長期以來,我國在地少人多的矛盾下,為確保糧食高產,在農業生產中施用大量化肥,造成嚴重浪費和生態環境污染。筆者1月9日獲悉,南京工業大學徐虹教授研發的一種增效劑,將氮肥利用率平均提高7%—12%,農作物采用增效肥料比普通肥料平均增產10%—25%,有效解決了此類困惑已久的問題,并贏得2014年度國家技術發明二等獎。
我國常規肥料利用率低下,因肥料過量使用使土壤板結與水體富營養化嚴重,土壤質量日益惡化。數據顯示,我國耕地面積不足全世界一成,卻使用了全世界近四成的化肥,單位面積農藥使用量是世界平均水平的2.5倍。
南京工業大學徐虹教授發現,聚氨基酸是一類重要的功能性高分子,利用生物法可制得結構特殊、分子量可控的聚氨基酸,如γ-聚谷氨酸(γ-PGA),它在肥料增效劑方面有重要應用價值。但生物法制備技術難度大,生產成本高,全球生物法制備聚氨基酸產業化進展緩慢,國內一直停留在實驗室研究階段。
從2000年起,徐虹一直致力于“新一代肥料增效劑”的基礎和產業化研究。針對微生物合成機理不清楚,難以獲得分子量可控的高效生產菌種;高粘體系阻礙溶氧傳質與營養輸送,產物積累少;發酵產物組分復雜及分離精制不易實現等問題進行了有效突破,實現了兩種聚氨基酸的產業化生產。
作為新一代肥料增效劑,聚谷氨酸綠色、安全、可食用,為肥料企業和農民創造了巨大經濟價值,目前累計推廣已達3500萬畝,糧食、經濟作物平均增產15%—25%,其中根莖類作物可達30%以上,肥料平均利用率可提高約7%—12%,農民每畝增收可達100元以上,部分經濟作物每畝可達3000元以上,為土地資源高效利用做出了重要貢獻。
據悉,該項目研究過程形成了產品制備及下游應用20余項專利。