微生物菌發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用前景廣闊

《中國(guó)農(nóng)資》記者 黃敏

日前，在國(guó)家微生物肥料技術(shù)研究推廣中心、國(guó)家中醫(yī)大農(nóng)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、北京國(guó)農(nóng)科技特派員創(chuàng)新服務(wù)聯(lián)盟主辦的“2020第四屆中國(guó)微生物肥料技術(shù)研究與行業(yè)發(fā)展大會(huì)暨全國(guó)科技特派員雙創(chuàng)會(huì)議”上，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所產(chǎn)業(yè)處博士楊勇重點(diǎn)分析了微生物菌的發(fā)酵技術(shù)與高效應(yīng)用效果。

解決兩大問(wèn)題帶來(lái)諸多效益

楊勇提出，微生物菌的發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)主要解決兩大問(wèn)題，一是如何生產(chǎn)出來(lái)菌劑的問(wèn)題，二是如何做好節(jié)能降耗的問(wèn)題。

微生物菌傳統(tǒng)發(fā)酵工藝為一罐煮方式，采用培養(yǎng)基滅菌/非滅菌方式接種后培養(yǎng)。該工藝存在三大風(fēng)險(xiǎn)，一是培養(yǎng)基易被污染，品種不穩(wěn)定；二是可能造成不良發(fā)酵結(jié)果危害下游；三是發(fā)酵單位不高，生產(chǎn)效率低下。

而微生物菌現(xiàn)代發(fā)酵工藝為連消補(bǔ)料方式，采用培養(yǎng)基瞬時(shí)滅菌方式接種后培養(yǎng)?！霸摴に嚹軌驇?lái)以下效益：培養(yǎng)基滅菌充分，營(yíng)養(yǎng)損失少；發(fā)酵結(jié)果穩(wěn)定，菌劑品質(zhì)可靠；發(fā)酵單位高，生產(chǎn)效率提高?！?/p>

現(xiàn)代微生物生產(chǎn)技術(shù)有著獨(dú)有特點(diǎn)。楊勇說(shuō)：“現(xiàn)代微生物菌生產(chǎn)菌種擴(kuò)大培養(yǎng)移種系統(tǒng)采用移種分配站閥組形式實(shí)現(xiàn)，減少種子液在管道內(nèi)的死體積，降低菌種被污染概率，并可機(jī)動(dòng)實(shí)現(xiàn)種子罐和發(fā)酵罐組對(duì)。自動(dòng)補(bǔ)料站降低了底料中糖的濃度，減輕美拉德反應(yīng)造成的營(yíng)養(yǎng)損失，解除培養(yǎng)基對(duì)菌種的滲透壓，提高了發(fā)酵強(qiáng)度，有利于實(shí)現(xiàn)高密度發(fā)酵培養(yǎng)。”

創(chuàng)新生產(chǎn)流程應(yīng)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(nóng)藥使用等方面，應(yīng)用前景廣闊。楊勇說(shuō)，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所圍繞促生、生防、功能性菌劑在多種經(jīng)濟(jì)作物種植中開(kāi)展應(yīng)用研究，并取得一定成果。據(jù)介紹，目前農(nóng)用微生物菌種分8種類(lèi)型，包括根瘤菌菌劑、固氮菌菌劑、解磷類(lèi)微生物菌劑、硅酸鹽微生物菌劑、光合細(xì)菌菌劑、有機(jī)物料腐熟劑、促生菌劑、生防菌劑。

楊勇介紹，從生產(chǎn)流程來(lái)看，微生物菌經(jīng)歷了四個(gè)階段。

第一階段為菌種改造階段。微生物生產(chǎn)菌種是生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)載體。對(duì)篩選自然界中的微生物菌種進(jìn)行分子生物學(xué)定向改造，使其滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。微生物在環(huán)境整治、可再生能源生產(chǎn)和人類(lèi)健康保障等方面正發(fā)揮著不可替代的作用。

第二階段為發(fā)酵優(yōu)化階段。發(fā)酵條件溫度、pH值、溶氧、攪拌轉(zhuǎn)速、氨離子、金屬離子、營(yíng)養(yǎng)物濃度等，在微生物生長(zhǎng)的不同階段會(huì)有不同的要求。在生物反應(yīng)器內(nèi)，始終為微生物發(fā)酵提供最佳的培養(yǎng)和發(fā)酵的環(huán)境條件，以提高目的產(chǎn)物的得率。

第三階段為分離提取階段。發(fā)酵產(chǎn)物存在形式不同，用途各異，產(chǎn)品質(zhì)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(fā)，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)酵行業(yè)企業(yè)提升分離提取技術(shù)，提高收率，降低成本，減少?gòu)U棄物總量，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)及資源綜合利用。

第四階段為工藝開(kāi)發(fā)階段。通過(guò)技術(shù)集成創(chuàng)新將實(shí)驗(yàn)室原創(chuàng)技術(shù)成果與工藝單元技術(shù)有機(jī)整合，實(shí)現(xiàn)菌種改造、發(fā)酵優(yōu)化、分離提取技術(shù)與工藝裝備，產(chǎn)業(yè)化技術(shù)系統(tǒng)集成。推動(dòng)行業(yè)技術(shù)及裝備進(jìn)步，工藝提升、節(jié)能降耗，形成行業(yè)示范工程。

跟蹤田間測(cè)產(chǎn)示范效果突出

在農(nóng)用微生物菌劑高效應(yīng)用情況介紹中，楊勇通過(guò)經(jīng)濟(jì)作物代表生姜功能菌劑的開(kāi)發(fā)與示范和大田作物代表水稻功能菌劑的開(kāi)發(fā)與示范加以說(shuō)明。

在生姜功能菌劑開(kāi)發(fā)與示范案例介紹過(guò)程中，楊勇通過(guò)圖片直觀介紹了健康姜與致病姜的外觀表現(xiàn)，并講解了生姜功能菌劑施用流程、田間跟蹤記錄相關(guān)數(shù)據(jù)以及應(yīng)用示范田測(cè)產(chǎn)情況。“事實(shí)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?！睏钣卤硎荆巴瑫r(shí)，我們對(duì)生姜實(shí)驗(yàn)田的土壤修復(fù)狀況進(jìn)行了檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)田土壤中菌絲體菌活性高、定殖能力強(qiáng)、繁殖速度快?！?/p>

在水稻功能菌劑的開(kāi)發(fā)與示范案例介紹過(guò)程中，楊勇通過(guò)鹽堿地水稻生態(tài)種植技術(shù)開(kāi)發(fā)、水稻大田實(shí)驗(yàn)比較、水稻生態(tài)種植對(duì)標(biāo)數(shù)據(jù)等對(duì)水稻功能菌劑應(yīng)用情況進(jìn)行了介紹。

“同樣，微生物菌肥應(yīng)用示范主要也是解決兩大問(wèn)題，一是解決如何做好菌劑劑型的問(wèn)題，二是解決如何做好應(yīng)用方式的問(wèn)題。只有把這兩個(gè)問(wèn)題研究透了，微生物菌肥才能為我國(guó)農(nóng)業(yè)貢獻(xiàn)更大的力量?！睏钣卤硎尽?/p>

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。