Samkvæmt tölfræði Matvæla- og landbúnaðarstofnunar Sameinuðu þjóðanna árið 2017 var matvælaframleiðsla á heimsvísu 2,627 milljarðar tonna, þar af 618 milljónir tonna framleidd í Kína, sem svarar til 23,5% af heildar matvælaframleiðslu heimsins á sama tímabili . Til að viðhalda svo mikilli uppskeru krefst landbúnaðarframleiðsla Kína neyslu á miklu magni af ræktuðu landi og ferskvatnsauðlindum á hverju ári. Hins vegar er skortur á fyrrnefndum auðlindum í Kína afar áberandi. Samkvæmt tölfræði er ræktanlegt landsvæði á mann minna en 0,1 hm2, sem er aðeins þriðjungur af heildarmagni á mann í heiminum og minna en sjöundi af því í Bandaríkjunum; Ferskvatnsauðlindir Kína á mann eru innan við 2200 m3, aðeins 1/4 af heimsmeðaltali, sem gerir það eitt af þeim löndum sem eru með fátækustu vatnsauðlindir í heiminum á mann. Þess vegna þarf að nota mikið magn af efnafræðilegum áburði í landbúnaðarframleiðslu í Kína til að tryggja heildaruppskeru.

Hins vegar, í landbúnaðarframleiðslu Kína, er nýtingarhlutfall áburðar ekki viðunandi. Þegar köfnunarefnisáburður er tekinn sem dæmi, árið 2017 náði heildarmagn köfnunarefnisáburðar í Kína 22,06 milljón tonn, sem er 35% af heildarheiminum. Hins vegar var heildarnýtingarhlutfall köfnunarefnisáburðar í Kína innan við 35% það ár, sem olli mikilli sóun. Þess vegna eru starfsmenn landbúnaðarvísinda og tækni í Kína smám saman að byrja að rannsaka hágæða vatnsleysanlegan áburð til að laga sig að ferlinu við sameiningu vatnsáburðar [1-2]. Samkvæmt rannsóknum sem framkvæmdar voru af National Agricultural Technology Promotion Center eru nú yfir 30 milljónir hektara af ræktanlegu landi sem hentar fyrir samþættingu vatns og áburðar í Kína, en núverandi notkunarhlutfall í landinu er aðeins 3,2%. Þess vegna eru þróunarmöguleikar vatnsleysanlegra áburðar í Kína mjög miklir og það er lykiláhersla fyrir þróun áburðar í framtíðinni.

Vatnsleysanleg áburður er fjölþátta efnasamband og fljótvirkur áburður sem er algjörlega leysanlegur í vatni. Það hefur eiginleika góðs vatnsleysni, engar leifar og er hægt að frásogast beint og nýta af rótum og laufum ræktunar. Sem mikilvægur þáttur í samþættingu vatnsáburðar hefur vatnsleysanlegur áburður augljósa kosti. Í fyrsta lagi getur það bætt nýtingarhlutfall áburðar verulega. Samkvæmt tölfræði er nýtingarhlutfall hefðbundins áburðar í Kína um 30%, en nýtingarhlutfall vatnsleysanlegra áburðar er á milli 70% og 80%. Það getur einnig dregið úr heildarmagni frjóvgunar, sem uppfyllir grunnkröfur innlendrar tvískiptur kolefnishringrásar; Í öðru lagi hefur vatnsleysanlegur áburður mikið næringarinnihald og alhliða næringu, sem getur verulega bætt uppskeru og gæði, sem gerir þá að einni af helstu þróunarstefnu fyrir framtíðar áburðariðnaðinn; Að lokum getur kynning og notkun vatnsleysanlegra áburðar, ásamt samþættingu vatns og áburðar, sparað mikið magn af ferskvatnsauðlindum og hjálpað til við að bæta lífsgæði kínverskra íbúa. 

