聚天门冬氨酸的应用

背景及概述^[1][2]

聚天冬氨酸PASP是一种水溶性多肽、氨基酸聚合物，天然存在于软体动物和蜗牛类的壳内粘液中，内含肽键和羧基等活性基团，具有极强的螯合、分散和吸附等作用，对动物无毒副作用、可生物降解。聚天冬氨酸盐为聚天冬氨酸离子与阳离子结合形式。聚天冬氨酸及其盐用于水处理和金属缓蚀剂，也用于植物肥料的增效剂，或作清洁剂、吸水剂等日用化学品领域，或用于在医药领域用作药物载体。

研究^[2-3]

唐会会等人2016年和2017年在中国农业科学院作物科学研究所吉林公主岭试验站（43°29’55’’N，124°48’43’’E），以中单909为材料，设置常规氮素（CN）和PASP螯合氮素（PASP-N）的不同施肥量全基施处理，探讨东北春玉米PASP螯合氮素减量全基施的增效机制。结果表明，相比CN，PASP-N在总施氮量减少1/3的条件下，玉米增产0.9%～3.0%，穗长增加0.5%～2.9%，灌浆中期叶面积指数增大18.5%～22.3%，秃尖长降低13.8%～46.7%，株高及穗位高分别降低1.5%～2.5%和0.7%～8.4%。PASP-N处理下，花期玉米功能叶硝酸还原酶（NR）活性降低1.4%～19.8%，花后30 d穗位叶谷氨酰胺合成酶（GS）活性提高18.5%～33.1%，花后20 d穗位叶谷草转氨酶（GOT）活性增高0.8%～6.4%。多项式曲线模拟结果表明， PASP-N和CN处理全基施氮用量分别为185.3 kg hm^–2和219.1 kg hm^–2， PASP-N比CN少施氮肥33.8kg hm^–2， PASP-N产量比CN高108.9 kg hm^–2。氮肥偏生产力、氮肥农学效率、氮肥表观利用率和氮肥生理效率分别比常规氮素处理增加51.3%～54.4%、2.9%～104.2%、28.9%～126.6%和48.0%～405.2%。因此， PASP螯合氮肥能促进东北春玉米籽粒灌浆中后期氮素代谢，提高玉米氮肥利用效率。

董世杰等人利用桶栽试验探究不同浓度水平的聚天门冬氨酸钙盐（PASP-Ca）对水稻田面水中铵态氮（NH₄⁺）、硝态氮（NO₃^-）和总氮（TN）浓度动态变化的影响。结果表明，施氮后，田面水中TN、NH₄⁺和NO₃^-分别于第1，3，9天达到值，随后逐渐降低。NO₃^-/TN多在0.1以下，（NH₄⁺+NO₃^-）/TN多在0.5以上。因此，可以将NH₄⁺和TN作为农田水污染防治的主要监测指标，NO₃^-作为辅助指标。添加一定浓度的PASP—Ca能对田面水中氮素浓度的变化起到缓释作用，其中0.3%浓度水平的PASP—Ca效果相对较好，田面水中NH₄⁺和TN的下降速率分别为3.452，4.806mg/（L·d），与单施氮肥（CK）相比，分别降低了11.68%和16.25%;同时，NH₄⁺的平均浓度为6.999mg/L，较CK低了3.88%;NO₃^-的平均浓度为0.396mg/L，较CK低了24.83%;TN的平均浓度为20.077mg/L，较CK提升了3.10%。施氮后田面水中TN浓度随时间呈对数递减，而NH₄⁺浓度在施氮后3天内随时间呈对数增加，之后随时间呈对数递减趋势。施氮后的9天内是防止稻田田面水中氮素流失的关键时期。

应用^[4]

CN201210236282.6提供一类聚天门冬氨酸及其盐的使用方法，与其他饲料添加使用方法相似，可以直接添加到饲料中，或者制作成含有该类聚天门冬氨酸及其盐重量含量为0.0001-99.99%的预混料、预混剂、浓缩料和功能性添加剂，再添到动物饲料中或者饲喂动物；或者制作成给动物服用的含有该类聚天门冬氨酸及其盐重量含量为0.0001-99.99%的口服剂或者水混合剂；或者作为饲料和饲料原料保护剂或者载体，再添到动物饲料中或者饲喂动物。应用对象包括猪、家禽、反刍动物、草食动物、水产动物、经济动物或者观赏动物。

本发明提供了一类聚天门冬氨酸及其盐作为动物饲料添加剂、动物服用的口服剂和动物服用的水混合剂的应用，具有如下优点：

（1）该类物质是一种水溶性多肽及其盐，部分或者完全被机体消化利用，品质稳定，使用成本低，安全无毒，是一类绿色、安全和环境友好型饲料添加剂；

（2）该类物质可用于改善仔猪肠道功能，通过形成物理屏障阻碍病原菌在肠道黏膜附着和黏膜损伤，抑制肠道有害微生物生长，从而部分或者完全取代抗生素和高铜高锌的使用；

（3）该类物质通过络合物的形成促进机体对食糜中微量元素如铜、铁、锰、锌的吸收，减少排放，从而节约饲料资源，减少环境污染；

（4）该类物质能为反刍动物瘤胃发酵提供稳定的氮源和微量元素，提高发酵效率，避免氨中毒；

（5）利用该类物质包被优质蛋白饲料，能透提高过瘤胃蛋白的比例，改善动物生产性能。

主要参考资料

[1] CN201210236282.6 聚天门冬氨酸及其盐作为动物饲料添加剂的应用

[2] 唐会会，许艳丽，王庆燕，马正波，李光彦，董会，董志强.聚天门冬氨酸螯合氮肥减量基施对东北春玉米的增效机制[J].作物学报，2019，45(03):431-442.

[3] 董世杰，鲁屹，唐婉莹，刘琪，程梦笛，张庆国，杨书运，马友华.聚天门冬氨酸钙盐对水稻田面水中三氮动态变化的影响[J].水土保持学报，2018，32(06):208-213+221.

[4] CN201210236282.6 聚天门冬氨酸及其盐作为动物饲料添加剂的应用