أهمية الكيمياء التحليلية في مجال الزراعة

ما هي الكيمياء التحليلية

الكيمياء التحليلية هي فرع من فروع الكيمياء الذي يتعامل مع تحليل المواد المختلفة، حيث تشمل فصلا وتحديدا وتقديرا للمواد، وتستخدم الأساليب الكلاسيكية بجانب الأساليب الحديثة التي تشمل استخدام الأدوات العلمية. وتشمل الكيمياء التحليلية الطرق التالية

• يتم عزل الأنواع الكيميائية المطلوبة التي سيتم تحليلها من خليط باستخدام عملية الفصل.
• يتم تحديد المادة التحليلية باستخدام طريقة التحليل النوعي.
• يمكن تحديد تركيز المادة التحليلية في خليط معين باستخدام طريقة التحليل الكمي.

أهمية الكيمياء التحليلية في الزراعة

تتعامل الكيمياء مع المركبات العضوية وغير العضوية، وتتعامل الزراعة مع إنتاج المنتجات العضوية باستخدام كل من المدخلات العضوية وغير العضوية، وبالتالي تشكل الكيمياء جزءا لا يتجزأ من الزراعة، من المستوى الجزيئي إلى مستوى الأعضاء، حيث تلعب دورا في الزراعة، وتعود التطورات في هذا المجال إلى البحث النشط الذي تم إجراؤه في الكيمياء التحليلية وتطبيقاتها، والذي يهدف إلى زيادة الإنتاجية الزراعية وحماية الأرض من التدهور وسوء الإدارة. وتصنف أهمية الكيمياء في الزراعة ودورها على النحو التالي

• البناء الضوئي

توفر هذه العملية الطبيعية اللبنة الأساسية لجميع المنتجات الزراعية، حيث لا توجد عملية كيميائية أكثر أهمية للحياة على الأرض من التمثيل الضوئي ، أدى البحث في هذا المجال إلى فهم الآلية وبالتالي تحسين الظروف من خلال الاستفادة من الكيمياء التحليلية لتحقيق أقصى قدر من هذه العملية.

• الأسمدة

الأسمدة هي أي مادة عضوية أو غير عضوية من أصل طبيعي أو اصطناعي وباستخدام الكيمياء التحليلية تضاف هذه الأسمدة إلى التربة لتزويد واحد أو أكثر من المغذيات النباتية الضرورية لنمو النباتات ، يمكن تقسيم الأسمدة إلى فئتين ، عضوية وغير عضوية:

تأتي الأسمدة العضوية من المواد الحية مثل روث الحيوانات والأسماك وطحين العظام والسماد. تتحلل هذه الأسمدة بواسطة الكائنات الحية الدقيقة في التربة لإطلاق مغذياتها لتكون متاحة للاستخدام من قبل النباتات.

الأسمدة الكيماوية أقل تعقيدًا وتحتوي على تركيزات عالية من المواد الكيميائية التي قد يكون نقصها في التربة مثل النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم والكالسيوم والمغنيسيوم والكبريت ، توفر الأسمدة أيضًا مغذيات دقيقة مطلوبة بكميات أقل بكثير مثل البورون والكلوريس والنحاس والحديد والمنغنيز والموليبدينوم والزنك.

• المبيدات الحشرية

المبيدات الحشرية هي مواد كيميائية تستخدم لقتل الحشرات ، ومن أجل تقليل الأضرار التي تلحق بالمحاصيل بسبب الآفات ، يتم استخدام مجموعة كبيرة ومتنوعة من المواد الكيميائية المعروفة باسم مبيدات الآفات ، وهي تتضمن فئات فرعية مثل مبيدات الأعشاب والمبيدات الحشرية ومبيدات الفطريات ومبيدات القوارض ومبيدات القمل والمبيدات الحيوية حسب هدفها. 

• الأنابيب البلاستيكية لتحسين الري

تم اشتقاق البلاستيك من الكيمياء ويستخدم على نطاق واسع في الزراعة، مما أدى إلى زيادة الري بشكل كبير وتحسين البيئة لتعزيز نمو المحاصيل.

• تخزين وحفظ المنتجات الزراعية

يتم استخدام ثاني أكسيد الكبريت للحفاظ على الحبوب طازجة ومناسبة للاستخدام لفترة أطول. كما يتم استخدام مواد حافظة غذائية مثل بنزوات الصوديوم وحمض الساليسيليك لتمديد فترة الصلاحية. يتم إضافة مواد كيميائية لتعزيز نضج الفواكه أو إنبات البذور. وبفضل التطورات في مجال الكيمياء، تم تقديم تقنيات تغليف المواد الغذائية. وقد أدى التقدم في الكيمياء الزراعية إلى زيادة تنوع النظام الغذائي للإنسان وزيادة توفر الأطعمة بشكل عام.

• معالجة الغذاء

تم تطوير تقنيات جديدة للسكرين والمحليات والفيتامينات والمعادن، واستفاد المستهلكون منها بشكل يعزز مذاق الطعام ومظهره وتوافره وقيمته الغذائية.

• المواد الكيميائية من النفايات الزراعية

“أدى التطور في الكيمياء التحليلية إلى تطوير تقنيات لإنتاج مجموعة متنوعة من المواد الكيميائية من النفايات الزراعية.

