Introduktion

På baggrund af en voksende verdensbefolkning og klimaforandringer har det at ernære flere og flere mennesker med begrænsede jord- og vandressourcer blevet en stor udfordring for moderne landbrug. Som en nøgledrevende faktor for landbrugsproduktivitet, landbrugskejemi - fra gødning til pesticider til plantrådvokere - har ikke kun forøget fødevareproduktionen betydeligt, men forårsaget også en række miljøproblemer på grund af uret brug. I denne artikel vil vi drøfte den centrale rolle af landbrugschemicalier, deres anvendelsesscenarier og fremtidens retning mod bæredygtig udvikling fra et videnskabeligt synspunkt.

I. Definition og klassificering af landbrugschemicalier

Gødning: hovedsagelig bruges til at genopfylde jordens næringstilskud for at understøtte den sunde vekst af kornplanteslag, typiske repræsentanter såsom uréa, kaliumdihydrogenfosfat og andre.

Pesticider: Bruges til at kontrollere skadedyr og sygdomme hos kornplanter for at sikre, at deres vekst ikke bliver truet, almindelige inkluderer propiconazol (CAS 60207-90-1) , Paclobutrazol (CAS 76738-62-0) og herbicider såsom glyphosat.

Plantevækstregulatorer: optimér væksten af afgrøder ved at regulere planternes fysiologiske processer, såsom gibberellic syre til fremme af frugtforstørrelse og chlormequat chloride til forhindre afgrøderne fra at falde omkuld.

Funktionelle kemikalier: Disse inkluderer jordbetingelsere og konservanter, som kan forbedre jordkvaliteten og udvide lagringstiden for afgrøder, såsom humicsyre til genskabelse af saltjord og 1-MCP til udvidelse af friskhed i frugt og grøntsager.

II. Den centrale rolle af landbrugs-kemikalier: øget afkast og bæredygtig udvikling

1. Forøgelse af afkastet og sikring af fødevaresikkerhed

Nutritionsforsyning fra gødninger: Gødninger anses for at være en vigtig drivkraft bag verdens fødevarproduktion, især i udviklingslande, hvor deres brug har ført til betydelige produktivitetsvinster. For eksempel kan bladspray med kaliumdihydrogenfosfat forøge sukkerniveauet i druer og reducere frugtspaltning, hvilket forøger både afkastet og kvaliteten af afgrøden.

Pesticider er den ‘forsvar mod sygdom’: Globalt kan omkring 30-40 procent af årlige afgrøde tab forhindres ved brug af pesticider. Tag propiconazol som eksempel, det kan effektivt forhindre og kontrollere hvederød, med en forhindreffekt på mere end 85%.

Nøjagtig kontrol af vækstregulatorer: Plantevækstregulatorer kan nøjagtigt justere den fysiologiske proces hos afgrøder for at sikre deres sunde vækst. For eksempel kan polyoxazol effektivt kontrollere væksten hos ris, reducere kollapsrisikoen og dermed forbedre den stabile afkastning af ris.

2、Fremme den bæredygtige udvikling af landbrug

Opkomsten af grønne alternativer: Med stigende miljøbevidsthed har anvendelsen af biopesticider og miljøvenlige gødslingsmidler gradvist erstattet traditionelle kemiske pesticider. For eksempel reducerer Bacillus subtilis, som et biopesticid, ikke kun miljøforureningen betydeligt, men har også en markant sygdomsforhindreffekt.

Innovation i teknologien til reparation af forurening: Landbrugschemicaler spiller lige så vigtig en rolle ved reparation af jord- og vandforurening. Kaliumthiosulfat kan effektivt deaktivere tungmetallet cadmium i jorden, hvilket reducerer risikoen for kontaminering af afgrøder og hjælper med at genskabe jordens sundhed.

3. Tackling globale udfordringer

Modstandsdygtighed: Modstandsdygtighed hos afgrøder giver dem evnen til at klare ekstrem vejr. Chemicaler som silikater kan gøre det muligt for afgrøder at vokse i miljøer med vandmangel ved at øge deres tørke tolerance.

