尽管肥料对全球粮食供应至关重要，但其生产耗能高，并会导致排放。研究表明，在植物根系周围放置有益微生物，可以为植物提供生长所需的氮。这种方法或可减少对化学肥料的需求以及农民的成本，而化学肥料的生产约占全球温室气体排放量的2%。伊朗战争在近几个月还推高了能源和肥料价格。
数千年来，人类一直将粪肥用作生物肥料；而企业也在开发微生物肥料，其中包括基于基因工程的产品。然而，在可靠地为植物提供氮的同时，让微生物维持自身生存十分困难。尽管空气中的氮含量约为80%，植物却无法直接利用氮；微生物会将氮转化为氨等化合物。在合成肥料生产中，这一过程通过使用天然气的 Haber-Bosch 工艺在工业领域完成。
Switch Bioworks 正在研发一种基因开关，使微生物能够先在根系周围繁殖，随后产生氮。该公司目前最主要的方法是，当土壤中的氮含量降至某一水平以下时，微生物便开始产生氨。
Switch 的产品目前正在美国六个州进行试验。该公司最初将重点放在玉米上，这种作物在美国2026年种植面积超过90 百万英亩；距离推出商业产品还有两到三年。目前尚不清楚其在田间的效果究竟如何。
为何重要
这种方法使人们开始重新审视：在满足植物氮需求方面，是否有必要依赖高能耗的工业流程和外部施用的化学投入品。因此，这一进展正受到两方面的关注：一方面是肥料成本不断上升的农民，另一方面是试图减少农业生产排放的环境政策制定者。然而，微生物肥料在实验室或受控条件之外能否稳定发挥作用，目前尚不明确。尤其是在不同土壤和气候条件下，微生物能否在根系周围维持生存，并同时保持氮生产之间的平衡，仍是一个悬而未决的问题。在六个州开展的试验旨在表明，在该技术接近商业化应用之前，这一不确定性是否能够得到消除。