案例展播②中国农业科学院油料作物研究所:ARC生物菌剂与生物耦合技术专利产业化

ARC生物菌剂与生物耦合技术专利产业化开辟大豆油料提质固氮大面积单产提升新途径

“百链千企”专利产业化推进工程典型案例

报送单位：中国农业科学院油料作物研究所　　案例方向：专利密集型产品培育

一、案例背景

以“兼具防控黄曲霉及毒素与增加固氮酶活根瘤数方法及应用”为基础核心专利，中国农业科学院油料作物研究所构建了专利群，衍生发明出ARC生物菌剂与ARC+系列产品，通过在世界头部企业许可转化，实现了产业化，开辟了大豆油料提质固氮、大面积单产提升的新途径。

该技术已在全国大豆花生主产区22省应用，黄曲霉大田阻控率63%以上，结瘤与固氮提升3.5倍、4.7倍以上，增产超过15%、19%，同步实现提质又增产，有力支撑了国家粮食安全和食品安全重大战略。技术成果经专家论证认为是“重大原创性技术”，居“国际领先水平”，入选2025年中关村论坛农业与食品领域唯一国家重大科技成果，获湖北专利奖金奖。

二、主要做法

大豆花生是我国重要的粮、油、饲兼用作物，提升产能是国家重大战略需求。本案例针对大豆花生提质增产保安全面临的黄曲霉毒素污染重、阻控难与大田生产上结瘤少、固氮效率低的两大共性国际难题，发明出ARC生物菌剂，创建了提质固氮绿色增产ARC生物耦合技术，实现了黄曲霉毒素源头绿色阻控与高效诱导结瘤固氮耦合，“一石二鸟”攻克了上述两大难题，主要做法如下。

（一）专利导航布局，构建专利群。基础核心专利（ZL 2021 1 1217051.6）已通过国家专利密集型产品备案认定，获国家微生物肥登记证，产品市场为独家。延伸发明出ARC生物菌剂发酵方法、制备工艺、系列产品、用途与应用方法等，布局了60件中国发明专利保护，并通过PCT途径对13件专利申请了美国、俄罗斯等国际专利保护，为技术产品“走出去”护航。

（二）多企业许可转化，加速产品产业化。采取许可生产、经营和技术服务等模式，在世界头部企业新洋丰农业科学股份有限公司以及河北阿可、中亿农业、广州苗博士等企业进行产业化转化，并被农业农村部遴选入围了2024年全国粮油和大豆产业博览会签约仪式。开发出ARC生物菌剂颗粒剂、ARC生物菌剂水溶肥、ARC+复合肥、ARC+土壤调理剂、ARC+种子包衣剂等系列产品，有力支撑了专利产品大规模占领市场。

（三）布局海外市场，支撑技术产品走出去。专利技术入选了全国十项适合“走出去”的农业科技成果和首批“一带一路”科技减贫先进适用技术，专利权人与埃塞俄比亚等国家签署了油料科技合作协议，在俄罗斯、泰国、老挝等国家/地区布局了技术产品示范应用。

（四）标准化实施与产业化应用，赋能大豆油料产能提升国家战略。加快研制出农业行业标准，包括《阻控霉菌毒素微生物菌剂》《微生物菌剂诱导大豆固氮增产技术规范》等4项，实现了标准化质控与应用。采取政产学研用协同，联合全国农业技术推广服务中心、国家大豆、花生产业技术体系、内蒙古自治区农牧厅、黑龙江等多省农业科学院、北大荒集团等在全国22省658个点应用，开展了百亩田、千亩方、万亩片、十万亩片和百万亩规模化示范推广，创造出全国大豆、花生大面积高产典型案例，支撑国家大豆油料产能提升工程成效显著。

三、主要成效

（一）经济价值重大，全链条效益突出。通过自行实施与许可联合实施等多措并举，产业链与创新链融合，实现了强链增效，取得了重大经济效益。以基础核心专利实施日至2024年底经济效益为例：专利技术许可金7300万元；自行实施与许可联合实施新增销售额15825万元；农户增产增收和节本增效经济效益122746万元，实现了产业链上下游的共同增长与价值提升。按照许可协议推广目标，未来五年专利技术应用面积累计超过1.5亿亩，潜在增产增收经济效益265.5亿元。“专利权人—生产企业—用户”全链条效益显著。

（二）有力支撑粮食安全、食品安全国家重大战略，社会效益显著。专利技术应用后，控菌提质保安全和结瘤固氮大面积单产提升效果极为显著。黄曲霉大田阻控率63%以上，显著降低了储运加工环节黄曲霉毒素污染风险，提高了质量安全水平，有利于保障食品安全。全国农业技术推广服务中心组织专家现场考察与机械化实打实收测产结果，大豆花生根瘤数与固氮酶活分别增加了3.5倍、4.7倍以上，大豆18省253个点、花生19省405个点平均增产超过15%、19%，有力支撑了国家战略物资大豆油料产能提升，对保障国家粮食安全重大战略具有重要意义。

（三）改良土壤、提升地力、减肥减排、绿色低碳，生态效益显著。本专利技术通过控菌和固氮耦合作用，应用后显著改善了土壤微生态。豆科作物结瘤生物固定的氮肥通常约70%被当季利用，还有约30%留在土壤，从而改良了土壤、提升地力。应用专利技术后，能减施氮肥20%以上，氧化亚氮排放量减少了30%以上。

（四）行业地位和影响力突出，科学理论价值与现实意义大。专利技术自2023年以来，连续入选全国农业主推技术，2024年被遴选为全国农业重大引领性技术，2025年入选中关村论坛农业与食品领域唯一国家重大科技成果，荣获第十四届中国创新创业大赛颠覆性技术创新大赛总决赛最高奖和湖北专利奖金奖。专利技术从多维度打破了豆科作物共生固氮理论技术的传统认知，开辟了ARC合成菌群诱导结瘤固氮、提质增产绿色低碳发展的新途径；应用前景广阔，应用技术规程被农业农村部采纳为行业标准；科学价值重大，ARC生物菌剂诱导豆科结瘤固氮机理获国家自然科学基金委重大基金专项资助。

四、典型意义

本案例示范效应突出。围绕高价值核心专利构建专利群，通过许可头部企业等实现产业化，打通成果产业化全链条路径，在全国大豆、花生产区大面积推广，具有“两固、三增、五减”的鲜明特点，能够固氮、固碳，增产、增效、增安全，减菌、减损、减肥、减本、减碳。

本案例应用推广前景广阔。农业农村部花生“一扩双提”行动已将“施用ARC生物菌剂”纳入重点技术路径。大豆全国1.5亿亩若推广应用该技术，有望将我国大豆单产水平提升10%以上，相当于新增1500万亩大豆种植面积，对产能与自给率提升具有重要意义。

本案例为其他创新主体提供可复制的实践样本。一是面向国家战略需求，针对产业痛点发明核心专利并延伸布局专利保护网；二是联动企业许可转化加速产品落地；三是多元化推广、多主体示范、标准化规模化应用。

（本文依据申报单位填报材料整理编写，未对其中数据、事实及表述的真实性、准确性和完整性进行独立核实，相关内容以申报单位填报材料为准）