農(nóng)業(yè)微生物細(xì)菌發(fā)酵工藝研究進(jìn)展

李 恒,萬邦隆，董 蕓，孫玉翠，李洪姝

(云南云天化股份有限公司研發(fā)中心，云南 昆明 650228)

進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國大力生產(chǎn)有機(jī)綠色產(chǎn)品，推崇發(fā)展健康綠色農(nóng)業(yè)。正是由于人們健康和環(huán)保意識的逐步增強(qiáng)，開始對食品安全、土壤安全、環(huán)境保護(hù)等加以重視。這就要求我們在促進(jìn)農(nóng)作物生長時，不僅要提高產(chǎn)量，也要注重產(chǎn)品質(zhì)量，而且還不能造成有害物質(zhì)產(chǎn)生和積累，不污染土壤和環(huán)境。因此迫使我們尋找一種能夠降低化肥施用量，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，降低農(nóng)產(chǎn)品中有害物質(zhì)含量的健康環(huán)保的物質(zhì)。研究顯示,農(nóng)業(yè)微生物恰好具有促進(jìn)有機(jī)質(zhì)腐熟、提高土壤養(yǎng)分、減少土壤重金屬的富集、促進(jìn)農(nóng)作物生長、減少病蟲害發(fā)生、提高作物品質(zhì)等作用。因此，農(nóng)業(yè)對農(nóng)業(yè)微生物類試劑、肥料的需求將大大增加。加之，國家大力實施化肥、農(nóng)藥零增長行動，促進(jìn)節(jié)本增效、節(jié)能減排,保障國家糧食安全、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和生態(tài)環(huán)境安全，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，這為研究農(nóng)業(yè)微生物提供了一個很好的發(fā)展機(jī)遇。目前，農(nóng)業(yè)微生物類試劑和肥料活躍在國家生態(tài)示范區(qū)、綠色和有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品基地等，它們正在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中取得越來越明顯的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益。

1 農(nóng)業(yè)微生物的發(fā)展及細(xì)菌發(fā)酵的意義

我國是一個農(nóng)業(yè)大國，種植作物、地理環(huán)境、病蟲害發(fā)生及其復(fù)雜多樣。加之，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)化肥施用量大，使用結(jié)構(gòu)不合理，施用技術(shù)粗放等，使得化肥利用率低，并造成環(huán)境的污染惡化和土壤生境產(chǎn)力的下降。生態(tài)環(huán)境治理和農(nóng)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展迫在眉睫，這為農(nóng)業(yè)微生物的研究與應(yīng)用提供了一個良好的契機(jī)。

目前，農(nóng)業(yè)微生物研究工作主要包括肥效微生物、生防微生物、飼料/酶制劑微生物、環(huán)境/能源/轉(zhuǎn)化微生物等的資源開發(fā)、監(jiān)測、評價、發(fā)酵工藝研究等。我國的農(nóng)業(yè)微生物研究工作起步較早，但發(fā)展相對緩慢。自改革開放以來，我國農(nóng)業(yè)微生物在微生物肥料、微生物飼料、微生物農(nóng)藥、微生物降解和微生物活性物質(zhì)等多個領(lǐng)域均取得了較大進(jìn)步，但我國農(nóng)業(yè)微生物基礎(chǔ)研究較弱，評價、效應(yīng)監(jiān)測、功能篩選與發(fā)酵工藝等技術(shù)手段不規(guī)范，缺乏監(jiān)測評價模式的研究與集成，對效應(yīng)評估、開發(fā)利用和支撐工藝都還有限。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的微生物是細(xì)菌、放線菌、酵母和霉菌，其中使用最廣泛的是細(xì)菌。細(xì)菌是所有生物中最豐富的類型，并且是自然物質(zhì)循環(huán)的主要參與者。根據(jù)其生長形態(tài)可分為：球型菌、桿型菌和螺旋型菌(包括弧型菌，螺旋菌)；根據(jù)其生活方式可分為：自養(yǎng)細(xì)菌和異養(yǎng)細(xì)菌(包括腐生和寄生細(xì)菌)；根據(jù)其需氧狀況可分為需氧型(全需氧和微需氧)和厭氧型(不完全厭氧，有氧耐受和全厭氧)細(xì)菌；根據(jù)細(xì)菌的生存溫度可以分為低溫、常溫和高溫三種類型。細(xì)菌發(fā)酵是一種生物過程，它利用細(xì)菌的特殊代謝途徑將原材料轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物。細(xì)菌發(fā)酵有兩種：厭氧發(fā)酵和有氧發(fā)酵。發(fā)酵方式多樣，產(chǎn)品類別繁多，用途廣闊。發(fā)酵細(xì)菌結(jié)構(gòu)簡單，并具有許多特殊的代謝途徑，它用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)：直接參與有機(jī)物的腐爛和分解，促進(jìn)土壤和作物養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化；活化土壤中的養(yǎng)分，調(diào)節(jié)土壤的微環(huán)境，保持土壤的健康活力；降解土壤中的重金屬并減少有害物質(zhì)的富集，保護(hù)土壤和農(nóng)作物的健康狀況；拮抗有害病原菌，減少有害土壤細(xì)菌和農(nóng)作物病害的發(fā)生；形成肥料效率，生物防治和降解的特定功能。

