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中科院光合研究为天璞生态提供新动力



  人们熟知的“万物生长靠太阳”现象,其基本原理是通过在高等植物、藻类和蓝细菌这些生物中发生的放氧型光合作用。这些生物通过光合作用固定CO2,把太阳能转化为化学能储存下来,同时将水分子裂解并释放出氧气,供生物呼吸。光合作用是地球上最重要的生物化学反应,为地球生物提供赖以生存的物质基础。因此,提高光合作用效率,对有效利用太阳能、促进农业增产增收、加速工业CO2减排和资源化利用等,都具有重要意义。

  

中科院光合研究为天璞生态提供新动力

 

  光合作用又是一个极其复杂的生化过程。根据是否需要光,光合作用被人为地分为光反应和暗反应。以往改造光合作用的研究,主要考虑如何提高光反应对光能的利用与转化效率,或提高暗反应关键酶Rubisco固碳效率,很少考虑如何提高光反应和暗反应的偶联效率。而在实际的生理过程中,光合作用的光反应和暗反应是密不可分的有机整体。光反应产生能量(ATP)和还原力(NADPH),而暗反应需要消耗ATP和NADPH,才能实现对CO2的还原固定。

  中科院微生物研所课题组针对光反应产生的ATP不能满足暗反应固碳能量需求这一基本问题,根据光反应中ATP是与NADPH偶联产生的基本原理,从细胞全局出发,把光合作用的光反应和暗反应作为有机整体,以连接光合作用光反应和暗反应的NADPH为切入点,提出了一个导入NADPH消耗模块,从而打破细胞固有的NADPH平衡,通过光反应与暗反应的有效耦联,来增强光反应的内在驱动力、进而提高光合作用效率的新构想。

  

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  研究人员以光合放氧菌蓝细菌为研究模型,通过引入NADPH依赖型的脱氢酶,创建了只消耗NADPH而不额外消耗ATP的异丙醇生物合成途径(图1)。一系列光合生理和生化分析表明,引入NADPH消耗途径后,细胞生长明显加快,光合作用效率提高约50%,同时具有更高的细胞活性。同时发现,改造后蓝细菌的光饱和点提高一倍,表明其可以耐受更高光强,这对适应自然界中光强的剧烈变化具有重要意义。这一结果表明,还原力驱动的细胞全局代谢工程策略,比传统单一改造光反应或暗反应,可以更有效地提高光合作用效率,这一策略对改造真核生物的光合作用也具有参考价值。

  

中科院光合研究为天璞生态提供新动力

 

  该工作已在线发表在Metabolic Engineering杂志上。研究得到国家自然科学基金和院重点部署项目“二氧化碳的人工生物转化”资助。

  天璞生态农业的愿景

  

中科院光合研究为天璞生态提供新动力

 

  天璞生态肥是中国发展绿色有机生态农业的先导产品,是我国当前以及未来绿色农业生产变革中具有里程碑意义的国家专利项目(专利号:201810824587.6)!

  天璞生态肥的成功问世在人类利用二氧化碳替代化肥减少化学农药使用的历史进程中具有划时代的意义!

  一场以天璞生态肥为核心的农业第三次革命浪潮正在到来!

  

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  传统化学农业的理论基础

  

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  植物生长需要大量氮、磷、钾,以及中、微量元素。一味强调“补补补”,通过大量施用化肥农药追求高产高效。长期来看违背大自然作物生长规律。

  天璞生态农业的理论基础

  

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  生态农业是指在保护、改善农业生态环境的前提下遵循生态学、生态经济学规律,运用系统工程方法和现代科学技术,集约化经营的农业发展模式。

  天璞生态高效农业重点解决作物生长的三要素“碳、氢、氧”,通过促进光合作用,并辅助生物资源实现减少化肥农药用量同时能达到高产优质的目的。

  天璞生态肥的核心原理

  防虫抗病原理

  

