Біріккен Ұлттар Ұйымының Азық-түлік және ауыл шаруашылығы ұйымының 2017 жылғы статистикасына сәйкес, дүниежүзілік азық-түлік өндірісі 2,627 миллиард тоннаны құрады, оның 618 миллион тоннасы Қытайда өндірілді, бұл осы кезеңдегі жалпы әлемдік азық-түлік өндірісінің 23,5% құрайды. . Мұндай жоғары өнімді сақтау үшін Қытайдың ауылшаруашылық өндірісі жыл сайын көп мөлшерде ауыл шаруашылығы жерлерін және тұщы су ресурстарын тұтынуды талап етеді. Дегенмен, Қытайда жоғарыда аталған ресурстардың тапшылығы өте айқын. Статистикаға сәйкес, жан басына шаққандағы егістік жер көлемі 0,1 хм2-ден аз, бұл дүние жүзіндегі жан басына шаққандағы санының үштен бір бөлігін ғана құрайды және Америка Құрама Штаттарының жетіден бірінен аз; Қытайдың жан басына шаққандағы тұщы су ресурстары 2200 м3-ден аз, бұл дүние жүзіндегі орташа көлемнің 1/4 бөлігін ғана құрайды, бұл оны әлемдегі жан басына шаққандағы су ресурстары ең кедей елдердің біріне айналдырады. Сондықтан Қытайдағы ауылшаруашылық өндірісінде жалпы өнімді қамтамасыз ету үшін көп мөлшерде химиялық тыңайтқыштар қолданылуы керек.

Алайда Қытайдың ауыл шаруашылығы өндірісінде тыңайтқыштарды пайдалану көрсеткіші көңіл көншітпейді. Мысал ретінде азот тыңайтқышын алатын болсақ, 2017 жылы Қытайда енгізілген азот тыңайтқышының жалпы көлемі 22,06 миллион тоннаға жетіп, дүние жүзіндегі жалпы тыңайтқыштың 35 пайызын құрап отыр. Дегенмен, Қытайда азот тыңайтқыштарын кешенді пайдалану деңгейі сол жылы 35% -дан аз болды, бұл үлкен қалдықтарды тудырды. Сондықтан Қытайдағы ауыл шаруашылығы ғылымы мен технологиясының қызметкерлері су тыңайтқыштарын біріктіру процесіне бейімделу үшін бірте-бірте жоғары сапалы суда еритін тыңайтқыштарды зерттеуге кіріседі [1-2]. Ұлттық ауылшаруашылық технологияларын алға жылжыту орталығы жүргізген зерттеулерге сәйкес, қазіргі уақытта Қытайда су мен тыңайтқышты біріктіруге жарамды 30 миллион гектардан астам егістік жер бар, ал елдегі қазіргі қолдану үлесі тек 3,2% құрайды. Сондықтан Қытайда суда еритін тыңайтқыштарды дамыту әлеуеті өте зор және ол болашақта тыңайтқыштарды дамытудың негізгі бағыты болып табылады.

Суда еритін тыңайтқыш – көп элементті қосылыс және суда толық еритін тез әсер ететін тыңайтқыш. Ол суда жақсы ерігіштікке ие, қалдықсыз және дақылдардың тамыры мен жапырақтары арқылы тікелей сіңіп, пайдалануға болады. Су тыңайтқыштарын біріктірудің маңызды құрамдас бөлігі ретінде суда еритін тыңайтқыштардың айқын артықшылықтары бар. Біріншіден, бұл тыңайтқыштарды пайдалану жылдамдығын айтарлықтай жақсарта алады. Статистикаға сүйенсек, Қытайда кәдімгі тыңайтқыштарды пайдалану көрсеткіші шамамен 30% құрайды, ал суда еритін тыңайтқыштарды пайдалану көрсеткіші 70% және 80% аралығында. Ол сондай-ақ ұлттық қос көміртегі циклінің негізгі талаптарына сәйкес келетін ұрықтандырудың жалпы мөлшерін азайта алады; Екіншіден, суда еритін тыңайтқыштар жоғары қоректік заттарға және жан-жақты қоректенуге ие, бұл дақылдардың өнімділігі мен сапасын айтарлықтай жақсартуға мүмкіндік береді, бұл оларды болашақ тыңайтқыштар саласын дамытудың негізгі бағыттарының біріне айналдырады; Ақырында, су мен тыңайтқышты біріктірумен бірге суда еритін тыңайтқыштарды насихаттау және пайдалану тұщы су ресурстарының көп мөлшерін үнемдеуге және Қытай тұрғындарының өмір сүру сапасын жақсартуға көмектеседі. 

