Kemikalije v kmetijstvu so pomemben steber sodobnega kmetijskega razvoja, ki zajema ključne izdelke, kot so pesticidi, gnojila in regulatorji rasti rastlin. Znanstvena narava njihove proizvodnje in metod uporabe neposredno vpliva na učinkovitost kmetijske proizvodnje ter ekološko in okoljsko varnost.
Kar zadeva proizvodne metode, se morajo kmetijske kemikalije držati strogih procesnih tokov. Na primer, dušikova gnojila (kot je sečnina) se običajno proizvajajo s postopkom Haber-Bosch za sintezo amoniaka, ki nato reagira s sečnino. Fosfatna gnojila temeljijo na kisli hidrolizi fosfatne kamnine. Na primer, proizvodnja superfosfata zahteva reakcijo žveplove kisline s prahom fosfatne kamnine. Proizvodnja pesticidov vključuje organsko sintetično kemijo; na primer, piretroidni insekticidi se proizvajajo z več-stopenjskimi katalitičnimi reakcijami. Koncepti zelene kemije postajajo vse pomembnejši v proizvodnih procesih, kot je uporaba encimske katalize za zamenjavo tradicionalnih procesov, ki zelo onesnažujejo okolje, ali uporaba mikrokanalnih reaktorjev za izboljšanje učinkovitosti reakcije in zmanjšanje odpadkov.
Kar zadeva metode nanašanja, je natančen nanos ključnega pomena. Razmerje gnojil je treba določiti na podlagi podatkov o testiranju tal. Prekomerna uporaba dušikovih gnojil lahko na primer zlahka povzroči evtrofikacijo vodnih teles, zato je priporočljiva kombinacija osnovnega gnojenja in gnojenja. Pri uporabi pesticidov je treba strogo upoštevati varne intervale, prednost pa je treba dati nizko-toksičnim, biogenim formulacijam. Na primer, formulacije Bacillus thuringiensis (Bt) so usmerjene proti škodljivcem lepidoptera. Koncentracijo in čas regulatorjev rasti rastlin (kot so giberelini) je treba natančno nadzorovati; pretirana uporaba lahko povzroči nenormalno rast.
Poleg tega morata biti skladiščenje in transport kmetijskih kemikalij v skladu s predpisi. Na primer, vnetljive pesticide je treba hraniti stran od svetlobe in pri nizkih temperaturah, gnojila pa je treba zaščititi pred vlago in strjevanjem. V prihodnosti se bodo z napredkom tehnologije natančnega kmetijstva kmetijske kemikalije razvijale v smeri inteligentnih (kot je oprema za gnojenje s spremenljivo-odmerkom) in okolju prijaznih (kot so biorazgradljive folije za zastirko), kar bo dodatno uravnotežilo proizvodne potrebe z ekološko trajnostjo.
