本文來自35斗微信公眾號，作者張玉潔。
近日，在2022國際未來農業食品百強·楊凌峰會上，由院士專家、上市企業高管、創新農業食品企業以及政府、使領館、國際組織及金融機構組成的70多位嘉賓現場帶來了50餘場精彩分享。在路演環節，耕天下創始人張宇分享了他對農業碳中和與生態碳匯的思考，本文據其分享內容整理。
圖：耕天下創始人張宇
北京耕天下生物科技有限公司（以下簡稱「耕天下」）成立於2019年，是一家專注於土壤改良與生態碳匯的高新技術企業，公司總部位於北京，耕天下主要利用微藻生物技術進行土壤改良實現減排固碳，同時公司業務還包括土壤檢測與大數據、碳匯技術服務與碳資產開發等。
一、以微藻技術為核心，打造土壤改良矩陣
2020年9月，總書記在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上發表重要講話，指出中國將提高國家自主貢獻力度，採取更加有力的政策和措施，使得二氧化碳排放量力爭於2030年前達到峰值，2060年前實現碳中和。土壤改良則是農業碳中和與生態碳匯的重要措施之一。2022年中央一號文件明確指出，「要研發應用減碳增匯型農業技術，探索建立碳匯產品價值實現機制，實施生物多樣性保護重大工程。」
張宇表示，公司取名耕天下顧名思義就是做土壤改良。2012年，他深刻意識到了中國土壤問題的嚴峻性，直到2018年在以色列特拉維夫大學接觸到了微藻技術，給了耕天下改良土壤的技術啟蒙。回國後組建研發和技術團隊在中國14大土系、數百種土壤進行實驗，從實驗數據和技術第一性原理得出了微藻是改良土壤極佳的技術手段這一結論。
張宇認為，通過土壤改良可以恢復土壤的碳庫功能，將更多的碳封存在土壤之中，減少碳排放。在耕天下近四年的創業時光中，技術團隊累計了200萬畝土壤的檢測數據，且在研發過程中融合了若干種技術，例如生物育種及高通量篩選技術、蛋白製備工程技術、基因編輯技術等。實踐證明，微藻技術是土壤改良的重要技術手段之一。
微藻泛指屬於真核生物的單細胞或簡單多細胞藻類和屬於原核生物的藍細菌(舊稱藍藻)，分類地位複雜，生存環境呈現出極大的多樣性，從熱帶地區到地球兩極都有藻類的存在。自然界中，微藻廣泛分布在土壤、流域乃至空氣中，甚至高寒荒漠及南極千米冰層之下等環境都有其蹤跡，是環境微生物組不可缺少的「穩定器」，被稱為「先鋒生物」。
微藻利用太陽光固定的CO2占地球生態系統CO2總固定量的40%，如多種藍藻能將N2轉化成NH3和有機態氮，是地球上唯一能同時通過光合作用固碳和固氮的生物類群。此外，很多藻類的乾物質含有60%的蛋白質、多種胺基酸和微量元素。如果通過生物工程技術將其蛋白質提取出來，是優質的食品和飼料添加劑。如果充分利用陽光和二氧化碳合成蛋白質，可以顯著減少對土壤的侵擾，降低農耕文明對生態系統的壓力。
耕天下在黑龍江寒地、青藏高原、海南島等不同物候帶的土壤中篩選出了300多株原位藻種，其中有三分之一是新物種發現，並且針對不同作物的根系微生物組及土壤特性建立了具有差異化的技術模型，為每一種土壤提供可持續的解決方案。
表：藍藻和綠藻作為植物生長促進劑和生物肥料 數據來源：耕天下
張宇在分享中介紹了微藻土壤改良的應用案例，以荒漠化治理為例，講述了微藻結皮、變沙為土的生態功能。此外，張宇還詳細介紹了微藻抑制稻田甲烷排放的可能機制。即當土壤表層覆水時，厭氧層有大量的甲烷菌排放甲烷，此時微藻在水層、土壤和水稻根際通過光合作用及代謝產物，增加土壤氧化還原層及地表水的氧氣濃度，抑制甲烷菌產生甲烷，並進一步促進甲烷分解成CO2和H2O，從而減少溫室氣體排放。
張宇介紹，全球1.6億公頃的水稻收穫面積，每年水稻排放的甲烷氣體換算成二氧化碳當量，保守估計不低於20億噸，占全球甲烷排放的30%以上。在穩產增產的同時實現水稻種植的溫室氣體減排，實現全球碳中和，意義重大。
張宇還分享了耕天下技術團隊在海南熱帶水稻產區進行的甲烷減排及生產數據。數據表明，與不施微藻的對照組相比，施用微藻配方A的水稻產量增加了1.95%，施用配方B的水稻產量增加了14.65%，施用配方C的水稻產量增加了6.32%。針對甲烷排放數據，施用微藻配方A時CH4累積排放量比對照組下降了22.54%；施用微藻配方B時不但增產最高，且甲烷累計減排量最大，高達63.43%；施微藻配方C時累計排放量下降41.03%。
圖：福山水稻收穫部分數據和水稻全生育期CH4累計排放量數據來源：耕天下
張宇強調，微藻不是一種肥料，而是恢復土壤微生物多樣性的有益生物質。據了解，耕天下還在同步進行濕地的甲烷減排與固碳技術開發。
二、建立生態碳匯全球標準與資料庫，為地球降溫一度
張宇表示，耕天下的商業模式是通過產品和技術服務置換碳權。以30萬畝水稻為例，耕天下的技術服務可以減排6~8萬噸CO2當量，種植戶的經濟效益如下：水稻增產5~15%，增產收益60~180 元/畝；減施氮肥10~30%，降低綜合用肥成本10~30元/畝，畝收益80~200元。
圍繞水稻溫室氣體減排，耕天下建立了一系列的商業能力：一是制定水稻甲烷減排方法學等一系列標準，目前全球範圍內生態碳匯的相關方法學極少，亟待加強科研與技術開發；二是技術的持續積累；三是技術覆蓋能力。目前公司已經鎖定東三省7000萬畝水稻面積中的1000萬畝，覆蓋黑龍江東部、吉林、遼寧盤錦等水稻主產區，另有意向簽約客戶500-1000萬畝，共占東三省水稻總面積的20%以上，旨在提前鎖定優質碳匯資產，為水稻種植戶服務。
除此之外，耕天下還與香港中文大學光學技術團隊合作開發了氣體監測硬體，利用國內尚處於空白狀態的光生光譜技術，將氣體精準監測出來，並且將數據通過硬體自身的窄帶物聯網同步上傳到數據中心。
張宇認為，生態碳匯的關鍵是數據的真實性，生物技術x硬體監測x區塊鏈技術=可信數字資產。現階段耕天下在廈門的研究團隊已經完成了基於碳匯數據區塊鏈主鏈的開發，旨在增強碳匯監測數據的真實可信，他希望耕天下搭建的藻種、監測技術和碳資產管理技術平台能夠幫助水稻種植戶每年「多收三五斗」。
在分享的最後，張宇表示，微藻技術不僅助力水稻和反芻動物的甲烷減排，在完成第一階段的技術積累後將進一步攻堅草原修復與荒漠化治理，耕天下將致力於建立生態治理藻種庫與資料庫，致力於全球生態碳匯標準制定。「為地球降溫一度，為華夏治土億畝，為蒼生耕天下」。