Қазіргі уақытта Қытайда суда еритін тыңайтқыштарды өндіру мен пайдалануда әлі де шешімін күткен мәселелер көп. Суда нашар ерігіштік және ерімейтін заттардың жоғары мөлшері құбырларда, әсіресе суару суларында кальций мен магний иондарының концентрациясы жоғары жерлерде оңай бітелуін тудыруы мүмкін. Қазіргі уақытта Қытайда еритін тыңайтқыштардағы суда ерімейтін заттарға қажеттілік 0,5% құрайды, ал біріктірілген су тыңайтқыштары жүйесі негізінен бекітілген немесе жартылай бекітілген, суда ерімейтін заттармен оңай бітеліп қалатын өте жұқа және тазалау қиын су ағындары бар. Тыңайтқыштағы тұздың бір бөлігі құбырды коррозияға ұшыратады. Қазіргі уақытта біріктірілген су және тыңайтқыш жүйесінің құбырлары негізінен көміртекті болаттан немесе пластмассадан жасалған, олардың ішінде көміртекті болаттан жасалған құбырлар оттегі, су, қышқыл және сілті арқылы коррозияға бейім, бұл жүйенің қызмет ету мерзімін қысқартады. және пайдалану құнын арттырады. Суда еритін тыңайтқыштардың негізгі құрамдас бөлігі химиялық тыңайтқыштар болып табылады, олар ұзақ уақыт қолданғаннан кейін топырақтың тығыздалуы мен топырақ микробтық қауымдастықтарының теңгерімсіздігін оңай тудыруы мүмкін, сайып келгенде, топырақ құнарлылығының нашарлауына әкеледі. Жоғарыда аталған себептерге сүйене отырып, суда тыңайтқыштар интеграциясының дамуымен отандық және шетелдік ірі химиялық компаниялар суда еритін тыңайтқыштарды өндіру мен пайдалану мәселелерін шешу үшін масштабты және коррозияға қарсы әсері бар химиялық заттарды дәйекті түрде әзірледі. Олардың ішінде полиаспарт қышқылы және оның туындылары ең көп зерттелген заттар болып табылады. 

1.1 Суда еритін тыңайтқыштарда полиаспарт қышқылын қолдану

Полиаспарт қышқылы (PASP) - табиғи түрде устрица сияқты теңіз ұлуларының шырышында болатын жасанды түрде синтезделген суда еритін ақуыз. Бұл теңіз ұлулары қоректік заттарды байыту және қабықтарды жасау үшін қолданылатын белсенді зат. Полиаспартин қышқылы тыңайтқыштардың синергистінің жаңа түрі ретінде дақылдардың азот, фосфор, калий және микроэлементтердің сіңуін күшейте алады; Сонымен қатар, полиаспарт қышқылы улы емес, зиянсыз және толық биологиялық ыдырайтын, бұл оны бүкіл әлемге танылған жасыл химиялық затқа айналдырады. Үйде және шетелде зерттеулер мен қолдану нәтижелері суда еритін тыңайтқыштар үшін синергетикалық агент ретінде полиаспартин қышқылы келесі аспектілерде негізгі әсер ететінін көрсетті.

1.1 Полиаспарт қышқылының дисперсиялық әсері

Суда еритін тыңайтқыштарды пайдалану кезінде құбырлардың бітелуінің негізгі себептеріне тыңайтқыштар арасындағы химиялық реакциялар нәтижесінде пайда болатын жауын-шашын, судың рН әсерінен ерігіштігінің төмендеуі және тыңайтқыштардағы суда ерімейтін заттар жатады. Әртүрлі жолдар арқылы пайда болған бұл суда ерімейтін заттар құбырдың ішкі бөлігіне немесе шығысына, әсіресе кальций мен магний сияқты суда ерімейтін тұздарға біртіндеп жабысып, бүкіл жүйені бітеп тастайды. 

