Kmetijska tehnologija

Učinki onesnaževanja

Praktično vse oblike tehnologije natančno določajo ceno okoljske škode; kmetijstvo ni izjema. Kmetijstvo je včasih poškodovano zaradi nezaželenih stranskih proizvodov drugih tehnologij (glej tudi onesnaženje: Onesnaženje naravnih virov).

Zrak ima fizikalne lastnosti in kemično sestavo, ki sta življenjsko pomembna za rastline in živali. Temperatura, vodna para, gibanje, kisik in ogljikov dioksid v atmosferi neposredno vplivajo na proizvodnjo hrane in vlaken. Kakovost zraka se spreminja z vnosom onesnaževal vanje, kmetijske dejavnosti, ki uporabljajo tak zrak, pa lahko negativno vplivajo. Škoda rastlin zaradi onesnaževal zraka je povezana z meteorološkimi razmerami, zlasti temperaturnimi pretvorbami v ozračju.

Onesnaževanje zraka

Onesnaženje zraka zaradi škode v kmetijstvu

Onesnaženje zraka že več kot stoletje vpliva na kmetijstvo. Izgorevanje premoga in nafte proizvaja žveplove okside. Fluoridi nastanejo pri taljenju ter proizvodnji stekla in keramike. V zraku najdemo naraščajoče ravni amoniaka, klora, etilena, merkaptanov, ogljikovega monoksida in dušikovih oksidov. Motorna vozila in vse večje prebivalstvo povzročajo fotokemično onesnaževanje zraka, ki ne vpliva samo na mestno koncentracijo, ampak tudi na sosednja podeželska območja. Mešanica onesnaževal iz vseh virov, vključno s kmetijstvom, je v zrak sprostila številne onesnaževalce, kot so aldehidi, ogljikovodiki, organske kisline, ozon, peroksiacetil nitrati, pesticidi in radionuklidi. Vpliv teh onesnaževal na hrano, vlaknine, krmo in gozdne rastline je spremenljiv, odvisno od koncentracije, zemljepisa in vremenskih razmer. Škoda pridelkov zaradi onesnaževanja zraka seveda prinaša tudi gospodarske izgube.

Učinke onesnaževanja zraka na rastline in živali lahko merimo z naslednjimi dejavniki: (1) motenje encimskih sistemov; (2) sprememba celičnih kemičnih sestavin in telesne strukture; (3) upočasnitev rasti in zmanjšana proizvodnja zaradi presnovnih sprememb; (4) akutna, takojšnja degeneracija tkiva. Onesnaževalci, ki v zrak vstopajo iz virov, ki niso kmetijski in proizvajajo odziv rastlin, so razvrščeni kot: (1) kislinski plini; (2) proizvodi zgorevanja; (3) produkti reakcij na zraku; in (4) raznovrstne odtoke.

Kislinski plini

Kislinski plini vključujejo fluoride, žveplov dioksid in klor. Vodikov fluorid je izredno strupen za rastline; nekatere rastline so poškodovane zaradi stika z manj kot en del na milijardo. Očitno se škoda najprej pojavi na klorofilu, ki povzroči pikčasto klorozo in kasneje ubije celice. Rastline se razlikujejo po stopnji tolerance na vodikov fluorid; ponavadi so rastline, ki hitro nabirajo fluor, najbolj tolerantne. Koruza je bolj dovzetna kot paradižnik. Vse rastline so najbolj dovzetne za poškodbe fluorida v obdobjih hitre rasti.

Žveplov dioksid, ki se sprošča pri zgorevanju nafte in premoga, pogosto povzroči nekrozo (celična smrt) lista. V določenih koncentracijah bo žveplov dioksid vplival na rastline, če so odprtine (minutne pore v povrhnjici lista ali stebla) odprte. Za odpiranje želodcev lahko prispevajo visoka intenzivnost svetlobe, ugodne temperature rasti, visoka relativna vlažnost in ustrezna oskrba z vodo. Rastline, ki ponoči zaprejo svoje želodce, lahko v tem obdobju veliko bolje prenašajo žveplov dioksid. Iglavci so bolj dovzetni spomladi in zgodaj poleti, ko se nove iglice iztegnejo. Žveplov dioksid, ki ga absorbirajo listne celice, se združi z vodo, da tvori strupen sulfit, vendar se ta počasi oksidira do relativno neškodljivega sulfata. Toksičnost žveplovega dioksida je torej odvisna od hitrosti, ki jo posamezna rastlina absorbira; hitra absorpcija bo povzročila večje poškodbe. Poškodba rastlin s klorom je nekoliko redka; značilni simptomi so beljenje in nekroza lista.

Produkti zgorevanja

Primarni produkti izgorevanja so etilen, acetilen, propilen in ogljikov monoksid. Od tega je znano, da etilen negativno vpliva na rastline; medtem ko lahko tudi drugi to storijo, bi bile potrebne večje koncentracije le-teh, kot običajno v onesnaženem zraku. Dolga leta je bilo opaziti, da je osvetljevanje plina (3-odstotni etilen), ki izteka iz cevovodov, povzročilo škodo na bližnji vegetaciji. Zdaj z uporabo zemeljskega plina etilen v zraku pridobiva večinoma iz nekaterih kemičnih industrij in iz avtomobilskih izpušnih plinov. Cvetje v rastlinjakih na metropolitanskem območju običajno poškoduje etilen. Zdi se, da takšna poškodba povzroča pretirano pospešitev življenjskega procesa in tako povzroči škodo. Najprej je bilo ugotovljeno, da je etilen vplival na rast rastlin na velikih površinah na terenu z učinki na bombaž in druge rastline v bližini tovarne polietilena.

Etilen, ozon in peroksiacetil nitrat nastajajo kot reakcijski produkti na zraku in so očitno vpleteni v poškodbe rastlin. Poleg tega so nekateri bisulfiti in dušikov dioksid pod sumom; verjetno obstajajo tudi drugi. Ozon je glavni onesnaževalec zraka, ki vpliva na kmetijstvo. Škoda je bila ugotovljena na številnih poljskih kulturah, vključno s špinačo, tobakom, sadjem, zelenjavo, gozdnimi drevesi in okrasnimi rastlinami. Simptomi ozonske toksičnosti se pojavljajo kot fleke, vijugi, proge, pege, opekline in prezgodnje rumenenje listja; te so lahko vidne le na zgornji površini listov. Peroksiacetil nitrat in njegovi analogi povzročajo simptome, imenovane vezanje listov in listov, ki jih na območju Los Angelesa in drugod opažamo že vrsto let.

Škodljivi vplivi radioaktivnih onesnaževal v zraku na trenutno kmetijsko gospodarstvo so majhni.