中國(guó)農(nóng)科院油料所供圖
"> 李培武（左一）在實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)研究。
中國(guó)農(nóng)科院油料所供圖
新洋豐供圖
"> 山東新洋豐肥業(yè)有限公司ARC生物菌劑復(fù)合肥生產(chǎn)線。
新洋豐供圖
山東菏澤，山東新洋豐肥業(yè)有限公司車間內(nèi)，機(jī)器轟鳴，生產(chǎn)忙碌而有序：一粒粒肥料在包膜滾筒內(nèi)翻轉(zhuǎn)，自動(dòng)化進(jìn)料器精準(zhǔn)配料，經(jīng)過噴涂隔離劑、黏結(jié)劑，顆粒便包裹上菌劑和保護(hù)劑。再通過質(zhì)檢、灌裝后，一包包功能性生物復(fù)合肥料就從這里送到農(nóng)民手中。
“我們生產(chǎn)的是含有ARC生物菌劑的復(fù)合肥。今年，這種新型復(fù)合肥首次大面積推廣，銷量預(yù)計(jì)較去年翻番式增長(zhǎng)。”新洋豐新型肥料與綠色農(nóng)業(yè)研究所所長(zhǎng)武良說(shuō)。
武良說(shuō)的ARC生物菌劑，是中國(guó)農(nóng)科院油料所李培武院士團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)20多年持續(xù)研究發(fā)明的原創(chuàng)成果。其中，“A”代表黃曲霉毒素控制，“R”代表誘導(dǎo)根瘤菌結(jié)瘤固氮，“C”代表兩者耦合同步實(shí)現(xiàn)。
另辟蹊徑，“打敗”黃曲霉毒素
ARC生物菌劑復(fù)合肥為何受市場(chǎng)青睞？
花生、大豆易受黃曲霉毒素污染。20世紀(jì)60年代以來(lái)，阻控黃曲霉毒素一直是難題，國(guó)際主流技術(shù)采用向田間投放不產(chǎn)毒的黃曲霉菌株，希望“以菌攻菌”抑制土壤中黃曲霉強(qiáng)產(chǎn)毒菌株。然而，這種方法在田間實(shí)際效果并不理想，甚至有引發(fā)黃曲霉菌猖獗產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。
能否不引入外源黃曲霉菌，通過靶向調(diào)控微生物群落，在土壤中抑制黃曲霉產(chǎn)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(yīng)中國(guó)國(guó)情阻控黃曲霉毒素的方法，李培武團(tuán)隊(duì)跑遍我國(guó)重要花生主產(chǎn)區(qū)，采集了4700多份土壤樣品，根據(jù)不同微生物種群和元素組成，調(diào)配出成千上萬(wàn)個(gè)組合，并一一在實(shí)驗(yàn)室篩選驗(yàn)證。然而，實(shí)驗(yàn)樣品在大田里的表現(xiàn)并不理想。
另一方面，豆科作物具有結(jié)瘤固氮的能力，但在大田生產(chǎn)上，大豆、花生結(jié)瘤很少，固氮效率低。如何提升結(jié)瘤固氮效率，實(shí)現(xiàn)固氮減肥增產(chǎn)，同樣是困擾農(nóng)業(yè)科學(xué)家的難題。提升豆科植物結(jié)瘤固氮效率與阻控黃曲霉毒素有沒有關(guān)系？基于多年探索，李培武團(tuán)隊(duì)從土壤源頭阻控黃曲霉角度入手，另辟蹊徑，發(fā)現(xiàn)黃曲霉與根瘤菌、芽孢桿菌等植物益生菌呈負(fù)相關(guān)，在此發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)上發(fā)明了ARC生物菌劑。
“ARC生物耦合技術(shù)可謂‘一舉兩得’，不僅突破了豆科作物固氮的傳統(tǒng)認(rèn)知，還打破了施用根瘤菌劑的傳統(tǒng)技術(shù)限制，從而開辟大豆、花生誘導(dǎo)固氮提質(zhì)增產(chǎn)，助力大面積單產(chǎn)提升的新途徑。”李培武說(shuō)。
ARC生物菌劑田間效果如何？團(tuán)隊(duì)在主產(chǎn)區(qū)500多個(gè)示范點(diǎn)開展大田試驗(yàn)示范驗(yàn)證，結(jié)果表明，大豆、花生使用ARC生物耦合技術(shù)后，根瘤數(shù)與固氮酶活性分別增加3.7倍、4.8倍以上，產(chǎn)量增幅分別超過15%和19%，同時(shí)大田黃曲霉產(chǎn)毒菌阻控效果達(dá)63%以上。
以肥載菌，提升復(fù)合肥效果
將研發(fā)的生物菌劑向田間大規(guī)模推廣時(shí)，又遇到新難題。原來(lái)，單純施用生物菌劑用量雖少，但不方便，農(nóng)民也不習(xí)慣，且不說(shuō)增加勞動(dòng)力與時(shí)間成本，施用不均勻還會(huì)影響效果。怎么辦？如果能把ARC生物菌劑與復(fù)合肥結(jié)合起來(lái)，以肥載菌，既能提升復(fù)合肥效果，對(duì)農(nóng)民來(lái)說(shuō)省時(shí)省力，市場(chǎng)推廣潛力也大。
李培武團(tuán)隊(duì)的設(shè)想，與新洋豐研發(fā)高品質(zhì)經(jīng)濟(jì)作物專用肥的計(jì)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(yīng)，如何保證菌劑活性，之前全球產(chǎn)業(yè)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(xiàng)目的支持增加了武良的信心。2023年，湖北省相關(guān)部門牽頭搭橋，李培武團(tuán)隊(duì)與新洋豐展開合作，聯(lián)合推進(jìn)“ARC生物菌劑復(fù)合肥提質(zhì)固氮綠色增產(chǎn)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化”研究。
