在评论土壤健康的重要性时，TNC的农业创新总监Renée Vassiloshai曾说：“不断恶化的土壤健康是我们本世纪面临的许多农业挑战的基础——从气候和生物多样性，到粮食安全和淡水。没有其他部门能像目前的农业那样影响我们脚下的土地。”
基于此类忧思，一些企业和政府组织针对土壤健康这一特定领域开展研究，以求助力全球粮食系统可持续性发展。Kula Bio为现代农业贡献了一套可持续氮的解决方案，这种有机生物氮肥改变了土壤的经济性和可持续性，进而实现人地和谐发展的目标。
创造一项有影响力的氮肥事业
Kula Bio成立于2018年，总部位于马萨诸塞州萨默维尔，是一家初创公司。公司为现代农业提供可持续生物解决方案，它激发固氮微生物以生产有机肥料。通过重新连接从太阳到土壤的能量流，他们正在创新合成肥料行业，以消除负担得起的做法与我们的陆地、海洋和空中管理之间的分歧。
Bill Brady、Daniel Nocera、Kelsey Sakimoto和Pamela Sliver是这家生物肥公司的联合创始人，Bill Brady是该公司的首席执行官，Harrison Yoon则任首席运营官。他们都坚持以创新、智力、诚实、正直和平衡的价值观工作和生活。
在Kula Bio之前，Bill Brady曾担任Monolith Materials 的联合创始人，如今仍然在董事会任职。他还在全球最大的炭黑公司 Cabot Corporation 工作过 23 年，在这个公司，他曾在美国内外担任过许多职务，其中包括价值 20 亿美元的炭黑业务的总裁。
Bill Brady在“我的气候之旅”这档播客节目中曾表露，气候变化是他关注的事，他渴望在这一方面做出有意义的影响来。尽管从资本角度来看，有人质疑这种尝试于营利性实体有亏，但他仍然坚信影响和利润并不冲突，可以协调。Sakimoto 长期以来一直对结合生物学和化学来创造有影响力的解决方案感兴趣，而Daniel Nocera则正好是他所在大学的教授。
正是源于这种共通想法，创始人们一拍即合，开启了他们的创业之旅。
（图：左，Bill Brady；中，Daniel Nocera ；右，Harrison Yoon）
Kula Bio最初起源于哈佛大学进行的微生物研究，当时Daniel Nocera发明了一种非常有效的获取阳光和二氧化碳来制造燃料和化学品的方法，他们便采用同样的基本原理，制造出了Kula-N——一种与作物无关的非转基因氮生物肥料，它依赖于一种细菌“固定”土壤中大气氮的能力。在大学期间，这个创始团队能够在该大学广阔的阿诺德植物园测试其技术。
2018 年夏天，他们将 Kula Bio从哈佛剥离出来。经历了几个月的时间规划和寻找一个合适的工作空间，10月，Kula Bio 加入了绿城实验室。这个北美最大的清洁技术孵化器，给了他们一个可以进行生物学、化学、原型制作和办公室工作的地方，他们得以利用孵化器的26 个工作台实验室进行分析化学和微生物学，团队在原型实验室中扩大了规模。
2020 年，Kula Bio与加州农民进行了田间试验。到4月为止，Kula Bio已经在六个农场或温室中用微生物替代了 50% 到 100% 的合成肥料。在2020 年底之前，他们还有另外六次这样的试验去测试其生物氮肥的效力，以获取经验和让农民有信心使用它。
据 Sakimoto 称，Kula Bio 的目标是在 2021 年开始早期商业销售。该公司还将这一相同技术应用于其他微生物，他们已经对产磷微生物进行了研究。
一种特殊的固氮微生物
1、Kula-N产生的原因
Kula-N是一种生物衍生的氮肥，它取代了化学衍生的氮肥。这种生物氮肥产生的原因有二，首先是因为世界需要氮，其次是由于当下获取氮的方式存在很大的弊端。
氮是氨基酸的基本组成部分，氨基酸是蛋白质的组成部分。植物需要生长，动物需要生长，人也需要成长，而一切生命的生长过程都需要氮。但不幸的是，我们今天获取氮气的方式有两种。一种是通过合成或化学方法获得，这种被称为Haber Bosch的发明，随着时间的发展弊端越来越凸显。
