当今世界，微生物被视为一种重要的战略资源，在医药、农业、食品、石油、冶金等领域均有广泛应用，是保障国家粮食安全、生态安全、能源安全等的重要战略资源储备。其中，微生物菌剂是指利用活体或死体微生物制备的菌剂产品，随着全球对可持续发展的重视和环保意识的提高，微生物菌剂作为一种绿色、可持续的生物技术产品，已经成为国内外研究和应用领域的热门话题之一。

根据MarketsandMarkets发布报告显示，全球微生物菌剂市场规模由2019年的143 亿美元增长到 2025年的 243 亿美元，复合年增长率达到8.1%。我国的微生物菌剂市场也在快速增长，并且在全球市场中占据了不小的份额，根据观研天下数据显示，截至2022年我国微生物菌剂行业市场规模已达到502.4亿元。

但功能微生物菌剂货架期短、活性无法有效保证，从而带来了产品质量不稳定等商品化难题以及只有出厂标准、没有使用标准、产品没有保质期等行业难题，极大限制了这一产业的发展。

合成生物学的兴起为行业带来了解决方法，其中底盘生物的构建以及调控模块的优化是构建工程菌株的重要方面。在合成生物学领域，绿氮生物作为一家创新生物科技企业，基于高通量筛选、合成生物学、机器学习和计算建模等技术，已经为微生物菌剂市场带来了降本增效的服务和产品。

绿氮生物成立于2022年6月，专注合成生物固氮技术突破及功能微生物领域创新，旨在基于定向微生态体系，实现功能微生物菌剂产品生产前置到应用端，就地就近使用，为种植、畜牧、水产、环保等产业领域及相关科研人员提供高效解决方案。

绿氮生物创始人马瑞强，图源绿氮生物

创始人马瑞强是中国农业大学微生物学博士、中国农业科学院农业资源与环境可持续发展研究所博士后（已出站），正高级农艺师。根据公开资料显示，马瑞强博士毕业后顺利进入了一家待遇丰厚的央企，拥有了许多北漂人梦想的一切：稳定的工作，户口和房子。

但马瑞强却并未选择“躺平”，在央企工作不到一年后，他就辞职回到老家内蒙古，一路创业至今，“我不太愿意我的人生是一条确定的路子，我更希望去探索更多的未知领域，让一些未知变为现实，并为社会创造出价值。”

作为一名技术型新农人，马瑞强亲自下地带动乡村致富，并获得了社会的认可。他曾是第十二届全国人大代表，获得了第十九届中国青年五四奖章、第八届全国农村青年致富带头人等奖项和荣誉，还曾入选科技部创新创业人才。

但是马瑞强并未提及这些过往的荣誉，他告诉35斗，“自己的创业经历目前可以分为三个阶段，每一个阶段都有特殊的价值。”

第一个阶段是2011年到2016年，马瑞强在这五年间深刻地理解了创业这个过程，“当时踩过很多坑，走了很多弯路。但是现在回头去看也挺有意思，因为许多事情只有我们亲自去经历了，才能有正确而深刻地认识。”

第二个阶段是2016年到2019年，马瑞强开启了第二次创业，与一家上市企业合作成立合资公司，“因为当时是跟上市企业合作，所以对企业架构、企业管理和运营，都有了系统、正规的认知。”

第三个阶段则是2020年到现在，马瑞强回忆，“前八年，我从一个无知的刚出社会的“白纸”，到亲身去认识农业和创业，再到参与企业经营管理，才走到了如今的第三阶段：成为一个具有市场经验的技术创业者，开发出真正具有市场需求的高附加值产品。”

作为一名连续创业者，马瑞强这次将目光投向了生物技术领域。

马瑞强在工作中图片，图源绿氮生物

我国一直致力于推动现代农业科技的发展，2020年度《中长期农村改革和发展规划纲要》强调支持绿色农业技术创新，其中农用微生物被视为一项重要的创新领域。在推进传统“二维结构”（利用植物、动物资源）向“三维结构”（利用植物、动物、微生物资源）转变的过程中，微生物的力量不可小觑。农用微生物正成为新一轮科技革命的战略前沿，是解决人类食物问题而同时兼顾自然环境和生态平衡的最主要途径。

