成果背景:
化肥是糧食安全的壓艙石,對糧食產(chǎn)量的貢獻率達 50% ~ 55%。中國是氮肥消耗量最多的國家,2020年無機氮肥消耗量約為4千萬噸(按單質(zhì)氮計算),占全球農(nóng)業(yè)施用總量的1/3。氮肥的低利用效率(40%左右)造成大量的能源浪費和環(huán)境污染,因此,化肥的提質(zhì)增效,尤其是氮肥,解決當(dāng)前糧食危機和改善生態(tài)環(huán)境的戰(zhàn)略需求,是我國農(nóng)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的迫切需求。向氮肥中添加肥料添加劑(增效劑)是實現(xiàn)氮肥高效利用的重要有效途徑之一。
研究內(nèi)容:
聚谷氨酸是一種主要由微生物利用農(nóng)業(yè)廢棄物發(fā)酵生產(chǎn)的胞外高分子聚合物,由谷氨酸之間的α-氨基和γ-羧基鏈接,其主鏈上含有大量羧基等基團,使其具有陰離子特性、吸附性、吸水保水性、螯合性等多種特性。聚谷氨酸顯著促進作物生長、增加多種作物的產(chǎn)量和提高氮肥利用效率,將其添加到肥料中,可使常規(guī)肥料具備養(yǎng)分有效性強、高效吸收、利用率高、保水、促進作物根系發(fā)育和提高作物抗性等功能。與傳統(tǒng)的肥料增效劑相比,還具有來源綠色、完全可降解、生物兼容(自身提供氨基酸營養(yǎng))等優(yōu)勢,因此在肥料添加劑領(lǐng)域中具有明顯競爭優(yōu)勢、在農(nóng)業(yè)中具有廣闊應(yīng)用前景。本技術(shù)開展的具體研究內(nèi)容包括:1)從土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和作物吸收兩方面系統(tǒng)解析聚谷氨酸的增效機理,2)針對土壤環(huán)境、作物需肥、肥料原材料特性進行肥料產(chǎn)品的研發(fā)和應(yīng)用,3)建立工業(yè)化生產(chǎn)聚谷氨酸型肥料的添加和生產(chǎn)工藝。
重大科技貢獻:
完成聚谷氨酸肥料增效機理、田間效果評價、肥料應(yīng)用技術(shù)、專用肥產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品檢測方法等研究,形成了系統(tǒng)的聚谷氨酸肥料增效與農(nóng)業(yè)應(yīng)用技術(shù)體系。明確聚谷氨酸的增效機理在于富集與保護土壤速效養(yǎng)分、改變土壤酶和微生物活、調(diào)控土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化、促進作物根系發(fā)育、增加作物養(yǎng)分吸收、提高植物新陳代謝、促進養(yǎng)分運轉(zhuǎn)。針對干旱、半干旱風(fēng)沙地作物研發(fā)了抗旱型種苗肥產(chǎn)品,針對葉菜茄果類作物,研發(fā)出快速供肥的增效底肥產(chǎn)品,針對生育期長的大田作物研發(fā)高氮免追肥產(chǎn)品;針對中微量元素易與肥料中的磷拮抗失效的問題,研發(fā)了新型聚合鎂物質(zhì),實現(xiàn)補鎂與肥料增效的雙重目的。
成果產(chǎn)出與榮譽:
發(fā)表論文10篇,獲得授權(quán)專利2個,《高分子聚谷氨酸肥料添加劑的研制與產(chǎn)業(yè)化》獲得遼寧省科技進步二等獎,《聚谷氨酸肥料的研制與應(yīng)用》獲得本溪市科學(xué)技術(shù)進步一等獎、《聚合氨基酸復(fù)合型肥料增效劑》、《一種檢測聚-γ-谷氨酸分子量的便攜裝置》獲得遼寧省土壤肥料領(lǐng)域科技新成果。研究成果已在東北、中原、西南地區(qū)15家化肥生產(chǎn)企業(yè)得到應(yīng)用,產(chǎn)品年銷量約17萬噸、推廣面積約420萬畝,代表性企業(yè)有山東三方化工集體團有限公司、遼寧盛源肥業(yè)科技有限公司、貴州天保豐原生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司、赤峰金健生物科技有限公司等,培育出一批地區(qū)知名品牌,如“中科愛地”、“錦聯(lián)”、 “聚離子生態(tài)肥”、“天保豐”等。
成果團隊:
石元亮、張麗莉、武志杰(泰山學(xué)者)、盧宗云、張蕾、聶宏光、張鷹、宮平、李杰、王玲莉、薛妍

遼寧省科技進步二等獎

本溪市科學(xué)技術(shù)進步一等獎




