Úvod

Na pozadí rostoucí světové populace a změny klimatu se stává hlavním výzvou pro moderní zemědělství, jak nakrmit stále více lidí na omezených půdách a vodních zdrojích. Jako klíčový faktor zemědělské produkivity Agrární chemikálie - od hnojidel po pesticidy až po regulátory růstu rostlin - nejenže významně zvýšily produkci potravin, ale také způsobily řadu environmentálních problémů kvůli nesprávnému použití. V tomto článku diskutujeme o centrální roli agrochemikálií, jejich aplikacích a budoucím směru udržitelného rozvoje z vědeckého hlediska.

I. Definice a klasifikace agrochemikálií

Hnojiva: převážně se používají k doplnění živin v půdě pro podporu zdravého růstu plodin, typickými představiteli jsou tužka, draselná fosfornat a další.

Pesticidy: Používají se ke kontrole škůdců a chorob plodin, aby jejich růst nebyl ohrožen, běžně se používají propikonazol (CAS 60207-90-1) , pakistanazol (CAS 76738-62-0) a herbicidy jako glyphosát.

Regulátory růstu rostlin: optimalizují růst plodin regulací fyziologických procesů rostlin, jako je kyselina giberelová pro zvětšení plodů a chlorid chlormequatu pro prevenci pádání plodin.

Funkční chemikálie: Patří sem kondičky půdy a konzervační látky, které mohou vylepšit kvalitu půdy a prodloužit držitelnost plodin, jako je humusová kyselina pro obnovení slaných půd a 1-MCP pro prodloužení čerstvosti ovoce a zeleniny.

II. Hlavní role agrochemikálií: zvyšování výnosu a udržitelný rozvoj

1. Zvyšování výnosů a zajištění potravinové bezpečnosti

Poskytování živin prostřednictvím hnojiv: Hnojiva jsou považována za důležitý pohon světové produkce potravin, zejména v rozvojových zemích, kde jejich používání vedlo ke významným zvýšením produktivity. Například listové namáčení fosfátu dvojitého draselného může zvýšit cukernatost hroznů a snížit trhliny na plodech, což zvyšuje výnos i kvalitu úrodu.

Pesticidy jsou 'obranou proti nemocem': Globálně lze předcházet ztrátám úrod o 30 až 40 procent pomocí pesticidů. Vezmeme-li propikonazol jako příklad, dokáže účinně předcházet a kontrolovat křeč v pšenici s prevencí více než 85%.

Přesná kontrola růstových regulátorů: Regulátory růstu rostlin mohou přesně upravovat fyziologický proces plodin, aby zajistily jejich zdravé růst. Například polyoxazol může účinně kontrolovat růst rýžových plantáží, snižovat riziko pádání a tak zvyšovat stabilní výnos rýže.

2, Podpora udržitelného rozvoje zemědělství

Vzestup zelených alternativ: S posilováním ekologického vědomí se používání biopesticidů a ekologicky přátelských hnojiv postupně začíná nahrazovat tradiční chemické pesticidy. Například Bacillus subtilis, jako druh biopesticidu, má nejen významný účinek na prevenci chorob, ale také snižuje environmentální znečištění.

Inovace v technologii čištění znečištění: Agrochemikálie mají stejně důležitou roli při řešení půdního a vodního znečištění. Thiosulfát draselný může účinně pasivovat těžké kovy, jako je kadmic, v půdě, což snižuje riziko kontaminace plodin a pomáhá obnovit půdní zdraví.

3. Řešení globálních výzev

Odolnost: Odolnost plodin umožňuje jejich růst v extrémních počasích. Chemikálie, jako jsou silikáty, mohou plodiny povzbudit ke růstu v prostředí s nedostatkem vody díky zvyšování jejich odolnosti proti suchu.