问题在于，第一，在使用化学氮肥的过程中，你每制造一磅氮，你就制造了四磅二氧化碳。第二，当你在地里放置颗粒状氮时，一下雨它就会流失，最后进入我们的水道，造成藻类大量繁殖，含氮的水对海洋生物有毒，也会污染饮用水。所以，虽然这种合成氮价格便宜，但是真的很污染环境。
或者，你可以有机地获得氮，这是常见的第二种，这对环境会更为友好，但做起来却非常昂贵。这种获得方式也有两个弊端：一是施用这类肥种出来的农作物可能含有病原体，回忆过去，我们发现许多生菜都存在肥料引起的病原体问题。二是你在使用这种氮肥的时候不能让植物马上得到氮，你必须在9到12个月前做施肥，才能让它分解到合适的程度。
但目前的局势是，随着人口从70亿增加到100亿，我们将需要更多的氮肥。所以这就是他们的切入点。他们利用了一种微生物，它是一种细菌，开发了一种微生物氮肥，它是有机的。它可以隔离减少二氧化碳排放，但从性能和成本的角度来看，它却与合成氮一样有效。
2、Kula-N的固氮原理
要知道，我们呼吸的空气中有80%是氮气。它存在于这些氮、氮三键中，稳定得令人难以置信。所以有两种方法可以打破这种联系并使氮有用。一是在极高的温度、极高的压力下获取，这就是Haber Bosch过程。二是采用生物学方法获取，利用微生物自然地从空气中获取氮并使其有用，这就是Kula Bio的固氮方式。
Kula Bio的固氮流程分为四个阶段，第一阶段是在专有的生物反应器里培养微生物。想想一个大水箱，里面有微生物、水和营养混合物，将这些微生物培养到高密度，让它们疯狂地繁殖。
第二阶段，在某个时候营养混合物被切断，再将水、氢和氧分开，然后泵入空气，包括空气中的二氧化碳。此时在压力下，微生物开始积极消耗水中的氢和空气中的二氧化碳，并储存在自己的结构中，从而形成了聚羟基丁酸酯，一种生物塑料。
第三阶段，通过反应器顶部的太阳能电池板将一些能量放入反应器中，微生物将这些能量储存在其细胞结构内的生物塑料中。第四阶段，将微生物喷洒在土壤上，它会利用这种能量继续完成固氮工作。当微生物用完这些能量时，它就会死亡并成为土壤中的碳源，因此碳被隔离在土壤中。
考虑到这些被储存的能量只能管几小时左右，因此人们需要为这些微生物注入它们自己独立的能量来源。这样当它们进入土壤时，它们就会吸收这种能量，而目前的产品可以持续使用两到两周半。依靠这种能量来完成固定氮并将其输送到土壤中的工作需要两个、两个半星期，而不是几个小时甚至突然之间，您就获得了大量的氮。
3、Kula-N产品的优点
如果您是农民，您有两种普通的肥料选择。你可以使用传统的肥料，它既便宜又精确，但会污染水，并且涉及排放大量温室气体的生产过程。或者，您可以采用有机肥料路线，这对环境更好，但价格昂贵且产量不可预测。
Kula Bio创造了第三种新选择。它的微生物肥料固定氮（将氮从空气中转移到土壤中），以便植物可以将其用作食物。该解决方案提供与传统肥料相当的产量和价格，但包括有机肥料的环境效益。Kula-N 还可通过灌溉施用，适用于所有作物，使农民能够无缝过渡到可持续氮。
Sakimoto 说到，“我们拥有有机肥料的所有好处，与传统肥料的农民相比具有成本竞争力。” 他还认为“我们的肥料也符合常规农业的正常做法。在几次温室和户外农场试验中，我们已经能够替代50% 到100% 的常规氮肥，并达到与常规处理相同的产量。”
据其团队称，Kula Bio 的技术还可以促进土壤健康，帮助农民负责任地对待他们的土地。
Kula Bio的融资与未来发展
从18年至今，Kula Bio共融资过5轮，公布出的总筹资达到2210万美元。2018年10月5日，该公司宣布首次种子轮融资，这次融资由Pillar VC发起，筹集了130万美元。中间，2019年10月22日筹得510万美元，2020年7月31日筹资金额未披露，2020年8月13日由Taihill Venture领投筹集了580万美元。
