北京绿氮生物端到端发酵系统消除中心化生产模式下的大规模活菌损失，将新鲜高活性微生物直接送达农田
作者：马瑞强（博士，首席执行官）；崔文靖（博士，首席技术官 如上图）；詹耀伟
尽管传统中心化生物制剂具备农艺潜力，但其应用受到出厂后活性严重衰减的极大限制。冗长的供应链与不稳定的货架期储存导致活性菌落形成单位（CFU）在施入土壤前出现不同程度的衰亡，最终造成田间效果不稳定。为突破这一流通壁垒，本文提出一套全集成式现场一步发酵平台，打破行业僵局，构建农业微生物菌剂 ″即产即用″ 的分布式生产模式。
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中心化生物制造的物流瓶颈
尽管芽孢杆菌、木霉、乳酸菌等有益微生物是可持续农业的核心投入品，但中心化工业生产模式存在一个固有生物学局限：出厂后细胞衰亡。传统液体制剂需要经历长达数月的多环节流通链条、非冷藏运输过程中的极端温度波动，以及条件各异的货架期储存。
行业供应链系统性评估表明，非芽孢有益菌、敏感的真菌菌丝及部分营养体细胞在密闭零售包装中，极易受到高渗透压胁迫、氧气耗尽与营养匮乏的复合影响。这导致市售终端产品在最终施入土壤时，有效活菌数（CFU）普遍已剧烈下降 50%~90%。这种不可逆的活性衰减直接引发了田间防效的不稳定，并迫使生产商不得不依赖大量化学防腐剂或人工稳定剂，而这些外源添加物可能会进一步损害微生物在土壤微生态中的定殖能力。通过完全绕过分销流通环节，绿氮生物（Nbio）的分布式集成式现场一步法发酵平台实现了田间现场的新鲜发酵，确保目标功能微生物以最高生理活性状态直接投入应用。
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技术突破：集成式现场一步（OSOS）发酵平台架构
为缓解生物制剂的失活波动，部分基层农业从业者曾尝试使用开口塑料桶、大桶与塑料布进行简易的″后院式发酵″。然而，这种粗糙、未灭菌的开放式方法极易受到环境野生杂菌污染，引致大肠杆菌等病原菌的恶性滋生，对作物安全与土壤健康构成严重的生物安全风险。
与之形成鲜明对比的是，绿氮生物（Nbio）引入了定向微生态（DME）技术控制架构。该平台完全革新了农场端的生物制造模式，通过设备内置的全自动常压巴氏杀菌循环，取代了传统大型工业发酵罐高度依赖的、且在农场环境下存在巨大安全隐患的高温高压蒸汽灭菌（121° C）。通过将系统工程设计为在常压下运行，而非要求高压容器标准，Nbio 在维持严苛生物安全性的同时，将工业级硬件转化为安全、即插即用的农场现代化装备。
在全自动化程序驱动下，系统首先对反应器内部及培养基基质整体执行智能化巴氏杀菌工艺，以消除大部分的环境中潜在的竞争性野生杂菌与病原体；随后系统自动降温至目标菌株的最佳发酵工艺温度并执行接种。这种专业级的″先杀菌、后培养″标准化流程，实现了对传统粗放式自制发酵的跨代超越。
双硬件终端覆盖全农业规模场景
活菌机 (BioSmart 25 L) 智能移动终端（发酵周期 20 小时）：紧凑便携式设备，整机尺寸为 400×600×700 mm，总重仅 30 kg，专为小农户、中小型养殖场与基层农资网点设计。设备分为厌氧与好氧两款机型；在使用好氧机型繁育部分低适温（25~30°C）好氧菌株（如特定真菌与根瘤菌）时，系统可配备预冷模块以实现精准控温。
活菌站 (BioUltra 1000 L) 现场发酵站（发酵周期 24 小时）：分布式的微型生物工厂，整机尺寸为 3.9×2×2.5 m，重约 5 吨，主要面向大型种植基地、区域农业投资商及开展商业化现场菌剂供应服务的专业农业服务商。单台设备即可完美兼容厌氧与好氧双重发酵工艺。
广泛的类群兼容性与多功能农艺特性
现场发酵平台的一项根本性突破是打破了传统发酵设备对特定、单一菌株的刚性限制。操作人员只需扫描定制培养基包装袋上的二维码，即可一键调取并导入云端预设的菌株工艺参数（包括发酵时间、温度、溶氧量、搅拌速率等），目前平台已成功验证了超过 40 种常用农业功能菌株的相容性与高菌量扩繁能力。
该系统的类群通用性并非基于笼统的百分比声明，而是在四个价值数十亿美元的核心生物领域得到验证：
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植物保护与生物刺激：成功实现主流土传生防菌剂的现场高活制备，包括哈茨木霉（用于防治根腐病与猝倒病）、淡紫紫孢霉（原淡紫拟青霉，用于根结线虫生物防治），以及球孢白僵菌（用于防治粉虱、蓟马等刺吸式口器害虫）。同时支持固氮共生根瘤菌与禾本科联合固氮菌的高效扩繁，通过生物固氮高效替代化学尿素。
