用于生物肥料的B. amyloliquefaciens CN12孢子产量提升的低成本植物基培养基

为什么更好的植物营养很重要

随着农民寻找在不损害土壤的前提下提高产量的方法，人们对生物肥料的兴趣日益增加——这些是能帮助植物生长的活微生物。本研究考察了一种坚韧的土壤细菌，该菌可促进蔬菜生长，并展示了如何用常见植物材料而非昂贵的实验室化学品来廉价培养它。这项工作指向了能为小农户与大农场提供负担得起且更可持续的肥料的可能性。

来自宁静森林的有益微生物

研究人员从越南东南部的Tan Phu保护林开始，该地相对未受破坏，野生动植物丰富，且微生物多样性显著。他们从森林土壤和邻近的温泉采集样本，分离出53株能形成芽孢的细菌——芽孢是帮助微生物抵抗干旱、热和其他恶劣环境的坚韧休眠结构。随后对这些产孢菌株进行了检测，评估其产生一种名为IAA的植物激素（可促进根系生长）以及若干与植物更健康、提高土壤养分可及性相关的性状。

发现一株突出的细菌

在众多被检菌株中，一株标记为CN12的菌株明显脱颖而出。它产生的IAA比其他株更多，并在若干有益功能上表现强劲：分解植物残质、释放土壤中被固定的磷和钾，以及产生促进植物获取铁的铁载体（siderophores）。基因分析将CN12鉴定为Bacillus amyloliquefaciens的一种，该物种已知对植物安全且具实际应用价值。由于它将多种有益植物特性与稳健的产孢能力结合起来，CN12被选为用作生物肥料的最有前景的候选株。

把厨房作物变成微生物工厂

为了将CN12制成实用产品，团队需要一种不用昂贵培养基即可大量生产孢子的方法。他们测试了用常见植物原料制成的液体培养基——如绿豆芽、土豆、大米、玉米和大豆，制备方式类似简单汤料。绿豆芽提取物支持的孢子产量最佳，因此成为基础配方。科学家随后通过添加低成本添加剂来优化该培养基，例如甘蔗糖蜜作为额外糖源、尿素作为氮源，以及硫酸镁作为矿物补充。借助统计学工具精细调整配方，他们得出了每毫升可产生数亿孢子的培养基配方，且所用材料廉价且易得。

将生物肥料付诸试验

高密度且低成本的菌液只有在对植物有效时才有价值，因此团队对喜马拉巴菠菜（一种生长迅速、营养丰富的绿叶蔬菜）进行了盆栽试验。用无菌土培育的幼苗要么接种CN12孢子悬液，要么不处理对照。三周后，处理组的植株明显更大：株高是对照的数倍，地上部分更重，根系也更粗壮。研究人员还将液态孢子制剂分别在冰箱和温暖室温下储存了一整年。即便在12个月后，大多数孢子仍然存活，尤其在较低温度储存时，这表明该产品可在制造、储存和运输过程中保持较长的有效期。

这对未来肥料意味着什么

简而言之，这项研究表明，一株来自森林的强健细菌可以用接近厨房储备的原料被转化为实用的植物促进剂。所选菌株Bacillus amyloliquefaciens CN12生长良好、能形成耐久芽孢，并显著促进蔬菜生长，同时可在节约成本的植物基培养基上培养。经过进一步的田间试验与产品开发，这类生物肥料有望帮助农民减少化学投入、维护土壤健康并仍然获得良好产量。

引用: Nguyen, T.N., Ly, T.C., Tran, N. et al. Cost-effective plant-based medium for enhanced spore production of B. amyloliquefaciens CN12 for biofertilizer application. Sci Rep 16, 12276 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42679-6

关键词: 生物肥料, 促植物生长细菌, 氨基酸芽孢杆菌 (Bacillus amyloliquefaciens), 可持续农业, 土壤健康