湘湖實(shí)驗(yàn)室主任團(tuán)隊(duì)研制出ARC微生物菌劑，讓大豆、花生收獲好“豐”光

王濤在新疆調(diào)研 受訪者供圖

初見王濤，他踩著一雙老北京帆布鞋，笑瞇瞇地打著招呼。作為湘湖實(shí)驗(yàn)室提質(zhì)固氮與綠色制造研究團(tuán)隊(duì)的科研骨干，王濤大部分的工作地點(diǎn)都是在各處的田間地頭，難得回到辦公室里。

11月底，眼前這個(gè)笑意盈盈、精神抖擻的人剛從新疆返杭。這些天，王濤帶著讓作物增產(chǎn)的ARC耦合技術(shù)去援疆，與當(dāng)?shù)貛?kù)車市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科創(chuàng)中心簽訂了合作推廣協(xié)議。

ARC耦合技術(shù)是什么？對(duì)大豆、花生等作物而言，這項(xiàng)技術(shù)的增產(chǎn)能力幾何？近日，圍繞ARC耦合技術(shù)，王濤和記者聊了聊。

“牽手”新肥料，收獲好油料

此去新疆，王濤一共用了4天時(shí)間。這次前往他喜出望外，因?yàn)樗サ陌⒖颂K地區(qū)種植花生的天然優(yōu)勢(shì)非常明顯。

“那里光照時(shí)間長(zhǎng)，溫度也適宜，花生的產(chǎn)量能比浙江高出一倍?！睅RC耦合技術(shù)的王濤，對(duì)在阿克蘇種出產(chǎn)量高、質(zhì)量好的花生信心滿滿。

何為ARC耦合技術(shù)？其實(shí)，就是將有“高科技肥料”之稱的ARC微生物菌劑施進(jìn)土壤中。

“作物根部有一個(gè)個(gè)的‘小球’，是作物的根瘤，而每一個(gè)根瘤都相當(dāng)于一個(gè)微型尿素加工廠，作物的產(chǎn)出與它們息息相關(guān)?！蓖鯘贿叿鍪謾C(jī)里的照片，一邊介紹，當(dāng)前，豆科糧油作物產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨著兩大難題，一個(gè)是提高結(jié)瘤固氮能力實(shí)現(xiàn)減肥增產(chǎn)，另一個(gè)是阻控黃曲霉毒素的污染。

在中國(guó)工程院院士、湘湖實(shí)驗(yàn)室主任李培武院士帶領(lǐng)下，他及團(tuán)隊(duì)為之尋找的解決方案正是ARC耦合技術(shù)，它的關(guān)鍵是ARC微生物菌劑。一份菌劑，能完成兩項(xiàng)“任務(wù)”，在專業(yè)上，被稱之為“耦合”。這種菌劑是植物的“益生菌”，既能夠在作物根部“安營(yíng)扎寨”，幫助豆類作物生長(zhǎng)出更多的“尿素加工廠”從而吸收更多的氮肥，又能幫助控制黃曲霉毒素，這樣作物就會(huì)“根深葉茂”了。

李培武院士在介紹ARC微生物菌劑 湘湖實(shí)驗(yàn)室供圖

歷經(jīng)20余年，通過成千上萬(wàn)次的篩選與組合后，李培武院士團(tuán)隊(duì)發(fā)明出了ARC微生物菌劑。簡(jiǎn)單來說，這種ARC耦合技術(shù)就是通過微生物的施加，從而實(shí)現(xiàn)豆科作物的固氮、控毒、提質(zhì)、增產(chǎn)。

近年來，ARC耦合技術(shù)不斷推廣落地。據(jù)統(tǒng)計(jì)，自2020年至2024年間，ARC耦合技術(shù)連續(xù)五年在全國(guó)大豆、花生主產(chǎn)區(qū)進(jìn)行了示范應(yīng)用，普遍促進(jìn)了高效結(jié)瘤固氮和增產(chǎn)。技術(shù)的應(yīng)用還扎扎實(shí)實(shí)地降低了大豆、花生攜帶的黃曲霉產(chǎn)毒菌。2024年，ARC耦合技術(shù)還被選為全國(guó)農(nóng)業(yè)重大引領(lǐng)性技術(shù)。

使用ARC耦合技術(shù)后的作物根葉（右）與未使用的（左）對(duì)比 受訪者供圖

從埋頭實(shí)驗(yàn)室，到扎根土地

“從東北大平原上開過去，300公里的路，兩側(cè)種的都是大豆，特別震撼。當(dāng)時(shí)就覺得自己在研究的東西能夠有這么廣的應(yīng)用，太幸福了！”

憶及當(dāng)時(shí)在東北調(diào)研的情景，王濤仍然十分激動(dòng)。他說，這已經(jīng)是他連續(xù)在外調(diào)研的第5個(gè)月了。從6月到11月，經(jīng)歷了浙江的酷暑，也走過了黑龍江的嚴(yán)寒，王濤不是在田里，就是在去往田里的路上。

