Úvod

Na pozadí rastúcej svetovej populácie a zmien klímy sa stalo otázka, ako krmeniť čoraz viac ľudí na obmedzených pôdnych a vodných zdrojoch, veľkou výzvou pre moderné poľnohospodárstvo. Akým hlavným motorm poľnohospodárskej produkivity je Agrárne chemikálie - od hnojív po pesticídy až po regulátory rastu rostlín - nie len významne zvýšili produkciu potravín, ale spôsobili aj rad environmentálnych problémov kvôli nesprávnemu použitiu. V tomto článku diskutujeme o kľúčovej úlohe chemikálií v poľnohospodárstve, ich aplikácii a budúcich smeroch udržateľného rozvoja z vedeckého hľadiska.

I. Definícia a klasifikácia poľnohospodárskych chemikálií

Hnojivá: hlavne sa používajú na doplnenie živín v pôde na podporu zdravého rastu plodín, typickými reprezentantmi sú karbamid, monohydrát draselného fosfátu a iné.

Pesticídy: Používajú sa na kontrolu škůdcov a chorôb plodín, aby ich rast nebol ohrozený, bežné zahrnujú propiconazol (CAS 60207-90-1) , paclobutrazol (CAS 76738-62-0) a herbicídy ako glyphosát.

Regulátory rastu rastlín: optimalizujú rast plodín reguláciou fyziologického procesu rastlín, ako je kyselina giberelová na podporu zväčšenia ovočia a chlormequat chlorid na prevenciu pádu plodín.

Funkčné chemikálie: Tieto zahŕňajú kondicionéry pôdy a konzervanty, ktoré môžu vylepšiť kvalitu pôdy a predĺžiť pevnosť plodín, napríklad huminová kyselina na obnovenie slaných pôd a 1-MCP na predĺženie čerstva ovočia a zeleniny.

II. Hlavná úloha poľnohospodárskych chemikálií: zvyšovanie výnosu a udržateľný rozvoj

1. Zvyšovanie výnosu a zabezpečovanie potravinovej bezpečnosti

Poskytovanie živín z hnojív: Hnojiva sú považované za dôležitý pohánka svetovej produkcie potravín, osobitne v rozvojových krajinách, kde ich používanie spôsobilo významné zvýšenie produktivity. Napríklad listové namáčkanie fosforanu draselného môže zvýšiť cukrové úrovne v hrozne a znížiť rozpad ovočia, čím sa zvyšuje výnos a kvalita plodiny.

Pesticidy sú 'obranou proti chorobe': Na globálnej úrovni sa môžu predchádzať 30 - 40 percentám ročných strát úrodu pomocou pesticídov. Vezmime si ako príklad propiconazol, ktorý môže efektívne prevencia a kontrolovať réznu riešavku pšenice, s prevencijnou účinnosťou viac než 85%.

Presná kontrola rastových regulátorov: Rastové regulátory rastlin môžu presne upravovať fyziologický proces plodín, aby sa zabezpečil ich zdravý rast. Napríklad polyoxazol môže efektívne ovládať rast rýži, zníži riziko zhroucenia, čím zvyšuje stabilnú výnosnosť rýže.

2, Podporovať udržateľný rozvoj poľnohospodárstva

Vznik zelených alternatív: S posilnením environmentálneho vedomia sa použitie biopesticídov a ekologickejších hnojení postupne začína nahrať tradičné chemické pesticídy. Napríklad Bacillus subtilis ako druh biopesticídu má nie len významný účinok na prevenciu chorôb, ale tiež zníži oneskorenie prostredia.

Inovácia v technológiách na čistenie znečistenia: Kúrme pre poľnohospodárstvo majú rovnako dôležitú úlohu pri odstraňovaní pôdneho a vodného znečistenia. Thiosulfát draselný môže efektívne钝inovať ťažké kovy, ako je kadmín v pôde, čím zníži riziko kontaminácie plodín a pomôže obnoviť pôdné zdravie.

3. Riešenie globálnych výziev

Odolnosť: Odolnosť plodín umožňuje ich rast aj v extrémnych počasí. Látka ako silikáty môžu umožniť rast plodín v prostredí s nedostatkom vody zvyšovaním ich odolnosti voči suchu.

