南宁汉和生物科技股份有限公司副总经理余义发
“做增效肥料一定要结合实际情况来讲,如果增效剂和肥料发生反应,或者增效剂本身不稳定,农户用的就是白肥料。”南宁汉和生物科技股份有限公司副总经理余义发表示,在选择增效剂时,更要小心谨慎,如果增效剂里的成分不明确,和肥料发生了反应,那么效果就会大打折扣。
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“所以说,稳定大于一切。这同样适用于做推广,产品不管含量、外观、包装、颗粒、颜色、效果都要稳定。”余义发说,科技是企业发展的硬实力,汉和生物的细胞工厂——合成生物研究中心,从2017年成立至今,在科研投入方面已经累计超过1亿元。汉和生物利用合成生物学开发增效剂,不是因为合成生物学是目前国际上最热门的话题,而是更多高价值但是高成本的化合物需要用合成生物的方法来开发。合成生物学不是一门简单的学科,而是融入了信息、化学、工程、生物、数学、计算建模等多门学科,是系统的工程生物学。通过工程化设计理念,对生物体进行有目标的设计、改造、重新合成,甚至创建赋予非自然功能的“人造生命”。
汉和生物利用合成生物学技术率先打通了5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)的制备路线。“5-氨基乙酰丙酸是一种含氧和氮的碳氢化合物,它是所有卟啉化合物的共同前体,是叶绿素、亚铁血红素、细胞色素等具环状四吡咯基的化合物群共同的生物合成中间体,牵涉到光合作用、呼吸作用,是一种广泛存在于细菌、真菌、动物及植物等生物机体活细胞中的非蛋白氨基酸。”余义发说,传统的化学合成工艺复杂、成本高,且污染严重,限制了生产规模和应用推广。但合成生物学作为一种绿色替代技术成为解决上述问题的突破口。汉和生物研发团队不断设计、构建、测试和学习,通过高通量筛选基因簇构建细胞工厂,采用生物发酵方法生产5-ALA,发酵水平达55g/L,是目前国际报道的最高水平。
5-ALA是血红素、叶绿素等四吡咯化合物生物合成前体,捕捉光和固定CO 2 ,促进植物体内可溶性糖和碳水化合物的合成,增甜转色,增产。余义发介绍,其在农业上具有十大功效,一是快速活化植物基因,诱导转录因子表达;二是促进植物激素合成,提高植物激素活性;三是促进气孔开放,增加水气交流;四是增大蒸腾拉力,引导根系对土壤营养元素吸收、运输和分配,提高肥料利用效率;五是促进叶绿素合成,稳定光合电子传递,提高光合效率,增加光合产量积累;六是诱导萌发素基因表达,促使种子提早萌发;七是增加根系活力,促进幼苗生长,延缓植株衰老,增加作物产量,改善产品品质;八是促进果树坐果,提高果品产量;九是促进果皮花青素合成,改善果品内外品质,延长果实贮藏期;十是促进抗氧化酶基因表达,增强作物抵抗高温、低温、强光、弱光、干旱、盐碱、贫瘠梁等多种逆境胁迫能力。
“叶面肥里做转色增甜的企业,30%在用我们的产品,产品已在全国20多个省市区80多种植(作)物使用,减肥增产增效方面效果十分明显。”余义发说,多项试验显示,5-ALA在促进苹果、樱桃、柑橘、桃、葡萄、辣椒等果实转色方面效果很突出。如陕西省洛川县槐柏镇统将村苹果,转色快,而且均匀,果亮果红不返青,内膛外围一样。陕西省西安市灞桥区狄寨街道的樱桃用了5-ALA5天后,转色均匀,色泽及亮度明显好于对照区。四川省眉山市瓦窑滩的柑橘爱媛使用喷施5-ALA后,果实个大饱满,果皮着色明显、均匀,座果率高。
合成生物学同样离不开酶。“海藻里面的精华就是褐藻寡糖,我们通过利用2.0版本的褐藻胶裂解酶,将褐藻胶通过一定的裂解反应制取高活性褐藻寡糖。在通过菌株筛选、降解途径解析,把海藻酸做成降解寡糖,提高酶的稳定性和活性,我们做了很多深入研究。”余义发说,研究发现,低分子量的褐藻寡糖活性更高,能够促进有益微生物的繁殖,在促进作物生根发芽、提高抗逆能力以及转色方面见效快,也能提高复合肥(氮、磷、钾)的利用率,作物增产效果明显。
此外,对于唯一被明确提出可作为植物离子转运调节器的物质——γ-氨基丁酸,汉和与沈阳农业大学、西南大学、南京大学、中国科学院等合作,做了大量研究。结果显示,添加γ-氨基丁酸(GABA)的“减半肥”在促进香蕉鲜重和根系生长方面效果突出,γ-氨基丁酸处理的水稻比对照田增产超过30%,玉米增产超过20%。
一直以来,汉和生物以科学严谨的态度进行研发,已经取得了令世人瞩目的成就。未来,汉和生物将采用合成生物技术,在更稳定和高效的创新型肥料增效产品上下足功夫。让我们拭目以待!
编制 | 炼 晨
监制 | 陆 璐