Introducción

Frente al telón de fondo de un crecimiento de la población mundial y el cambio climático, cómo alimentar a más y más personas con recursos limitados de tierra y agua se ha convertido en un gran desafío para la agricultura moderna. Como un motor clave de la productividad agrícola, productos químicos agrícolas - desde fertilizantes hasta pesticidas y reguladores del crecimiento de las plantas - no solo han aumentado enormemente la producción de alimentos, sino que también han causado una serie de problemas ambientales debido a su uso indebido. En este artículo, discutiremos el papel central de los productos químicos agrícolas, sus escenarios de aplicación y la futura dirección del desarrollo sostenible desde un punto de vista científico.

I. Definición y Clasificación de Productos Químicos Agrícolas

Fertilizantes: se utilizan principalmente para replenecer los nutrientes en el suelo con el fin de apoyar el crecimiento saludable de los cultivos; ejemplos típicos incluyen urea, fosfato de potasio y otros.

Pesticidas: Se usan para controlar plagas y enfermedades de los cultivos y asegurar que su crecimiento no sea amenazado; entre los más comunes están propiconazol (CAS 60207-90-1) , Paclobutrazol (CAS 76738-62-0) y herbicidas como el glifosato.

Reguladores del crecimiento de plantas: optimizan el crecimiento de los cultivos regulando el proceso fisiológico de las plantas, como el ácido giberélico para promover el aumento del tamaño de los frutos y el clorhidrato de chlormequat para prevenir que los cultivos se caigan.

Químicos funcionales: Estos incluyen condicionadores de suelo y conservantes, que pueden mejorar la calidad del suelo y extender la vida útil de los cultivos, como el ácido húmico para restaurar suelos salinos y el 1-MCP para prolongar la frescura de frutas y verduras.

II. El papel central de los Químicos Agrícolas: mejora del rendimiento y desarrollo sostenible

1. Aumento de los rendimientos y garantía de la seguridad alimentaria

Suministro de nutrientes mediante fertilizantes: Los fertilizantes se consideran un impulsor importante de la producción de alimentos a nivel mundial, especialmente en los países en desarrollo, donde su uso ha llevado a ganancias significativas en productividad. Por ejemplo, las aplicaciones foliares de fosfato de potasio dihidrogeno pueden aumentar los niveles de azúcar en las uvas y reducir la fisura de los frutos, lo que incrementa el rendimiento y la calidad de los cultivos.

Los pesticidas son la ‘defensa contra las enfermedades’: Globalmente, se pueden prevenir entre el 30-40 por ciento de las pérdidas anuales de cultivos gracias a los pesticidas. Tomemos el propiconazol como ejemplo, puede prevenir y controlar eficazmente la roya del trigo, con un efecto preventivo superior al 85%.

Control preciso de reguladores de crecimiento: Los reguladores del crecimiento de las plantas pueden ajustar con precisión el proceso fisiológico de los cultivos para garantizar su crecimiento saludable. Por ejemplo, el polioxazol puede controlar eficazmente el crecimiento del arroz, reduciendo el riesgo de colapso y mejorando así la producción estable del arroz.

2, Fomentar el desarrollo sostenible de la agricultura

El auge de alternativas verdes: Con el aumento de la conciencia ambiental, la aplicación de biopesticidas y fertilizantes ecológicos ha ido reemplazando gradualmente a los pesticidas químicos tradicionales. Por ejemplo, el Bacillus subtilis, como biopesticida, no solo tiene un efecto significativo en la prevención de enfermedades, sino que también reduce la contaminación ambiental.

Innovación en tecnología de remediación de la contaminación: Los productos químicos agrícolas desempeñan un papel igualmente importante en la remediación de la contaminación del suelo y el agua. El tiosulfato de potasio puede pasar eficazmente los metales pesados, como el cadmio, en el suelo, reduciendo el riesgo de contaminación de los cultivos y ayudando a restaurar la salud del suelo.

3. Abordando desafíos globales

Resiliencia: La resiliencia de los cultivos permite que estos resisten condiciones climáticas extremas. Productos químicos como los silicatos pueden permitir que los cultivos crezcan en entornos con estrés hídrico al aumentar su tolerancia a la sequía.

