Според статистичките податоци на Организацијата за храна и земјоделство на Обединетите нации во 2017 година, глобалното производство на храна изнесувало 2,627 милијарди тони, од кои 618 милиони тони се произведени во Кина, што претставува 23,5% од вкупното глобално производство на храна во истиот период. . За да се одржат толку високи приноси, кинеското земјоделско производство бара потрошувачка на големо количество обработливо земјиште и слатководни ресурси секоја година. Сепак, недостигот на гореспоменатите ресурси во Кина е крајно евидентен. Според статистичките податоци, површината на обработливо земјиште по глава на жител е помала од 0,1 hm2, што е само една третина од светската количина по глава на жител и помалку од една седмина од онаа на САД; Слатководните ресурси на Кина по глава на жител се помалку од 2200 m3, што е само 1/4 од светскиот просек, што ја прави една од земјите со најсиромашни водни ресурси по глава на жител во светот. Затоа, голема количина на хемиски ѓубрива мора да се користи во земјоделското производство во Кина за да се обезбеди севкупен принос.

Меѓутоа, во кинеското земјоделско производство, стапката на искористеност на ѓубрива не е задоволителна. Земајќи го како пример азотно ѓубриво, во 2017 година, вкупната количина на азотни ѓубрива применети во Кина достигна 22,06 милиони тони, што претставува 35% од вкупниот број во светот. Сепак, сеопфатната стапка на искористување на азотно ѓубриво во Кина беше помала од 35% таа година, предизвикувајќи голем отпад. Затоа, работниците од земјоделската наука и технологија во Кина постепено почнуваат да ги проучуваат врвните ѓубрива растворливи во вода за да се прилагодат на процесот на интеграција на ѓубрива во вода [1-2]. Според истражувањето спроведено од Националниот центар за промоција на земјоделска технологија, во моментов има над 30 милиони хектари обработливо земјиште погодно за интеграција на вода и вештачко ѓубриво во Кина, додека моменталната пропорција на примена во земјата е само 3,2%. Затоа, потенцијалот за развој на ѓубриво растворливи во вода во Кина е многу огромен и тоа е клучен фокус за идниот развој на ѓубрива.

Ѓубриво растворливо во вода е ѓубриво со повеќе елементи и брзо дејство кое е целосно растворливо во вода. Има карактеристики на добра растворливост во вода, нема остатоци и може директно да се апсорбира и да се користи од корените и лисјата на културите. Како важна компонента за интеграција на ѓубрива во вода, ѓубривата растворливи во вода имаат очигледни предности. Прво, може значително да ја подобри стапката на искористеност на ѓубривата. Според статистичките податоци, стапката на искористеност на конвенционалните ѓубрива во Кина е околу 30%, додека стапката на искористеност на ѓубрива растворливи во вода е помеѓу 70% и 80%. Исто така, може да го намали вкупниот износ на оплодување, што ги исполнува основните барања на националниот двоен јаглероден циклус; Второ, ѓубривата растворливи во вода имаат висока содржина на хранливи материи и сеопфатна исхрана, што може значително да го подобри приносот и квалитетот на културите, што ги прави една од клучните развојни насоки за идната индустрија за ѓубрива; Конечно, промоцијата и употребата на ѓубрива растворливи во вода, придружени со интеграција на вода и ѓубриво, може да заштеди голема количина слатководни ресурси и да помогне да се подобри квалитетот на животот на кинеските жители. 

