Polyaspartic acid

Nyheter

  • Hjem
  • Påføring av polyasparaginsyre i vannløselig gjødsel

sep . 28, 2023 15:36 Tilbake til listen

Påføring av polyasparaginsyre i vannløselig gjødsel

I følge statistikken til FNs mat- og landbruksorganisasjon i 2017, var den globale matproduksjonen 2,627 milliarder tonn, hvorav 618 millioner tonn ble produsert i Kina, og utgjorde 23,5 % av den totale globale matproduksjonen i samme periode. . For å opprettholde så høye avlinger krever Kinas landbruksproduksjon forbruk av store mengder jordbruksland og ferskvannsressurser hvert år. Imidlertid er knappheten på de nevnte ressursene i Kina ekstremt tydelig. I følge statistikk er dyrkbar landareal per innbygger mindre enn 0,1 hm2, som er bare en tredjedel av verdens mengde per innbygger og mindre enn en syvendedel av USAs; Kinas ferskvannsressurser per innbygger er mindre enn 2200 m3, bare 1/4 av verdensgjennomsnittet, noe som gjør det til et av landene med de fattigste vannressurser per innbygger i verden. Derfor må en stor mengde kjemisk gjødsel brukes i landbruksproduksjonen i Kina for å sikre samlet utbytte.

 

I Kinas landbruksproduksjon er imidlertid ikke utnyttelsesgraden av gjødsel tilfredsstillende. For å ta nitrogengjødsel som et eksempel, i 2017 nådde den totale mengden nitrogengjødsel som ble brukt i Kina 22,06 millioner tonn, og utgjør 35% av verdens totale. Imidlertid var den omfattende utnyttelsesgraden av nitrogengjødsel i Kina mindre enn 35 % det året, noe som forårsaket stort avfall. Derfor begynner landbruksvitenskapelige og teknologiske arbeidere i Kina gradvis å studere avansert vannløselig gjødsel for å tilpasse seg prosessen med vanngjødselintegrering [1-2]. I følge forskningen utført av National Agricultural Technology Promotion Center er det for tiden over 30 millioner hektar dyrkbar jord som er egnet for integrering av vann og gjødsel i Kina, mens den nåværende bruksandelen i landet bare er 3,2 %. Derfor er utviklingspotensialet for vannløselig gjødsel i Kina veldig stort, og det er et sentralt fokus for fremtidig gjødselutvikling.

 

Vannløselig gjødsel er en multielementforbindelse og hurtigvirkende gjødsel som er fullstendig løselig i vann. Den har egenskapene til god vannløselighet, ingen rester, og kan absorberes direkte og utnyttes av røttene og bladene til avlinger. Som en viktig komponent i vanngjødselintegrasjon har vannløselig gjødsel åpenbare fordeler. For det første kan det forbedre utnyttelsesgraden av gjødsel betydelig. I følge statistikk er utnyttelsesgraden av konvensjonell gjødsel i Kina omtrent 30 %, mens utnyttelsesgraden av vannløselig gjødsel er mellom 70 % og 80 %. Det kan også redusere den totale mengden gjødsling, som oppfyller de grunnleggende kravene til den nasjonale doble karbonsyklusen; For det andre har vannløselig gjødsel høyt næringsinnhold og omfattende ernæring, noe som kan forbedre avlingene og kvaliteten betraktelig, noe som gjør dem til en av de viktigste utviklingsretningene for fremtidens gjødselindustri; Til slutt kan promotering og bruk av vannløselig gjødsel, ledsaget av integrasjon av vann og gjødsel, spare store mengder ferskvannsressurser og bidra til å forbedre livskvaliteten til kinesiske innbyggere. 

