No de Statistike vun der Food and Agriculture Organization vun de Vereenten Natiounen am Joer 2017 war d'global Liewensmëttelproduktioun 2.627 Milliarden Tonnen, vun deenen 618 Milliounen Tonnen a China produzéiert goufen, wat 23.5% vun der totaler globaler Liewensmëttelproduktioun an der selwechter Period ausmaachen. . Fir esou héich Ausbezuelen ze erhalen, erfuerdert d'landwirtschaftlech Produktioun vu China all Joer de Konsum vun enger grousser Quantitéit un Akerland a Séisswaasserressourcen. Wéi och ëmmer, d'Knappheet vun de genannte Ressourcen a China ass extrem evident. Laut Statistiken ass d'Akkerfläch pro Kapp manner wéi 0,1 hm2, wat nëmmen een Drëttel vun der Welt pro Kapp Quantitéit ass a manner wéi ee siwente vun där vun den USA; China seng Séisswaasserressourcen pro Kapp si manner wéi 2200 m3, nëmmen 1/4 vum Weltduerchschnëtt, wat et zu engem vun de Länner mécht mat den äermsten pro Kapp Waasserressourcen op der Welt. Dofir muss eng grouss Quantitéit vu chemeschen Dünger an der landwirtschaftlecher Produktioun a China benotzt ginn fir allgemeng Ausbezuelung ze garantéieren.

Wéi och ëmmer, an der landwirtschaftlecher Produktioun vu China ass d'Benotzungsquote vun Dünger net zefriddestellend. Huelt Stickstoffdünger als Beispill, am Joer 2017, huet d'Gesamtbetrag u Stickstoffdünger applizéiert a China 22,06 Milliounen Tonnen erreecht, wat 35% vum Weltgesamt ausmécht. Wéi och ëmmer, déi ëmfaassend Notzungsquote vu Stickstoffdünger a China war manner wéi 35% dat Joer, wat e groussen Offall verursaacht. Dofir fänken d'Landwirtschaftswëssenschaften an d'Technologieaarbechter a China graduell un High-End Waasserlöslech Dünger ze studéieren fir un de Prozess vun der Waasserdüngerintegratioun unzepassen [1-2]. Laut der Fuerschung duerchgefouert vum National Agricultural Technology Promotion Center, ginn et momentan iwwer 30 Milliounen Hektar Ackerland gëeegent fir d'Integratioun vu Waasser an Dünger a China, während den aktuellen Uwendungsproportioun am Land nëmmen 3,2% ass. Dofir ass d'Entwécklungspotenzial vu Waasserlöslechen Dünger a China ganz enorm an et ass e Schlësselfokus fir zukünfteg Dünger Entwécklung.

Waasserlöslech Dünger ass eng Multi-Elementverbindung a séier wierksam Dünger déi komplett am Waasser löslech ass. Et huet d'Charakteristike vu gudder Waasserléislechkeet, kee Rescht, a kann direkt vun de Wuerzelen a Blieder vun de Kulturen absorbéiert a benotzt ginn. Als e wichtege Bestanddeel vun der Waasserdüngerintegratioun, Waasserlöslech Dünger hunn offensichtlech Virdeeler. Als éischt kann et d'Benotzungsquote vun Dünger wesentlech verbesseren. Laut Statistiken ass d'Verwäertungsquote vu konventionelle Dünger a China ongeféier 30%, während d'Verwäertungsquote vu Waasserlöslechen Dünger tëscht 70% an 80% ass. Et kann och d'Gesamtbetrag vun der Düngung reduzéieren, déi d'Basisfuerderunge vum nationalen Dual Kuelestoffzyklus entsprécht; Zweetens, Waasserlöslech Dünger hunn en héije Nährstoffgehalt an eng ëmfaassend Ernärung, déi d'Ernteproduktioun an d'Qualitéit wesentlech verbesseren kann, sou datt se ee vun de Schlësselentwécklungsrichtungen fir déi zukünfteg Düngerindustrie maachen; Schlussendlech kann d'Promotioun an d'Benotzung vu Waasserlöslechen Dünger, begleet vun der Integratioun vu Waasser an Dünger, eng grouss Quantitéit vu Séisswaasserressourcen spueren an hëllefen d'Liewensqualitéit vun de chinesesche Bewunner ze verbesseren. 