Sem stendur eru enn mörg vandamál sem þarf að leysa við framleiðslu og notkun á vatnsleysanlegum áburði í Kína. Lélegt vatnsleysni og hátt innihald óleysanlegra efna geta auðveldlega valdið kalkstíflu í leiðslum, sérstaklega á svæðum með háan styrk kalsíums og magnesíumjóna í áveituvatni. Sem stendur er krafan um vatnsóleysanleg efni í leysanlegum áburði í Kína 0,5%, en samþætt vatnsáburðarkerfi er almennt fast eða hálffast, með mjög fínum og erfitt að þrífa vatnsútrásir, sem auðvelt er að stífla af vatnsleysanlegum efnum. Hluti af saltinu í áburðinum mun tæra leiðsluna. Sem stendur eru pípur samþætta vatns- og áburðarkerfisins að mestu úr kolefnisstáli eða plasti, þar á meðal eru pípur úr kolefnisstáli viðkvæmt fyrir tæringu af súrefni, vatni, sýru og basa, sem styttir endingartíma kerfisins. og eykur notkunarkostnað. Aðalhluti vatnsleysanlegra áburðar er efnafræðilegur áburður, sem getur auðveldlega valdið jarðvegsþjöppun og ójafnvægi í jarðvegsörverusamfélögum eftir langtímanotkun, sem að lokum leitt til niðurbrots frjósemi jarðvegs. Byggt á ofangreindum ástæðum, með þróun samþættingar vatnsáburðar, hafa helstu innlend og erlend efnafyrirtæki þróað efni með mælikvarða og tæringarhamlandi áhrif til að leysa vandamál við framleiðslu og notkun vatnsleysanlegra áburðar. Meðal þeirra eru pólýasparatínsýra og afleiður hennar mest rannsökuð efni. 

1.1 Notkun pólýasparatínsýru í vatnsleysanlegum áburði

Pólýasparatínsýra (PASP) er tilbúið vatnsleysanlegt prótein sem er náttúrulega til í slími sjávarskeldýra eins og ostrur. Það er virkt efni sem notað er af skelfiski sjávar til að auðga næringarefni og búa til skeljar. Pólýasparatínsýra, sem ný tegund af áburðarsamvirkni, getur aukið frásog köfnunarefnis, fosfórs, kalíums og snefilefna af ræktun; Að auki er pólýasparatínsýra óeitruð, skaðlaus og fullkomlega niðurbrjótanleg, sem gerir hana að alþjóðlegu viðurkenndu grænu efni. Rannsóknir og notkunarniðurstöður hér heima og erlendis hafa sýnt að fjölasparsýra, sem samverkandi efni fyrir vatnsleysanlegan áburð, hefur megináhrif í eftirfarandi þáttum.

1.1 Dreifingaráhrif pólýasparatínsýru

Helstu ástæður þess að leiðslur stíflast við notkun vatnsleysanlegs áburðar eru meðal annars úrkoma sem stafar af efnahvörfum milli áburðar, minnkað leysni af völdum pH vatns og vatnsóleysanleg efni í áburði. Þessi vatnsóleysanlegu efni sem myndast í gegnum mismunandi brautir festast smám saman við innri eða útrás leiðslunnar, sérstaklega vatnsóleysanleg sölt eins og kalsíum og magnesíum og hindra þar með allt kerfið. 

Pólýasparatínsýra, sem ný tegund af grænu dreifiefni, getur komið í veg fyrir og dregið úr myndun og samsöfnun ólífræns saltblóðs þegar það er borið á dreypi (úða) áveitukerfi. Það getur dreift myndaðri hreiddi í litlar agnir sem eru sviflausnar í vatnskerfinu og dregur þannig úr stífluvandamáli vatnsleysanlegra áburðar í kerfinu meðan á notkun stendur. Samkvæmt rannsóknum hefur pólýasparatínsýra, sem klóbindandi dreifiefni í hringrásarkerfum vatns, góð klóbindandi og dreifandi áhrif á járnoxíð, kalsíumkarbónat, títantvíoxíð, sinkhýdroxíð, magnesíumhýdroxíð, magnesíumoxíð, mangandíoxíð o.fl. Koskan o.fl. trúa því að pólýasparatínsýra geti komið í veg fyrir útfellingu kalks á hitaflutningsfleti og vatnskerfisleiðslur. 