細(xì)菌的發(fā)酵過程，又是一個復(fù)雜多變的過程，每一種物質(zhì)和微環(huán)境的變化都會導(dǎo)致不同的結(jié)果產(chǎn)生。因此研究細(xì)菌發(fā)酵工藝中的影響因素，優(yōu)化技術(shù)，確保菌體穩(wěn)定、安全、高效生產(chǎn)，從而為后續(xù)細(xì)菌類微生物改善土壤環(huán)境，促進(jìn)安全生態(tài)農(nóng)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)，這對促進(jìn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化以及農(nóng)民增收等具有積極的推動作用。

2 細(xì)菌培養(yǎng)基配方的優(yōu)化

近些年來，我國微生物的發(fā)酵研究處于全新的發(fā)展階段，在發(fā)酵基質(zhì)選擇及發(fā)酵條件優(yōu)化方面都做了很多的研究。普遍通過單因素實驗、正交實驗、響應(yīng)面法中的一種或幾種方法研究相應(yīng)細(xì)菌菌株的最優(yōu)發(fā)酵培養(yǎng)基，影響細(xì)菌發(fā)酵影響因子液有發(fā)酵液的配比組成、發(fā)酵液濃度等等。細(xì)菌繁殖的培養(yǎng)基成分主要有碳源、氮源、無機(jī)鹽、微量元素和生長因子。其中常用碳源物質(zhì)有葡萄糖、蔗糖、乳糖、淀粉、牛肉膏等；常用氮源物質(zhì)有蛋白胨、黃豆餅粉、玉米粉(漿)、酵母浸膏、尿素等；常用無機(jī)鹽物質(zhì)有硫化酸銨、硫酸鎂、硫酸鐵、氯化鈉、磷酸氫二鈉、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、氯化鉀、碳酸鈣等；常用的微量元素為Fe、Zn、Cu等；常用生長因子物質(zhì)有維生素、某些氨基酸、脂類、嘌呤、嘧啶等。很多的天然原料，如牛肉膏、麥芽湯、玉米面、豆芽汁等，含有細(xì)菌生長所需的無機(jī)鹽、微量元素以及生長因子，因此在使用此原料時不需額外添加這些物質(zhì)。