Полиаспарт қышқылы жасыл дисперсенттің жаңа түрі ретінде тамшылатып суару жүйелеріне қолданғанда бейорганикалық тұз шкаласы түзілуі мен агрегациясының алдын алады және жеңілдетеді. Ол қалыптасқан масштабты су жүйесінде ілінген ұсақ бөлшектерге тарата алады, осылайша пайдалану кезінде жүйедегі суда еритін тыңайтқыштардың бітелу мәселесін азайтады. Зерттеулерге сәйкес, полиаспарт қышқылы су айналымы жүйесінде хелаттандырушы дисперсант ретінде темір оксидтеріне, кальций карбонатына, титан диоксидіне, мырыш гидроксидіне, магний гидроксидіне, магний оксидіне, марганец диоксидіне және т.б. жақсы хелаттандырушы және дисперстік әсерге ие.Қосқан және т.б. Полиаспарт қышқылы жылу тасымалдағыш беттер мен су жүйесінің құбырларында қақтардың тұнуын болдырмайды деп есептейді. 

Сонымен қатар, полиаспартин қышқылының молекулалық салмағы мен жүйе температурасының масштабты тежеуге әсерін зерттеу полиаспартин қышқылының масштабты тежеу ​​әсері жүйе температурасына емес, оның молекулалық салмағына тығыз байланысты екенін растады. Әртүрлі әдістермен синтезделген полиаспарт қышқылының масштабты тежеу ​​әсері оның сәйкес масштабымен тығыз байланысты деп саналады. Мысалы, аспарагин қышқылын шикізат ретінде пайдаланатын полиаспартин қышқылы CaF2-ге масштабты тежеу ​​әсерін жақсырақ көрсетеді, ал малеин ангидридін және оның туындыларын пайдаланатын полиаспартин қышқылы BaSO4, SrSO4, CaSO4 және т.б. бойынша масштабты тежеу ​​әсерін жақсырақ көрсетеді. Росс және т.б. кальций карбонаты, кальций сульфаты және барий сульфаты сияқты полиаспарт қышқылын диспергирлеуге арналған оңтайлы салмақ орташа молекулалық салмақ диапазоны 10000 мен 4000 арасында екенін растады. Цюань Чжэньхуа және басқалар су температурасы 60 ℃ төмен болған кезде температураның өзгеруі аз болатынын анықтады. полиаспарт қышқылының шкаласын тежеу ​​жылдамдығына әсері; Са2+ 800 мг/л болғанда және полиаспарт қышқылының дозасы тек 3 мг/л болғанда, шкаланың тежелу жылдамдығы әлі де 90%-дан жоғары болуы мүмкін. 20 ℃ температурада полиаспарт қышқылы кальций карбонатының нуклеациясын кем дегенде 150 минутқа кешіктіреді. Бұл зерттеулердің барлығы температураға дейін полиаспарт қышқылы шкаласын тежеу ​​өнімділігінің әмбебаптығын көрсетеді. 

1.2 Полиаспарт қышқылының коррозиясын тежеу

Полиаспарт қышқылының құрамындағы полярлық топтар (N және O топтарын қоса) металл құбырларында адсорбцияланады, бұл металды иондау процесінің активтену энергиясын айтарлықтай жақсартады деп саналады. Сонымен қатар, полярлы емес топтар (алкил R) металдан бағытты түрде орналасады, гидрофобты қабықша түзеді, осылайша су ерітінділерімен металл құбырларының коррозиясын тежейді, тамшылатып суару жүйелерін біріктіру кезінде тиімді қорғайды. су мен тыңайтқыш, құрал-жабдықтардың қызмет ету мерзімін ұзарту, өндіріс шығындарын азайту. Полиаспарт қышқылы әртүрлі жүйелердегі көміртекті болат, мыс, жез және ақ мыс сияқты әртүрлі металл материалдарға коррозияны тежейтін әсерге ие [25]; Полиаспарт қышқылының концентрациясы 100 мг/л болғанда, көміртекті болаттың коррозиясын тежеу ​​жылдамдығы 93% жетуі мүмкін, ал бұл концентрацияда полиаспартин қышқылы көміртекті болаттың коррозия жылдамдығын 90% баяулатады, бұл оның қызмет ету мерзімін тиімді ұзартады. құбыр. 

