Введение

Сельскохозяйственная субдисциплина прикладной химии Сельскохозяйственная химия - это химия, особенно органическая химия и биохимия, поскольку они относятся к сельскому хозяйству. Сельскохозяйственная химия охватывает структуры и химические реакции, имеющие отношение к производству, защите и использованию сельскохозяйственных культур и скота. Его прикладные научные и технологические аспекты направлены на увеличение урожайности и улучшение качества, что имеет многочисленные преимущества и недостатки.

Сельскохозяйственная и экологическая химия

Этот аспект сельскохозяйственной химии касается роли молекулярной химии в сельском хозяйстве, а также ее негативных последствий.

Биохимия растений

Биохимия растений охватывает химические реакции, которые происходят внутри растений. В принципе, знания на молекулярном уровне информируют технологии обеспечения пищей. Особое внимание уделяется биохимическим различиям между растениями и другими организмами, а также различиям в растительном царстве, таким как двустворчатые и одностворчатые, гимнаспермы и ангиоспермы, фиксаторы C2 и C4 и т. д.

Пестициды

Химические вещества, используемые для производства пищи, корма и волокна, включают гербициды, инсектициды, фунгициды и другие пестициды. Пестициды - это химические вещества, которые играют важную роль в увеличении урожайности и снижении потерь урожая. Они работают, чтобы держать насекомых и других животных подальше от посевов, чтобы они могли расти спокойно, эффективно регулируя вредителей и болезней. Недостатки пестицидов включают загрязнение почвы и воды (см. стойкие органические загрязнители). Они могут быть токсичными для нецелевых видов, включая птиц, рыб, опылителей, а также самих сельскохозяйственных работников.

Химия почв

Сельскохозяйственная химия часто направлена на сохранение или увеличение плодородия почвы с целью поддержания или улучшения сельскохозяйственной урожайности и улучшения качества урожая. Проводятся анализы почв с уделением внимания неорганическим веществам (минералам), которые составляют большую часть сухой почвы, и органическим веществам, которые состоят из живых организмов, продуктов их разложения, гуминовых кислот и фулвиновых кислот. Основным фактором является удобрение. Хотя органические удобрения давно уже используются, их использование в значительной степени было заменено химическими веществами, полученными в результате добычи полезных ископаемых (фосфатная порода) и процессом Haber Bosch. Использование этих материалов значительно увеличило урожайность, которая способна поддерживать растущее население. Обычные удобрения включают мочевину, сульфат аммония, фосфат диамония и фосфат аммония кальция.

Биотопливо и биопроизводные материалы

Сельскохозяйственная химия включает в себя науку и технологию производства не только съедобных культур, но и сырья для топлива ("биотоплива") и материалов. Этанольное топливо, полученное ферментацией сахара. Биодизель получают из жиров, как животных, так и растительных. Метан может быть извлечен из навоза и других сельскохозяйственных отходов микробами. Лигноцеллюлоза является перспективным предшественником новых материалов.

Биотехнология

Биокатализ используется для производства ряда пищевых продуктов. Более пяти миллиардов тонн кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы производятся ежегодно в результате действия обездвиженного фермента глюкозоизомеразы кукурузной глюкозы. Появляются многочисленные технологии, в том числе ферменты для очистки или дебитации фруктовых соков. Различные потенциально полезные химические вещества получают искусственные растения. Биоремедиация - это зеленый путь к биоразложению.

ГМО

Генетически модифицированные организмы (ГМО) - это растения или живые существа, которые были изменены на геномном уровне учеными для улучшения характеристик организмов. Эти характеристики включают в себя предоставление новых вакцин для людей, увеличение поставок питательных веществ и создание уникальных пластмасс. Они также могут расти в климате, который обычно не подходит для роста исходного организма. Тем не менее, опасения по поводу ГМО включают потенциальную устойчивость к антибиотикам от употребления ГМО.

Омики

Особенно актуальна протеомика, поскольку белок (питание) направляет большую часть сельского хозяйства.