كيف يؤثر التلوث على التمثيل الضوئي؟

التلوث مهما كان شكله له آثار سلبية على البيئة والنباتات التي تعيش فيها. للتلوث العديد من المصادر ، من التصريف المباشر لنفايات الزيوت إلى المجاري المائية إلى تلوث الهواء من عوادم السيارات. بعض الآثار قصيرة المدى ويمكن تخفيف حدتها بسهولة. الآثار الأخرى طويلة المدى ، مع استمرار وجود الملوثات في البيئة أو تراكمها في أنسجة النبات. التمثيل الضوئي هو عملية أساسية داخل النظام البيئي. باستخدام ضوء الشمس وثاني أكسيد الكربون والماء ، تصنع النباتات الغذاء والطاقة في عملية كيميائية تحدث في أوراق النبات.

يوفر تبادل الغازات عبر مسام الأوراق أو ثغورها ثاني أكسيد الكربون الضروري لعملية التمثيل الضوئي. ومع ذلك ، وجدت دراسة نشرت عام 1980 في Cellular and Molecular Life Sciences أن تلوث الهواء يقلل من حجم الثغور ، ويتداخل مع تبادل الغازات يمكن لثاني أكسيد الكربون غير الكافي أن يبطئ أو يوقف عملية التمثيل الضوئي. ويدعم ذلك أيضًا دراسة أجريت عام 2004 والتي وجدت أن تلوث الهواء يقلل من غلة المحاصيل.

التلوث من مصدر غير محدد هو التلوث الذي يأتي من العديد من المصادر المتنوعة ويدخل البيئة من خلال جريان المياه السطحية. الجريان السطحي الزراعي هو المصدر الرئيسي لهذا النوع من التلوث ، وفقًا لوكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA). الجريان السطحي يدخل مبيدات الآفات والأسمدة في المجاري المائية. في بعض الأحيان ، يكون التأثير فوريًا وتموت النباتات بسرعة. يمكن أن تتسبب المستويات العالية من الفوسفور من الأسمدة في تكاثر الطحالب. وضعت أزهار الطحالب سيناريو حيث تتباطأ عملية التمثيل الضوئي وتتوقف أخيرًا حيث تنخفض مستويات الأكسجين المذاب في الماء وتعيق المياه العكرة تدفق ضوء الشمس إلى البيئات المائية.

يؤثر تلوث التربة على عملية التمثيل الضوئي على مستوى الجذر. يؤدي المطر الحمضي الناجم عن انبعاثات الوقود الأحفوري إلى زيادة حموضة التربة مما يؤدي إلى حدوث مادة كيميائية ، مما يؤدي إلى تكوين أيونات الألومنيوم السامة. تعيق هذه الأيونات قدرة النبات على امتصاص العناصر الغذائية ، مما يؤدي إلى إبطاء عملية التمثيل الضوئي والنمو الكلي للنبات.

يمكن أن يخلق الأوزون على مستوى الأرض الناتج عن تأثير الاحتباس الحراري ظروفًا غير مواتية لحدوث عملية التمثيل الضوئي. تركيزات غازات الدفيئة مثل ثاني أكسيد الكربون تمنع إطلاق الحرارة المشعة من البيئة. ترتفع درجات حرارة السطح ، مما يزيد من معدل التبخر. يصبح الماء عاملاً مقيدًا. للحفاظ على الموارد الثمينة ، ستغلق النباتات ثغورها ، مما يقلل من توافر ثاني أكسيد الكربون للنبات. مع محدودية ثاني أكسيد الكربون والماء ، يتباطأ التمثيل الضوئي.

يمكن أن يتداخل التلوث مع قدرة النبات على الخضوع لعملية التمثيل الضوئي عن طريق إتلاف مادي للأوراق في مكان حدوثه. يتسبب الأوزون في حالة تسمى الإصابة بالكلور ، حيث تتحول أوراق النباتات إلى اللون الأصفر بسبب نقص مستويات الكلوروفيل. الكلوروفيل أمر حيوي لحدوث عملية التمثيل الضوئي. إذا انخفضت المستويات ، فسوف تنخفض أيضًا عملية التمثيل الضوئي. في التركيزات العالية ، يمكن للتلوث أن يقتل الهياكل النباتية مما يتسبب في توقف النباتات عن إنتاج الغذاء من أجل التعامل مع الضغوط البيئية.