农用微生物作为一种绿色、可持续的生物技术，能够提高土壤质量、促进植物生长、提升动物养殖健康水平、减少环境污染，符合国家发展生态低碳农业的战略方针。农用微生物发酵是农用微生物应用领域中的关键环节，微生物菌剂的扩培是当前产业面临的关键痛点，发酵过程中的环境控制对微生物的生长和活性具有重要影响，而微生物扩培设备能够提供更精确、可控的环境，有助于保持产品的稳定性，提高微生物制剂的生产效率。

尽管该领域具有明确的应用场景和旺盛的市场需求。但是，微生物工业发酵综合成本较高，发酵罐系统规模大、投资成本及运行成本高、工艺流程复杂、需要专业人员操作。并且，非芽孢类菌剂产品集中生产后，需要经过长途运输才能到达终端用户，而且产品到达终端用户后，微生物成活率不高，不能满足终端用户的需求。因此，目前功能微生物菌剂面临的最主要的问题是货架期短、活性差，使用成本及商业化应用成本高。

基于上述痛点，绿氮生物提出定向微生态理念及菌剂定向微生态及应用体系。定向微生态，即Directed Micro-Ecology/DME，是在含有多种微生物的微生态环境中，通过施加有利于目标功能微生物的定向选择压，使其在种间竞争中取得优势，并在特定时期内占据微生物群落的主导地位，从而使目标功能微生物表现为优势微生物，能在应用中有效发挥作用。

该体系基于定向微生态原理，根据应用需求确定目标功能微生物，利用高通量筛选、合成生物学、机器学习和数字化建模，开发与之相匹配的定向营养与生长策略，通过硬件载体实现目标功能微生物的就地标准化生产和应用。

该硬件载体为微生物智能发酵设备——DME培菌机。DME培菌机是一种由罐体、曝气系统、搅拌机、智能控制系统等组成的高活力微生物智能高效低成本发酵扩培装置，可让微生物菌剂生产前置化、智能自主扩培，最终实现功能微生物就地智能化、高效率、低成本生产、应用，为产业端用户使用菌剂上大幅降本增效。

DME培菌机有着家电化的体积（长宽高50x50x100cm）、接入家用常规水电即可。该设备采用绿氮自研算法体系支撑内嵌程序，全周期精准环境控制，可智能操控。无需专业发酵工程师，一键操作，智能自主扩繁；单次培菌量25L，培菌效率及纯度高，满足微生物菌剂使用量的要求。

定向微生态“FNPP”迭代循环，图源绿氮生物

具体而言，DME应用体系包括四大模块：功能（Function)－营养（Nutrition)－工艺（Process)－生产（Production)，通过模块之间的“FNPP”循环实现迭代升级。这一体系面向“种植、畜牧、水产、环保”等应用场景，提供相应的解决方案，提升农业与环保等多个微生物应用场景的效率与效益。

此外，基于绿氮强大研发能力产出定制化的菌种精细化组合方案，进一步完善了供给侧产品结构，并可持续实现供给产品的升级迭代，将更好地满足不同细分、不同地域、不同规模的终端用户多元化的实际需求。

更为重要的是，菌种选择的多样化、功能菌株可实现增产效果的提质，以及菌剂使用门槛的显著降低，将有助于应用场景的进一步拓展，为整个微生物菌剂行业带来更为广阔的增量市场。

值得一提的是，基于该体系和设备，今年4月，绿氮生物还参与了由中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所牵头的“十四五”国家重点研发计划《北方旱作区中低产田土壤健康养护与产能提升协同技术与示范》项目。

绿氮生物作为该项目的重要参与者之一，将负责《旱作区农田土壤关键功能微生物类群调控与生态系统健康重构技术集成》的子课题科研任务，基于种植专用DME培菌机，开展“水肥菌一体化”施用技术方案研究。

在示范区域内，绿氮生物将定向筛选耐旱、保水、固碳、促生等关键功能菌种，基于大量菌种资源参与构建具有旱区适应性特征的多功能人工合成菌群，加强对北方旱作区土壤健康养护与产能提升的科研探索，推动我国北方旱地农业生产的现代化与可持续发展。