而最近的一次融资发生在今年5月25日，Kula Bio宣布已完成1000 万美元的种子轮融资。该轮融资由Collaborative Fund牵头，其他投资者包括AgFunder、BOPU、Box Group、Decent Capital、Embark Ventures、iSelect Fund和Pillar VC。
“在Kula Bio，我们很自豪能得到真正相信并分享我们使命的投资者的支持，”Kula Bio 的创始首席执行官兼董事比尔布雷迪说。“有了这种支持，我们已经启动了专注于运营、销售、营销、农学和研发的关键员工。此外，我们正在开发我们的第一个试点制造基地。我们正在加紧努力，将我们的产品提供给更多勤劳的农民，并继续推动农业走向更可持续的未来。”
Bill Brady在“我的气候之旅”节目中还提到，公司有想法继续扩大生物反应器的规模，直到我们将它们达到工业规模，我们目前正处于这条曲线上。他们对未来的憧憬是消除今天所有合成形式的氮。
土壤健康行动的发起
Kula Bio是可持续氮领域的先行者，为土壤健康，为生物多样性，为世界温室气体排放、水污染和人类食品安全都创造了一个很好的条件。但Kula Bio绝不是一个独行者，它的背后还有一些与他们有着相似抱负和责任的企业或群体。
随着投资者的兴趣围绕新兴农业技术在促进全球粮食系统可持续性方面的潜力凝聚，大自然保护协会（TNC）已开始投资一系列新兴农业技术解决方案，旨在鼓励跨部门致力于针对特定领域的创新，如土壤健康问题。
TNC 投资了五家新兴私营公司，这些公司展示了在土壤健康四个优先领域中的一个或多个领域扩展解决方案的巨大潜力：扩大使用覆盖作物；采取免耕做法；通过经济作物轮作提高植物多样性；以及精确或更有效的作物投入管理。初始投资包括：
Growers Edge：一家金融技术（fintech）公司，通过数据驱动的产品、解决方案和工具提供农业企业收入保证。该公司通过保修支持的作物计划和农业融资解决方案，减少了采用新技术或实践的农场经营的财务风险。
Kula Bio：该公司正在开发一种具有成本效益的生物氮肥，可最大限度地减少径流。合成氮肥的替代品或部分替代品有可能对农场盈利能力和环境产生重大的积极影响。
Pattern Ag ：该公司提供土壤微生物组分析和农场投入优化建议。该公司专注于玉米和大豆农民面临的特定病虫害压力，建议在何时何地需要购买和应用解决方案。
Stony Creek Colors：通过为纺织品、化妆品和食品市场开发可持续的植物性染料，如靛蓝，该公司正与种植者直接合作，通过替代行作物来提高盈利能力并改善土壤健康，以改善市场驱动的选择让农民多样化轮作。
SwarmFarm：公司开发的自主机器人农业技术能够有效精确地应用养分和作物保护投入物。 用于行间作物种植操作的工具（机器人加附件开发者生态系统）专注于优化除草剂和肥料的应用，以提高农场盈利能力和环境效益。
TNC食品和淡水系统全球董事总经理Michael Doane 补充说：“对早期农业技术公司的投资和合作将有助于使土壤健康管理任务的运营效率更高，为农民带来利润。该倡议补充了我们为加速向可再生的、对自然有益的生产模式转变而做出的集体努力。”
小结
据国家前环保部部长陈吉宁介绍，保守估计，目前我国大约有1/5的农地被污染，全国目前大约有2亿亩耕地在利用上都存在食品安全、生态安全问题。2019年，《土壤污染防治法》实施，化肥过量和不合理使用导致土壤退化的行为被纳入法律层面受到监管。随着国家产业政策的推动，我国微生物肥料产业已跨入科技创新最为迫切的时期，对微生物肥料的需求量也将增长很快。
而根据农村农业部的调查，2015年底，累计批准颁发微生物肥料产品登记证2398个。截至2020年5月底，前瞻在农业农村部微生物肥料和食用菌菌种质量监督检验测试中心查询到的微生物微生物肥料产品登记证为7246个。四年半的时间，我国微生物化肥的产品登记数量快速上升，年均复合增长率达到27.8%。这些数据都指向一个方向，微生物肥料行业显示出活跃的动态和广阔的前景趋势，固氮肥只是其中的一个小小分支。
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