Einführung

Vor dem Hintergrund eines wachsenden weltweiten Bevölkerungsumfangs und des Klimawandels ist es eine große Herausforderung für die moderne Landwirtschaft, immer mehr Menschen mit begrenzten Boden- und Wasserressourcen zu ernähren. Als wichtiges Triebfeder der landwirtschaftlichen Produktivität, Landwirtschaftliche Chemikalien - von Düngemitteln über Pestizide bis hin zu Pflanzenwachstumsregulatoren - haben nicht nur die Lebensmittelerzeugung erheblich gesteigert, sondern auch aufgrund einer unangemessenen Verwendung eine Reihe von Umweltproblemen verursacht. In diesem Artikel werden wir die zentrale Rolle von Agrarchemikalien, ihre Anwendungsszenarien und die Zukunftsrichtung des nachhaltigen Entwicklungsansatzes aus wissenschaftlicher Sicht diskutieren.

I. Definition und Klassifizierung von Agrarchemikalien

Düngemittel: hauptsächlich zur Ergänzung der Nährstoffe im Boden, um das gesunde Wachstum von Kulturen zu unterstützen, typische Repräsentanten wie Harnstoff, Diammoniumphosphat usw.

Pestizide: Dienen zur Kontrolle von Schädlingen und Krankheiten bei Kulturen, um deren Wachstum nicht zu gefährden, gebräuchliche sind unter anderem Propiconazol (CAS 60207-90-1) , Paclobutrazol (CAS 76738-62-0) und Herbizide wie Glyphosat.

Pflanzenwachstumsregulatoren: Optimieren Sie das Wachstum von Kulturen, indem Sie den physiologischen Prozess der Pflanzen regulieren, wie z. B. Gibberellinsäure zur Förderung der Fruchterweiterung und Chlormequatchlorid zur Verhinderung, dass Kulturen umfallen.

Funktionschemikalien: Dazu gehören Bodenverbesserer und Konservierungsmittel, die die Bodengüte verbessern und die Haltbarkeit von Kulturen verlängern können, wie z. B. Huminsäure zur Wiederherstellung salzhaltiger Böden und 1-MCP zur Verlängerung der Frische von Obst und Gemüse.

II. Die Kernrolle von Agrarchemikalien: Ertragssteigerung und nachhaltige Entwicklung

1. Erhöhung der Erträge und Sicherstellung der Nahrungsmittelsicherheit

Nährstoffversorgung durch Düngemittel: Düngemittel gelten als wichtiges Treibmittel für die weltweite Nahrungsmittelproduktion, insbesondere in Entwicklungslandern, wo ihre Verwendung zu erheblichen Produktivitätszuwächsen geführt hat. Zum Beispiel können Blattgusse mit Kaliumdihydrogenphosphat den Zuckergehalt in Trauben erhöhen und das Spalten der Früchte reduzieren, wodurch Ertrag und Qualität der Kultur gesteigert werden.

Pflanzenschutzmittel sind der 'Schutz vor Krankheiten': Weltweit können jährlich etwa 30-40 Prozent der Ernteausfälle durch Pflanzenschutzmittel verhindert werden. Nehmen wir Propiconazol als Beispiel, es kann effektiv die Rostkrankheit an Weizen verhindern und hat eine Präventionswirkung von über 85 %.

Präzise Steuerung von Wachstumsregulatoren: Pflanzenwachstumsregulatoren können den physiologischen Prozess von Kulturen präzise anpassen, um deren gesundes Wachstum zu gewährleisten. Zum Beispiel kann Polyoxazol das Wachstum von Reis effektiv kontrollieren, das Risiko von Umfall verringern und damit die stabile Ertragsminderung verbessern.

2. Förderung der nachhaltigen Entwicklung der Landwirtschaft

Der Aufstieg grüner Alternativen: Mit dem wachsenden Umweltbewusstsein wird die Verwendung von Bio-Pflanzenschutzmitteln und umweltfreundlichen Düngern allmählich durch traditionelle chemische Pflanzenschutzmittel ersetzt. Zum Beispiel reduziert Bacillus subtilis als Bio-Pflanzenschutzmittel nicht nur erheblich Umweltverschmutzung, sondern zeigt auch einen ausgeprägten Schutzeffekt gegen Krankheiten.

Innovation in der Schadstoffreinigungstechnologie: Agrarchemikalien spielen eine gleichwertige Rolle bei der Sanierung von Boden- und Wasserschadstoffen. Kalziumthiosulfat kann Schwermetall-Kadmium im Boden effektiv passivieren, wodurch das Kontaminationsrisiko für Ernten reduziert wird und die Bodengesundheit wiederhergestellt wird.

3. Bewältigung globaler Herausforderungen

Widerstandsfähigkeit: Durch Pflanzenwiderstand können Würze in Extremwetterbedingungen überdauern. Chemikalien wie Silicate können Pflanzen dazu befähigen, in wasserarmen Umgebungen zu gedeihen, indem sie ihre Trockenheitsresistenz erhöhen.

