Volgens die statistieke van die Voedsel- en Landbou-organisasie van die Verenigde Nasies in 2017 was die wêreldwye voedselproduksie 2,627 miljard ton, waarvan 618 miljoen ton in China geproduseer is, wat 23,5% van die totale globale voedselproduksie in dieselfde tydperk uitmaak. . Om sulke hoë opbrengste te handhaaf, vereis China se landbouproduksie die verbruik van 'n groot hoeveelheid landbougrond en varswaterbronne elke jaar. Die skaarsheid van bogenoemde hulpbronne in China is egter uiters duidelik. Volgens statistieke is die per capita bewerkbare grondoppervlakte minder as 0,1 hm2, wat slegs een derde van die wêreld se per capita hoeveelheid is en minder as een sewende van dié van die Verenigde State; China se varswaterbronne per capita is minder as 2200 m3, slegs 1/4 van die wêreldgemiddelde, wat dit een van die lande maak met die armste per capita waterbronne ter wêreld. Daarom moet 'n groot hoeveelheid chemiese kunsmis in landbouproduksie in China gebruik word om algehele opbrengs te verseker.

In China se landbouproduksie is die benuttingskoers van kunsmis egter nie bevredigend nie. Neem stikstofkunsmis as 'n voorbeeld, in 2017 het die totale hoeveelheid stikstofkunsmis wat in China toegedien is 22,06 miljoen ton bereik, wat 35% van die wêreld se totaal uitmaak. Die omvattende benuttingskoers van stikstofkunsmis in China was egter daardie jaar minder as 35%, wat groot vermorsing veroorsaak het. Daarom begin landbouwetenskap- en tegnologiewerkers in China geleidelik hoë-end wateroplosbare kunsmis bestudeer om aan te pas by die proses van waterkunsmisintegrasie [1-2]. Volgens die navorsing wat deur die Nasionale Landboutegnologie-bevorderingsentrum gedoen is, is daar tans meer as 30 miljoen hektaar bewerkbare grond wat geskik is vir die integrasie van water en kunsmis in China, terwyl die huidige toedieningsverhouding in die land slegs 3,2% is. Daarom is die ontwikkelingspotensiaal van wateroplosbare kunsmis in China baie groot en dit is 'n sleutelfokus vir toekomstige kunsmisontwikkeling.

Wateroplosbare kunsmis is 'n multi-element verbinding en vinnigwerkende kunsmis wat heeltemal oplosbaar is in water. Dit het die eienskappe van goeie wateroplosbaarheid, geen residu nie, en kan direk deur die wortels en blare van gewasse geabsorbeer en benut word. As 'n belangrike komponent van waterkunsmisintegrasie het wateroplosbare kunsmis duidelike voordele. Eerstens kan dit die benuttingskoers van kunsmis aansienlik verbeter. Volgens statistieke is die benuttingskoers van konvensionele kunsmis in China sowat 30%, terwyl die benuttingskoers van wateroplosbare kunsmis tussen 70% en 80% is. Dit kan ook die totale hoeveelheid bemesting verminder, wat aan die basiese vereistes van die nasionale dubbele koolstofsiklus voldoen; Tweedens het wateroplosbare bemestingstowwe 'n hoë voedingstofinhoud en omvattende voeding, wat oesopbrengs en kwaliteit aansienlik kan verbeter, wat dit een van die sleutelontwikkelingsrigtings vir die toekomstige kunsmisbedryf maak; Laastens kan die bevordering en gebruik van wateroplosbare kunsmisstowwe, gepaardgaande met die integrasie van water en kunsmis, 'n groot hoeveelheid varswaterbronne bespaar en help om die lewenskwaliteit van Chinese inwoners te verbeter. 

