《海洋褐藻酶解关键技术与海藻肥创制及产业化应用》

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项目以国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)“海洋资源高效开发利用”和“环保型肥料”为导向,原创性地研发了国际生物农业高需求海藻肥系列产品,不仅为我国丰富藻类资源的有效利用开拓了新途径,而且填补了我国生物农业发展该类投入品的空白。

该项目在国家高科技产业示范工程项目和火矩计划支持下,历经20多年持续深入研究,以野生马尾藻和海带为研究对象,攻克了海藻多糖降解成高活性寡糖这一约束产业发展的关键技术瓶颈。形成从资源的源头、产品创制到全球化应用完整的技术研发链条,取得的原创性发明成果如下:

1.发明了褐藻酶解法制备高活性海藻精的关键技术,发明了具有高酶活、高耐盐和高扩繁能力的海藻酸裂解酶纯菌株,并研发出高酶活(50000U/g)酶制剂,解决了海藻酸裂解酶难以工业化生产的技术难题。该酶的特点一是可定向降解褐藻细胞壁中高分子量海藻酸成高活性寡糖,特点二是在温和酶解条件(30-60℃)下生物酶破壁,与化学法降解相比,反应时间缩短50%,海藻酸利用率提高2-5倍,原料消耗减少35%。同时基于褐藻酶解关键技术突破创制出海藻肥核心产品高活性海藻精。

2.发明了集海藻酸、氨基酸、微量元素和大量元素为一体、配方科学和高饱和稳定的海藻功能型复合液肥创制技术,突破了海藻功能型复合液肥创制技术关键瓶颈,解决了海藻多糖和寡糖极易与金属离子形成难溶盐、导致植物吸收利用率极低的技术难题。产品具有性能稳定、生物利用度高和可长期液态保存等优点,农业部科技成果鉴定达到国际先进水平。同时发明了功能型植物生长营养剂在作物、气候、上壤及不同地理环境的应用技术,具有良好的增产效果。

3.发明了以海洋褐藻为新资源的环保型肥料系列产品,研发出水溶类、颗粒类、成膜材料类和水凝胶类4种剂型8种产品,解决了养分缓释、抗蒸腾、土壤水分保持、土壤重金属钝化和作物生理缺素矫正技术难题。研究海藻精具有肥料增效特性,研发出全水溶、高肥效的海藻冲施肥;研究海藻酸接枝共聚特性、对上壤重金属钝化特性和成膜特性,研发出吸水率高和耐盐强的海藻保水剂、海藻有机颗粒肥、肥效持续75-105天的海藻缓释颗粒肥和可生物降解的海藻液态地膜;研究岩藻多糖改性缩合特性,研发出氮素缓释的海藻多糖改性尿素;研究海藻纤维具有疏松土壤特性,研发出改良土壤物理性状的海藻啫喱土壤调理剂;研究海藻富含的矿物质的有效形态,研发出含有40种中、微量和稀土元素的海藻中微量元素颗粒肥。

项目获中国发明专利16项,行业标准2项。产品获农业部和省市肥料登记证20个,国外登记产品105个。海藻肥产品在国内首个获得欧盟(ECOCKRT)有机投入品认证,已在葡萄、马铃博、油菜、玉米和柑橘等农作物上大面积施用,其中雷力海藻缓释颗粒肥在玉米上应用增产最高到50.9%,为农民增收致富提供重要支撑。生态环保显著,海藻固碳减排表现出良好潜力,按照褐藻使用量推算近三年约固定25万吨CO2。主要完成人在2001年世界肥料大会上首次提出海藻肥名词,现已成为全球生物农业重要的研究领域。显著提升了我国海藻肥技术及产品的竞争力。

近3年销售收入2.6亿元,间接效益达17.5亿元。产品销售至国内28个省市和60多个国家,近3年国内施用面积312万亩,国际施用面积22万公顷。

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