李培武(左一)在實驗室指導團隊研究?! ≈袊r科院油料所供圖">  李培武(左一)在實驗室指導團隊研究?! ≈袊r科院油料所供圖  山東新洋豐肥業有限公司ARC生物菌劑復合肥生產線。  新洋">
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          一粒新型復合肥的田間突圍(科技視點·看科技成果如何“變身”新質生產力)

          2025-06-30 05:55:00

          來源:人民日報

            李培武(左一)在實驗室指導團隊研究。

            中國農科院油料所供圖

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            李培武(左一)在實驗室指導團隊研究。
            中國農科院油料所供圖

            山東新洋豐肥業有限公司ARC生物菌劑復合肥生產線。

            新洋豐供圖

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            山東新洋豐肥業有限公司ARC生物菌劑復合肥生產線。
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            山東菏澤,山東新洋豐肥業有限公司車間內,機器轟鳴,生產忙碌而有序:一粒粒肥料在包膜滾筒內翻轉,自動化進料器精準配料,經過噴涂隔離劑、黏結劑,顆粒便包裹上菌劑和保護劑。再通過質檢、灌裝后,一包包功能性生物復合肥料就從這里送到農民手中。

            “我們生產的是含有ARC生物菌劑的復合肥。今年,這種新型復合肥首次大面積推廣,銷量預計較去年翻番式增長?!毙卵筘S新型肥料與綠色農業研究所所長武良說。

            武良說的ARC生物菌劑,是中國農科院油料所李培武院士團隊歷經20多年持續研究發明的原創成果。其中,“A”代表黃曲霉毒素控制,“R”代表誘導根瘤菌結瘤固氮,“C”代表兩者耦合同步實現。

            另辟蹊徑,“打敗”黃曲霉毒素

            ARC生物菌劑復合肥為何受市場青睞?

            花生、大豆易受黃曲霉毒素污染。20世紀60年代以來,阻控黃曲霉毒素一直是難題,國際主流技術采用向田間投放不產毒的黃曲霉菌株,希望“以菌攻菌”抑制土壤中黃曲霉強產毒菌株。然而,這種方法在田間實際效果并不理想,甚至有引發黃曲霉菌猖獗產生的風險。

            能否不引入外源黃曲霉菌,通過靶向調控微生物群落,在土壤中抑制黃曲霉產毒菌甚至“打敗”黃曲霉毒素,并維持土壤健康?為找出一條適應中國國情阻控黃曲霉毒素的方法,李培武團隊跑遍我國重要花生主產區,采集了4700多份土壤樣品,根據不同微生物種群和元素組成,調配出成千上萬個組合,并一一在實驗室篩選驗證。然而,實驗樣品在大田里的表現并不理想。

            另一方面,豆科作物具有結瘤固氮的能力,但在大田生產上,大豆、花生結瘤很少,固氮效率低。如何提升結瘤固氮效率,實現固氮減肥增產,同樣是困擾農業科學家的難題。提升豆科植物結瘤固氮效率與阻控黃曲霉毒素有沒有關系?基于多年探索,李培武團隊從土壤源頭阻控黃曲霉角度入手,另辟蹊徑,發現黃曲霉與根瘤菌、芽孢桿菌等植物益生菌呈負相關,在此發現基礎上發明了ARC生物菌劑。

            “ARC生物耦合技術可謂‘一舉兩得’,不僅突破了豆科作物固氮的傳統認知,還打破了施用根瘤菌劑的傳統技術限制,從而開辟大豆、花生誘導固氮提質增產,助力大面積單產提升的新途徑?!崩钆辔湔f。

            ARC生物菌劑田間效果如何?團隊在主產區500多個示范點開展大田試驗示范驗證,結果表明,大豆、花生使用ARC生物耦合技術后,根瘤數與固氮酶活性分別增加3.7倍、4.8倍以上,產量增幅分別超過15%和19%,同時大田黃曲霉產毒菌阻控效果達63%以上。

            以肥載菌,提升復合肥效果

            將研發的生物菌劑向田間大規模推廣時,又遇到新難題。原來,單純施用生物菌劑用量雖少,但不方便,農民也不習慣,且不說增加勞動力與時間成本,施用不均勻還會影響效果。怎么辦?如果能把ARC生物菌劑與復合肥結合起來,以肥載菌,既能提升復合肥效果,對農民來說省時省力,市場推廣潛力也大。

            李培武團隊的設想,與新洋豐研發高品質經濟作物專用肥的計劃不謀而合。可最初武良心里并沒有底:肥料鹽分含量高,微生物如何適應,如何保證菌劑活性,之前全球產業界都沒有成功的先例,以肥載菌能成功嗎?

