近日,第十四届中国创新创业大赛颠覆性技术创新大赛总决赛杭州举行。来自湖北的重大原创性成果——中国农业科学院油料作物研究所李培武院士团队研发的“大豆花生提质固氮绿色增产ARC生物耦合技术”获得优胜奖。此技术围绕油料作物安全与增产两条主线展开攻关,被业内认为为大豆、花生大面积单产提升提供了新的技术路径。 问题:长期以来,大豆和花生在生产与加工环节面临两类国际性难题交织叠加。一上,黄曲霉毒素污染风险突出,其毒性强、危害大,既影响农产品质量安全,也抬高收储加工成本,制约产业链稳定运行;另一方面,大豆、花生具有结瘤固氮的生物学基础,理论上可减少化肥投入,但在大田条件下常出现结瘤少、固氮效率低等现象,“结瘤固氮、减肥增产”长期难以在生产端形成稳定可复制的效果,成为困扰行业的关键瓶颈。 原因:上述难题之所以难解,既有自然条件复杂多变的客观因素,也有传统技术路径相对分散的现实原因。黄曲霉毒素污染往往具有隐蔽性与区域性特征,单纯依靠收获后筛选或加工环节控制,难以从源头降低风险;结瘤固氮效率则受土壤环境、微生物群落、栽培管理等多因素影响,简单的增施肥料或单一接种手段,难以在不同生态区实现同等效果。更重要的是,两类问题在生产端常被分别应对,缺少兼顾质量安全与绿色增产的系统方案。 影响:在保障粮油安全和推进农业绿色转型的背景下,大豆、花生的重要性深入凸显。大豆既是重要的植物蛋白与食用油来源,也是饲料产业的关键原料;花生在油料供给与食品加工领域占据重要位置。若质量安全风险难以有效压降、增产潜力难以充分释放,不仅影响农民收益预期和种植积极性,也会对有关产业链的稳定供给、质量监管与品牌建设带来压力。同时,化肥减量增效已成为推进农业高质量发展的重要方向,如何让“少施肥、稳增产”在主产区落地,亟需原创性技术突破。 对策:针对上述痛点,李培武院士团队历经20余年持续攻关,提出将黄曲霉毒素的土壤源头阻控与结瘤固氮提升进行耦合的科学设想,形成ARC生物耦合技术体系,实现对质量安全与绿色增产的协同解决。据全国农业技术推广服务中心组织的规模化示范结果显示,2021至2025年,该技术在全国22个省份开展应用验证,黄曲霉菌大田阻控率超过63%;作物根瘤数量与固氮酶活性分别提升3.7倍和4.8倍以上;在产量端,大豆平均增产超过15%,花生平均增产超过19%。农业农村部组织院士专家论证认为,该技术对大豆、花生大面积单产提升具有重要支撑作用。 前景:当前,提升单产、保障质量安全、推进绿色低碳已成为农业科技创新的核心目标之一。ARC生物耦合技术的推广应用,提供了一条以“源头治理+生物增效”为特征的综合路径,契合耕地保护、化肥减量与农产品质量安全治理的政策导向。下一步,业内人士指出,还需围绕不同生态区土壤条件与栽培制度差异,完善配套措施与技术规范,加强良种、农机、农艺与生物技术的集成应用,推动从示范向规模化、标准化转化。同时,应加强对关键指标的长期监测评估,形成可追溯、可检验的应用体系,促进成果在更大范围复制推广,带动油料作物稳产增产与产业升级。
大豆花生增产难题的破解,是我国农业科技工作者长期坚持自主创新、勇于攻关的结果。这项技术的成功不仅为油料产业发展带来了新动力,更为其他农业领域的技术创新提供了借鉴。随着ARC生物耦合技术的深入推广应用,我国油料作物的产量和品质将迎来新的提升,这对于保障粮食安全、促进农业绿色发展具有深远意义。