Introdução

No contexto de uma população global em crescimento e mudanças climáticas, como alimentar cada vez mais pessoas com recursos limitados de terra e água tornou-se um grande desafio para a agricultura moderna. Como um motor-chave da produtividade agrícola, Produtos químicos agrícolas - desde fertilizantes até pesticidas e reguladores de crescimento de plantas - não apenas aumentaram muito a produção de alimentos, mas também causaram uma série de problemas ambientais devido ao uso inadequado. Neste artigo, discutiremos o papel central dos produtos químicos agrícolas, seus cenários de aplicação e a direção futura do desenvolvimento sustentável sob uma perspectiva científica.

I. Definição e Classificação de Produtos Químicos Agrícolas

Fertilizantes: usados principalmente para repor os nutrientes no solo para apoiar o crescimento saudável das culturas, representantes típicos como ureia, fosfato de potássio e outros.

Pesticidas: Usados para controlar pragas e doenças nas culturas para garantir que o crescimento das plantas não seja ameaçado, incluem-se entre os mais comuns propiconazol (CAS 60207-90-1) , paclobutrazol (CAS 76738-62-0) e herbicidas como o glifosato.

Reguladores de crescimento de plantas: otimize o crescimento das culturas regulando o processo fisiológico das plantas, como o ácido giberélico para promover o aumento do tamanho dos frutos e o cloridrato de clormequat para evitar que as culturas caiam.

Químicos funcionais: Esses incluem condicionadores de solo e conservantes, que podem melhorar a qualidade do solo e prolongar a vida útil das culturas, como o ácido húmico para restaurar solos salinos e 1-MCP para prolongar a frescura de frutas e legumes.

II. O papel central dos Químicos Agrícolas: aumento da produtividade e desenvolvimento sustentável

Aumento da produtividade e garantia da segurança alimentar

Fornecimento de nutrientes por fertilizantes: Considera-se que os fertilizantes são um importante impulsionador da produção global de alimentos, especialmente nos países em desenvolvimento, onde seu uso resultou em ganhos significativos de produtividade. Por exemplo, pulverizações foliares de fosfato de potássio dihidrogenado podem aumentar os níveis de açúcar nas uvas e reduzir a rachadura dos frutos, aumentando assim a produtividade e a qualidade das culturas.

Os pesticidas são a 'defesa contra doenças': Globalmente, cerca de 30-40 por cento das perdas anuais de culturas podem ser evitadas pelos pesticidas. Tome o propiconazol como exemplo, ele pode prevenir eficazmente e controlar a ferrugem do trigo, com um efeito preventivo de mais de 85%.

Controle preciso de reguladores de crescimento: Reguladores de crescimento vegetal podem ajustar precisamente o processo fisiológico das culturas para garantir seu crescimento saudável. Por exemplo, o polioxazol pode controlar eficazmente o crescimento do arroz, reduzindo o risco de colapso e melhorando o rendimento estável do arroz.

2, Promover o desenvolvimento sustentável da agricultura

A Ascensão de Alternativas Verdes: Com o aumento da consciência ambiental, a aplicação de biopesticidas e fertilizantes ecológicos tem gradualmente substituído os pesticidas químicos tradicionais. Por exemplo, Bacillus subtilis, como um biopesticida, não só tem um efeito significativo na prevenção de doenças, mas também reduz a poluição ambiental.

Inovação na tecnologia de remediação da poluição: Os produtos químicos agrícolas desempenham papel igualmente importante na remediação da poluição do solo e da água. O tiossulfato de potássio pode passivar eficazmente o metal pesado cádmio no solo, reduzindo o risco de contaminação das culturas e ajudando a restaurar a saúde do solo.

3. Enfrentando desafios globais

Resiliência: A resiliência das culturas permite que elas resistam em condições climáticas extremas. Produtos químicos como silicatos podem permitir que as culturas cresçam em ambientes com estresse hídrico, aumentando sua tolerância à seca.

