Bevezetés

A növekvő globális népesség és az éghajlatváltozás hátterében a modern mezőgazdaság számára komoly kihívássá vált, hogyan lehet egyre több embert élelmezni korlátozott föld- és vízkészletekkel. A mezőgazdasági termelékenység fő mozgatórugójaként mezőgazdasági vegyi anyagok - a műtrágyáktól a peszticideken át a növényi növekedést szabályozó szerekig - nemcsak nagymértékben növelték az élelmiszertermelést, hanem a nem megfelelő használat miatt számos környezeti problémát is okoztak. Ebben a cikkben a mezőgazdasági vegyszerek alapvető szerepét, alkalmazási forgatókönyveiket, valamint a fenntartható fejlődés jövőbeli irányát tárgyaljuk tudományos szempontból.

I. A mezőgazdasági vegyszerek meghatározása és osztályozása

Műtrágyák: elsősorban a talajban lévő tápanyagok pótlására szolgálnak a növények egészséges növekedésének támogatása érdekében, tipikus képviselői, mint a karbamid, kálium-dihidrogén-foszfát és így tovább.

Peszticidek: A növényi kártevők és betegségek elleni védekezésre használják annak biztosítására, hogy a növények növekedését ne fenyegesse veszély. propikonazol (CAS 60207-90-1), Paclobutrazol (CAS 76738-62-0) és herbicidek, például glifozát.

Növényi növekedést szabályozó szerek: optimalizálják a növények növekedését a növények élettani folyamatainak szabályozásával, például a gibberellinsav elősegíti a gyümölcsök megnagyobbodását és a klórmekvát-klorid, hogy megakadályozza a termés lehullását.

Funkcionális vegyszerek: Ide tartoznak a talajjavító szerek és a konzerválószerek, amelyek javíthatják a talaj minőségét és meghosszabbíthatják a növények eltarthatóságát, mint például a huminsav a szikes talajok helyreállítására és az 1-MCP a gyümölcsök és zöldségek frissességének növelésére.

II. Az Agricultural Chemicals alapvető szerepe: hozamnövelés és fenntartható fejlődés

1. A hozamok növelése és az élelmezésbiztonság biztosítása

Tápanyagellátás műtrágyákból: A műtrágyákat a globális élelmiszertermelés fontos mozgatórugójának tekintik, különösen a fejlődő országokban, ahol használatuk jelentős termelékenységnövekedéshez vezetett. Például a kálium-dihidrogén-foszfát levélpermetezése növelheti a szőlő cukorszintjét és csökkentheti a gyümölcs szétválását, ezáltal javítva a terméshozamot és a minőséget.

A peszticidek jelentik a „védelmet a betegségek ellen”: világszerte az éves termésveszteség 30-40 százaléka megelőzhető peszticidekkel. Vegyük például a propikonazolt, amely hatékonyan képes megelőzni és leküzdeni a búza rozsdáját, megelőző hatása több mint 85%.

Növekedésszabályozók precíz szabályozása: A növényi növekedésszabályozók pontosan be tudják állítani a növények élettani folyamatait, hogy biztosítsák a növények egészséges növekedését. Például a polioxazol hatékonyan szabályozhatja a rizs növekedését, csökkentheti az összeomlás kockázatát, így javítva a rizs stabil termését.

2. A mezőgazdaság fenntartható fejlődésének előmozdítása

A zöld alternatívák térnyerése: A környezettudatosság fokozásával a biopeszticidek és a környezetbarát műtrágyák alkalmazása fokozatosan felváltotta a hagyományos vegyi növényvédő szereket. Például a Bacillus subtilis egyfajta biopeszticidként nemcsak jelentős betegségmegelőző hatással bír, hanem csökkenti a környezetszennyezést is.

Innováció a szennyezésmentesítés technológiájában: A mezőgazdasági vegyszerek ugyanolyan fontos szerepet játszanak a talaj- és vízszennyezés kármentesítésében. A kálium-tioszulfát hatékonyan képes passziválni a nehézfém-kadmiumot a talajban, csökkentve a növények szennyeződésének kockázatát és elősegítve a talaj egészségének helyreállítását.

3. A globális kihívások kezelése

Rugalmasság: A növény ellenálló képessége lehetővé teszi, hogy a növények ellenálljanak a szélsőséges időjárásnak. Az olyan vegyszerek, mint a szilikátok, azáltal, hogy növelik a szárazságtűrő képességüket, lehetővé teszik a növények növekedését vízhiányos környezetben.

