Įvadas

Atsižvelgiant į augantį pasaulio gyventojų skaičių ir klimato kaitą, kaip pagrūsti vis daugiau ir daugiau žmonių naudojant ribotus žemės ir vandens išnašas tampa dideliu iššūkiu šiuolaikiniam žemės ūkio. Kaip pagrindinis žemės ūkio produktyvumo variklis, Agrarinė chemija - nuo gaudymo priemonių iki kenksnionių ir augalų augimo reguliatorių - ne tik didžiai padidino maisto gamybos kiekį, bet taip pat sukėlė rinktinę aplinkosaugos problemų dėl netinkamo naudojimo. Šiame straipsnyje aptarsime žemdirbystės chemijos pagrindinį vaidmenį, jų taikymo scenarijus bei ateities kryptis, siekiant sustaptingo vystymosi iš mokslo perspektyvos.

I. Žemdirbystės chemijos apibrėžimas ir klasifikacija

Gaudymo priemonės: pagrindiniu atveju naudojamos norint pripildyti žemės dujas, kad palaikytų augalų sveiką augimą, tipiški atstovai, tokie kaip uronas, dvikaulio fosfato potas ir kt.

Kenksnionių: naudojami siekiant valdyti augalų kenksninius ir ligas, kad jie nesukeltų grėsmės augalams augti, paprasčiausiai naudojami propikonzolas (CAS 60207-90-1) , poklobutrazolas (CAS 76738-62-0) ir gyvuliuotojai, tokie kaip glifosas.

Augalų augimo reguliatoriai: optimizuojant augalų augimą reguliuojant jų fiziologinius procesus, pvz., giberelino rūgštis skatina vaisių didėjimą, o chlormekvat chloridas prevencijuoja nuo augalų padengimo.

Funkciniai cheminiai medžiagos: Tai apima grunto kondicionierius ir konservantus, kurie gali pagerinti grunto kokybę ir ilgesniu laiku saugoti augalinius produktus, pvz., huminio rūgščio naudojimas siekiant atkurti druskainius grumus ir 1-MCP, skirtas išilginti daržovių ir vaisių svaigumo laiką.

II. Gamtos chemijos pagrindinė rolė: gamtos produktyvumo padidinimas ir tvarus vystymasis

1. Produktyvumo padidinimas ir maisto saugumas

Gyvulinių trądų priešmineralai: Gyvuliniai trądai laikomi svarbiausių globalios maisto gamybos veiksnių, ypač besivystančiose šalyse, kur jų naudojimas sukėlė produktyvumo didėjimą. Pavyzdžiui, potasio difosfato lapinių sprito naudojimas gali padidinti cukraus lygį vyšnių ir sumažinti vaisių spragos, taip padidindami augalų produktą ir kokybę.

Saugikliai yra „apsauga nuo ligų“: visame pasaulyje apie 30-40 proc. kasmetinių sausainių nuostolių galima išvengti naudojant saugiklius. Pavyzdžiui, propikonasazas efektyviai gali prevencijuoti ir kontroliuoti riešutų rožės, su prevencinio poveikio lygiu daugiau nei 85 proc.

Tikslus augintinių reguliatorių valdymas: Augalų augimo reguliatoriai tiksliai pritaiko sausainių fiziologinį procesą, užtikrinant jų sveiką augimą. Pavyzdžiui, polioksazolas efektyviai gali kontroliuoti ryžių augimą, sumažindamas sutrynimo riziką ir taip pagerindamas ryžių stabilų grąžą.

2. Skatinti ekologiškos žemės ūkio vystymąsi

Žalios alternatyvos kilimas: kartu su stipresniu aplinkosaugos sąmoningumu, biologinių saugiklių ir aplinkai draugiškų dujotų naudojimas pastebimai keičia tradicinius cheminius saugiklius. Pavyzdžiui, Bacillus subtilis kaip biologinis saugiklis ne tik turi didelį ligų prevencijos poveikį, bet ir mažina aplinkos taršą.

Inovacija teršalų šalinimo technologijoje: Auginamieji chemikalai taip pat svarbią vaidmenį atlieka teršalų šalinime iš žemės ir vandens. Potasio tiosulfatas efektyviai pasivačiuoja žemės viduje esančius sunkius metalus – kadmį, mažinant kultūrinių augalų taršos riziką ir padedant atkurti žemės sveikatą.

3. Sprendžiant globalias iššūkius

Išsigyvenimo gebėjimas: Augalų išsigyvenimo gebėjimas leidžia augalams išgyventi ekstremalią orą. Chemikalai, tokie kaip silikatai, gali leisti augalams augti vandens stokos aplinkose, padidindami jų druskos toleranciją.

