Ievads

Ņemot vērā pieaugošo pasaules iedzīvotāju skaitu un klimata pārmaiņas, kā pabarot arvien vairāk cilvēku, izmantojot ierobežotus zemes un ūdens resursus, mūsdienu lauksaimniecība ir kļuvusi par galveno izaicinājumu. Kā galvenais lauksaimniecības produktivitātes virzītājspēks, lauksaimniecības ķimikālijas - no mēslošanas līdzekļiem līdz pesticīdiem līdz augu augšanas regulatoriem - ir ne tikai ievērojami palielinājuši pārtikas ražošanu, bet arī radījuši virkni vides problēmu nepareizas lietošanas dēļ. Šajā rakstā mēs apspriedīsim lauksaimniecības ķimikāliju galveno lomu, to pielietošanas scenārijus un ilgtspējīgas attīstības turpmāko virzienu no zinātniskā viedokļa.

I. Lauksaimniecības ķīmisko vielu definīcija un klasifikācija

Mēslošanas līdzekļi: galvenokārt izmanto, lai papildinātu barības vielas augsnē, lai atbalstītu labības veselīgu augšanu, tipiski pārstāvji, piemēram, urīnviela, kālija dihidrogēnfosfāts un tā tālāk.

Pesticīdi: izmanto, lai kontrolētu kultūraugu kaitēkļus un slimības, lai nodrošinātu, ka kultūraugu augšana netiek apdraudēta. propikonazols (CAS 60207-90-1), Paklobutrazols (CAS 76738-62-0) un herbicīdi, piemēram, glifosāts.

Augu augšanas regulatori: optimizē kultūraugu augšanu, regulējot augu fizioloģiskos procesus, piemēram, giberelīnskābi, lai veicinātu augļu palielināšanos, un hlormekvata hlorīdu, lai novērstu kultūraugu nokrišanu.

Funkcionālās ķimikālijas: tās ietver augsnes uzlabotājus un konservantus, kas var uzlabot augsnes kvalitāti un pagarināt kultūraugu glabāšanas laiku, piemēram, humīnskābe sāļu augsnes atjaunošanai un 1-MCP, lai palielinātu augļu un dārzeņu svaigumu.

II. Agricultural Chemicals galvenā loma: ražas palielināšana un ilgtspējīga attīstība

1. Ražas palielināšana un nodrošinātības ar pārtiku nodrošināšana

Barības vielu piegāde no mēslošanas līdzekļiem: mēslošanas līdzekļi tiek uzskatīti par svarīgu globālās pārtikas ražošanas virzītājspēku, jo īpaši jaunattīstības valstīs, kur to izmantošana ir radījusi ievērojamu produktivitātes pieaugumu. Piemēram, kālija dihidrogēnfosfāta izsmidzināšana uz lapām var paaugstināt cukura līmeni vīnogās un samazināt augļu šķelšanos, tādējādi palielinot ražu un kvalitāti.

Pesticīdi ir “aizsardzība pret slimībām”: pasaulē aptuveni 30–40 procentus ikgadējo ražas zudumu var novērst ar pesticīdiem. Kā piemēru ņemiet propikonazolu, tas var efektīvi novērst un kontrolēt kviešu rūsu ar vairāk nekā 85% profilaktisko efektu.

Precīza augšanas regulatoru kontrole: augu augšanas regulatori var precīzi pielāgot kultūraugu fizioloģisko procesu, lai nodrošinātu veselīgu labības augšanu. Piemēram, polioksazols var efektīvi kontrolēt rīsu augšanu, samazināt sabrukšanas risku, tādējādi uzlabojot stabilu rīsu ražu.

2. Veicināt ilgtspējīgu lauksaimniecības attīstību

Zaļo alternatīvu pieaugums: palielinoties vides apziņai, biopesticīdu un videi draudzīgu mēslošanas līdzekļu lietošana pakāpeniski ir aizstājusi tradicionālos ķīmiskos pesticīdus. Piemēram, Bacillus subtilis kā sava veida biopesticīds ir ne tikai ievērojams slimību profilakses efekts, bet arī samazina vides piesārņojumu.

Inovācijas piesārņojuma sanācijas tehnoloģijā: lauksaimniecības ķimikālijām ir vienlīdz svarīga loma augsnes un ūdens piesārņojuma attīrīšanā. Kālija tiosulfāts var efektīvi pasivēt smago metālu kadmiju augsnē, samazinot kultūraugu piesārņojuma risku un palīdzot atjaunot augsnes veselību.

3. Globālo problēmu risināšana

Izturība: kultūraugu noturība ļauj kultūraugiem izturēt ekstremālos laikapstākļos. Ķīmiskās vielas, piemēram, silikāti, var ļaut kultūraugiem augt ūdens noslogotā vidē, palielinot to sausuma toleranci.

