花生是我国重要的油料作物与经济作物，但花生在田间生长、收获和储运过程中，极易受到黄曲霉毒素污染。近年来，湖北襄阳通过引进花生ARC控毒固氮提质增产关键技术，探明ARC微生物菌剂对花生增产增效的作用，建立了万亩连片应用示范田，实现了花生的减肥增效。

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李培武院士。（受访者供图）

8月24日，全国农业技术推广服务中心、中国农业科学院油料作物研究所联合在湖北省襄阳市召开“花生ARC控毒固氮提质增产关键技术现场观摩与交流研讨活动”，中国工程院院士、中国农业科学院油料作物研究所研究员李培武介绍了ARC控毒固氮提质增产关键技术研发历程与示范效果。中国工程院院士、河南省农业科学院院长张新友作为专家组组长宣布了现场考察意见。

张新友院士指出，花生控毒固氮提质增产关键技术打破了豆科作物共生固氮理论的现有认知，展示了“三增五减”（增产、增效、增安全、减毒、减损、减肥、减本、减碳）的突出特点和巨大潜力，符合新时代农业高质量绿色低碳发展的战略需求。

粮油产品控毒固氮，农业上的两大难题

研讨会上，李培武院士指出：花生是我国的重要油料作物，花生的提质增产需要攻克两个难题。其一是黄曲霉毒素的污染阻控问题。作为迄今发现毒性最大、致癌力最强的一类真菌毒素，黄曲霉毒素B1的毒性是氰化钾的10倍、砒霜的68倍、肝癌致癌率高达28.2%。花生、玉米等粮油产品易受黄曲霉毒素污染，其污染阻控一直是世界性难题。

其二是花生结瘤固氮的效率提升问题。花生属于豆科作物，能够与土壤中根瘤菌共生结瘤固氮，将空气中氮气转化为作物养分氨，但自然状态下花生根瘤数量少，固氮效率差，难以满足高质高效绿色生产需求，如何提高花生结瘤固氮效率同样是世界热点前沿难题。

目前，对于粮油作物中黄曲霉毒素的污染阻控主要是在收获、运输、加工环节进行防控抑制或降解、脱毒等。但这样的方式需要消耗大量的能源和库容，且无法直接从田间生产源头控制。

此外，目前现有的豆科植物与根瘤菌共生固氮的理论是结瘤自调控AON，豆科植物针对环境有效氮素的多少做出相应调节，平衡个体的结瘤数量和结瘤固氮过程中的能量消耗，AON途径关键基因的突变会导致植物产生超结瘤，而超结瘤严重抑制了植物的生长发育和降低产量。因此如何突破AON的限制，兼顾提高植株结瘤固氮效率和产量是亟需解决的一个难题。

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张新友院士（前排中间）带领专家组下田评估验收。（受访者供图）

20多年持之以恒，一项技术突破两大难题

既然花生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带菌的同时，提高花生的固氮能力，减施化肥，实现绿色增产呢？

经过20多年持续研究，李培武院士团队通过从土壤源头开展黄曲霉毒素阻控和结瘤固氮诱导耦合探索，首创了花生ARC控毒固氮提质增产关键技术，发明出ARC微生物菌剂，实现了源头阻控黄曲霉毒素与同步提高生物固氮。

“把黄曲霉毒素的控制关口前移，移到大田生产的里面去，源头降低收获后花生黄曲霉带菌丰度，这样我们就能从源头上控菌减毒”，李培武如是说。

2022年全国农业技术推广服务中心等组织对全国花生主产区16省40个花生示范点进行的ARC现场测产结果显示：高、中、低产田及盐碱地四类产田花生果黄曲霉产毒菌丰度降低了60%以上，花生仁黄曲霉毒素污染水平下降了 80%，黄曲霉毒素源头阻控效果十分明显。同时，四类产田普遍显著增产，平均增产19.67%。

“ARC是对AON理论认知的突破，ARC不仅从源头上绿色阻控黄曲霉菌及黄曲霉毒素，还在不使用外源根瘤菌条件下诱导超级结瘤固氮”，李培武介绍道。

观摩研讨活动上，专家组公布了23日在湖北钟祥市旧口镇花生示范田现场测产结果，通过采用该技术，花生示范田亩产达569.8公斤，相比对照增产17.2%。在襄州区花生万亩连片示范田现场考察结果显示，应用花生ARC控毒固氮提质增产新技术后花生根系更发达，长势更稳健，根瘤数量成倍增加，单株荚果数显著增多。

2020年至2022年，ARC技术已在全国花生主产区连续3年示范应用，普遍出现结瘤时间提前、结瘤数量增多、结瘤及固氮时间延长、固氮酶活性提高，示范点普遍显著增产。

再接再厉，拓宽ARC应用渠道

全国农业技术推广服务中心相关负责人指出：“ARC技术具有“两固”、“三增”、“五减”的巨大潜力，应用前景广阔，可广泛适用于东北、西北、黄淮海、长江流域、南方产区，在大豆油料产能提升、化肥减施与黑土地保护等方面应用前景十分广阔”。

目前，花生ARC控毒固氮提质增产关键技术已被遴选为2023年全国农业主推技术和湖北省农业科技引领性技术，2023年已在全国花生等粮油主产区建立了800余个应用示范点，示范应用成效显著。

“未来，我们希望加强ARC大豆多点试验示范，拓宽ARC的应用渠道，在玉米、豆科等其他作物试验示范。同时我们会不断探索ARC的科学机理，研究为非根瘤菌减毒与结瘤固氮的耦合机理，为生物固氮提供原创性崭新的解决方案”，研讨会上，李培武展望道。