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精细水产养殖：现场发酵酪酸梭菌（丁酸梭菌）以优化水生动物肠道菌群、增强鱼虾免疫力，同时搭配高效芽孢杆菌与乳酸菌复合菌群，用于快速降解有机废弃物、降低氨氮毒性、抑制水体病原菌。
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动物肠道健康：发酵丁酸梭菌，乳酸菌，凝结芽孢杆菌等用于改善畜禽动物肠道健康，提高饲料利用率，显著提升肉蛋奶的产量。在青贮饲料、发酵饲料上的复合乳酸菌能够加快饲料发酵效率，提升发酵质量，改善发酵风味等！
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废弃物处理及环保除臭：发酵后的高活性复合芽孢杆菌，能够加速有机废弃物的高温堆肥进程，缩短堆肥时间，加速腐化过程；高活性复合乳酸菌等能够从源头阻断并消除挥发性氮/硫恶臭气体的排放，达到控氨除臭的目的。
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区别于传统设备的七大专有核心创新
全自动巴氏杀菌与一步法自动化工作流：与极易污染的塑料桶、塑料布简易开口发酵不同，Nbio 平台在每次运行启动时，均执行全自动的常压巴氏杀菌阶段。该工艺利用标准化热力清除基质及环境中的大部分竞争性污染物，随后自动降温并无缝转入特定菌株的恒温培养阶段。系统在全封闭状态下无缝执行单步扩繁周期，单日即可交付标准化、超高活菌数的微生物菌液。
零厂房占地与工业级生物安全标准：平台独立运行，无需配置昂贵的万级净化车间、配套锅炉管网或专用化学通风系统。它将价值数百万工业发酵工厂的生物安全与无菌控制标准压缩为一台即插即用的自主终端，在大幅削减初始固定资产投入（CAPEX）的同时，令非无菌的传统后院自制发酵模式彻底退场。
常温稳定 2 年的多菌种专用培养基：针对芽孢杆菌、哈茨木霉、白僵菌、乳酸菌与根瘤菌等核心菌群深度优化了基质配方，实现长达 2 年的常温货架期，完全消除了培养基分销配送的冷链物流成本，并保障了批次间发酵结果的高度一致性。
单罐多菌种兼容生产技术：采用完全无死角的罐体与管路工程设计，支持好氧细菌、严格厌氧菌与丝状真菌之间的无缝切换与连续繁育，无需在同一厂区内建设多条专用发酵生产线。
二维码智能自动程序匹配：为种植户与经销商提供″零门槛″的操作体验；扫码即可自动触发云端预设的菌株特定工艺参数，用户无需具备专业微生物学知识，即可在所有终端用户间实现标准化的发酵输出。
云端实时运行与状态主动预警系统：系统对所有关键发酵动力学指标进行全天候远程在线监测，针对温度漂移、溶氧不足与设备故障等进行智能化主动预警，极大降低了人工巡检的劳动强度。
终端现场零损耗新鲜微生物产出：发酵过程直接在作物施用现场完成。由于彻底消除了长途运输和多级仓储周转期，有效避免了活菌数的对数级衰亡，将最具生理活性的菌株直接输送至土壤与作物根际。
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大规模实证验证：国家研发试验与政府项目
该平台产出的零衰减新鲜菌剂所带来的农艺与经济效益，得到中国跨区域系统性国家项目的支撑，而非孤立的小规模实验室试验。
在国家重点研发计划（项目编号：2023YFD1900500）的资支与指导下，该现场发酵平台被成功遴选为 2025 年度″百县万顷″土壤健康与作物增产示范行动的核心支撑技术（该成果已正式记载于行动官方总结汇编——《绿色肥菌筑良田，百县万顷绘丰年》）。该行动在中国不同的土壤类型与典型气候区部署了 BioSmart 与 BioUltra 设备，跨越 100 余个县，总示范耕地面积超过万公顷（涵盖大宗粮食作物、温室大棚蔬菜及设施果树）。
试验设计与对照组：采用标准化同田并列分区设计开展效果测定。新鲜菌液处理小区直接与相邻、采用当地常规施肥与化学方案的相同对照小区进行对比。在全部 100 余个县中，经验证的性能指标如下：
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主粮作物（小麦、玉米）：较常规对照稳定增产 5%~8%；
表1：2025年度国家重点示范行动大宗粮食作物典型增产增收数据表
注：表中各示范区均采用同田并列分区测产；内蒙古磴口县玉米示范区亩增产 29.60 kg（增幅 3.10%），因缺少局部收储价格未计入亩增收。
