Sipas statistikave të Organizatës së Kombeve të Bashkuara për Ushqimin dhe Bujqësinë në vitin 2017, prodhimi global i ushqimit ishte 2.627 miliardë ton, nga të cilat 618 milionë tonë u prodhuan në Kinë, duke përbërë 23.5% të prodhimit të përgjithshëm global të ushqimit gjatë së njëjtës periudhë. . Për të ruajtur rendimente kaq të larta, prodhimi bujqësor i Kinës kërkon konsumimin e një sasie të madhe tokash bujqësore dhe burimeve të ujërave të ëmbla çdo vit. Megjithatë, pamjaftueshmëria e burimeve të lartpërmendura në Kinë është jashtëzakonisht e dukshme. Sipas statistikave, sipërfaqja e tokës së punueshme për frymë është më pak se 0.1 hm2, që është vetëm një e treta e sasisë botërore për frymë dhe më pak se një e shtata e asaj të Shteteve të Bashkuara; Burimet e ujit të ëmbël për frymë të Kinës janë më pak se 2200 m3, vetëm 1/4 e mesatares botërore, duke e bërë atë një nga vendet me burimet më të varfra ujore për frymë në botë. Prandaj, një sasi e madhe e plehrave kimike duhet të përdoret në prodhimin bujqësor në Kinë për të siguruar rendimentin e përgjithshëm.

Megjithatë, në prodhimin bujqësor të Kinës, shkalla e përdorimit të plehrave nuk është e kënaqshme. Duke marrë si shembull plehrat azotike, në vitin 2017, sasia totale e plehrave azotike të aplikuar në Kinë arriti në 22.06 milionë tonë, duke zënë 35% të totalit botëror. Megjithatë, shkalla e përdorimit gjithëpërfshirës të plehrave azotike në Kinë ishte më pak se 35% atë vit, duke shkaktuar humbje të mëdha. Prandaj, punëtorët e shkencës dhe teknologjisë bujqësore në Kinë po fillojnë gradualisht të studiojnë plehrat e nivelit të lartë të tretshëm në ujë për t'iu përshtatur procesit të integrimit të plehrave të ujit [1-2]. Sipas hulumtimit të kryer nga Qendra Kombëtare e Promovimit të Teknologjisë Bujqësore, aktualisht në Kinë ka mbi 30 milionë hektarë tokë të punueshme të përshtatshme për integrimin e ujit dhe plehrave, ndërsa përqindja aktuale e aplikimit në vend është vetëm 3.2%. Prandaj, potenciali i zhvillimit të plehrave të tretshëm në ujë në Kinë është shumë i madh dhe është një fokus kryesor për zhvillimin e ardhshëm të plehrave.

Pleh i tretshëm në ujë është një pleh me shumë elementë dhe me veprim të shpejtë që është plotësisht i tretshëm në ujë. Ka karakteristikat e tretshmërisë së mirë në ujë, nuk ka mbetje dhe mund të absorbohet drejtpërdrejt dhe të përdoret nga rrënjët dhe gjethet e të korrave. Si një komponent i rëndësishëm i integrimit të plehrave të ujit, plehrat e tretshëm në ujë kanë avantazhe të dukshme. Së pari, mund të përmirësojë ndjeshëm shkallën e përdorimit të plehrave. Sipas statistikave, shkalla e përdorimit të plehrave konvencionale në Kinë është rreth 30%, ndërsa shkalla e përdorimit të plehrave të tretshëm në ujë është midis 70% dhe 80%. Mund të zvogëlojë gjithashtu sasinë totale të plehërimit, e cila plotëson kërkesat bazë të ciklit kombëtar të dyfishtë të karbonit; Së dyti, plehrat e tretshëm në ujë kanë përmbajtje të lartë lëndësh ushqyese dhe ushqim gjithëpërfshirës, ​​të cilat mund të përmirësojnë ndjeshëm rendimentin dhe cilësinë e të korrave, duke i bërë ata një nga drejtimet kryesore të zhvillimit për industrinë e ardhshme të plehrave; Së fundi, promovimi dhe përdorimi i plehrave të tretshëm në ujë, i shoqëruar me integrimin e ujit dhe plehut, mund të kursejë një sasi të madhe të burimeve të ujërave të ëmbla dhe të ndihmojë në përmirësimin e cilësisë së jetës së banorëve kinezë. 