Tans is daar nog baie probleme wat opgelos moet word in die vervaardiging en gebruik van wateroplosbare kunsmisstowwe in China. Swak wateroplosbaarheid en hoë inhoud van onoplosbare stowwe kan maklik skaalverstopping in pypleidings veroorsaak, veral in gebiede met hoë kalsium- en magnesiumioonkonsentrasies in besproeiingswater. Tans is die vereiste vir wateronoplosbare stowwe in oplosbare kunsmis in China 0,5%, terwyl die geïntegreerde waterbemestingstelsel oor die algemeen vas of semi-vas is, met uiters fyn en moeilik skoon te maak wateruitlate, wat maklik deur wateronoplosbare stowwe geblokkeer word. ’n Deel van die sout in die kunsmis sal die pyplyn korrodeer. Tans word die pype van die geïntegreerde water- en kunsmisstelsel meestal van koolstofstaal of plastiek gemaak, waaronder die pype van koolstofstaal geneig is tot korrosie deur suurstof, water, suur en alkali, wat die dienslewe van die stelsel verkort en verhoog die gebruikskoste. Die hoofkomponent van wateroplosbare bemestingstowwe is chemiese bemestingstowwe, wat maklik grondverdigting en wanbalans van grondmikrobiese gemeenskappe na langtermyngebruik kan veroorsaak, wat uiteindelik lei tot grondvrugbaarheidsdegradasie. Op grond van bogenoemde redes, met die ontwikkeling van waterkunsmisintegrasie, het groot binnelandse en buitelandse chemiese maatskappye agtereenvolgens chemikalieë ontwikkel met skaal- en korrosie-inhibisie-effekte om probleme in die produksie en gebruik van wateroplosbare kunsmis op te los. Onder hulle is poliasparaginsuur en sy afgeleides die stowwe wat die meeste bestudeer word. 

1.1 Toediening van poliasparaginsuur in wateroplosbare kunsmisstowwe

Poliasparaginsuur (PASP) is 'n kunsmatig gesintetiseerde wateroplosbare proteïen wat natuurlik in die slym van mariene skulpvis soos oesters voorkom. Dit is 'n aktiewe stof wat deur mariene skulpvis gebruik word om voedingstowwe te verryk en skulpe te skep. Poliasparaginsuur, as 'n nuwe soort kunsmissinergis, kan die opname van stikstof, fosfor, kalium en spoorelemente deur gewasse verbeter; Boonop is poliasparaginsuur nie-giftig, onskadelik en ten volle bioafbreekbaar, wat dit 'n wêreldwye erkende groen chemikalie maak. Navorsing en toedieningsresultate by die huis en in die buiteland het getoon dat poliasparaginsuur, as 'n sinergistiese middel vir wateroplosbare bemestingstowwe, hoofeffekte in die volgende aspekte het.

1.1 Dispersie-effek van poliasparaginsuur

Die hoofredes vir pypleidingblokkade tydens die gebruik van wateroplosbare kunsmis sluit in neerslag wat veroorsaak word deur chemiese reaksies tussen kunsmisstowwe, verminderde oplosbaarheid veroorsaak deur water pH, en wateronoplosbare stowwe in kunsmis. Hierdie wateronoplosbare stowwe wat deur verskillende weë gevorm word, kleef geleidelik aan die binnekant of uitlaat van die pyplyn, veral wateronoplosbare soute soos kalsium en magnesium, en blokkeer sodoende die hele stelsel. 

Poliasparaginsuur, as 'n nuwe tipe groen dispergeermiddel, kan die vorming en samevoeging van anorganiese soutdobbel voorkom en verlig wanneer dit op drup-(spuit)besproeiingstelsels toegedien word. Dit kan die gevormde skaal versprei in klein deeltjies wat in die waterstelsel gesuspendeer word, en sodoende die verstoppingsprobleem van wateroplosbare bemestingstowwe in die stelsel tydens gebruik verminder. Volgens navorsing het poliasparaginsuur, as 'n chelaatvormende dispergeermiddel in watersirkulasiestelsels, goeie chelaatvormende en dispergerende effekte op ysteroksiede, kalsiumkarbonaat, titaandioksied, sinkhidroksied, magnesiumhidroksied, magnesiumoksied, mangaandioksied, ens. Koskan et al. glo dat poliasparaginsuur die afsetting van skaal op hitte-oordragoppervlaktes en waterstelselpypleidings kan voorkom. 

