在國家重點研發(fā)計劃“綠色生物炭基-微生物復合肥創(chuàng)制與產業(yè)化”項目年度進展總結會上，各課題組的專家老師進行了子課題匯報和討論。
中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心段桂蘭研究員、中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心張麗梅研究員、中國農業(yè)大學商建英教授、佛山大學王海龍教授、浙江大學羅煜副教授等人參與了課題一與課題二的討論。與會專家分別從多功能菌的開發(fā)與擴繁及高適配性生物炭材料研發(fā)與微生物負載兩大方面匯報了各自的研究進展。
▲課題一與課題二匯報討論
這兩個課題涉及“綠色生物炭基-微生物復合肥”前端研發(fā)工作，課題一的任務是篩選出功能優(yōu)良的有益微生物菌株后進行組合，再與課題二研發(fā)出的高適配性生物炭材料科學高效結合，讓高適配性的生物炭更好的負載優(yōu)質功能菌，實現微生物和生物炭的協同增效。
針對項目以及課題目前的一些進展和規(guī)劃，我們對與會專家進行了采訪。
▲張麗梅（中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員）
問題：張老師，您作為土壤微生物方面的專家，請您談談目前我們課題篩選到了哪些有益的微生物菌種或者菌群，分別具有哪些優(yōu)勢功能？
在項目啟動之前，整個課題擁有1,000余株功能菌的菌庫。項目啟動以后，我們又做了大量的工作。一是原有菌株的功能篩選，另外也分離到一些新的菌株。
目前有兩種篩選方式。一種是基于分子生物學的分析，先去認識菌群。比如在一個土壤體系或者植物體系里面最核心的菌群是哪些，通過測序的辦法挖出來，再去對應分菌，驗證它的功能。另一種方式是基于我們已有的功能菌，逐個進行功能篩選，選出有用的菌篩進行組合。
目前已經篩選到各類功能菌群有: 第一類，固氮菌，如慢生根瘤菌、圓褐固氮菌等。第二類，抗病促生類菌，如枯草、貝萊斯芽孢桿菌、木霉菌等。第三類，菌根真菌，這類菌課題組有很好的基礎。目前又分離了一些新菌株，未來準備做合成菌群，再嘗試和固氮菌、解磷菌等細菌進行復合菌群的構建。第四類，針對秸稈快速腐熟降解，坤禾生物目前已經有成熟的產品，我們在課題里又做了深入的擴展。選出效果好的促腐菌及其他類型細菌，再加上促生的芽孢菌，能增強秸稈促腐的功能。
另外，在植物葉面菌方面，我們也做了很多分子生物學的工作。葉面菌組成特征和土壤非常不一樣，而且葉面菌在葉片、葉片內部或者莖部等部分都存在，我們前期分離獲得了大量菌株，通過宏基因組的分析，發(fā)現它有很多功能，它參與養(yǎng)分循環(huán)，在植物的抗病性等方面功能顯著。后續(xù)我們會篩選功能最優(yōu)的菌株轉化應用到微生物菌劑產品中。
▲段桂蘭（中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員）
問題：段老師您好，您作為土壤環(huán)境的科學家，請您從項目研發(fā)技術和成果的科學性和先進性方面做下介紹。
微生物肥料是國內外的研究熱點，也是化肥減量增效的重要產品支撐。但是目前微生物肥料研究還存在一些瓶頸，包括保質期短、功能單一、成本高等。生物炭具有多孔性，它可以為微生物提供保活增效的載體，但是生物碳也存在一些應用瓶頸，包括pH比較高，生產工藝比較復雜等。
我們的項目目標是要開發(fā)一類先進的多功能的生物炭基微生物復合肥料，提升微生物肥料的功能；利用生物炭孔隙豐富、吸附性強、有導電性的特點，是微生物定殖-保活、化肥保肥增效的理想材料，通過有效技術手段將生物炭與菌科學結合，提升微生物在土壤中的定殖率、促進微生物肥效的穩(wěn)定發(fā)揮、實現氮磷鉀肥及農藥的減量增效。
運用現代組學和高通量篩選等先進技術，構建高效穩(wěn)定的多功能的復合菌群，兼具高效固氮-解磷解鉀、秸稈促腐-防酸抑堿、活化土壤-培肥地力、防病促生-增產提質，并為解決土壤酸化、鹽堿地改良、重茬病害連作障礙等難題，提供更高效的技術和產品。
所以生物炭基微生物復合肥是微生物肥料發(fā)展的一個突破口，也是未來可以實現面源污染控制、農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的很有前景的一個方向。
▲湯佳（廣東省科學院生態(tài)環(huán)境與土壤研究所副研究員）
問題：湯老師您好，請您講一講本項目產品主要計劃應用在哪些作物、土壤，主要解決了什么問題？
我們項目研發(fā)的“生物炭基-微生物復合肥”，主要應用在中國各大農業(yè)生產區(qū)域，包括東北的退化黑土、南方的酸化紅壤、華北平原的旱地、西北的鹽堿地以及各類連作障礙地。對應的代表作物有東北退化黑土的玉米和水稻、華北旱地小麥等大田作物、南方酸化紅壤的水稻、西北鹽堿地的玉米和棉花、以及不同區(qū)域連坐障礙地的瓜果菜等。
以上這些區(qū)域的土壤大多都是一些問題土壤，所以生物炭基-微生物復合肥用到這些土壤里面，我們希望不同的微生物肥復合肥能夠解決不同的問題。比如說南方酸化紅壤的調酸、或者設施菜地的生防、東北退化黑土阻控與提升土壤質量……同時在解決土壤問題的基礎上去調控作物，提升作物的產品質量和產量。當然項目產品在常規(guī)土壤上施用起到提質增效的作用，也是重要的應用方向。
因為這個項目是在農業(yè)面源污染的專項背景下提出來的，所以我們的項目產品未來應用后能夠達到面源污染防控效果，促進農業(yè)生態(tài)環(huán)境的改善和農業(yè)綠色發(fā)展。
