當(dāng)今世界，微生物被視為一種重要的戰(zhàn)略資源，在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品、石油、冶金等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用，是保障國家糧食安全、生態(tài)安全、能源安全等的重要戰(zhàn)略資源儲備。其中，微生物菌劑是指利用活體或死體微生物制備的菌劑產(chǎn)品，隨著全球?qū)�可持續(xù)發(fā)展的重視和環(huán)保意識的提高，微生物菌劑作為一種綠色、可持續(xù)的生物技術(shù)產(chǎn)品，已經(jīng)成為國內(nèi)外研究和應(yīng)用領(lǐng)域的熱門話題之一。

根據(jù)MarketsandMarkets發(fā)布報告顯示，全球微生物菌劑市場規(guī)模由2019年的143 億美元增長到 2025年的 243 億美元，復(fù)合年增長率達到8.1%。我國的微生物菌劑市場也在快速增長，并且在全球市場中占據(jù)了不小的份額，根據(jù)觀研天下數(shù)據(jù)顯示，截至2022年我國微生物菌劑行業(yè)市場規(guī)模已達到502.4億元。

但功能微生物菌劑貨架期短、活性無法有效保證，從而帶來了產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等商品化難題以及只有出廠標(biāo)準(zhǔn)、沒有使用標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品沒有保質(zhì)期等行業(yè)難題，極大限制了這一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

合成生物學(xué)的興起為行業(yè)帶來了解決方法，其中底盤生物的構(gòu)建以及調(diào)控模塊的優(yōu)化是構(gòu)建工程菌株的重要方面。在合成生物學(xué)領(lǐng)域，綠氮生物作為一家創(chuàng)新生物科技企業(yè)，基于高通量篩選、合成生物學(xué)、機器學(xué)習(xí)和計算建模等技術(shù)，已經(jīng)為微生物菌劑市場帶來了降本增效的服務(wù)和產(chǎn)品。

綠氮生物成立于2022年6月，專注合成生物固氮技術(shù)突破及功能微生物領(lǐng)域創(chuàng)新，旨在基于定向微生態(tài)體系，實現(xiàn)功能微生物菌劑產(chǎn)品生產(chǎn)前置到應(yīng)用端，就地就近使用，為種植、畜牧、水產(chǎn)、環(huán)保等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域及相關(guān)科研人員提供高效解決方案。

綠氮生物創(chuàng)始人馬瑞強，圖源綠氮生物

創(chuàng)始人馬瑞強是中國農(nóng)業(yè)大學(xué)微生物學(xué)博士、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展研究所博士后（已出站），正高級農(nóng)藝師。根據(jù)公開資料顯示，馬瑞強博士畢業(yè)后順利進入了一家待遇豐厚的央企，擁有了許多北漂人夢想的一切：穩(wěn)定的工作，戶口和房子。

但馬瑞強卻并未選擇“躺平”，在央企工作不到一年后，他就辭職回到老家內(nèi)蒙古，一路創(chuàng)業(yè)至今，“我不太愿意我的人生是一條確定的路子，我更希望去探索更多的未知領(lǐng)域，讓一些未知變?yōu)楝F(xiàn)實，并為社會創(chuàng)造出價值。”

作為一名技術(shù)型新農(nóng)人，馬瑞強親自下地帶動鄉(xiāng)村致富，并獲得了社會的認(rèn)可。他曾是第十二屆全國人大代表，獲得了第十九屆中國青年五四獎?wù)�、第八屆全國農(nóng)村青年致富帶頭人等獎項和榮譽，還曾入選科技部創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才。

但是馬瑞強并未提及這些過往的榮譽，他告訴35斗，“自己的創(chuàng)業(yè)經(jīng)歷目前可以分為三個階段，每一個階段都有特殊的價值。”

第一個階段是2011年到2016年，馬瑞強在這五年間深刻地理解了創(chuàng)業(yè)這個過程，“當(dāng)時踩過很多坑，走了很多彎路。但是現(xiàn)在回頭去看也挺有意思，因為許多事情只有我們親自去經(jīng)歷了，才能有正確而深刻地認(rèn)識。”

第二個階段是2016年到2019年，馬瑞強開啟了第二次創(chuàng)業(yè)，與一家上市企業(yè)合作成立合資公司，“因為當(dāng)時是跟上市企業(yè)合作，所以對企業(yè)架構(gòu)、企業(yè)管理和運營，都有了系統(tǒng)、正規(guī)的認(rèn)知。”