Am Moment sinn et nach vill Problemer ze léisen an der Produktioun an der Notzung vu Waasserlöslechen Dünger a China. Schlecht Waasserléislechkeet an héijen Inhalt vun onlösleche Substanzen kënne liicht Skala Blockéierung an Pipelines verursaachen, besonnesch a Gebidder mat héije Kalzium- a Magnesiumionkonzentratioune am Bewässerungswasser. Am Moment ass d'Ufuerderung fir Waasserinlöslech Substanzen an löslechen Dünger a China 0,5%, während den integréierte Waasserdüngersystem allgemeng fixéiert oder hallef fix ass, mat extrem feinen a schwéier ze botzen Waasserausléisungen, déi einfach duerch Waasserinlöslech Substanzen blockéiert ginn. En Deel vum Salz an der Dünger wäert d'Pipeline korrodéieren. Am Moment sinn d'Päifen vum integréierte Waasser- an Düngersystem meeschtens aus Kuelestoff oder Plastik gemaach, dorënner d'Päifen aus Kuelestol sinn ufälleg fir Korrosioun vu Sauerstoff, Waasser, Säure an Alkali, wat d'Liewensdauer vum System verkierzt. a vergréissert d'Käschte vum Gebrauch. Den Haaptkomponent vu Waasserlöslechen Dünger ass chemesch Dünger, déi einfach Buedemverdichtung an Ungleichgewicht vu Buedemmikrobiellengemeinschaften no laangfristeg Notzung verursaache kënnen, wat schlussendlech zu enger Ofbau vun der Fruchtbarkeet vum Buedem féiert. Baséierend op den uewe genannte Grënn, mat der Entwécklung vun der Waasserdüngerintegratioun, hu grouss auslännesch an auslännesch chemesch Firmen successiv Chemikalien mat Skala- a Korrosiounsinhibitiounseffekter entwéckelt fir Probleemer an der Produktioun an der Notzung vu Waasserlöslechen Dünger ze léisen. Ënnert hinnen sinn polyasparaginsäure a seng Derivate déi meescht studéiert Substanzen. 

1.1 Uwendung vu Polyasparaginsäure a Waasserlöslechen Dünger

Polyasparaginsäure (PASP) ass e kënschtlech synthetiséiert Waasserlöslech Protein deen natierlech am Schleim vu Marine Muschelen wéi Austern existéiert. Et ass eng aktiv Substanz déi vu Marine Muschelen benotzt gëtt fir Nährstoffer ze beräicheren a Muschelen ze kreéieren. Polyasparaginsäure, als nei Aart vun Dünger Synergist, kann d'Absorptioun vu Stickstoff, Phosphor, Kalium a Spuerelementer vu Kulturen verbesseren; Zousätzlech ass Polyasparaginsäure net gëfteg, harmlos a voll biodegradéierbar, sou datt et eng weltwäit unerkannt gréng Chemikalie ass. Fuerschung an Uwendungsresultater doheem an am Ausland hunn gewisen datt Polyasparaginsäure, als synergistesche Agent fir Waasserléislech Dünger, Haapteffekter an de folgenden Aspekter huet.

1.1 Dispersiounseffekt vu Polyasparaginsäure

D'Haaptgrënn fir d'Blockéierung vun der Pipeline während der Benotzung vu Waasserlöslechen Dünger enthalen Nidderschlag verursaacht duerch chemesch Reaktiounen tëscht Dünger, reduzéierter Solubilitéit verursaacht duerch Waasser pH, a Waasserinlöslech Substanzen an Dünger. Dës Waasser-onlöslech Substanzen, déi duerch verschidde Weeër geformt ginn, halen sech no an no un den Interieur oder Ausgang vun der Pipeline, besonnesch Waasser-onlöslech Salze wéi Kalzium a Magnesium, an doduerch de ganze System blockéieren. 

