温度、pH与通气量对草地早熟禾根际固氮菌生长曲线的影响（三）
4.2 初始pH值对菌株生长的影响
在微生物培养过程中不适合的初始pH值会在发酵生产的初期就表现出对微生物自身的不利影响，主要是由于氢离子的浓度与营养物质进入微生物细胞体内以及不适合的pH值打破了培养基中离子的化学平衡，降低了培养基中营养成分的浓度。因此，研究寻找有益特定微生物的发酵最适初始pH值，并有效应用在工业培养和发酵生产中，成为相关工业生产中的一项重要措施。李凤霞等分离自燕麦根际的9株PGPR菌株在pH值为7.0时都有很高的固氮酶活性，大部分都超过80 nmol·mL-1·h-1。与其研究结果类似，本研究固氮菌株的最适生长初始pH值为7.0~7.5，表明筛选到的8个功能菌株在中性或稍偏碱性的条件下培养即可达到其生长峰值。所以，对在工业发酵中设置中性或稍偏碱性的pH更加有益于固氮菌的生长。
4.3 通气条件对菌株生长的影响
几乎所有的植物在其生长过程中都离不开氧气，但对微生物来说，对氧气的需要和耐受能力因类群的不同差别很大，一般根据微生物需氧的不同分为专性好氧微生物、兼性厌氧微生物、微好氧微生物以及专性厌氧微生物。通气量可以有效提高菌体培养的生物量，发酵过程需高通氧，即固氮菌B8-G菌株可能为专性好氧微生物；草地早熟禾根际胶质芽孢杆菌的菌株最佳通气量具有一定的差异。在本研究中，各菌株最适通气量的测定结果与前人的研究相似，所筛选的菌株最佳通气量并不相同，其中有50%属于专性好氧菌(N4、 N5、 N10、 N16、 N17、 N20)，N2在通气量为150~200 mL时生长最好，为兼性厌氧菌，菌株N14通气量为100 mL时生长最好，为微好氧菌。故而，在培养过程中要对菌株的需氧量进行测定，以保证菌株的正常生长发育。
4.4 典型生长曲线
本研究把供试菌株接种到液体培养基后，在适宜的温度、pH值、通气条件下，以这些菌株细胞数目的对数值作纵坐标，以培养时间作横坐标，得到了不同菌株的典型生长曲线。根据生成的典型生长曲线可以看出，本研究筛选到的各菌株在生长时都具有比较明显的延迟期、对数期、稳定期及衰亡期。在国内外对菌株生长曲线的测定研究已经有过一定的报道，如对放线菌、酵母菌的生长曲线均进行了研究。在本研究中，不同菌株的典型生长曲线并不相同，绝大部分的菌株在培养2 h后就进入了对数生长期，但它们的对数生长持续时间又有所不同，例如菌株N2、N4在2~16 h后就到达对数生长期，而菌株N14、N16经过延迟期后，于2~12 h时进入对数期；此外，不同的菌株除了对数期持续时间有所不同外，达到稳定期以及最后进入衰亡期的时间及持续时间也不同。这些数据将对菌株的未来生产提供一定的参考依据。
五、结论
本研究从草地早熟禾根际成功筛选出8株（N₂、N₄、N₅、N₁₀、N₁₄、N₁₆、N₁₇、N₂₀）具有高效固氮与溶磷能力的根际促生菌。通过系统研究，明确了其最适培养条件：菌株对温度适应范围广（20-40℃），最适生长温度为25℃；偏好中性至微碱性环境，最适初始pH值为7.0-7.5；在需氧类型上存在分化，其中N₄、N₅、N₁₀、N₁₆、N₁₇、N₂₀为专性好氧菌（最佳通气量220 mL），N₂为兼性厌氧菌（最佳通气量200 mL），N₁₄为微好氧菌（最佳通气量100 mL）。这些条件为其高效扩繁奠定了理论基础。
本研究采用丹麦Biosense微生物生长动态监测系统，高效、精准地绘制了各菌株的典型生长曲线。结果表明，所有菌株均呈现典型的微生物生长四阶段，但动力学参数各异。大部分菌株延迟期较短，在接种后2小时内即进入对数生长期，但其对数期、稳定期及衰亡期的起始时间与持续时间则因菌株而异。这种基于实时、在线监测获得的高精度生长动力学数据，相比传统稀释涂板法，能更真实、连续地反映菌体生长动态，为后续发酵工艺的优化（如补料时间、收获时机）提供了更为可靠的关键参数。
综上所述，本研究明确了草地早熟禾根际高效固氮菌株的最适培养条件及其生长动力学特征。结合丹麦Biosense系统所实现的精准生长监测，该研究不仅为深入理解此类植物根际促生菌的生理特性提供了依据，更为其大规模培养、制备高效生物菌肥，以应用于可持续草坪管理和生态农业，提供了坚实的实验数据与工艺基础。
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