第三個階段則是2020年到現(xiàn)在，馬瑞強回憶，“前八年，我從一個無知的剛出社會的“白紙”，到親身去認(rèn)識農(nóng)業(yè)和創(chuàng)業(yè)，再到參與企業(yè)經(jīng)營管理，才走到了如今的第三階段：成為一個具有市場經(jīng)驗的技術(shù)創(chuàng)業(yè)者，開發(fā)出真正具有市場需求的高附加值產(chǎn)品。”

作為一名連續(xù)創(chuàng)業(yè)者，馬瑞強這次將目光投向了生物技術(shù)領(lǐng)域。

馬瑞強在工作中圖片，圖源綠氮生物

我國一直致力于推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展，2020年度《中長期農(nóng)村改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》強調(diào)支持綠色農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，其中農(nóng)用微生物被視為一項重要的創(chuàng)新領(lǐng)域。在推進傳統(tǒng)“二維結(jié)構(gòu)”（利用植物、動物資源）向“三維結(jié)構(gòu)”（利用植物、動物、微生物資源）轉(zhuǎn)變的過程中，微生物的力量不可小覷。農(nóng)用微生物正成為新一輪科技革命的戰(zhàn)略前沿，是解決人類食物問題而同時兼顧自然環(huán)境和生態(tài)平衡的最主要途徑。

農(nóng)用微生物作為一種綠色、可持續(xù)的生物技術(shù)，能夠提高土壤質(zhì)量、促進植物生長、提升動物養(yǎng)殖健康水平、減少環(huán)境污染，符合國家發(fā)展生態(tài)低碳農(nóng)業(yè)的戰(zhàn)略方針。農(nóng)用微生物發(fā)酵是農(nóng)用微生物應(yīng)用領(lǐng)域中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，微生物菌劑的擴培是當(dāng)前產(chǎn)業(yè)面臨的關(guān)鍵痛點，發(fā)酵過程中的環(huán)境控制對微生物的生長和活性具有重要影響，而微生物擴培設(shè)備能夠提供更精確、可控的環(huán)境，有助于保持產(chǎn)品的穩(wěn)定性，提高微生物制劑的生產(chǎn)效率。

盡管該領(lǐng)域具有明確的應(yīng)用場景和旺盛的市場需求。但是，微生物工業(yè)發(fā)酵綜合成本較高，發(fā)酵罐系統(tǒng)規(guī)模大、投資成本及運行成本高、工藝流程復(fù)雜、需要專業(yè)人員操作。并且，非芽孢類菌劑產(chǎn)品集中生產(chǎn)后，需要經(jīng)過長途運輸才能到達終端用戶，而且產(chǎn)品到達終端用戶后，微生物成活率不高，不能滿足終端用戶的需求。因此，目前功能微生物菌劑面臨的最主要的問題是貨架期短、活性差，使用成本及商業(yè)化應(yīng)用成本高。

基于上述痛點，綠氮生物提出定向微生態(tài)理念及菌劑定向微生態(tài)及應(yīng)用體系。定向微生態(tài)，即Directed Micro-Ecology/DME，是在含有多種微生物的微生態(tài)環(huán)境中，通過施加有利于目標(biāo)功能微生物的定向選擇壓，使其在種間競爭中取得優(yōu)勢，并在特定時期內(nèi)占據(jù)微生物群落的主導(dǎo)地位，從而使目標(biāo)功能微生物表現(xiàn)為優(yōu)勢微生物，能在應(yīng)用中有效發(fā)揮作用。

該體系基于定向微生態(tài)原理，根據(jù)應(yīng)用需求確定目標(biāo)功能微生物，利用高通量篩選、合成生物學(xué)、機器學(xué)習(xí)和數(shù)字化建模，開發(fā)與之相匹配的定向營養(yǎng)與生長策略，通過硬件載體實現(xiàn)目標(biāo)功能微生物的就地標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和應(yīng)用。

該硬件載體為微生物智能發(fā)酵設(shè)備——DME培菌機。DME培菌機是一種由罐體、曝氣系統(tǒng)、攪拌機、智能控制系統(tǒng)等組成的高活力微生物智能高效低成本發(fā)酵擴培裝置，可讓微生物菌劑生產(chǎn)前置化、智能自主擴培，最終實現(xiàn)功能微生物就地智能化、高效率、低成本生產(chǎn)、應(yīng)用，為產(chǎn)業(yè)端用戶使用菌劑上大幅降本增效。