III. Aplicações específicas de produtos químicos agrícolas: do melhoramento do solo ao controle de pragas

Fosfato de potássio diidrogeno (CAS 7778-77-0) : como fertilizante foliar importante, o fosfato de potássio diidrogeno pode aumentar eficazmente o teor de açúcar nas culturas, aumentar a doçura dos frutos e melhorar o valor de mercado dos frutos, reduzindo o fenômeno de rachaduras nos frutos.

Ácido fosforoso (CAS 13598-36-2) : O ácido fosforoso não só aumenta a imunidade natural das plantas, mas também previne e controla eficazmente muitas doenças nas culturas, como a ferrugem tardia da batata, garantindo o crescimento saudável das plantas ao melhorar sua resistência a doenças.

Tiossulfato de potássio (CAS 10294-66-3) : Como fertilizante sinérgico, o tiossulfato de potássio pode não apenas reduzir a volatilização de amônia, mas também diminuir eficazmente a contaminação por cádmio no solo e o teor de metais pesados nas culturas quando usado em combinação com ureia.

Filme Agrícola Biodegradável: O filme agrícola biodegradável à base de amido utilizado no cultivo de tomate é capaz de se decompor naturalmente em tão pouco quanto 60 dias, reduzindo o problema de poluição de longo prazo do solo e do ambiente causado pelo filme agrícola tradicional e incorporando o conceito de desenvolvimento sustentável da agricultura verde.

IV. Desafios enfrentados pelos Produtos Químicos Agrícolas: considerações ambientais e de saúde

Embora os produtos químicos agrícolas desempenhem um papel fundamental na melhoria da produtividade agrícola e na garantia da segurança alimentar, seu uso também apresenta desafios que não podem ser ignorados:

Riscos ambientais: O uso excessivo de fertilizantes pode levar à eutrofização dos corpos d'água, e o uso excessivo de pesticidas pode ter um impacto negativo nos ecossistemas. Além disso, resíduos de filmes agrícolas tradicionais podem causar contaminação do solo por microplásticos e prejudicar o meio ambiente.

Riscos para a saúde: Certos pesticidas altamente tóxicos, especialmente aqueles usados por longos períodos, podem se acumular através da cadeia alimentar, ameaçando a saúde humana e aumentando o risco de doenças crônicas.

Problema de resistência: Com o uso prolongado de pesticidas únicos, algumas pragas e doenças desenvolveram resistência aos pesticidas, levando a uma diminuição na eficácia do controle pesticida ano após ano, trazendo novos desafios para a produção agrícola.

Tendências Futuras: Tecnologia Verde e Agricultura Inteligente

1. Tecnologia química verde

Fertilizantes de liberação controlada por nanotecnologia: a aplicação da nanotecnologia melhora muito o desempenho de liberação dos fertilizantes, e o uso de novos tipos de fertilizantes, como ureia revestida com ácido poliláctico, aumentou a taxa de utilização de nutrientes para 80%, reduzindo significativamente a poluição ambiental.

Fertilizante microbiano: Através do uso de fertilizantes microbianos como bactérias fixadoras de nitrogênio, a dependência de fertilizantes químicos nitrogenados foi reduzida, oferecendo uma alternativa mais amiga do ambiente para fertilizantes na agricultura.

2. Gestão Inteligente

Aplicação de tecnologias IoT e IA: Sensores IoT podem monitorar nutrientes e umidade do solo em tempo real, e analisando os dados através de modelos de IA, os agricultores podem ajustar precisamente os programas de fertilização e irrigação para alcançar uma produção agrícola mais eficiente.

Conclusão

Produtos químicos agrícolas são os 'guardiões invisíveis' indispensáveis da agricultura moderna, que fornecem uma garantia importante para a segurança alimentar global, mas também enfrentam os desafios duplos de ambiente e saúde. No futuro, a aplicação de produtos químicos agrícolas tenderá a ser mais precisa e amigável ao meio ambiente, de modo a realizar o desenvolvimento sustentável da produção agrícola por meio do equilíbrio entre inovação tecnológica e proteção ecológica, permitindo que os produtos químicos agrícolas assegurem a sobrevivência da humanidade enquanto coexistem harmoniosamente com a natureza.