吴金男 魏荣华 杨浩深 宋廷鸿 马国胜 梁剑光

（1常熟理工学院生物与食品工程学院江苏常熟215500 2苏州荣基生态生物科技有限公司江苏吴江215222）

复合微生物菌剂的载体吸附研究

吴金男1魏荣华2杨浩深2宋廷鸿2马国胜2梁剑光1

（1常熟理工学院生物与食品工程学院江苏常熟215500 2苏州荣基生态生物科技有限公司江苏吴江215222）

采用三种固化材料作为载体，对液体发酵培养的复合微生物菌剂进行吸附试验，以活菌数为指标，对不同温度、不同时间下菌剂的保藏效果进行初步研究。试验结果表明，稻草粉为吸附载体的菌剂活性较好。从保藏效果看，固化菌剂在常温保藏和低温保藏下均具有良好的保藏效果。在4℃保藏条件下，2个月内三种固化载体材料中所含的活菌量都有所增加，保藏时间在2个月以上。在25℃保藏条件下保藏2个月，三种固化载体材料中所含的活菌量仍高于初始菌量。

载体；复合微生物菌剂；吸附；菌剂活性

复合微生物菌剂在发酵工业、废水处理、固体堆肥发酵、微生物菌肥、水产养殖业等许多方面有着广泛的用途。利用液体发酵技术生产复合微生物菌剂具有机械化和自动化程度高、操作工艺容易控制、培养周期短、生产效率高、微生物活性高等优点，但也存在保藏时间短、储藏和运输不方便等缺点。吸附法是一种廉价、有效的微生物固定化方法，利用载体来吸附液态发酵的复合微生物菌剂也是一种新的微生物菌剂生产方式。目前用于微生物肥料的载体要有蛭石、草炭及菌糠等，其中草炭应用较普遍，但草炭是一种短期不可再生性的天然矿产资源，长期开采会对生态环境造成极大破坏，并且成本较高。因此，选择合适的载体至关重要。卢宪辉、赵旭等人分别试验了谷糠、炉渣等代替草炭作为功能性微生物载体的可行性。本研究则以稻草秸秆粉、玉米粉和米糠作为吸附载体，对秸秆有机肥堆制发酵中使用的液体发酵菌剂进行吸附，制备成固化菌剂。通过检测不同温度和时间保藏条件下的固化菌剂活性，探讨价廉、易得、固化效果好的载体，希望对有机肥生产厂家在载体选择、产品有效期的确定等方面提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 复合微生物液体菌剂

用于秸秆有机肥堆制发酵的菌剂，由苏州荣基生态科技有限公司提供。

1.1.2 菌剂固化材料

稻草秸秆粉、玉米粉和米糠，由苏州荣基生态科技有限公司提供。

1.2 培养基

液体发酵培养基：蛋白胨l0g，牛肉膏10g，酵母粉5g，柠檬酸氢二铵2g，无水乙酸钠5g，磷酸氢二钾2g，MgSO4·7H20 0.58g，MnS04·4H20 0.25g，吐温-801mL，葡萄糖20g，蒸馏水1000mL，pH调至7.0。用于菌剂的活化和液体发酵培养。

固体培养基：蛋白胨l0g，牛肉膏10g，酵母粉5g，柠檬酸氢二铵2g，无水乙酸钠5g，磷酸氢二钾2g，MgSO4·7H20 0.58g，MnS04· 4H20 0.25g，吐温-801mL，葡萄糖20g，蒸馏水1000mL，pH调至7.0，琼脂15g~20g。用于平板菌落计数法检测菌的数目。

1.3 试验方法

菌剂载体吸附试验工艺流程：菌剂的活化→液体发酵培养→液态菌剂的固化处理→载体吸附处理效果的检测。

1.3.1 复合菌剂的活化和液体发酵培养

复合液体菌剂按1%接种量接种到液体发酵培养基中，30℃、180r/min振荡培养24h活化。活化后的混合菌种在同样条件下进行发酵培养。

1.3.2 液态菌剂的固化处理

为了保证固化材料能够被菌剂全部吸附但又不含多余的游离水，实验前对载体材料和液体菌剂的配比做了预试验，确定的最佳配比为50g稻草粉、35g米糠、30g玉米粉分别加入25mL菌量。

（1）菌剂的载体吸附固化：根据预试验结果，分别取25mL的液态发酵菌液接入到相应质量的三种灭菌固化材料中，混匀后封上六层纱布扎紧。

（2）干燥处理：接种后的固化材料置于恒温烘箱中，开启鼓风机，35℃下进行恒温干燥处理。当材料外表泛白，整个固化材料疏松、不结块、不占壁即干燥结束，装入无菌容器保存备用。

1.3.3 固化菌剂含水量的测定

取少量经干燥处理的固化菌剂于105℃烘干至恒重，测定其含水量。

1.3.4 载体吸附处理效果的检测

将干燥后的固化菌剂分别在低温（4℃）和常温（25℃）保藏。使用固体培养基采用平板菌落计数法进行活菌数量检测，分别测定固化菌剂的起始活菌量和不同保藏时间（1周、2周、4周、8周）下的活菌量，以检测不同温度、不同时间下的菌剂保藏效果。