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园艺经济作物（ 果树、 叶菜）： 显著增产 15%~30%，同时作物品质（糖度与货架期）明显提升；
表2：2025年度国家重点示范行动经济作物及中药材典型增产增收数据表
注：云南陆良县娃娃菜/番茄轮作区复合测产亩增收表现为 110.54 元至 360.00 元不等。
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化学投入品减量：通过新鲜发酵生防菌与生物菌肥替代传统化学投入品，全国范围内化肥农药平均减量约 20%。
2026 年市级有机振兴项目为进一步验证该技术在区域层面的融合应用与宏观可行性，北京市农业农村局在 2026 年有机转型专项行动中，集中引入了绿氮 DME-1000（BioUltra）现场发酵平台。根据项目规划，本地化部署的 BioUltra 发酵站执行全自动的周频次发酵运转，将新鲜、高活性的微生物菌剂免费直供参与合作社的种植户，充分验证了″分布式微生物公共设施（Microbial Utility）″模式在社会经济学与农业物流学层面的高度可行性。
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分布式发酵效率与标准化滴度表现
现场发酵平台的发酵效率可从紧凑型 BioSmart（DME-25）到商业化规模 BioUltra（DME-1000）稳定放大。25L BioSmart 系统为小农户提供灵活按需扩繁，而 1000L BioUltra 系统利用优化的罐体几何结构、精准曝气与增强的营养传质，实现显著更高的营养体细胞密度与扩繁能力。
下表列出了两款硬件配置在各自 20~24 小时发酵周期内，经验证的保证最低活性滴度与扩繁倍数：
数据一致性说明：此前发表的实验室结果（如特定根瘤菌菌株：中华根瘤菌发酵量为 3.0×10⁹~4.0×10⁹ CFU/mL）与分布式现场产出之间存在差异是正常的，因本次数据采用的慢生大豆根瘤菌Bradyrhizobium japonicum。现场发酵参数为实际农场作业条件下保证的高稳定性实际活菌数。此外，1000L BioUltra 主要面向大规模农业、水产与环境应用设计，而畜禽养殖系统依赖灵活的 25L BioSmart 配置，因此畜牧应用未列出 1000L 参数。
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全球市场轨迹与战略合作
绿氮生物首席执行官马瑞强博士阐述了该技术的长期全球化市场战略影响：″分布式现场发酵技术填补了生物农资投入品价值链中的结构性空白。传统的生物产品面临着严峻的全球物流与活性稳定性挑战，这一痛点在拉丁美洲、东南亚等高速增长的农业主产区尤为突出，因为这些地区的局部区域性分销网络和冷链物流仍在发展成熟中。通过实现新鲜、高菌量菌剂的本地化按需生产，我们的发酵平台完全绕过了这些区域分销的地理与物流壁垒。″
为加速全球战略布局，绿氮生物目前正在积极寻求与国际农资分销巨头、区域性农业技术服务商及生物产业投资者的战略合作。公司近期的战略焦点将集中于推动海外本土化的法规注册、联合开展多区域大田田间药效验证试验，并在全球核心农业市场建立分布式的联合制造与服务网络。
作为全球化拓展战略的核心一步，绿氮生物代表团将于今年 10 月赴瑞士巴塞尔，在 2026 年国际生物防治产业年会（ABIM 2026）上完整展出该集成发酵平台。届时，绿氮代表团将主持召开专场技术发布会，向全球参会代表系统呈献大田试验数据集、关键硬件动力学参数，并面向旨在开拓本地″分布式微生物公共设施″新模式的国际分销商，提供定制化的全球商业合作框架。
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结论
集成多菌种现场一步发酵平台突破了长期制约农业微生物菌剂发展的产业化与田间应用核心壁垒。它提供了一套轻量、可复制、标准化的分布式生产解决方案，推动行业从采购预配制微生物产品，向按需自产新鲜高活性菌剂转型。随着全球农业加速向可持续低化学品种植转型，这套智能发酵生态系统为土壤健康修复、农业面源污染治理与粮食安全提升提供了完整的 " 硬件 – 培养基 – 云端 " 技术体系。
公司联系方式
北京绿氮生物科技有限公司
商务合作邮箱：
maruiqiang@agreenbio.com
business@agreenbio.com
核心口号：活菌智能发酵—— 活菌现用，效果速达
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