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李培武（左一）在实验室指导团队研究。

中国农科院油料所供图

山东新洋丰肥业有限公司ARC生物菌剂复合肥生产线。

新洋丰供图

山东菏泽，山东新洋丰肥业有限公司车间内，机器轰鸣，生产忙碌而有序：一粒粒肥料在包膜滚筒内翻转，自动化进料器精准配料，经过喷涂隔离剂、黏结剂，颗粒便包裹上菌剂和保护剂。再通过质检、灌装后，一包包功能性生物复合肥料就从这里送到农民手中。

“我们生产的是含有ARC生物菌剂的复合肥。今年，这种新型复合肥首次大面积推广，销量预计较去年翻番式增长。”新洋丰新型肥料与绿色农业研究所所长武良说。

武良说的ARC生物菌剂，是中国农科院油料所李培武院士团队历经20多年持续研究发明的原创成果。其中，“A”代表黄曲霉毒素控制，“R”代表诱导根瘤菌结瘤固氮，“C”代表两者耦合同步实现。

另辟蹊径，“打败”黄曲霉毒素

ARC生物菌剂复合肥为何受市场青睐？

花生、大豆易受黄曲霉毒素污染。20世纪60年代以来，阻控黄曲霉毒素一直是难题，国际主流技术采用向田间投放不产毒的黄曲霉菌株，希望“以菌攻菌”抑制土壤中黄曲霉强产毒菌株。然而，这种方法在田间实际效果并不理想，甚至有引发黄曲霉菌猖獗产生的风险。

能否不引入外源黄曲霉菌，通过靶向调控微生物群落，在土壤中抑制黄曲霉产毒菌甚至“打败”黄曲霉毒素，并维持土壤健康？为找出一条适应中国国情阻控黄曲霉毒素的方法，李培武团队跑遍我国重要花生主产区，采集了4700多份土壤样品，根据不同微生物种群和元素组成，调配出成千上万个组合，并一一在实验室筛选验证。然而，实验样品在大田里的表现并不理想。

另一方面，豆科作物具有结瘤固氮的能力，但在大田生产上，大豆、花生结瘤很少，固氮效率低。如何提升结瘤固氮效率，实现固氮减肥增产，同样是困扰农业科学家的难题。提升豆科植物结瘤固氮效率与阻控黄曲霉毒素有没有关系？基于多年探索，李培武团队从土壤源头阻控黄曲霉角度入手，另辟蹊径，发现黄曲霉与根瘤菌、芽孢杆菌等植物益生菌呈负相关，在此发现基础上发明了ARC生物菌剂。

“ARC生物耦合技术可谓‘一举两得’，不仅突破了豆科作物固氮的传统认知，还打破了施用根瘤菌剂的传统技术限制，从而开辟大豆、花生诱导固氮提质增产，助力大面积单产提升的新途径。”李培武说。

ARC生物菌剂田间效果如何？团队在主产区500多个示范点开展大田试验示范验证，结果表明，大豆、花生使用ARC生物耦合技术后，根瘤数与固氮酶活性分别增加3.7倍、4.8倍以上，产量增幅分别超过15%和19%，同时大田黄曲霉产毒菌阻控效果达63%以上。

以肥载菌，提升复合肥效果

将研发的生物菌剂向田间大规模推广时，又遇到新难题。原来，单纯施用生物菌剂用量虽少，但不方便，农民也不习惯，且不说增加劳动力与时间成本，施用不均匀还会影响效果。怎么办？如果能把ARC生物菌剂与复合肥结合起来，以肥载菌，既能提升复合肥效果，对农民来说省时省力，市场推广潜力也大。

李培武团队的设想，与新洋丰研发高品质经济作物专用肥的计划不谋而合。可最初武良心里并没有底：肥料盐分含量高，微生物如何适应，如何保证菌剂活性，之前全球产业界都没有成功的先例，以肥载菌能成功吗？

湖北省重大科技项目的支持增加了武良的信心。2023年，湖北省相关部门牵头搭桥，李培武团队与新洋丰展开合作，联合推进“ARC生物菌剂复合肥提质固氮绿色增产技术产业化”研究。

针对ARC生物菌剂难以稳定添加到复合肥的痛点，新洋丰科研团队通过深入研究影响菌剂活性的关键因子，在隔离剂、保活剂、激活剂等方面做了上百次试验，最终优化确定成本最低、效果最好的微生物保活剂。“我们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，确保菌剂存活率在90%以上，并研制出高富专ARC生物菌剂花生专用肥和大豆专用肥，实现了肥、菌结合‘1+1>2’的效果。”武良说。

说服农民用ARC生物菌剂复合肥，不能光谈技术指标的优势，必须得在大田生产中检验，通过大规模示范，让种植户见到实实在在的效果。为此，新洋丰与李培武团队走进田间地头，在全国花生、大豆主产区连续两年做了30多个ARC生物菌剂复合肥试验。试验证明：同一块地，使用含有ARC生物菌剂的花生专用肥后，作物产量更高、质量更好，花生果变白，病斑减少，果实均匀，收购价更高。看到能获得更高的收益，农民积极性大幅提高。