近日,新洋丰与中国农科院油料研究所正式开启战略合作,双方将发挥各自优势,联合进行ARC+复合肥产品的研发、生产和推广,实现该产品和技术在全国花生、大豆等油料作物上的大面积应用,力争五年内推广应用面积累计超过1000万亩,促进油料作物产业高质量发展、保障国家油料供给安全。
ARC+复合肥,就是将ARC微生物菌剂添加到复合肥中,目前新洋丰主要有“高富专”花生专用肥和大豆专用肥两种产品。通过前期试验示范,这两种复合肥除了增产之外,还有一个特别的功效:能有效源头阻控黄曲霉毒素对农产品的污染。
院士团队攻克黄曲霉毒素
黄曲霉毒素是Ⅰ类致癌物,极易污染花生、玉米、大豆等粮油产品。
上世纪90年代末,中国农科院油料所李培武院士团队便开启黄曲霉毒素攻关之路。早期研究聚焦黄曲霉毒素检测技术,但团队很快意识到:“仅靠检测无法根除污染,必须找到毒素产生的源头。”经过对50多个因素的排查,团队最终锁定田间土壤中的产毒霉菌。
同时,花生大豆能够与土壤中的根瘤菌共生结瘤固氮,将空气中的氮气转化为作物养分氨。但自然状态下花生大豆根瘤数量少,固氮效率差,如何提高花生大豆结瘤固氮效率,是世界性难题。
既然花生大豆控毒、固氮的两个难题均与土壤有关,那么,能否在田间源头阻控花生黄曲霉产毒菌的同时,提高花生大豆的固氮能力,从而实现绿色增产?
李培武院士团队鉴定出与黄曲霉毒素污染密切相关的微生物种群,同时发现花生大豆主产区土壤黄曲霉产毒菌与根瘤菌丰度呈负相关,黄曲霉代谢物显著抑制根瘤菌生长。据此,科研人员组配了黄曲霉阻控与结瘤耦合的海量组合,并开展实验室接种培养筛选和大田聚合筛选,最终发明出ARC功能微生物菌剂。
“ARC”里的“A”代表黄曲霉毒素控制,“R”代表诱导根瘤菌结瘤固氮,“C”代表耦合同步实现。ARC功能微生物菌剂不但可以阻控黄曲霉毒素污染,而且可以促进农作物生长。
“把黄曲霉毒素的控制关口前移,移到大田生产里面去,实现从源头降低收获后花生黄曲霉产毒菌的丰度。”李培武院士介绍。
团队进行了三年的农田试验,在减施20%左右氮肥的情况下,花生依然可以增产10%以上。
据介绍,目前国际主流技术是向田间投放不产毒的黄曲霉菌株,通过“以菌攻菌”抑制毒素。它又称为“黄曲霉竞争技术”,意思是将不产毒的黄曲霉菌株释放到田间与产毒菌株进行竞争,以此来减少花生被污染的风险。李培武院士认为,不产毒的霉菌可能因基因突变恢复产毒能力,而且对土壤生态影响不明确。相比之下,ARC技术通过靶向调控微生物群落,既无需引入外源菌,又能长效维持土壤健康。
2024年,该技术成功入选农业农村部发布的十大农业重大引领性技术。
实验室成果转化落地
2022年,新洋丰与李培武院士团队开始合作,启动ARC技术产业化。
产业化的首个难题,便是如何将ARC菌剂稳定添加到复合肥中。
“肥料是高盐体系,造粒温度较高,如何实现ARC菌剂隔离保护,菌剂如何均匀添加是摆在我们面前的工艺难题。”新洋丰新型肥料与绿色农业研究所所长武良博士回忆。
团队尝试数十种包膜材料,最终研发出微生物活性保护技术,破解了复合肥与微生物难兼容、易失活、肥效期短的行业难题,确保菌剂存活率超过90%,研制出高富专ARC菌剂专用肥,实现“1+1>2”的效果。
工艺突破后,新洋丰在全国28个试验点同步开展验证试验。在山东花生试验示范田,施用ARC+复合肥的植株根瘤数量增加40%,果实病斑减少70%;在黑龙江大豆试验示范田,亩均增产12%,且大豆蛋白质含量提升3%。同时,试验示范效果显示,ARC+复合肥能使花生大豆的黄曲霉毒素污染水平下降80%以上。
为保护创新成果,新洋丰围绕菌剂复配、生产工艺等环节,申请了多项发明专利。“从菌种筛选到肥料配方,每个环节都凝聚着自主知识产权。”武良说。
“ARC生物菌剂提质固氮耦合技术研发及产业化”被列为2023年湖北省重大科技项目,由中国农科院油料所与新洋丰等单位共同承担。
为了把该项技术真正落到实地,最大限度地把试验田里的高产成绩转化到广阔的农田上,新洋丰和中国农科院油料所于今年初正式达成战略合作,新洋丰成为ARC生物耦合技术在花生大豆复合肥领域的独家合作企业。
“眼下,我们全国销售团队正紧锣密鼓加快ARC+复合肥在我国花生大豆各省主产区的推广步伐,为我国花生大豆大面积单产提升和广大农民增收增效作出贡献。”新洋丰副总裁赵程云表示。
李培武院士说:“我们希望通过‘以肥载菌’模式,推动我国粮油生产全面迈向绿色安全。”(覃万钟 李乔)