Ayon sa istatistika ng Food and Agriculture Organization ng United Nations noong 2017, ang pandaigdigang produksyon ng pagkain ay 2.627 bilyong tonelada, kung saan 618 milyong tonelada ang ginawa sa China, na nagkakahalaga ng 23.5% ng kabuuang pandaigdigang produksyon ng pagkain sa parehong panahon. . Upang mapanatili ang gayong mataas na ani, ang produksyong pang-agrikultura ng Tsina ay nangangailangan ng pagkonsumo ng malaking halaga ng lupang sakahan at yamang tubig-tabang bawat taon. Gayunpaman, ang kakulangan ng mga nabanggit na mapagkukunan sa China ay lubos na maliwanag. Ayon sa mga istatistika, ang per capita arable land area ay mas mababa sa 0.1 hm2, na isang-katlo lamang ng per capita quantity ng mundo at mas mababa sa isang-pitong bahagi ng Estados Unidos; Ang per capita freshwater resources ng China ay mas mababa sa 2200 m3, 1/4 lamang ng average ng mundo, na ginagawa itong isa sa mga bansang may pinakamahihirap na per capita na mapagkukunan ng tubig sa mundo. Samakatuwid, ang isang malaking halaga ng mga kemikal na pataba ay dapat gamitin sa produksyon ng agrikultura sa China upang matiyak ang pangkalahatang ani.

Gayunpaman, sa produksyon ng agrikultura ng Tsina, ang rate ng paggamit ng mga pataba ay hindi kasiya-siya. Kung isinasaalang-alang ang nitrogen fertilizer bilang isang halimbawa, noong 2017, ang kabuuang halaga ng nitrogen fertilizer na inilapat sa China ay umabot sa 22.06 milyong tonelada, na nagkakahalaga ng 35% ng kabuuan ng mundo. Gayunpaman, ang komprehensibong rate ng paggamit ng nitrogen fertilizer sa China ay mas mababa sa 35% sa taong iyon, na nagdulot ng malaking basura. Samakatuwid, ang mga manggagawa sa agham at teknolohiya ng agrikultura sa Tsina ay unti-unting nagsisimulang mag-aral ng mga high-end na pataba na nalulusaw sa tubig upang umangkop sa proseso ng pagsasama ng pataba sa tubig [1-2]. Ayon sa pananaliksik na isinagawa ng National Agricultural Technology Promotion Center, kasalukuyang mayroong mahigit 30 milyong ektarya ng arable land na angkop para sa pagsasama-sama ng tubig at pataba sa China, habang ang kasalukuyang proporsyon ng aplikasyon sa bansa ay 3.2% lamang. Samakatuwid, ang potensyal ng pagbuo ng pataba na nalulusaw sa tubig sa China ay napakalaki at ito ay isang pangunahing pokus para sa pagpapaunlad ng pataba sa hinaharap.

Ang water soluble fertilizer ay isang multi element compound at quick acting fertilizer na ganap na natutunaw sa tubig. Ito ay may mga katangian ng mahusay na tubig solubility, walang nalalabi, at maaaring direktang hinihigop at magamit ng mga ugat at dahon ng mga pananim. Bilang isang mahalagang bahagi ng pagsasama ng pataba sa tubig, ang mga pataba na nalulusaw sa tubig ay may malinaw na mga pakinabang. Una, maaari itong makabuluhang mapabuti ang rate ng paggamit ng mga pataba. Ayon sa istatistika, ang utilization rate ng mga conventional fertilizers sa China ay humigit-kumulang 30%, habang ang utilization rate ng water-soluble fertilizers ay nasa pagitan ng 70% at 80%. Maaari din nitong bawasan ang kabuuang halaga ng pagpapabunga, na nakakatugon sa mga pangunahing pangangailangan ng pambansang dual carbon cycle; Pangalawa, ang mga pataba na nalulusaw sa tubig ay may mataas na nilalaman ng sustansya at komprehensibong nutrisyon, na maaaring makabuluhang mapabuti ang ani at kalidad ng pananim, na ginagawa itong isa sa mga pangunahing direksyon sa pag-unlad para sa hinaharap na industriya ng pataba; Sa wakas, ang pag-promote at paggamit ng mga pataba na nalulusaw sa tubig, na sinamahan ng pagsasama-sama ng tubig at pataba, ay makakapagtipid ng malaking halaga ng mga mapagkukunan ng tubig-tabang at makakatulong na mapabuti ang kalidad ng buhay ng mga residenteng Tsino. 