Á sama tíma hafa rannsóknir á áhrifum mólþunga pólýasparasýru og kerfishitastigs á hömlun á mælikvarða staðfest að hömlunaráhrif pólýasparatínsýru eru nátengd mólþyngd hennar, en ekki kerfishitastiginu. Almennt er talið að hömlunaráhrif pólýasparatínsýru sem eru tilbúin með mismunandi aðferðum séu nátengd samsvarandi mælikvarða hennar. Til dæmis hefur pólýasparsýra sem notar aspartínsýru sem hráefni betri hömlunaráhrif á CaF2, á meðan pólýasparsýra sem notar maleinsýruanhýdríð og afleiður þess hefur betri hömlunaráhrif á BaSO4, SrSO4, CaSO4, osfrv. Ross o.fl. staðfest að ákjósanlegur þyngdarmeðalmólþyngdarsvið til að dreifa pólýasparasýru eins og kalsíumkarbónati, kalsíumsúlfati og baríumsúlfati er á milli 10000 og 4000. Quan Zhenhua og aðrir komust að því að þegar hitastig vatnsins er undir 60 ℃ hefur hitabreytingin lítil áhrif á hömlunarhraða pólýasparatínsýru; Þegar Ca2+ er 800mg/L og skammturinn af pólýasparatínsýru er aðeins 3 mg/L, getur hömlunarhlutfallið enn náð yfir 90%. Við 20 ℃ veldur pólýasparatínsýra seinkun um að minnsta kosti 150 mínútur á kjarnamyndun kalsíumkarbónats. Þessar rannsóknir benda allar til algildis þess að hömlun á fjölaspartínsýrukvarða gegn hitastigi sé. 

1.2 Tæringarhindrun pólýasparasýru

Almennt er talið að skautu hóparnir (þar á meðal N og O hópar) í pólýasparatínsýru séu aðsogaðir á málmleiðslur, sem bætir virkjunarorku málmjónunarferlisins til muna. Á sama tíma er óskautuðu hópunum (alkýl R) raðað í stefnu í burtu frá málminum og mynda vatnsfælna filmu, sem hindrar þar með tæringu málmleiðslna með vatnslausnum, sem vernda í raun dreypiáveitukerfi við samþættingu vatn og áburður, lengja endingartíma tækja og draga úr framleiðslukostnaði. Pólýasparatínsýra hefur tæringarhemjandi áhrif á ýmis málmefni eins og kolefnisstál, kopar, kopar og hvítan kopar í ýmsum kerfum [25]; Þegar styrkur pólýasparatínsýru er 100 mg/L getur tæringarhömlunarhlutfall kolefnisstáls náð 93%, og við þennan styrk getur pólýasparatínsýra hægt á tæringarhraða kolefnisstáls um 90% og lengt í raun endingartíma þess. leiðsluna. 

Í viðeigandi rannsóknum hafa vísindamenn komist að því að pólýasparatínsýra hefur góð hamlandi áhrif á tæringu leiðslna í vatnskerfum við mismunandi pH-skilyrði. Rannsóknir Bentons benda til þess að með því að nota pólýasparatínsýru og sölt hennar með mólþunga 1000 til 5000 og styrkleika 25 mg/L í ætandi saltlausn með pH 4,0 til 6,6 geti á áhrifaríkan hátt hindrað tæringu koltvísýrings á koltvísýringi. . Þegar Kalota o.fl. og Silverman o.fl. [30] rannsökuðu tæringarhamlandi frammistöðu pólýasparatínsýru á járni við mismunandi sýrustig, hitastig og rakaskilyrði, þeir komust að því að pólýasparatínsýra hefur góða tæringarhindrun þegar pH er hærra en 10. Mansfeld o.fl. [31] komst að því að góður árangur er einnig hægt að ná við pH á bilinu 8 til 9. Þess vegna getur pólýasparatínsýra leyst tæringu leiðslna við notkun mismunandi formúla af vatnsleysanlegum áburði, sem er gagnlegt við notkun á föstum eða hálfföst leiðslukerfi. 

1.3 Samverkandi og gæðabætandi áhrif pólýasparatínsýru

Tilkynnt hefur verið um pólýasparatínsýra, sem áburðarsamvirkni eða næringarefnaaukandi, hvað varðar hæga losun og skilvirkni, aukna áburðarnýtingu, bætt gæði uppskeru og aukin uppskeru og tekjur. Rannsóknir hafa sýnt að með því að bæta pólýasparatínsýru í vatnsleysanlegan áburð getur það lengt virkni áburðarins, tryggt að ræktun taki upp næringarefni jafnt í öllu vaxtarferlinu og þannig tryggt skilvirka nýtingu áburðar. Tilraunin sem Lei Quankui o.fl. sýndi að nýtingarhagkvæmni N-, P- og K-áburðar í jarðhnetum jókst mismikið eftir að pólýasparatínsýru var borið á og hnetan var síður viðkvæm fyrir næringarefnaskortseinkennum allt vaxtarskeiðið. Cao Dan o.fl. rannsakað þrávirkni pólýasparatínsýru og sýnt fram á að notkun pólýasparatínsýru einu sinni á ári hefur uppskeruaukandi áhrif á báðar ræktunina. 