 

For tiden er det fortsatt mange problemer som skal løses i produksjon og bruk av vannløselig gjødsel i Kina. Dårlig vannløselighet og høyt innhold av uløselige stoffer kan lett forårsake beleggblokkering i rørledninger, spesielt i områder med høye kalsium- og magnesiumionekonsentrasjoner i vanningsvann. For tiden er kravet til vannuløselige stoffer i løselig gjødsel i Kina 0,5 %, mens det integrerte vanngjødselsystemet generelt er fast eller halvfast, med ekstremt fine og vanskelige å rengjøre vannutløp, som lett blokkeres av vannuløselige stoffer. En del av saltet i gjødselen vil korrodere rørledningen. For tiden er rørene til det integrerte vann- og gjødselsystemet for det meste laget av karbonstål eller plast, blant annet er rørene laget av karbonstål utsatt for korrosjon av oksygen, vann, syre og alkali, noe som forkorter systemets levetid og øker brukskostnadene. Hovedkomponenten i vannløselig gjødsel er kjemisk gjødsel, som lett kan forårsake jordkomprimering og ubalanse i jordmikrobielle samfunn etter langvarig bruk, noe som til slutt fører til nedbryting av jords fruktbarhet. Basert på de ovennevnte årsakene, med utviklingen av vanngjødselintegrasjon, har store innenlandske og utenlandske kjemiske selskaper suksessivt utviklet kjemikalier med skala- og korrosjonshemmende effekter for å løse problemer med produksjon og bruk av vannløselig gjødsel. Blant dem er polyasparaginsyre og dens derivater de mest studerte stoffene. 

 

1.1Påføring av polyasparaginsyre i vannløselig gjødsel

Polyasparaginsyre (PASP) er et kunstig syntetisert vannløselig protein som finnes naturlig i slimet til marine skalldyr som østers. Det er et aktivt stoff som brukes av marine skalldyr for å berike næringsstoffer og lage skjell. Polyasparaginsyre, som en ny type gjødselsynergist, kan forbedre absorpsjonen av nitrogen, fosfor, kalium og sporstoffer av avlinger; I tillegg er polyasparaginsyre ikke-giftig, ufarlig og fullstendig biologisk nedbrytbar, noe som gjør den til et globalt anerkjent grønt kjemikalie. Forsknings- og påføringsresultater i inn- og utland har vist at polyasparaginsyre, som et synergistisk middel for vannløselig gjødsel, har hovedeffekter i følgende aspekter.

 

1.1 Dispersjonseffekt av polyasparaginsyre

Hovedårsakene til blokkering av rørledninger under bruk av vannløselig gjødsel inkluderer nedbør forårsaket av kjemiske reaksjoner mellom gjødsel, redusert løselighet forårsaket av vann-pH og vannuløselige stoffer i gjødsel. Disse vannuløselige stoffene dannet gjennom forskjellige veier fester seg gradvis til det indre eller utløpet av rørledningen, spesielt vannuløselige salter som kalsium og magnesium, og blokkerer derved hele systemet. 

 

Polyasparaginsyre, som en ny type grønt dispergeringsmiddel, kan forhindre og lindre dannelsen og aggregeringen av uorganisk saltavleiring når det påføres drypp (spray) vanningssystemer. Den kan spre den dannede avleiringen til små partikler suspendert i vannsystemet, og dermed redusere blokkeringsproblemet med vannløselig gjødsel i systemet under bruk. I følge forskning har polyasparaginsyre, som et chelaterende dispergeringsmiddel i vannsirkulasjonssystemer, gode chelaterende og dispergerende effekter på jernoksider, kalsiumkarbonat, titandioksid, sinkhydroksid, magnesiumhydroksid, magnesiumoksid, mangandioksid, etc. Koskan et al. mener at polyasparaginsyre kan forhindre avleiring av avleiring på varmeoverføringsoverflater og vannsystemrørledninger. 

 