Тиісті зерттеулерде зерттеушілер полиаспарт қышқылының әртүрлі рН жағдайында су жүйелеріндегі құбырлардың коррозиясына жақсы ингибиторлық әсер ететінін анықтады. Бентонның зерттеулері рН 4,0-дан 6,6-ға дейінгі коррозиялық тұз ерітіндісіндегі ортада молекулалық массасы 1000-нан 5000-ға дейінгі және концентрациясы 25 мг/л полиаспартин қышқылын және оның тұздарын қолдану көміртегі болатының көмірқышқыл газымен коррозиясын тиімді тежей алатынын көрсетеді. . Калота және т.б. және Silverman және т.б. [30] әртүрлі рН, температура және ылғалдылық жағдайында темірдегі полиаспарт қышқылының коррозияны тежеу ​​өнімділігін зерттеп, олар рН 10-нан жоғары болған кезде полиаспарт қышқылының коррозияны тежеу ​​қабілеті жақсы екенін анықтады. Mansfeld et al. [31] рН 8-ден 9-ға дейінгі аралықта жақсы нәтижелерге де қол жеткізуге болатынын анықтады. Сондықтан полиаспартин қышқылы суда еритін тыңайтқыштардың әртүрлі формулаларын қолдану кезінде құбырлардың коррозиясын шеше алады, бұл бекітілген немесе жартылай бекітілген құбыр жүйелері. 

1.3 Полиаспарт қышқылының синергетикалық және сапаны жоғарылататын әсері

Полиаспартин қышқылы тыңайтқыш синергисті немесе қоректік заттарды күшейткіш ретінде баяу босату және тиімділікті арттыру, тыңайтқыштарды пайдалануды арттыру, егін сапасын жақсарту және кірістілік пен кірісті арттыру тұрғысынан хабарланған. Зерттеулер көрсеткендей, суда еритін тыңайтқыштарға полиаспарт қышқылын қосу тыңайтқыштың тиімділігін ұзартуға, дақылдардың бүкіл өсу процесінде қоректік заттарды біркелкі сіңіруіне және осылайша тыңайтқыштарды тиімді пайдалануды қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Lei Quankui және т.б. жүргізген эксперимент. жержаңғақтағы N, P және K тыңайтқыштарын пайдалану тиімділігі полиаспартин қышқылын қолданғаннан кейін әртүрлі дәрежеде жоғарылағанын және жержаңғақ бүкіл өсу маусымында қоректік заттардың жетіспеушілігі белгілеріне азырақ бейім екенін көрсетті. Cao Dan және т.б. полиаспарт қышқылының тұрақтылығын зерттеп, жылына бір рет полиаспарт қышқылын қолдану екі дақылға да өнімділікті арттыруға әсер ететінін көрсетті. 