III. Specifikke anvendelser af landbrugschemicaler: fra jordforbedring til bekæmpelse af skadelige organismer

Kaliumdihydrogenfosfat (CAS 7778-77-0) : som et vigtigt bladgødning, kan kaliumdihydrogenfosfat effektivt forøge sukkerindholdet i afgrøder, øge frugtens sødhed og forbedre frugtens markedsværdi ved at reducere frugtsprækningen.

Fosforsyrlige (CAS 13598-36-2) : Fosforsyre forstærker ikke kun planternes naturlige immunforsvar, men forhindre og kontrollere også mange afgrøde sygdomme effektivt, såsom kartoffelbrand, og sikrer dermed afgrødens sunde vækst ved at forbedre deres resistens mod sygdomme.

Kaliumthiosulfat (CAS 10294-66-3) : Som et synergistisk gødningsemiddel kan kaliumthiosulfat ikke kun reducere ammoniakudsvævning, men også effektivt mindske jordens cadmiumforurening og tungmetallindholdet i afgrøder, når det bruges sammen med uré.

Biodegraderbart landbrugsfilm: Starchbaserede biodegraderbare landbrugsfilm, der bruges i tomatdyrkning, er i stand til at nedbrydes naturligt på mindst 60 dage, hvilket reducerer problemet med langsigtet forurening af jorden og miljøet forårsaget af traditionelt landbrugsfilm og afspejler begrebet om bæredygtig udvikling inden for grøn landbrug.

IV. Udfordringer for landbrugs kemikalier: miljø- og sundhedsmæssige overvejelser

Mens landbrugskemikalier spiller en stor rolle i forbedringen af landbrugets produktivitet og sikringen af fødevaresikkerhed, indebærer deres brug også udfordringer, der ikke kan ignoreres:

Miljørisici: Overbrug af gødning kan føre til eutrofiering af vandløb, og overbrug af pesticider kan også have en negativ indvirkning på økosystemer. Desuden kan rester af traditionelle agrarfilm forårsage mikrokoplastforurening af jorden og skade miljøet.

Sundhedsfarer: Nogle højtoxiske pesticider, især dem, der anvendes over et længere tidsrum, kan blive koncentreret gennem fødekæden, hvilket truer menneskers sundhed og øger risikoen for kroniske sygdomme.

Resistensproblem: Med langtidsbrugen af enkelte pesticider har nogle skadedyr og sygdomme udviklet resistens mod pesticider, hvilket fører til, at effekten af pesticidkontrollen falder år for år, og stiller nye udfordringer op for landbruget.

V. Fremtidige Tendenser: Grøn Teknologi og Intelligente Landbrug

1. Grøn kemisk teknologi

Nano kontrolleret udslip af gødning: Anvendelsen af nanoteknologi har forbedret kontrollerede udslip af gødning betydeligt, og anvendelsen af nye typer gødning, såsom polylactinslagt urea, har øget udnyttelsesgraden af næringsstoffer til 80%, hvilket reducerer miljøforureningen markant.

Mikrobiel gødning: Gennem brugen af azotbakterier og andre mikrobielle gødninger er afhængigheden af kemiske nitrogen-gødninger blevet reduceret, hvilket giver en mere miljøvenlig alternativ til gødning i landbruget.

2. Intelligensstyring

Anvendelse af IoT og AI-teknologi: IoT-sensorer kan overvåge jordens næringsstoffer og fugtighed i realtid, og ved at analysere dataene via AI-modeller kan landmænd nøjagtigt justere gødning- og beskyttelsesprogrammerne for at opnå mere effektiv landbrugsproduktion.

Konklusion

Landbrugskejemi er de uundværlige 'usynlige vogtere' i moderne landbrug, som giver en vigtig garanti for global fødevaresikkerhed, men står også over for de dobbeltte udfordringer fra miljøet og sundheden. I fremtiden vil anvendelsen af landbrugschemicalier tendere mod at blive mere præcis og miljøvenlige, således at der gennem balancen mellem videnskabelig teknologisk innovation og økologisk beskyttelse kan opnås et bæredygtigt udviklingsmål for landbrugsproduktionen, og således lader landbrugschemicalier sikre menneskehedens overlevelse, samtidig med at de lever i harmoni med naturen.