III. Spezifische Anwendungen von Agrarchemikalien: von der Besserung des Bodens bis zur Schädlingsbekämpfung

Monobasisphosphat (CAS 7778-77-0) : als wichtiges Blattdünger, kann Monobasisphosphat die Zuckerfraktion der Kulturen wirksam erhöhen, die Süße der Früchte steigern und den Marktwert der Früchte verbessern, indem es das Auftreten von Fruchtrissen reduziert.

Phosphorsäure (CAS 13598-36-2) : Phosphorsäure verstärkt nicht nur die natürliche Immunität der Pflanzen, sondern verhindert und kontrolliert auch effektiv viele Kulturpflanzenkrankheiten, wie etwa die Kartoffelfäule, indem sie ihre Krankheitsresistenz erhöht und so das gesunde Wachstum der Kulturen sichert.

Kaliumthiosulfat (CAS 10294-66-3) : Als synergistisches Düngemittel kann Kaliumthiosulfat nicht nur Ammoniakverflüchtigung reduzieren, sondern auch bei Kombination mit Harnstoff wirksam die Cadmiumverschmutzung im Boden und den Schwermetallgehalt in Kulturen senken.

Biodegradierbares Landwirtschaftsfolie: Die am Stärke basierende biodegradierbare Landwirtschaftsfolie, die beim Tomatenanbau verwendet wird, kann in weniger als 60 Tagen natürlich abbauen, wodurch das Problem der langfristigen Verschmutzung von Boden und Umwelt durch traditionelle Folien reduziert wird und das Konzept der nachhaltigen Entwicklung der grünen Landwirtschaft widerspiegelt.

IV. Herausforderungen für Agrarchemikalien: Umwelt- und Gesundheitserwägungen

Während landwirtschaftliche Chemikalien eine große Rolle bei der Verbesserung der landwirtschaftlichen Produktivität und der Sicherstellung der Nahrungsmittelversorgung spielen, birgt ihre Verwendung auch Herausforderungen, die nicht außer Acht gelassen werden können:

Umweltrisiken: Der übermäßige Gebrauch von Düngemitteln kann zur Eutrophierung von Gewässern führen, und der übermäßige Einsatz von Pestiziden kann ebenfalls negative Auswirkungen auf Ökosysteme haben. Darüber hinaus können Rückstände von traditionellen landwirtschaftlichen Folien zu Mikroplastikkontaminationen im Boden führen und die Umwelt schaden.

Gesundheitsrisiken: Bestimmte hochtoxische Pestizide, insbesondere solche mit langer Anwendungszeit, können sich über die Nahrungskette anreichern, was die mensliche Gesundheit gefährdet und das Risiko chronischer Krankheiten erhöht.

Resistenzproblem: Durch den langfristigen Gebrauch einzelner Pestizide haben einige Schädlinge und Krankheiten Widerstand gegen Pestizide entwickelt, was zu einem jährlichen Rückgang der Wirksamkeit der Pestizidbekämpfung führt und neue Herausforderungen für die Landwirtschaft mit sich bringt.

V. Zukünftige Trends: Grüne Technologie und Intelligente Landwirtschaft

1. Grüne Chemietechnologie

Nanosteuerungsdünger: Die Anwendung von Nanotechnologie verbessert die Steuerungsleistung von Düngern erheblich, und die Verwendung neuer Düngertypen wie polylactinsäure-beschichteter Harnstoff hat die Nutzungsrate von Nährstoffen auf 80 % erhöht und die Umweltverschmutzung erheblich reduziert.

Mikrobieller Dünger: Durch die Verwendung von Stickstoffbindungen und anderer mikrobieller Düngung wurde die Abhängigkeit von chemischen Stickstoffdüngern verringert und es gibt eine umweltfreundlichere Alternative für die Landwirtschaft.

2. Intelligente Management

Anwendung von IoT- und KI-Technologien: IoT-Sensoren können Bodennährstoffe und Feuchtigkeit in Echtzeit überwachen, und durch die Analyse der Daten mit KI-Modellen können Landwirte Dünger- und Bewässerungsprogramme genau anpassen, um effizientere landwirtschaftliche Produktion zu erreichen.

Schlussfolgerung

Landwirtschaftliche Chemikalien sind die unverzichtbaren 'unsichtbaren Wächter' der modernen Landwirtschaft, die eine wichtige Garantie für die globale Ernährungssicherheit bieten, gleichzeitig aber auch den doppelten Herausforderungen von Umwelt und Gesundheit gegenüberstehen. In Zukunft wird die Anwendung von Pflanzenschutzmitteln tendenziell präziser und umweltfreundlicher werden, um durch das Gleichgewicht zwischen wissenschaftlich-technologischer Innovation und ökologischem Schutz die nachhaltige Entwicklung der landwirtschaftlichen Produktion zu realisieren und Pflanzenschutzmittel dazu zu bringen, das Überleben der Menschheit zu sichern, während sie im Einklang mit der Natur existieren.