III. Auginamųjų chemikalų specifinės programos: nuo žemės gerinimo iki kenksnių valdymo

Monofosfato potis (CAS 7778-77-0) : kaip svarbus lapinės trądos fertilizatorius, monofosfatas potis gali efektyviai padidinti augalų cukraus turinį, padidinti vaisių saldumą ir pagerinti vaisių rinkos vertę mažinanči vaisių spragos reiškinį.

Fosforito rūgštis (CAS 13598-36-2) : Fosforinio rūgštyje ne tik stiprina augalų natūrines imunines savybes, bet ir efektyviai užtikrina daugelio daržovių ligų prevenciją ir kontrolę, pvz., vėlyvojo burglio uždegimą bulviuose, skatindama jų ligaikštumo didėjimą ir užtikrinant daržovių sveiką augimą.

Kalio tiosulfatas (CAS 10294-66-3) : Kaip sinerginio dubens, kalio tiosulfatas gali ne tik sumažinti amonio iškilojimą, bet ir veiksmingai sumažinti dirvožemio kadmo taršą bei daržovių viduje esančius sunkiemisiais metalais, naudojamas kartu su uruoju.

Biodegradable Agricultural Film: Starch bazinis biodegradable agricultural film, naudojamas tomatų auginimo metu, gali gamtiskai išsilyti per maždaug 60 dienas, sumažindamas ilgalaikį dirvožemio ir aplinkos teršimą, sukeltą tradiciniu daržovių filmu, taip pat atspindindamas žaliųjų agricolinių technologijų sustovybės koncepciją.

IV. Daržovių chemijos susidarančios iššūkiai: aplinkosaugos ir sveikatos aspektai

Kol žemės ūkio chemikalai žaidžia didelę vaidmenį gerinant žemės ūkio produktyvumą ir užtikrinant maisto saugumą, jų naudojimas taip pat kelia iššūkius, kurie negali būti nepastebimi:

aplinkos rizikos: pernelyg daug judrio gausumo gali sukelti vandens telkinių eutrofiją, o pernelyg daug kenksmingų medžiagų gali turėti neigiamą poveikį ekosistemoms. Be to, tradicinių žemės ūkio filmų atliekų gale įsiskverbti mikroplastmasės, kontaminuojančios žemę ir kenkančios aplinkojimui.

sveikatos pavojus: tam tikri labai toksiški kenksmingieji agentai, ypač ilgalaikis aukštos rizikos kenksmingųjų medžiagų naudojimas, gali gauti per maisto grandinę, grėsmindami žmonių sveikatą ir padidindami chroninių ligų riziką.

atsparumo problema: ilgalaikiu vieno kenksmingojo agento naudojimu kai kurie šešėliai ir ligos pradėjo kurti atsparumą kenksmingiesiems, dėl ko metais yra mažėjanti kenksmingųjų valdymo veiksmingumas, kylančias naujas iššūkius žemės ūkio gamybai.

V. Ateities kryptys: žalia technologija ir inteligentinis žemės ūkis

1. Žalias chemijos technologijos

Nanokontroliuojamos trądos: nanotechnologijų taikymas greičiausiai patobulino trądų kontroliuojamą išleidimą, o naujųjų trądų tipų, pvz., polilaktano apvalintos urėros naudojimas padidino maistingųjų medžiagų naudojimo efektyvumą iki 80 %, esminiu būdu sumažinus aplinkosaugos teršimą.

Mikroorganizmų trąda: Naudojant azoto fiksuojančias bakterijas ir kitas mikroorganizmų trądas, sumažėjo priklausomybė nuo cheminių azoto trądų, suteikiant žemės ūkio sektoriams ramvesnius trądų pakeitimus.

2. Intelektinė valdymo sistema

IoT ir AI technologijų taikymas: IoT jutikliai gali realiu laiku stebėti žemės maistingumo ir drėgmės lygius, o duomenis analizuodami per AI modelius, ūkininkai gali tiksliai pritaikyti trądavimo ir sulaužymo programas, siekdami efektyvesnio žemės ūkio gamybos.

Išvada

Agrarinė chemija yra nepalikti 'nežrastieji gynėjai' modernei agricultūrai, kurie teikia svarbų užtikrinimą globalinei maisto saugumui, tačiau kartu stovi prieš dvigubus iššūkius aplinkosaugos ir sveikatos srityse. ateityje, agricultural cheminės medžiagos bus orientuotos į tikslkesnę ir ramovesnę aplinką naudojimą, siekiant užtikrinti tarpmisį tarp mokslinių tyrimų ir ekologinės apsaugos, kad būtų pasiektas sustiprintas agrarinis gamybos vystymasis, o chemijos produktai leistų žmonijai išgyventi tuo pačiu laiku harmoningai bendradarbiaujant su gamta.