Pengenalan

Di tengah pertumbuhan populasi global dan perubahan iklim, bagaimana cara memenuhi kebutuhan pangan semakin banyak orang dengan sumber daya lahan dan air yang terbatas telah menjadi tantangan besar bagi pertanian modern. Sebagai penggerak utama produktivitas pertanian, Bahan kimia pertanian - dari pupuk hingga pestisida hingga pengatur pertumbuhan tanaman - tidak hanya telah meningkatkan produksi pangan secara signifikan, tetapi juga menyebabkan serangkaian masalah lingkungan akibat penggunaan yang tidak tepat. Dalam makalah ini, kita akan membahas peran inti bahan kimia pertanian, skenario aplikasinya, dan arah masa depan pengembangan berkelanjutan dari sudut pandang ilmiah.

I. Definisi dan Klasifikasi Bahan Kimia Pertanian

Pupuk: terutama digunakan untuk mengembalikan nutrisi dalam tanah guna mendukung pertumbuhan sehat tanaman, perwakilan tipikal seperti urea, fosfat dihidrogen kalium, dan lainnya.

Pestisida: Digunakan untuk mengendalikan hama dan penyakit tanaman agar pertumbuhan tanaman tidak terancam, yang umum meliputi propiconazole (CAS 60207-90-1) , paclobutrazol (CAS 76738-62-0) dan herbisida seperti glyphosate.

Regulator pertumbuhan tanaman: mengoptimalkan pertumbuhan tanaman dengan mengatur proses fisiologis tanaman, seperti asam gibberelat untuk memperbesar buah dan klorida chlormequat untuk mencegah tanaman tumbang.

Bahan kimia fungsional: Ini mencakup pengkondisi tanah dan pengawet, yang dapat meningkatkan kualitas tanah dan memperpanjang umur simpan tanaman, seperti asam humat untuk memulihkan tanah garam dan 1-MCP untuk memperpanjang kesegaran buah dan sayuran.

II. Peran inti dari Bahan Kimia Pertanian: peningkatan hasil dan pengembangan berkelanjutan

1. Meningkatkan hasil dan menjamin keamanan pangan

Pemasok nutrisi dari pupuk: Pupuk dianggap sebagai penggerak penting produksi pangan global, terutama di negara-negara berkembang, di mana penggunaannya telah menghasilkan peningkatan produktivitas yang signifikan. Misalnya, penyemprotan daun fosfat dihidrogen kalium dapat meningkatkan kadar gula pada anggur dan mengurangi retakan buah, sehingga meningkatkan hasil dan kualitas tanaman.

Pestisida adalah 'pertahanan terhadap penyakit': Secara global, sekitar 30-40 persen kerugian tanaman tahunan dapat dicegah oleh pestisida. Ambil propikonazol sebagai contoh, itu dapat secara efektif mencegah dan mengendalikan karat gandum, dengan efek pencegahan lebih dari 85%.

Kontrol presisi regulator pertumbuhan: Regulator pertumbuhan tanaman dapat menyesuaikan secara tepat proses fisiologis tanaman untuk memastikan pertumbuhan yang sehat pada tanaman. Misalnya, polioksazol dapat secara efektif mengendalikan pertumbuhan padi, mengurangi risiko runtuh, sehingga meningkatkan hasil stabil padi.

2、Mendorong perkembangan berkelanjutan pertanian

Kemunculan Alternatif Ramah Lingkungan: Dengan peningkatan kesadaran lingkungan, penggunaan biopestisida dan pupuk ramah lingkungan secara bertahap telah menggantikan pestisida kimia tradisional. Misalnya, Bacillus subtilis, sebagai salah satu biopestisida, tidak hanya memiliki efek pencegahan penyakit yang signifikan, tetapi juga mengurangi polusi lingkungan.

Inovasi dalam teknologi pemulihan pencemaran: Bahan kimia pertanian memainkan peran yang sama pentingnya dalam pemulihan pencemaran tanah dan air. Kalium tiosulfat dapat secara efektif mematikan logam berat kadmium dalam tanah, mengurangi risiko kontaminasi pada tanaman dan membantu memulihkan kesehatan tanah.

3. Menghadapi tantangan global

Ketangguhan: Ketangguhan tanaman memungkinkan tanaman bertahan dalam cuaca ekstrem. Bahan kimia seperti silikat dapat memungkinkan tanaman tumbuh di lingkungan dengan stres air dengan meningkatkan toleransi kekeringan mereka.