Samkvæmt skýrslum getur pólýasparatínsýra á áhrifaríkan hátt virkjað nauðsynlega miðil og snefilefni fyrir vöxt ræktunar, bætt frásogsskilvirkni mikið magn af frumefnum og þannig aukið áburðarnýtingu. Eftir notkun getur það aukið streituþol uppskeru, stjórnað ensímvirkni í ræktun, aukið uppskeru og bætt gæði uppskerunnar. Li Jiangang o.fl. komist að því að notkun pólýasparatínsýru á ræktun eins og grænt grænmeti leiddi til mismikillar aukningar á C-vítamíni og innihaldi leysanlegs sykurs, sem getur í raun bætt gæði grænmetis og ávaxta. Jiao Yongkang o.fl. kom í ljós með laufúðun á mismunandi tegundum fjölaspartínsýru chelates að notkun fjölaspartínsýru eykur ekki aðeins ávöxtun og gæði Huangguan perunnar heldur dregur einnig úr gulnun. Tjónin af völdum krákuklóasjúkdóms perutrésins. Tang Huihui o.fl. komust að með rannsókn sinni á notkun fjölaspartísks köfnunarefnisáburðar á norðaustur vormaís að PASP N var notað til maísræktunar með því skilyrði að minnka heildarköfnunarefni um 1/3, án þess að draga úr uppskeru maís og stjórna á áhrifaríkan hátt ensímvirkni í maís á mismunandi stigum, sem er gagnlegt fyrir þyngdartap og skilvirkni. Xu Yanwei o.fl. komst að því að eftir að þvagefni sem inniheldur pólýasparatínsýru var borið á hrísgrjón var virkni áburðarins verulega bætt og áburðurinn var ekki fjarlægður á vaxtarskeiðinu. Cao Dan o.fl. komist að því að notkun pólýasparatínsýru til að rækta öspplöntur krefst viðeigandi minnkunar á köfnunarefnisnotkun til að draga úr mikilli köfnunarefnisálagi af völdum mikillar nýtingarnýtingar niturs.

1.4 Umhverfisverndareiginleikar fjölaspartsýru

Pólýasparatínsýra er fjölliða sem er aðallega samsett úr amínósýrum, sem hægt er að brjóta niður að fullu af örverum í umhverfinu í nothæfar amínósýrur með lága mólþunga, vatn og koltvísýring. Einhver notaði OECD301A aðferðina til að rannsaka lífbrjótanleika pólýasparatínsýru og komst að því að magn koltvísýrings sem losnar við fjölaspartínsýrumeðferð var nálægt viðmiðunarglúkósa. Að auki hafa Xiong Rongchun og aðrir einnig sýnt fram á að pólýasparatínsýra er grænt efni með framúrskarandi niðurbrjótanleika. 

2 Horfur

Með smám saman að veruleika markmiðsins um „eina stjórn, tvær lækkanir og þrjár undirstöður“ í landbúnaði Kína, verður samþættingarferli vatns og áburðar sífellt hraðari og eftirspurn eftir vatnsleysanlegum áburði, sérstaklega hágæða vatns- leysanlegur áburður, fer vaxandi. Pólýasparatínsýra, sem grænt og umhverfisvænt klóbindandi dreifiefni og áburðarsamvirkni, getur ekki aðeins í raun komið í veg fyrir að efnafræðilegur áburður stækkar og tæringu leiðslna, heldur einnig aukið skilvirkni og gæði, með sterkum umsóknarhorfum. 

Til að bregðast við núverandi notkunarstöðu pólýasparatínsýru í vatnsleysanlegum áburði, ásamt eiginleikum pólýasparatínsýru sem stuðlar að rótarframleiðslu, stjórnar ræktunarensímvirkni, eykur frásog næringarefna og klóbindir dreifða málmþætti, telur höfundurinn að þróun fjölasparssýru. sýrubundinn vatnsleysanlegur áburður ætti að einbeita sér að sérstökum vatnsleysanlegum áburði og hágæða vatnsleysanlegum áburði, sérstaklega hentugum fyrir kartöflur og aðra ræktun til að uppskera hnýði og hnýði, og í sérhæfðum vatnsleysanlegum áburði fyrir ávexti og grænmeti með næringarefnaupptöku. hindranir eins og peru- og kjúklingafætur.