III. Īpaši lauksaimniecības ķimikāliju pielietojumi: no augsnes uzlabošanas līdz kaitēkļu kontrolei

Kālija dihidrogēnfosfāts (CAS 7778-77-0): kā svarīgs lapu mēslojums, kālija dihidrogēnfosfāts var efektīvi palielināt cukura saturu kultūrās, palielināt augļu saldumu un uzlabot augļu tirgus vērtību, samazinot augļu plaisāšanas parādību.

Fosforskābe (CAS 13598-36-2): Fosforskābe ne tikai uzlabo augu dabisko imunitāti, bet arī efektīvi novērš un kontrolē daudzas kultūraugu slimības, piemēram, kartupeļu vēlo puvi, nodrošinot veselīgu kultūraugu augšanu, uzlabojot to izturību pret slimībām.

Kālija tiosulfāts (CAS 10294-66-3): Kā sinerģisks mēslojums, kālija tiosulfāts var ne tikai samazināt amonjaka iztvaikošanu, bet arī efektīvi samazināt kadmija piesārņojumu augsnē un smago metālu saturu kultūrās, ja to lieto kopā ar urīnvielu.

Bioloģiski noārdāma lauksaimniecības plēve: Tomātu audzēšanā izmantotā bioloģiski noārdāmā lauksaimniecības plēve uz cietes bāzes spēj dabiski sadalīties tikai 60 dienu laikā, samazinot tradicionālās lauksaimniecības plēves radīto ilgtermiņa augsnes un vides piesārņojuma problēmu un iemiesojot zaļās lauksaimniecības ilgtspējīgas attīstības koncepciju.

IV. Izaicinājumi, ar kuriem saskaras lauksaimniecības ķimikālijas: vides un veselības apsvērumi

Lai gan lauksaimniecības ķimikālijām ir milzīga nozīme lauksaimniecības produktivitātes uzlabošanā un nodrošinātības ar pārtiku nodrošināšanā, to izmantošana rada arī problēmas, kuras nevar ignorēt:

Vides riski: pārmērīga mēslošanas līdzekļu izmantošana var izraisīt ūdenstilpju eitrofikāciju, un pārmērīga pesticīdu izmantošana var arī negatīvi ietekmēt ekosistēmas. Turklāt tradicionālo lauksaimniecības plēvju atliekas var izraisīt augsnes mikroplastmasas piesārņojumu un kaitēt videi.

Veselības apdraudējums: daži ļoti toksiski pesticīdi, jo īpaši augsta riska pesticīdi, ko lieto ilgstoši, var tikt bagātināti pārtikas ķēdē, apdraudot cilvēku veselību un palielinot hronisku slimību risku.

Izturības problēma: ilgstoši lietojot atsevišķus pesticīdus, daži kaitēkļi un slimības ir attīstījuši rezistenci pret pesticīdiem, kā rezultātā katru gadu samazinās pesticīdu kontroles efektivitāte, radot jaunus izaicinājumus lauksaimnieciskajai ražošanai.

V. Nākotnes tendences: zaļās tehnoloģijas un inteliģenta lauksaimniecība

1 、 Zaļā ķīmiskā tehnoloģija

Nano kontrolētas izdalīšanās mēslošanas līdzekļi: nanotehnoloģiju izmantošana ievērojami uzlabo mēslošanas līdzekļu kontrolētas izdalīšanās veiktspēju, un jauna veida mēslošanas līdzekļu, piemēram, ar polipienskābi pārklāta urīnviela, izmantošana ir palielinājusi barības vielu izmantošanas līmeni līdz 80%, ievērojami samazinot vides piesārņojumu.

Mikrobu mēslojums: izmantojot slāpekli fiksējošās baktērijas un citus mikrobu mēslošanas līdzekļus, ir samazināta atkarība no ķīmiskajiem slāpekļa mēslošanas līdzekļiem, nodrošinot videi draudzīgāku alternatīvu mēslošanas līdzekļiem lauksaimniecībā.

2. Saprātīga vadība

IoT un AI tehnoloģiju pielietojums: IoT sensori var reāllaikā uzraudzīt augsnes barības vielas un mitrumu, un, analizējot datus, izmantojot AI modeļus, lauksaimnieki var precīzi pielāgot mēslojuma un apūdeņošanas programmas, lai panāktu efektīvāku lauksaimniecisko ražošanu.

Secinājumi

Lauksaimniecības ķimikālijas ir mūsdienu lauksaimniecības neaizstājamie "neredzamie sargi", kas sniedz svarīgu garantiju globālajai nodrošinātībai ar pārtiku, bet arī saskaras ar dubultām problēmām — vidi un veselību. Nākotnē lauksaimniecības ķimikāliju pielietošana būs precīzāka un videi draudzīgāka, lai ar zinātnisko un tehnoloģisko inovāciju un ekoloģiskās aizsardzības līdzsvaru realizētu ilgtspējīgu lauksaimnieciskās ražošanas attīstību un ļautu lauksaimniecības ķimikālijām nodrošināt cilvēka izdzīvošanu, harmoniski sadzīvojot ar dabu.