Εισαγωγή

Στο πλαίσιο του αυξανόμενου παγκόσμιου πληθυσμού και της κλιματικής αλλαγής, ο τρόπος διατροφής ολοένα και περισσότερων ανθρώπων με περιορισμένους πόρους γης και νερού έχει γίνει μια σημαντική πρόκληση για τη σύγχρονη γεωργία. Ως βασικός μοχλός της αγροτικής παραγωγικότητας, γεωργικές χημικές ουσίες - από τα λιπάσματα μέχρι τα φυτοφάρμακα και τους ρυθμιστές ανάπτυξης των φυτών - όχι μόνο έχουν αυξήσει σημαντικά την παραγωγή τροφίμων, αλλά έχουν προκαλέσει και μια σειρά περιβαλλοντικών προβλημάτων λόγω ακατάλληλης χρήσης. Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε τον κεντρικό ρόλο των γεωργικών χημικών ουσιών, τα σενάρια εφαρμογής τους και τη μελλοντική κατεύθυνση της αειφόρου ανάπτυξης από επιστημονική άποψη.

I. Ορισμός και Ταξινόμηση Γεωργικών Χημικών Προϊόντων

Λιπάσματα: χρησιμοποιούνται κυρίως για την αναπλήρωση των θρεπτικών συστατικών στο έδαφος για την υποστήριξη της υγιούς ανάπτυξης των καλλιεργειών, τυπικών εκπροσώπων όπως η ουρία, το διόξινο φωσφορικό κάλιο και ούτω καθεξής.

Φυτοφάρμακα: Χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο παρασίτων και ασθενειών των καλλιεργειών για να διασφαλιστεί ότι δεν απειλείται η ανάπτυξη των καλλιεργειών. προπικοναζόλη (CAS 60207-90-1), Paclobutrazol (CAS 76738-62-0) και ζιζανιοκτόνα όπως το glyphosate.

Ρυθμιστές ανάπτυξης φυτών: βελτιστοποιούν την ανάπτυξη των καλλιεργειών ρυθμίζοντας τη φυσιολογική διαδικασία των φυτών, όπως το γιβερελικό οξύ για την προώθηση της διεύρυνσης των καρπών και το χλωριούχο χλωρομεκουάτ για την πρόληψη της πτώσης των καλλιεργειών.

Λειτουργικά χημικά: Αυτά περιλαμβάνουν βελτιωτικά εδάφους και συντηρητικά, τα οποία μπορούν να βελτιώσουν την ποιότητα του εδάφους και να παρατείνουν τη διάρκεια ζωής των καλλιεργειών, όπως το χουμικό οξύ για την αποκατάσταση των αλατούχων εδαφών και το 1-MCP για την επέκταση της φρεσκάδας των φρούτων και των λαχανικών.

II. Ο βασικός ρόλος των γεωργικών χημικών προϊόντων: ενίσχυση της απόδοσης και βιώσιμη ανάπτυξη

1. Αύξηση των αποδόσεων και διασφάλιση επισιτιστικής ασφάλειας

Προμήθεια θρεπτικών ουσιών από λιπάσματα: Τα λιπάσματα θεωρούνται σημαντικός μοχλός της παγκόσμιας παραγωγής τροφίμων, ειδικά στις αναπτυσσόμενες χώρες, όπου η χρήση τους έχει οδηγήσει σε σημαντικά κέρδη παραγωγικότητας. Για παράδειγμα, οι ψεκασμοί φυλλώματος διόξινου φωσφορικού καλίου μπορούν να αυξήσουν τα επίπεδα σακχάρου στα σταφύλια και να μειώσουν το σχίσιμο των καρπών, αυξάνοντας έτσι την απόδοση και την ποιότητα της καλλιέργειας.

Τα φυτοφάρμακα είναι η «άμυνα κατά των ασθενειών»: Σε παγκόσμιο επίπεδο, περίπου το 30-40 τοις εκατό των ετήσιων απωλειών των καλλιεργειών μπορεί να αποτραπεί με φυτοφάρμακα. Πάρτε για παράδειγμα την προπικοναζόλη, η οποία μπορεί να αποτρέψει και να ελέγξει αποτελεσματικά τη σκουριά του σίτου, με προληπτική δράση μεγαλύτερη από 85%.

