Introduzione

Sullo sfondo di una popolazione globale in crescita e del cambiamento climatico, come nutrire sempre più persone con risorse limitate di terra e acqua è diventata una sfida importante per l'agricoltura moderna. Come motore chiave della produttività agricola, prodotti chimici agricoli - dai fertilizzanti ai pesticidi ai regolatori della crescita delle piante - non solo hanno aumentato notevolmente la produzione alimentare, ma hanno anche causato una serie di problemi ambientali dovuti a un uso improprio. In questo articolo, discuteremo il ruolo fondamentale dei prodotti chimici agricoli, i loro scenari applicativi e la futura direzione dello sviluppo sostenibile da un punto di vista scientifico.

I. Definizione e classificazione dei prodotti chimici agricoli

Fertilizzanti: utilizzati principalmente per reintegrare i nutrienti nel terreno e favorire la crescita sana delle colture; tra questi, i più tipici sono l'urea, il fosfato monopotassico e così via.

Pesticidi: utilizzati per controllare i parassiti e le malattie delle colture per garantire che la crescita delle colture non sia minacciata, quelli più comuni includono propiconazolo (CAS 60207-90-1), Paclobutrazolo (CAS 76738-62-0) e diserbanti come il glifosato.

Regolatori della crescita delle piante: ottimizzano la crescita delle colture regolando il processo fisiologico delle piante, come l'acido gibberellico per favorire l'ingrossamento dei frutti e il cloruro di clormequat per impedire la caduta delle colture.

Prodotti chimici funzionali: comprendono ammendanti e conservanti del terreno, che possono migliorare la qualità del terreno e prolungare la conservabilità delle colture, come l'acido umico per ripristinare i terreni salini e l'1-MCP per prolungare la freschezza di frutta e verdura.

II. Il ruolo fondamentale dei prodotti chimici agricoli: miglioramento della resa e sviluppo sostenibile

1. Aumentare le rese e garantire la sicurezza alimentare

Fornitura di nutrienti dai fertilizzanti: i fertilizzanti sono considerati un importante motore della produzione alimentare globale, soprattutto nei paesi in via di sviluppo, dove il loro utilizzo ha portato a significativi guadagni di produttività. Ad esempio, gli spray fogliari di potassio diidrogeno fosfato possono aumentare i livelli di zucchero nell'uva e ridurre la spaccatura dei frutti, aumentando così la resa e la qualità del raccolto.

I pesticidi sono la "difesa contro le malattie": a livello globale, circa il 30-40 percento delle perdite annuali di raccolto può essere prevenuto dai pesticidi. Prendiamo come esempio il propiconazolo, può prevenire e controllare efficacemente la ruggine del grano, con un effetto preventivo di oltre l'85%.

Controllo preciso dei regolatori di crescita: i regolatori di crescita delle piante possono regolare con precisione il processo fisiologico delle colture per garantire una crescita sana delle colture. Ad esempio, il polioxazolo può controllare efficacemente la crescita del riso, ridurre il rischio di collasso, migliorando così la resa stabile del riso.

2. Promuovere lo sviluppo sostenibile dell'agricoltura

L'ascesa delle alternative verdi: con l'aumento della consapevolezza ambientale, l'applicazione di bio-pesticidi e fertilizzanti ecocompatibili ha gradualmente sostituito i tradizionali pesticidi chimici. Ad esempio, il Bacillus subtilis, come tipo di bio-pesticida, non solo ha un significativo effetto di prevenzione delle malattie, ma riduce anche l'inquinamento ambientale.

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

3. Affrontare le sfide globali

Resilienza: la resilienza delle colture consente loro di resistere a condizioni meteorologiche estreme. Prodotti chimici come i silicati possono consentire alle colture di crescere in ambienti con stress idrico aumentando la loro tolleranza alla siccità.

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

Fosfato monobasico di potassio (CAS 7778-77-0): in quanto importante fertilizzante fogliare, il fosfato monopotassico può aumentare efficacemente il contenuto di zucchero delle colture, aumentare la dolcezza dei frutti e migliorarne il valore di mercato riducendo il fenomeno delle spaccature.

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

Tiosolfato di potassio (CAS 10294-66-3):Come fertilizzante sinergico, il tiosolfato di potassio può non solo ridurre la volatilizzazione dell'ammoniaca, ma anche ridurre efficacemente la contaminazione da cadmio nel terreno e il contenuto di metalli pesanti nelle colture se utilizzato in combinazione con l'urea.

Pellicola agricola biodegradabile: la pellicola agricola biodegradabile a base di amido utilizzata nella coltivazione del pomodoro è in grado di decomporsi naturalmente in appena 60 giorni, riducendo il problema dell'inquinamento a lungo termine del suolo e dell'ambiente causato dalla pellicola agricola tradizionale e incarnando il concetto di sviluppo sostenibile dell'agricoltura verde.

IV. Le sfide che devono affrontare i 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 pone anche sfide che non possono essere ignorate:

Rischi ambientali: l'uso eccessivo di fertilizzanti può portare all'eutrofizzazione dei corpi idrici e l'uso eccessivo di pesticidi può anche avere un impatto negativo sugli ecosistemi. Inoltre, i residui dei film agricoli tradizionali 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 un lungo periodo di tempo, possono arricchirsi lungo 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 di anno in anno a un calo dell'efficacia del controllo dei pesticidi e ponendo nuove sfide alla produzione agricola.

V. Tendenze future: tecnologia verde e agricoltura intelligente

1、Tecnologia chimica verde

Fertilizzanti nano a rilascio controllato: 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 all'80%, riducendo significativamente l'inquinamento ambientale.

Fertilizzante microbico: grazie all'impiego di batteri azotofissatori e di altri fertilizzanti microbici, è stata ridotta la dipendenza dai fertilizzanti chimici azotati, offrendo un'alternativa più ecologica ai fertilizzanti per l'agricoltura.

2. Gestione intelligente

Applicazione della tecnologia IoT e AI: i sensori IoT possono monitorare i nutrienti e l'umidità del terreno in tempo reale e, analizzando i dati tramite modelli di AI, gli agricoltori possono adattare con precisione i programmi di fertilizzazione e irrigazione per ottenere una produzione agricola più efficiente.

Conclusione

Prodotti chimici agricoli sono gli indispensabili "guardiani invisibili" dell'agricoltura moderna, che forniscono un'importante garanzia per la sicurezza alimentare globale, ma affrontano anche la duplice sfida dell'ambiente e della salute. In futuro, l'applicazione di prodotti chimici agricoli tenderà a essere più precisa e rispettosa dell'ambiente, in modo da realizzare lo sviluppo sostenibile della produzione agricola attraverso l'equilibrio tra innovazione scientifica e tecnologica e protezione ecologica, e per consentire ai prodotti chimici agricoli di garantire la sopravvivenza degli esseri umani coesistendo armoniosamente con la natura.