            湖北省重大科技項目的支持增加了武良的信心。2023年,湖北省相關部門牽頭搭橋,李培武團隊與新洋豐展開合作,聯合推進“ARC生物菌劑復合肥提質固氮綠色增產技術產業化”研究。

            針對ARC生物菌劑難以穩定添加到復合肥的痛點,新洋豐科研團隊通過深入研究影響菌劑活性的關鍵因子,在隔離劑、?;顒?、激活劑等方面做了上百次試驗,最終優化確定成本最低、效果最好的微生物保活劑?!拔覀兤平饬藦秃戏逝c微生物難兼容、易失活、肥效期短的行業難題,確保菌劑存活率在90%以上,并研制出高富專ARC生物菌劑花生專用肥和大豆專用肥,實現了肥、菌結合‘1+1>2’的效果?!蔽淞颊f。

            說服農民用ARC生物菌劑復合肥,不能光談技術指標的優勢,必須得在大田生產中檢驗,通過大規模示范,讓種植戶見到實實在在的效果。為此,新洋豐與李培武團隊走進田間地頭,在全國花生、大豆主產區連續兩年做了30多個ARC生物菌劑復合肥試驗。試驗證明:同一塊地,使用含有ARC生物菌劑的花生專用肥后,作物產量更高、質量更好,花生果變白,病斑減少,果實均勻,收購價更高??吹侥塬@得更高的收益,農民積極性大幅提高。

            ARC生物耦合技術也得到學界認可。2024年,該技術被遴選為全國十大農業重大引領性技術。2025年中關村論壇發布的19項國家重大科技成果中,這是唯一的農業領域代表性重大科技成果。

            “預計未來5年,市場對ARC生物菌劑復合肥的需求將保持較高速增長,這不僅能幫助農民增產增收,還會為企業發展打開新的空間?!蔽淞颊f,接下來,新洋豐將繼續與李培武團隊合作,圍繞作物促生長、提單產的目標和食品安全等問題,聚焦“微生物+”方向,繼續合作研發新產品,共同發展農業新質生產力。

            大豆、花生是我國重要的糧油作物,大豆油和花生油占食用植物油總量的一半以上,對飼料安全和養殖業發展具有重要意義。李培武表示,團隊將持續攻關,持續揭示ARC生物耦合技術背后的機制機理,同時探索將相關技術應用到其他豆科作物、牧草甚至非豆科作物上,助力我國糧食種植更綠色、更高效。

            

            記者手記

            發揮產學研深度合作優勢

            研制出ARC生物菌劑復合肥,推動花生、大豆提質增產,我國何以在這方面走在國際前列?記者在采訪中深切體會到,產學研深度合作,科研院所和企業各展所長,密切配合是重要原因。

            李培武團隊扎根中國豆科作物種植實際,從生產實踐中凝練科學問題,破解了黃曲霉毒素污染阻控與結瘤固氮效率提升兩大科學難題,研制出ARC生物菌劑,為花生、大豆提質增產奠定了扎實的基礎。作為行業重要頭部化肥企業,新洋豐對市場敏感,生產、研發經驗豐富,攻克菌劑與化學肥料結合等一系列的難題,實現了“以肥載菌”的目標。雙方通力配合,在田間地頭開展規模示范,讓農民看到成效,幫助好技術、好產品惠及廣大種植戶。

            我國高校院所創新資源豐富、科技成果積淀深厚,企業在生產一線,具有豐富實踐經驗和需求,滿足企業對技術的需求,提升企業創新能力,產學研合作是重要途徑。發揮我國體制機制優勢,推動科技創新與產業創新深度融合,有助于形成發展新質生產力的強大合力。

            《 人民日報 》( 2025年06月30日 19 版)

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