III. Konkrétne aplikácie poľnohospodárskych chemikálií: od vylepšovania pôdy po boj proti škůdcem

Dihydrogenfosfát draselný (CAS 7778-77-0) : ako dôležitá listová hnojiva, dihydrogenfosfát draselný môže efektívne zvyšovať cukernosť plodín, zvyšovať sladkosť ovocia a vylepšovať trhovú hodnotu ovocia tým, že zníži jav praskania ovocia.

Fosforitná kyselina (CAS 13598-36-2) : Kyselina fosforitová nie len zvyšuje prirodzený imunitný systém rastlín, ale tiež účinne predchádza a ovláda mnoho ochorení kultur, ako je pozdná brizna zemiakov, čím zabezpečuje ich zdravé rastenie prostredníctvom zvyšovania odolnosti proti ochoreniam.

Thiosulfát draselný (CAS 10294-66-3) : Jako synergické hnojivo môže thiosulfát draselný nie len znížiť emisie amóniu, ale aj účinne znížiť kontamináciu pôdy kadmiom a obsah ťažkých kovov v kultúrach, keď sa použije v kombinácii s močovinou.

Biodegradabilná poľnohospodárska folia: Starnatá biodegradabilná poľnohospodárska folia používaná v pěstovaní paradiel sa môže rozložiť prirodzeným spôsobom už za 60 dní, čo zníži problém dlhodobej kontaminácie pôdy a životného prostredia spôsobenú tradičnou poľnohospodárskou fóliou a prejavuje koncept udržateľného rozvoja zeleného poľnohospodárstva.

IV. Výzvy pre poľnohospodárske chemikálie: environmentálne a zdravotné aspekty

Pokiaľ sa chemikálie v poľnohospodárstve hrali obrovskú úlohu pri zvyšovaní produkivity poľnohospodárstva a zabezpečovaní potravinovej bezpečnosti, ich používanie prináša aj výzvy, ktoré nemožno ignorovať:

Ekologické riziká: Prenásobné používanie hnojív môže spôsobiť eutrofizáciu vodných telies, prenásobné používanie pesticídov môže mať tiež negatívny vplyv na ekosystémy. Okrem toho môžu zvyšky tradičných poľnohospodárskych plien spôsobiť kontamináciu pôdy mikroplastikom a škodiť prostrediu.

Zdravotné riziká: Niektoré vysoce toxické pesticidy, predovšetkým pesticidy s vysokým rizikom používané po dlhé obdobie, môžu byť cez potravinový reťazec akumulované, čo hrozí ľudskému zdraviu a zvyšuje riziko chronických ochorení.

Problém odolnosti: S dlhodobým používaním jednotlivých pesticidov vyvinuli niektorí paraziti a choroby odolnosť voči pesticidom, čo spôsobuje postupné zníženie účinnosti ich kontroly a prináša nové výzvy pre poľnohospodársku výrobu.

V. Budúce trendy: Zelená technológia a inteligentné poľnohospodárstvo

1. Zelená chémia

Nanokontrolované hnojivá: Použitie nanotechnológií zvýšilo efektívnosť kontrolovaného uvoľňovania hnojív, pričom použitie nových typov hnojív, ako sú polylaktinovo obalované mäčky, zvýšilo využitie živín na 80 %, čo významne znížilo environmentálnu zátěž.

Mikrobiálne hnojivá: Čerpajúc z mikrobiálnych hnojív, ako sú azotofikujúce baktérie, sa znížila závislosť od chemických dusíkových hnojív, čo poskytuje ekologickejšiu alternatívu pre poľnohospodárstvo.

2. Inteligentné riadenie

Použitie IoT a umelej inteligencie: Senzory IoT môžu v reálnom čase monitorovať úrovne pôdnych živín a vlhkosť, a cez analýzu dát pomocou modelov AI môžu poľnohospodári presne prispôsobiť programy hnojenia a kropenia, aby dosiahli efektívnejšie poľnohospodárske produkcie.

Záver

Agrárne chemikálie sú nespomeniteľné „neviditeľné strážci“ modernej agrárnej výroby, ktoré poskytujú dôležitú záruku pre globálnu bezpečnosť potravín, ale zároveň čelia dvojitým výzvam životného prostredia a zdravia. V budúcnosti bude používanie poľnohospodárskych chemikálií smerovať k väčšej presnosti a ekologickosti, aby sa dosiahlo udržateľný rozvoj poľnohospodárskej výroby cez rovnováhu medzi vedeckotechnologickej inováciou a ochranou ekosystémov, a aby poľnohospodárske chemikálie zabezpečovali prežitie ľudstva pri istom harmonickom spolupráci s prírodou.