本文來自35斗微信公眾號，作者陳欣雨。
人是鐵，飯是鋼，一頓不吃餓得慌。
人要有精神，靠的是飯食；作物要長得好，少不了營養的潤澤。作為作物生長過程中需求量最大的礦質營養元素和作物體內合成蛋白質、核酸等不可缺少的資源，氮在確保農業高產、穩產方面起到了重要作用。
儘管氮肥的施用對作物來說如同「甘霖」一般，但其過度的施用會對生態環境產生負面效應，嚴重的甚至會造成公害。在可持續發展的時代背景下，氮肥將如何突圍？生物固氮似乎是解決這一難題的破局之道。
近期，35斗採訪了一家專注於微生物固氮和微生物組項目開發的公司——廣東麗豪生物農業有限公司（以下簡稱：麗豪生物），公司創始人袁文豪、公司首席研究員李華一接受了我們的採訪。
圖：麗豪生物創始人袁文豪 圖片來源：受訪者供圖
圖：麗豪生物首席研究員李華一 圖片來源：受訪者供圖
一、民以食為天，食以土為本，微生物固氮大有可為
最初，袁文豪的工作是與車輛和化工打交道，彼時，相關設備在製造過程中，會產生超高濃度的有機廢液，而相關廢棄物的處理難度極高，通過燃燒進行處理的成本又過於高昂。因此，資源利用和資源轉化成為了當前最為前沿的處理方式，這樣的手段不僅能將處理過程繁雜、複雜度高的有機廢液轉化為胺基酸和蛋白質，其間所用到的氫氧化細菌也為他敲開了從事與微生物相關工作的大門。
2018年，袁文豪成立了麗豪生物，公司在荷蘭瓦赫寧根大學歸國博士李華一的帶領下，建立了生物固氮、生物植保和微生物技術育種三個研發平台，並取得了多項中國完全自主智慧財產權的科研成果。團隊其餘成員分別來自華南農業大學、浙江大學、南京農業大學等知名院校，為微生物組理論突破、技術和產品的研發提供了人才基礎。
圖：中試裝置發酵小批量產品 圖片來源：受訪者供圖
目前，在團隊共同的努力下，麗豪生物已獲得3項核心發明專利授權，其它申報的17項發明專利處於公開及實質審查中，三個微生物接種劑產品（玉米、水稻、菜心）也進入到了農業部登記程序當中。目前，麗豪生物已獲數百萬元的增資擴股。
圖：中國糧食博物館館長師高民教授帶隊收藏首次微生物組小麥試驗成果 圖片來源：受訪者供圖
袁文豪表示，微生物固氮對於當下的農業發展能夠「再添一個固碳工具」。據聯合國糧農組織統計數據顯示，地球上結合態氮總量有70%來源於生物固氮，每年全球微生物固定的氮素量可達2億噸，約占全球作物需氮量的3/4，微生物在固氮的過程中，擔任了極其重要的角色。
利用生物固氮對化學氮肥進行替代，在農業生產中不僅能節肥節能、保護環境，同時還能使作物增產，真正實現降本增效。袁文豪表示，固氮微生物產品的研發是當前國際固氮領域的前沿課題，也是全球都必須面對的難題和挑戰。但是痛難點中蘊含著無限的機會與可能，如果能革命性地對這一問題進行突破，定會擎起現代農業高質量發展的大旗，也能在微生物肥料這一上千億的市場中占據一席之地。
二、微生物固氮產品已進行田間推廣，減少30%-50%化肥及農藥用量
揭示作物根圈全景微生物之組成及運行機制並突破了生物固氮技術，是麗豪生物目前最為核心的兩項研究成果，李華一為我們詳細介紹了這兩大突破。
