在国家重点研发计划“绿色生物炭基-微生物复合肥创制与产业化”项目年度进展总结会期间，各课题组的专家老师进行了子课题汇报和讨论。 

▲课题三与课题四汇报讨论

天津坤禾生物科技集团股份有限公司技术总监赵钢勇、广东省科学院生态环境与土壤研究所副研究员汤佳等人进行了课题三与课题四的讨论。与会专家从绿色生物炭基微生物复合肥的生产与产品优化、示范推广与配套应用技术两方面汇报了各自的研究进展。

课题三和课题四是基于前两个课题的延伸，将课题一、课题二中筛选与研制的合成功能菌群与改性生物炭结合形成不同类型的生物炭基微生物复合肥，将研究成果进行落地转化、形成产品并进行生产优化和示范推广，更好地解决不同土壤的种植问题，实现减肥增效、作物提质增产、防控面源污染。目前课题三已试制出三款生物炭基微生物复合肥的试验样品，课题三、四的相关老师已经逐步开展了肥料效果验证和评价试验。

针对项目以及课题目前的一些进展和规划，我们对与会专家进行了采访。

▲商建英（中国农业大学教授）

问题：商老师您好，您作为生物炭领域的专家，请您讲一讲本项目在改性生物炭与土壤微生物化肥及农作物互相增效机制方面有什么优势？

我认为本项目设置的非常好，因为传统的生物炭可能存在pH值较高或者含的灰分较高的问题，不太适于一些微生物的生长或者对于一些土壤条件不太适应。通过这个项目做高适配改性，生物炭对于微生物的适应性会更好，可以给微生物提供更好的住所。所以通过改性可以让生物炭和微生物更加适配，从而提高微生物在土壤中的活性，好比让微生物在土壤中有个更好的生物炭房子去住的一个效果，菌的活性更好、增效性也会更强一些。

问题：王老师您好，您是国际著名生物炭领域的专家，请您讲一讲目前高适配性生物炭材料的主要进展，为了更好的负载功能菌，我们在哪些生物炭上做了哪些改进性的尝试和研究？

高适配性生物炭研发是我们课题主要想解决的问题。目前我们在做的工作主要是为了提高炭对菌的适配性，把微生物负载到生物炭里面，所以我们开展的工作就是通过一系列的实验进行生物炭改性，改性就是改变生物炭的一些性质。

从原材料选择开始，比如说选择一些秸秆或者是木本的材料，根据不同的温度制成不同的炭。最后，根据要负载的微生物种类，选择最适合的炭和改性方法，能够把菌的负载量提高、微生物的活性增强。

我们主要是通过两种手段改性，一是炭做好以后用化学的方法去改性。用一些化学物质，比如用铁、壳聚糖改性等等。另外，用物理方法进行球磨，把它磨得非常细，在生物炭磨得非常细的时候，它的一些物理性质会发生改变，在这种情况下，就能跟微生物更好地结合在一起。接下来，我们目前主要是对枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌这两种微生物做一些试验。之后将其他课题的微生物菌群拿来，根据微生物菌群对炭的性质要求，进一步做炭的筛选和改性。

非常高兴能和坤禾生物一起研究这个项目，希望我们现在的团队能够进一步开展工作，最后把这个产品做出来，实现广泛推广。

问题：罗老师您好，请您讲讲您团队负责的菌种高通量靶向筛选技术以及目前的主要成果。

我们开展了如下工作：

一、功能菌群靶向筛选：我们采用碳-13标记底物与氧-18水同位素双标记技术，结合DNA稳定性同位素探针（DNA-SIP）技术，建立双维度功能微生物筛选平台。在秸秆腐解等典型碳循环体系中，通过碳-13同位素示踪精准识别参与纤维素降解代谢的功能微生物，同时利用氧-18同位素标记有效区分具有代谢活性的功能菌株。该方法有效解决了传统培养方法中环境样品微生物冗余度高（>80%）、休眠菌占比大（约40-60%）等技术瓶颈，实现活性功能微生物的精准捕获。

二、功能单菌高通量分离：基于自动化培养组学技术平台，已成功分离获得若干株具有纤维素降解功能的细菌，完成16S rRNA基因鉴定及表型数据库构建，同时开展合成菌群构建，基于交叉互养、拮抗等特性，构建包含5个核心菌株的最小功能菌群，其有机碳降解效率显著提升。

三、盆栽验证工作：通过盆栽试验，接种合成菌群使植物源有机碳同化周期缩短，13C结果表明接种功能合成群落可显著提高植物源有机碳在土壤中的积累，为农业生态系统固碳提供理论依据，为项目的功能菌研发和产品开发提供技术支撑。

