“微蜜”的密碼

這究竟是一項什么技術(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)境相對容易,可代替部分化肥緩解土壤污染問題;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,將是一個很好的生產(chǎn)資料。他反復(fù)試驗證實,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、遇陽光分解快、穩(wěn)定性差等問題又接踵而來。這些問題,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,也許不是問題。但用在效益本來就比較低的農(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)問題、以及對聚谷氨酸在農(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,成為作物的直接營養(yǎng)源,既可以補(bǔ)充土壤有機(jī)營養(yǎng),又可改善土壤結(jié)構(gòu)。無論陽離子基團(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)作物對氮、磷、鉀及微量元素的吸收。同時,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,提高作物生長過程中的葉綠素含量,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。

在取得河南省疾病預(yù)防控制中心檢測證明該產(chǎn)品為無毒級的基礎(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,被中國綠色食品協(xié)會認(rèn)證為綠色生產(chǎn)資料。

2014年開始,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)品定點定位試驗。

兩年后,2016年5月,中國科學(xué)院動物所取土樣對土壤菌群分類學(xué)組成分析,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過處理的土壤中,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個處理土壤中屬和種的微生物類群數(shù)尤為顯著,比對照組分別增加了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。

中國科學(xué)院的這項分析還證實,3個示范田土壤中的磷、鉀含量沒有明顯變化;但全氮含量均明顯高出對照土壤的全氮含量,平均含量相比對照土壤也顯著提高。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,總孔隙度比對照田平均水平高出不少。這證明炭吸附聚谷氨酸通過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。

2016年9月30日,中國植物營養(yǎng)與肥料學(xué)會組織全國農(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審委員會,以中國工程院院士、河南省農(nóng)科院院長張新友為組長,對黨永富團(tuán)隊的“炭吸附聚谷氨酸”科技成果進(jìn)行評審。

評審委員會認(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。