雷竞技-让盐碱地的“白花花”变为“绿盈盈”的希望—新闻—科学网

若何让滨海地域盐碱地上的白花花的凄凉变成绿盈盈的但愿？若何让沙漠荒凉的重金属污染地变成情况友爱的经济作物发展乐土？南京工业年夜学食物科学与轻工学院传授江凌率领课题组颠末十余年的研究，助力极端生境农作物亩产量晋升20%摆布。

日前，其所主持的“新疆极端农业微生物种质资本保育和农用地泥土修复示范化利用”项目喜获2023年度全国贸易结合会科技前进奖特等奖。

找到农业“芯片”——具有极端农业微生物种质资本库

新疆地域盐碱地占全国盐碱地总面积22%，为潜伏的耕地计谋贮备资本。“一向以来，本着让‘沉睡’的盐碱地变成生气盎然的万亩良田和硕果累累的粮仓的初心任务，我们团队上百次深切‘无人区’进行科考，行程达10万千米。”江凌暗示。

江南水乡杨柳青，年夜漠孤烟梭梭树。在科研人员的眼中被荒疏的地盘只是没找到适者保存的物种，是以极端生境的农作物种子很要害。“假如把种子看做是农业的‘芯片’，那末种质资本就是芯片中的‘芯片’”。江凌介绍，他一向率领着团队行走在“找”种子的路上。“我们在新疆辐射污染区、阿克苏盐山、罗布泊盐湖、冰川一号、艾丁湖等非凡情况收集上千份样本，从平分离取得了具有自立常识产权的极端微生物5297株，发现了乌鲁木齐异常球菌等14个新种，建立了国内最年夜的来历在新疆极端生境的农业微生物种质帮助源库和极端菌基因组资本库。”课题构成员朱政明高傲地介绍道。

护航植株发展——取得泥土修复能力强的功能菌株

泥土是不是健康、肥力是不是充分，关系着极端生境农作物发展态势和产量凹凸，江凌课题组深谙此理。“农业微生物和其代谢物可以或许改良泥土营养状况、中和泥土内潜伏有毒化合物、下降化肥和农药利用量。”课题构成员朱丽英介绍，在明白了功能型微生物等生物手艺在盐碱地等泥土修复感化，他们便进行了“齐步走”，一边综合开辟农业微生物种质资本，一边立异微生物泥土修复手艺。

“极端微生物因其非凡的心理机制、遗传物资和活性产品，成为泥土生物修复和植物促生的抱负微生物之一。”江凌介绍，课题组成立了稀释培育法和液滴微流控快速分选手艺，解决了泥土修复能力强的功能菌株挑选难的问题，既取得了修复能力强的抗逆菌株，又挖掘了如海藻糖等具有植物促生潜力的抗逆活性物资。

据课题构成员陈耀介绍，他们经由过程高盐压力富集挑选和重金属压力富集挑选，从极端微生物菌株资料库中挑选到了包罗白蚁菌IS7、芽孢杆菌HM-311等57株菌株。“挑选所得菌株中的86%具有耐受10%氯化钠的能力，50%的菌株具有解无机磷能力。此中，白蚁菌IS7抗逆机能强，不但在含10%氯化钠的培育基上发展杰出，并且同时具有解磷、解钾、固氮等特征。芽孢杆菌HM-311对重金属吸附去除率提高至90%以上。”

解决手艺“瓶颈”——开辟工程化集成程度高的高效制备

团队研究发现，挑选出的极端功能菌和其活性物资海藻糖固然在泥土修复中具有低本钱、高效力、对情况粉碎小等方面的优势，但却存在工程化集成程度低，没法范围化修复泥土等手艺瓶颈。“团队开辟了针对功能菌非灭菌高密度发酵系统，成立了抗逆活性物资海藻糖的一步酶法催化工艺，解决了微生物和活性产品工程化集成程度低问题，实现了功能菌株和抗逆活性物资海藻糖的高效制备。”团队成员刘伟暗示。

江凌弥补介绍说，团队开辟的制备手艺具有几年夜长处。一是情况友爱。功能菌株芽孢杆菌的非灭菌发酵原料本钱降落了30%，能源耗损本钱降落了35%；二是高生物量。芽孢杆菌单批次发酵周期从5天缩短为4天，1毫升菌株具有8×1010个生物量（有用活菌数）；三是转化率高。500升发酵罐系统实现了多批次轮回催化，创海藻糖合酶催化转化率国表里最高值，得率达90%以上。

实现示范利用——获得显著的社会效益和经济效益

“科研功效只有走出尝试室，在厂房车间、田间地头开花成果，才能真正地阐扬感化，赋能漂亮中国扶植。”江凌暗示，极端生境农作物莳植是个系统工程，斟酌到微生物菌剂的利用进程中还受温度、酸碱度等情况前提影响，团队还开辟了基在功能菌、海藻糖、生物炭三联复合微生物菌剂。“功能菌能修复污染泥土、加强泥土肥力、增进植物发展；海藻糖可提高菌株存活性和植物耐盐抗逆性；生物炭加强保水能力，提高泥土肥力，并可固定泥土中的重金属。”

团队成员朱政明介绍，针对微生物在重金属、盐碱情况中的活性低、利用时功能不不变等问题，团队开辟了多元复合材料凝胶固定化细胞手艺。“将三联复合微生物菌剂利用在重金属污染的泥土盆栽玉米中，我们发现菌剂固化了泥土中的重金属离子雷竞技，将其从生物可操纵态转化为不成操纵态，玉米芽与根对铅离子的富集量别离降落了40.86%和51.34%，玉米植株长度与干重别离提高了23.6%和73.3%。”

基在研发的复合微生物菌剂制备手艺，团队与合作完成单元新疆天物生态环保股分有限公司展开结合攻关，开辟了系列复合微生物菌剂，并在新疆乌鲁木齐经济手艺开辟区、石河子市、阿克苏等地进行盐碱泥土修复示范工程，施灌在如棉花、小麦、玉米、沙棘、甘草等农作物，颠末3-5年的推行利用，碱解氮、速效磷、速效钾、有机质等泥土肥力别离提高了26.3%、24.7%、40.2%、37.8%，棉花、小麦、玉米、沙棘、甘草等作物存活率别离从57%、55%、60%晋升至96%以上，亩产别离晋升了21.5%，26.4%、18.3%。

“此项目标利用提高了盐碱地与重金属污染地的操纵率，获得了显著的经济、社会和生态效应，为新疆广漠贫瘠盐碱地和江苏等地域的重金属污染地的综合操纵，助守耕地生命线供给了典型示范。项目功效整体处在国际进步前辈程度。”中国工程院院士、南京年夜学传授任洪强作为专家组组长，对本项目标整体手艺功效进行了判定。

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