對于不同的微生物，由于所需的營養(yǎng)不同，培養(yǎng)基成分也不相同。但配制的營養(yǎng)要求都要遵循以下的原則：①營養(yǎng)成分要包含微生物的生長需求。不同類型的微生物對營養(yǎng)成分的需求不同，應(yīng)根據(jù)微生物對營養(yǎng)成分的需求來最佳配制。②營養(yǎng)成分的含量及物質(zhì)配比要恰當(dāng)。如果營養(yǎng)物質(zhì)的含量太少，則無法滿足其對應(yīng)微生物生長的需要；如果營養(yǎng)物質(zhì)的含量太多，相反會抑制其微生物的繁殖。糖和鹽濃度高有抑菌作原用。營養(yǎng)物質(zhì)的碳氮比例(營養(yǎng)物質(zhì)中還原糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與粗蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的比值)，一般為 100∶0.5～2。③在進(jìn)行培養(yǎng)基成分配比設(shè)計時，還要考慮到各營養(yǎng)成分之間的相互反應(yīng)。例如，蛋白胨和酵母膏在有磷酸鹽成分和高溫條件下，會與其中的鈣作或鎂離子發(fā)生反應(yīng)形成沉淀物質(zhì)；在高溫條件下，還原糖還會與產(chǎn)蛋白質(zhì)或氨基酸發(fā)生反應(yīng)而形成褐色物質(zhì)。④在設(shè)計營養(yǎng)物質(zhì)配比，特別是在規(guī)?；a(chǎn)發(fā)酵用的培養(yǎng)基時，還要注意培養(yǎng)基營養(yǎng)物質(zhì)的來源和價格信息，盡可能選擇原料來源便利、價格實惠的培養(yǎng)基。

很多學(xué)者對細(xì)菌發(fā)酵培養(yǎng)基做了大量的摸索。例如，侍寶路等[1]對產(chǎn)細(xì)菌素乳酸菌進(jìn)行研究確定其最佳發(fā)酵條件;賀曉凌等[2]研究產(chǎn)細(xì)菌纖維素菌優(yōu)化確定了發(fā)酵條件和發(fā)酵配方;孔菲等[3]對產(chǎn)色素海洋細(xì)菌(Planococcussrifietoensis)發(fā)酵研究確定了最佳碳氮源;朱孔亮[4]曾用泡菜中分離得到的菌H3為出發(fā)菌株研究得出了較優(yōu)培養(yǎng)基配方；劉大為[5]以嗜酸乳桿菌(Lactiobacillusaciadopluilus) La-1為研究對象，確定乳酸菌增殖培養(yǎng)基配方；等等。

在枯草芽孢桿菌方面，王亞君[6]探索了枯草芽孢桿菌(Baciillussubtilis)HL-1的優(yōu)化培養(yǎng)基配方；陳羽[7]確定了枯草芽孢桿菌液體發(fā)酵最優(yōu)培養(yǎng)基配方的碳源是葡萄糖，氮源是牛肉膏，無機(jī)鹽是磷酸二氫鉀，最佳含量分別為：葡萄糖 12.11 g/L、牛肉膏 23.31 g/L 和磷酸二氫鉀 2.33 g/L。此外，在巨大芽孢桿菌的發(fā)酵研究上也有報道，王金玲等[8]研究了巨大芽胞桿菌的最佳培養(yǎng)基質(zhì)組成；韋杏花[9]在巨大芽孢桿菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基研究中篩選得到最優(yōu)營養(yǎng)物質(zhì)為味精發(fā)酵廢液，配方為：牛肉膏 1.0 g/L、蛋白胨 1.0 g/L、味精廢液稀釋80倍、CaCO31.0 g/L、MgSO4·7H2O 1.0 g/L、H3BO30.02 g/L。

