益生芽孢桿菌固體發(fā)酵工藝及其微生物肥料應(yīng)用研究.pdf

1、目前我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中長期大量施用N、P、K元素肥料，雖然一定程度上緩解了我國糧食安全問題，但也由此產(chǎn)生了一系列環(huán)境問題，如土壤酸化、板結(jié)、鹽漬化等。適當(dāng)施用生物菌肥可以提高肥效、防治病害和修復(fù)土壤，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必要途徑之一。生產(chǎn)低成本、高益生菌含量的微生物肥料具有廣闊的市場(chǎng)前景，也非常符合我國綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展策略。傳統(tǒng)益生菌液體發(fā)酵工藝因其工藝復(fù)雜、成本高，在一定程度上限制了其在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，因此開發(fā)低成本、適用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的

2、益生菌劑及其衍生產(chǎn)品，是推動(dòng)微生物肥料領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
　　本文首先對(duì)4株益生芽孢桿菌進(jìn)行了形態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)的鑒定及特性分析。隨后采用固體發(fā)酵手段研究開發(fā)低成本、高密度益生芽孢桿菌生產(chǎn)工藝。通過單因素和正交工藝優(yōu)化，最終確定Bacillus subtilis L7固體發(fā)酵工藝條件為：糠醛渣、廢糖液和麥麩添加量分別為85％、10%和5%，初始水分60%，溫度30℃，初始pH7.0，接種量5×106 CFU/g，翻堆頻率為1

3、次/d，L7發(fā)酵水平達(dá)到（活菌數(shù)和芽孢數(shù)分別為）2.48×1010 CFU/g和2.40×1010 CFU/g，芽孢率達(dá)到96.7%。隨后對(duì)L7固體發(fā)酵工藝進(jìn)行了100 kg規(guī)模的中試放大，發(fā)酵后活菌數(shù)達(dá)到3.26×1010 CFU/g，菌活水平比小試提高了31.1%，且發(fā)酵時(shí)間由6天縮短為3天。同時(shí)對(duì)其他三種益生芽孢桿菌進(jìn)行固體發(fā)酵小試實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明 Bacillus licheniformis D6、Bacillus megater

4、ium J3和Bacillus mucilaginosus G14發(fā)酵后總活菌數(shù)分別為2.48×1010 CFU/g、1.02×1010 CFU/g和8.08×109 CFU/g，發(fā)酵水平高于相應(yīng)的液體工藝，且本方法成本低廉，具有明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。隨后將固體發(fā)酵菌劑與復(fù)合肥（NPK16:16:8）復(fù)配制得益生菌含量為1.25×108 CFU/g的微生物肥料；以蘇州青油菜（Brassica campestris L. Sp）為實(shí)驗(yàn)樣本開展盆

5、栽實(shí)驗(yàn)，研究微生物肥料對(duì)其作用效果。結(jié)果表明，所制備的復(fù)合微生物肥料 B3可以有效的提高實(shí)驗(yàn)作物根系和莖葉干重，與對(duì)照相比分別提高46.1%和34.1%，以上結(jié)果說明該復(fù)合微生物肥料能夠顯著促進(jìn)植株生長。最后采用DGGE方法對(duì)盆栽作物根際土壤菌群進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，添加30天后，微生物肥料對(duì)細(xì)菌和真菌種類和種群結(jié)構(gòu)都有明顯的影響。其中復(fù)合微生物肥料 B3組細(xì)菌豐富度和多樣性指數(shù)與對(duì)照組相比分別降低206%和47.7%，真菌豐富度和多樣