【CIS特肥会】土大厨张向阳:极地海洋农用微生物的筛选与应用潜力评估
福建农林大学海洋学院博士、副教授张向阳
在陆地微生物资源日益枯竭的背景下,极地海洋微生物以其独特的高耐活特性和丰富的代谢产物,成为农业微生物领域的研发热点。
极地海洋微生物是指从南极、北极和深海大洋中采集的微生物菌种资源,具有“高耐盐、高耐寡营养、高耐紫外线、高耐温(低温/高温)、高耐旱、高耐酸碱”等 7大特性,能在- 89℃低温、100℃高温、强酸(PH2)、强碱(PH11)及高盐(35% 盐度)等极端环境中保持活性。例如,极地海洋芽孢杆菌Pc3含有11种脂肽类抗菌物质,包括4种伊枯草菌素A、4 种芬荠菌素B和3种表面活性菌素,抗真菌谱广且环境影响小;芽孢杆菌 W0101 的抗菌蛋白YajC在100℃下活性保持85%,对蛋白酶和表面活性剂耐受性强,最低抑菌浓度仅为3.48μg/disc。
这些微生物的代谢产物具有显著的抗植物病原菌活性,可抑制香蕉炭疽菌、核盘菌、镰刀菌等10余种病原菌。与常规陆地菌相比,极地海洋菌在极端环境下的生存能力和代谢多样性,使其成为解决土壤酸化、盐碱化、重茬病害等问题的理想选择。
陈新华团队依托中国大洋科考、南北极科考获取的沉积物和水样,历经19年分离纯化,筛选出 500 余株对植物病原菌具有抑菌活性的极地海洋微生物,相关成果获“国家海洋创新成果一等奖2项、二等奖1项”,授权发明专利20余项,所有专利技术已全部转化给土大厨。
在活性物质研究方面,团队从南极芽孢杆菌Pc3中分离出新型抗菌化合物“南极抗菌活性素”(分子式 C11H12N2O2),添加到微生物肥料中可显著提高货架期,并增强抗真菌效果;北极芽孢杆菌W0101的抗菌蛋白YajC通过破坏病原菌细胞壁甘露糖蛋白和β-葡聚糖,导致菌丝断裂死亡,田间试验显示其防治油菜菌核病的防效达83.3%,显著高40%菌核净(72.2%)和50%多菌灵(79.6%)。
技术转化层面,土大厨建成行业领先的10万级净化菌种培养室,液体发酵水平突破300亿 /ml,粉剂菌种达3000亿/g,成为唯一商业化推广极地海洋微生物肥料的企业。农业农村部鉴定显示,其产品含枯草芽孢杆菌、贝莱斯芽孢杆菌等南北极科考专利菌种,可针对性解决土壤酸化、盐碱化及重茬死棵问题。
极地海洋微生物肥料在全国20多个省市的示范应用成效显著。
在新疆焉耆县盐碱地,使用土大厨“降碱化盐 986”后,棉花10株增重153.7克,最高增产31.5%;
广西横县酸性土壤中,“调酸消茬 680”使茉莉花田PH值从3.4-3.5提升至4.2-4.3,僵苗死棵现象明显改善。安徽油菜菌核病试验中,Pc3菌液单剂防效84.5%,与50% 啶酰菌胺混用可减少农药用量50%,防效仍达82.7%,实现“减药增效”。
产品体系聚焦土壤痛点,推出“调酸消茬 680”“降碱化盐 986”“改土消茬 120”等核心产品,添加十余种南北极科考专利菌种,具备“高耐活、强抑菌、广适应”特性。土大厨构建 “土壤诊断-会议赋能-效果跟踪”三大售后体系,通过高标准新品发布会、田间观摩会和测产会,快速放大产品影响力,2024年销量同比增长超20倍,成为微生物肥料领域的黑马。
陈新华团队与土大厨的合作进入深度研发阶段,2025年启动“极地海洋微生物抗菌剂及微生物肥料开发利用”项目,计划3年内筛选不少于30株抗菌活性菌株,申请5-8项发明专利,完成1-2种活性产物纯化及功能验证。目标每年开发不少于2个新品,构建覆盖土壤改良、病害防治、提质增产的产品矩阵。
企业层面,土大厨总投资5亿元建设年产5万吨菌种、30万吨微生物肥料的生产基地,引进德国、美国设备实现24小时发酵生产,配套30米高喷粉压力塔提升菌种稳定性。未来将依托“极地海洋微生物资源与微生物菌剂研究院”“国家菌种资源库专家工作站”两大平台,打造全球领先的极地海洋微生物肥料研发生产中心,助力“大造中国良田,端牢中国饭碗”的使命。
山东土大厨肥业有限公司位于济宁市鱼台经济开发区,作为山东省重点项目,总投资5亿元,专注于新型微生物菌剂产品研发与生产,肩负“大造中国良田,端牢中国饭碗”的使命。
公司与福建农林大学、国家菌种资源库达成战略签约,在极地海洋菌研发与市场应用上深入合作。
针对中国土壤面临的盐分加重、酸化碱化、有机质匮乏等问题,土大厨研发系列产品。高耐活极地海洋菌具备高耐盐、高耐酸碱、高耐温等7大特性,在多种极端环境下表现出色。例如在10% 高盐浓度下微生物活性稳定,在强酸强碱、高低温环境中耐受性良好。
公司构建了完善的合作售后体系。通过土壤痛点诊断提供改良方案;举办高标准新品发布会,解决销售难题;持续跟踪效果,组织观摩、测产、订货会议,提升产品影响力与客户市场权威。
在实际应用中,土大厨产品效果显著。降碱化盐986能有效降低新疆棉花地土壤盐分值;改土消茬 120 预防重茬死棵;调酸消茬680在云南罗平烟叶育苗、曲靖花菜种植中,促进作物根系生长、提升叶片品质。凭借优质产品与服务,土大厨助力经销商拓展市场,产品销售火爆、持续复购,正朝着中国领先、世界一流的微生物肥料企业迈进。