針對(duì)ARC生物菌劑難以穩(wěn)定添加到復(fù)合肥的痛點(diǎn)，新洋豐科研團(tuán)隊(duì)通過深入研究影響菌劑活性的關(guān)鍵因子，在隔離劑、保活劑、激活劑等方面做了上百次試驗(yàn)，最終優(yōu)化確定成本最低、效果最好的微生物保活劑。“我們破解了復(fù)合肥與微生物難兼容、易失活、肥效期短的行業(yè)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(shí)現(xiàn)了肥、菌結(jié)合‘1+1>2’的效果。”武良說(shuō)。
說(shuō)服農(nóng)民用ARC生物菌劑復(fù)合肥，不能光談技術(shù)指標(biāo)的優(yōu)勢(shì)，必須得在大田生產(chǎn)中檢驗(yàn)，通過大規(guī)模示范，讓種植戶見到實(shí)實(shí)在在的效果。為此，新洋豐與李培武團(tuán)隊(duì)走進(jìn)田間地頭，在全國(guó)花生、大豆主產(chǎn)區(qū)連續(xù)兩年做了30多個(gè)ARC生物菌劑復(fù)合肥試驗(yàn)。試驗(yàn)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(chǎn)量更高、質(zhì)量更好，花生果變白，病斑減少，果實(shí)均勻，收購(gòu)價(jià)更高。看到能獲得更高的收益，農(nóng)民積極性大幅提高。
ARC生物耦合技術(shù)也得到學(xué)界認(rèn)可。2024年，該技術(shù)被遴選為全國(guó)十大農(nóng)業(yè)重大引領(lǐng)性技術(shù)。2025年中關(guān)村論壇發(fā)布的19項(xiàng)國(guó)家重大科技成果中，這是唯一的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域代表性重大科技成果。
“預(yù)計(jì)未來(lái)5年，市場(chǎng)對(duì)ARC生物菌劑復(fù)合肥的需求將保持較高速增長(zhǎng)，這不僅能幫助農(nóng)民增產(chǎn)增收，還會(huì)為企業(yè)發(fā)展打開新的空間。”武良說(shuō)，接下來(lái)，新洋豐將繼續(xù)與李培武團(tuán)隊(duì)合作，圍繞作物促生長(zhǎng)、提單產(chǎn)的目標(biāo)和食品安全等問題，聚焦“微生物+”方向，繼續(xù)合作研發(fā)新產(chǎn)品，共同發(fā)展農(nóng)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力。
大豆、花生是我國(guó)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(duì)飼料安全和養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展具有重要意義。李培武表示，團(tuán)隊(duì)將持續(xù)攻關(guān)，持續(xù)揭示ARC生物耦合技術(shù)背后的機(jī)制機(jī)理，同時(shí)探索將相關(guān)技術(shù)應(yīng)用到其他豆科作物、牧草甚至非豆科作物上，助力我國(guó)糧食種植更綠色、更高效。
記者手記
發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研深度合作優(yōu)勢(shì)
研制出ARC生物菌劑復(fù)合肥，推動(dòng)花生、大豆提質(zhì)增產(chǎn)，我國(guó)何以在這方面走在國(guó)際前列？記者在采訪中深切體會(huì)到，產(chǎn)學(xué)研深度合作，科研院所和企業(yè)各展所長(zhǎng)，密切配合是重要原因。
李培武團(tuán)隊(duì)扎根中國(guó)豆科作物種植實(shí)際，從生產(chǎn)實(shí)踐中凝練科學(xué)問題，破解了黃曲霉毒素污染阻控與結(jié)瘤固氮效率提升兩大科學(xué)難題，研制出ARC生物菌劑，為花生、大豆提質(zhì)增產(chǎn)奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。作為行業(yè)重要頭部化肥企業(yè)，新洋豐對(duì)市場(chǎng)敏感，生產(chǎn)、研發(fā)經(jīng)驗(yàn)豐富，攻克菌劑與化學(xué)肥料結(jié)合等一系列的難題，實(shí)現(xiàn)了“以肥載菌”的目標(biāo)。雙方通力配合，在田間地頭開展規(guī)模示范，讓農(nóng)民看到成效，幫助好技術(shù)、好產(chǎn)品惠及廣大種植戶。
我國(guó)高校院所創(chuàng)新資源豐富、科技成果積淀深厚，企業(yè)在生產(chǎn)一線，具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和需求，滿足企業(yè)對(duì)技術(shù)的需求，提升企業(yè)創(chuàng)新能力，產(chǎn)學(xué)研合作是重要途徑。發(fā)揮我國(guó)體制機(jī)制優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新深度融合，有助于形成發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的強(qiáng)大合力。
《 人民日?qǐng)?bào) 》（ 2025年06月30日 19 版）