Aktualisht, ka ende shumë probleme për t'u zgjidhur në prodhimin dhe përdorimin e plehrave të tretshëm në ujë në Kinë. Tretshmëria e dobët në ujë dhe përmbajtja e lartë e substancave të patretshme mund të shkaktojnë lehtësisht bllokim të shkallës në tubacione, veçanërisht në zonat me përqendrime të larta të joneve të kalciumit dhe magnezit në ujin e ujitjes. Aktualisht, kërkesa për substanca të patretshme në ujë në plehrat e tretshëm në Kinë është 0.5%, ndërsa sistemi i integruar i plehrave të ujit është përgjithësisht fiks ose gjysmë fiks, me dalje uji jashtëzakonisht të imta dhe të vështira për t'u pastruar, të cilat bllokohen lehtësisht nga substancat e patretshme në ujë. Një pjesë e kripës në pleh do të gërryejë tubacionin. Aktualisht, tubat e sistemit të integruar të ujit dhe plehrave janë bërë kryesisht prej çeliku karboni ose plastike, ndër të cilat tubat prej çeliku të karbonit janë të prirur ndaj korrozionit nga oksigjeni, uji, acidi dhe alkali, gjë që shkurton jetën e shërbimit të sistemit. dhe rrit koston e përdorimit. Komponenti kryesor i plehrave të tretshëm në ujë janë plehrat kimikë, të cilët lehtë mund të shkaktojnë ngjeshje të tokës dhe çekuilibër të komuniteteve mikrobiale të tokës pas përdorimit afatgjatë, duke çuar përfundimisht në degradimin e pjellorisë së tokës. Bazuar në arsyet e mësipërme, me zhvillimin e integrimit të plehrave të ujit, kompanitë kryesore kimike vendase dhe të huaja kanë zhvilluar në mënyrë të njëpasnjëshme kimikate me shkallë dhe efekte frenuese të korrozionit për të zgjidhur problemet në prodhimin dhe përdorimin e plehrave të tretshëm në ujë. Midis tyre, acidi poliaspartik dhe derivatet e tij janë substancat më të studiuara. 

1.1 Aplikimi i acidit poliaspartik në plehra të tretshëm në ujë

Acidi poliaspartik (PASP) është një proteinë e sintetizuar artificialisht e tretshme në ujë që ekziston natyrshëm në mukozën e butakëve detarë si gocat e detit. Është një substancë aktive e përdorur nga butakët detarë për të pasuruar lëndët ushqyese dhe për të krijuar guaska. Acidi poliaspartik, si një lloj i ri sinergjik i plehrave, mund të përmirësojë përthithjen e azotit, fosforit, kaliumit dhe elementëve gjurmë nga të mbjellat; Përveç kësaj, acidi poliaspartik është jo toksik, i padëmshëm dhe plotësisht i biodegradueshëm, duke e bërë atë një kimikat të gjelbër të njohur globalisht. Rezultatet e hulumtimit dhe aplikimit brenda dhe jashtë vendit kanë treguar se acidi poliaspartik, si një agjent sinergjik për plehrat e tretshëm në ujë, ka efekte kryesore në aspektet e mëposhtme.

1.1 Efekti i shpërndarjes së acidit poliaspartik

Arsyet kryesore për bllokimin e tubacionit gjatë përdorimit të plehrave të tretshëm në ujë përfshijnë reshjet e shkaktuara nga reaksionet kimike midis plehrave, ulja e tretshmërisë së shkaktuar nga pH e ujit dhe substancat e patretshme në ujë në plehra. Këto substanca të patretshme në ujë të formuara përmes rrugëve të ndryshme ngjiten gradualisht në brendësi ose dalje të tubacionit, veçanërisht kripërat e patretshme në ujë si kalciumi dhe magnezi, duke bllokuar kështu të gjithë sistemin. 