Intussen het navorsing oor die uitwerking van poliasparaginsuur molekulêre gewig en sisteem temperatuur op skaal inhibisie bevestig dat die skaal inhibisie effek van poliasparagin suur nou verwant is aan sy molekulêre gewig, maar nie aan die stelsel temperatuur nie. Daar word algemeen geglo dat die skaal-inhibisie-effek van poliasparaginsuur wat deur verskillende metodes gesintetiseer word, nou verwant is aan die ooreenstemmende skaal. Byvoorbeeld, poliasparaginsuur wat asparaginsuur as grondstof gebruik, het 'n beter skaal-inhibisie-effek op CaF2, terwyl poliasparaginensuur wat maleïenanhidried en sy derivate gebruik, 'n beter skaal-inhibisie effek op BaSO4, SrSO4, CaSO4, ens. Ross et al. het bevestig dat die optimale gewigsgemiddelde molekulêre gewigsreeks vir die verspreiding van poliasparaginsuur soos kalsiumkarbonaat, kalsiumsulfaat en bariumsulfaat tussen 10000 en 4000 is. Quan Zhenhua en ander het gevind dat wanneer die watertemperatuur onder 60 ℃ is, die temperatuurverandering min het effek op die skaal-inhibisietempo van poliasparaginsuur; Wanneer Ca2+ 800mg/L is en die dosis poliasparaginsuur slegs 3 mg/L is, kan die skaalinhibisiekoers steeds meer as 90% bereik. By 20 ℃ veroorsaak poliasparaginsuur 'n vertraging van minstens 150 minute in die kernvorming van kalsiumkarbonaat. Hierdie studies dui almal op die universaliteit van poliasparaginsuurskaal inhibisie prestasie teenoor temperatuur. 

1.2 Korrosie-inhibisie van Poliasparaginsuur

Daar word algemeen geglo dat die polêre groepe (insluitend N- en O-groepe) in poliasparaginsuur op metaalpyplyne geadsorbeer word, wat die aktiveringsenergie van metaalionisasieproses aansienlik verbeter. Terselfdertyd word die nie-polêre groepe (alkiel R) op 'n rigtinggewende wyse weg van die metaal gerangskik, wat 'n hidrofobiese film vorm, waardeur die korrosie van metaalpypleidings deur waterige oplossings inhibeer word, wat drupbesproeiingstelsels effektief beskerm in die integrasie van water en kunsmis, wat die lewensduur van toerusting verleng en produksiekoste verlaag. Poliasparaginsuur het korrosie-inhibisie-effekte op verskeie metaalmateriale soos koolstofstaal, koper, koper en witkoper in verskeie stelsels [25]; Wanneer die konsentrasie poliasparaginsuur 100 mg/L is, kan die korrosie-inhibisietempo van koolstofstaal 93% bereik, en by hierdie konsentrasie kan poliasparaginensuur die korrosietempo van koolstofstaal met 90% vertraag, wat die lewensduur effektief verleng van die pyplyn. 

In relevante studies het navorsers gevind dat poliasparaginsuur 'n goeie inhiberende effek op pyplynkorrosie in waterstelsels onder verskillende pH-toestande het. Benton se navorsing dui daarop dat die gebruik van poliasparaginsuur en sy soute met 'n molekulêre gewig van 1000 tot 5000 en 'n konsentrasie van 25 mg/L in 'n korrosiewe soutoplossingsmedium met 'n pH van 4.0 tot 6.6 die korrosie van koolstofstaal deur koolstofdioksied effektief kan inhibeer . Wanneer Kalota et al. en Silverman et al. [30] het die korrosie-inhibisie-prestasie van poliasparaginsuur op yster onder verskillende pH-, temperatuur- en vogtoestande bestudeer, hulle het gevind dat poliasparaginensuur goeie korrosie-inhibisie-prestasie het wanneer pH groter as 10 is. Mansfeld et al. [31] het gevind dat goeie resultate ook behaal kan word by pH wat wissel van 8 tot 9. Daarom kan poliasparaginsuur die korrosie van pypleidings oplos tydens die gebruik van verskillende formules van wateroplosbare kunsmis, wat nuttig is vir die toediening van vaste of semi-vaste pypleidingstelsels. 

1.3 Sinergistiese en kwaliteitverbeterende effekte van poliasparaginsuur

Poliasparaginsuur, as 'n kunsmissinergis of voedingstofversterker, is gerapporteer in terme van stadige vrystelling en doeltreffendheidverbetering, verhoogde kunsmisbenutting, verbeterde oeskwaliteit en verhoogde opbrengs en inkomste. Navorsing het getoon dat die byvoeging van poliasparaginsuur by wateroplosbare bemestingstowwe die doeltreffendheid van die kunsmis kan verleng, verseker dat gewasse voedingstowwe eweredig deur die hele groeiproses opneem, en sodoende die effektiewe benutting van kunsmis verseker. Die eksperiment wat deur Lei Quankui et al. het getoon dat die benuttingsdoeltreffendheid van N-, P- en K-kunsmisstowwe in grondboontjies na die toediening van poliasparaginsuur in verskillende grade toegeneem het, en die grondboontjie was minder geneig tot voedingstoftekortsimptome deur die hele groeiseisoen. Cao Dan et al. het die volharding van poliasparaginsuur bestudeer en getoon dat die gebruik van poliasparaginsuur een keer per jaar 'n opbrengsverhogingseffek op beide gewasse het. 

