- Dioxit cacbon (CO2) với nồng độ nhỏ hơn 1 % khơng những khơng độc hại đối với cây xanh mà ngược lại làm tăng cường qúa trình đồng hĩa dẫn đến tăng sinh trưởng.
- Thực vật ít nhạy cảm với CO so với người và động vật nhưng khi nồng độ CO cao (100 - 10.000 ppm) làm cho lá rụng, bị xoắn, quăn, cây non bị chết, cây cối chậm phát triển. Ngồi ra, CO làm mất khả năng cố định Nitơ, làm thực vật bị thiếu đạm. Ví dụ: Trái cây cĩ thể bị nhiễm CO2 khi để ngồi khơng khí, vỏ cĩ màu nâu, nhám, bị lõm vào …
Hình 5.3:Ảnh hưởng của CO2 với trái cây
Những cuộc điều tra đã chỉ ra rằng sự tăng mức CO2 trong nhà kính đến 550 ppm sẽ làm cho cây trồng mọc nhanh hơn từ 30 – 40%. Mức CO2 tự nhiên trong khí quyển khoảng 450 ppm đã tăng 250 ppm so với thời kỳ băng hà, vì vậy sự tăng nhẹ này khơng quan trọng vào lúc đầu. Vấn đề quan trọng là mức CO2 trung bình trong nhà kính cĩ hệ thống thơng hơi kín sẽ giảm nhanh do sự hấp thụ cuả cây trồng và sẽ nằm trong khoảng 150 -200 ppm nếu khơng cĩ gì xảy ra trong những ngày mùa Đơng Bắc dài, lạnh và âm u. Hầu hết những nhà kính thương mại sẽ cĩ hệ thống chiếu sáng và sưởi ấm để khuyến khích sự tăng trưởng của cây trồng nhưng khơng được mở hệ thống thơng hơi và cho khơng khí lạnh bên ngồi vào nhà kính nếu khơng mùa màng sẽ bị mất sớm. Trong một vài cách, đĩ là phương án duy nhất làm tăng mức CO2 tự nhiên, quy luật chung là tăng khoảng 1.000 ppm vào ban ngày và để nĩ giảm một cách tự nhiên vào ban đêm. Kể từ khi các quá trình sinh học của cây trồng tiêu thụ oxy và sinh ra CO2 vào ban đêm, thì vào sáng sớm nồng độ của CO2 sẽ tự động tăng lên nhẹ. Điều này cần được kiểm tra vì cĩ quá nhiều yếu tố liên quan cĩ thể thay đổi và một hệ thống điều khiển đơn giản mà sử dụng bộ cảm biến hồng ngoại cĩ thể giữ nồng độ khí cố định ở mọi lúc.
Tỷ lệ tiêu thụ sẽ khác nhau từng mùa, cường độ nhẹ, nhiệt độ, thời tiết, thời kỳ phát triển của cây trồng và mức độ dinh dưỡng. Mức tiêu thụ trung bình được ước tính khoảng 0.12 – 0.24 kg/giờ/100m2 ở khu vực dưới sàn nhà kính. Tỷ lệ cao hơn phản ánh cách sử dụng trong ngày cĩ nắng và những mùa trồng nhiều.
Cĩ nhiều quá trình sinh ra CO2 một cách tự nhiên và khơng thể tránh được như sự lên men và sự đốt cháy. Trong những vùng ơn đới thật là cần thiết để sưởi ấm nhà kính và sự sưởi ấm này sẽ hầu như luơn luơn liên quan đến việc đốt nhiên liệu hĩa thạch, mà việc này sản sinh ra CO2. Điều này thúc đẩy sự lưu thơng lại tự nhiên của khí ga từ hệ thống sưởi ấm lại vào trong nhà kính và vì vậy đạt được sự tăng trưởng gấp đơi cho cây trồng. Kiểm sốt một cách cẩn thận các ống khĩi sẽ đảm bảo rằng hầu hết chỉ cĩ một ít
CO vào được nhà kính, điều này khơng những làm hại cây trồng mà cịn cĩ khả năng gây chết người đang làm việc ở đĩ. Sự kết hợp của nhà máy sản xuất bia với hệ thống nhà kính là một việc nghiêm trọng ở một số vùng. Nĩi chung, những phương pháp này được sự chấp nhận và thật sự xứng đáng với sự ủng hộ của chính phủ, khơng những tạo ra mùa màng mà chúng cịn loại bỏ chất gây ơ nhiễm khơng khí.