不同芽孢桿菌，培養(yǎng)基配方也不盡相同。根據(jù)不同培菌的需求，進(jìn)而設(shè)計不同的培養(yǎng)基配比。楊悅等[10]在研究植物乳桿菌時，優(yōu)化發(fā)酵培養(yǎng)基配方為：葡萄糖 34.07 g/L、酵母浸粉 18.12 g/L、磷酸氫二鉀 2 g/L、硫酸錳 0.16 g/L、乙酸鈉 5 g/L、硫酸鎂 0.20 g/L、檸檬酸銨 1 g/L、吐溫 801 ml/L、胡蘿卜汁 50 mL/L，蒸餾水 1 L。賈玉香等[11]在對根瘤菌產(chǎn)胞外多糖發(fā)酵培養(yǎng)基配方進(jìn)行優(yōu)化，得到最優(yōu)培養(yǎng)基配方為:麥芽糖 22.5 g/L、大豆蛋白胨 9.5 g/L、MgSO4·7H2O 0.2 g/L、KH2PO40.41 g/L、NaCl 0.1 g/L。楊鏗等[12]在研究解磷芽孢桿菌YC4時發(fā)現(xiàn)其發(fā)酵的培養(yǎng)基最佳配方為：糖蜜 1.0 g/L、大豆蛋白粉 5 g/L、酵母膏 5 g/L、磷酸二氫鉀 5 g/L、硫酸鎂 1.5 g/L、氯化鈉 15 g/L、玉米漿 5 g/L。陳敏等[13]在進(jìn)行解淀粉芽孢桿酵菌SC1150菌株發(fā)酵培養(yǎng)養(yǎng)條件研究時，得到培養(yǎng)基營養(yǎng)物質(zhì)的最佳配比為：可溶性淀粉(碳源)0.5.%、蛋白胨和酵母粉(1∶1的氮源)1.15%、NaCl 0.1%。單因素篩選及正交試驗是最常見的培養(yǎng)基發(fā)酵優(yōu)化的方法。例如，蠟質(zhì)芽孢桿菌(Bacilluscereus)AR156、地衣芽孢桿菌(Bacilluslicheniformis)、嗜酸乳桿菌L621及嗜熱鏈球菌S800的培養(yǎng)基發(fā)酵優(yōu)化[14-17]。此外，對棉鈴蟲(HelicovaerpaarmigeraHubner)有較高活性的蘇云金芽孢桿菌Bt A3 22菌株的培養(yǎng)基進(jìn)行優(yōu)化過程中，篩選出了最佳培養(yǎng)基配方[18]。除芽孢桿菌外，很多細(xì)菌的發(fā)酵最佳培養(yǎng)基配方也采用了此方法[19-22]。

由此可見，不同類型的細(xì)菌培養(yǎng)基需求不同。最佳培養(yǎng)基配方需要根據(jù)需求不斷改進(jìn)，以至獲得最優(yōu)的培養(yǎng)基配方，達(dá)到實驗?zāi)康摹Ｑ芯繎?yīng)結(jié)合菌株的不同特性選擇相驗應(yīng)培養(yǎng)基和試劑，再通過實驗研究摸索出最優(yōu)培養(yǎng)基濃度。

3 細(xì)菌發(fā)酵條件的優(yōu)化

影響細(xì)菌發(fā)酵條件有時間、溫接度、pH、接種菌齡、接種量、搖瓶裝液量、搖瓶轉(zhuǎn)速及溶氧量等，其中搖瓶裝液量和搖瓶轉(zhuǎn)速與溶氧量有直接關(guān)系。不同細(xì)菌對其發(fā)酵溫度、所需的酸堿環(huán)境、對氧的需求量、不同時期生長量均不相同。

細(xì)菌發(fā)酵條件方面，前人也做過很多的研究。趙航等[23]對葡糖醋桿菌J2-1利用單因素試驗和正交試驗，確定其發(fā)酵培養(yǎng)基最優(yōu)組分為：葡萄糖 80 g/L、酵母粉 18 g/L、乙醇2%(體積分?jǐn)?shù))、Na2HPO4·12H2O 3 g/L、乳酸 2 g/L、MgSO4·7H2O 0.4 g/L；張炎等[24]副干酪乳桿菌HD1.7利用單因素試驗和正交試驗，確定其最佳發(fā)酵條件為接種量為3%，接種齡為 18 h，裝液量為 2 L/3.7 L，初始pH5.5，通氣量為 0 L/min，轉(zhuǎn)速為 400 r/min、培養(yǎng)溫度為 35 ℃、培養(yǎng)時間為 24 h；董菲菲等[25]通過單因素實驗考察溫度、pH、攪拌轉(zhuǎn)速、通氣量和不同流速的玉米漿對鹽沼鹽桿菌的影響，發(fā)現(xiàn)最佳發(fā)酵條件為：溫度 37 ℃、轉(zhuǎn)速 250 r/min、通氣量 13 m3/min；卜春亞等[26]確定了草莓根的腐病菌拮抗細(xì)菌GF-162最佳發(fā)酵條件；王聰?shù)萚27]對菌株AZ16星箭頭菌(Sagittulastellate)進(jìn)行研究，確定了其最佳發(fā)酵條件為：鹽度2.5%、接種量5.0%、pH7.5、溫度 33 ℃。

