De effecten van vervuiling
Vrijwel alle vormen van technologie vragen een bepaalde prijs voor milieuschade; landbouw is geen uitzondering. De landbouw wordt op haar beurt soms beschadigd door ongewenste bijproducten van andere technologieën (zie ook vervuiling: de vervuiling van natuurlijke hulpbronnen).
Lucht heeft fysische eigenschappen en een chemische samenstelling die essentiële levensparameters zijn voor zowel planten als dieren. Temperatuur, waterdamp, beweging, zuurstof en kooldioxide in de atmosfeer hebben een direct effect op de voedsel- en vezelproductie. De luchtkwaliteit wordt veranderd door er verontreinigende stoffen in te brengen en de landbouwactiviteiten die dergelijke lucht gebruiken, kunnen nadelig worden beïnvloed. Schade aan planten door luchtverontreinigende stoffen houdt verband met meteorologische omstandigheden, met name temperatuurinversies in de atmosfeer.
Luchtvervuiling
Schade door luchtverontreiniging aan de landbouw
Al meer dan een eeuw heeft luchtverontreiniging de landbouw aangetast. Bij verbranding van kolen en aardolie ontstaan zwaveloxiden. Fluoriden zijn het resultaat van smelten en de fabricage van glas en keramiek. Stijgende niveaus van ammoniak, chloor, ethyleen, mercaptanen, koolmonoxide en stikstofoxiden worden in de lucht aangetroffen. Motorvoertuigen en een groeiende bevolking veroorzaken fotochemische luchtverontreiniging die niet alleen de stedelijke concentraties maar ook de aangrenzende landelijke gebieden aantast. Door het mengsel van verontreinigende stoffen uit alle bronnen, inclusief de landbouw, zijn tal van verontreinigingen in de lucht terechtgekomen, zoals aldehyden, koolwaterstoffen, organische zuren, ozon, peroxyacetylnitraten, pesticiden en radionucliden. Het effect van deze verontreinigende stoffen op voedsel, vezels, voedergewassen en bosgewassen is variabel, afhankelijk van concentratie, geografie en weersomstandigheden. Schade aan gewassen door luchtverontreiniging brengt natuurlijk ook economisch verlies met zich mee.
De effecten van luchtverontreiniging op planten en dieren kunnen worden gemeten door de volgende factoren: (1) interferentie met enzymsystemen; (2) verandering in cellulaire chemische componenten en fysische structuur; (3) groeivertraging en verminderde productie door metabole veranderingen; (4) acute, onmiddellijke weefselafbraak. Verontreinigende stoffen die de lucht in komen uit andere bronnen dan de landbouw en die een reactie van de plant veroorzaken, worden geclassificeerd als: (1) zure gassen; (2) verbrandingsproducten; (3) producten van reacties in de lucht; en (4) diverse effluenten.
Zure gassen
Zure gassen zijn onder meer fluoriden, zwaveldioxide en chloor. Waterstoffluoride is uiterst giftig voor planten; sommige planten raken gewond door contact met concentraties van minder dan een deel per miljard. De schade treedt kennelijk aanvankelijk op aan het chlorofyl, veroorzaakt een gevlekte chlorose en doodt later de cellen. Planten variëren in mate van tolerantie voor waterstoffluoride; meestal zijn de planten die gemakkelijk fluoride ophopen het meest tolerant. Maïs is gevoeliger dan tomaat. Alle planten zijn het meest vatbaar voor fluorideschade tijdens periodes van snelle groei.
Zwaveldioxide dat vrijkomt bij verbranding van olie en kolen veroorzaakt vaak necrose (celdood) van het blad. Bij bepaalde concentraties zal zwaveldioxide planten aantasten als de huidmondjes (kleine poriën in de epidermis van een blad of stengel) open zijn. Hoge lichtintensiteit, gunstige groeitemperaturen, hoge relatieve vochtigheid en voldoende watervoorziening zijn bevorderlijk voor het openen van huidmondjes. Planten die 's nachts hun huidmondjes sluiten, kunnen in die periode veel beter zwaveldioxide verdragen. Coniferen zijn vatbaarder in het voorjaar en de vroege zomer, wanneer de nieuwe naalden langer worden. Het door de bladcellen geabsorbeerde zwaveldioxide vormt zich met water tot een giftig sulfiet, maar dit wordt langzaam geoxideerd tot een relatief onschadelijk sulfaat. De giftigheid van zwaveldioxide is dus een functie van de snelheid waarmee het door de individuele plant wordt opgenomen; snelle opname zal meer letsel veroorzaken. Chloorschade aan planten is vrij zeldzaam; de typische symptomen zijn bleken en necrose van het blad.
Verbrandingsproducten
De belangrijkste verbrandingsproducten zijn ethyleen, acetyleen, propyleen en koolmonoxide. Hiervan is bekend dat ethyleen de planten nadelig beïnvloedt; terwijl de andere dat ook kunnen doen, zijn er hogere concentraties van nodig dan normaal in vervuilde lucht. Jarenlang werd waargenomen dat verlichtend gas (3 procent ethyleen) dat uit pijpleidingen lekte, schade veroorzaakte aan nabijgelegen vegetatie. Nu, bij gebruik van aardgas, wordt ethyleen in de lucht voornamelijk gewonnen uit bepaalde chemische industrieën en uit uitlaatgassen van auto's. Kasbloemen in grootstedelijke gebieden worden doorgaans beschadigd door ethyleen. Een dergelijk letsel lijkt te worden veroorzaakt door een buitensporige versnelling van het levensproces, waardoor schade ontstaat. Ethyleen werd voor het eerst geïdentificeerd als van invloed op het plantenleven in grote gebieden in het veld door de effecten op katoen en andere planten in de buurt van een polyethyleenfabriek.
Ethyleen, ozon en peroxyacetylnitraat worden geproduceerd als reactieproducten in de lucht en zijn duidelijk betrokken bij plantenletsel. Bovendien worden bepaalde bisulfieten en stikstofdioxide verdacht; er zijn waarschijnlijk nog meer. Ozon is een belangrijke luchtverontreinigende stof die de landbouw aantast. Er is schade vastgesteld in een aantal veldgewassen, waaronder spinazie, tabak, fruit, groenten, bosbomen en siergewassen. Symptomen van ozontoxiciteit treden op als vlekjes, stippels, strepen, vlekken, branderig gevoel en vroegtijdige geelverkleuring van het blad; deze zijn mogelijk alleen zichtbaar op het bovenste bladoppervlak. Peroxyacetylnitraat en zijn analogen veroorzaken symptomen die zilverblad en bladband worden genoemd en die al vele jaren in de omgeving van Los Angeles en elders worden waargenomen.
De nadelige effecten van radioactieve verontreinigingen in de lucht op de landbouweconomie zijn op dit moment klein.