I mellomtiden har forskning på effekten av polyasparaginsyremolekylvekt og systemtemperatur på skalahemming bekreftet at skalahemmingseffekten av polyasparaginsyre er nært knyttet til dens molekylvekt, men ikke til systemtemperaturen. Det antas generelt at den skaleringshemmende effekten av polyasparaginsyre syntetisert ved forskjellige metoder er nært knyttet til dens tilsvarende skala. For eksempel har polyasparaginsyre som bruker asparaginsyre som råmateriale bedre avleiringshemmende effekt på CaF2, mens polyasparaginsyre som bruker maleinsyreanhydrid og dets derivater har bedre avleiringshemmende effekt på BaSO4, SrSO4, CaSO4, etc. Ross et al. bekreftet at det optimale vektgjennomsnittlige molekylvektområdet for dispergering av polyasparaginsyre som kalsiumkarbonat, kalsiumsulfat og bariumsulfat er mellom 10000 og 4000. Quan Zhenhua og andre fant at når vanntemperaturen er under 60 ℃, har temperaturendringen liten effekt på skalahemmingshastigheten til polyasparaginsyre; Når Ca2+ er 800mg/L og doseringen av polyasparaginsyre bare er 3 mg/L, kan skalahemmingshastigheten fortsatt nå over 90%. Ved 20 ℃ forårsaker polyasparaginsyre en forsinkelse på minst 150 minutter i kjernedannelsen av kalsiumkarbonat. Disse studiene indikerer alle universaliteten til polyasparaginsyreskalahemming i forhold til temperatur. 

 

1.2 Korrosjonshemming av polyasparaginsyre

Det antas generelt at de polare gruppene (inkludert N- og O-grupper) i polyasparaginsyre adsorberes på metallrørledninger, noe som i stor grad forbedrer aktiveringsenergien til metallioniseringsprosessen. Samtidig er de ikke-polare gruppene (alkyl R) anordnet på en retningsbestemt måte vekk fra metallet, og danner en hydrofob film, og hindrer derved korrosjon av metallrørledninger med vandige løsninger, og beskytter effektivt dryppvanningssystemer i integreringen av vann og gjødsel, forlenger utstyrets levetid og reduserer produksjonskostnadene. Polyasparaginsyre har korrosjonshemmende effekter på ulike metallmaterialer som karbonstål, kobber, messing og hvitt kobber i ulike systemer [25]; Når konsentrasjonen av polyasparaginsyre er 100 mg/L, kan korrosjonshemmingshastigheten til karbonstål nå 93%, og ved denne konsentrasjonen kan polyasparaginsyre redusere korrosjonshastigheten til karbonstål med 90%, og effektivt forlenge levetiden til rørledningen. 

 

I relevante studier har forskere funnet at polyasparaginsyre har en god hemmende effekt på rørledningskorrosjon i vannsystemer under ulike pH-forhold. Bentons forskning tyder på at bruk av polyasparaginsyre og dens salter med en molekylvekt på 1000 til 5000 og en konsentrasjon på 25 mg/L i et korrosivt saltløsningsmedium med en pH på 4,0 til 6,6 effektivt kan hemme korrosjonen av karbonstål med karbondioksid . Når Kalota et al. og Silverman et al. [30] studerte korrosjonshemmende ytelsen til polyasparaginsyre på jern under forskjellige pH-, temperatur- og fuktighetsforhold, fant de at polyasparaginsyre har god korrosjonshemmende ytelse når pH er større enn 10. Mansfeld et al. [31] fant at gode resultater også kan oppnås ved pH-verdier fra 8 til 9. Derfor kan polyasparaginsyre løse korrosjon av rørledninger under bruk av forskjellige formler for vannløselig gjødsel, noe som er nyttig for påføring av faste eller halvfaste rørledningssystemer. 

 

1.3 Synergistiske og kvalitetsforbedrende effekter av polyasparaginsyre

Polyasparaginsyre, som en gjødselsynergist eller næringsforsterker, har blitt rapportert i form av langsom frigjøring og effektivitetsforbedring, økt gjødselutnyttelse, forbedret avlingskvalitet og økt avling og inntekt. Forskning har vist at tilsetning av polyasparaginsyre til vannløselig gjødsel kan forlenge effektiviteten til gjødselen, sikre at avlingene absorberer næringsstoffer jevnt gjennom hele vekstprosessen, og dermed sikre effektiv utnyttelse av gjødsel. Eksperimentet utført av Lei Quankui et al. viste at utnyttelseseffektiviteten av N-, P- og K-gjødsel i peanøtter økte i varierende grad etter påføring av polyasparaginsyre, og peanøtten var mindre utsatt for næringsmangelsymptomer gjennom hele vekstsesongen. Cao Dan et al. studerte persistensen av polyasparaginsyre og demonstrerte at bruk av polyasparaginsyre en gang i året har en effektøkende effekt på begge avlingene. 

