微生物菌發酵技術應用前景廣闊

《中國農資》記者 黃敏

日前，在國家微生物肥料技術研究推廣中心、國家中醫大農業創新戰略聯盟、北京國農科技特派員創新服務聯盟主辦的“2020第四屆中國微生物肥料技術研究與行業發展大會暨全國科技特派員雙創會議”上，中國科學院微生物研究所產業處博士楊勇重點分析了微生物菌的發酵技術與高效應用效果。

解決兩大問題帶來諸多效益

楊勇提出，微生物菌的發酵生產技術主要解決兩大問題，一是如何生產出來菌劑的問題，二是如何做好節能降耗的問題。

微生物菌傳統發酵工藝為一罐煮方式，采用培養基滅菌/非滅菌方式接種后培養。該工藝存在三大風險，一是培養基易被污染，品種不穩定；二是可能造成不良發酵結果危害下游；三是發酵單位不高，生產效率低下。

而微生物菌現代發酵工藝為連消補料方式，采用培養基瞬時滅菌方式接種后培養。“該工藝能夠帶來以下效益：培養基滅菌充分，營養損失少；發酵結果穩定，菌劑品質可靠；發酵單位高，生產效率提高。”

現代微生物生產技術有著獨有特點。楊勇說：“現代微生物菌生產菌種擴大培養移種系統采用移種分配站閥組形式實現，減少種子液在管道內的死體積，降低菌種被污染概率，并可機動實現種子罐和發酵罐組對。自動補料站降低了底料中糖的濃度，減輕美拉德反應造成的營養損失，解除培養基對菌種的滲透壓，提高了發酵強度，有利于實現高密度發酵培養。”

創新生產流程應用范圍廣泛

微生物菌肥作為一種新型肥料，在提高化肥利用率、降低化肥使用量和減少農藥使用等方面，應用前景廣闊。楊勇說，中國科學院微生物研究所圍繞促生、生防、功能性菌劑在多種經濟作物種植中開展應用研究，并取得一定成果。據介紹，目前農用微生物菌種分8種類型，包括根瘤菌菌劑、固氮菌菌劑、解磷類微生物菌劑、硅酸鹽微生物菌劑、光合細菌菌劑、有機物料腐熟劑、促生菌劑、生防菌劑。

楊勇介紹，從生產流程來看，微生物菌經歷了四個階段。

第一階段為菌種改造階段。微生物生產菌種是生物發酵產業的核心技術載體。對篩選自然界中的微生物菌種進行分子生物學定向改造，使其滿足生產需求。微生物在環境整治、可再生能源生產和人類健康保障等方面正發揮著不可替代的作用。

第二階段為發酵優化階段。發酵條件溫度、pH值、溶氧、攪拌轉速、氨離子、金屬離子、營養物濃度等，在微生物生長的不同階段會有不同的要求。在生物反應器內，始終為微生物發酵提供最佳的培養和發酵的環境條件，以提高目的產物的得率。

第三階段為分離提取階段。發酵產物存在形式不同，用途各異，產品質量要求和分離純化步驟也不同。分離提取工藝裝備一體化研發，能夠實現發酵行業企業提升分離提取技術，提高收率，降低成本，減少廢棄物總量，實現清潔生產及資源綜合利用。

第四階段為工藝開發階段。通過技術集成創新將實驗室原創技術成果與工藝單元技術有機整合，實現菌種改造、發酵優化、分離提取技術與工藝裝備，產業化技術系統集成。推動行業技術及裝備進步，工藝提升、節能降耗，形成行業示范工程。

跟蹤田間測產示范效果突出

在農用微生物菌劑高效應用情況介紹中，楊勇通過經濟作物代表生姜功能菌劑的開發與示范和大田作物代表水稻功能菌劑的開發與示范加以說明。

在生姜功能菌劑開發與示范案例介紹過程中，楊勇通過圖片直觀介紹了健康姜與致病姜的外觀表現，并講解了生姜功能菌劑施用流程、田間跟蹤記錄相關數據以及應用示范田測產情況。“事實證明，使用了生姜功能菌劑的生姜根莖大、根莖重、大小均勻度高、品相好。”楊勇表示，“同時，我們對生姜實驗田的土壤修復狀況進行了檢測，發現試驗田土壤中菌絲體菌活性高、定殖能力強、繁殖速度快。”

在水稻功能菌劑的開發與示范案例介紹過程中，楊勇通過鹽堿地水稻生態種植技術開發、水稻大田實驗比較、水稻生態種植對標數據等對水稻功能菌劑應用情況進行了介紹。

“同樣，微生物菌肥應用示范主要也是解決兩大問題，一是解決如何做好菌劑劑型的問題，二是解決如何做好應用方式的問題。只有把這兩個問題研究透了，微生物菌肥才能為我國農業貢獻更大的力量。”楊勇表示。

使用了生姜功能菌劑的生姜根莖大、根莖重、大小均勻度高、品相好。