Sa kasalukuyan, marami pa ring problemang dapat lutasin sa paggawa at paggamit ng water-soluble fertilizers sa China. Ang mahinang pagkatunaw ng tubig at mataas na nilalaman ng mga hindi matutunaw na sangkap ay madaling maging sanhi ng pagbabara ng sukat sa mga pipeline, lalo na sa mga lugar na may mataas na konsentrasyon ng calcium at magnesium ion sa tubig ng irigasyon. Sa kasalukuyan, ang pangangailangan para sa mga hindi matutunaw na sangkap sa tubig sa mga natutunaw na pataba sa Tsina ay 0.5%, habang ang pinagsama-samang sistema ng pataba ng tubig ay karaniwang naayos o semi-fixed, na may napakahusay at mahirap linisin na mga saksakan ng tubig, na madaling naharang ng mga hindi matutunaw na sangkap sa tubig. Ang bahagi ng asin sa pataba ay makakasira sa pipeline. Sa kasalukuyan, ang mga tubo ng pinagsamang sistema ng tubig at pataba ay kadalasang gawa sa carbon steel o plastic, kung saan ang mga tubo na gawa sa carbon steel ay madaling kapitan ng kaagnasan ng oxygen, tubig, acid at alkali, na nagpapaikli sa buhay ng serbisyo ng system. at pinapataas ang halaga ng paggamit. Ang pangunahing bahagi ng mga pataba na nalulusaw sa tubig ay mga kemikal na pataba, na madaling magdulot ng compaction ng lupa at kawalan ng balanse ng mga komunidad ng microbial sa lupa pagkatapos ng pangmatagalang paggamit, na humahantong sa pagkasira ng pagkamayabong ng lupa. Batay sa mga dahilan sa itaas, sa pagbuo ng water fertilizer integration, ang mga pangunahing domestic at foreign chemical company ay sunud-sunod na nakabuo ng mga kemikal na may sukat at corrosion inhibition effect upang malutas ang mga problema sa produksyon at paggamit ng water-soluble fertilizers. Kabilang sa mga ito, ang polyaspartic acid at ang mga derivatives nito ay ang pinakamalawak na pinag-aralan na mga sangkap. 

1.1Paglalapat ng polyaspartic acid sa mga pataba na nalulusaw sa tubig

Ang polyaspartic acid (PASP) ay isang artipisyal na synthesize na nalulusaw sa tubig na protina na natural na umiiral sa mucus ng marine shellfish tulad ng oysters. Ito ay isang aktibong sangkap na ginagamit ng marine shellfish upang pagyamanin ang mga sustansya at lumikha ng mga shell. Ang polyaspartic acid, bilang isang bagong uri ng fertilizer synergist, ay maaaring mapahusay ang pagsipsip ng nitrogen, phosphorus, potassium, at trace elements ng mga pananim; Bilang karagdagan, ang polyaspartic acid ay hindi nakakalason, hindi nakakapinsala, at ganap na nabubulok, na ginagawa itong isang kinikilalang berdeng kemikal sa buong mundo. Ang mga resulta ng pananaliksik at aplikasyon sa loob at labas ng bansa ay nagpakita na ang polyaspartic acid, bilang isang synergistic na ahente para sa mga pataba na nalulusaw sa tubig, ay may pangunahing epekto sa mga sumusunod na aspeto.

1.1 Dispersion effect ng polyaspartic acid

Ang mga pangunahing dahilan ng pagbara ng pipeline sa panahon ng paggamit ng mga pataba na nalulusaw sa tubig ay kinabibilangan ng pag-ulan na dulot ng mga reaksiyong kemikal sa pagitan ng mga pataba, pagbaba ng solubility na dulot ng pH ng tubig, at mga hindi matutunaw na sangkap sa tubig sa mga pataba. Ang mga hindi matutunaw na sangkap na ito sa tubig na nabuo sa pamamagitan ng iba't ibang mga daanan ay unti-unting kumakapit sa loob o labasan ng pipeline, lalo na ang mga hindi matutunaw na asin sa tubig tulad ng calcium at magnesium, at sa gayon ay humaharang sa buong sistema. 