針對作物根圈微生物組成及運行機制，李華一表示，作物根圈緊貼根表土壤範圍由大量各功能微生物組成，其中細菌類幾乎全部屬於革蘭氏陰性菌，根圈外圍以革蘭氏陽性菌為主，作物根圈範圍土壤分布多元真菌、根毛以及叢枝菌根。土壤有機物在水分和空氣作用下，經真菌酶催化，可快速分解併合成多種小分子有機酸，作物根圈內細菌將有機酸吸收轉化為多種胺基酸及短肽，可由作物根表直接吸收。根圈內外多樣化真菌或叢枝菌根深入土壤各處，改良土壤狀態，並將土壤中的礦物質元素輸送給植物根部，以交換植物光合產物。
而生物固氮機制的發現及技術原理，則是突破性地發現了作物生物固氮的主要機理。氫氧化細菌在其中扮演了一個極佳的轉化角色，其能夠將長鏈和難利用物質轉化為小分子的糖、短肽、小分子物質，並提供養料給固氮微生物。氫氧化細菌也為固氮菌群的功能穩定提供了抗旱抗寒等抗逆能力。
基於氫氧化細菌的聯合生物固氮機理，固氮基因菌組在吸收空氣中氮氣的同時能夠釋放出更多氫氣，而氫氧化細菌既可以吸收氫氣為能源，也可以吸收氫氣並轉化為營養，還擁有將作物根圈內的有機酸轉化為胺基酸、向作物根部持續提供營養的能力，這一進程持續下去，就能實現氫氧化細菌組與固氮基因菌組的「強強聯手」，聯合固氮，並持續進行作物生物固氮過程，兼顧了長效性和穩定性。
李華一表示，為搶占國際農業微生物組技術戰略高地，麗豪生物團隊還創造性地利用微生物組技術進行作物育種，並已獲得首個小麥新方法育種的發明專利。
目前，麗豪生物的研究成果已在南方、黃淮海、東北等地區的十萬餘畝田地中進行了實驗種植，並與種業公司、浙江省農科院、內蒙古興安盟農科院等進行了合作。從數據來看，麗豪生物研究成果的運用能夠減少30%到50%化肥和一半以上農藥的施用，在碳中和、碳達峰背景下，這一成果意義深刻。
圖：2020年9月，在吉林榆樹試驗中，微生物組在肥料減少50%的情況下獲得增產 圖片來源：受訪者供圖
同時，企業的研發成果還有助於解決讓人頭疼的農膜問題。李華一說，以棉花為例，農膜鋪到地上後能夠讓棉花免受低溫的侵襲，但農膜鋪設的人工成本以及後續過程的處理較為繁雜，而麗豪生物的產品則能夠縮短棉花的光照周期，同時提升產量，顯著降低了使用農膜的人力、物力成本，對農民和規模化的農場、種植商來說都十分友好。
李華一表示，公司所研發的跨時代農業微生物接種劑以及復合固氮菌劑能夠在抗倒伏、抗乾旱等方面有著極大的用武之地，能免去作物生長過程中部分「看天吃飯」的不確定性。從業者在栽培作物時會面臨乾旱、低溫、倒春寒、乾熱風等威脅，麗豪生物的產品能增強對不利因素的抵抗力，加強了作物種植的穩定性。
圖：2020年9月，長春市美薩克颱風過後，麗豪生物微生物組試驗水稻表現情況 圖片來源：受訪者供圖
日後，麗豪生物將在糧油作物和蔬菜、水果及中藥材種植上發力。比如中藥材對於農藥和化肥較為敏感，減少上述產品的施用對提高中藥藥效、增加產量、杜絕農藥物殘留尤為重要，而且還能讓中藥所含有的基礎代謝物得到提高。
「在不可預見的未來，我們希望能做一些增強確定性的事。」李華一說。
袁文豪談及了麗豪生物將來的規劃。建立直營示範農場可以更便捷地服務客戶；在現有基礎上拓展商業夥伴能夠更好的為從業者解決面臨的難題；今後，公司還需加強與科研院所、種子企業等的合作，找准微生物未來的發展方向，謀求共同的進步，在不斷的溝通與交流中走向更好、更優。
但我們仍需看到微生物組項目還得直面冷鏈運輸、冷庫保存等老生常談的問題，「有朝一日這些問題得以解決，微生物才能真正直達農戶的『最後一公里』。」
「我希望以後談及微生物和生物固氮的時候，人們都能以中國為標準，這不僅是企業、更是我們國家的最終目標。」