5. Tác động của khí CFC
a. Thực vật trên cạn
Sự gia tăng bức xạ UV-B lên bề mặt trái đất do sự suy giảm tầng ozon cĩ thể xem là cĩ ảnh hưởng khơng tốt lên cả sinh vật trên cạn và dưới nước. Việc đánh giá tác động của sự gia tăng phơi nhiễm bức xạ UV-B đối với mùa màng và hệ sinh vật trên cạn hiện nay vẫn cịn tồn tại những nhận thức khơng đầy đủ và khơng chính xác. Tuy vậy, nhiều dữ liệu nghiên cứu đã chỉ ra rằng mùa màng cĩ khả năng bị tổn thương bởi sự gia tăng cường độ bức xạ UV-B. Khơng giống như những tác động do sự khơ hạn hay do những điều kiện địa lý khác, suy giảm ozon ở tầng bình lưu ảnh hưởng lên tất cả các khu vực trên thế giới, bao gồm cả những hệ sinh thái mà sự nhạy cảm của nĩ đối với tia UV-B chưa được điều tra phát hiện.
Cĩ hơn 200 lồi và lớp phủ thực vật chịu ảnh hưởng của tia UV, khoảng 2/3 trong số đĩ đã được xác định là khá nhạy cảm. Những thử nghiệm đã được tiến hành trong mơi trường được kiểm sốt với nguồn bức xạ UV nhân tạo. Sự nhạy cảm thường bị quá mức khi so sánh với kết quả thu được từ sự phơi nhiễm bức xạ mặt trời trên cánh đồng. Những nhĩm thực vật nhạy cảm nhất bao gồm những cánh đồng trồng đậu Hà Lan, hột café, dưa hấu, cây mù tạp và cải bắp, nhưng cĩ sự khác nhau rất lớn trong sự nhạy cảm giữa những mùa vụ khác nhau ở các khu vực nghiên cứu khác nhau. Nhìn chung, bức xạ UV-B giảm số lượng lá cây và sự tăng trưởng của thân cây, tổng trọng lượng khơ sẽ nhỏ hơn, và tính chất quang tổng hợp cũng bị giảm. Những kết quả này thu được tương ứng với thí nghiệm làm gia tăng thêm 25% bức xạ mặt trời UV-B (tương đương với việc giảm 12% của tầng ozon), ở đĩ sự phơi nhiễm tia UV-B được kiểm sĩat bởi màng lọc ozon nhân tạo ở độ cao cao và tại những vĩ tuyến phía Nam. Lồi thân thảo nhìn chung ít nhạy cảm, cĩ lẽ là do tính chất tự bảo vệ giống như khả năng tự phục hồi quang học hay sự sản sinh ra những màng chắn cĩ màu.
Sự biến đổi lớn trong khả năng nhạy cảm ở các vụ mùa với mỗi loại cây trồng khác nhau đã cho thấy mức độ chịu đựng tia UV-B phải nằm trong những gen chung. Di truyền học cơ bản về sự nhạy cảm đối với những tia UV-B thì khơng được hiểu một cách
giảm một số tác động cĩ hại tiềm tàng. Ngồi những nhân tố trên, sản lượng mùa vụ cĩ thể bị giảm sút do việc tăng cường độ bức xạ UV-B, đặc biệt là ở một số lồi cây trồng như cà chua, khoai tây, củ cải đường và đậu nành. Những loại cây trồng đặc biệt cĩ chứa Protein và dầu hay những hạt đậu nành đã bị sút giảm đến 10% khi cây trồng bị phơi nhiễm dưới cường độ bức xạ UV-B tương đương với mức suy giảm 25% tầng ozon.
Sự gia tăng cường độ bức xạ UV-B cũng cĩ thể ảnh hưởng lên khả năng sản xuất của rừng. Theo nghiên cứu của Sullivan & Teramura (1988) thì cĩ đến một nửa lồi cây trồng từ hạt dẻ chịu các ảnh hưởng bất lợi bởi bức xạ UV-B. Những kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra rằng sự gia tăng bức xạ UV-B sẽ làm giảm sự phân bố và tính đa dạng của thực vật, và làm thay đổi cấu trúc của hệ sinh thái do những biến đổi của sự cạnh tranh cân bằng giữa các lồi khác nhau. Sự thay đổi nhỏ trong cạnh tranh cân bằng trong một khoảng thời gian cũng cĩ thể dẫn đến sự thay đổi lớn trong cấu trúc và thành phần lồi.
b. Thực vật dưới nước
Những kinh nghiệm thực tế cho thấy bức xạ UV-B cĩ thể làm tổn hại đến ấu trùng cá và những con cá nhỏ, cũng như ấu trùng của các lồi tơm hùm, cua và những thực vật chủ yếu của mạng lưới thức ăn ở biển. Sự tác động này cịn ảnh hưởng lên cả sự giảm khả năng sinh sản, tăng trưởng, tồn tại và làm giảm những chức năng khác nhau của các tổ chức sống. Nhiều bằng chứng đã cho thấy bức xạ mặt trời UV-B mặc dù khơng quan trọng bằng ánh sáng, nhiệt độ, hay bậc dinh dưỡng, nhưng ngày nay nĩ gần như là một giới hạn quan trọng của nhân tố sinh thái, và mỗi một sự gia tăng nhỏ trong sự phơi nhiễm UV-B cũng dẫn tới những biến đổi quan trọng trong hệ sinh thái.
