Introdução

No contexto de uma população global crescente e mudanças climáticas, como alimentar mais e mais pessoas com recursos limitados de terra e água tornou-se um grande desafio para a agricultura moderna. Como um impulsionador-chave da produtividade agrícola, químicos agrícolas - de fertilizantes a pesticidas e reguladores de crescimento de plantas - não só aumentaram muito a produção de alimentos, mas também causaram uma série de problemas ambientais devido ao uso impróprio. Neste artigo, discutiremos o papel central dos produtos químicos agrícolas, seus cenários de aplicação e a direção futura do desenvolvimento sustentável de um ponto de vista científico.

I. Definição e Classificação de Produtos Químicos Agrícolas

Fertilizantes: usados ​​principalmente para repor os nutrientes do solo para apoiar o crescimento saudável das culturas, representantes típicos como ureia, di-hidrogenofosfato de potássio e assim por diante.

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

Reguladores de crescimento de plantas: otimizam o crescimento das culturas regulando o processo fisiológico das plantas, como o ácido giberélico para promover o crescimento dos frutos e o cloreto de clormequate para evitar que as culturas caiam.

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

II. O papel central dos produtos químicos agrícolas: aumento da produtividade e desenvolvimento sustentável

1. Aumentar a produtividade e garantir a segurança alimentar

Fornecimento de nutrientes por fertilizantes: Os fertilizantes são considerados um importante impulsionador da produção global de alimentos, especialmente em países em desenvolvimento, onde seu uso levou a ganhos significativos de produtividade. Por exemplo, pulverizações foliares de di-hidrogenofosfato de potássio podem aumentar os níveis de açúcar nas uvas e reduzir a divisão dos frutos, aumentando assim o rendimento e a qualidade da colheita.

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

Controle preciso de reguladores de crescimento: Os reguladores de crescimento de plantas podem ajustar precisamente o processo fisiológico das colheitas para garantir o crescimento saudável das colheitas. Por exemplo, o polioxazol pode controlar efetivamente o crescimento do arroz, reduzir o risco de colapso, melhorando assim o rendimento estável do arroz.

2、Promover o desenvolvimento sustentável da agricultura

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

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

3. Enfrentar os desafios globais

Resiliência: A resiliência das culturas permite que as culturas resistam a 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: da melhoria do solo ao controle de pragas

Fosfato di-hidrogeno de potássio (CAS 7778-77-0): como um importante fertilizante foliar, o di-hidrogenofosfato de potássio pode efetivamente aumentar o teor de açúcar das plantações, aumentar a doçura das frutas e melhorar o valor de mercado das frutas, reduzindo o fenômeno de rachaduras nas frutas.

Ácido fosforoso (CAS 13598-36-2): O ácido fosforoso não apenas melhora a imunidade natural das plantas, mas também previne e controla eficazmente muitas doenças das plantações, como a requeima da batata, garantindo o crescimento saudável das plantações ao aumentar 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 reduzir efetivamente a contaminação de cádmio no solo e o teor de metais pesados ​​nas plantações quando usado em combinação com ureia.

Filme Agrícola Biodegradável: O filme agrícola biodegradável à base de amido usado no cultivo de tomate é capaz de se decompor naturalmente em apenas 60 dias, reduzindo o problema de poluição de longo prazo do solo e do meio ambiente causada 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 importante 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 de corpos d'água, e o uso excessivo de pesticidas também pode ter um impacto negativo nos ecossistemas. Além disso, resíduos de filmes agrícolas tradicionais podem causar contaminação microplástica do solo e prejudicar o meio ambiente.

Riscos à saúde: Certos pesticidas altamente tóxicos, especialmente pesticidas de alto risco usados ​​por um longo período de tempo, podem ser enriquecidos através da cadeia alimentar, ameaçando a saúde humana e aumentando o risco de doenças crônicas.

Problema de resistência: Com o uso prolongado de pesticidas isolados, algumas pragas e doenças desenvolveram resistência aos pesticidas, levando a um declínio na eficácia do controle de pesticidas ano após ano, trazendo novos desafios à produção agrícola.

V. Tendências futuras: Tecnologia verde e agricultura inteligente

1、Tecnologia química verde

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

Fertilizante microbiano: por meio do uso de bactérias fixadoras de nitrogênio e outros fertilizantes microbianos, a dependência de fertilizantes químicos de nitrogênio foi reduzida, fornecendo uma alternativa mais ecológica aos fertilizantes para a agricultura.

2.Gestão Inteligente

Aplicação da tecnologia de IoT e IA: sensores de IoT podem monitorar nutrientes e umidade do solo em tempo real e, ao analisar os dados por meio de modelos de IA, os agricultores podem ajustar com precisão os programas de fertilização e irrigação para obter uma produção agrícola mais eficiente.

Conclusão

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