개요

증가하는 세계 인구와 기후 변화를 배경으로, 제한된 토지와 수자원으로 점점 더 많은 사람들을 먹이는 방법은 현대 농업에 큰 과제가 되었습니다. 농업 생산성의 핵심 동인으로서, 농약 - 비료부터 살충제, 식물 생장 조절제까지 - 식량 생산을 크게 증가시켰을 뿐만 아니라 부적절한 사용으로 인해 일련의 환경 문제를 일으켰습니다. 이 논문에서는 농업 화학 물질의 핵심 역할, 적용 시나리오 및 과학적 관점에서 지속 가능한 개발의 미래 방향에 대해 논의합니다.

I. 농업화학물질의 정의 및 분류

비료: 주로 작물의 건강한 성장을 돕기 위해 토양에 영양분을 보충하는 데 사용됩니다. 요소, 인산이수소칼륨 등이 대표적인 비료입니다.

살충제: 작물의 성장이 위협받지 않도록 작물 해충 및 질병을 제어하는 ​​데 사용되는 일반적인 살충제로는 다음이 있습니다. 프로피코나졸(CAS 60207-90-1), 파클로부트라졸(CAS 76738-62-0) 글리포세이트와 같은 제초제.

식물 생장 조절제: 식물의 생리적 과정을 조절하여 작물의 성장을 최적화합니다. 예를 들어, 지베렐산은 과일의 크기를 촉진하고, 클로르메콰트 염화물은 작물이 쓰러지는 것을 방지합니다.

기능성 화학 물질: 여기에는 토양 개량제와 방부제가 포함됩니다. 이는 토양 품질을 개선하고 작물의 저장 수명을 연장할 수 있습니다. 예를 들어, 염분이 많은 토양을 회복시키는 부식산과 과일과 채소의 신선도를 연장하는 1-MCP가 있습니다.

II. 농업화학물질의 핵심 역할: 수확량 증대와 지속 가능한 개발

1. 수확량 증가 및 식량 안보 확보

비료로부터의 영양 공급: 비료는 세계 식량 생산의 중요한 원동력으로 여겨지며, 특히 개발도상국에서 비료를 사용하면 생산성이 크게 향상됩니다. 예를 들어, 칼륨 디하이드로겐 인산의 잎에 살포하면 포도의 당도가 증가하고 과일이 갈라지는 현상이 줄어들어 작물 수확량과 품질이 향상됩니다.

살충제는 '질병에 대한 방어'입니다. 전 세계적으로 연간 작물 손실의 약 30-40%를 살충제로 예방할 수 있습니다. 예를 들어 프로피코나졸은 밀 녹병을 효과적으로 예방하고 통제할 수 있으며 예방 효과는 85%가 넘습니다.

성장 조절제의 정밀한 제어: 식물 성장 조절제는 작물의 생리적 과정을 정밀하게 조절하여 작물의 건강한 성장을 보장할 수 있습니다. 예를 들어, 폴리옥사졸은 벼의 성장을 효과적으로 제어하고 붕괴 위험을 줄여 벼의 안정적인 수확량을 개선할 수 있습니다.

2、농업의 지속 가능한 발전을 촉진합니다.

녹색 대안의 부상: 환경 의식이 향상되면서 생물 살충제와 환경 친화적 비료의 적용이 점차 전통적인 화학 살충제를 대체했습니다. 예를 들어, 생물 살충제의 일종인 바실러스 서브틸리스는 상당한 질병 예방 효과가 있을 뿐만 아니라 환경 오염도 줄입니다.

오염 정화 기술의 혁신: 농업용 화학 물질은 토양 및 수질 오염 정화에 똑같이 중요한 역할을 합니다. 티오황산 칼륨은 토양의 중금속 카드뮴을 효과적으로 수동화하여 작물 오염 위험을 줄이고 토양 건강을 회복하는 데 도움이 됩니다.

3. 글로벌 과제 해결

회복성: 작물 회복성은 작물이 극한의 날씨에도 버틸 수 있게 해줍니다. 규산염과 같은 화학 물질은 작물이 가뭄 내성을 높여 물 부족 환경에서 자랄 수 있게 해줍니다.