不同類型的芽孢桿菌最佳培養(yǎng)條件也不相同。王金玲[28]對巨大芽孢桿菌研究顯示，其最佳生長條件為：250 mL 三角瓶的裝液量為 20 mL 、pH8.0、菌種接種量3%、搖床轉(zhuǎn)速 250 r/min、溫度 30 ℃、培養(yǎng)時間 22 h;梁曉輝等[29]研究結(jié)果顯示解磷巨大芽孢桿菌JL-1培養(yǎng)的最佳條件為：溫度25～30 ℃，pH 6.0～7.0，接種量5%;屈俊廷等[30]優(yōu)化了解淀粉芽的孢桿菌Y-S-Y12菌株的發(fā)酵條件，確定其最佳條件為：時間 72 h，溫度28～33 ℃，搖床轉(zhuǎn)速 150 r/min，初始pH 6.0；車曉曦等[31]對解基淀粉芽孢桿菌的發(fā)酵研究得出其最優(yōu)發(fā)酵條件，最佳培養(yǎng)溫度為 31 ℃、最佳培養(yǎng)轉(zhuǎn)速為 180 r/min、最佳發(fā)酵時間為 26 h、最佳發(fā)酵初始pH值為6.02、最佳接種量為1%。利用Placke響tt-Burman設(shè)計及響應(yīng)面法確立產(chǎn)Macrola ctin A抗生素海洋解淀粉芽孢桿菌的最佳發(fā)酵條件，其初始pH值為6.0，最適培養(yǎng)溫度為 29.9 ℃，最適裝液量為52.3%，最佳搖床轉(zhuǎn)速為 1130 r/min，接菌量為10%，最佳培養(yǎng)時間為 7 d[32]。而蠟質(zhì)芽孢桿菌(Bacilluscereus)DLSL2的最佳培養(yǎng)條件的溫度為 30 ℃、初始pH值為7.0[33]。

培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)時間及pH值是細(xì)菌發(fā)酵的重要條件。例如，解淀粉芽孢桿菌15-1-1的最佳生長培養(yǎng)條件為：培養(yǎng)溫度 32 ℃、培養(yǎng)時間 36 h、初始pH值7.0[34]；解淀粉芽孢桿菌11568的最佳培養(yǎng)條件為：pH7.5、溫度 40.9 ℃、時間 2 d[35]；解淀粉酵芽孢桿菌MH71的最適發(fā)酵條件為培養(yǎng)溫度 30 ℃、發(fā)酵起始pH7.0、發(fā)酵時間為 3 d[36]；解淀發(fā)粉芽孢桿菌HF-01的最適生長條件為：溫度 28℃，初始時間 48 h、pH值6.0～6.5[37]?？梢姡煌N的解淀粉芽淀孢桿菌，其最適培養(yǎng)條件也不同。