Những ảnh hưởng gây ra bởi bức xạ mặt trời UV-B cĩ thể xác định được ở độ sâu hơn 200m ở vùng nước trong và hơn 5m ở những vùng nước ít trong hơn. Trong những hệ sinh thái vùng biển, bức xạ UV-B xuyên qua được khoảng trên 10% của đới thấu quang (vùng nước lộ thiên ở biển và ở hồ cĩ đủ ánh sáng mặt trời giúp cho sự quang hợp) trước khi nĩ bị suy yếu đi 99% khả năng chiếu lên bề mặt. Sự chiếu xuyên qua những vùng nước tự nhiên của bức xạ UV-B cĩ thể được xem là chìa khĩa quan trọng trong việc ước định những tác động tiềm tàng của bức xạ này lên bất kỳ hệ sinh thái dưới nước nào.
Đối với hệ thống thực vật biển, một khi sự thay đổi thành phần lồi xảy ra nhanh hơn sự giảm sút trong mạng lưới sản xuất cũng sẽ được coi là kết quả tất yếu của sự gia tăng phơi nhiễm UV-B. Bất kỳ sự thay đổi nào trong thành phần của chuỗi thức ăn cơ bản cũng cĩ khả năng tạo nên tính khơng ổn định trong hệ sinh thái và cĩ thể gây ảnh hưởng đến bậc dinh dưỡng cao hơn. Thời gian ra đời của thực vật phù du (thực vật nổi) ở biển được tính từ giờ đến ngày, trong khi đĩ sự gia tăng tiềm tàng ở các mức độ khác nhau của
bức xạ mặt trời UV-B sẽ xảy ra qua hàng thập kỷ sau. Câu hỏi được đặt ra là những gen chung ở các lồi sinh vật cĩ khả năng thích ứng trong suốt quá trình này (liên quan đến thời gian ra đời của các sinh vật đích) hay lại bị thay đổi khi bị bội nhiễm bởi bức xạ UV- B. Cĩ một sự thật hiển nhiên rằng sự giảm mức độ phong phú của lớp Ozon sẽ làm thu hẹp lại khu vực sinh sống của các lồi thực vật nổi ở gần bề mặt. Đối với một số lồi động vật nổi, thời gian sống ở bề mặt hay gần đĩ lại tạo điều kiện cho sự tập trung thức ăn và sinh sản.
Tác động trực tiếp của bức xạ UV-B lên ấu trùng của các lồi cá khơng độc gần như tương đương với tác động lên các động vật nổi khơng xương sống. Trong một nghiên cứu bao gồm cả ấu trùng cá trống đã ước tính được rằng sự gia tăng 20% bức xạ UV-B (tương đương với sự suy giảm 9% của lớp Ozon) sẽ dẫn đến cái chết của khoảng 8% số lượng ấu trùng.
6. Aldehyde
Hợp chất vơ cơ bao gồm acrolein và formaldehyde là sản phẩm của quá trình đốt cháy khơng hồn tồn của các hydrocacbon và các vật chất vơ cơ khác. Đặc biệt chúng bốc hơi vào trong khí quyển từ các ống thải khí của các phương tiện giao thơng. Thêm vào nữa là một lượng aldehyde cĩ dạng là chất ơ nhiễm cấp 2, là do phản ứng quang hĩa xảy ra khi chúng bay hơi vào trong khí quyển. Cây cảnh trồng trong các nhà kính sẽ bị hư hại lá khi chúng tiếp xúc với aldehyde ở nồng độ vượt quá 200
μg/m3 trong 2h. Các hư hại này biểu hiện như xuất hiện các vệt chết hoại trên bề mặt lá sau đĩ là dưới bề mặt lá. Cỏ linh lăng tiếp xúc với acrolein trong 9h ở nồng độ 250
μg/m3 thì cũng xuất hiện các hiện tượng tương tự.
7. Asen
Asen được dùng như một chất hút ẩm (làm khơ các nhân tố) cho mặt hàng về bơng (cotton) trước khi đem vào sản xuất; nĩ cịn được dùng như là một chất diệt cỏ dại trên mặt đất. Khi asen và các dẫn xuất của nĩ khơng được dùng chính xác theo một sự chỉ dẫn thì chúng cĩ thể là nguyên nhân gây ra các tác hại nghiêm trọng cho thực vật. Trong một vài trường hợp asen từ các lị nấu đồng, vàng thốt ra là nguyên nhân làm hư hại cho thực vật ở các vùng lân cận.
8. Berili
điều tra cho thấy khi berili hịa tan trong đất ở nồng độ 1ppm thì nĩ được coi là một chất độc. Ở nồng độ từ 0,5 đến 5 ppm chúng sẽ kìm hãm khả năng phát triển của cây trồng.