Во моментов, има уште многу проблеми кои треба да се решат во производството и употребата на ѓубрива растворливи во вода во Кина. Лошата растворливост во вода и високата содржина на нерастворливи материи може лесно да предизвикаат блокирање на бигорот во цевководите, особено во областите со високи концентрации на јони на калциум и магнезиум во водата за наводнување. Во моментов, потребата за супстанции нерастворливи во вода во растворливите ѓубрива во Кина е 0,5%, додека интегрираниот систем за ѓубрива за вода е генерално фиксиран или полуфиксен, со екстремно фини и тешки за чистење излези за вода, кои лесно се блокираат со супстанции нерастворливи во вода. Дел од солта во ѓубривото ќе го кородира цевководот. Во моментов, цевките на интегрираниот систем за вода и ѓубрива се претежно направени од јаглероден челик или пластика, меѓу кои цевките направени од јаглероден челик се подложни на корозија од кислород, вода, киселина и алкали, што го скратува работниот век на системот и ги зголемува трошоците за користење. Главната компонента на ѓубривата растворливи во вода се хемиските ѓубрива, кои лесно можат да предизвикаат набивање на почвата и нерамнотежа на почвените микробиолошки заедници по долготрајна употреба, што на крајот ќе доведе до деградација на плодноста на почвата. Врз основа на горенаведените причини, со развојот на интеграција на ѓубрива за вода, големите домашни и странски хемиски компании последователно развија хемикалии со ефекти на бигор и инхибиција на корозија за да ги решат проблемите во производството и употребата на ѓубрива растворливи во вода. Меѓу нив, полиаспарагинската киселина и нејзините деривати се најшироко проучуваните супстанции. 

1.1 Примена на полиаспарагинска киселина во ѓубрива растворливи во вода

Полиаспартинската киселина (PASP) е вештачки синтетизиран протеин растворлив во вода кој природно постои во слузта на морските школки како што се остригите. Тоа е активна супстанција што ја користат морските школки за збогатување на хранливи материи и создавање школки. Полиаспартинската киселина, како нов тип на синергисти за ѓубрива, може да ја подобри апсорпцијата на азот, фосфор, калиум и елементи во трагови од страна на културите; Покрај тоа, полиаспарагинската киселина е нетоксична, безопасна и целосно биоразградлива, што ја прави глобално призната зелена хемикалија. Резултатите од истражувањето и примената дома и во странство покажаа дека полиаспарагинската киселина, како синергетски агенс за ѓубрива растворливи во вода, има главни ефекти во следните аспекти.

1.1 Ефект на дисперзија на полиаспарагинската киселина

Главните причини за блокирање на цевководот за време на употребата на ѓубрива растворливи во вода вклучуваат врнежи предизвикани од хемиски реакции помеѓу ѓубривата, намалена растворливост предизвикана од pH на водата и супстанции нерастворливи во вода во ѓубривата. Овие супстанции нерастворливи во вода формирани преку различни патишта постепено се прилепуваат до внатрешноста или излезот на цевководот, особено солите нерастворливи во вода, како што се калциумот и магнезиумот, со што го блокираат целиот систем. 

Полиаспарагинската киселина, како нов тип на зелен дисперзант, може да го спречи и ублажи формирањето и агрегацијата на неоргански солени бигор кога се нанесува на системите за наводнување капка по капка (со прскање). Може да ја растера формираната скала во мали честички суспендирани во системот за вода, а со тоа да го намали проблемот со блокирање на ѓубрива растворливи во вода во системот за време на употребата. Според истражувањата, полиаспарагинската киселина, како хелатен дисперзант во системите за циркулација на вода, има добри хелатни и дисперзивни ефекти врз железни оксиди, калциум карбонат, титаниум диоксид, цинк хидроксид, магнезиум хидроксид, магнезиум оксид, манган диоксид итн. Koskan et al. верувајте дека полиаспарагинската киселина може да спречи таложење на бигор на површините за пренос на топлина и цевководите на системот за вода. 

Во меѓувреме, истражувањата за ефектите на молекуларната тежина на полиаспарагинската киселина и температурата на системот врз инхибицијата на бигорот потврдија дека ефектот на инхибиција на скалата на полиаспарагинската киселина е тесно поврзан со нејзината молекуларна тежина, но не и со температурата на системот. Општо се верува дека ефектот на инхибиција на скалата на полиаспарагинската киселина синтетизирана со различни методи е тесно поврзан со нејзината соодветна скала. На пример, полиаспарагинската киселина која користи аспарагинска киселина како суровина има подобар ефект на инхибиција на бигорот на CaF2, додека полиаспарагинската киселина што користи малеински анхидрид и неговите деривати има подобар ефект на инхибиција на скалата на BaSO4, SrSO4, CaSO4, итн. Ross et al. потврдија дека оптималниот тежински опсег на просечна молекуларна тежина за дисперзирање на полиаспарагинската киселина како што се калциум карбонат, калциум сулфат и бариум сулфат е помеѓу 10000 и 4000. Кван Женхуа и други откриле дека кога температурата на водата е под 60 ℃, промената на температурата има мала ефект врз стапката на инхибиција на скалата на полиаспарагинската киселина; Кога Ca2+ е 800 mg/L и дозата на полиаспарагинската киселина е само 3 mg/L, стапката на инхибиција на скалата сепак може да достигне над 90%. На 20 ℃, полиаспарагинската киселина предизвикува одложување од најмалку 150 минути во нуклеацијата на калциум карбонат. Сите овие студии укажуваат на универзалноста на перформансите на инхибиција на скалата на полиаспарагинската киселина во однос на температурата. 

