Агрохимия
Сельскохозяйственная химия — это химия , особенно органическая химия и биохимия , поскольку они относятся к сельскому хозяйству . Агрохимия охватывает структуры и химические реакции, имеющие отношение к производству, защите и использованию сельскохозяйственных культур и домашнего скота . Его прикладные научно - технические аспекты направлены на повышение урожайности и улучшение качества, что имеет множество преимуществ и недостатков. [1]
и Сельскохозяйственная химия экологическая
Этот аспект агрохимии касается роли молекулярной химии в сельском хозяйстве, а также ее негативных последствий.
Биохимия растений [ править ]
Биохимия растений охватывает химические реакции, происходящие внутри растений. В принципе, знания на молекулярном уровне определяют технологии производства продуктов питания. Особое внимание уделяется биохимическим различиям между растениями и другими организмами, а также различиям внутри царства растений, таких как двудольные и однодольные , голосеменные и покрытосеменные , фиксаторы C2 и C4 и т. д.
Пестициды [ править ]
Химические материалы, разработанные для помощи в производстве продуктов питания, кормов и волокон, включают гербициды , инсектициды , фунгициды , [2] и другие пестициды . Пестициды – это химические вещества, которые играют важную роль в повышении урожайности и уменьшении потерь урожая. [3] Они защищают посевы от насекомых и других животных, позволяя им беспрепятственно расти, эффективно борясь с вредителями и болезнями.
К недостаткам пестицидов можно отнести загрязнение почвы и воды (см. стойкие органические загрязнители ). Они могут быть токсичными для нецелевых видов, включая птиц, рыб, [4] опылители, [5] как и сами сельскохозяйственные рабочие.
Химия почвы [ править ]
Агрохимия часто направлена на сохранение или повышение плодородия почвы с целью поддержания или улучшения урожайности сельскохозяйственных культур и улучшения качества урожая. При анализе почв обращают внимание на неорганические вещества (минералы), составляющие большую часть массы сухой почвы, и органические вещества, состоящие из живых организмов, продуктов их распада, гуминовых кислот и фульвокислот . [8]
Удобрения – важный момент. Хотя органические удобрения проверены временем , их использование в значительной степени вытеснено химикатами, производимыми в горнодобывающей промышленности ( фосфатная руда ) и процессом Хабера-Боша . Использование этих материалов резко увеличило скорость производства сельскохозяйственных культур, способных поддержать растущее население Земли. Обычные удобрения включают мочевину , сульфат аммония , диаммонийфосфат и фосфат кальция-аммония. [9] [10]
Биотопливо и биоматериалы [ править ]
Агрохимия охватывает науку и технологию производства не только съедобных культур, но и сырья для топлива (« биотоплива ») и материалов. Этаноловое топливо, полученное путем ферментации сахаров. Биодизель получают из жиров как животного, так и растительного происхождения. Метан можно извлечь из навоза и других сельскохозяйственных отходов путем микробного воздействия. [11] [12] Лигноцеллюлоза является многообещающим предшественником новых материалов. [13]
Биотехнология [ править ]
Биокатализ используется для производства ряда пищевых продуктов. глюкозы, полученной из кукурузы, производится более пяти миллиардов тонн кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы Ежегодно под действием иммобилизованного фермента глюкозо-изомеразы . Существует множество новых технологий, включая ферменты для осветления или удаления горечи фруктовых соков . [14]
С помощью искусственно созданных растений получают множество потенциально полезных химикатов. Биоремедиация – это зеленый путь к биодеградации .
ГМО [ править ]
Генетически модифицированные организмы (ГМО) — это растения или живые существа, которые были изменены учеными на геномном уровне для улучшения характеристик организмов. Эти характеристики включают в себя создание новых вакцин для людей, увеличение запасов питательных веществ и создание уникальных пластмасс. [15] Они также могут расти в климате, который обычно не подходит для роста исходного организма. [15] Примеры ГМО включают устойчивый к вирусам табак и тыкву, томаты замедленного созревания и соевые бобы, устойчивые к гербицидам. [15]
ГМО вызвали повышенный интерес к использованию биотехнологий для производства удобрений и пестицидов. Из-за возросшего рыночного интереса к биотехнологии в 1970-х годах было разработано больше технологий и инфраструктуры, снизились затраты и продвинулись исследования. С начала 1980-х годов стали использоваться генетически модифицированные культуры. Расширение биотехнологических работ требует объединения биологии и химии для производства более качественных сельскохозяйственных культур, основной причиной этого является увеличение количества продуктов питания, необходимых для питания растущего населения. [16]
При этом опасения по поводу ГМО включают потенциальную устойчивость к антибиотикам в результате употребления ГМО. [15] Существуют также опасения по поводу долгосрочного воздействия на организм человека, поскольку недавно были разработаны многие ГМО. [15]
Много споров вокруг ГМО. В Соединенных Штатах все продукты, содержащие ГМО, должны быть помечены как таковые. [17]
Омикс [ править ]
Особенно актуальной является протеомика , поскольку белок (питание) определяет большую часть сельского хозяйства.
