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(guó)家糧食安全、生態(tài)安全、能源安全等的重要戰(zhàn)略資源儲(chǔ)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)沙掷m(xù)發(fā)展的重視和環(huán)保意識(shí)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(guó)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(bào)告顯示，全球微生物菌劑市場(chǎng)規(guī)模由2019年的143 億美元增長(zhǎng)到 2025年的 243 億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率達(dá)到8.1%。我國(guó)的微生物菌劑市場(chǎng)也在快速增長(zhǎng)，并且在全球市場(chǎng)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(guó)微生物菌劑行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到502.4億元。
但功能微生物菌劑貨架期短、活性無(wú)法有效保證，從而帶來(lái)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(lái)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(jī)器學(xué)習(xí)和計(jì)算建模等技術(shù)，已經(jīng)為微生物菌劑市場(chǎng)帶來(lái)了降本增效的服務(wù)和產(chǎn)品。
創(chuàng)始人連續(xù)創(chuàng)業(yè)多年，
如今瞄準(zhǔn)微生物賽道
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(shí)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(qiáng)，圖源綠氮生物
創(chuàng)始人馬瑞強(qiáng)是中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)微生物學(xué)博士、中國(guó)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(jí)農(nóng)藝師。根據(jù)公開資料顯示，馬瑞強(qiáng)博士畢業(yè)后順利進(jìn)入了一家待遇豐厚的央企，擁有了許多北漂人夢(mèng)想的一切：穩(wěn)定的工作，戶口和房子。
但馬瑞強(qiáng)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(shí)，并為社會(huì)創(chuàng)造出價(jià)值?！?/p>
作為一名技術(shù)型新農(nóng)人，馬瑞強(qiáng)親自下地帶動(dòng)鄉(xiāng)村致富，并獲得了社會(huì)的認(rèn)可。他曾是第十二屆全國(guó)人大代表，獲得了第十九屆中國(guó)青年五四獎(jiǎng)?wù)?、第八屆全?guó)農(nóng)村青年致富帶頭人等獎(jiǎng)項(xiàng)和榮譽(yù)，還曾入選科技部創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才。
但是馬瑞強(qiáng)并未提及這些過往的榮譽(yù)，他告訴35斗，“自己的創(chuàng)業(yè)經(jīng)歷目前可以分為三個(gè)階段，每一個(gè)階段都有特殊的價(jià)值?！?/strong>
第一個(gè)階段是2011年到2016年，馬瑞強(qiáng)在這五年間深刻地理解了創(chuàng)業(yè)這個(gè)過程，“當(dāng)時(shí)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?yàn)樵S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(shí)?！?/p>
第二個(gè)階段是2016年到2019年，馬瑞強(qiáng)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?yàn)楫?dāng)時(shí)是跟上市企業(yè)合作，所以對(duì)企業(yè)架構(gòu)、企業(yè)管理和運(yùn)營(yíng)，都有了系統(tǒng)、正規(guī)的認(rèn)知?！?/p>
第三個(gè)階段則是2020年到現(xiàn)在，馬瑞強(qiáng)回憶，“前八年，我從一個(gè)無(wú)知的剛出社會(huì)的“白紙”，到親身去認(rèn)識(shí)農(nóng)業(yè)和創(chuàng)業(yè)，再到參與企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理，才走到了如今的第三階段：成為一個(gè)具有市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)創(chuàng)業(yè)者，開發(fā)出真正具有市場(chǎng)需求的高附加值產(chǎn)品?！?/p>
作為一名連續(xù)創(chuàng)業(yè)者，馬瑞強(qiáng)這次將目光投向了生物技術(shù)領(lǐng)域。
馬瑞強(qiáng)在工作中圖片，圖源綠氮生物
我國(guó)一直致力于推動(dòng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展，2020年度《中長(zhǎng)期農(nóng)村改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》強(qiáng)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(xiàng)重要的創(chuàng)新領(lǐng)域。在推進(jìn)傳統(tǒng)“二維結(jié)構(gòu)”（利用植物、動(dòng)物資源）向“三維結(jié)構(gòu)”（利用植物、動(dòng)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(shí)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(jìn)植物生長(zhǎng)、提升動(dòng)物養(yǎng)殖健康水平、減少環(huán)境污染，符合國(guó)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(kuò)培是當(dāng)前產(chǎn)業(yè)面臨的關(guān)鍵痛點(diǎn)，發(fā)酵過程中的環(huán)境控制對(duì)微生物的生長(zhǎng)和活性具有重要影響，而微生物擴(kuò)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。
定向微生態(tài)技術(shù)，
突破菌劑擴(kuò)培三大痛點(diǎn)
盡管該領(lǐng)域具有明確的應(yīng)用場(chǎng)景和旺盛的市場(chǎng)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(yùn)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(zhǎng)途運(yùn)輸才能到達(dá)終端用戶，而且產(chǎn)品到達(dá)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(diǎn)，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(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)，并在特定時(shí)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(shì)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(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)字化建模，開發(fā)與之相匹配的定向營(yíng)養(yǎng)與生長(zhǎng)策略，通過硬件載體實(shí)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(jī)。DME培菌機(jī)是一種由罐體、曝氣系統(tǒng)、攪拌機(jī)、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(kuò)培裝置，可讓微生物菌劑生產(chǎn)前置化、智能自主擴(kuò)培，最終實(shí)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(jī)有著家電化的體積（長(zhǎng)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(wú)需專業(yè)發(fā)酵工程師，一鍵操作，智能自主擴(kuò)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(yíng)養(yǎng)（Nutrition)－工藝（Process)－生產(chǎn)（Production)，通過模塊之間的“FNPP”循環(huán)實(shí)現(xiàn)迭代升級(jí)。這一體系面向“種植、畜牧、水產(chǎn)、環(huán)?！钡葢?yīng)用場(chǎng)景，提供相應(yīng)的解決方案，提升農(nóng)業(yè)與環(huán)保等多個(gè)微生物應(yīng)用場(chǎng)景的效率與效益。