Luidens berigte kan poliasparaginsuur die noodsaaklike medium en spoorelemente vir gewasgroei effektief aktiveer, die absorpsiedoeltreffendheid van groot hoeveelhede elemente verbeter en sodoende kunsmisbenutting verhoog. Na gebruik kan dit gewasstresweerstand verbeter, ensiemaktiwiteit in gewasse reguleer, opbrengs verhoog en gewaskwaliteit verbeter. Li Jiangang et al. het gevind dat die toepassing van poliasparaginsuur op gewasse soos groen groente gelei het tot verskillende grade van toename in vitamien C en oplosbare suikerinhoud, wat die kwaliteit van groente en vrugte effektief kan verbeter. Jiao Yongkang et al. deur blaarbespuiting van verskillende tipes poliasparaginsuurchelate gevind dat die gebruik van poliasparaginsuur nie net die opbrengs en kwaliteit van Huangguan-peer verhoog nie, maar ook vergeling verminder. Die verliese wat veroorsaak word deur die kraaiklousiekte van die peerboom. Tang Huihui et al. het deur hul studie oor die toediening van poliaspartiese stikstofkunsmis op Noordoostelike lentemielies gevind dat PASP N vir mielieverbouing gebruik is onder die voorwaarde om totale stikstof met 1/3 te verminder, sonder om mielie-opbrengs te verminder en ensiemaktiwiteit in mielies in verskillende stadiums effektief te reguleer, wat voordelig is vir gewigsverlies en doeltreffendheidverbetering. Xu Yanwei et al. het gevind dat nadat ureum wat poliasparaginsuur op rys toegedien is, die doeltreffendheid van die kunsmis aansienlik verbeter is, en die kunsmis is nie gedurende die groeiseisoen verwyder nie. Cao Dan et al. het gevind dat die toediening van poliasparaginsuur om populiersaailinge te kweek 'n gepaste vermindering in stikstofverbruik vereis om hoë stikstofstres wat veroorsaak word deur hoë stikstofbenuttingsdoeltreffendheid te verlig.

1.4 Omgewingsbeskermingskenmerke van Poliasparaginsuur

Poliasparaginsuur is 'n polimeer wat hoofsaaklik uit aminosure bestaan, wat heeltemal deur mikroörganismes in die omgewing afgebreek kan word tot bruikbare lae molekulêre gewig aminosure, water en koolstofdioksied. Iemand het die OECD301A-metode gebruik om die bioafbreekbaarheid van poliasparaginsuur te bestudeer en gevind dat die hoeveelheid koolstofdioksied wat vrygestel word deur poliasparaginsuurbehandeling naby die verwysingsglukose was. Boonop het Xiong Rongchun en ander ook getoon dat poliasparaginsuur 'n groen chemikalie is met uitstekende bioafbreekbaarheid. 

2 Vooruitsigte

Met die geleidelike verwesenliking van die doelwit van "een beheer, twee verlagings en drie basiese" in China se landbou, word die integrasieproses van water en kunsmis al hoe vinniger, en die vraag na wateroplosbare kunsmisstowwe, veral hoë-end water- oplosbare kunsmis, neem toe. Poliasparaginsuur, as 'n groen en omgewingsvriendelike chelaatvormende dispergeermiddel en kunsmissinergis, kan nie net die skaal van chemiese bemestingstowwe en korrosie van pypleidings effektief voorkom nie, maar ook doeltreffendheid en kwaliteit verbeter, met sterk toedieningsvooruitsigte. 

In reaksie op die huidige toedieningstatus van poliasparaginsuur in wateroplosbare kunsmisstowwe, gekombineer met die kenmerke van poliasparaginsuur wat wortelproduksie bevorder, gewas-ensiemaktiwiteit reguleer, voedingstofabsorpsie verbeter en gedispergeerde metaalelemente chelaat, glo die skrywer dat die ontwikkeling van poliaspartiensuur suurgebaseerde wateroplosbare bemestingstowwe moet fokus op spesiale wateroplosbare kunsmisstowwe en hoë-end wateroplosbare kunsmisstowwe, veral geskik vir aartappel- en ander gewasse om knolle en knolle te oes, en in gespesialiseerde wateroplosbare kunsmisstowwe vir vrugte en groente met voedingstofabsorpsie hindernisse, soos peer- en hoendervoetsiekte.