李 恒,萬(wàn)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(lái)，我國(guó)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(shí)的逐步增強(qiáng)，開(kāi)始對(duì)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?cè)诖龠M(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)時(shí)，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(zhǎng)、減少病蟲(chóng)害發(fā)生、提高作物品質(zhì)等作用。因此，農(nóng)業(yè)對(duì)農(nóng)業(yè)微生物類試劑、肥料的需求將大大增加。加之，國(guó)家大力實(shí)施化肥、農(nóng)藥零增長(zhǎng)行動(dòng)，促進(jìn)節(jié)本增效、節(jié)能減排,保障國(guó)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(shí)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(gè)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(guó)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(lái)越明顯的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)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(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，種植作物、地理環(huán)境、病蟲(chóng)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(gè)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(kāi)發(fā)、監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)、發(fā)酵工藝研究等。我國(guó)的農(nóng)業(yè)微生物研究工作起步較早，但發(fā)展相對(duì)緩慢。自改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)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(gè)領(lǐng)域均取得了較大進(jìn)步，但我國(guó)農(nóng)業(yè)微生物基礎(chǔ)研究較弱，評(píng)價(jià)、效應(yīng)監(jiān)測(cè)、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(cè)評(píng)價(jià)模式的研究與集成，對(duì)效應(yīng)評(píng)估、開(kāi)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(zhǎng)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(guò)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(jiǎn)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(guò)程，又是一個(gè)復(fù)雜多變的過(guò)程，每一種物質(zhì)和微環(huán)境的變化都會(huì)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(duì)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(dòng)作用。

2 細(xì)菌培養(yǎng)基配方的優(yōu)化

近些年來(lái)，我國(guó)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(guò)單因素實(shí)驗(yàn)、正交實(shí)驗(yàn)、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(wú)機(jī)鹽、微量元素和生長(zhǎng)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(wú)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(zhǎng)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(zhǎng)所需的無(wú)機(jī)鹽、微量元素以及生長(zhǎng)因子，因此在使用此原料時(shí)不需額外添加這些物質(zhì)。

對(duì)于不同的微生物，由于所需的營(yíng)養(yǎng)不同，培養(yǎng)基成分也不相同。但配制的營(yíng)養(yǎng)要求都要遵循以下的原則：①營(yíng)養(yǎng)成分要包含微生物的生長(zhǎng)需求。不同類型的微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分的需求不同，應(yīng)根據(jù)微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分的需求來(lái)最佳配制。②營(yíng)養(yǎng)成分的含量及物質(zhì)配比要恰當(dāng)。如果營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量太少，則無(wú)法滿足其對(duì)應(yīng)微生物生長(zhǎng)的需要；如果營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量太多，相反會(huì)抑制其微生物的繁殖。糖和鹽濃度高有抑菌作原用。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的碳氮比例(營(yíng)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(jì)時(shí)，還要考慮到各營(yíng)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(huì)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(huì)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(jì)營(yíng)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(shí)，還要注意培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的來(lái)源和價(jià)格信息，盡可能選擇原料來(lái)源便利、價(jià)格實(shí)惠的培養(yǎng)基。

很多學(xué)者對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(wú)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(bào)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(yíng)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(jì)不同的培養(yǎng)基配比。楊悅等[10]在研究植物乳桿菌時(shí)，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(duì)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(shí)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(shí)，得到培養(yǎng)基營(yíng)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(yàn)是最常見(jiàn)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(duì)棉鈴蟲(chóng)(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(guò)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(jiàn)，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(shí)驗(yàn)?zāi)康?。研究?yīng)結(jié)合菌株的不同特性選擇相驗(yàn)應(yīng)培養(yǎng)基和試劑，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)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(shí)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(duì)其發(fā)酵溫度、所需的酸堿環(huán)境、對(duì)氧的需求量、不同時(shí)期生長(zhǎng)量均不相同。

細(xì)菌發(fā)酵條件方面，前人也做過(guò)很多的研究。趙航等[23]對(duì)葡糖醋桿菌J2-1利用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，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(yàn)和正交試驗(yàn)，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(shí)間為 24 h；董菲菲等[25]通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)考察溫度、pH、攪拌轉(zhuǎn)速、通氣量和不同流速的玉米漿對(duì)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(duì)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(duì)巨大芽孢桿菌研究顯示，其最佳生長(zhǎng)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(shí)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(shí)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(duì)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(shí)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(jì)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(shí)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(shí)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(zhǎng)培養(yǎng)條件為：培養(yǎng)溫度 32 ℃、培養(yǎng)時(shí)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(shí)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(shí)間為 3 d[36]；解淀發(fā)粉芽孢桿菌HF-01的最適生長(zhǎng)條件為：溫度 28℃，初始時(shí)間 48 h、pH值6.0～6.5[37]?？梢?jiàn)，不同種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(yàn)和正交試驗(yàn)對(duì)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(shí)間對(duì)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(shí)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(guò)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(shí)間 28 h[43]。

通過(guò)對(duì)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(shí)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(shí)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(guò)對(duì)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(shí)間為 2.5 d[46]?？梢?jiàn)，轉(zhuǎn)速和時(shí)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(shí)時(shí)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。

綜合來(lái)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(guò)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(duì)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(guò)添加酸堿或氨養(yǎng)水來(lái)調(diào)節(jié)，但是通過(guò)流加營(yíng)養(yǎng)液的方式來(lái)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(yíng)養(yǎng)液。③溶氧量：三角瓶可以通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和瓶子的裝液量來(lái)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(lái)實(shí)現(xiàn)；若要低溶氧量可以增加裝瓶量和降低搖床轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)。通常裝液量最好不要超過(guò)瓶子體積的一半。發(fā)酵罐可以通過(guò)調(diào)節(jié)其進(jìn)氣量、罐壓和攪拌轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)溶氧量，不同發(fā)酵時(shí)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(lái)加減。一般接種量在10%以內(nèi)，根據(jù)搖瓶和發(fā)酵條件來(lái)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(lái)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(shí)驗(yàn)方法研究，將實(shí)驗(yàn)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(wú)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(duì)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(yàn)中豬糞秸稈混合物的堆肥的腐熟時(shí)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(shí)間投入，減少秸稈和畜禽糞便對(duì)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(duì)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(jìng)爭(zhēng)力，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力，同時(shí)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(gè)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)過(guò)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(lái)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(duì)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。