Giới thiệu

Trong bối cảnh dân số toàn cầu ngày càng tăng và biến đổi khí hậu, làm thế nào để nuôi sống ngày càng nhiều người trên đất đai và nguồn nước hạn chế đã trở thành một thách thức lớn đối với nền nông nghiệp hiện đại. Là động lực chính của năng suất nông nghiệp, Hoa chât nông nghiệp - từ phân bón đến thuốc trừ sâu đến chất điều hòa sinh trưởng thực vật - không chỉ làm tăng đáng kể sản lượng lương thực mà còn gây ra một loạt các vấn đề về môi trường do sử dụng không đúng cách. Trong bài báo này, chúng tôi sẽ thảo luận về vai trò cốt lõi của hóa chất nông nghiệp, các kịch bản ứng dụng của chúng và hướng phát triển bền vững trong tương lai theo quan điểm khoa học.

I. Định nghĩa và phân loại hóa chất nông nghiệp

Phân bón: chủ yếu dùng để bổ sung chất dinh dưỡng cho đất nhằm hỗ trợ cây trồng sinh trưởng khỏe mạnh, tiêu biểu là urê, kali dihydro photphat, v.v.

Thuốc trừ sâu: Được sử dụng để kiểm soát sâu bệnh hại cây trồng nhằm đảm bảo sự phát triển của cây trồng không bị đe dọa, những loại phổ biến bao gồm propiconazole (CAS 60207-90-1), Paclobutrazol (CAS 76738-62-0) và thuốc diệt cỏ như glyphosate.

Chất điều hòa sinh trưởng thực vật: tối ưu hóa sự phát triển của cây trồng bằng cách điều chỉnh quá trình sinh lý của cây, chẳng hạn như axit gibberellic để thúc đẩy quả phát triển và chlormequat chloride để ngăn cây trồng bị rụng.

Hóa chất chức năng: Bao gồm chất cải tạo đất và chất bảo quản, có thể cải thiện chất lượng đất và kéo dài thời hạn sử dụng của cây trồng, chẳng hạn như axit humic để phục hồi đất mặn và 1-MCP để kéo dài độ tươi của trái cây và rau quả.

II. Vai trò cốt lõi của Hóa chất nông nghiệp: nâng cao năng suất và phát triển bền vững

1. Tăng năng suất và đảm bảo an ninh lương thực

Nguồn cung cấp dinh dưỡng từ phân bón: Phân bón được coi là động lực quan trọng của sản xuất lương thực toàn cầu, đặc biệt là ở các nước đang phát triển, nơi việc sử dụng phân bón đã dẫn đến tăng năng suất đáng kể. Ví dụ, phun kali dihydrogen phosphate lên lá có thể làm tăng lượng đường trong nho và giảm tình trạng nứt quả, do đó làm tăng năng suất và chất lượng cây trồng.

Thuốc trừ sâu là 'biện pháp phòng ngừa bệnh tật': Trên toàn cầu, khoảng 30-40 phần trăm thiệt hại mùa màng hàng năm có thể được ngăn ngừa bằng thuốc trừ sâu. Lấy propiconazole làm ví dụ, nó có thể ngăn ngừa và kiểm soát bệnh gỉ sắt lúa mì hiệu quả, với hiệu quả phòng ngừa hơn 85%.

Kiểm soát chính xác các chất điều hòa sinh trưởng: Các chất điều hòa sinh trưởng thực vật có thể điều chỉnh chính xác quá trình sinh lý của cây trồng để đảm bảo cây trồng phát triển khỏe mạnh. Ví dụ, polyoxazole có thể kiểm soát hiệu quả sự phát triển của lúa, giảm nguy cơ đổ ngã, do đó cải thiện năng suất lúa ổn định.

2、Thúc đẩy phát triển nông nghiệp bền vững

Sự trỗi dậy của các giải pháp thay thế xanh: Với sự nâng cao nhận thức về môi trường, việc sử dụng thuốc trừ sâu sinh học và phân bón thân thiện với môi trường đã dần thay thế thuốc trừ sâu hóa học truyền thống. Ví dụ, Bacillus subtilis, là một loại thuốc trừ sâu sinh học, không chỉ có tác dụng phòng ngừa bệnh đáng kể mà còn làm giảm ô nhiễm môi trường.

Đổi mới trong công nghệ khắc phục ô nhiễm: Hóa chất nông nghiệp đóng vai trò quan trọng không kém trong việc khắc phục ô nhiễm đất và nước. Kali thiosunfat có thể thụ động hóa hiệu quả kim loại nặng cadmium trong đất, giảm nguy cơ ô nhiễm cây trồng và giúp phục hồi sức khỏe của đất.

3. Giải quyết các thách thức toàn cầu

Khả năng phục hồi: Khả năng phục hồi của cây trồng cho phép cây trồng chống chọi với thời tiết khắc nghiệt. Các hóa chất như silicat có thể giúp cây trồng phát triển trong môi trường thiếu nước bằng cách tăng khả năng chịu hạn của cây.