Acidi poliaspartik, si një lloj i ri i shpërndarësit të gjelbër, mund të parandalojë dhe të lehtësojë formimin dhe grumbullimin e shkallës inorganike të kripës kur aplikohet në sistemet e ujitjes me pika (spërkatje). Mund të shpërndajë shkallën e formuar në grimca të vogla të pezulluara në sistemin e ujit, duke reduktuar kështu problemin e bllokimit të plehrave të tretshëm në ujë në sistem gjatë përdorimit. Sipas hulumtimeve, acidi poliaspartik, si dispersant kelatues në sistemet e qarkullimit të ujit, ka efekte të mira kelatuese dhe shpërndarëse në oksidet e hekurit, karbonat kalciumi, dioksid titani, hidroksid zinku, hidroksid magnezi, oksid magnezi, dioksid mangani etj. Koskan et al. besoni se acidi poliaspartik mund të parandalojë depozitimin e shkallës në sipërfaqet e transferimit të nxehtësisë dhe tubacionet e sistemit të ujit. 

Ndërkohë, hulumtimi mbi efektet e peshës molekulare të acidit poliaspartik dhe temperaturës së sistemit në frenimin e shkallës ka konfirmuar se efekti i frenimit të shkallës së acidit poliaspartik është i lidhur ngushtë me peshën e tij molekulare, por jo me temperaturën e sistemit. Në përgjithësi besohet se efekti i frenimit të shkallës së acidit poliaspartik të sintetizuar me metoda të ndryshme është i lidhur ngushtë me shkallën e tij përkatëse. Për shembull, acidi poliaspartik që përdor acidin aspartik si lëndë të parë ka efekt më të mirë frenues të shkallës në CaF2, ndërsa acidi poliaspartik duke përdorur anhidrid maleik dhe derivatet e tij ka efekt më të mirë frenues të shkallës në BaSO4, SrSO4, CaSO4, etj. Ross et al. konfirmoi se diapazoni optimal i peshës mesatare të peshës molekulare për shpërndarjen e acidit poliaspartik si karbonati i kalciumit, sulfati i kalciumit dhe sulfati i bariumit është midis 10000 dhe 4000. Quan Zhenhua dhe të tjerët zbuluan se kur temperatura e ujit është nën 60 ℃, ndryshimi i temperaturës ka pak efekt në shkallën e frenimit të acidit poliaspartik; Kur Ca2+ është 800 mg/L dhe doza e acidit poliaspartik është vetëm 3 mg/L, shkalla e frenimit të shkallës ende mund të arrijë mbi 90%. Në 20 ℃, acidi poliaspartik shkakton një vonesë prej të paktën 150 minutash në bërthamimin e karbonatit të kalciumit. Të gjitha këto studime tregojnë universalitetin e performancës së frenimit të shkallës së acidit poliaspartik ndaj temperaturës. 

1.2 Frenimi i korrozionit të acidit poliaspartik

Përgjithësisht besohet se grupet polare (duke përfshirë grupet N dhe O) në acidin poliaspartik janë përthithur në tubacionet metalike, duke përmirësuar ndjeshëm energjinë e aktivizimit të procesit të jonizimit të metaleve. Në të njëjtën kohë, grupet jopolare (alkil R) vendosen në një mënyrë të drejtuar larg metalit, duke formuar një film hidrofobik, duke penguar kështu korrozionin e tubacioneve metalike nga solucionet ujore, duke mbrojtur në mënyrë efektive sistemet e ujitjes me pika në integrimin e ujë dhe pleh, duke zgjatur jetën e shërbimit të pajisjeve dhe duke ulur kostot e prodhimit. Acidi poliaspartik ka efekte frenuese të korrozionit në materiale të ndryshme metalike si çeliku i karbonit, bakri, bronzi dhe bakri i bardhë në sisteme të ndryshme [25]; Kur përqendrimi i acidit poliaspartik është 100 mg/L, shkalla e frenimit të korrozionit të çelikut të karbonit mund të arrijë në 93%, dhe në këtë përqendrim, acidi poliaspartik mund të ngadalësojë shkallën e korrozionit të çelikut të karbonit me 90%, duke zgjatur në mënyrë efektive jetën e shërbimit të tubacioni. 

