聚谷氨酸在农业领域应用的往昔和现状
一、聚谷氨酸的由来
聚谷氨酸（γ-PGA），又称纳豆菌胶、多聚谷氨酸，它是一种水溶性，生物降解，不含毒性，是一种有粘性的物质，在“纳豆”—发酵豆中被首次发现。聚谷氨酸利用生物发酵工艺生产的大分子氨基酸聚合物，有粉剂和液体2种形式，相对分子质量100000～2000000（主要分布在1100000～1400000）。聚谷氨酸是一种特殊的阴离子自然聚合物，在α-氨基和γ-羧基之间包含谷氨酸的线性酰胺键结所构成的同型聚酰胺。聚谷氨酸（γ-PGA）是由微生物发酵合成的氨基酸聚合物，具有优良的生物相容性和生物可降解性，可作为生物医用材料，污水处理材料，也可应用于食品增稠剂、食品防冻保鲜、化妆品保湿剂及农业等领域，武汉光华时代生物主要在农业应用上作了深入的探究。
作为一种水溶性脂肪族聚酯，聚谷氨酸分子中有大量的游离的亲水性羧基，因此聚谷氨酸具有高度的水溶性、生物相容性、生物可降解性、生物可吸收性、无免疫原性和可化学衍生性。在农业领域对其含量要求相对简单,企业生产纯度也在3%-25%之间。聚谷氨酸发展至今已有十几年历史，聚谷氨酸肥料凭借其在农业生产中的特殊功能，成为了热门产品。
近年来，聚谷氨酸应用领域不断扩展，市场需求也保持增长趋势，2021年，我国聚谷氨酸市场需求量约为2150万吨。数据显示，2022年我国聚谷氨酸行业市场规模约为10.9亿元，同比增长8.6%。截止到2024年由于市场需求旺盛生产聚谷氨酸发酵水平不一，产品质量参差不齐，已进入相对内卷时代。随着市场发展，聚谷氨酸产能落后及标准较低的企业将逐渐被淘汰，聚谷氨酸市场集中度将有所提升。
二、国内农用聚谷氨酸产业发展
农用聚谷氨酸走进事关粮食安全的化肥行业，有一个较为漫长的过程，这个发展历程可以概括为4个阶段。
1、1937-1942年，聚谷氨酸被首次发现，但在很长的一段时间内均处于科研摸索阶段。
2、2003-2007年，华中农业大学陈守文团队等最先开启聚谷氨酸在农业上的应用的研究，开启了聚谷氨酸“1.0时代”。
3、2008-2014年，随着科研的深入，聚谷氨酸在农业中的应用潜力也逐渐得到挖掘。基于此，一些聚谷氨酸生产企业和化肥龙头企业开始摸索聚谷氨酸的生产与应用。以武汉光华时代生物的企业率先开展校企联合的方式开发聚谷氨酸在农业上的应用。原湖北新洋丰肥业有限公司等开始进行聚谷氨酸增效肥料研制与产业化开发，重点解决聚谷氨酸增效剂和增效肥产业化生产中所面临的工艺技术问题，为聚谷氨酸的农业应用产业化奠定了基础。此时，聚谷氨酸处于产业导入初级阶段，我们称之为聚谷氨酸的“2.0时代”。
4、近10年以来，在良好市场潜力的引领下，聚谷氨酸开始走出实验室，进入产业化发展的“3.0时代”。一方面，诸多生产企业开始抢滩聚谷氨酸市场；另一方面，越来越多的化肥龙头企业也将目光瞄准聚谷氨酸，积极布局聚谷氨酸产品。云天化新型尿素、二胺、新洋丰洋丰硫复合肥、红四方的谷悦果乐复合肥、湖北祥云金稻满满水稻专用肥及六国化工水稻精准配方肥等均添加聚谷氨酸。在此阶段，校企结合促进聚谷氨酸产业化发展的格局初步形成，行业内对聚谷氨酸肥料产品应用效果研究增加，对聚谷氨酸生产工艺和聚谷氨酸增效产品的添加工艺的探究更加活跃，对下游农户的科普也逐步增强。然而，受制于生产工艺限制，聚谷氨酸的产能仍然有进一步的释放空间，聚谷氨酸下游产品的应用仍然有更大的挖掘潜力，工业化的规模和需求之间还并不匹配，特别是在基层农民的认知程度还有待提升。近年来，在“双碳”和国家可持续发展战略的要求下，发展对环境友好材料成为产业趋势，进一步推动聚谷氨酸产业化的进程，同时农民对肥料提质增产的需求非常迫切。加之，肥料绿色高效转型升级的速度的加快，聚谷氨酸的发展也即将进入加速度阶段，全面迎来“4.0时代”武汉光华时代生物科技有限公司也称为“聚谷氨酸+”的时代！
（待续，篇幅有限，下篇继续分享）