王濤在田里調(diào)研 受訪者供圖

“當(dāng)時(shí)是李培武院士的一條消息點(diǎn)醒了我，他跟我說，做研究也要了解田間的實(shí)際情況?！笨吹较⒑蟮耐鯘?，立即買了最近一班的車票出發(fā)，一頭扎進(jìn)了鄉(xiāng)間田野。

自打讀博開始，王濤每日都是在實(shí)驗(yàn)室與試管、搖床相伴。但實(shí)驗(yàn)室里研究得很深，同樣的東西也能用在田里嗎？“走到田里這一步是非常難的，因?yàn)榘褜?shí)驗(yàn)室里的東西種到田里，收獲的結(jié)果往往不盡人意?！蓖鯘f。

從浙江的實(shí)驗(yàn)室到全國(guó)的田間地頭，實(shí)際調(diào)研結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)收集數(shù)據(jù)，王濤的科研重心轉(zhuǎn)變迅速?！吧衔鐪y(cè)光合參數(shù)，下午測(cè)植物生理參數(shù)，傍晚再趕路到下個(gè)地方。”盡管行程如此密集，但在王濤看來，科研工作不僅僅是枯燥的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，更是一次次豐富的人生經(jīng)歷。

王濤在調(diào)研時(shí)拍攝的晚霞 受訪者供圖

在內(nèi)蒙古時(shí)，從一個(gè)試驗(yàn)田到另外一個(gè)試驗(yàn)田，之間的距離往往能達(dá)到上百公里，每天都要在好幾個(gè)試驗(yàn)田上來回跑。經(jīng)常連軸轉(zhuǎn)的王濤卻說，“真的一點(diǎn)都不覺得累，反而很興奮，每天都期待知道下一個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的數(shù)據(jù)?！?/p>

用腳步丈量土地，短短幾個(gè)月，王濤就跑了全國(guó)23個(gè)省，40多個(gè)縣市。等他再回到杭州，車?yán)锏碾姵囟家呀?jīng)因?yàn)榫脹]開車而報(bào)廢了?！拔也⒉缓蠡?，反而覺得這段時(shí)間才是讓我有了質(zhì)的‘躍升’?！蓖鯘f道。

守護(hù)“油瓶子”，富足“錢袋子”

在日前結(jié)束的秋收中，湘湖實(shí)驗(yàn)室位于杭州蕭山的ARC耦合技術(shù)示范點(diǎn)一片好“豐”光——

鮮食大豆根部結(jié)瘤數(shù)量大幅增加，莢果數(shù)量也顯著提升，使用ARC耦合技術(shù)的鮮食大豆比普通鮮食大豆增產(chǎn)了23.8%，農(nóng)戶每畝增收800元左右。

湘湖實(shí)驗(yàn)室位于杭州蕭山的ARC耦合技術(shù)示范點(diǎn) 湘湖實(shí)驗(yàn)室供圖

同時(shí)，在寧波慈溪，今年采用ARC耦合技術(shù)種植出的花生，籽粒畝產(chǎn)達(dá)371.2公斤，刷新浙江農(nóng)業(yè)之最委員會(huì)辦公室評(píng)選的“浙江農(nóng)業(yè)之最”紀(jì)錄，比原紀(jì)錄高出近100公斤。

這些豆科糧油作物豐收的背后，離不開科技的力量。在湘湖實(shí)驗(yàn)室，王濤帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)一起收獲了大豆。豆莢大的、小的，顏色偏黃、偏黑的……超過一百種的大豆材料，被一一編號(hào)后，在走廊上“排排站立”。

王濤告訴記者，這些都是今年剛剛采摘曬干的黃豆，接下來會(huì)用來做實(shí)驗(yàn)?！癆RC微生物菌劑為什么會(huì)有這么好的效果呢？我們要繼續(xù)去解析它的機(jī)制。”王濤表示，團(tuán)隊(duì)當(dāng)下的課題之一就是要深挖背后的機(jī)制。

走廊上“排排站立”的曬干黃豆 李曉旭/攝

ARC微生物菌劑里的配方并不是一成不變的，當(dāng)機(jī)制的密碼被“破譯”后，就可以開發(fā)增產(chǎn)效果更好的菌劑。王濤以阿克蘇地區(qū)舉例，“雖然光照與溫度條件好，但那里卻是鹽堿土壤。未來兩年，我們會(huì)繼續(xù)改良ARC微生物菌劑，突破鹽堿地的難關(guān)?！?/p>

保障糧食和重要農(nóng)產(chǎn)品穩(wěn)定安全供給始終是建設(shè)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)的頭等大事。為了守護(hù)國(guó)家的“油瓶子”、富足百姓的“錢袋子”，團(tuán)隊(duì)除了在做機(jī)制研究和菌劑改良外，還在不斷拓展技術(shù)的應(yīng)用“版圖”。

“北到黑河，南到三亞，東到平潭島，最西就是今年去的阿克蘇地區(qū)了！”王濤說道，在踏遍祖國(guó)大好河山時(shí)，他很榮幸能為推廣ARC耦合技術(shù)貢獻(xiàn)自己的力量，要讓“科技之花”在希望的田野上能開得更加絢爛。