Chemikalia rolnicze stanowią istotny filar nowoczesnego rozwoju rolnictwa i obejmują kluczowe produkty, takie jak pestycydy, nawozy i regulatory wzrostu roślin. Naukowy charakter ich produkcji i metod stosowania ma bezpośredni wpływ na efektywność produkcji rolnej oraz bezpieczeństwo ekologiczne i środowiskowe.
Jeśli chodzi o metody produkcji, chemikalia rolnicze muszą przestrzegać ścisłych przebiegów procesów. Na przykład nawozy azotowe (takie jak mocznik) są zwykle produkowane w procesie Habera-Boscha w celu syntezy amoniaku, który następnie poddaje się reakcji z mocznikiem. Nawozy fosforowe opierają się na kwaśnej hydrolizie skał fosforytowych. Na przykład produkcja superfosfatu wymaga reakcji kwasu siarkowego z mączką fosforytową. Produkcja pestycydów obejmuje chemię organiczną syntetyczną; na przykład insektycydy pyretroidowe powstają w wyniku wielo-etapowych reakcji katalitycznych. Koncepcje zielonej chemii stają się coraz ważniejsze w procesach produkcyjnych, takie jak wykorzystanie katalizy enzymatycznej w celu zastąpienia tradycyjnych procesów silnie zanieczyszczających lub wykorzystanie reaktorów mikrokanałowych w celu poprawy wydajności reakcji i zmniejszenia ilości odpadów.
Jeśli chodzi o metody aplikacji, kluczową zasadą jest precyzyjna aplikacja. Proporcje nawozów należy określić na podstawie danych z badań gleby. Na przykład nadmierne stosowanie nawozów azotowych może łatwo doprowadzić do eutrofizacji zbiorników wodnych, dlatego zaleca się połączenie aplikacji podstawowych i pogłównych. Należy ściśle stosować pestycydy w bezpiecznych odstępach czasu, a priorytetem powinny być preparaty o niskiej-toksyczności biogennej. Na przykład preparaty Bacillus thuringiensis (Bt) są ukierunkowane na szkodniki z rzędu Lepidoptera. Należy dokładnie kontrolować stężenie i czas stosowania regulatorów wzrostu roślin (takich jak gibereliny); nadmierne użycie może powodować nieprawidłowy wzrost.
Ponadto przechowywanie i transport chemii rolniczej muszą być zgodne z przepisami. Na przykład łatwopalne pestycydy należy przechowywać z dala od światła i w niskich temperaturach, a nawozy należy chronić przed wilgocią i zbrylaniem. W przyszłości, wraz z rozwojem technologii rolnictwa precyzyjnego, chemikalia rolnicze będą ewoluować w stronę inteligentnych (takich jak sprzęt do nawożenia ze zmiennym-dawkiem) i przyjaznych dla środowiska (takich jak biodegradowalna folia ściółkowa), co pozwoli na dalsze równoważenie potrzeb produkcyjnych ze zrównoważonym rozwojem ekologicznym.
