浅谈γ- 聚谷氨酸在农业生产中的应用.pdfVIP

浅谈γ-聚谷氨酸在农业生产中的应用

发表时间：2018-04-02T14:58:37.103Z来源：《红地产》2017年7月作者：马雪丽李花苗樊志磊郭景丽

[导读]γ-聚谷氨酸（γ-PGA）是微生物（主要为芽孢杆菌类）发酵的产物，是一种具有良好的水溶性、可生物降解、不含毒性的胞外多

肽，可在化妆品、环境保护、食品、医药、农业等领域进行应用。

引言1

聚谷氨酸γ-(γ-poly-glutamicacid,简称γ-PGA)是微生物(主要为芽孢杆菌类)发酵的产物，又称纳豆胶、多聚谷氨酸。它是一种

水溶性，生物降解，不含毒性，使用微生物发酵法制得的生物高分子。γ-PGA聚谷氨酸是一种特殊的阴离子自然聚合物，是以α-胺基

(α-amino)和γ-羧基(γ-caboxyl)之间经酰胺键(amidelinkage)所构成的同型聚酰胺(homo-polyamide)，其聚合度约为200～700，分

子量从10万-200万道尔顿不等。进入21世纪之后，微生物发酵法生产γ-PGA的研究受到了越来越多研究者的关注。γ-PGA作为一种

新型可生物降解的水溶性髙分子材料，其优良的性能已经在医药、日化、轻工业和食品等许多领域得以应用，被广大研宄者公认为一种极

具发展潜力的绿色环保化学产品。不仅如此，随着研宄的深入，γ-PGA及其衍生物在农业中的应用也得到越来越多的认可，尤其是近年

来，其在土壤和肥料等方面的应用已经成为了农业领域一个新的生长点。为此，笔者对γ-PGA在农业生产中的应用成果进行综述，以期

为γ-PGA在农业中的应用提供理论依据。

2聚谷氨酸在农业γ-上的应用

γ-PGA在农业生产的应用研宄开始于20世纪90年代，主要是对作物种子活力的影响进行了研究，随后随着人们对其独特的生理生

化性质的认识，其在农业各个方面的应用受到了广泛的关注。

保水保2.1肥，提高肥料利用率

γ-PGA分子含有1万个以上的超强亲水性基团--羧基，能充分保持土壤中水分，改进黏重土壤的膨松度及空隙度，改善砂质土壤的

保肥与保水能力。有研究发现，γ-PGA在自然条件下的最大吸水倍数高达1108.4倍，并且对土壤中水分的吸收倍数介于30-80倍之间，

而且γ-PGA的水浸液在土壤中具有一定的保水力和较理性的释放效果，有明显的抗旱促苗效应。另外γ-PGA带有负电游离羧基，能有效

阻止硫酸根、磷酸根等与钙、镁元素的结合，避免产生低溶解性盐类，更能有效促进养分的吸收与利用。张文通过对γ-PGA在盆栽小白

菜和油菜肥料利用率的影响研究表明，γ-PGA的添加能显著提高小白菜和油菜菜地中氮肥、磷肥、钾肥当季利用率，并且随着肥料施用

量的减低，对肥料利用率的增效作用基本呈现上升趋势。因此γ-PGA作为营养增效剂广泛应用于造粒设备，生产出的肥料具有抗旱、保

水、提高肥效等作用。

提2.2高种子发芽率，促进幼苗根系生长张新民等研究表明，γ-PGA高吸水性树脂直接拌土试验结果显示拌土面施能够显著提高不同

粒型种子的出苗率，其中小麦和玉米等出土能力较强的单子叶植物在低降水条件下具有更好的效果。郝荣华等研究表明，不同分子量γ-

PGA能够不同程度地提高绿豆的发芽率，增加幼苗的株高、根长、鲜质量等生理指标，相应地，种子的淀粉酶、过氧化氢酶和过氧化物

酶活性也有不同程度的提高。

平衡土壤2.3酸碱值，改良土壤聚谷氨酸可有效平衡土壤酸碱值，避免长期使用化学肥料所造成的酸性土质及土壤板结，对因海水倒

灌造成的盐渍和碱性土壤也有很好的改良作用。

螯2.4合重金属离子，减轻土壤污染

近年来，通过γ-PGA去除重金属的研究已经取得了很大的进展。大量研究表明，γ-PGA对重金属有很强的吸附能力。早在1990

年，Mclean等人研究了γ-PGA和重金属之间的结合力，发现γ-PGA可以结合Cr3+、Ni2+、Cu2+、Mn2+、Al3+及其他金属。姚俊等人

研究了γ-聚谷氨酸对三种金属离子Cr3+、Cu2+和Ni2+的去除效果，结果表明，这三种金属离子的去除率分别为90%，83.3%和

76.7%。γ-PGA对铅离子的吸附研究亦有报道，在中性或偏碱性条件下γ-PGA对Pb2+的去除率高达99.24%。γ-PGA对Co2+的吸附

也有报道。另外蔡志坚研究表明，γ-PGA可以通过活化磷矿粉，进