Efek polusi
Secara praktis semua bentuk teknologi menuntut harga tertentu dalam kerusakan lingkungan; pertanian tidak terkecuali. Pertanian pada gilirannya kadangkala dirusak oleh produk sampingan yang tidak diinginkan dari teknologi lain (lihat juga polusi: Polusi sumber daya alam).
Udara memiliki sifat fisik dan komposisi kimia yang merupakan parameter penting kehidupan bagi tanaman dan hewan. Suhu, uap air, pergerakan, oksigen, dan karbon dioksida di atmosfer memiliki efek langsung pada produksi makanan dan serat. Kualitas udara diubah dengan memasukkan kontaminan ke dalamnya, dan kegiatan pertanian menggunakan udara tersebut dapat terpengaruh. Kerusakan tanaman oleh polutan udara terkait dengan kondisi meteorologi, terutama inversi suhu di atmosfer.
Polusi udara
Pencemaran udara merusak pertanian
Selama lebih dari seabad polusi udara telah mempengaruhi pertanian. Pembakaran batu bara dan minyak bumi menghasilkan sulfur oksida. Fluorida dihasilkan dari peleburan dan pembuatan gelas dan keramik. Kadar amonia, klor, etilen, merkaptan, karbon monoksida, dan nitrogen oksida yang meningkat ditemukan di udara. Kendaraan bermotor dan populasi yang terus bertambah menghasilkan polusi udara fotokimia yang mempengaruhi tidak hanya konsentrasi perkotaan tetapi juga daerah pedesaan yang berdekatan. Campuran polutan dari semua sumber, termasuk pertanian, telah melepaskan sejumlah kontaminan ke udara, seperti aldehida, hidrokarbon, asam organik, ozon, peroksi asetil nitrat, pestisida, dan radionuklida. Efek dari polutan ini pada makanan, serat, hijauan, dan tanaman hutan bervariasi, tergantung pada konsentrasi, geografi, dan kondisi cuaca. Kerusakan tanaman akibat polusi udara, tentu saja, membawa kerugian ekonomi juga.
Efek polusi udara pada tanaman dan hewan dapat diukur dengan faktor-faktor berikut: (1) gangguan pada sistem enzim; (2) perubahan konstituen kimia seluler dan struktur fisik; (3) keterbelakangan pertumbuhan dan penurunan produksi karena perubahan metabolisme; (4) degenerasi jaringan akut dan segera. Polutan yang masuk ke udara dari sumber selain pertanian dan yang menghasilkan respons tanaman diklasifikasikan sebagai: (1) gas asam; (2) produk pembakaran; (3) produk reaksi di udara; dan (4) efluen aneka.
Gas asam
Gas-gas asam termasuk fluorida, belerang dioksida, dan klorin. Hidrogen fluorida sangat beracun bagi tanaman; beberapa pabrik terluka oleh kontak dengan konsentrasi kurang dari satu bagian per miliar. Kerusakan tampaknya awalnya terjadi pada klorofil, menghasilkan klorosis berbintik-bintik dan kemudian membunuh sel-sel. Tumbuhan bervariasi dalam tingkat toleransi terhadap hidrogen fluorida; biasanya tanaman yang mengumpulkan fluoride adalah yang paling toleran. Jagung lebih rentan daripada tomat. Semua tanaman paling rentan terhadap cedera fluoride selama periode pertumbuhan yang cepat.
Belerang dioksida yang dilepaskan dalam pembakaran minyak dan batu bara biasanya menyebabkan nekrosis (kematian sel) daun. Pada konsentrasi tertentu, sulfur dioksida akan memengaruhi tanaman jika stomata (pori-pori kecil di epidermis daun atau batang) terbuka. Intensitas cahaya yang tinggi, suhu pertumbuhan yang baik, kelembaban relatif tinggi, dan pasokan air yang memadai kondusif untuk stomata terbuka. Tanaman yang menutup stomata di malam hari dapat mentolerir sulfur dioksida jauh lebih baik selama periode itu. Konifer lebih rentan pada musim semi dan awal musim panas, ketika jarum baru memanjang. Sulfur dioksida yang diserap oleh sel-sel daun bergabung dengan air untuk membentuk sulfit beracun, tetapi ini perlahan dioksidasi menjadi sulfat yang relatif tidak berbahaya. Toksisitas belerang dioksida dengan demikian adalah fungsi dari tingkat di mana ia diserap oleh tanaman individu; penyerapan yang cepat akan menyebabkan cedera yang lebih besar. Kerusakan klor pada tanaman agak jarang terjadi; gejalanya yang khas adalah pemutihan dan nekrosis daun.
Produk pembakaran
Produk utama pembakaran adalah etilena, asetilena, propilena, dan karbon monoksida. Dari jumlah tersebut, etilena diketahui mempengaruhi tanaman secara merugikan; sementara yang lain mungkin juga melakukannya, itu akan memerlukan konsentrasi yang lebih tinggi daripada yang biasanya terjadi di udara yang tercemar. Selama bertahun-tahun diamati bahwa gas yang menyala-nyala (3 persen etilena) bocor dari pipa menyebabkan kerusakan pada vegetasi di dekatnya. Sekarang, dengan penggunaan gas alam, etilena di udara sebagian besar berasal dari industri kimia tertentu dan dari knalpot mobil. Bunga rumah kaca di daerah metropolitan biasanya dirusak oleh etilen. Cedera seperti itu tampaknya disebabkan oleh percepatan proses kehidupan yang berlebihan, sehingga menimbulkan kerusakan. Ethylene pertama kali diidentifikasi sebagai mempengaruhi kehidupan tanaman di daerah yang luas di lapangan oleh efeknya pada kapas dan tanaman lain di dekat pabrik polietilen.
Etilena, ozon, dan peroksiasetil nitrat diproduksi sebagai produk reaksi di udara dan jelas terlibat dalam cedera tanaman. Selain itu, bisulfit dan nitrogen dioksida tertentu dicurigai; mungkin ada yang lain. Ozon adalah pencemar udara utama yang mempengaruhi pertanian. Kerusakan telah diidentifikasi di sejumlah tanaman ladang, termasuk bayam, tembakau, buah-buahan, sayuran, pohon hutan, dan tanaman hias. Gejala keracunan ozon muncul sebagai flek, stipple, streaks, flek, tipburn, dan premature yellowing dari dedaunan; ini mungkin terlihat hanya pada permukaan daun atas. Peroxyacetyl nitrate dan analognya menghasilkan gejala yang disebut daun perak dan daun, yang telah diamati di daerah Los Angeles dan di tempat lain selama bertahun-tahun.
Efek buruk dari kontaminan radioaktif di udara terhadap ekonomi pertanian saat ini kecil.
