyetylenfabrikk.

Etylen, ozon og peroxyacetylnitrat produseres som reaksjonsprodukter i luften og er tydelig involvert i planteskade. I tillegg er visse bisulfitter og nitrogendioksid mistenkt; det er sannsynligvis andre. Ozon er et viktig luftforurensende stoff som påvirker landbruket. Det er identifisert skade i en rekke feltvekster, inkludert spinat, tobakk, frukt, grønnsaker, skogstrær og prydgarder. Symptomer på ozon toksisitet vises som flekker, stipp, streker, flekker, tipburn og for tidlig gulning av løvet. disse kan være synlige bare på den øvre bladflaten. Peroxyacetylnitrat og dets analoger gir symptomer som kalles sølvblad og bladbånd, som har blitt observert i Los Angeles-området og andre steder i mange år.

De skadelige virkningene av luftbårne radioaktive forurensninger på landbruksøkonomien for tiden er små.