Në studimet përkatëse, studiuesit kanë zbuluar se acidi poliaspartik ka një efekt të mirë frenues në korrozionin e tubacioneve në sistemet e ujit në kushte të ndryshme pH. Hulumtimi i Benton sugjeron që përdorimi i acidit poliaspartik dhe kripërave të tij me një peshë molekulare prej 1000 deri në 5000 dhe një përqendrim prej 25 mg/L në një mjedis kripe korrozive me një pH prej 4.0 deri në 6.6 mund të pengojë në mënyrë efektive korrozionin e çelikut të karbonit nga dioksidi i karbonit. . Kur Kalota et al. dhe Silverman et al. [30] studiuan performancën e frenimit të korrozionit të acidit poliaspartik në hekur nën pH, temperaturë dhe kushte të ndryshme lagështie, ata zbuluan se acidi poliaspartik ka performancë të mirë të frenimit të korrozionit kur pH është më i madh se 10. Mansfeld et al. [31] zbuloi se rezultate të mira mund të arrihen edhe në pH që varion nga 8 në 9. Prandaj, acidi poliaspartik mund të zgjidhë korrozionin e tubacioneve gjatë përdorimit të formulave të ndryshme të plehrave të tretshëm në ujë, gjë që është e dobishme për aplikimin e fiksuar ose sistemet gjysmë fikse të tubacioneve. 

1.3 Efektet sinergjike dhe përmirësuese të cilësisë së acidit poliaspartik

Acidi poliaspartik, si një sinergjik i plehrave ose përmirësues i lëndëve ushqyese, është raportuar përsa i përket çlirimit të ngadaltë dhe rritjes së efikasitetit, rritjes së përdorimit të plehrave, përmirësimit të cilësisë së të korrave dhe rritjes së rendimentit dhe të ardhurave. Hulumtimet kanë treguar se shtimi i acidit poliaspartik në plehrat e tretshëm në ujë mund të zgjasë efektivitetin e plehrave, të sigurojë që të korrat të thithin lëndët ushqyese në mënyrë të barabartë gjatë gjithë procesit të rritjes dhe kështu të sigurojë përdorimin efektiv të plehrave. Eksperimenti i kryer nga Lei Quankui et al. tregoi se efikasiteti i përdorimit të plehrave N, P dhe K në kikirikë u rrit në shkallë të ndryshme pas aplikimit të acidit poliaspartik dhe kikiriku ishte më pak i prirur ndaj simptomave të mungesës së lëndëve ushqyese gjatë gjithë sezonit të rritjes. Cao Dan etj. studioi qëndrueshmërinë e acidit poliaspartik dhe tregoi se përdorimi i acidit poliaspartik një herë në vit ka një efekt të rritjes së rendimentit në të dy kulturat. 

