Landbrukskjemikalier er en viktig pilar i moderne landbruksutvikling, og omfatter nøkkelprodukter som plantevernmidler, gjødsel og plantevekstregulatorer. Den vitenskapelige karakteren til deres produksjons- og påføringsmetoder påvirker direkte landbruksproduksjonseffektivitet og økologisk og miljømessig sikkerhet.
Når det gjelder produksjonsmetoder, må landbrukskjemikalier følge strenge prosessstrømmer. For eksempel produseres nitrogengjødsel (som urea) vanligvis gjennom Haber-Bosch-prosessen for å syntetisere ammoniakk, som deretter reageres med urea. Fosfatgjødsel er avhengig av sur hydrolyse av fosfatbergart. For eksempel krever produksjon av superfosfat reaksjon av svovelsyre med fosfatsteinpulver. Produksjon av plantevernmidler involverer organisk syntetisk kjemi; for eksempel produseres pyretroide insekticider gjennom fler-katalytiske reaksjoner. Grønne kjemikonsepter blir stadig viktigere i produksjonsprosesser, som å bruke enzymkatalyse for å erstatte tradisjonelle, svært forurensende prosesser eller å bruke mikrokanalreaktorer for å forbedre reaksjonseffektiviteten og redusere avfall.
Når det gjelder påføringsmetoder, er presis påføring et sentralt prinsipp. Gjødselforhold må bestemmes basert på jordprøvedata. For eksempel kan overdreven nitrogengjødselpåføring lett føre til eutrofiering av vannforekomster, så en kombinasjon av basal- og toppdressing anbefales. Bruk av plantevernmidler må strengt overholde sikre intervaller, og lav-toksiske, biogene formuleringer bør prioriteres. For eksempel er Bacillus thuringiensis (Bt) formuleringer rettet mot lepidoptera skadedyr. Konsentrasjonen og tidspunktet for plantevekstregulatorer (som gibberelliner) må kontrolleres nøyaktig; overdreven bruk kan forårsake unormal vekst.
I tillegg må lagring og transport av landbrukskjemikalier følge regelverket. For eksempel bør brennbare plantevernmidler oppbevares vekk fra lys og ved lave temperaturer, og gjødsel skal beskyttes mot fuktighet og kaker. I fremtiden, med utviklingen av presisjonslandbruksteknologi, vil landbrukskjemikalier utvikle seg mot intelligent (som gjødslingsutstyr med variabel-hastighet) og miljøvennlig (som biologisk nedbrytbare mulchfilmer), og balansere produksjonsbehov med økologisk bærekraft ytterligere.