此外，利用單因素試驗和正交試驗對生防菌株FS6的培養(yǎng)基成分和培養(yǎng)條件進(jìn)行研究，確定其最優(yōu)發(fā)酵條件[38]；也研究了發(fā)酵溫度、搖床轉(zhuǎn)效速和培養(yǎng)時間對發(fā)酵液抑菌效果的影響[39]；還研究了溶藻細(xì)菌R2的最佳化培養(yǎng)條件，最佳培養(yǎng)溫度為 31.8℃、最適pH為7.21、搖床最佳轉(zhuǎn)速為 180 r/min、最佳裝液量為60%、最佳接菌量為10%[40]；還研究了內(nèi)生細(xì)菌YBSH106的最適培養(yǎng)條件，最適pH為7.0、最佳培養(yǎng)溫度為 28 ℃、最佳培養(yǎng)時間為 3 d，最佳接菌量為4%，揺床最佳轉(zhuǎn)速為 200 r/min[41]。魏嬌洋等[42]通過比較發(fā)酵液的生物菌量，得出內(nèi)生解淀粉芽孢桿菌(Bacillusamynloliquefaciens)X-278最佳發(fā)酵培養(yǎng)條件。嗜酸乳桿菌細(xì)菌素LaXctobacillin XH1的最佳發(fā)酵條件為培養(yǎng)基初始pH6.5、培養(yǎng)溫度 35 ℃、接種量為2.5%和培養(yǎng)時間 28 h[43]。

通過對微生物K-6-9的始液體發(fā)酵條件的探討研究，確定其最佳發(fā)酵條件為：發(fā)酵液初始pH7.0、250 mL 三角瓶裝液 50 mL、接菌量2%、培養(yǎng)溫度 37 ℃、搖床轉(zhuǎn)速 180 r/min、培養(yǎng)時間 18 h[44]。也研究了湘2-3菌的發(fā)酵條件，得出最佳發(fā)酵時間為 1 d，最佳發(fā)酵溫度為 28 ℃，最適菌齡在 18 h～22 h，最佳接菌量為4%，搖床最適轉(zhuǎn)速為 210 r/min，瓶子最優(yōu)溶氧量為 100 mL/150 mL[45]。通過對煙草內(nèi)生細(xì)菌B-001菌株的發(fā)酵條件研究顯示：最佳通氣量為 100 L/h，搖床最適轉(zhuǎn)速為 220 r/min，最佳培養(yǎng)溫度為 30 ℃，培養(yǎng)基的起始pH為8.0，最優(yōu)培養(yǎng)時間為 2.5 d[46]?？梢?，轉(zhuǎn)速和時間也影響著細(xì)菌發(fā)酵條件的變化，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)需求時時進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。

綜合來看，微生物培養(yǎng)條件的優(yōu)化調(diào)整要根據(jù)具體的菌種決定，但在發(fā)酵過程中要嚴(yán)格按要求進(jìn)行操作，發(fā)酵條件優(yōu)化調(diào)整有：①不同菌株對溫度的敏感性和耐受度不同，發(fā)酵中應(yīng)嚴(yán)格控制好溫度。②pH的調(diào)節(jié)一般通過添加酸堿或氨養(yǎng)水來調(diào)節(jié)，但是通過流加營養(yǎng)液的方式來調(diào)控更加便利，既調(diào)節(jié)了pH，又給菌株提供了新鮮充足的營養(yǎng)液。③溶氧量：三角瓶可以通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和瓶子的裝液量來進(jìn)行調(diào)節(jié)，若要高溶氧量，可以減少裝瓶量和調(diào)高轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)；若要低溶氧量可以增加裝瓶量和降低搖床轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)。通常裝液量最好不要超過瓶子體積的一半。發(fā)酵罐可以通過調(diào)節(jié)其進(jìn)氣量、罐壓和攪拌轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)溶氧量，不同發(fā)酵時期要嚴(yán)格控制好三者的參數(shù)。④接種量根據(jù)菌株的繁殖速度和裝瓶液的多少來加減。一般接種量在10%以內(nèi)，根據(jù)搖瓶和發(fā)酵條件來添加。