1.2 Инхибиција на корозија на полиаспартанска киселина

Генерално се верува дека поларните групи (вклучувајќи N и O групи) во полиаспарагинската киселина се адсорбираат на металните цевководи, што значително ја подобрува енергијата на активирање на процесот на јонизација на металот. Во исто време, неполарните групи (алкил R) се распоредени во правец подалеку од металот, формирајќи хидрофобна фолија, а со тоа ја инхибира корозијата на металните цевководи со водени раствори, ефикасно заштитувајќи ги системите за наводнување капка по капка во интеграцијата на вода и вештачко ѓубриво, со што се продолжува работниот век на опремата и се намалуваат трошоците за производство. Полиаспартинската киселина има ефекти на инхибиција на корозија на различни метални материјали како што се јаглероден челик, бакар, месинг и бел бакар во различни системи [25]; Кога концентрацијата на полиаспарагинската киселина е 100 mg/L, стапката на инхибиција на корозија на јаглеродниот челик може да достигне 93%, а при оваа концентрација, полиаспартинската киселина може да ја забави стапката на корозија на јаглеродниот челик за 90%, ефикасно да го продолжи работниот век на гасоводот. 

Во релевантните студии, истражувачите открија дека полиаспарагинската киселина има добар инхибиторен ефект врз корозијата на цевководите во водните системи под различни pH услови. Истражувањето на Бентон сугерира дека користењето полиаспарагинска киселина и нејзините соли со молекуларна тежина од 1000 до 5000 и концентрација од 25 mg/L во корозивен раствор на сол со pH од 4,0 до 6,6 може ефикасно да ја инхибира корозијата на јаглеродниот челик со јаглерод диоксид. . Кога Калота и сор. и Силверман и сор. [30] ги проучувале перформансите на инхибиција на корозија на полиаспарагинската киселина на железо под различни pH, температура и услови на влага, тие откриле дека полиаспартинската киселина има добри перформанси на инхибиција на корозија кога pH е поголема од 10. Mansfeld et al. [31] откри дека добри резултати може да се постигнат и при pH во опсег од 8 до 9. Затоа, полиаспарагинската киселина може да ја реши корозијата на цевководите за време на употребата на различни формули на ѓубрива растворливи во вода, што е корисно за примена на фиксни или полуфиксни цевководни системи. 

1.3 Синергетски и квалитетни ефекти на полиаспарагинската киселина

Полиаспартинската киселина, како синергист на ѓубрива или подобрувач на хранливи материи, е пријавена во смисла на бавно ослободување и подобрување на ефикасноста, зголемена употреба на ѓубрива, подобрен квалитет на културите и зголемен принос и приход. Истражувањата покажаа дека додавањето полиаспарагинска киселина во ѓубрива растворливи во вода може да ја продолжи ефективноста на ѓубривото, да обезбеди рамномерно да ги апсорбираат хранливите материи во текот на целиот процес на раст и на тој начин да се обезбеди ефикасно искористување на ѓубривата. Експериментот спроведен од Леи Куанкуи и сор. покажа дека ефикасноста на користењето на ѓубривата N, P и K во кикириките се зголемила до различен степен по примената на полиаспарагинската киселина, а кикириката била помалку склона кон симптоми на недостаток на хранливи материи во текот на целата сезона на раст. Као Дан и сор. ја проучувал истрајноста на полиаспарагинската киселина и покажал дека користењето на полиаспарагинската киселина еднаш годишно има ефект на зголемување на приносот на двете култури. 