Ακριβής έλεγχος των ρυθμιστών ανάπτυξης: Οι ρυθμιστές ανάπτυξης φυτών μπορούν να προσαρμόσουν με ακρίβεια τη φυσιολογική διαδικασία των καλλιεργειών για να εξασφαλίσουν την υγιή ανάπτυξη των καλλιεργειών. Για παράδειγμα, η πολυοξαζόλη μπορεί να ελέγξει αποτελεσματικά την ανάπτυξη του ρυζιού, να μειώσει τον κίνδυνο κατάρρευσης, βελτιώνοντας έτσι τη σταθερή απόδοση του ρυζιού.

2, Προώθηση της βιώσιμης ανάπτυξης της γεωργίας

The Rise of Green Alternatives: Με την ενίσχυση της περιβαλλοντικής συνείδησης, η εφαρμογή βιο-φυτοκτόνων και φιλικών προς το περιβάλλον λιπασμάτων έχει σταδιακά αντικαταστήσει τα παραδοσιακά χημικά φυτοφάρμακα. Για παράδειγμα, το Bacillus subtilis, ως ένα είδος βιο-παρασιτοκτόνου, όχι μόνο έχει σημαντική δράση πρόληψης ασθενειών, αλλά και μειώνει τη ρύπανση του περιβάλλοντος.

Καινοτομία στην τεχνολογία αποκατάστασης της ρύπανσης: Οι γεωργικές χημικές ουσίες διαδραματίζουν εξίσου σημαντικό ρόλο στην αποκατάσταση της ρύπανσης του εδάφους και των υδάτων. Το θειοθειικό κάλιο μπορεί να παθητοποιήσει αποτελεσματικά το κάδμιο βαρέων μετάλλων στο έδαφος, μειώνοντας τον κίνδυνο μόλυνσης των καλλιεργειών και βοηθώντας στην αποκατάσταση της υγείας του εδάφους.

3. Αντιμετώπιση παγκόσμιων προκλήσεων

Ανθεκτικότητα: Η ανθεκτικότητα των καλλιεργειών επιτρέπει στις καλλιέργειες να αντέχουν σε ακραίες καιρικές συνθήκες. Οι χημικές ουσίες όπως τα πυριτικά άλατα μπορούν να επιτρέψουν στις καλλιέργειες να αναπτυχθούν σε περιβάλλοντα με καταπόνηση νερού αυξάνοντας την ανοχή τους στην ξηρασία.

III. Ειδικές εφαρμογές Γεωργικών Χημικών: από τη βελτίωση του εδάφους έως τον έλεγχο των παρασίτων

Διόξινο φωσφορικό κάλιο (CAS 7778-77-0): ως σημαντικό διαφυλλικό λίπασμα, το διόξινο φωσφορικό κάλιο μπορεί να ενισχύσει αποτελεσματικά την περιεκτικότητα σε ζάχαρη των καλλιεργειών, να αυξήσει τη γλυκύτητα των φρούτων και να βελτιώσει την αγοραία αξία των φρούτων μειώνοντας το φαινόμενο του σπασίματος των καρπών.

Φωσφορικό οξύ (CAS 13598-36-2): Το φωσφορικό οξύ όχι μόνο ενισχύει τη φυσική ανοσία των φυτών, αλλά επίσης προλαμβάνει και ελέγχει αποτελεσματικά πολλές ασθένειες των καλλιεργειών, όπως η όψιμη λοίμωξη της πατάτας, διασφαλίζοντας την υγιή ανάπτυξη των καλλιεργειών ενισχύοντας την αντοχή τους στις ασθένειες.

Θειοθειικό κάλιο (CAS 10294-66-3): Ως συνεργιστικό λίπασμα, το θειοθειικό κάλιο μπορεί όχι μόνο να μειώσει την εξάτμιση της αμμωνίας αλλά και να μειώσει αποτελεσματικά τη μόλυνση του εδάφους από κάδμιο και την περιεκτικότητα σε βαρέα μέταλλα στις καλλιέργειες όταν χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με ουρία.

Βιοδιασπώμενο γεωργικό φιλμ: Το βιοδιασπώμενο αγροτικό φιλμ με βάση το άμυλο που χρησιμοποιείται στην καλλιέργεια τομάτας μπορεί να αποσυντεθεί φυσικά σε μόλις 60 ημέρες, μειώνοντας το πρόβλημα της μακροχρόνιας ρύπανσης του εδάφους και του περιβάλλοντος που προκαλείται από το παραδοσιακό αγροτικό φιλμ και ενσωματώνοντας την έννοια της βιώσιμης ανάπτυξης της πράσινης γεωργίας.

