第253期:《浙江师范大学报》

金海如教授研发的新型化肥好似植物“营养运输工”,增产同时改善土质

新生物氮肥助粮食作物增产10%


   期次:第253期   作者:张佩娜朱慧   


  本报讯(记者 张佩娜 朱慧)3月末,金华两家农场的200余亩地播下了玉米种子,除了为玉米施加常规复合肥外,今年农场还给玉米统一施了一种新生物氮肥。双管齐下,玉米苗提前冒了“尖”,而且长得也比往年高且齐整。
  敢大规模使用新化肥的原因是,去年两家农场的试验田里用了这种肥料,结果玉米亩产增长了10%!
  这种新化肥是生化学院金海如教授的最新研究成果。它的神奇之处,就在于能从土壤中吸收各种植物无法吸收的养分,并输送给植物。“它就像一个‘营养运输工’,而传统复合肥中的氮、磷、钾等营养元素就是它的运输对象。”金教授说,通过它的帮助,不仅植物长得更快、更好,产量更高,化肥利用率也得到了提高。
  “氮、磷元素在植物生长中扮演着相当重要的角色,可我国大多数耕地氮、磷含量都不‘达标’,这导致几乎所有的农田都需要施用氮肥、磷肥,”金海如说,“而很多时候,磷遇到土壤中的钙离子,就会被沉淀下来。”这样一来,植物就“吃”不到这些“大餐”了。
  据农业部2013年发布的《中国三大粮食作物肥料利用率研究报告》显示,我国三大粮食作物氮肥、磷肥、钾肥当季平均利用率分别为33%、24%、42%,明显低于发达国家50%~60%的水平。
  而在新氮肥中发挥关键作用的,是一种名为“丛枝菌根”的真菌。它是该氮肥从土壤中吸收养分的“主力军”。金海如这样解释其工作原理:“其他微生物化肥,是通过溶解营养元素供植物吸收。而丛枝菌根真菌,具备了直接搬运养分到植物根部的功能,更适合拿来生产肥料。”
  丛枝菌根真菌作用显著,但想利用好它,还需摸清其菌丝吸收、转运和传递的机理。2003年,金海如应美国农业部之邀赴美开展此项研究。在此前,美国已进行了20年的研究,却一直不得要领。起初,金海如沿用了美国专家的方法,一段时间后,就决定全部推翻,用自己全新的思路和方法,比如改变氮源,减少培养液营养成分,让真菌“饿肚子”等,重新开展研究。经过8个月的攻关,金海如最终摸清了这个机理,并将研究结果发表于著名的《Nature》杂志上。
  如今,在经历10余年的深入研究、1000多次实验后,该生物氮肥已进入推广阶段。据估计,如能在全国推广使用,不仅可减少肥料的使用量,每年还可以增产几千万吨粮食,产生几百亿元的经济效益。“只要环境适宜,丛枝菌根能一直保持活性,源源不断地为植物输送土壤养分,它的其他生物功能,还能改善土质,提高植物的抗旱、抗病能力。”金海如说。