Според извештаите, полиаспарагинската киселина може ефикасно да ги активира есенцијалните подлоги и елементи во трагови за раст на културите, да ја подобри ефикасноста на апсорпција на големи количини на елементи и со тоа да ја зголеми искористеноста на ѓубривата. По употребата, може да ја подобри отпорноста на стресот на културите, да ја регулира ензимската активност во земјоделските култури, да го зголеми приносот и да го подобри квалитетот на културите. Ли Џианганг и сор. откриле дека примената на полиаспарагинската киселина на култури како што е зелениот зеленчук резултира со различни степени на зголемување на содржината на витамин Ц и растворлив шеќер, што може ефикасно да го подобри квалитетот на зеленчукот и овошјето. Џиао Јонгканг и сор. откриено преку фолијарно прскање на различни видови хелати на полиаспарагинската киселина дека употребата на полиаспарагинската киселина не само што го зголемува приносот и квалитетот на крушата Huangguan, туку и го намалува пожолтувањето. Загубите предизвикани од болеста на врана на крушата. Танг Хуихуи и сор. откриле преку нивната студија за примена на полиаспартично азотно ѓубриво на североисточна пролетна пченка дека PASP N се користел за одгледување пченка под услов да се намали вкупниот азот за 1/3, без да се намали приносот на пченката и ефикасно да се регулира ензимската активност во пченката во различни фази, што е корисно за губење на тежината и подобрување на ефикасноста. Ксу Јанвеи и сор. откриле дека по нанесувањето на уреа што содржи полиаспарагинска киселина на оризот, ефективноста на ѓубривото била значително подобрена, а ѓубривото не било отстрането во текот на сезоната на раст. Као Дан и сор. откриле дека примената на полиаспарагинската киселина за одгледување садници од топола бара соодветно намалување на употребата на азот со цел да се ублажи високиот азотен стрес предизвикан од високата ефикасност на искористување на азот.

1.4 Карактеристики за заштита на животната средина на полиаспартинската киселина

Полиаспартинската киселина е полимер главно составен од амино киселини, кои можат целосно да се разградат од микроорганизмите во околината во употребливи аминокиселини со мала молекуларна тежина, вода и јаглерод диоксид. Некој го користел методот OECD301A за да ја проучи биоразградливоста на полиаспарагинската киселина и открил дека количината на јаглерод диоксид ослободен од третманот со полиаспартинска киселина е блиску до референтната гликоза. Покрај тоа, Ксионг Ронгчун и други, исто така, покажаа дека полиаспарагинската киселина е зелена хемикалија со одлична биоразградливост. 

2 Outlook

Со постепеното остварување на целта „една контрола, две намалувања и три основни“ во кинеското земјоделство, процесот на интеграција на водата и вештачкото ѓубриво станува сè побрз, а побарувачката за ѓубрива растворливи во вода, особено за висококвалитетни ѓубрива за вода. растворливи ѓубрива, се зголемува. Полиаспарагинската киселина, како зелен и еколошки хелатен дисперзант и синергист на ѓубрива, не само што може ефикасно да го спречи скалирањето на хемиските ѓубрива и корозијата на цевководите, туку и да ја подобри ефикасноста и квалитетот, со силни изгледи за примена. 

Како одговор на тековниот статус на примена на полиаспарагинската киселина во ѓубрива растворливи во вода, во комбинација со карактеристиките на полиаспарагинската киселина што го промовира производството на коренот, ја регулира активноста на ензимите на културите, ја подобрува апсорпцијата на хранливи материи и хелатирачки дисперзирани метални елементи, авторот верува дека развојот на полиаспарагинската Ѓубрива растворливи во вода базирани на киселина треба да се фокусираат на специјални ѓубрива растворливи во вода и врвни ѓубрива растворливи во вода, особено погодни за компири и други култури за собирање клубени и клубени, и во специјализирани ѓубрива растворливи во вода за овошје и зеленчук со апсорпција на хранливи материи бариери, како што се болест на круши и пилешки стапала.