事实上，在将定向微生态技术成功应用于培菌机开发和产业化之前，绿氮生物也遭遇过不少行业难题，马瑞强告诉35斗，“微生物菌剂行业最大的问题，是如何将产品真正落地到市场。在技术端，国内并不缺乏相应的科研团队和科研成果。反而是因为好的技术太多了，但是缺乏落地路径，造成了行业无法快速发展和迭代。另一方面，目前市场上主流的微生物菌种种类过于雷同，新菌种又缺乏市场考验，导致产品同质化较为严重。”

绿氮生物几十人研发团队也在耗时近两年，投入了大量的研发成本之后，才成功向市场推出了能够帮助客户降本增效的DME培菌机，“虽然投入很多，走的弯路也不少，但我们目前树立的行业壁垒也不低。包括针对不同菌种的精准培养环境控制算法、培养基配方配比、微生物繁殖大数据模型、智能硬件机械工艺、信息系统等等，涉及的门槛都比较复杂。”

在技术端，绿氮生物的DME培菌机已获得国家发明专利，并已布局PCT专利。绿氮生物围绕该项技术已发布相关企业标准，DME培菌机及使用规范（Q/GN 004-2023)，以及配套DME培菌机使用的接种剂和培养基相关企标均可在企业标准信息公共服务平台检索。此外，该产品已入选2024年度北京市新技术新产品。

绿氮生物DME培菌机，图源绿氮生物

在市场端，目前水产专用的DME培菌机已陆续在江苏、广东、广西、山东、安徽等区域的南美白对虾养殖基地进行示范推广应用，另已拓展鳜鱼、斑点叉尾鮰鱼、石斑鱼、黄颡鱼等特种鱼类主产区的多个合作试点。DME培菌机已完成水产养殖所需的丁酸梭菌、乳酸菌、芽孢杆菌培养基的定向高通量筛选，智能、高效、低成本扩培工艺，降低水产用菌成本30%-50%，解决货架期及活性差等主要问题。

以江苏盐城112张小棚对虾养殖户为例，今年6月中旬出虾的这一造规格在30头/斤左右，对比去年和今年行情，使用丁酸梭菌培菌机，菌剂节约率高达48.4%，投入的用菌费用从1600-2000元/（棚*造）降低至1000元/（棚*造）以内，年菌剂节约率可高达48.4%，产量稳定在1800-2000斤/棚。

提及为何率先布局水产养殖市场，马瑞强告诉35斗，“目前在国内，水产养殖市场较为集中且规模化成都较高，绿氮生物能够在这一细分领域快速完成商业化闭环，为后续拓展其他应用场景快速‘打样’。”

除了目前进展最快的水产市场之外，绿氮生物目前还在陆续布局经济作物、有机农业、畜牧养殖、环保等细分领域。

提及未来，马瑞强表示，“首先，微生物菌剂属于农业生物技术，这是未来的发展趋势，它符合绿色农业、低碳农业的发展理念。目前在欧美地区，农业生物技术已普遍被市场接受，国内相关的知识产权力度和市场接受程度还有待提高，这也侧面反映出这在国内是一片等待开垦的蓝海。其次，随着时间的推移，市场会倒逼企业进行改变，经过市场的筛选，一批具有降本增效产品的企业会坚持下来，推动微生物菌剂行业的发展。在这些大前提的合力推动下，微生物菌剂行业肯定能摆脱只有出厂标准、没有使用标准的市场现状。”

接下来，马瑞强表示，“DME培菌机已经在今年6月正式量产进入市场，我们计划在未来半年到一年时间内实现盈亏平衡。明年，绿氮生物计划将DME培菌机扩展到更多应用领域，并不断将其迭代和升级，帮助微生物菌剂行业实现降本增效。”

为了应对企业的快速发展，绿氮生物也计划启动新一轮融资，以快速进行产品迭代和市场化推广。在产业链合作方面，绿氮生物也跟上下游企业在积极合作，协同发力促进微生物行业的发展。