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肥料增效剂

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聚氨酸肥料增效剂项目简介

本项目是利用生物发酵技术合成聚谷氨酸,并利用聚谷氨酸为基础材料开发出能促进作物对养分吸收与运转的肥料增效剂,弄清了其肥料增效机理,首次开发出能促进吸收与运转的新型肥料,由此生产出聚谷氨酸肥料。该技术能促进作物对养分的吸收、提高肥料利用效率,降低施肥量,提高作物产量。

1、技术机理

富集器高分子聚合氨基酸分子链上具有大量的带电基团,能够络合养分离子,降低养分挥发及淋溶损失,提高养分在土壤中的有效浓度;

传输泵 高分子聚合氨基酸通过络合作用,将养分离子缠绕,利用生物相容性将离子转移到根内,促进作物根系对养分的吸收;

运输车 经聚合氨基酸缠绕后的养分离子呈中性,降低了在作物体内运输过程中离子电性的影响,使养分运输更顺畅;

蓄水池 高分子聚合氨基酸具有大量的亲水性集团,具有良好的保水性能,能够构建根际周围良好的水肥环境,具有保水、抗旱功能。

2、技术特点

(1)利用生物合成聚谷氨酸的生物互融性,开发出能促进养分吸收的“离子泵”,使肥料养分进入根系更迅速,增强作物对养分吸收的能力,使作物对氮吸收提高7.5%,磷吸收提高4.3%,钾吸收提高8.5%;

(2)显著提高肥料养分利用率,氮利用率平均提高35.7%,磷利用率平均提高18.1%,钾利用率平均提高28.7%;

(3)突破性的解决带负电离子养分在土壤中保存难题,可以提高土壤中有效磷的含量4.2%,提高土壤中NO3-含量47.3%;

(4)所用材料完全降解,降解产物可供作物直接吸收利用。

3、技术创新点

本项目关键技术在于解决作物对养分的快速吸收与运转技术及肥料养分在土壤中的有效保持技术。本项目解决了养分离子吸收时的离子泵替代物质,从而能解决养分进入根系受阻的问题。

创新点:

a.首次利用生物合成的聚谷氨酸材料的生物相融性,开发出促进肥料养分吸收的添加剂及养分运输的促进剂,为肥料养分快速吸收提供了技术支撑,从增强吸收的角度提高了养分的利用率。

b.首次发现了大分子聚谷氨酸对土壤养分的保护与富集作用,并利用这一原理开发出了增效肥料。

c.明确了聚谷氨酸在肥料增效上有作用的分子量范围为140—170万Da,并首次制定了聚谷氨酸肥料增效剂的检测标准,及肥料中聚谷氨酸的检测方法。

d.突破了提高肥效以保持和防止养分损失为主的传统做法,开辟了通过提出离子泵促进作物养分吸收,提高利用率的新的增效思路与技术。

4、技术先进性

本项目技术于2012年通过省级科技成果鉴定,由李振声院士、陈温福院士组成的专家组一致认为:该项目技术整体研究,达到国际同类研究领先水平;项目于2014年获得本溪市科技进步一等奖;2014年获辽宁省“专新特精”产品(技术)认定;拥有授权发明专利1项。

5、应用效果

通过多年的田间试验及示范跟踪,本技术产品具有良好的田间表现效果,大田作物增产8.8%以上,蔬菜类作物增产11.7%以上,并且能够显著提高果实品质,能够降低果蔬类作物体内硝酸盐含量,提高Vc含量。

表1 聚氨酸肥料增效剂对作物产量的影响

地点

作物

产量(kg/亩)

增产(kg/亩)

增产率(%)

普通肥料

聚氨酸肥料

黑、吉、湖北

水稻

620

666

46

7.34

黑、吉、辽

玉米

724.8

799.3

74.5

10.28

福建、山东

空心菜

2133.3

2335.2

201.9

9.5

湖南、山东

茄子

2549.9

2954.7

404.8

15.88

山东、辽宁

大白菜

8797.4

9638.9

841.5

9.57

山东

茄子

2491.0

2760.3

254.8

10.8

6、技术推广

项目技术已开发出商品肥料增效剂“保肥思”进行产业化推广,现有技术产品类型5个,分别为:

普通型 主要用于生育期较短的蔬菜类作物专用肥或追肥开发使用;

禾谷类作物专用型主要用于大田禾谷类作物专用肥开发使用,可延长氮肥有效期,提高磷钾肥有效性;

长效、高效型 主要用于生育期较长的作物专用肥开发使用。即可解决长效缓释肥前期养分释放不足造成作物苗情差的问题,又可延长肥料养分有效期,兼具养分高效吸收和长效缓释功能;

保水抗旱型 主要用于干旱、半干旱地区作物专用种肥、苗肥开发使用;

氮肥专用型主要用于尿素产品的改性生产。

目前国内已有近20家肥料生产企业应用该技术生产聚氨酸增效肥料,代表性企业有山东三方化工集团有限公司、辽宁盛源肥业科技有限公司、石家庄市中嘉化肥有限公司、湖北祥云化工集团有限公司、湖北华丰生物化工有限公司、唐山滦州复混肥有限公司、重庆江北化肥有限公司等,年实际销量约20万吨。

 

 

 

 

 

辽宁中科生物工程有限公司

2017年4月3日

 

 

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