“微蜜”的密碼

這究竟是一項(xiàng)什么技術(shù)?何以有如此神奇魅力?

發(fā)明人黨永富介紹,“奈安微蜜”其實(shí)是一種有機(jī)水溶肥。它成本低,減肥增產(chǎn)、保護(hù)環(huán)境相對(duì)容易,可代替部分化肥緩解土壤污染問(wèn)題;有很好的保水吸水性,能夠提高土壤微生物多樣性,改善土壤微環(huán)境。尤其是在新疆,土壤氣候條件異常,干燥缺水、土壤生態(tài)環(huán)境較為脆弱。“奈安微蜜”可解決土壤水源不足難題,有利于恢復(fù)建立土壤生態(tài)環(huán)境,促進(jìn)土壤良性循環(huán)。

“奈安微蜜”的主要成分是聚谷氨酸。這是由多種桿菌產(chǎn)生的一種胞外多肽,是微生物莢膜的主要成分。自上世紀(jì)三四十年代發(fā)明出來(lái)后,多應(yīng)用于醫(yī)藥、化妝品與日化用品、食品、基因工程等方面。黨永富被它的保濕功能所吸引,認(rèn)為如在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域能起到保水作用,將是一個(gè)很好的生產(chǎn)資料。他反復(fù)試驗(yàn)證實(shí),它不僅具有保水功能,還有改良土壤和減肥功能。但是聚谷氨酸生產(chǎn)成本高、收率低、遇陽(yáng)光分解快、穩(wěn)定性差等問(wèn)題又接踵而來(lái)。這些問(wèn)題,如果用在日化、醫(yī)藥等高附加值產(chǎn)品領(lǐng)域的生產(chǎn)上,也許不是問(wèn)題。但用在效益本來(lái)就比較低的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,黨永富必須直面解決!他帶領(lǐng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)在文獻(xiàn)調(diào)研、充分了解聚谷氨酸研發(fā)中存在的技術(shù)問(wèn)題、以及對(duì)聚谷氨酸在農(nóng)業(yè)方面應(yīng)用的根本出路分析的基礎(chǔ)上,研發(fā)炭吸附聚谷氨酸,又通過(guò)微生物發(fā)酵生產(chǎn)出炭吸附聚谷氨酸有機(jī)水溶肥,最終開(kāi)發(fā)出了可提高化肥利用率,化肥減量的“炭吸附聚谷氨酸”新材料,成功實(shí)現(xiàn)了炭吸附聚谷氨酸的產(chǎn)業(yè)化。

在自然環(huán)境下,炭吸附聚谷氨酸可完全降解成小分子氨基酸。絕大部分小分子氨基酸,能夠直接被作物吸收,成為作物的直接營(yíng)養(yǎng)源,既可以補(bǔ)充土壤有機(jī)營(yíng)養(yǎng),又可改善土壤結(jié)構(gòu)。無(wú)論陽(yáng)離子基團(tuán)還是陰離子基團(tuán),被炭吸附聚谷氨酸高分子材料作用到,即可呈溶解態(tài),先吸附貯存,再緩緩釋放,從而促進(jìn)作物對(duì)氮、磷、鉀及微量元素的吸收。同時(shí),還可避免因灌溉及下大雨劇烈沖刷導(dǎo)致的肥力流失,最終提高肥料利用率,實(shí)現(xiàn)化肥減量。

炭吸附聚谷氨酸高分子材料在非生物脅迫下,還可以通過(guò)提高作物自身酶活性和減少作物體內(nèi)破壞細(xì)胞活性氧(ROS)含量,增強(qiáng)作物的抗逆性;且能在生物脅迫下誘導(dǎo)作物產(chǎn)生抗病性,提高作物生長(zhǎng)過(guò)程中的葉綠素含量,增強(qiáng)POD酶活,提高根系活力,提高N、P、K含量,促進(jìn)作物生長(zhǎng)。

在取得河南省疾病預(yù)防控制中心檢測(cè)證明該產(chǎn)品為無(wú)毒級(jí)的基礎(chǔ)上,2015年10月,“奈安維蜜”炭吸附聚谷氨酸,取得農(nóng)業(yè)部登記,2016年5月,被中國(guó)綠色食品協(xié)會(huì)認(rèn)證為綠色生產(chǎn)資料。

2014年開(kāi)始,河南省土肥站在禹州市和西華縣進(jìn)行夏玉米輪作使用炭吸附聚谷氨酸產(chǎn)品定點(diǎn)定位試驗(yàn)。

兩年后,2016年5月,中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物所取土樣對(duì)土壤菌群分類學(xué)組成分析,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)處理的土壤中,各樣本綱、目、科、屬、種各分類水平的微生物類群數(shù)均有增加,3個(gè)處理土壤中屬和種的微生物類群數(shù)尤為顯著,比對(duì)照組分別增加了36、40、52種群。處理田土壤中的微生物種群數(shù)量增加,意味著土壤活力增加,成為良性可持續(xù)使用的土壤。

中國(guó)科學(xué)院的這項(xiàng)分析還證實(shí),3個(gè)示范田土壤中的磷、鉀含量沒(méi)有明顯變化;但全氮含量均明顯高出對(duì)照土壤的全氮含量,平均含量相比對(duì)照土壤也顯著提高。這證明炭吸附聚谷氨酸可以增加土壤中微生物多樣性,促進(jìn)作物固氮,從而增加土壤固氮能力,提高土壤中的含氮量,使作物達(dá)到高產(chǎn)豐收。

在pH值、密度和總孔隙度方面,示范地土壤pH逐步趨向中性,土壤密度略有增加,總孔隙度比對(duì)照田平均水平高出不少。這證明炭吸附聚谷氨酸通過(guò)增加微生物的多樣性,增加了作物固氮,一定程度上改善了土壤的pH值、使得土壤的總孔隙度增加,有利于作物根系生長(zhǎng)發(fā)育,從而提高作物抗逆能力。

在土壤質(zhì)地方面,也發(fā)現(xiàn)炭吸附聚谷氨酸示范田土壤比對(duì)照田土壤,小團(tuán)粒結(jié)構(gòu)減少、大團(tuán)粒結(jié)構(gòu)增多,可以有效改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu),作物可以較好地吸收養(yǎng)分,促進(jìn)生長(zhǎng)。

2016年9月30日,中國(guó)植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)會(huì)組織全國(guó)農(nóng)技推廣中心及河南、山東、黑龍江、內(nèi)蒙古、東北農(nóng)墾、湖南、甘肅、新疆等地專家組成評(píng)審委員會(huì),以中國(guó)工程院院士、河南省農(nóng)科院院長(zhǎng)張新友為組長(zhǎng),對(duì)黨永富團(tuán)隊(duì)的“炭吸附聚谷氨酸”科技成果進(jìn)行評(píng)審。

評(píng)審委員會(huì)認(rèn)為:該技術(shù)在生產(chǎn)技術(shù)工藝先進(jìn),經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益顯著,符合國(guó)家減肥減藥的產(chǎn)業(yè)政策,菌種篩選炭吸附交聯(lián)技術(shù)方面居國(guó)際同類產(chǎn)品領(lǐng)先水平,建議加快在農(nóng)業(yè)上推廣應(yīng)用。