2 结果与分析

2.1 三种固化菌剂含水量的测定

三种干燥后的成品固化菌剂分别在105℃下烘干，测定含水量，每个试样各做三个平行。结果表明，玉米粉固化菌剂三个平行的含水量分别为8.96%、8.99%和9.22%，平均9.06%；秸秆粉固化菌剂三个平行的含水量分别为9.31%、9.67%和9.16%，平均9.38%；米糠固化菌剂三个平行的含水量分别为9.97%、9.54%和9.49%，平均9.67%。从结果看，三种固化菌剂的含水量比较接近，都在9%~10%之间。固化菌剂较低的含水量在一定程度上有利于其中的细菌存活。

图1 4℃保藏条件下不同固化材料中的活菌数量变化由图1可以看出，从保藏开始至4周内，三种固化载体材料

2.2 低温（4℃）保藏条件下的固化菌剂活性中所含的活菌数量均超过了起始活菌数量，且都呈现增加的趋势。4℃保藏条件下保藏四周时三种固化菌剂的活菌数量分别为：玉米粉1.43×108CFU/g、稻草粉3.90×108CFU/g、米糠1.00× 108CFU/g，其中以稻草粉作为固化载体的活菌量最高。

与保藏四周时的活菌数量相比，保藏时间至8周时，三种固化菌剂的活菌数量变化均相对趋于稳定，此时的活菌数量数量分别为：玉米粉1.56×108CFU/g、稻草粉4.10×108CFU/g、米糠1.02×108CFU/g。与固化菌剂起始含菌量相比，4℃保藏条件下保藏八周时，玉米粉、稻草粉和米糠作为固化载体材料的活菌数量分别增加了68%、52%和79%。因此，4℃保藏条件下三种固化菌剂的保藏时间应该都在2个月以上。

2.3 常温（25℃）保藏条件下的固化菌剂活性

图2 25℃保藏条件下不同种固化材料中的活菌数量变化

由图2可以看出，25℃保藏条件下从保藏开始至4周内，三种固化载体材料中所含的活菌数量也均超过了起始活菌数量，且也都呈现增加的趋势。保藏四周时三种固化菌剂的活菌数量分别为：玉米粉1.65×108CFU/g、稻草粉4.00×108CFU/g、米糠1.17× 108CFU/g，稻草粉作为固化载体的活菌量仍是最高。

与保藏四周时的活菌数量相比，保藏时间至8周时，25℃保藏条件下三种固化菌剂的活菌数量均呈现一定程度的下降，但活菌数量仍高于起始活菌数量，此时的活菌数量数量分别为：玉米粉1.30×108CFU/g、稻草粉3.50×108CFU/g、米糠0.80×108CFU/g。与固化菌剂起始含菌量相比，25℃保藏条件下保藏八周时，玉米粉、稻草粉和米糠作为固化载体材料的活菌数量分别增加了40%、30%和40%。因此，25℃保藏条件下三种固化菌剂的保藏时间应该都能够达到2个月。

综上所述，以玉米粉、稻草秸秆粉和米糠作为微生物固化载体材料制备的固化菌剂，干燥后的含水量在9%~10%之间。从保藏效果看，固化菌剂在25℃常温保藏和4℃低温保藏均具有较好的保藏效果，虽然4℃低温保藏效果更明显，但25℃常温保藏2个月仍能保持高于原先制备的固化菌剂的活性，且常温保藏具有成本低、保存方便等优点。三种固化载体材料中，稻草秸秆粉的菌剂吸附好保藏效果最好。

3 结语

固化菌剂在保藏前采用35℃干燥处理，不但保证了菌剂中的微生物活性在处理时不受影响，而且由于干燥后的含水量较低，降低了微生物的代谢活性，从而有效地延长了固化菌剂的保藏时间。制备固化菌剂时，由于添加的液体发酵液以及使用的固化材料均含有一定量的营养物质，因此固化菌剂在保藏初期（4周内）仍表现出低速增长的趋势。，稻草秸秆粉是三种固化载体材料中的效果最好的一种，可能的原因是秸秆粉具有疏松的良好物理特性使之成为微生物菌剂的理想载体。

利用稻草秸秆粉作为载体吸附有机肥液体发酵菌剂，具有廉价、方便的优点，微生物菌剂的活性也有一定的改善，这对提高复合菌剂的活性和保藏效果有着重要的现实意义，具有良好的应用价值。

[1]郑健斌.复合微生物菌剂的应用与发展前景[J].甘肃农业, 2001,3：26-27.

[2]赵旭,王改兰,陈春玉等.谷糠和堆肥作为微生物菌剂载体的研究[J].安徽农业科学,2015,43(14)：179-180+223.

苏州市科技局科技支撑计划项目（SNG201241）。

吴金男（1963—），男，高级实验师，主要研究微生物资源利用和废水生物处理技术。