 

Ifølge rapporter kan polyasparaginsyre effektivt aktivere det essensielle mediet og sporelementene for avlingsvekst, forbedre absorpsjonseffektiviteten til store mengder elementer, og dermed øke gjødselutnyttelsen. Etter bruk kan det forbedre avlingsstressmotstanden, regulere enzymaktiviteten i avlinger, øke utbyttet og forbedre avlingskvaliteten. Li Jiangang et al. fant at bruk av polyasparaginsyre på avlinger som grønne grønnsaker resulterte i varierende grad av økning i vitamin C og innhold av løselig sukker, noe som effektivt kan forbedre kvaliteten på grønnsaker og frukt. Jiao Yongkang et al. funnet gjennom bladsprøyting av forskjellige typer polyasparaginsyrechelater at bruken av polyasparaginsyre ikke bare øker utbyttet og kvaliteten på Huangguan-pære, men også reduserer gulning. Tapene forårsaket av kråkeklosyken til pæretreet. Tang Huihui et al. fant gjennom sin studie på bruk av polyasparagintisk nitrogengjødsel til nordøst vårmais at PASP N ble brukt til maisdyrking under betingelsen om å redusere total nitrogen med 1/3, uten å redusere maisutbyttet og effektivt regulere enzymaktiviteten i mais i forskjellige stadier, som er gunstig for vekttap og effektivitetsforbedring. Xu Yanwei et al. fant at etter påføring av urea som inneholder polyasparaginsyre på ris, ble effektiviteten til gjødselen betydelig forbedret, og gjødselen ble ikke fjernet i vekstsesongen. Cao Dan et al. fant at bruk av polyasparaginsyre for å dyrke poppelfrøplanter krever en passende reduksjon i nitrogenbruk for å lindre høyt nitrogenstress forårsaket av høy nitrogenutnyttelseseffektivitet.

 

1.4 Miljøvernegenskaper for polyasparaginsyre

Polyasparaginsyre er en polymer hovedsakelig sammensatt av aminosyrer, som kan brytes fullstendig ned av mikroorganismer i miljøet til brukbare aminosyrer med lav molekylvekt, vann og karbondioksid. Noen brukte OECD301A-metoden for å studere bionedbrytbarheten til polyasparaginsyre og fant ut at mengden karbondioksid frigjort ved polyasparaginsyrebehandling var nær referanseglukosen. I tillegg har Xiong Rongchun og andre også vist at polyasparaginsyre er et grønt kjemikalie med utmerket biologisk nedbrytbarhet. 

 

2 Outlook

Med den gradvise realiseringen av målet om "én kontroll, to reduksjoner og tre grunnleggende" i Kinas landbruk, blir integreringsprosessen av vann og gjødsel stadig raskere, og etterspørselen etter vannløselig gjødsel, spesielt high-end vann- løselig gjødsel, øker. Polyasparaginsyre, som et grønt og miljøvennlig chelaterende dispergeringsmiddel og gjødselsynergist, kan ikke bare effektivt forhindre avskalering av kjemisk gjødsel og korrosjon av rørledninger, men også forbedre effektiviteten og kvaliteten, med sterke bruksutsikter. 

 

Som svar på den nåværende påføringsstatusen for polyasparaginsyre i vannløselig gjødsel, kombinert med egenskapene til polyasparaginsyre som fremmer rotproduksjon, regulerer avlingens enzymaktivitet, øker næringsopptaket og chelaterer dispergerte metallelementer, mener forfatteren at utviklingen av polyasparaginsyre syrebasert vannløselig gjødsel bør fokusere på spesiell vannløselig gjødsel og avansert vannløselig gjødsel, spesielt egnet for poteter og andre avlinger for å høste knoller og knoller, og i spesialisert vannløselig gjødsel for frukt og grønnsaker med næringsopptak barrierer, som pære- og kyllingføttersykdom. 

Dele

Hvis du er interessert i våre produkter, kan du velge å legge igjen informasjonen din her, så tar vi kontakt med deg innen kort tid.


nb_NONorwegian