DME培菌機有著家電化的體積（長寬高50x50x100cm）、接入家用常規(guī)水電即可。該設(shè)備采用綠氮自研算法體系支撐內(nèi)嵌程序，全周期精準(zhǔn)環(huán)境控制，可智能操控。無需專業(yè)發(fā)酵工程師，一鍵操作，智能自主擴繁；單次培菌量25L，培菌效率及純度高，滿足微生物菌劑使用量的要求。

定向微生態(tài)“FNPP”迭代循環(huán)，圖源綠氮生物

具體而言，DME應(yīng)用體系包括四大模塊：功能（Function)－營養(yǎng)（Nutrition)－工藝（Process)－生產(chǎn)（Production)，通過模塊之間的“FNPP”循環(huán)實現(xiàn)迭代升級。這一體系面向“種植、畜牧、水產(chǎn)、環(huán)保”等應(yīng)用場景，提供相應(yīng)的解決方案，提升農(nóng)業(yè)與環(huán)保等多個微生物應(yīng)用場景的效率與效益。

此外，基于綠氮強大研發(fā)能力產(chǎn)出定制化的菌種精細化組合方案，進一步完善了供給側(cè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，并可持續(xù)實現(xiàn)供給產(chǎn)品的升級迭代，將更好地滿足不同細分、不同地域、不同規(guī)模的終端用戶多元化的實際需求。

更為重要的是，菌種選擇的多樣化、功能菌株可實現(xiàn)增產(chǎn)效果的提質(zhì)，以及菌劑使用門檻的顯著降低，將有助于應(yīng)用場景的進一步拓展，為整個微生物菌劑行業(yè)帶來更為廣闊的增量市場。

值得一提的是，基于該體系和設(shè)備，今年4月，綠氮生物還參與了由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所牽頭的“十四五”國家重點研發(fā)計劃《北方旱作區(qū)中低產(chǎn)田土壤健康養(yǎng)護與產(chǎn)能提升協(xié)同技術(shù)與示范》項目。

綠氮生物作為該項目的重要參與者之一，將負(fù)責(zé)《旱作區(qū)農(nóng)田土壤關(guān)鍵功能微生物類群調(diào)控與生態(tài)系統(tǒng)健康重構(gòu)技術(shù)集成》的子課題科研任務(wù)，基于種植專用DME培菌機，開展“水肥菌一體化”施用技術(shù)方案研究。

在示范區(qū)域內(nèi)，綠氮生物將定向篩選耐旱、保水、固碳、促生等關(guān)鍵功能菌種，基于大量菌種資源參與構(gòu)建具有旱區(qū)適應(yīng)性特征的多功能人工合成菌群，加強對北方旱作區(qū)土壤健康養(yǎng)護與產(chǎn)能提升的科研探索，推動我國北方旱地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化與可持續(xù)發(fā)展。

事實上，在將定向微生態(tài)技術(shù)成功應(yīng)用于培菌機開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化之前，綠氮生物也遭遇過不少行業(yè)難題，馬瑞強告訴35斗，“微生物菌劑行業(yè)最大的問題，是如何將產(chǎn)品真正落地到市場。在技術(shù)端，國內(nèi)并不缺乏相應(yīng)的科研團隊和科研成果。反而是因為好的技術(shù)太多了，但是缺乏落地路徑，造成了行業(yè)無法快速發(fā)展和迭代。另一方面，目前市場上主流的微生物菌種種類過于雷同，新菌種又缺乏市場考驗，導(dǎo)致產(chǎn)品同質(zhì)化較為嚴(yán)重。”

綠氮生物幾十人研發(fā)團隊也在耗時近兩年，投入了大量的研發(fā)成本之后，才成功向市場推出了能夠幫助客戶降本增效的DME培菌機，“雖然投入很多，走的彎路也不少，但我們目前樹立的行業(yè)壁壘也不低。包括針對不同菌種的精準(zhǔn)培養(yǎng)環(huán)境控制算法、培養(yǎng)基配方配比、微生物繁殖大數(shù)據(jù)模型、智能硬件機械工藝、信息系統(tǒng)等等，涉及的門檻都比較復(fù)雜。”