III. Ứng dụng cụ thể của Hóa chất nông nghiệp: từ cải tạo đất đến diệt trừ sâu bệnh

Kali dihydro phosphat (CAS 7778-77-0): Là một loại phân bón lá quan trọng, kali dihydrogen phosphate có thể nâng cao hiệu quả hàm lượng đường trong cây trồng, tăng độ ngọt của trái cây và cải thiện giá trị thị trường của trái cây bằng cách giảm hiện tượng nứt quả.

Axit photpho (CAS 13598-36-2): Axit photphoric không chỉ tăng cường khả năng miễn dịch tự nhiên của thực vật mà còn phòng ngừa và kiểm soát hiệu quả nhiều loại bệnh trên cây trồng như bệnh mốc sương khoai tây, đảm bảo cây trồng phát triển khỏe mạnh bằng cách tăng cường khả năng kháng bệnh.

Kali thiosunfat (CAS 10294-66-3):Là một loại phân bón hiệp đồng, kali thiosunfat không chỉ có thể làm giảm sự bay hơi amoniac mà còn làm giảm hiệu quả ô nhiễm cadimi trong đất và hàm lượng kim loại nặng trong cây trồng khi sử dụng kết hợp với urê.

Màng phủ nông nghiệp phân huỷ sinh học: Màng phủ nông nghiệp phân huỷ sinh học gốc tinh bột được sử dụng trong trồng cà chua có khả năng phân huỷ tự nhiên chỉ trong vòng 60 ngày, giúp giảm thiểu vấn đề ô nhiễm đất và môi trường lâu dài do màng phủ nông nghiệp truyền thống gây ra, đồng thời thể hiện khái niệm phát triển bền vững của nền nông nghiệp xanh.

IV. Những thách thức đối với Hóa chất nông nghiệp: cân nhắc về môi trường và sức khỏe

Trong khi hóa chất nông nghiệp đóng vai trò to lớn trong việc cải thiện năng suất nông nghiệp và đảm bảo an ninh lương thực, việc sử dụng chúng cũng đặt ra những thách thức không thể bỏ qua:

Rủi ro về môi trường: Việc sử dụng quá nhiều phân bón có thể dẫn đến phú dưỡng các nguồn nước và việc sử dụng quá nhiều thuốc trừ sâu cũng có thể gây ra tác động tiêu cực đến hệ sinh thái. Ngoài ra, dư lượng của màng phủ nông nghiệp truyền thống có thể gây ô nhiễm vi nhựa cho đất và gây hại cho môi trường.

Nguy cơ sức khỏe: Một số loại thuốc trừ sâu cực độc, đặc biệt là thuốc trừ sâu có nguy cơ cao được sử dụng trong thời gian dài, có thể ngấm vào chuỗi thức ăn, đe dọa sức khỏe con người và làm tăng nguy cơ mắc các bệnh mãn tính.

Vấn đề kháng thuốc: Do sử dụng lâu dài một loại thuốc trừ sâu đơn lẻ, một số loại sâu bệnh đã phát triển khả năng kháng thuốc, dẫn đến hiệu quả kiểm soát thuốc trừ sâu giảm dần theo từng năm, mang đến những thách thức mới cho sản xuất nông nghiệp.

V. Xu hướng tương lai: Công nghệ xanh và nông nghiệp thông minh

1、Công nghệ hóa học xanh

Phân bón giải phóng chậm nano: ứng dụng công nghệ nano làm tăng đáng kể hiệu suất giải phóng chậm của phân bón và sử dụng các loại phân bón mới như urê phủ axit polylactic đã làm tăng tỷ lệ sử dụng chất dinh dưỡng lên 80%, giảm đáng kể ô nhiễm môi trường.

Phân bón vi sinh: Nhờ sử dụng vi khuẩn cố định đạm và các loại phân bón vi sinh khác, sự phụ thuộc vào phân bón nitơ hóa học đã giảm đi, cung cấp một giải pháp thay thế thân thiện hơn với môi trường cho phân bón trong nông nghiệp.

2. Quản lý thông minh

Ứng dụng công nghệ IoT và AI: Cảm biến IoT có thể theo dõi chất dinh dưỡng và độ ẩm của đất theo thời gian thực và bằng cách phân tích dữ liệu thông qua các mô hình AI, nông dân có thể điều chỉnh chính xác các chương trình bón phân và tưới tiêu để đạt được hiệu quả sản xuất nông nghiệp cao hơn.

Kết luận

Hoa chât nông nghiệp là những 'người bảo vệ vô hình' không thể thiếu của nền nông nghiệp hiện đại, cung cấp sự đảm bảo quan trọng cho an ninh lương thực toàn cầu, nhưng cũng phải đối mặt với những thách thức kép về môi trường và sức khỏe. Trong tương lai, việc sử dụng hóa chất nông nghiệp sẽ có xu hướng chính xác hơn và thân thiện với môi trường hơn, để hiện thực hóa sự phát triển bền vững của sản xuất nông nghiệp thông qua sự cân bằng giữa đổi mới khoa học công nghệ và bảo vệ sinh thái, và để hóa chất nông nghiệp đảm bảo sự sống còn của con người trong khi cùng tồn tại hài hòa với thiên nhiên.