Ang polyaspartic acid, bilang isang bagong uri ng green dispersant, ay maaaring maiwasan at mapawi ang pagbuo at pagsasama-sama ng inorganic na salt scale kapag inilapat sa drip (spray) na mga sistema ng patubig. Maaari nitong ikalat ang nabuong sukat sa maliliit na particle na nasuspinde sa sistema ng tubig, sa gayon ay binabawasan ang problema sa pagbara ng mga pataba na nalulusaw sa tubig sa sistema habang ginagamit. Ayon sa pananaliksik, ang polyaspartic acid, bilang isang chelating dispersant sa mga sistema ng sirkulasyon ng tubig, ay may magandang chelating at dispersing effect sa iron oxides, calcium carbonate, titanium dioxide, zinc hydroxide, magnesium hydroxide, magnesium oxide, manganese dioxide, atbp. Koskan et al. naniniwala na ang polyaspartic acid ay maaaring maiwasan ang pagtitiwalag ng sukat sa mga ibabaw ng paglipat ng init at mga pipeline ng sistema ng tubig. 

Samantala, ang pananaliksik sa mga epekto ng polyaspartic acid molecular weight at system temperature sa scale inhibition ay nakumpirma na ang scale inhibition effect ng polyaspartic acid ay malapit na nauugnay sa molecular weight nito, ngunit hindi sa temperatura ng system. Karaniwang pinaniniwalaan na ang epekto ng pagsugpo sa sukat ng polyaspartic acid na na-synthesize ng iba't ibang mga pamamaraan ay malapit na nauugnay sa kaukulang sukat nito. Halimbawa, ang polyaspartic acid na gumagamit ng aspartic acid bilang raw material ay may mas mahusay na scale inhibition effect sa CaF2, habang ang polyaspartic acid na gumagamit ng maleic anhydride at ang mga derivatives nito ay may mas mahusay na scale inhibition effect sa BaSO4, SrSO4, CaSO4, atbp. Ross et al. Kinumpirma na ang pinakamainam na average na timbang ng molecular weight range para sa dispersing polyaspartic acid tulad ng calcium carbonate, calcium sulfate, at barium sulfate ay nasa pagitan ng 10000 at 4000. Nalaman ni Quan Zhenhua at ng iba pa na kapag ang temperatura ng tubig ay mas mababa sa 60 ℃, ang pagbabago ng temperatura ay kaunti lamang. epekto sa scale inhibition rate ng polyaspartic acid; Kapag ang Ca2+ ay 800mg/L at ang dosis ng polyaspartic acid ay 3 mg/L lamang, ang scale inhibition rate ay maaari pa ring umabot ng higit sa 90%. Sa 20 ℃, ang polyaspartic acid ay nagdudulot ng pagkaantala ng hindi bababa sa 150 minuto sa nucleation ng calcium carbonate. Ang lahat ng mga pag-aaral na ito ay nagpapahiwatig ng pagiging pandaigdigan ng pagganap ng pagsugpo sa sukat ng polyaspartic acid sa temperatura. 

1.2 Corrosion Inhibition ng Polyaspartic Acid

Sa pangkalahatan ay pinaniniwalaan na ang mga polar group (kabilang ang N at O ​​group) sa polyaspartic acid ay adsorbed sa mga pipeline ng metal, na lubos na nagpapabuti sa activation energy ng proseso ng metal ionization. Kasabay nito, ang mga non-polar na grupo (alkyl R) ay nakaayos sa direksyon na malayo sa metal, na bumubuo ng isang hydrophobic film, at sa gayon ay pinipigilan ang kaagnasan ng mga pipeline ng metal sa pamamagitan ng mga may tubig na solusyon, na epektibong nagpoprotekta sa mga sistema ng patubig sa pagsasama ng tubig at pataba, pagpapahaba ng buhay ng serbisyo ng kagamitan, at pagbabawas ng mga gastos sa produksyon. Ang polyaspartic acid ay may mga epekto sa pagsugpo ng kaagnasan sa iba't ibang mga metal na materyales tulad ng carbon steel, tanso, tanso, at puting tanso sa iba't ibang sistema [25]; Kapag ang konsentrasyon ng polyaspartic acid ay 100 mg/L, ang corrosion inhibition rate ng carbon steel ay maaaring umabot sa 93%, at sa konsentrasyong ito, ang polyaspartic acid ay maaaring makapagpabagal sa corrosion rate ng carbon steel ng 90%, na epektibong nagpapalawak ng buhay ng serbisyo ng ang pipeline. 

