Gli effetti dell'inquinamento
Praticamente tutte le forme di tecnologia richiedono un certo prezzo per i danni ambientali; l'agricoltura non fa eccezione. L'agricoltura a sua volta è talvolta danneggiata da sottoprodotti indesiderabili di altre tecnologie (si veda anche l'inquinamento: l'inquinamento delle risorse naturali).
L'aria ha proprietà fisiche e una composizione chimica che sono parametri vitali della vita di piante e animali. La temperatura, il vapore acqueo, il movimento, l'ossigeno e l'anidride carbonica nell'atmosfera hanno un effetto diretto sulla produzione di cibo e fibre. La qualità dell'aria viene modificata dall'introduzione di contaminanti al suo interno e le attività agricole che utilizzano tale aria possono essere influenzate negativamente. I danni alle piante causati dagli inquinanti atmosferici sono legati alle condizioni meteorologiche, in particolare alle inversioni di temperatura nell'atmosfera.
Inquinamento dell'aria
Danno da inquinamento atmosferico all'agricoltura
Per più di un secolo l'inquinamento atmosferico ha colpito l'agricoltura. La combustione di carbone e petrolio produce ossidi di zolfo. I fluoruri derivano dalla fusione e dalla fabbricazione di vetro e ceramica. Livelli crescenti di ammoniaca, cloro, etilene, mercaptani, monossido di carbonio e ossidi di azoto si trovano nell'aria. I veicoli a motore e la crescente popolazione producono inquinamento atmosferico fotochimico che colpisce non solo le concentrazioni urbane ma anche le aree rurali contigue. La miscela di inquinanti da tutte le fonti, compresa l'agricoltura, ha rilasciato nell'aria una serie di contaminanti, come aldeidi, idrocarburi, acidi organici, ozono, nitrossi perossiacetilici, pesticidi e radionuclidi. L'effetto di questi inquinanti sulle colture alimentari, in fibra, foraggi e forestali è variabile, a seconda della concentrazione, della geografia e delle condizioni meteorologiche. I danni alle colture causati dall'inquinamento atmosferico, ovviamente, comportano anche perdite economiche.
Gli effetti dell'inquinamento atmosferico su piante e animali possono essere misurati dai seguenti fattori: (1) interferenza con i sistemi enzimatici; (2) modifica dei componenti chimici cellulari e della struttura fisica; (3) ritardo della crescita e riduzione della produzione a causa di cambiamenti metabolici; (4) degenerazione acuta e immediata dei tessuti. Le sostanze inquinanti che entrano nell'aria da fonti diverse dall'agricoltura e che producono una risposta delle piante sono classificate come: (1) gas acidi; (2) prodotti di combustione; (3) prodotti di reazioni nell'aria; e (4) effluenti vari.
Gas acidi
I gas acidi includono fluoruri, anidride solforosa e cloro. Il fluoruro di idrogeno è estremamente tossico per le piante; alcune piante vengono ferite dal contatto con concentrazioni inferiori a una parte per miliardo. Apparentemente il danno si presenta inizialmente alla clorofilla, producendo una clorosi chiazzata e successivamente uccidendo le cellule. Le piante variano in grado di tolleranza al fluoruro di idrogeno; di solito le piante che accumulano facilmente fluoro sono le più tolleranti. Il mais è più sensibile del pomodoro. Tutte le piante sono più suscettibili alle lesioni da fluoro durante i periodi di rapida crescita.
L'anidride solforosa emessa durante la combustione di petrolio e carbone provoca comunemente necrosi (morte cellulare) della foglia. A determinate concentrazioni, l'anidride solforosa influenzerà le piante se gli stomi (piccoli pori nell'epidermide di una foglia o di uno stelo) sono aperti. L'elevata intensità della luce, le temperature di crescita favorevoli, l'umidità relativa elevata e l'apporto idrico adeguato favoriscono l'apertura degli stomi. Le piante che chiudono gli stomi di notte possono tollerare molto meglio l'anidride solforosa durante quel periodo. Le conifere sono più sensibili in primavera e all'inizio dell'estate, quando i nuovi aghi si allungano. L'anidride solforosa assorbita dalle cellule fogliari si unisce all'acqua per formare un solfito tossico, ma questo viene lentamente ossidato a un solfato relativamente innocuo. La tossicità del biossido di zolfo è quindi una funzione della velocità con cui viene assorbito dal singolo impianto; un rapido assorbimento causerà lesioni maggiori. Il danno da cloro alle piante è piuttosto raro; i suoi sintomi tipici sono lo sbiancamento e la necrosi della foglia.
Prodotti di combustione
I prodotti primari della combustione sono etilene, acetilene, propilene e monossido di carbonio. Di questi, l'etilene è noto per influenzare negativamente le piante; mentre anche gli altri possono farlo, richiederebbe concentrazioni più elevate di quelle che si verificano tipicamente nell'aria inquinata. Per molti anni è stato osservato che il gas illuminante (3% di etilene) che fuoriesce dalle tubazioni ha causato danni alla vegetazione circostante. Ora, con l'uso di gas naturale, l'etilene nell'aria deriva principalmente da alcune industrie chimiche e dai gas di scarico delle automobili. I fiori di serra nelle aree metropolitane sono in genere danneggiati dall'etilene. Tale lesione sembra essere causata da un'eccessiva accelerazione del processo vitale, causando così danni. L'etilene è stato inizialmente identificato come un fattore che influisce sulla vita delle piante su vaste aree del campo grazie ai suoi effetti sul cotone e su altre piante vicino a una fabbrica di polietilene.
L'etilene, l'ozono e il perossiacetil nitrato sono prodotti come prodotti di reazione nell'aria e sono chiaramente implicati nelle lesioni alle piante. Inoltre, alcuni bisolfiti e biossido di azoto sono sospettati; ce ne sono probabilmente altri. L'ozono è un importante inquinante dell'aria che colpisce l'agricoltura. Il danno è stato identificato in diverse colture, tra cui spinaci, tabacco, frutta, verdura, alberi forestali e piante ornamentali. I sintomi della tossicità dell'ozono compaiono come macchie, punteggiatura, striature, macchie, bruciore di punta e ingiallimento prematuro del fogliame; questi possono essere visibili solo sulla superficie fogliare superiore. Il nitrato di perossiacetile e i suoi analoghi producono sintomi chiamati foglia d'argento e strisce di foglie, che sono stati osservati nell'area di Los Angeles e altrove per molti anni.
Gli effetti negativi dei contaminanti radioattivi presenti nell'aria sull'economia agricola al momento sono limitati.