III. Specifické aplikace agrochemikálií: od vylepšování půdy po potlačování škůdců

Dihydrogenfosfát draselný (CAS 7778-77-0) : jako důležitá listová hnojiva může dihydrogenfosfát draselný účinně zvyšovat cukernatost plodin, zvyšovat sladkost ovoce a vylepšovat tržní hodnotu ovoce snižováním jevu praskání plodů.

Fosforan (CAS 13598-36-2) : Kyselina fosforanová nejenom posiluje přirozený imunitní systém rostlin, ale také účinně prevence a ovládání mnoha chorob plody, jako je pozdní brnka na bramborech, zajistí zdravé růst plody díky zvyšování jejich odolnosti proti nemocem.

Thiosulfát draselný (CAS 10294-66-3) : Jako synergická hnojiva, thiosulfát draselný může nejen snížit volatilitu amoniaku, ale také účinně snížit kontaminaci kadmiem v půdě a těžké kovy v plodech, když se používá kombinace s močovičinou.

Biodegradabilní poľní film: Stářební biodegradabilní poľní film používaný v pěstování rajčat je schopen se rozložit přírodně už za 60 dní, což snižuje problém dlouhodobého znečištění půdy a životního prostředí způsobeného tradičním poľním filmem a projevuje koncept udržitelného rozvoje zelené poľní.

IV. Výzvy stojící před agrochemikáliemi: úvahy ohledně životního prostředí a zdraví

Zatímco chemikálie v zemědělství hrají velkou roli při zvyšování produkce a zajišťování potravinové bezpečnosti, jejich používání také přináší problémy, které nelze ignorovat:

Ekologické rizika: Přehnané používání fertilizérů může vést k eutrofizaci vodních těles, přehnané používání pesticidů může mít negativní dopad na ekosystémy. Kromě toho mohou zbytky tradičních agroplytů způsobit kontaminaci půdy mikroplastyky a škodit životnímu prostředí.

Rizika pro zdraví: Některé vysoce toxické pesticidy, zejména ty s dlouhodobým používáním, se mohou akumulovat v životosběrné řetězci, čímž ohrožují lidské zdraví a zvyšují riziko chronických nemocí.

Problém odolnosti: S dlouhodobým používáním jednotlivých pesticidů vyvinuly některé škůdci a choroby odolnost vůči pesticidům, což vede ke snížení účinnosti chemického ovládání ročně a přináší nové výzvy pro zemědělskou výrobu.

V. Budoucí trendy: Zelená technologie a inteligentní zemědělství

1. Zelená chemická technologie

Nanokontrolované hnojivá: Použití nanotechnologie výrazně zvýšilo účinnost kontrolovaného uvolňování hnojiv, přičemž použití nových druhů hnojiv, jako je polylaktonová obalovaná močkva, zvýšilo využití živin na 80 %, což významně snižuje environmentální znečištění.

Mikrobiální hnojiva: Díky použití azotonabývacích bakterií a dalších mikrobiálních hnojiv se snížila závislost na chemických dusíkatých hnojivech, poskytujíc tak ekologičtější alternativu pro zemědělství.

2. Inteligentní správa

Použití IoT a AI technologií: Senzory IoT mohou sledovat úroveň živin a vlhkosti půdy v reálném čase a pomocí analýzy dat prostřednictvím AI modelů mohou farmáři přesně upravovat programy hnojení a zavlažování, aby dosáhli efektivnější produkce ve zemědělství.

Závěr

Agrární chemikálie jsou nezbytnými „neviditelnými strážci“ moderního zemědělství, které poskytují důležité záruky pro globální potravinovou bezpečnost, ale zároveň čelí dvojím výzvám souvisejícím s životním prostředím a zdravím. V budoucnosti bude použití agrochemikálií směřovat k větší přesnosti a ekologickosti, aby se dosáhlo udržitelného rozvoje zemědělské výroby prostřednictvím rovnováhy mezi vědeckotechnickou inovací a ochranou ekosystémů, a aby agrochemikálie zajistily přežití lidskosti, zatímco žijí v harmonii s přírodou.