Есептерге сәйкес, полиаспарт қышқылы дақылдың өсуіне қажетті орта мен микроэлементтерді тиімді белсендіреді, элементтердің көп мөлшерін сіңіру тиімділігін жақсартады және осылайша тыңайтқыштарды пайдалануды арттырады. Қолданғаннан кейін ол дақылдардың стресске төзімділігін арттырады, дақылдардағы ферменттердің белсенділігін реттейді, өнімділікті арттырады және егін сапасын жақсартады. Ли Цзянган және т.б. жасыл көкөністер сияқты дақылдарға полиаспартин қышқылын қолдану көкөністер мен жемістердің сапасын тиімді жақсартуға мүмкіндік беретін С витамині мен еритін қант құрамының әртүрлі дәрежеде жоғарылауына әкелетінін анықтады. Jiao Yongkang және т.б. Полиаспарт қышқылының хелаттарының әртүрлі түрлерін жапырақты бүрку арқылы анықтады, бұл полиаспарт қышқылын пайдалану Хуангуан алмұртының өнімділігі мен сапасын арттырып қана қоймай, сонымен қатар сарғаюды азайтады. Алмұрт ағашының қарға тырнақ ауруынан болған шығын. Tang Huihui және т.б. Солтүстік-шығыс көктемгі жүгеріге полиаспартикалық азотты тыңайтқышты қолдануды зерттеу нәтижесінде PASP N жүгері өнімділігін төмендетпестен және әртүрлі кезеңдердегі жүгерідегі ферменттердің белсенділігін тиімді реттей отырып, жалпы азотты 1/3-ке азайту жағдайында жүгері өсіру үшін қолданылғанын анықтады, бұл салмақ жоғалту және тиімділікті арттыру үшін пайдалы. Xu Yanwei және т.б. күрішке құрамында полиаспарт қышқылы бар несепнәрді қолданғаннан кейін тыңайтқыштың тиімділігі айтарлықтай жақсарғанын және өсу кезеңінде тыңайтқыштың алынбағанын анықтады. Cao Dan және т.б. терек көшеттерін өсіру үшін полиаспарт қышқылын қолдану жоғары азотты пайдалану тиімділігінен туындаған жоғары азоттық стрессті жеңілдету үшін азотты пайдалануды тиісті түрде азайтуды талап ететінін анықтады.

1.4 Полиаспарт қышқылының қоршаған ортаны қорғау сипаттамасы

Полиаспарт қышқылы - негізінен аминқышқылдарынан тұратын полимер, оны қоршаған ортадағы микроорганизмдер қолдануға жарамды төмен молекулалы аминқышқылдарына, суға және көмірқышқыл газына дейін толығымен ыдыратуы мүмкін. Біреу полиаспарт қышқылының биоыдырағыштығын зерттеу үшін OECD301A әдісін қолданды және полиаспарт қышқылымен өңдеуден бөлінетін көмірқышқыл газының мөлшері анықтамалық глюкозаға жақын екенін анықтады. Сонымен қатар, Сионг Ронгчун және басқалар да полиаспарт қышқылының биологиялық ыдырауға қабілетті жасыл химиялық зат екенін көрсетті. 

2 Болжам

Қытайдың ауыл шаруашылығындағы «бір бақылау, екі қысқарту және үш негізгі» мақсатының біртіндеп жүзеге асуымен су мен тыңайтқыштың интеграциялық процесі барған сайын жылдам болып, суда еритін тыңайтқыштарға, әсіресе суда жоғары деңгейлі тыңайтқыштарға сұраныс артуда. еритін тыңайтқыштар көбейіп келеді. Полиаспарт қышқылы жасыл және экологиялық таза хелатты диспергирлеуші ​​және тыңайтқыш синергисті ретінде химиялық тыңайтқыштардың масштабталуын және құбырлардың коррозиясын тиімді болдырмайды, сонымен қатар қолдану перспективалары күшті тиімділік пен сапаны арттырады. 

Полиаспарт қышқылының суда еритін тыңайтқыштардағы қазіргі қолдану жағдайына жауап ретінде, полиаспарт қышқылының қасиеттерімен үйлесетін, тамыр өндірісін жақсартатын, өсімдік ферменттерінің белсенділігін реттейтін, қоректік заттардың сіңуін арттыратын және дисперсті металл элементтерін хелаттайтын, автор полиаспартиктердің дамуы деп санайды. қышқыл негізіндегі суда еритін тыңайтқыштар арнайы суда еритін тыңайтқыштарға және жоғары сапалы суда еритін тыңайтқыштарға, әсіресе картоп пен басқа дақылдарға түйнектер мен түйнектерді жинауға жарамды, және қоректік заттарды сіңіретін жемістер мен көкөністерге арналған мамандандырылған суда еритін тыңайтқыштарға назар аударуы керек. алмұрт және тауықтың аяқ ауруы сияқты кедергілер.