此外，基于綠氮強(qiáng)大研發(fā)能力產(chǎn)出定制化的菌種精細(xì)化組合方案，進(jìn)一步完善了供給側(cè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，并可持續(xù)實(shí)現(xiàn)供給產(chǎn)品的升級(jí)迭代，將更好地滿足不同細(xì)分、不同地域、不同規(guī)模的終端用戶多元化的實(shí)際需求。
更為重要的是，菌種選擇的多樣化、功能菌株可實(shí)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(chǎng)景的進(jìn)一步拓展，為整個(gè)微生物菌劑行業(yè)帶來(lái)更為廣闊的增量市場(chǎng)。
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(guó)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(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃《北方旱作區(qū)中低產(chǎn)田土壤健康養(yǎng)護(hù)與產(chǎn)能提升協(xié)同技術(shù)與示范》項(xiàng)目。
綠氮生物作為該項(xiàng)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(jī)，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(qiáng)對(duì)北方旱作區(qū)土壤健康養(yǎng)護(hù)與產(chǎn)能提升的科研探索，推動(dòng)我國(guó)北方旱地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化與可持續(xù)發(fā)展。
產(chǎn)品獲客戶認(rèn)可，
降低近50%用菌成本
事實(shí)上，在將定向微生態(tài)技術(shù)成功應(yīng)用于培菌機(jī)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(qiáng)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(chǎng)。在技術(shù)端，國(guó)內(nèi)并不缺乏相應(yīng)的科研團(tuán)隊(duì)和科研成果。反而是因?yàn)楹玫募夹g(shù)太多了，但是缺乏落地路徑，造成了行業(yè)無(wú)法快速發(fā)展和迭代。另一方面，目前市場(chǎng)上主流的微生物菌種種類過于雷同，新菌種又缺乏市場(chǎng)考驗(yàn)，導(dǎo)致產(chǎn)品同質(zhì)化較為嚴(yán)重?！?br/>
綠氮生物幾十人研發(fā)團(tuán)隊(duì)也在耗時(shí)近兩年，投入了大量的研發(fā)成本之后，才成功向市場(chǎng)推出了能夠幫助客戶降本增效的DME培菌機(jī)，“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(duì)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(jī)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(jī)已獲得國(guó)家發(fā)明專利，并已布局PCT專利。綠氮生物圍繞該項(xiàng)技術(shù)已發(fā)布相關(guān)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，DME培菌機(jī)及使用規(guī)范（Q/GN 004-2023)，以及配套DME培菌機(jī)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(tái)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(jī)，圖源綠氮生物
在市場(chǎng)端，目前水產(chǎn)專用的DME培菌機(jī)已陸續(xù)在江蘇、廣東、廣西、山東、安徽等區(qū)域的南美白對(duì)蝦養(yǎng)殖基地進(jìn)行示范推廣應(yīng)用，另已拓展鱖魚、斑點(diǎn)叉尾鮰魚、石斑魚、黃顙魚等特種魚類主產(chǎn)區(qū)的多個(gè)合作試點(diǎn)。DME培菌機(jī)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(kuò)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(duì)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(duì)比去年和今年行情，使用丁酸梭菌培菌機(jī)，菌劑節(jié)約率高達(dá)48.4%，投入的用菌費(fèi)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(dá)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(chǎng)，馬瑞強(qiáng)告訴35斗，“目前在國(guó)內(nèi)，水產(chǎn)養(yǎng)殖市場(chǎng)較為集中且規(guī)?；啥驾^高，綠氮生物能夠在這一細(xì)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(chǎng)景快速‘打樣’。”
除了目前進(jìn)展最快的水產(chǎn)市場(chǎng)之外，綠氮生物目前還在陸續(xù)布局經(jīng)濟(jì)作物、有機(jī)農(nóng)業(yè)、畜牧養(yǎng)殖、環(huán)保等細(xì)分領(lǐng)域。
提及未來(lái)，馬瑞強(qiáng)表示，“首先，微生物菌劑屬于農(nóng)業(yè)生物技術(shù)，這是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，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(chǎng)接受，國(guó)內(nèi)相關(guān)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)力度和市場(chǎng)接受程度還有待提高，這也側(cè)面反映出這在國(guó)內(nèi)是一片等待開墾的藍(lán)海。其次，隨著時(shí)間的推移，市場(chǎng)會(huì)倒逼企業(yè)進(jìn)行改變，經(jīng)過市場(chǎng)的篩選，一批具有降本增效產(chǎn)品的企業(yè)會(huì)堅(jiān)持下來(lái)，推動(dòng)微生物菌劑行業(yè)的發(fā)展。在這些大前提的合力推動(dòng)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(chǎng)現(xiàn)狀。”
接下來(lái)，馬瑞強(qiáng)表示，“DME培菌機(jī)已經(jīng)在今年6月正式量產(chǎn)進(jìn)入市場(chǎng)，我們計(jì)劃在未來(lái)半年到一年時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)盈虧平衡。明年，綠氮生物計(jì)劃將DME培菌機(jī)擴(kuò)展到更多應(yīng)用領(lǐng)域，并不斷將其迭代和升級(jí)，幫助微生物菌劑行業(yè)實(shí)現(xiàn)降本增效?！?/p>
為了應(yīng)對(duì)企業(yè)的快速發(fā)展，綠氮生物也計(jì)劃啟動(dòng)新一輪融資，以快速進(jìn)行產(chǎn)品迭代和市場(chǎng)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(jìn)微生物行業(yè)的發(fā)展。