Sa mga nauugnay na pag-aaral, natuklasan ng mga mananaliksik na ang polyaspartic acid ay may magandang epekto sa pagbabawal sa kaagnasan ng pipeline sa mga sistema ng tubig sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon ng pH. Iminumungkahi ng pananaliksik ni Benton na ang paggamit ng polyaspartic acid at ang mga salt nito na may molekular na timbang na 1000 hanggang 5000 at isang konsentrasyon na 25 mg/L sa isang kinakaing unti-unti na solusyon sa asin na may pH na 4.0 hanggang 6.6 ay maaaring epektibong pigilan ang kaagnasan ng carbon steel sa pamamagitan ng carbon dioxide . Kapag Kalota et al. at Silverman et al. [30] pinag-aralan ang pagganap ng pagsugpo sa kaagnasan ng polyaspartic acid sa bakal sa ilalim ng iba't ibang kondisyon ng pH, temperatura, at kahalumigmigan, nalaman nila na ang polyaspartic acid ay may mahusay na pagganap ng pagsugpo sa kaagnasan kapag ang pH ay higit sa 10. Mansfeld et al. Nalaman ng [31] na ang magagandang resulta ay maaari ding makamit sa pH mula 8 hanggang 9. Samakatuwid, ang polyaspartic acid ay maaaring malutas ang kaagnasan ng mga pipeline sa panahon ng paggamit ng iba't ibang mga formula ng mga pataba na nalulusaw sa tubig, na nakakatulong para sa paglalagay ng mga fixed o semi fixed pipeline system. 

1.3 Synergistic at pagpapahusay ng kalidad na mga epekto ng polyaspartic acid

Ang polyaspartic acid, bilang isang fertilizer synergist o nutrient enhancer, ay naiulat sa mga tuntunin ng mabagal na pagpapalabas at pagpapahusay ng kahusayan, pagtaas ng paggamit ng pataba, pinabuting kalidad ng pananim, at pagtaas ng ani at kita. Ipinakita ng pananaliksik na ang pagdaragdag ng polyaspartic acid sa mga pataba na nalulusaw sa tubig ay maaaring pahabain ang bisa ng pataba, matiyak na ang mga pananim ay sumisipsip ng mga sustansya nang pantay-pantay sa buong proseso ng paglaki, at sa gayon ay matiyak ang epektibong paggamit ng mga pataba. Ang eksperimento na isinagawa ni Lei Quankui et al. nagpakita na ang kahusayan sa paggamit ng N, P, at K na mga pataba sa mani ay tumaas sa iba't ibang antas pagkatapos ng aplikasyon ng polyaspartic acid, at ang mani ay hindi gaanong madaling kapitan ng mga sintomas ng kakulangan sa nutrisyon sa buong panahon ng paglago. Cao Dan et al. pinag-aralan ang pagtitiyaga ng polyaspartic acid at ipinakita na ang paggamit ng polyaspartic acid minsan sa isang taon ay may epekto sa pagtaas ng ani sa parehong mga pananim. 