يكون الارتباط بين الكيمياء بصفة عامة والكيمياء التحليلية بشكل خاص والتقدم في مجال الزراعة وثيقًا، إذ توفر الكيمياء التحليلية طرقًا جديدة ومبتكرة لتوسيع حدود الزراعة ومكافحة المشكلات المحتملة وبالتالي زيادة الإنتاجية وتحسين جودة المنتجات.

الكيمياء العضوية

تدرس الكيمياء العضوية بنية وخصائص وتفاعلات المركبات العضوية التي تحتوي على الكربون في الرابطة التساهمية ، وتحدد دراسة التركيب تركيبها الكيميائي وصيغتها ودراسة الخصائص وتشمل الخصائص الفيزيائية والكيميائية ، وتقييم التفاعل الكيميائي لفهم سلوكها ، وتشمل دراسة التفاعلات العضوية التركيب الكيميائي للمنتجات الطبيعية والأدوية والبوليمرات ، ودراسة الجزيئات العضوية الفردية في المختبر وعن طريق الدراسة النظرية.

تعريف الكيمياء الزراعية

هو علم التركيبات الكيميائية والتغيرات التي ينطوي عليها إنتاج وحماية واستخدام المحاصيل والثروة الحيوانية ، كعلم أساسي ، تشمل الكيمياء الزراعية ، بالإضافة إلى كيمياء أنابيب الاختبار ، جميع عمليات الحياة التي يحصل البشر من خلالها على الغذاء والألياف لأنفسهم وعلف حيواناتهم ، كعلم أو تقنية تطبيقية ، يتم توجيهها نحو التحكم في تلك العمليات لزيادة الغلة وتحسين الجودة وخفض التكاليف ، ويهتم أحد الفروع المهمة للكيمياء الزراعية ، وخاصة علم الكيمياء ، بشكل أساسي باستخدام المنتجات الزراعية كمواد خام كيميائية.

الكيمياء في الطب

قدمت الكيمياء مساهمات كبيرة في مجال الرعاية الصحية ، ويتضمن ذلك تطوير عقاقير جديدة في التحليل الكيميائي وتوليف المركبات الجديدة ، فإن تطوير دواء جديد لأي مرض طويل ومعقد ، يجب دراسة كيمياء المرض ، وكذلك كيفية تأثير الدواء على جسم الإنسان ، قد يعمل الدواء جيدًا في الحيوانات ، ولكن ليس عند البشر ، من بين مائة دواء تقدم إمكانية علاج المرض ، تبين أن حفنة صغيرة فقط هي في الواقع آمنة وفعالة.

• المواد الجراحية

تلعب الكيمياء دورًا في تحضير واستخدام مواد الجراحة مثل الغرز والجلد الاصطناعي والمواد المعقمة، كما تستخدم الأوعية الدموية البديلة للقلب وأنواع الجراحة الأخرى مواد كيميائية لا تتفاعل مع الأنسجة، مما يجعل الجسم لا يرفضها.

• الإجراءات الجراحية

تستخدم الاختبارات المعملية السريرية مجموعة متنوعة من التقنيات والأجهزة الكيميائية للتحليل ، وتتضمن العمليات الأخرى معدات معقدة وبيانات تحليل الكمبيوتر ، من أجل إجراء قياسات على عدد كبير من عينات المرضى.

• عينات الدم للفحص المعملي 

أصبحت الاختبارات المعملية سهلة الاستخدام ومتاحة بسهولة، فباستخدام جهاز محمول صغير يمكنك اختبار نسبة الجلوكوز في الدم، حيث يقوم الجهاز بإجراء اختبار كيميائي على عينة الدم ويعطيك نتيجة دقيقة بكمية الجلوكوز الموجودة. كما يستخدم الكيمياء لإنتاج الأنسولين والمحقنات التي تحتوي على الدواء وتستخدم لمرة واحدة.

الكيمياء في الغذاء

تحدد الكيمياء في الغذاء الرائحة والذوق والشكل والملمس وحتى جودة الطعام ، ويمكنك تحديد هذه الأشياء من خلال المواد الكيميائية التي تحتوي على إضافات غذائية وكذلك الإنزيمات والفيتامينات والمعادن الموجودة بداخلها ، ةلتحقيق المذاق ، لا تحتاج إلى استخدام جميع المركبات الموجودة فيها ، يمكن إعادة إنشائها بمركبات أقل ، ومن أجل أن يستفيد المستهلكون من الغذاء ، هناك العديد من العوامل المختلفة:

• تستخدم الإنزيمات في علم الأغذية كمحفز كيميائيحيوي لتسهيل عملية تحويل مادة إلى أخرى، وتقليل كمية الطاقة المطلوبة لإكمال عملية كيميائية.
• تستخدم الفيتامينات كمغذيات أساسية في كمية قليلة للتفاعلات الأيضية الأساسية في الجسم، وهي قابلة للذوبان في الماء.
• المعادن هي مواد غذائية مهمة ومتنوعة في الأطعمة الكبيرة، ولها العديد من الوظائف المطلوبة، ويمكن تتبع العناصر وبعضها قد يكون خطيرا في استهلاكك لها.
• تتكون بعض المواد الكيميائية في بعض المعادن أحيانًا من النحاس والحديد والزنك والكالسيوم والمغنيسيوم والبوتاسيوم.
• يتم تغيير خاصية اللون المادي لأي مادة غذائية من خلال استخدام المواد الكيميائية مثل أصباغ الطعام المضافة إليها لتحديد لونها.