См. также [ править ]
Примечания и ссылки [ править ]
- ^ «Сфера, журнал сельскохозяйственной химии» .
- ^ Дрейкорн, Барри А.; Оуэн, В. Джон (2000). «Фунгициды сельскохозяйственные». Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера . дои : 10.1002/0471238961.0621140704180509.a01 . ISBN 978-0-471-48494-3 .
- ^ аль-Салех, Айова (1994). «Пестициды: обзорная статья». Журнал экологической патологии, токсикологии и онкологии . 13 (3): 151–161. ПМИД 7722882 . ИНИСТ 3483983 .
- ^ Актар, Васим; Сенгупта, Двайпаян; Чоудхури, Ашим (март 2009 г.). «Воздействие использования пестицидов в сельском хозяйстве: их польза и опасность» . Междисциплинарная токсикология . 2 (1): 1–12. дои : 10.2478/v10102-009-0001-7 . ПМК 2984095 . ПМИД 21217838 .
- ^ Бомгарднер, Мелоди; Эриксон, Бритт (13 января 2020 г.). «Продовольственные бренды и розничные торговцы будут внимательно следить за пестицидами» . C&EN Глобальное предприятие . 98 (2): 33. doi : 10.1021/cen-09802-cover8 .
- ^ «НОАА: Прогнозы о «мертвой зоне» Мексиканского залива характеризуются неопределенностью» . Геологическая служба США (USGS). 21 июня 2012 г. Архивировано из оригинала 11 апреля 2016 г. Проверено 23 июня 2012 г.
- ^ «Что такое гипоксия?» . Морской консорциум университетов Луизианы (LUMCON). Архивировано из оригинала 12 июня 2013 года . Проверено 18 мая 2013 г.
- ^ Арай, Юджи (2016). «Химия почвы». Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера . стр. 1–37. дои : 10.1002/0471238961.koe00021 . ISBN 978-0-471-48494-3 .
- ^ Рувенхорст, ХР; Элишав, О.; Мозевицкий Лис, Б.; Грейдер, Г.С.; Мунаим-Русель, К.; Ролдан, А.; Валера-Медина, А. (2021). «Тенденции будущего» (PDF) . Технико-экономические проблемы «зеленого» аммиака как вектора энергетики . стр. 303–319. дои : 10.1016/B978-0-12-820560-0.00013-8 . ISBN 978-0-12-820560-0 . S2CID 243358894 .
- ^ Легари, Шах Джахан; Вахочо, Нияз Ахмед; Лагари, Гулам Мустафа; Хафиз Лагари, Абдул; Мустафа Бхабхан, Гулам; Хусейн Талпур, Халид; Бхутто, Тофик Ахмед; Вахочо, Сафдар Али; Лашари, Аяз Ахмед (сентябрь 2016 г.). «Роль азота для роста и развития растений: обзор». Достижения экологической биологии . 10 (9): 209–219. Гейл А472372583 .
- ^ Мурзин Дмитрий Ю.; Мяки-Арвела, Пяйви; Симакова, Ирина Л. (2012). «Триглицериды и масла для биотоплива». Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера . стр. 1–14. дои : 10.1002/0471238961.trigmurz.a01 . ISBN 978-0-471-48494-3 .
- ^ Пейсли, Марк А. (2003). «Энергия биомассы». Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера . дои : 10.1002/0471238961.0621051211120119.a01.pub2 . ISBN 978-0-471-48494-3 .
- ^ Аптон, Брианна М.; Каско, Андреа М. (2016). «Стратегии преобразования лигнина в ценные полимерные материалы: обзор и перспективы». Химические обзоры . 116 (4): 2275–2306. doi : 10.1021/acs.chemrev.5b00345 .
- ^ Дикосимо, Роберт; Маколифф, Джозеф; Пулосе, Айрукаран Дж.; Больманн, Грегори (2013). «Промышленное использование иммобилизованных ферментов». Обзоры химического общества . 42 (15): 6437. doi : 10.1039/c3cs35506c . ПМИД 23436023 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и Бава, А.С.; Анилакумар, КР (декабрь 2013 г.). «Генетически модифицированные продукты питания: безопасность, риски и опасения общественности — обзор» . Журнал пищевой науки и технологий . 50 (6): 1035–1046. дои : 10.1007/s13197-012-0899-1 . ПМЦ 3791249 . ПМИД 24426015 .
- ^ Медоуз-Смит, Маркус; Медоуз-Смит, Холли (3 июля 2017 г.). «Перспективы: химия ищет новый уровень в агротехнике». C&EN Глобальное предприятие . 95 (27): 22–23. doi : 10.1021/cen-09527-scitech2 .
- ^ Эриксон, Бритт (18 июля 2016 г.). «Палата представителей одобрила законопроект о маркировке продуктов питания с ГМО» . C&EN Глобальное предприятие . 94 (29): 16. doi : 10.1021/cen-09429-notw11 .
Отрасли химии |
|---|
