中國農(nóng)科院油料所供圖
"> 李培武（左一）在實驗室指導團隊研究。
中國農(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)，自動化進料器精準配料，經(jīng)過噴涂隔離劑、黏結(jié)劑，顆粒便包裹上菌劑和保護劑。再通過質(zhì)檢、灌裝后，一包包功能性生物復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(nóng)業(yè)研究所所長武良說。
武良說的ARC生物菌劑，是中國農(nóng)科院油料所李培武院士團隊歷經(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”代表誘導根瘤菌結(jié)瘤固氮，“C”代表兩者耦合同步實現(xiàn)。
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(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產(chǎn)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(fā)黃曲霉菌猖獗產(chǎn)生的風險。
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(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(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，實現(xiàn)固氮減肥增產(chǎn)，同樣是困擾農(nóng)業(yè)科學家的難題。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，李培武團隊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、花生誘導固氮提質(zhì)增產(chǎn)，助力大面積單產(chǎn)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(chǎn)區(qū)500多個示范點開展大田試驗示范驗證，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%，同時大田黃曲霉產(chǎn)毒菌阻控效果達63%以上。
以肥載菌，提升復合肥效果
將研發(fā)的生物菌劑向田間大規(guī)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(nóng)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(jié)合起來，以肥載菌，既能提升復合肥效果，對農(nóng)民來說省時省力，市場推廣潛力也大。
李培武團隊的設(shè)想，與新洋豐研發(fā)高品質(zhì)經(jīng)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(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，李培武團隊與新洋豐展開合作，聯(lián)合推進“ARC生物菌劑復合肥提質(zhì)固氮綠色增產(chǎn)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化”研究。
針對ARC生物菌劑難以穩(wěn)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(guān)鍵因子，在隔離劑、保活劑、激活劑等方面做了上百次試驗，最終優(yōu)化確定成本最低、效果最好的微生物?；顒??！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(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，實現(xiàn)了肥、菌結(jié)合‘1+1>2’的效果?！蔽淞颊f。
說服農(nóng)民用ARC生物菌劑復合肥，不能光談技術(shù)指標的優(yōu)勢，必須得在大田生產(chǎn)中檢驗，通過大規(guī)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(chǎn)區(qū)連續(xù)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(chǎn)量更高、質(zhì)量更好，花生果變白，病斑減少，果實均勻，收購價更高。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)也得到學界認可。2024年，該技術(shù)被遴選為全國十大農(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項國家重大科技成果中，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(nóng)民增產(chǎn)增收，還會為企業(yè)發(fā)展打開新的空間?！蔽淞颊f，接下來，新洋豐將繼續(xù)與李培武團隊合作，圍繞作物促生長、提單產(chǎn)的目標和食品安全等問題，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(yǎng)殖業(yè)發(fā)展具有重要意義。李培武表示，團隊將持續(xù)攻關(guān)，持續(xù)揭示ARC生物耦合技術(shù)背后的機制機理，同時探索將相關(guān)技術(shù)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(fā)揮產(chǎn)學研深度合作優(yōu)勢
研制出ARC生物菌劑復合肥，推動花生、大豆提質(zhì)增產(chǎn)，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(chǎn)學研深度合作，科研院所和企業(yè)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(chǎn)實踐中凝練科學問題，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)奠定了扎實的基礎(chǔ)。作為行業(yè)重要頭部化肥企業(yè)，新洋豐對市場敏感，生產(chǎn)、研發(fā)經(jīng)驗豐富，攻克菌劑與化學肥料結(jié)合等一系列的難題，實現(xiàn)了“以肥載菌”的目標。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，具有豐富實踐經(jīng)驗和需求，滿足企業(yè)對技術(shù)的需求，提升企業(yè)創(chuàng)新能力，產(chǎn)學研合作是重要途徑。發(fā)揮我國體制機制優(yōu)勢，推動科技創(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)力的強大合力。
《 人民日報 》（ 2025年06月30日 19 版）