Introduzione

Sullo sfondo di una crescita demografica globale e del cambiamento climatico, come sfamare sempre più persone con risorse limitate di terra e acqua è diventata una grande sfida per l'agricoltura moderna. Come motore chiave della produttività agricola, Prodotti chimici agricoli - dagli fertilizzanti agli erbicidi ai regolatori della crescita delle piante - non hanno solo aumentato notevolmente la produzione alimentare, ma hanno anche causato una serie di problemi ambientali a causa di un uso improprio. In questo articolo, discuteremo il ruolo centrale dei prodotti chimici agricoli, le loro situazioni di applicazione e la direzione futura dello sviluppo sostenibile da un punto di vista scientifico.

I. Definizione e classificazione dei prodotti chimici agricoli

Fertilizzanti: vengono utilizzati principalmente per integrare i nutrienti nel suolo per supportare la crescita salutare delle colture, rappresentanti tipici come l'urea, il fosfato di potassio e così via.

Pesticidi: Utilizzati per controllare parassiti e malattie delle colture per garantire che la crescita delle piante non sia minacciata, tra i più comuni ci sono propiconazolo (CAS 60207-90-1) , paclobutrazolo (CAS 76738-62-0) e erbicidi come il glifosato.

Regolatori della crescita delle piante: ottimizzano la crescita dei raccolti regolando il processo fisiologico delle piante, come l'acido giberellico per promuovere l'ingrandimento del frutto e il cloridrato di chlormequat per prevenire il crollo dei raccolti.

Sostanze chimiche funzionali: Queste includono condizionatori del suolo e conservanti, che possono migliorare la qualità del suolo e prolungare la durata dei raccolti, come l'acido umico per la rigenerazione dei suoli salini e il 1-MCP per prolungare la freschezza delle frutta e verdura.

II. Il ruolo centrale dei Prodotti Chimici Agricoli: miglioramento del rendimento e sviluppo sostenibile

1. Incremento dei rendimenti e garanzia della sicurezza alimentare

Fornitura di nutrienti dai fertilizzanti: I fertilizzanti sono considerati un importante fattore stimolante nella produzione alimentare globale, specialmente nei paesi in via di sviluppo, dove il loro utilizzo ha portato a significativi aumenti di produttività. Ad esempio, le spruzzature fogliari di fosfato di potassio diidrogeno possono aumentare i livelli di zucchero negli acini d'uva e ridurre lo spaccatura del frutto, incrementando così il rendimento e la qualità del raccolto.

Gli pesticidi sono la 'difesa contro le malattie': a livello globale, circa il 30-40 per cento delle perdite annue di raccolto può essere prevenuto dagli pesticidi. Prendiamo il propiconazolo come esempio, esso può prevenire efficacemente e controllare la ruggine del grano, con un effetto preventivo superiore al 85%.

Controllo preciso dei regulatori della crescita: i regulatori della crescita vegetale possono regolare in modo preciso il processo fisiologico delle colture per garantirne una crescita sana. Ad esempio, il polioksazolo può controllare efficacemente la crescita del riso, riducendo il rischio di crollo e migliorando così la produzione stabile del riso.

2, Promuovere lo sviluppo sostenibile dell'agricoltura

L'emergere di alternative verdi: con l'aumento della consapevolezza ambientale, l'utilizzo di biopesticidi e fertilizzanti amichevoli con l'ambiente ha gradualmente sostituito i pesticidi chimici tradizionali. Ad esempio, il Bacillus subtilis, come biopesticida, non solo ha un significativo effetto nella prevenzione delle malattie, ma riduce anche l'inquinamento ambientale.

Innovazione nella tecnologia di rimediazione della contaminazione: I prodotti chimici agricoli svolgono un ruolo altrettanto importante nella rimediazione della contaminazione del suolo e dell'acqua. Il tiosolfato di potassio può attivare efficacemente il metallo pesante cadmio nel suolo, riducendo il rischio di contaminazione delle colture e aiutando a restaurare la salute del suolo.

3. Affrontare le sfide globali

Resilienza: La resilienza delle colture permette loro di resistere in condizioni meteorologiche estreme. Sostanze come i silicati possono consentire alle piante di crescere in ambienti con carenza idrica aumentando la loro tolleranza alla siccità.

