Pengantar

Dengan latar belakang pertumbuhan populasi global dan perubahan iklim, bagaimana memberi makan lebih banyak orang dengan keterbatasan lahan dan sumber daya air telah menjadi tantangan besar bagi pertanian modern. Sebagai pendorong utama produktivitas pertanian, bahan kimia pertanian - mulai dari pupuk, pestisida, hingga zat pengatur tumbuh tanaman - tidak hanya meningkatkan produksi pangan secara signifikan, tetapi juga menyebabkan serangkaian masalah lingkungan akibat penggunaan yang tidak tepat. Dalam makalah ini, kami akan membahas peran inti bahan kimia pertanian, skenario penerapannya, dan arah masa depan pembangunan berkelanjutan dari sudut pandang ilmiah.

I. Pengertian dan Klasifikasi Bahan Kimia Pertanian

Pupuk: terutama digunakan untuk mengisi kembali nutrisi dalam tanah untuk mendukung pertumbuhan tanaman yang sehat, contohnya seperti urea, kalium dihidrogen fosfat dan sebagainya.

Pestisida: Digunakan untuk mengendalikan hama dan penyakit tanaman untuk memastikan bahwa pertumbuhan tanaman tidak terancam, beberapa yang umum termasuk: propikonazol (CAS 60207-90-1), Paklobutrazol (CAS 76738-62-0) dan herbisida seperti glifosat.

Pengatur pertumbuhan tanaman: mengoptimalkan pertumbuhan tanaman dengan mengatur proses fisiologis tanaman, seperti asam giberelat untuk mendorong pembesaran buah dan klormequat klorida untuk mencegah tanaman tumbang.

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

II. Peran utama bahan kimia pertanian: peningkatan hasil panen dan pembangunan berkelanjutan

1. Meningkatkan hasil panen dan menjamin ketahanan pangan

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

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

Kontrol yang tepat terhadap zat pengatur tumbuh: Zat pengatur tumbuh tanaman dapat mengatur proses fisiologis tanaman secara tepat untuk memastikan pertumbuhan tanaman yang sehat. Misalnya, polioksazol dapat secara efektif mengendalikan pertumbuhan padi, mengurangi risiko keruntuhan, sehingga meningkatkan hasil panen padi yang stabil.

2.Mendorong pembangunan pertanian berkelanjutan

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

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

3. Mengatasi tantangan global

Ketahanan: Ketahanan tanaman memungkinkan tanaman bertahan dalam cuaca ekstrem. Bahan kimia seperti silikat dapat memungkinkan tanaman tumbuh di lingkungan yang kekurangan air dengan meningkatkan toleransinya terhadap kekeringan.

III. Aplikasi Khusus 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 tanaman, meningkatkan kemanisan buah, dan meningkatkan nilai pasar buah dengan mengurangi fenomena buah retak.

Asam fosfat (CAS 13598-36-2): Asam fosfat tidak hanya meningkatkan kekebalan alami tanaman, tetapi juga secara efektif mencegah dan mengendalikan banyak penyakit tanaman, seperti penyakit busuk daun kentang, memastikan pertumbuhan tanaman yang sehat dengan meningkatkan ketahanannya terhadap penyakit.

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

Film Pertanian yang Dapat Terurai Secara Hayati: Film pertanian berbasis pati yang dapat terurai secara hayati yang digunakan dalam budidaya tomat mampu terurai secara alami hanya dalam waktu 60 hari, mengurangi masalah pencemaran tanah dan lingkungan jangka panjang yang disebabkan oleh film pertanian tradisional, dan mewujudkan konsep pembangunan berkelanjutan pertanian hijau.

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

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

Risiko lingkungan: Penggunaan pupuk yang berlebihan dapat menyebabkan eutrofikasi badan air, dan penggunaan pestisida yang berlebihan juga dapat berdampak negatif pada ekosistem. Selain itu, residu film pertanian tradisional dapat menyebabkan kontaminasi mikroplastik pada tanah dan merusak lingkungan.

Bahaya kesehatan: Pestisida tertentu 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 pestisida tunggal jangka panjang, beberapa hama dan penyakit telah mengembangkan resistensi terhadap pestisida, yang menyebabkan penurunan efektivitas pengendalian pestisida dari tahun ke tahun, sehingga menimbulkan tantangan baru pada produksi pertanian.

V. Tren Masa Depan: Teknologi Hijau dan Pertanian Cerdas

1、Teknologi kimia hijau

Pupuk lepas terkendali nano: penerapan nanoteknologi membuat kinerja pupuk lepas terkendali meningkat pesat, dan penggunaan jenis pupuk baru seperti urea berlapis asam polilaktat telah meningkatkan tingkat pemanfaatan nutrisi hingga 80%, sehingga mengurangi polusi lingkungan secara signifikan.

Pupuk mikroba: Melalui penggunaan bakteri pengikat nitrogen dan pupuk mikroba lainnya, ketergantungan terhadap pupuk nitrogen kimia telah berkurang, menyediakan alternatif yang lebih ramah lingkungan terhadap pupuk pertanian.

2. Manajemen Cerdas

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

Kesimpulan

Bahan kimia pertanian adalah 'penjaga tak kasat mata' yang tak tergantikan dari pertanian modern, yang memberikan jaminan penting bagi keamanan pangan global, tetapi juga menghadapi tantangan ganda, yaitu lingkungan dan kesehatan. Di masa mendatang, penerapan bahan kimia pertanian akan cenderung lebih tepat dan ramah lingkungan, sehingga dapat mewujudkan pembangunan berkelanjutan produksi pertanian melalui keseimbangan inovasi ilmiah dan teknologi serta perlindungan ekologi, dan agar bahan kimia pertanian dapat menjamin kelangsungan hidup manusia sekaligus hidup berdampingan secara harmonis dengan alam.