Загрязнение атмосферы газами, пылью и аэрозолями, поступающими с промышленных предприятий, создает неблагоприятные условия для роста растений. Растения в таких условиях резко снижают продуктивность, декоративность и часто погибают.
Согласно современным представлениям, токсический газ, попадая через устьица или эпидермис в лист, растворяется в виде клеточных оболочек и взаимодействует с цитоплазмой. Первыми повреждаются клетки устьичных полостей, затем клетки губчатой палисадной паренхимы. Газ растворяющийся в воде, образует кислоту или щелочь, которые взаимодействуют с протопластом. Часть их нейтрализуется, а часть остается в свободном состоянии. Кислоты разрушают хлорофилл, изменяют pH тканей листа и устойчивость биоколлоидов цитоплазмы, повышают общую окисляемость, увеличивают дисперсность коллоидов и гигроскопичность тканей, отрицательно влияют на энзиматический аппарат, нарушают обмен веществ в клетках листа и проводящих систем, снижают интенсивность фотосинтеза, повышают интенсивность дыхания.
Изучение влияния токсических доз сернистого ангидрида (SO2) и хлора (Сl2) на листья древесных растений показало, что для каждого вида растений характерен свой уровень накопления в листьях хлора (от 0,1 до 0,5%) и серы (от 0,2 до 0,9%). Растения, произраставшие в загрязненной вредными газами атмосфере, содержали хлора в листьях в несколько раз больше (2-2,25%). Постепенное накопление хлора в растениях приводит к отмиранию части тканей листа или целых листьев в основном во второй половине их вегетации. Газоустойчивыми являются те растения, в органах которых накапливается повышенное количество серы и хлора, Активность ферментных систем у них высокая. К таким растениям относятся лох, шелковица, тополь, дуб туркестанский, гледичия и др., которые также хорошо растут на засоленных почвах. Негазоустойчивыми оказались липа и каштан (они плохо растут на засоленных почвах).
Таким образом, явления солеустойчивости и газоустойчивости растений взаимосвязаны.
Для повышения газоустойчивости растений семена грецкого ореха и конского каштана намачивали в 0,1%-ном водном растворе серной или соляной кислоты, а затем растения поливали 0,2%-ным раствором солей этих кислот. Положительные результаты были получены при применении серной кислоты.
Считают, что для озеленения территорий промышленных предприятий целесообразно использовать семена растений, произрастающих на слабо- и среднезасоленных почвах. Искусственное засоление почвы для выращивания сеянцев из обычных семян также будет способствовать повышению газоустойчивости растений (Г. М. Илькун).
Загрязнители воздуха, широко распространенные атмосферные компоненты — двуокись серы и озон, образующиеся при некоторых антропогенных воздействиях на окружающую среду, проникая в растительные клетки, изменяют проницаемость мембран, вызывая либо усиление, либо уменьшение потоков ионов через них. Так, при воздействии двуокисью серы и озона на ткани листьев петунии значительно увеличивалась проницаемость мембран для калия. Атмосферные токсиканты сосредоточиваются главным образом в хлоропластах и митохондриях, вызывая нарушения процессов фотосинтеза и дыхания.
Исследования показали, что условия минерального питания растений макро- и микроэлементами играют важную роль в снижении повреждаемости их токсическими газами. Так, по данным Центрального республиканского ботанического сада АН УССР (г. Киев), при искусственной дегазации сернистым газом двулетних саженцев липы сердцелистной, конского каштана и тополя черного, выращиваемых на бедной дерново-подзолистой почве без удобрений и при внесении NPK, более устойчивыми оказались растения во втором варианте. Так, без удобрений листья у деревьев были поражены на 70-90%, а при внесении удобрений — лишь на 10-30%.
Установлено, что растения, произрастающие в оптимальных условиях минерального питания и водообеспеченности, переносят достаточно высокие концентрации атмосферных загрязнителей. Важная роль в повышении газоустойчивости растений принадлежит освежающим поливам растений путем дождевания. Дождь и освежающие поливы вымывают из листьев до 30% токсических веществ.
Следует отметить, что растения обладают высокой чувствительностью к таким широко распространенным загрязнителям воздуха, как двуокись серы, фтористый и хлористый водород. Однако имеются более устойчивые к ним породы деревьев. Поэтому при озеленении городов, промышленных центров и создании защитных насаждений для плодовых садов, важен подбор газоустойчивых пород древесных и травянистых растений, информацию о которых можно получить в специальной литературе, ботанических садах и дендрариях.