III. Applicazioni specifiche dei prodotti chimici agricoli: dal miglioramento del suolo al controllo delle infestazioni

Fosfato diidrogenoopotassico (CAS 7778-77-0) : come fertilizzante fogliare importante, il fosfato diidrogenoopotassico può migliorare efficacemente il contenuto zuccherino delle colture, aumentare la dolcezza dei frutti e migliorare il valore di mercato dei frutti riducendo il fenomeno dello spaccatura dei frutti.

Acido fosforoso (CAS 13598-36-2) : L'acido fosforoso non solo migliora l'immunità naturale delle piante, ma previene e controlla efficacemente molte malattie dei coltivi, come la peronospora della patata, garantendo una crescita sana delle piante migliorandone la resistenza alle malattie.

Tiosolfo di potassio (CAS 10294-66-3) : Come fertilizzante sinergico, il tiosolfo di potassio può non solo ridurre la volatilizzazione dell'ammoniaca, ma anche diminuire efficacemente la contaminazione da cadmio nel suolo e il contenuto di metalli pesanti nei coltivi quando utilizzato in combinazione con l'urea.

Film Agricolo Biodegradabile: Il film agricolo biodegradabile a base di amido utilizzato nella coltivazione del pomodoro si decompone naturalmente in quanto minimo 60 giorni, riducendo il problema della lunga durata della contaminazione del suolo e dell'ambiente causata dai tradizionali film agricoli, ed incarnando il concetto di sviluppo sostenibile dell'agricoltura verde.

IV. Sfide affrontate dai Prodotti Chimici Agricoli: considerazioni ambientali e sanitarie

Sebbene i prodotti chimici agricoli svolgano un ruolo fondamentale nel migliorare la produttività agricola e garantire la sicurezza alimentare, il loro utilizzo presenta anche sfide che non possono essere ignorate:

Rischi ambientali: L'uso eccessivo di fertilizzanti può portare alla eutrofizzazione dei corpi d'acqua, mentre l'uso eccessivo di pesticidi può avere un impatto negativo sugli ecosistemi. Inoltre, i residui delle tradizionali pellicole agricole possono causare la contaminazione del suolo da microplastiche e danneggiare l'ambiente.

Pericoli per la salute: Alcuni pesticidi altamente tossici, in particolare quelli ad alto rischio utilizzati per lunghi periodi, possono arricchirsi attraverso la catena alimentare, minacciando la salute umana e aumentando il rischio di malattie croniche.

Problema di resistenza: Con l'uso a lungo termine di singoli pesticidi, alcuni parassiti e malattie hanno sviluppato una resistenza ai pesticidi, portando a una diminuzione dell'efficacia del controllo pesticidale anno dopo anno, creando nuove sfide per la produzione agricola.

V. Futuri Trend: Tecnologia Verde e Agricoltura Intelligente

1. Tecnologia chimica verde

Fertilizzanti a rilascio controllato nano: l'applicazione della nanotecnologia migliora notevolmente le prestazioni di rilascio controllato dei fertilizzanti, e l'uso di nuovi tipi di fertilizzanti come l'urea rivestita con acido polilattico ha aumentato il tasso di utilizzo dei nutrienti al 80%, riducendo significativamente l'inquinamento ambientale.

Fertilizzante microbico: Attraverso l'uso di fertilizzanti microbiologici come batteri azotofissanti, si è ridotta la dipendenza dai fertilizzanti chimici azotati, fornendo una soluzione più ecologica per i fertilizzanti in agricoltura.

2. Gestione intelligente

Applicazione della tecnologia IoT e AI: I sensori IoT possono monitorare in tempo reale i nutrienti e l'umidità del suolo, e analizzando i dati attraverso modelli AI, i contadini possono regolare con precisione i programmi di concimazione e irrigazione per ottenere una produzione agricola più efficiente.

Conclusione

Prodotti chimici agricoli sono gli 'invisibili guardiani' indispensabili dell'agricoltura moderna, che forniscono un'importante garanzia per la sicurezza alimentare globale, ma che si trovano anche di fronte alle sfide duali dell'ambiente e della salute. Nel futuro, l'uso dei prodotti chimici agricoli tenderà ad essere sempre più preciso e rispettoso dell'ambiente, al fine di realizzare lo sviluppo sostenibile della produzione agricola attraverso l'equilibrio tra innovazione scientifica e tecnologica e protezione ecologica, permettendo ai prodotti chimici agricoli di garantire la sopravvivenza dell'essere umano mentre coesistono armoniosamente con la natura.