“微蜜”的密碼

這究竟是一項什么技術?何以有如此神奇魅力?

發明人黨永富介紹,“奈安微蜜”其實是一種有機水溶肥。它成本低,減肥增產、保護環境相對容易,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,改善土壤微環境。尤其是在新疆,土壤氣候條件異常,干燥缺水、土壤生態環境較為脆弱。“奈安微蜜”可解決土壤水源不足難題,有利于恢復建立土壤生態環境,促進土壤良性循環。

“奈安微蜜”的主要成分是聚谷氨酸。這是由多種桿菌產生的一種胞外多肽,是微生物莢膜的主要成分。自上世紀三四十年代發明出來后,多應用于醫藥、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,認為如在農業領域能起到保水作用,將是一個很好的生產資料。他反復試驗證實,它不僅具有保水功能,還有改良土壤和減肥功能。但是聚谷氨酸生產成本高、收率低、遇陽光分解快、穩定性差等問題又接踵而來。這些問題,如果用在日化、醫藥等高附加值產品領域的生產上,也許不是問題。但用在效益本來就比較低的農業領域,黨永富必須直面解決!他帶領研發團隊在文獻調研、充分了解聚谷氨酸研發中存在的技術問題、以及對聚谷氨酸在農業方面應用的根本出路分析的基礎上,研發炭吸附聚谷氨酸,又通過微生物發酵生產出炭吸附聚谷氨酸有機水溶肥,最終開發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,成功實現了炭吸附聚谷氨酸的產業化。

在自然環境下,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源,既可以補充土壤有機營養,又可改善土壤結構。無論陽離子基團還是陰離子基團,被炭吸附聚谷氨酸高分子材料作用到,即可呈溶解態,先吸附貯存,再緩緩釋放,從而促進作物對氮、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致的肥力流失,最終提高肥料利用率,實現化肥減量。

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破壞細胞活性氧(ROS)含量,增強作物的抗逆性;且能在生物脅迫下誘導作物產生抗病性,提高作物生長過程中的葉綠素含量,增強POD酶活,提高根系活力,提高N、P、K含量,促進作物生長。

在取得河南省疾病預防控制中心檢測證明該產品為無毒級的基礎上,2015年10月,“奈安維蜜”炭吸附聚谷氨酸,取得農業部登記,2016年5月,被中國綠色食品協會認證為綠色生產資料。

2014年開始,河南省土肥站在禹州市和西華縣進行夏玉米輪作使用炭吸附聚谷氨酸產品定點定位試驗。

兩年后,2016年5月,中國科學院動物所取土樣對土壤菌群分類學組成分析,發現經過處理的土壤中,各樣本綱、目、科、屬、種各分類水平的微生物類群數均有增加,3個處理土壤中屬和種的微生物類群數尤為顯著,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量增加,意味著土壤活力增加,成為良性可持續使用的土壤。

中國科學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,使作物達到高產豐收。

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育,從而提高作物抗逆能力。

在土壤質地方面,也發現炭吸附聚谷氨酸示范田土壤比對照田土壤,小團粒結構減少、大團粒結構增多,可以有效改善土壤團粒結構,作物可以較好地吸收養分,促進生長。

2016年9月30日,中國植物營養與肥料學會組織全國農技推廣中心及河南、山東、黑龍江、內蒙古、東北農墾、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、河南省農科院院長張新友為組長,對黨永富團隊的“炭吸附聚谷氨酸”科技成果進行評審。

評審委員會認為:該技術在生產技術工藝先進,經濟效益、環境效益顯著,符合國家減肥減藥的產業政策,菌種篩選炭吸附交聯技術方面居國際同類產品領先水平,建議加快在農業上推廣應用。