4 農(nóng)用微生物菌肥發(fā)酵自工藝的優(yōu)化

目前，直接來自要于農(nóng)田的農(nóng)用微生物菌肥主要涉及煙桿、畜禽糞便、菌糠等方面。萇豹[47]以單因素實驗方法研究，將實驗室的固氮菌N1、解鉀菌K3、解磷菌FL和新篩選到的12株菌與菌糠一起進(jìn)行半固態(tài)發(fā)酵，制備出了菌糠微生物菌肥；這種半固態(tài)發(fā)酵的最優(yōu)發(fā)酵條件為：氮源為蛋白胨(濃度為0.2%)、無機(jī)鹽為磷酸氫二鉀裝(濃度為0.2%)、裝液量70%、裝載量為 400 g/L，固體顆粒蛋直徑60目、初始pH值7.0、溫度 30 ℃、轉(zhuǎn)速 200 r/min。周熠等[48]研究將濕料煙桿和雞糞按質(zhì)量1∶1比例混合均勻，然后分別加入1%的高溫蛋白酶發(fā)產(chǎn)生菌Lys-068、耐熱芽孢桿菌酶Lys-768和生防菌哈茨木霉菌劑ACCC3028再次混合均勻，進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，可以大大縮短發(fā)酵周期。楊曉磊等[49]研究發(fā)現(xiàn)將有機(jī)原料與味精下腳料調(diào)酸輔料混合均勻，間歇性發(fā)酵60 d，就可獲得標(biāo)準(zhǔn)的有機(jī)肥料產(chǎn)品。王琦源[50]在資源化利用畜禽糞便研究中，發(fā)現(xiàn)其最優(yōu)發(fā)酵工藝為：碳氮比30 ∶1、含水率70%、接菌量0.35%、4 d翻堆一次；15 d后需加入1%含氮、磷、鉀元素的有益菌液，之后每天翻堆，5 d后發(fā)酵完成。王健博[51]對堆肥參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，確定了最佳的發(fā)酵參數(shù)為：復(fù)合菌劑比例為1.5∶2∶1.5∶2，接菌量為1.255%，初始含水率為50%～60%，初始碳?xì)浔葹?7∶1，堆肥翻堆天數(shù)為 3 d，結(jié)果表明此法秸能夠大大的縮短試驗中豬糞秸稈混合物的堆肥的腐熟時間。

一定比例的菌劑加入到有機(jī)肥中，能夠促進(jìn)有機(jī)的腐熟期，大大縮短有機(jī)肥的發(fā)酵周期，減少生產(chǎn)時間投入，減少秸稈和畜禽糞便對土壤和環(huán)境的污染，能使廢棄的有機(jī)資源得到合理利用，變廢為寶，形成集化環(huán)保生產(chǎn)模式。加之菌劑對農(nóng)作物病害的拮抗作用和菌劑在土壤中的修復(fù)降解等功效，形成特定功能的生物有機(jī)肥。有效保護(hù)了耕地土壤健康, 提高微生物有機(jī)肥的競爭力，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力，同時也有力地促進(jìn)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的進(jìn)程。

5 展望

農(nóng)業(yè)微生物始終貫穿著整個農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)過程。例如，獲取農(nóng)業(yè)微生物基因的抗逆育種、植物病原微生物流行與防治、微生物農(nóng)藥、土壤微生態(tài)環(huán)境調(diào)控治理、微生物肥料、污染退化環(huán)境微生物防治、微生物發(fā)酵食品、能源微生物等。其中，以種類、數(shù)量最多的細(xì)菌類農(nóng)業(yè)微生物資源給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的效應(yīng)尤為顯著。

農(nóng)業(yè)微生物中功能性細(xì)菌作為一種新型資源，在減少化肥、降低環(huán)境污染、提高農(nóng)作物品質(zhì)、保護(hù)環(huán)境等方面具有重要意義。但在生產(chǎn)中的效果還不是很穩(wěn)定，研究還不是很成熟，限制了它的進(jìn)一步推廣和普及。這是由于微生物菌劑的作用受許多條件的制約影響，如菌種的活性、發(fā)酵基質(zhì)的選擇、配比和發(fā)酵條件的不優(yōu)化，限制了微生物菌劑中功能性細(xì)菌在農(nóng)業(yè)及環(huán)境中的應(yīng)用效果。因此對細(xì)菌發(fā)酵基質(zhì)和發(fā)酵條件最優(yōu)化還需根據(jù)特定情況進(jìn)一步進(jìn)行探討研究。