Polyasparaginsäure, als eng nei Zort vu gréngen Dispergéierungsmëttel, kann d'Bildung an d'Aggregatioun vun anorganescher Salzskala verhënneren an erliichteren wann se op Tropfen (Spray) Bewässerungssystemer applizéiert ginn. Et kann déi geformt Skala a kleng Partikelen, déi am Waassersystem suspendéiert sinn, verdeelen, an doduerch d'Blockéierungsproblem vu Waasserlöslechen Dünger am System während der Benotzung reduzéieren. Laut Fuerschung, polyasparagin Seier, als chelating dispersant an Waasser Circulatioun Systemer, huet gutt chelating an dispersing Effekter op Eisen oxides, Kalziumkarbonat, Titan Dioxid, Zénk hydroxide, Magnesium hydroxide, Magnesium oxide, Mangan Dioxid, etc.. Koskan et al. gleewen datt polyasparaginsäure d'Depositioun vu Skala op Wärmetransferflächen a Waassersystemleitungen verhënneren kann. 

Mëttlerweil huet d'Fuerschung iwwer d'Effekter vum Molekulargewiicht vu Polyasparaginsäure a Systemtemperatur op Skalahemmung bestätegt datt d'Skalahemmungseffekt vu Polyasparaginsäure enk mat sengem Molekulargewiicht verbonnen ass, awer net mat der Systemtemperatur. Et gëtt allgemeng ugeholl datt d'Skalahemmungseffekt vu Polyasparaginsäure, déi duerch verschidde Methoden synthetiséiert gëtt, enk mat senger entspriechender Skala verbonnen ass. Zum Beispill, Polyasparaginsäure mat Asparaginsäure als Rohmaterial huet e bessere Skalahemmungseffekt op CaF2, während Polyasparaginsäure mat Maleinanhydrid a sengen Derivate e bessere Skalahemmungseffekt op BaSO4, SrSO4, CaSO4, etc Ross et al. bestätegt datt d'optimal Gewiicht duerchschnëttlech Molekulargewiichtbereich fir d'Verbreedung vu Polyasparaginsäure wéi Kalziumkarbonat, Kalziumsulfat a Bariumsulfat tëscht 10000 an 4000 ass. Effekt op d'Skalahemmungsquote vu Polyasparaginsäure; Wann Ca2+ 800mg/L ass an d'Dosis vun der Polyasparaginsäure nëmmen 3 mg/L ass, kann d'Skalahemmungsquote nach ëmmer iwwer 90% erreechen. Bei 20 ℃ verursaacht Polyasparaginsäure eng Verzögerung vun op d'mannst 150 Minutten an der Nukleatioun vu Kalziumkarbonat. Dës Studien weisen all d'Universalitéit vun der Polyasparaginsäure Skala Hemmungsleistung op Temperatur. 

1.2 Korrosiounsinhibitioun vu Polyasparaginsäure

Et gëtt allgemeng ugeholl datt d'polare Gruppen (och N an O Gruppen) an der Polyasparaginsäure op Metallleitungen adsorbéiert ginn, wat d'Aktivéierungsenergie vum Metallioniséierungsprozess staark verbessert. Zur selwechter Zäit sinn déi net-polare Gruppen (Alkyl R) op eng Direktiouns Manéier ewech vum Metall arrangéiert, en hydrophobesche Film bilden, doduerch d'Korrosioun vu Metallleitungen duerch wässerlech Léisungen hemmt, effektiv d'Tropbewässerungssystemer an der Integratioun vun Waasser an Dünger, d'Liewensdauer vun Ausrüstung verlängeren an d'Produktiounskäschte reduzéieren. Polyasparaginsäure huet Korrosiounsinhibitiounseffekter op verschidde Metallmaterialien wéi Kuelestol, Kupfer, Messing a wäiss Kupfer a verschiddene Systemer [25]; Wann d'Konzentratioun vu Polyasparaginsäure 100 mg / L ass, kann d'Korrosiounsinhibitiounsquote vu Kuelestol 93% erreechen, a bei dëser Konzentratioun kann Polyasparaginsäure d'Korrosiounsquote vu Kuelestol ëm 90% verlangsamen, effektiv de Liewensdauer vun der Pipeline. 

