耕天下张宇：聚焦微藻生物技术，为地球降温一度，为华夏治土亿亩

本文来自35斗微信公众号，作者张玉洁。

近日，在2022国际未来农业食品百强·杨凌峰会上，由院士专家、上市企业高管、创新农业食品企业以及政府、使领馆、国际组织及金融机构组成的70多位嘉宾现场带来了50余场精彩分享。在路演环节，耕天下创始人张宇分享了他对农业碳中和与生态碳汇的思考，本文据其分享内容整理。

图：耕天下创始人张宇

北京耕天下生物科技有限公司（以下简称“耕天下”）成立于2019年，是一家专注于土壤改良与生态碳汇的高新技术企业，公司总部位于北京，耕天下主要利用微藻生物技术进行土壤改良实现减排固碳，同时公司业务还包括土壤检测与大数据、碳汇技术服务与碳资产开发等。

一、以微藻技术为核心，打造土壤改良矩阵

2020年9月，总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话，指出中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，使得二氧化碳排放量力争于2030年前达到峰值，2060年前实现碳中和。土壤改良则是农业碳中和与生态碳汇的重要措施之一。2022年中央一号文件明确指出，“要研发应用减碳增汇型农业技术，探索建立碳汇产品价值实现机制，实施生物多样性保护重大工程。”

张宇表示，公司取名耕天下顾名思义就是做土壤改良。2012年，他深刻意识到了中国土壤问题的严峻性，直到2018年在以色列特拉维夫大学接触到了微藻技术，给了耕天下改良土壤的技术启蒙。回国后组建研发和技术团队在中国14大土系、数百种土壤进行实验，从实验数据和技术第一性原理得出了微藻是改良土壤极佳的技术手段这一结论。

张宇认为，通过土壤改良可以恢复土壤的碳库功能，将更多的碳封存在土壤之中，减少碳排放。在耕天下近四年的创业时光中，技术团队累计了200万亩土壤的检测数据，且在研发过程中融合了若干种技术，例如生物育种及高通量筛选技术、蛋白制备工程技术、基因编辑技术等。实践证明，微藻技术是土壤改良的重要技术手段之一。

微藻泛指属于真核生物的单细胞或简单多细胞藻类和属于原核生物的蓝细菌(旧称蓝藻)，分类地位复杂，生存环境呈现出极大的多样性，从热带地区到地球两极都有藻类的存在。自然界中，微藻广泛分布在土壤、流域乃至空气中，甚至高寒荒漠及南极千米冰层之下等环境都有其踪迹，是环境微生物组不可缺少的“稳定器”，被称为“先锋生物”。

微藻利用太阳光固定的CO2占地球生态系统CO2总固定量的40%，如多种蓝藻能将N2转化成NH3和有机态氮，是地球上唯一能同时通过光合作用固碳和固氮的生物类群。此外，很多藻类的干物质含有60%的蛋白质、多种氨基酸和微量元素。如果通过生物工程技术将其蛋白质提取出来，是优质的食品和饲料添加剂。如果充分利用阳光和二氧化碳合成蛋白质，可以显著减少对土壤的侵扰，降低农耕文明对生态系统的压力。

耕天下在黑龙江寒地、青藏高原、海南岛等不同物候带的土壤中筛选出了300多株原位藻种，其中有三分之一是新物种发现，并且针对不同作物的根系微生物组及土壤特性建立了具有差异化的技术模型，为每一种土壤提供可持续的解决方案。

表：蓝藻和绿藻作为植物生长促进剂和生物肥料 数据来源：耕天下

张宇在分享中介绍了微藻土壤改良的应用案例，以荒漠化治理为例，讲述了微藻结皮、变沙为土的生态功能。此外，张宇还详细介绍了微藻抑制稻田甲烷排放的可能机制。即当土壤表层覆水时，厌氧层有大量的甲烷菌排放甲烷，此时微藻在水层、土壤和水稻根际通过光合作用及代谢产物，增加土壤氧化还原层及地表水的氧气浓度，抑制甲烷菌产生甲烷，并进一步促进甲烷分解成CO2和H2O，从而减少温室气体排放。

张宇介绍，全球1.6亿公顷的水稻收获面积，每年水稻排放的甲烷气体换算成二氧化碳当量，保守估计不低于20亿吨，占全球甲烷排放的30%以上。在稳产增产的同时实现水稻种植的温室气体减排，实现全球碳中和，意义重大。

张宇还分享了耕天下技术团队在海南热带水稻产区进行的甲烷减排及生产数据。数据表明，与不施微藻的对照组相比，施用微藻配方A的水稻产量增加了1.95%，施用配方B的水稻产量增加了14.65%，施用配方C的水稻产量增加了6.32%。针对甲烷排放数据，施用微藻配方A时CH4累积排放量比对照组下降了22.54%；施用微藻配方B时不但增产最高，且甲烷累计减排量最大，高达63.43%；施微藻配方C时累计排放量下降41.03%。

图：福山水稻收获部分数据和水稻全生育期CH4累计排放量数据来源：耕天下

张宇强调，微藻不是一种肥料，而是恢复土壤微生物多样性的有益生物质。据了解，耕天下还在同步进行湿地的甲烷减排与固碳技术开发。

二、建立生态碳汇全球标准与数据库，为地球降温一度

张宇表示，耕天下的商业模式是通过产品和技术服务置换碳权。以30万亩水稻为例，耕天下的技术服务可以减排6~8万吨CO2当量，种植户的经济效益如下：水稻增产5~15%，增产收益60~180 元/亩；减施氮肥10~30%，降低综合用肥成本10~30元/亩，亩收益80~200元。

围绕水稻温室气体减排，耕天下建立了一系列的商业能力：一是制定水稻甲烷减排方法学等一系列标准，目前全球范围内生态碳汇的相关方法学极少，亟待加强科研与技术开发；二是技术的持续积累；三是技术覆盖能力。目前公司已经锁定东三省7000万亩水稻面积中的1000万亩，覆盖黑龙江东部、吉林、辽宁盘锦等水稻主产区，另有意向签约客户500-1000万亩，共占东三省水稻总面积的20%以上，旨在提前锁定优质碳汇资产，为水稻种植户服务。

除此之外，耕天下还与香港中文大学光学技术团队合作开发了气体监测硬件，利用国内尚处于空白状态的光生光谱技术，将气体精准监测出来，并且将数据通过硬件自身的窄带物联网同步上传到数据中心。

张宇认为，生态碳汇的关键是数据的真实性，生物技术x硬件监测x区块链技术=可信数字资产。现阶段耕天下在厦门的研究团队已经完成了基于碳汇数据区块链主链的开发，旨在增强碳汇监测数据的真实可信，他希望耕天下搭建的藻种、监测技术和碳资产管理技术平台能够帮助水稻种植户每年“多收三五斗”。

在分享的最后，张宇表示，微藻技术不仅助力水稻和反刍动物的甲烷减排，在完成第一阶段的技术积累后将进一步攻坚草原修复与荒漠化治理，耕天下将致力于建立生态治理藻种库与数据库，致力于全球生态碳汇标准制定。“为地球降温一度，为华夏治土亿亩，为苍生耕天下”。