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  稳定、持续的高浓度二氧化碳层的形成,改变了原来植物茎叶周围的大气环境,使得植物周围含氧量相对减少,原来所有害虫、病毒、细菌与真菌等赖以生存、繁殖的有氧环境严重破坏,不适宜原来病虫害的繁殖生存。使用天璞生态肥后,作物健康均匀生长,且本身的免疫力也得到提高,因此少生虫少生病。

  高产稳产原理

  光合作用是所有绿色喜光植物生长的决定因素。二氧化碳是植物主粮,在一定的环境下,二氧化碳浓度越高,植物光合速率越快,植物增产幅度越大。通过喷施天璞生态肥捕集聚合空气中的二氧化碳,增强光合作用,提高光合速率,夜间抑制光呼吸,积累作物生长必需的碳、氢、氧三元素,同时有效吸收、合成、转化土壤中的氮、磷、钾等有机成分,充分推动作物的孕育、生长、成熟,达到高产稳产并且恢复作物原生态品质的目的。

  

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  生态科普

  1、传统植物达到高产的二氧化碳浓度应在760PPM---1200PPM。根据测定,空气中二氧化碳浓度大多在300---380PPM之间,达不到作物高产的条件。把天璞生态碳肥喷在作物叶茎上,能快速持续稳定吸收空气的二氧化碳,并且富集在作物叶茎周围供植物吸收利用,增强光合作用,从而达到不施化肥也能高产的目的。

  2、科普小常识:关于光合作用和氮磷钾等在植物生长中的作用对比表格

  

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  天璞生态肥研发历程

  

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  产品研发历程

  (01)2011年天璞集团成立金岭农业技术开发公司,从事农业技术特别是二氧化碳替代肥的研发工作,第一代光碳产品技术配方初步形成。

  (02)2012年天璞集团技术团队完成实验攻关与项目筹备,倾心打造光碳第一代产品。

  (03)2013年初天璞集团完成国内主要省份市场加盟代理布局,掀起光碳技术革命的第一次高潮,引起国内各界重视与关注。

  (04)2014年天璞集团与国内多个农业科研机构达成战略合作,进一步攻克、完善、确立了二氧化碳替代肥的核心要点,光碳产品第二代升级版天璞生态(光合增效剂)技术配方初步定型。

  (05)2015年,天璞集团与中科院、农科院、农大等国内知名科研机构以及台湾知名企业共同努力,成功攻克光碳第二代升级版天璞生态(光合增效剂)肥技术难题。同年应邀入驻蔬菜之都—寿光三元朱,并在短短半年时间建立起50余家县级旗舰店,引起全国媒体广泛关注、报道。

  (06)2016年天璞集团完成重组,多家财务投资机构战略入股天璞集团。天璞集团形成以技术研发(天璞生态)、市场推广(天雨国际)、产品续接(天璞健康)以及投融资中心(天璞投资)四个产业板块为龙头核心的现代化集团企业。天璞生态肥的市场运营首次形成了完整的全产业链模式!

  (07)2017年10月天璞集团正式推出第三代光碳升级版产品天璞生态肥(光合增效剂),同年实现加盟代理大突破。

  (08)2018年初,天璞集团与国内几大金融机构达成战略合作,完美实现保险护航金融授信。金融机构正式全面助力天璞集团绿色农业特别是天璞生态肥替代化肥农药技术,天璞生态肥的发展进入一个全新的阶段。天璞集团同年辐射土地达到10万亩。天璞生态肥的卓越品质再一次得到各界的认可和赞同!

  (09)2019年天璞生态肥预计使用面积将达到20万亩。天璞生态肥在减少化肥化学农药使用,提供中华民族整体健康水平的历史进程中注定具有划时代的意义!

  

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  2020年,天璞生态肥成功问世10周年!

  我们诚邀有志于中国三农事业特别是绿色农业的各行投资家、企业家关注天璞生态肥,一起推动我国的的绿色有机生态农业!




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