III. A mezőgazdasági vegyszerek speciális alkalmazásai: a talajjavítástól a kártevőirtásig

Kálium-dihidrogén-foszfát (CAS 7778-77-0): fontos lombtrágyaként a kálium-dihidrogén-foszfát hatékonyan növelheti a növények cukortartalmát, növelheti a gyümölcsök édességét, és javíthatja a gyümölcsök piaci értékét a gyümölcsrepedések jelenségének csökkentésével.

Foszforsav (CAS 13598-36-2): A foszforsav nemcsak a növények természetes immunitását erősíti, hanem hatékonyan megelőzi és kontrollálja számos növényi betegséget, mint például a burgonyavész, biztosítva a növények egészséges növekedését a betegségekkel szembeni ellenálló képességük fokozásával.

Kálium-tioszulfát (CAS 10294-66-3): Szinergikus műtrágyaként a kálium-tioszulfát nemcsak az ammónia elpárolgását képes csökkenteni, hanem hatékonyan csökkenti a talaj kadmiumszennyezését és a növények nehézfém-tartalmát is, ha karbamiddal együtt alkalmazzák.

Biológiailag lebomló mezőgazdasági fólia: A paradicsomtermesztésben használt keményítő alapú biológiailag lebomló mezőgazdasági fólia akár 60 nap alatt is képes természetes úton lebomlani, csökkentve a hagyományos mezőgazdasági fólia okozta hosszú távú talaj- és környezetszennyezést, és megtestesíti a zöld mezőgazdaság fenntartható fejlődésének koncepcióját.

IV. A mezőgazdasági vegyszerek előtt álló kihívások: környezetvédelmi és egészségügyi megfontolások

Míg a mezőgazdasági vegyszerek óriási szerepet játszanak a mezőgazdasági termelékenység javításában és az élelmezésbiztonság biztosításában, használatuk olyan kihívásokat is jelent, amelyeket nem lehet figyelmen kívül hagyni:

Környezeti kockázatok: A műtrágyák túlzott használata a víztestek eutrofizációjához vezethet, és a peszticidek túlzott használata szintén negatív hatással lehet az ökoszisztémákra. Ezenkívül a hagyományos mezőgazdasági fóliák maradványai mikroműanyag szennyeződést okozhatnak a talajban, és károsíthatják a környezetet.

Egészségügyi veszélyek: Bizonyos erősen mérgező peszticidek, különösen a hosszú ideig használt magas kockázatú peszticidek, feldúsulhatnak a táplálékláncon keresztül, veszélyeztetve az emberi egészséget és növelve a krónikus betegségek kockázatát.

Rezisztencia-probléma: Egyetlen peszticidek hosszú távú használatával egyes kártevők és betegségek peszticidekkel szembeni rezisztenciát alakítottak ki, ami a növényvédőszer elleni védekezés hatékonyságának évről évre csökkenéséhez vezet, ami új kihívásokat jelent a mezőgazdasági termelésben.

V. Jövőtrendek: Zöld technológia és intelligens mezőgazdaság

1, zöld kémiai technológia

Nano szabályozott hatóanyag-leadású műtrágyák: a nanotechnológia alkalmazása nagymértékben javítja a műtrágyák szabályozott hatóanyag-leadású teljesítményét, az új típusú műtrágyák, például a tejsavval bevont karbamid alkalmazása pedig 80%-ra növelte a tápanyagok hasznosulását, jelentősen csökkentve a környezetszennyezést.

Mikrobás műtrágya: A nitrogénmegkötő baktériumok és más mikrobiális műtrágyák használatával csökkent a kémiai nitrogénműtrágyáktól való függés, ami környezetbarátabb alternatívát jelent a mezőgazdasági műtrágyákkal szemben.

2. Intelligens menedzsment

Az IoT és a mesterséges intelligencia technológia alkalmazása: Az IoT érzékelők valós időben képesek figyelni a talaj tápanyagtartalmát és páratartalmát, az adatok mesterséges intelligencia modelleken keresztül történő elemzésével pedig a gazdálkodók pontosan beállíthatják a műtrágya- és öntözési programokat a hatékonyabb mezőgazdasági termelés érdekében.

Következtetés

Mezőgazdasági vegyszerek a modern mezőgazdaság nélkülözhetetlen „láthatatlan őrei”, amelyek fontos garanciát jelentenek a globális élelmezésbiztonság számára, ugyanakkor szembesülnek a környezet és az egészség kettős kihívásával is. A jövőben a mezőgazdasági vegyszerek alkalmazása egyre precízebb és környezetbarátabb lesz, hogy a tudományos-technológiai innováció és az ökológiai védelem egyensúlyán keresztül megvalósuljon a mezőgazdasági termelés fenntartható fejlődése, és a mezőgazdasági vegyszerek biztosítsák az ember túlélését a természettel harmonikus együttélés mellett.