问题：赵总您好，请您讲一讲我们开发出来哪些类型的炭基微生物复合肥，它们的功能定位分别是什么？

很荣幸我们承担了“十四五”国家重点研发计划项目“绿色生物炭-微生物复合肥创制与产业化”。这个项目已经执行了一年多的时间，我们在项目研发上取得了显著进展。目前已经开发出三类在行业内具有代表性的好产品。

第一类是基于绿色生物炭、中量元素和合成菌群的绿色生物炭基-中量元素微生物复合肥，这类产品，主要针对目前国内从南到北、从东到西面临的土壤酸化、盐渍化、板结，甚至盐碱地等问题。在这一类产品里已经形成了三个种类的土壤修复菌剂，这三种菌剂通过各自产品功能分别针对酸碱盐土壤，未来可以很好的配合大量元素肥作为基肥使用，甚至可以作为追肥一起使用，来解决土壤已经出现的酸化、盐渍化、盐碱地、板结等痛点问题。在解决这些痛点的同时也配合大量元素氮磷钾肥去提高它的吸收利用率、促进植物吸收根健壮发达。在未来，除了行业内施用的以氮磷钾为主导的复合肥，在基肥上还可以增加绿色生物炭基-中量元素型微生物复合肥，做到大量元素化肥的减肥增效。

第二类新产品是以绿色生物炭、腐熟有机质、氮磷钾、高效合成菌群形成的绿色生物炭基-大量元素型微生物复合肥。这一类产品主要针对现在复合肥用量大、吸收效率不好等问题。通过我们新研发的绿色生物炭基-大量元素微生物复合肥，基本上可以将氮磷钾的含量设定在15-25%之间，在各个种植区域里结合人们的施肥习惯进行大比例的减肥配合施用，这样可以很好的把人们现在习惯上使用的45%以上甚至60%左右的化肥中氮磷钾的总含量降下来。我们通过优质的改性生物炭配合合成菌群和腐熟有机质去实现氮磷钾的减少流失与固定、高效利用，同时也兼顾土壤的矿物质活化，通过合成菌群繁殖代谢在土壤里形成的丰富的代谢产物，去促进氮磷钾的吸收、促进根系的健壮和大量生长、提升整体的氮磷钾肥的吸收水平、实现“减肥增效”。我们在做这类生物炭有机质氮磷钾合成菌群（大三元）复合微生物肥料时，能够在比较高的氮磷钾浓度下保证菌的活性、提升合成菌群的多功能性，保障我们的产品施到地里以后，菌活性高、定殖能力强、在土壤里繁殖快，并尽快发挥作用。

现在中国亩用氮磷钾肥用量比较大，一般每亩用量在50-200千克之间，这个用量和世界发达国家，比如欧美地区、日本相比大很多。通过我们研发的生物炭基-大量元素微生物复合肥，可以把复合肥浓度降下来，氮磷钾的浓度降下来以后，通过生物炭、腐熟有机质、高效率的合成菌群给土壤中植物的根系及施入的氮磷钾肥做综合效能提升。这样，在减肥的时候做了这些有效的增效措施，既提高了化肥利用率，可以实现稳产增产，同时又减少超量化肥对土壤的污染和破坏，实现“藏粮于技，藏粮于地”，实现更长久的可持续农业和优质农业的健康发展。

第三类产品，是高含量合成菌群的菌炭颗粒。它以优质的改性生物炭和高效合成菌群，特别是生防菌群和活化土壤的菌群，在土壤里能够形成功能菌的大量使用和高效率定殖生长。这一类产品，我们现在做的有效含菌量颗粒肥中的有效含菌量已经达到了50亿/克，远远高于行业内同类产品。目前在市面上能看到的国内的菌肥颗粒基本上含量在2亿/克、5亿/克、10亿/克，10亿/克以上的就很少了，特别是在东北西北地区人们有施用BB肥（掺混肥料）的习惯，基肥、BB肥是人们重要的施肥场景，因为旱作大田作物大面积种植追肥不容易，所以在雨养农业地区基本上以基肥为主。目前常规的低含量菌肥颗粒在施用时存在用量大、田间表现效果不稳定、施肥混播性不强等问题。

在我们开发的绿色生物炭合成菌群这一类菌炭颗粒肥料里，通过一些新的研发技术，率先实现了全颗粒有效菌含量达到50亿每克以上，在市场上一定会有很好的引领作用，特别是在雨养农业地区，人们把BB肥作为一个重要的掺混要素，既提升了有机质又能够基本上使合成菌群的有效菌含量在每吨BB肥里占到5亿/克以上。这样能很好的提升雨养地区优质菌肥的使用量，包括通过我们项目研发的高适配性改性生物炭去提升生物炭对合成菌群的负载能力，在微孔里为合成菌群提供更良好的保护。在氮磷钾高渗透压的环境下，我们利用相关技术去提升合成菌群的存活率，延长这一类产品中活菌的保质期，从而提高了微生物肥料与化肥同时施用的可行性，实现两者的有效协同。