III. 농업용 화학 물질의 특정 응용 분야: 토양 개량에서 해충 방제까지

인산이수소칼륨(CAS 7778-77-0): 중요한 잎 비료인 인산이수소칼륨은 작물의 당도를 효과적으로 높이고, 과일의 단맛을 높이며, 과일이 갈라지는 현상을 줄여 과일의 시장 가치를 높일 수 있습니다.

인산(CAS 13598-36-2): 인산은 식물의 자연적인 면역력을 강화할 뿐만 아니라 감자 역병과 같은 많은 작물 질병을 효과적으로 예방하고 통제하여 질병 저항성을 강화하여 작물의 건강한 성장을 보장합니다.

티오황산칼륨(CAS 10294-66-3): 상승효과가 있는 비료인 티오황산칼륨은 암모니아 휘발을 줄일 뿐만 아니라, 요소와 함께 사용하면 토양의 카드뮴 오염과 작물의 중금속 함량을 효과적으로 줄일 수 있습니다.

생분해성 농업 필름: 토마토 재배에 사용되는 전분 기반 생분해성 농업 필름은 단 60일 만에 자연 분해되어 기존 농업 필름으로 인한 토양 및 환경의 장기 오염 문제를 줄이고 녹색 농업의 지속 가능한 개발 개념을 구현합니다.

IV. 농업 화학 물질에 대한 과제: 환경 및 건강 고려 사항

농업용 화학물질은 농업 생산성을 향상시키고 식량 안보를 보장하는 데 큰 역할을 하지만, 그 사용은 무시할 수 없는 다음과 같은 과제를 안겨줍니다.

환경적 위험: 비료의 과다 사용은 수역의 부영양화로 이어질 수 있으며, 살충제의 과다 사용은 생태계에 부정적인 영향을 미칠 수도 있습니다. 또한, 전통적인 농업 필름의 잔류물은 토양의 미세 플라스틱 오염을 일으키고 환경에 해를 끼칠 수 있습니다.

건강상의 위험: 특정 고독성 살충제, 특히 장기간 사용되는 고위험 살충제는 식품 사슬을 통해 농축되어 인간의 건강을 위협하고 만성 질환의 위험을 증가시킬 수 있습니다.

내성 문제: 단일 살충제를 장기간 사용함에 따라 일부 해충과 질병이 살충제에 내성을 갖게 되었고, 이로 인해 해마다 살충제 방제 효과가 감소하여 농업 생산에 새로운 어려움이 생겨났습니다.

V. 미래 트렌드: 녹색 기술과 지능형 농업

1、녹색화학기술

나노 지속 방출 비료: 나노기술을 응용하여 비료의 지속 방출 성능이 크게 향상되었으며, 폴리락트산 코팅 요소와 같은 새로운 유형의 비료를 사용함으로써 영양소 활용률이 80%까지 증가하여 환경 오염을 크게 줄였습니다.

미생물 비료: 질소 고정 박테리아와 기타 미생물 비료를 사용함으로써 화학적 질소 비료에 대한 의존도가 낮아져 농업용 비료에 비해 환경 친화적인 대안이 제공됩니다.

2.지능형 관리

사물인터넷과 AI 기술 적용: 사물인터넷 센서는 토양 영양소와 습도를 실시간으로 모니터링하고, AI 모델을 통해 데이터를 분석하여 농부는 비료와 관개 프로그램을 정확하게 조정하여 농업 생산의 효율성을 더욱 높일 수 있습니다.

결론

농약 현대 농업의 없어서는 안 될 '보이지 않는 수호자'로, 세계 식량 안보에 중요한 보장을 제공하지만 환경과 건강이라는 이중의 도전에 직면해 있습니다. 미래에는 농약의 적용이 더욱 정밀하고 환경 친화적으로 진행되어 과학기술 혁신과 생태 보호의 균형을 통해 농업 생산의 지속 가능한 발전을 실현하고 농약이 자연과 조화롭게 공존하면서 인간의 생존을 보장할 수 있게 될 것입니다.