Ayon sa mga ulat, ang polyaspartic acid ay maaaring epektibong i-activate ang mahahalagang medium at trace elements para sa paglago ng pananim, mapabuti ang kahusayan ng pagsipsip ng malalaking halaga ng mga elemento, at sa gayon ay mapataas ang paggamit ng pataba. Pagkatapos gamitin, mapapahusay nito ang crop stress resistance, i-regulate ang aktibidad ng enzyme sa mga pananim, pataasin ang ani, at pagbutihin ang kalidad ng pananim. Li Jiangang et al. natagpuan na ang paglalapat ng polyaspartic acid sa mga pananim tulad ng berdeng gulay ay nagresulta sa iba't ibang antas ng pagtaas ng bitamina C at natutunaw na nilalaman ng asukal, na maaaring epektibong mapabuti ang kalidad ng mga gulay at prutas. Jiao Yongkang et al. natagpuan sa pamamagitan ng foliar spraying ng iba't ibang uri ng polyaspartic acid chelates na ang paggamit ng polyaspartic acid ay hindi lamang nagpapataas ng ani at kalidad ng Huangguan pear, ngunit binabawasan din ang pagdidilaw. Ang mga pagkalugi na dulot ng sakit sa kuko ng uwak ng puno ng peras. Tang Huihui et al. natagpuan sa pamamagitan ng kanilang pag-aaral sa paglalagay ng polyaspartic nitrogen fertilizer sa Northeast spring mais na ang PASP N ay ginamit para sa paglilinang ng mais sa ilalim ng kondisyon ng pagbabawas ng kabuuang nitrogen ng 1/3, nang hindi binabawasan ang ani ng mais at epektibong kinokontrol ang aktibidad ng enzyme sa mais sa iba't ibang yugto, na kapaki-pakinabang para sa pagbaba ng timbang at pagpapabuti ng kahusayan. Xu Yanwei et al. natagpuan na pagkatapos maglagay ng urea na naglalaman ng polyaspartic acid sa bigas, ang bisa ng pataba ay makabuluhang napabuti, at ang pataba ay hindi naalis sa panahon ng paglago. Cao Dan et al. natagpuan na ang paglalapat ng polyaspartic acid sa paglilinang ng mga poplar seedling ay nangangailangan ng naaangkop na pagbawas sa paggamit ng nitrogen upang maibsan ang mataas na stress ng nitrogen na dulot ng mataas na kahusayan sa paggamit ng nitrogen.

1.4 Mga Katangian ng Proteksyon sa Kapaligiran ng Polyaspartic Acid

Ang polyaspartic acid ay isang polimer na pangunahing binubuo ng mga amino acid, na maaaring ganap na masira ng mga mikroorganismo sa kapaligiran sa magagamit na mababang molekular na timbang na mga amino acid, tubig, at carbon dioxide. May gumamit ng paraan ng OECD301A upang pag-aralan ang biodegradability ng polyaspartic acid at nalaman na ang dami ng carbon dioxide na inilabas ng paggamot sa polyaspartic acid ay malapit sa reference na glucose. Bilang karagdagan, ipinakita rin ni Xiong Rongchun at ng iba pa na ang polyaspartic acid ay isang berdeng kemikal na may mahusay na biodegradability. 

2 Pananaw

Sa unti-unting pagsasakatuparan ng layunin ng "isang kontrol, dalawang pagbawas, at tatlong pangunahing" sa agrikultura ng Tsina, ang proseso ng pagsasama-sama ng tubig at pataba ay lalong nagiging mabilis, at ang pangangailangan para sa mga pataba na nalulusaw sa tubig, lalo na ang high-end na tubig- natutunaw na mga pataba, ay tumataas. Ang polyaspartic acid, bilang isang berde at environment friendly na chelating dispersant at fertilizer synergist, ay hindi lamang epektibong makakapigil sa pag-scale ng mga kemikal na pataba at kaagnasan ng mga pipeline, ngunit mapahusay din ang kahusayan at kalidad, na may malakas na mga prospect ng aplikasyon. 

Bilang tugon sa kasalukuyang katayuan ng aplikasyon ng polyaspartic acid sa mga pataba na nalulusaw sa tubig, na sinamahan ng mga katangian ng polyaspartic acid na nagpo-promote ng produksyon ng ugat, kinokontrol ang aktibidad ng crop enzyme, pagpapahusay ng nutrient absorption, at chelating dispersed metal elements, naniniwala ang may-akda na ang pagbuo ng polyaspartic acid based water-soluble fertilizers ay dapat tumuon sa mga espesyal na water-soluble fertilizers at high-end water-soluble fertilizers, lalo na angkop para sa patatas at iba pang pananim para anihin ang mga tubers at tubers, At sa mga espesyal na pataba na nalulusaw sa tubig para sa mga prutas at gulay na may nutrient absorption mga hadlang, tulad ng peras at sakit sa paa ng manok.