Sipas raporteve, acidi poliaspartik mund të aktivizojë në mënyrë efektive mediumin thelbësor dhe elementët gjurmë për rritjen e të korrave, të përmirësojë efikasitetin e absorbimit të sasive të mëdha të elementeve dhe në këtë mënyrë të rrisë përdorimin e plehrave. Pas përdorimit, ai mund të rrisë rezistencën ndaj stresit të të korrave, të rregullojë aktivitetin e enzimës në të mbjella, të rrisë rendimentin dhe të përmirësojë cilësinë e të korrave. Li Jiangang et al. zbuloi se aplikimi i acidit poliaspartik në kultura të tilla si perimet jeshile rezultoi në shkallë të ndryshme të rritjes së vitaminës C dhe përmbajtjes së sheqerit të tretshëm, gjë që mund të përmirësojë në mënyrë efektive cilësinë e perimeve dhe frutave. Jiao Yongkang etj. konstatohet përmes spërkatjes me gjethe të llojeve të ndryshme të kelateve të acidit poliaspartik që përdorimi i acidit poliaspartik jo vetëm që rrit rendimentin dhe cilësinë e dardhës Huangguan, por gjithashtu redukton zverdhjen. Humbjet e shkaktuara nga sëmundja e kthetrave të sorrës së dardhës. Tang Huihui et al. zbuluan nëpërmjet studimit të tyre mbi aplikimin e plehrave azotike poliaspartike në misrin e pranverës verilindore se PASP N u përdor për kultivimin e misrit me kushtin e reduktimit të azotit total me 1/3, pa ulur rendimentin e misrit dhe duke rregulluar efektivisht aktivitetin e enzimës në misër në faza të ndryshme. e cila është e dobishme për humbjen e peshës dhe përmirësimin e efikasitetit. Xu Yanwei etj. zbuloi se pas aplikimit të ure që përmban acid poliaspartik në oriz, efektiviteti i plehut u përmirësua ndjeshëm dhe plehrat nuk u hoqën gjatë sezonit të rritjes. Cao Dan etj. zbuloi se aplikimi i acidit poliaspartik për kultivimin e fidanëve të plepit kërkon një reduktim të duhur të përdorimit të azotit në mënyrë që të lehtësohet stresi i lartë i azotit i shkaktuar nga efikasiteti i lartë i përdorimit të azotit.

1.4 Karakteristikat e mbrojtjes së mjedisit të acidit poliaspartik

Acidi poliaspartik është një polimer i përbërë kryesisht nga aminoacide, të cilat mund të degradohen plotësisht nga mikroorganizmat në mjedis në aminoacide të përdorshme me peshë molekulare të ulët, ujë dhe dioksid karboni. Dikush përdori metodën OECD301A për të studiuar biodegradueshmërinë e acidit poliaspartik dhe zbuloi se sasia e dioksidit të karbonit të çliruar nga trajtimi me acid poliaspartik ishte afër glukozës së referencës. Përveç kësaj, Xiong Rongchun dhe të tjerët kanë demonstruar gjithashtu se acidi poliaspartik është një kimikat i gjelbër me biodegradueshmëri të shkëlqyer. 

2 Outlook

Me realizimin gradual të qëllimit "një kontroll, dy reduktime dhe tre bazë" në bujqësinë e Kinës, procesi i integrimit të ujit dhe plehrave po bëhet gjithnjë e më i shpejtë dhe kërkesa për plehra të tretshëm në ujë, veçanërisht në ujë të nivelit të lartë. plehrat e tretshëm, është në rritje. Acidi poliaspartik, si një shpërndarës kelatues i gjelbër dhe miqësor ndaj mjedisit dhe sinergjik i plehrave, jo vetëm që mund të parandalojë në mënyrë efektive shkallëzimin e plehrave kimike dhe korrozionin e tubacioneve, por gjithashtu të rrisë efikasitetin dhe cilësinë, me perspektiva të forta aplikimi. 

Në përgjigje të statusit aktual të aplikimit të acidit poliaspartik në plehrat e tretshëm në ujë, të kombinuara me karakteristikat e acidit poliaspartik që nxit prodhimin e rrënjëve, rregullon aktivitetin e enzimës së bimëve, rrit thithjen e lëndëve ushqyese dhe kelimin e elementëve metalikë të shpërndarë, autori beson se zhvillimi i poliaspartikut Plehrat e tretshme në ujë me bazë acidi duhet të përqendrohen në plehra të posaçëm të tretshëm në ujë dhe plehra të nivelit të lartë të tretshëm në ujë, veçanërisht të përshtatshme për patate dhe kultura të tjera për të korrur zhardhokët dhe zhardhokët, dhe në plehra të specializuara të tretshëm në ujë për fruta dhe perime me përthithje të lëndëve ushqyese barrierat, të tilla si sëmundja e dardhës dhe e këmbëve të pulës.