IV. Προκλήσεις που αντιμετωπίζουν τα γεωργικά χημικά προϊόντα: περιβαλλοντικές και υγειονομικές εκτιμήσεις

Ενώ τα γεωργικά χημικά διαδραματίζουν τεράστιο ρόλο στη βελτίωση της γεωργικής παραγωγικότητας και στη διασφάλιση της επισιτιστικής ασφάλειας, η χρήση τους θέτει επίσης προκλήσεις που δεν μπορούν να αγνοηθούν:

Περιβαλλοντικοί κίνδυνοι: Η υπερβολική χρήση λιπασμάτων μπορεί να οδηγήσει σε ευτροφισμό των υδάτινων σωμάτων και η υπερβολική χρήση φυτοφαρμάκων μπορεί επίσης να έχει αρνητικό αντίκτυπο στα οικοσυστήματα. Επιπλέον, τα υπολείμματα των παραδοσιακών αγροτικών μεμβρανών μπορούν να προκαλέσουν μικροπλαστική μόλυνση του εδάφους και να βλάψουν το περιβάλλον.

Κίνδυνοι για την υγεία: Ορισμένα ιδιαίτερα τοξικά φυτοφάρμακα, ειδικά φυτοφάρμακα υψηλού κινδύνου που χρησιμοποιούνται για μεγάλο χρονικό διάστημα, μπορεί να εμπλουτιστούν μέσω της τροφικής αλυσίδας, απειλώντας την ανθρώπινη υγεία και αυξάνοντας τον κίνδυνο χρόνιων ασθενειών.

Πρόβλημα ανθεκτικότητας: Με τη μακροχρόνια χρήση μεμονωμένων φυτοφαρμάκων, ορισμένα παράσιτα και ασθένειες έχουν αναπτύξει αντοχή στα φυτοφάρμακα, οδηγώντας σε μείωση της αποτελεσματικότητας του ελέγχου των φυτοφαρμάκων χρόνο με το χρόνο, φέρνοντας νέες προκλήσεις στη γεωργική παραγωγή.

V. Μελλοντικές Τάσεις: Πράσινη Τεχνολογία και Ευφυής Γεωργία

1, Πράσινη χημική τεχνολογία

Νανολιπάσματα ελεγχόμενης αποδέσμευσης: η εφαρμογή της νανοτεχνολογίας βελτιώνει σημαντικά την απόδοση ελεγχόμενης αποδέσμευσης των λιπασμάτων και η χρήση νέων τύπων λιπασμάτων όπως η ουρία με επικάλυψη πολυγαλακτικού οξέος έχει αυξήσει το ποσοστό χρήσης των θρεπτικών συστατικών στο 80%, μειώνοντας σημαντικά την περιβαλλοντική ρύπανση.

Μικροβιακό λίπασμα: Μέσω της χρήσης βακτηρίων που δεσμεύουν το άζωτο και άλλων μικροβιακών λιπασμάτων, η εξάρτηση από χημικά αζωτούχα λιπάσματα έχει μειωθεί, παρέχοντας μια πιο φιλική προς το περιβάλλον εναλλακτική λύση στα λιπάσματα για τη γεωργία.

2.Ευφυής Διαχείριση

Εφαρμογή τεχνολογίας IoT και AI: Οι αισθητήρες IoT μπορούν να παρακολουθούν τα θρεπτικά συστατικά και την υγρασία του εδάφους σε πραγματικό χρόνο και αναλύοντας τα δεδομένα μέσω μοντέλων AI, οι αγρότες μπορούν να προσαρμόσουν με ακρίβεια τα προγράμματα λιπασμάτων και άρδευσης για να επιτύχουν πιο αποτελεσματική γεωργική παραγωγή.

Συμπέρασμα

Γεωργικά χημικά προϊόντα αποτελούν τους απαραίτητους «αόρατους φύλακες» της σύγχρονης γεωργίας, που παρέχουν σημαντική εγγύηση για την παγκόσμια επισιτιστική ασφάλεια, αλλά και αντιμετωπίζουν τις διπλές προκλήσεις του περιβάλλοντος και της υγείας. Στο μέλλον, η εφαρμογή των γεωργικών χημικών ουσιών θα τείνει να είναι πιο ακριβής και φιλική προς το περιβάλλον, ώστε να πραγματοποιηθεί η αειφόρος ανάπτυξη της γεωργικής παραγωγής μέσω της ισορροπίας της επιστημονικής και τεχνολογικής καινοτομίας και της οικολογικής προστασίας και να επιτραπεί στα γεωργικά χημικά να εξασφαλίσουν την επιβίωση των ανθρώπων ενώ συνυπάρχουν αρμονικά με τη φύση.