III. Aplikasi spesifik dari Bahan Kimia Pertanian: dari perbaikan tanah hingga pengendalian hama

Kalium dihidrogen fosfat (CAS 7778-77-0) : sebagai pupuk daun yang penting, kalium dihidrogen fosfat dapat secara efektif meningkatkan kadar gula pada tanaman, meningkatkan ke manisan buah, dan meningkatkan nilai jual buah dengan mengurangi fenomena retaknya buah.

Asam fosforus (CAS 13598-36-2) : Asam fosfor tidak hanya meningkatkan kekebalan alami tanaman, tetapi juga secara efektif mencegah dan mengendalikan banyak penyakit tanaman, seperti busuk akhir pada kentang, memastikan pertumbuhan sehat tanaman dengan meningkatkan resistensi penyakit mereka.

Kalium tiosulfat (CAS 10294-66-3) : Sebagai pupuk sinergis, kalium tiosulfat tidak hanya dapat mengurangi volatilisasi amonia tetapi juga secara efektif mengurangi kontaminasi kadmium di tanah dan kadar logam berat dalam tanaman ketika digunakan bersama urea.

Film Pertanian Biodegradable: Film pertanian biodegradable berbasis pati yang digunakan dalam budidaya tomat mampu terurai secara alami dalam waktu kurang dari 60 hari, mengurangi masalah polusi jangka panjang pada tanah dan lingkungan yang disebabkan oleh film pertanian tradisional, dan mencerminkan konsep pengembangan berkelanjutan pertanian hijau.

IV. Tantangan yang Dihadapi oleh Bahan Kimia Pertanian: pertimbangan lingkungan dan kesehatan

Meskipun bahan kimia pertanian memainkan peran besar dalam meningkatkan produktivitas pertanian dan menjamin keamanan pangan, penggunaannya juga membawa tantangan yang tidak dapat diabaikan:

Risiko lingkungan: Penggunaan berlebihan pupuk dapat menyebabkan eutrofikasi badan air, dan penggunaan berlebihan pestisida dapat memiliki dampak negatif pada ekosistem. Selain itu, sisa-sisa film pertanian tradisional dapat menyebabkan kontaminasi mikroplastik pada tanah dan merusak lingkungan.

Bahaya kesehatan: Beberapa pestisida yang sangat beracun, terutama pestisida berisiko tinggi yang digunakan dalam jangka waktu lama, dapat diperkaya melalui rantai makanan, mengancam kesehatan manusia dan meningkatkan risiko penyakit kronis.

Masalah resistensi: Dengan penggunaan jangka panjang pestisida tunggal, beberapa hama dan penyakit telah mengembangkan resistensi terhadap pestisida, menyebabkan penurunan efektivitas pengendalian pestisida dari tahun ke tahun, membawa tantangan baru bagi produksi pertanian.

V. Tren Masa Depan: Teknologi Hijau dan Pertanian Cerdas

1. Teknologi kimia hijau

Pupuk pelepasan terkendali nano: penerapan teknologi nano meningkatkan secara signifikan kinerja pelepasan terkendali pupuk, dan penggunaan jenis pupuk baru seperti urea yang dilapisi asam polilaktat telah meningkatkan tingkat pemanfaatan nutrisi hingga 80%, secara signifikan mengurangi polusi lingkungan.

Pupuk mikroba: Melalui penggunaan pupuk mikroba seperti bakteri pengikat nitrogen, ketergantungan pada pupuk nitrogen kimia telah berkurang, memberikan alternatif yang lebih ramah lingkungan untuk pupuk dalam pertanian.

2. Manajemen Cerdas

Penerapan teknologi IoT dan AI: Sensor IoT dapat memantau nutrisi tanah dan kelembapan secara real-time, dan dengan menganalisis data melalui model AI, petani dapat menyesuaikan secara akurat program pemupukan dan irigasi untuk mencapai produksi pertanian yang lebih efisien.

Kesimpulan

Bahan kimia pertanian adalah 'penjaga tak terlihat' yang tidak terpisahkan dalam pertanian modern, yang memberikan jaminan penting bagi keamanan pangan global, tetapi juga menghadapi dua tantangan yaitu lingkungan dan kesehatan. Di masa depan, penggunaan bahan kimia pertanian akan cenderung lebih tepat sasaran dan ramah lingkungan, sehingga dapat mewujudkan perkembangan berkelanjutan dalam produksi pertanian melalui keseimbangan antara inovasi teknologi dan perlindungan ekologi, serta membiarkan bahan kimia pertanian menjamin kelangsungan hidup manusia sambil hidup berdampingan secara harmonis dengan alam.