农业废料变身高效农药:中国科研团队突破阿维菌素绿色生产瓶颈
近日,一项旨在颠覆传统农药生产模式的科研成果引发关注。中国农业科学院植物保护研究所的科研团队成功开发出一种利用农业废弃物进行固体发酵的新技术,用于生产全球最重要的生物源农药——阿维菌素。这项发表于国际知名期刊《Bioresource Technology》的研究,不仅为农业废弃物的资源化利用开辟了新路径,更使得阿维菌素的生产成本降低了8.38%。
阿维菌素作为全球年需求量高达5000吨、市场价值超30亿美元的重量级产品,其生产技术一直由中国主导。然而,传统的液态发酵工艺长期面临着能耗高、污染重、成本居高不下的三重挑战,这在一定程度上限制了其在现代可持续农业中的广泛应用。
为攻克这一难题,研究团队将目光投向了麦麸、玉米芯、甘蔗渣乃至蚯蚓粪等常见的工农业废弃物。通过精密的实验设计与成分优化,他们筛选出了最佳的固体发酵培养基配方。研究进一步发现,基质的含水量和氧气供应是决定发酵成败的两个核心要素。当基质含水量达到78.5%、接种量为25%时,发酵效率可达到峰值。
更具突破性的是,该团队还探索出一种浅盘连续发酵策略。该策略能够支持至少四轮稳定的重复批次生产,不仅大幅缩短了发酵准备时间,还将关键有效成分阿维菌素B1a的产量提升至3.83毫克/克(干基质)。综合测算下来,新工艺的成本较传统液态发酵降低了8.38%。此外,研究还表明,这种固体发酵的产物本身就具备直接用作微生物农药的潜力,有望进一步简化应用流程。
这项成果不仅是阿维菌素绿色生物制造模式的一次重要革新,也为其他基于链霉菌的天然产物农药的环保生产提供了宝贵的参考。据悉,该研究由中国农科院植保所的李珊珊研究员与东北农业大学的向文胜教授共同指导,博士研究生杜国忠为论文的第一作者,并获得了国家重点研发计划等多项基金的支持。