III. Aplicaciones específicas de productos químicos agrícolas: desde la mejora del suelo hasta el control de plagas

Fosfato de potasio dihidrogeno (CAS 7778-77-0) : como fertilizante foliar importante, el fosfato de potasio dihidrogeno puede mejorar eficazmente el contenido de azúcar de los cultivos, aumentar la dulzura de las frutas y mejorar el valor comercial de las frutas al reducir el fenómeno de fisuras en las frutas.

Ácido fosforoso (CAS 13598-36-2) : El ácido fosforoso no solo mejora la inmunidad natural de las plantas, sino que también previene y controla eficazmente muchas enfermedades de los cultivos, como la mildiú tardía del papa, asegurando el crecimiento saludable de los cultivos al mejorar su resistencia a las enfermedades.

Tiosulfato de potasio (CAS 10294-66-3) : Como fertilizante sinérgico, el tiosulfato de potasio no solo puede reducir la volatilización de amoníaco, sino que también puede reducir eficazmente la contaminación por cadmio en el suelo y el contenido de metales pesados en los cultivos cuando se utiliza en combinación con la urea.

Película Agrícola Biodegradable: La película agrícola biodegradable a base de almidón utilizada en el cultivo de tomates es capaz de descomponerse naturalmente en tan solo 60 días, reduciendo el problema de la contaminación a largo plazo del suelo y el medio ambiente causada por la película agrícola tradicional, y encarnando el concepto de desarrollo sostenible de la agricultura verde.

IV. Desafíos frente a los productos químicos agrícolas: consideraciones ambientales y de salud

Aunque los productos químicos agrícolas juegan un papel fundamental en la mejora de la productividad agrícola y la seguridad alimentaria, su uso también plantea desafíos que no se pueden ignorar:

Riesgos ambientales: El uso excesivo de fertilizantes puede llevar a la eutrofización de los cuerpos de agua, y el uso excesivo de pesticidas también puede tener un impacto negativo en los ecosistemas. Además, los residuos de los films agrícolas tradicionales pueden causar la contaminación del suelo por microplásticos y dañar el medio ambiente.

Riesgos para la salud: Algunos pesticidas altamente tóxicos, especialmente aquellos de alto riesgo utilizados durante largos períodos de tiempo, pueden acumularse a través de la cadena alimentaria, amenazando la salud humana y aumentando el riesgo de enfermedades crónicas.

Problema de resistencia: Con el uso a largo plazo de pesticidas individuales, algunas plagas y enfermedades han desarrollado resistencia a estos, lo que lleva a una disminución año tras año en la efectividad del control con pesticidas, planteando nuevos desafíos para la producción agrícola.

V. Futuras Tendencias: Tecnología Verde e Agricultura Inteligente

1. Tecnología química verde

Fertilizantes de liberación controlada con nanotecnología: la aplicación de la nanotecnología mejora enormemente el rendimiento de liberación controlada de los fertilizantes, y el uso de nuevos tipos de fertilizantes como la urea recubierta con ácido poliláctico ha aumentado la tasa de utilización de nutrientes al 80%, reduciendo significativamente la contaminación ambiental.

Fertilizante microbiano: A través del uso de fertilizantes microbianos como las bacterias fijadoras de nitrógeno, se ha reducido la dependencia de los fertilizantes nitrogenados químicos, proporcionando una alternativa más amigable con el medio ambiente para los fertilizantes en la agricultura.

2. Gestión Inteligente

Aplicación de tecnologías IoT y IA: Los sensores IoT pueden monitorear en tiempo real los nutrientes y la humedad del suelo, y mediante el análisis de los datos a través de modelos de IA, los agricultores pueden ajustar con precisión los programas de fertilización y riego para lograr una producción agrícola más eficiente.

Conclusión

Productos químicos agrícolas son los 'guardianes invisibles' indispensables de la agricultura moderna, que brindan una importante garantía para la seguridad alimentaria global, pero también enfrentan los desafíos dobles del medio ambiente y la salud. En el futuro, la aplicación de productos químicos agrícolas tenderá a ser más precisa y amigable con el medio ambiente, con el fin de lograr el desarrollo sostenible de la producción agrícola mediante el equilibrio entre la innovación tecnológica y la protección ecológica, y permitir que los productos químicos agrícolas garanticen la supervivencia de la humanidad mientras coexisten armoniosamente con la naturaleza.