An relevante Studien hunn d'Fuerscher festgestallt datt Polyasparaginsäure e gudden hemmend Effekt op Pipelinekorrosioun a Waassersystemer ënner verschiddene pH-Konditiounen huet. Dem Benton seng Fuerschung suggeréiert datt d'Benotzung vu Polyasparaginsäure a seng Salze mat engem Molekulargewiicht vun 1000 bis 5000 an enger Konzentratioun vu 25 mg / L an engem korrosive Salzléisungsmëttel mat engem pH vu 4,0 bis 6,6 d'Korrosioun vu Kuelestol duerch Kuelendioxid effektiv hemmen kann . Wann Kalota et al. an Silverman et al. [30] studéiert der corrosion inhibition Leeschtung vun polyaspartic Seier op Eisen ënner verschiddene pH, Temperatur, a Fiichtegkeet zréck Konditiounen, si fonnt dass polyaspartic Seier gutt corrosion inhibition Leeschtung huet wann pH méi grouss wéi 10. Mansfeld et al. [31] fonnt datt gutt Resultater och bei pH erreecht ginn rangéiert vun 8 bis 9. Dofir kann polyasparaginsäure d'Korrosioun vu Pipelines während der Verwäertung vu verschiddene Formelen vu Waasserlöslechen Dünger léisen, wat hëllefräich ass fir d'Applikatioun vu fixen oder semi fix Pipeline Systemer. 

1.3 Synergistesch a Qualitéitsverbesserungseffekter vu Polyasparaginsäure

Polyasparaginsäure, als Dünger Synergist oder Nährstoffverstärker, gouf gemellt a punkto luesen Verëffentlechung an Effizienzverbesserung, erhéicht Düngerverbrauch, verbessert Erntequalitéit, a erhéicht Ausbezuelen an Akommes. D'Fuerschung huet gewisen datt d'Addéiere vu Polyasparaginsäure zu Waasserlöslechen Dünger d'Effizienz vun der Dünger verlängeren kann, suergen datt d'Cropen Nährstoffer gläichméisseg iwwer de ganze Wuesstumsprozess absorbéieren, an domat déi effektiv Notzung vun Dünger garantéieren. D'Experiment vum Lei Quankui et al. huet gewisen datt d'Notzungseffizienz vun N, P, a K Dünger an Erdnuss a variéierend Grad eropgaang ass no der Uwendung vu Polyasparaginsäure, an d'Erdnuss war manner ufälleg fir Nährstoffmangel Symptomer während der ganzer Wuesstumsaison. Cao Dan et al. studéiert d'Persistenz vu Polyasparaginsäure a bewisen datt d'Benotzung vun Polyasparaginsäure eemol am Joer e Rendementerhéijungseffekt op béid Kulturen huet. 

