“微蜜”的密码

这究竟是一项什么技术?何以有如此神奇魅力?

发明人党永富介绍,“奈安微蜜”其实是一种有机水溶肥。它成本低,减肥增产、保护环境相对容易,可代替部分化肥缓解土壤污染问题;有很好的保水吸水性,能够提高土壤微生物多样性,改善土壤微环境。尤其是在新疆,土壤气候条件异常,干燥缺水、土壤生态环境较为脆弱。“奈安微蜜”可解决土壤水源不足难题,有利于恢复建立土壤生态环境,促进土壤良性循环。

“奈安微蜜”的主要成分是聚谷氨酸。这是由多种杆菌产生的一种胞外多肽,是微生物荚膜的主要成分。自上世纪三四十年代发明出来后,多应用于医药、化妆品与日化用品、食品、基因工程等方面。党永富被它的保湿功能所吸引,认为如在农业领域能起到保水作用,将是一个很好的生产资料。他反复试验证实,它不仅具有保水功能,还有改良土壤和减肥功能。但是聚谷氨酸生产成本高、收率低、遇阳光分解快、稳定性差等问题又接踵而来。这些问题,如果用在日化、医药等高附加值产品领域的生产上,也许不是问题。但用在效益本来就比较低的农业领域,党永富必须直面解决!他带领研发团队在文献调研、充分了解聚谷氨酸研发中存在的技术问题、以及对聚谷氨酸在农业方面应用的根本出路分析的基础上,研发炭吸附聚谷氨酸,又通过微生物发酵生产出炭吸附聚谷氨酸有机水溶肥,最终开发出了可提高化肥利用率,化肥减量的“炭吸附聚谷氨酸”新材料,成功实现了炭吸附聚谷氨酸的产业化。

在自然环境下,炭吸附聚谷氨酸可完全降解成小分子氨基酸。绝大部分小分子氨基酸,能够直接被作物吸收,成为作物的直接营养源,既可以补充土壤有机营养,又可改善土壤结构。无论阳离子基团还是阴离子基团,被炭吸附聚谷氨酸高分子材料作用到,即可呈溶解态,先吸附贮存,再缓缓释放,从而促进作物对氮、磷、钾及微量元素的吸收。同时,还可避免因灌溉及下大雨剧烈冲刷导致的肥力流失,最终提高肥料利用率,实现化肥减量。

炭吸附聚谷氨酸高分子材料在非生物胁迫下,还可以通过提高作物自身酶活性和减少作物体内破坏细胞活性氧(ROS)含量,增强作物的抗逆性;且能在生物胁迫下诱导作物产生抗病性,提高作物生长过程中的叶绿素含量,增强POD酶活,提高根系活力,提高N、P、K含量,促进作物生长。

在取得河南省疾病预防控制中心检测证明该产品为无毒级的基础上,2015年10月,“奈安维蜜”炭吸附聚谷氨酸,取得农业部登记,2016年5月,被中国绿色食品协会认证为绿色生产资料。

2014年开始,河南省土肥站在禹州市和西华县进行夏玉米轮作使用炭吸附聚谷氨酸产品定点定位试验。

两年后,2016年5月,中国科学院动物所取土样对土壤菌群分类学组成分析,发现经过处理的土壤中,各样本纲、目、科、属、种各分类水平的微生物类群数均有增加,3个处理土壤中属和种的微生物类群数尤为显著,比对照组分别增加了36、40、52种群。处理田土壤中的微生物种群数量增加,意味着土壤活力增加,成为良性可持续使用的土壤。

中国科学院的这项分析还证实,3个示范田土壤中的磷、钾含量没有明显变化;但全氮含量均明显高出对照土壤的全氮含量,平均含量相比对照土壤也显著提高。这证明炭吸附聚谷氨酸可以增加土壤中微生物多样性,促进作物固氮,从而增加土壤固氮能力,提高土壤中的含氮量,使作物达到高产丰收。

在pH值、密度和总孔隙度方面,示范地土壤pH逐步趋向中性,土壤密度略有增加,总孔隙度比对照田平均水平高出不少。这证明炭吸附聚谷氨酸通过增加微生物的多样性,增加了作物固氮,一定程度上改善了土壤的pH值、使得土壤的总孔隙度增加,有利于作物根系生长发育,从而提高作物抗逆能力。

在土壤质地方面,也发现炭吸附聚谷氨酸示范田土壤比对照田土壤,小团粒结构减少、大团粒结构增多,可以有效改善土壤团粒结构,作物可以较好地吸收养分,促进生长。

2016年9月30日,中国植物营养与肥料学会组织全国农技推广中心及河南、山东、黑龙江、内蒙古、东北农垦、湖南、甘肃、新疆等地专家组成评审委员会,以中国工程院院士、河南省农科院院长张新友为组长,对党永富团队的“炭吸附聚谷氨酸”科技成果进行评审。

评审委员会认为:该技术在生产技术工艺先进,经济效益、环境效益显著,符合国家减肥减药的产业政策,菌种筛选炭吸附交联技术方面居国际同类产品领先水平,建议加快在农业上推广应用。