Poluarea aerului afectează productivitatea agricolă în două moduri: (1) poluanții perturbă reacțiile biochimice și fiziologice ale plantelor și (2) ploile acide rezultate din poluarea aerului provoacă degradarea solului și scade concentrația de nutrienți de care au nevoie culturile. Aceste efecte sunt cumulative și permanente.

     De exemplu, ozonul, un poluant format ca urmare a reacțiilor ulterioare ale poluanților primari ai aerului, cum ar fi oxidul de azot și compușii organici volatili din atmosferă, inhibă fixarea carbonului în frunze, ceea ce scade rata fotosintezei. De asemenea, când ozonul este absorbit prin porii de pe suprafața frunzei, formează radicali liberi care atacă membranele celulare. Acest lucru provoacă îngălbenire, leziuni celulare și pete neregulate, care afectează înflorirea și creșterea culturilor, reducând randamentul acestora. Oamenii de știință consideră că ozonul este cel mai periculos poluant al aerului care afectează creșterea și productivitatea culturilor. S-a constatat că unele culturi sunt mai sensibile decât altele la expunerea la ozon. Grâul și soia sunt considerate a avea cel mai ridicat grad de sensibilitate. Cartofii, orezul și porumbul au o sensibilitate moderată, în timp ce orzul s-a dovedit a avea cea mai mare rezistență la poluarea cu ozon.

     Oxizii de azot se formează în procesul de combustie atunci când combustibilii sunt arși la temperaturi înalte, dar cel mai adesea ei sunt rezultatul traficului rutier, activităţilor industriale, producerii energiei electrice. Oxizii de azot blochează stomatele frunzelor, prevenind astfel transpirația și respirația plantelor, ceea ce scade productivitatea plantelor.

     Dioxidul de sulf provoacă decolorarea frunzelor plantelor, îngălbenindu-le, ceea ce reduce fotosinteza și scade și mai mult randamentul culturilor.

Indirect, poluanții atmosferici precum dioxidul de sulf contribuie la declanșarea ploilor acide, care distrug stratul protector de ceară din frunze, clorofila din plantă și provoacă acidificarea solului. Acidificarea solului scade disponibilitatea nutrienților și împiedică fixarea corectă a azotului în sol. Toate acestea scad productivitatea plantei și pot provoca moartea acesteia. În consecință, poluarea aerului determină o scădere a randamentelor culturilor, ceea ce reduce și mai mult hrana disponibilă atât pentru animale, cât și pentru oameni,

Randamentele culturilor de bază scad cu până la 10% pe grad Celsius de încălzire globală

     Potrivit Institutului Mondial de Resurse (WRI), poluarea aerului reduce randamentul culturilor de grâu și soia cu până la 15% și de porumb cu până la 5%. În mod semnificativ, poluarea aerului este responsabilă pentru până la 40% din încălzirea globală. Acest lucru determină creșterea temperaturilor și poate face ravagii culturilor din întreaga lume. Potrivit Organizației Națiunilor Unite pentru Alimentație și Agricultură, recoltele de produse de bază precum orezul, porumbul și grâul vor scădea cu până la 10% pe grad Celsius de încălzire globală. Vremea și căldura extremă vor reduce producția culturilor de bază în regiunea mediteraneană cu până la 25% în următoarele decenii. Poluarea aerului perturbă nu numai producția de alimente, ci și accesul la alimente. În zone precum tropice și subtropicale, nu numai că productivitatea culturilor alimentare va scădea, dar fermierii de subzistență și muncitorii în aer liber se vor confrunta cu zile de lucru reduse, pe măsură ce respirabilitatea se înrăutățește și căldura zilnică crește, limitându-le veniturile și crescând prețul alimentelor la nivel mondial.

Mai puțină poluare a aerului duce la randamente mai mari ale culturilor

     O analiză, publicată la 1 iunie în revista Science Advances a folosit imagini din satelit pentru a dezvălui pentru prima dată modul în care oxizii de azot afectează productivitatea culturilor. Descoperirile sale au implicații importante pentru creșterea producției agricole și pentru analiza costurilor și beneficiilor de atenuare a schimbărilor climatice în întreaga lume. „Oxizii de azot sunt invizibili pentru oameni, dar noii sateliți au reușit să-i cartografieze cu o precizie incredibil de mare. Deoarece putem măsura și producția de culturi din spațiu, acest lucru a deschis șansa de a ne îmbunătăți rapid cunoștințele despre modul în care aceste gaze afectează agricultura în diferite regiuni”, a declarat autorul principal al studiului, David Lobell, directorul Centrului pentru Securitatea Alimentară din și Mediul din cadrul Universității Standford.

     Pe baza observațiilor lor, cercetătorii au estimat că reducerea emisiilor de oxizi de azot la jumătate în fiecare regiune ar îmbunătăți recoltele cu aproximativ 25% pentru culturile de iarnă și cu 15% pentru culturile de vară în China, aproape cu 10% pentru culturile de iarnă și de vară din Europa de Vest și aproximativ 8% pentru culturile de vară și 6% pentru culturile de iarnă în India. America de Nord și de Sud au avut, în general, cele mai scăzute expuneri la oxizi de azot. În general, efectele au părut cele mai negative în anotimpurile și locațiile în care NOx conduce probabil formarea de ozon.

Gradul de poluare în Europa

Șansa de a crește randamentele în sistemul agricol european, prin reducerea poluării pare a fi nulă. În ciuda standardelor UE de calitate a aerului stabilite în urmă cu aproape 20 de ani, majoritatea statelor membre nu reușesc să se conformeze. 24 de țări (dintre care 19 state membre ale UE) au înregistrat concentrații peste valoarea limită anuală a UE în 2019, în timp ce toate țările au înregistrat concentrații peste ghidul OMS din 2005.

Cum poate sectorul agricol să atenueze poluarea?

      Practicile agricole durabile cheie protejează calitatea aerului, oferind în același timp fermierilor opțiunea de a folosi strategiile care au cel mai mult sens pentru ei. Gestionarea adecvată a solului prin creșterea diversității culturilor, rotația culturilor și practicile agricole centrate pe biodiversitate ajută fermierii să mențină sănătatea solului și să reducă cantitatea de îngrășăminte chimice care emit amoniac care intră în atmosferă.