在技術(shù)端，綠氮生物的DME培菌機已獲得國家發(fā)明專利，并已布局PCT專利。綠氮生物圍繞該項技術(shù)已發(fā)布相關(guān)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，DME培菌機及使用規(guī)范（Q/GN 004-2023)，以及配套DME培菌機使用的接種劑和培養(yǎng)基相關(guān)企標(biāo)均可在企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信息公共服務(wù)平臺檢索。此外，該產(chǎn)品已入選2024年度北京市新技術(shù)新產(chǎn)品。

綠氮生物DME培菌機，圖源綠氮生物

在市場端，目前水產(chǎn)專用的DME培菌機已陸續(xù)在江蘇、廣東、廣西、山東、安徽等區(qū)域的南美白對蝦養(yǎng)殖基地進行示范推廣應(yīng)用，另已拓展鱖魚、斑點叉尾鮰魚、石斑魚、黃顙魚等特種魚類主產(chǎn)區(qū)的多個合作試點。DME培菌機已完成水產(chǎn)養(yǎng)殖所需的丁酸梭菌、乳酸菌、芽孢桿菌培養(yǎng)基的定向高通量篩選，智能、高效、低成本擴培工藝，降低水產(chǎn)用菌成本30%-50%，解決貨架期及活性差等主要問題。

以江蘇鹽城112張小棚對蝦養(yǎng)殖戶為例，今年6月中旬出蝦的這一造規(guī)格在30頭/斤左右，對比去年和今年行情，使用丁酸梭菌培菌機，菌劑節(jié)約率高達48.4%，投入的用菌費用從1600-2000元/（棚*造）降低至1000元/（棚*造）以內(nèi)，年菌劑節(jié)約率可高達48.4%，產(chǎn)量穩(wěn)定在1800-2000斤/棚。

提及為何率先布局水產(chǎn)養(yǎng)殖市場，馬瑞強告訴35斗，“目前在國內(nèi)，水產(chǎn)養(yǎng)殖市場較為集中且規(guī)�；�成都較高，綠氮生物能夠在這一細分領(lǐng)域快速完成商業(yè)化閉環(huán)，為后續(xù)拓展其他應(yīng)用場景快速‘打樣’。”

除了目前進展最快的水產(chǎn)市場之外，綠氮生物目前還在陸續(xù)布局經(jīng)濟作物、有機農(nóng)業(yè)、畜牧養(yǎng)殖、環(huán)保等細分領(lǐng)域。

提及未來，馬瑞強表示，“首先，微生物菌劑屬于農(nóng)業(yè)生物技術(shù)，這是未來的發(fā)展趨勢，它符合綠色農(nóng)業(yè)、低碳農(nóng)業(yè)的發(fā)展理念。目前在歐美地區(qū)，農(nóng)業(yè)生物技術(shù)已普遍被市場接受，國內(nèi)相關(guān)的知識產(chǎn)權(quán)力度和市場接受程度還有待提高，這也側(cè)面反映出這在國內(nèi)是一片等待開墾的藍海。其次，隨著時間的推移，市場會倒逼企業(yè)進行改變，經(jīng)過市場的篩選，一批具有降本增效產(chǎn)品的企業(yè)會堅持下來，推動微生物菌劑行業(yè)的發(fā)展。在這些大前提的合力推動下，微生物菌劑行業(yè)肯定能擺脫只有出廠標(biāo)準(zhǔn)、沒有使用標(biāo)準(zhǔn)的市場現(xiàn)狀。”

接下來，馬瑞強表示，“DME培菌機已經(jīng)在今年6月正式量產(chǎn)進入市場，我們計劃在未來半年到一年時間內(nèi)實現(xiàn)盈虧平衡。明年，綠氮生物計劃將DME培菌機擴展到更多應(yīng)用領(lǐng)域，并不斷將其迭代和升級，幫助微生物菌劑行業(yè)實現(xiàn)降本增效。”

為了應(yīng)對企業(yè)的快速發(fā)展，綠氮生物也計劃啟動新一輪融資，以快速進行產(chǎn)品迭代和市場化推廣。在產(chǎn)業(yè)鏈合作方面，綠氮生物也跟上下游企業(yè)在積極合作，協(xié)同發(fā)力促進微生物行業(yè)的發(fā)展