Laut Berichter kann d'Polyasparaginsäure effektiv d'essentielle Medium a Spuerelementer fir d'Erntewachstum aktivéieren, d'Absorptiounseffizienz vu grousse Quantitéiten un Elementer verbesseren an domat d'Düngernutzung erhéijen. Nom Gebrauch kann et d'Ernte Stressresistenz verbesseren, d'Enzymaktivitéit an de Kulturen reguléieren, d'Ausbezuelung erhéijen an d'Erntequalitéit verbesseren. Li Jiangang et al. fonnt datt d'Applikatioun vu Polyasparaginsäure op Kulturen wéi gréngt Geméis zu ënnerschiddleche Grad vun der Erhéijung vum Vitamin C an löslechen Zockergehalt gefouert huet, wat d'Qualitéit vu Geméis an Uebst effektiv verbesseren kann. Jiao Yongkang et al. fonnt duerch Bliedersprayung vu verschiddenen Typen vu Polyasparaginsäurechelates datt d'Benotzung vu Polyasparaginsäure net nëmmen d'Ausbezuelung an d'Qualitéit vun der Huangguan Birne erhéicht, awer och d'Verjéngung reduzéiert. D'Verloschter, déi duerch d'Kroun-Klauerkrankheet vum Birenbaum verursaacht ginn. Tang Huihui et al. duerch hir Studie iwwer d'Applikatioun vu polyaspartesche Stickstoffdünger op Nordoste Fréijoers Mais fonnt datt PASP N fir Mais Kultivatioun benotzt gouf ënner der Bedingung vum Gesamtstickstoff ëm 1/3 ze reduzéieren, ouni d'Ausbezuele vum Mais ze reduzéieren an d'Enzymaktivitéit am Mais a verschiddene Stadien effektiv ze reguléieren, wat fir Gewiichtsverloscht an Effizienz Verbesserung positiv ass. Xu Yanwei et al. fonnt datt no der Uwendung vun Harnstoff mat Polyasparaginsäure op Reis, d'Effizienz vun der Dünger wesentlech verbessert gouf, an d'Dünger gouf net während der Wuesstumszäit geläscht. Cao Dan et al. fonnt datt d'Applikatioun vu Polyasparaginsäure fir d'Kultivatioun vu Poplar-Setzlinger eng entspriechend Reduktioun vun der Stickstoffverbrauch erfuerdert fir den héije Stickstoffstress ze entlaaschten, deen duerch héich Stickstoffverbrauchseffizienz verursaacht gëtt.

1.4 Ëmweltschutz Charakteristiken vun Polyasparaginsäure

Polyasparaginsäure ass e Polymer, deen haaptsächlech aus Aminosäuren besteet, déi duerch Mikroorganismen an der Ëmwelt komplett ofgerappt kënne ginn an benotzbar Aminosäuren mat engem nidderegen molekulare Gewiicht, Waasser a Kuelendioxid. Een huet d'OECD301A Method benotzt fir d'Biologesch Ofbaubarkeet vu Polyasparaginsäure ze studéieren an huet festgestallt datt d'Quantitéit u Kuelendioxid, déi duerch Polyasparaginsäurebehandlung fräigelooss gëtt, no bei der Referenzglucose war. Zousätzlech hunn Xiong Rongchun an anerer och bewisen datt Polyasparaginsäure eng gréng Chemikalie ass mat exzellenter biologescher Ofbaubarkeet. 

2 Ausbléck

Mat der gradueller Realisatioun vum Zil vun "eng Kontroll, zwou Reduktiounen, an dräi Basis" an der China Landwirtschaft, gëtt den Integratiounsprozess vu Waasser an Dünger ëmmer méi séier, an d'Nofro fir Waasserlöslech Dünger, besonnesch High-End Waasser- löslech Dünger, geet erop. Polyasparaginsäure, als gréng an ëmweltfrëndlech chelatéierend Dispersant an Dünger Synergist, kann net nëmmen effektiv d'Skaléierung vu chemeschen Dünger a Korrosioun vu Pipelines verhënneren, awer och d'Effizienz a Qualitéit verbesseren, mat staarken Uwendungsperspektiven. 

Als Äntwert op den aktuellen Uwendungsstatus vu Polyasparaginsäure a Waasserlöslechen Dünger, kombinéiert mat de Charakteristiken vun der Polyasparaginsäure, déi d'Wurzelproduktioun fördert, d'Ernteenzymaktivitéit regelt, d'Nährstoffabsorptioun verbessert an d'Verbreedung vun metallen Elementer chelatert, mengt den Auteur datt d'Entwécklung vu Polyasparagin Säure-baséiert Waasserlöslech Dünger solle sech op speziell Waasserlöslech Dünger an High-End Waasserléislech Dünger konzentréieren, besonnesch gëeegent fir Kartoffel an aner Kulturen fir Knollen a Knollen ze sammelen, An a spezialiséiert Waasserlöslech Dünger fir Uebst a Geméis mat Nährstoffabsorption Barrièren, wéi Birnen a Poulet Féiss Krankheet.