农业废弃物和农副产品加工副产物的高附加值资源化综合利用一直是国内外研究的热点之一。与液体发酵相比,固体发酵(SSF)具有固体发酵法具有产量高、易于操作、投资少、耗能低、用水少、产物回收率高等优点管理、后处理设备少、工艺简单等特点,适用于利用农业废弃物或副产品生产高值生物产品。本文以豆粕、小麦秸秆和糖渣为主要原料、以产脂肽细菌解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)XZ-173为接种剂进行了一系列多肽固体发酵试验;并利用多肽粗提物、微量元素、尿素和纳米二氧化钛等制成新型肥料,研究了所制肥料对种子萌发和番茄生长的影响。取得的主要研究结果如下:1.利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析固体发酵粗提物样品的结果表明,该粗提物具有多肽的特征官能团。3294 cm-1处的峰为蛋白质中N-H伸缩振动产生的特征吸收峰,在2925.78 cm-1附近处是多肽(-CONH-)的特征吸收峰,说明该物质为多肽。1654.88 cm-1为氨基化合物Ⅰ(C=O)的基团伸缩振动,即a-螺旋结构的强特征吸收;1543.54 cm-1附近为氨基化合物Ⅱ(CNH)酰胺带N-H弯曲振动的特征吸收;1243.82 cm-1附近的峰是氨基化合物Ⅲ带β-折叠的特征吸收。2.X-射线衍射仪(XRD)和比表面积分析结果表明,利用溶胶-凝胶法制备得到二氧化钦为纳米锐钛矿,其平均晶粒尺寸为22 nm,比表面积值为60.72 m2/g。3.通过基质筛选和单因素试验研究固体发酵基质组成、装料量、发酵温度、初始pH、发酵时间、含水率和接种量对多肽产量的影响,通过响应面优化法对氮源和碳源及二者的比例进行优化。研究结果表明,(1)固体发酵产多肽最佳基质组成为:豆粕63.03%,小麦秸秆粉33.00%,糖渣1.93%,酵母提取物2.04%,外加无机盐溶液10.18%(v/w);(2)最佳发酵条件为:含水率50%(用pH7.5的去离子水配制),接种量10%,发酵温度30 ℃,恒温发酵48 h;(3)在最优条件下多肽实际产量为110.06 mg/gds,与预测值 109.85 mg/gds 吻合(R2 = 0.9742)。4.室内浸种试验结果表明,与其他单一因素浸种处理相比,多肽-纳米二氧化钛-微量元素复合肥料的处理对番茄种子的萌发效果最好。经过复合制剂浸种后,番茄种子的发芽势、发芽指数、活力指数等生物指标均有显著提升。5.将多肽粗提物和纳米二氧化钦及尿素或微量元素溶液进行复合制备,分别得到多肽-纳米二氧化钦-尿素和多肽-纳米二氧化钛-微量元素复合肥料。温室盆栽试验结果表明,与其它处理相比,喷施或灌施多肤-纳米二氧化钦-尿素复合肥料处理对番茄植株的生长效果最好,均能够显著提高番茄植株的茎粗、叶绿素含量、生物量和株高。综上所述,本研究获得了利用豆粕、小麦秸秆粉和糖渣等农业废弃物和副产品固体发酵粗多肽的工艺参数;利用多肽、纳米二氧化钦和养分元素制备的肥料对番茄具有显著的促生长作用。