Technologie agricole

Les effets de la pollution

Pratiquement toutes les formes de technologie exigent un certain prix pour les dommages environnementaux; l'agriculture ne fait pas exception. L'agriculture est à son tour parfois endommagée par des sous-produits indésirables d'autres technologies (voir aussi la pollution: la pollution des ressources naturelles).

L'air a des propriétés physiques et une composition chimique qui sont des paramètres vitaux pour la vie des plantes et des animaux. La température, la vapeur d'eau, les mouvements, l'oxygène et le dioxyde de carbone dans l'atmosphère ont un effet direct sur la production d'aliments et de fibres. La qualité de l'air est modifiée par l'introduction de contaminants dans celle-ci, et les activités agricoles utilisant cet air peuvent être affectées négativement. Les dommages causés aux plantes par les polluants atmosphériques sont liés aux conditions météorologiques, en particulier aux inversions de température dans l'atmosphère.

La pollution de l'air

Dommages causés à l'agriculture par la pollution atmosphérique

Depuis plus d'un siècle, la pollution atmosphérique affecte l'agriculture. La combustion du charbon et du pétrole produit des oxydes de soufre. Les fluorures proviennent de la fusion et de la fabrication du verre et de la céramique. Des niveaux croissants d'ammoniac, de chlore, d'éthylène, de mercaptans, de monoxyde de carbone et d'oxydes d'azote se trouvent dans l'air. Les véhicules à moteur et la population croissante produisent une pollution atmosphérique photochimique qui affecte non seulement les concentrations urbaines mais aussi les zones rurales contiguës. Le mélange de polluants de toutes les sources, y compris l'agriculture, a libéré une foule de contaminants dans l'air, tels que les aldéhydes, les hydrocarbures, les acides organiques, l'ozone, les nitrates de peroxyacétyle, les pesticides et les radionucléides. L'effet de ces polluants sur les aliments, les fibres, le fourrage et les cultures forestières est variable, selon la concentration, la géographie et les conditions météorologiques. Bien entendu, les dommages causés aux cultures par la pollution atmosphérique entraînent également des pertes économiques.

Les effets de la pollution atmosphérique sur les plantes et les animaux peuvent être mesurés par les facteurs suivants: (1) interférence avec les systèmes enzymatiques; (2) modification des constituants chimiques cellulaires et de la structure physique; (3) retard de croissance et production réduite à cause des changements métaboliques; (4) dégénérescence tissulaire aiguë et immédiate. Les polluants qui pénètrent dans l'air à partir de sources autres que l'agriculture et qui produisent une réponse végétale sont classés comme: (1) les gaz acides; (2) produits de combustion; (3) produits de réactions dans l'air; et (4) effluents divers.

Gaz acides

Les gaz acides comprennent les fluorures, le dioxyde de soufre et le chlore. Le fluorure d'hydrogène est extrêmement toxique pour les plantes; certaines plantes sont endommagées par le contact avec des concentrations inférieures à une partie par milliard. Les dommages se produisent apparemment initialement dans la chlorophylle, produisant une chlorose tachetée et tuant plus tard les cellules. Les plantes varient en degré de tolérance au fluorure d'hydrogène; généralement, les plantes qui accumulent facilement le fluor sont les plus tolérantes. Le maïs est plus sensible que la tomate. Toutes les plantes sont les plus sensibles aux dommages causés par le fluor pendant les périodes de croissance rapide.

Le dioxyde de soufre dégagé lors de la combustion du pétrole et du charbon provoque généralement une nécrose (mort cellulaire) de la feuille. À certaines concentrations, le dioxyde de soufre affectera les plantes si les stomates (minuscules pores de l'épiderme d'une feuille ou d'une tige) sont ouverts. Une intensité lumineuse élevée, des températures de croissance favorables, une humidité relative élevée et un approvisionnement en eau adéquat sont propices aux stomates ouverts. Les plantes qui ferment leurs stomates la nuit peuvent mieux tolérer le dioxyde de soufre pendant cette période. Les conifères sont plus sensibles au printemps et au début de l'été, lorsque les nouvelles aiguilles s'allongent. Le dioxyde de soufre absorbé par les cellules foliaires s'unit à l'eau pour former un sulfite toxique, mais celui-ci est lentement oxydé en un sulfate relativement inoffensif. La toxicité du dioxyde de soufre est donc fonction de la vitesse à laquelle il est absorbé par la plante individuelle; une absorption rapide causera de plus grandes blessures. Les dommages causés par le chlore aux plantes sont quelque peu rares; ses symptômes typiques sont le blanchiment et la nécrose de la feuille.

Produits de combustion

Les principaux produits de la combustion sont l'éthylène, l'acétylène, le propylène et le monoxyde de carbone. Parmi ceux-ci, l'éthylène est connu pour affecter négativement les plantes; tandis que les autres peuvent également le faire, cela nécessiterait des concentrations plus élevées que celles qui se produisent généralement dans l'air pollué. Pendant de nombreuses années, il a été observé que du gaz d'éclairage (3 pour cent d'éthylène) s'échappant des pipelines endommageait la végétation voisine. Maintenant, avec l'utilisation du gaz naturel, l'éthylène dans l'air provient principalement de certaines industries chimiques et des gaz d'échappement des automobiles. Les fleurs de serre dans les régions métropolitaines sont généralement endommagées par l'éthylène. Ces blessures semblent être causées par une accélération excessive du processus de vie, entraînant ainsi des dommages. L'éthylène a été identifié pour la première fois comme affectant la vie des plantes sur de grandes surfaces dans le champ par ses effets sur le coton et d'autres plantes à proximité d'une usine de polyéthylène.

L'éthylène, l'ozone et le nitrate de peroxyacétyle sont produits comme produits de réaction dans l'air et sont clairement impliqués dans les dommages aux plantes. De plus, certains bisulfites et dioxyde d'azote sont suspectés; il y en a probablement d'autres. L'ozone est un polluant atmosphérique majeur affectant l'agriculture. Des dommages ont été identifiés dans un certain nombre de grandes cultures, notamment les épinards, le tabac, les fruits, les légumes, les arbres forestiers et les plantes ornementales. Les symptômes de la toxicité de l'ozone se manifestent par des taches, des pointillés, des stries, des taches, des brûlures de pointe et un jaunissement prématuré du feuillage; ceux-ci peuvent être visibles uniquement sur la surface supérieure des feuilles. Le nitrate de peroxyacétyle et ses analogues produisent des symptômes appelés feuilles d'argent et bandes de feuilles, qui ont été observés dans la région de Los Angeles et ailleurs depuis de nombreuses années.

Les effets néfastes des contaminants radioactifs en suspension dans l'air sur l'économie agricole à l'heure actuelle sont faibles.