在自生需氧固氮菌研究方面多有建树

    关于土壤腐殖质的形成机理，曾有过化学和生物两派的长期争论。1949年，王祖农撰写出题为《自生需氧固氮菌(Azotobacter)与土壤腐殖质的形成》的博士论文，1950年先后刊登在法国科学院院报(C.R.Acad.Sci.)和法国农业学报(Ann.Agron.)上。他首次使用电子显微镜等先进技术，从物理、化学和生物学等几个方面，用实验有力地证明了自生需氧固氧菌及其代谢产物在土壤腐殖质形成中所起的重要作用，为土壤腐殖质的生物学形成理论提供了重要依据。20世纪50年代以后，该成果在论述该菌生理学的论文中常被引用。1948～1950年，在巴斯德研究所学报(Ann.Inst.Pasteur)上，他先后发表了多篇自生需氧固氮菌等菌细胞学方面的研究论文，采用当时新的细胞核染色方法，观察到了细菌生长过程中细胞核有规律的变化过程，丰富了固氮菌等菌细胞学的内容。随后，他发明了一种利用固氮菌测定土壤中有效元素的新方法。论文发表在1951年荷兰的《植物与土壤》(Plant and Soil)杂志上。这种方法简便易行，在当时精密仪器缺乏的条件下，曾起过一定的作用。

    回国以后，他在简陋条件下继续从事这方面的研究。在对自生需氧固氮菌的耐酸性研究中，首次证明了我国酸性土壤中也有自生需氧固氮菌的存在，为我国酸性土壤改良提供了一种很有价值的方法。同时，他还证明该菌色素的产生与碳源有密切关系，对著名原苏联学者克拉西里尼柯夫用以作为定种标准之一的论点提出了疑问，得到了不少有关学者的支持，从而对固氮菌分类方法做了更正。

    纤维素微生物学研究成果丰硕

    在开展自养细菌研究的同时，王祖农敏感地注意到了另一个理论意义和应用前景都很重大的研究课题——纤维素微生物降解研究，并立即着手开展工作。纤维素类物质是地球上最丰富的可再生性资源，但一直未得到充分有效利用，甚至有时还造成污染。通过微生物的降解作用，可将其转化为饲料、燃料和化工原料，缓解人类面临的食物不足、环境污染和开辟新能源等急迫问题。20世纪50年代中期，他率先提出了一种纤维素细菌的分离方法。这种方法至今仍为国内外研究者沿用，是这方面的先驱性研究。1963年，他又提出了系统进行纤维素酶研究的计划。但不久“文化大革命”就爆发了，准备在事业上大干一场的王祖农被作为“反动学术权威”受到批判，送往酒精厂劳动。尽管身心受到摧残，但他坚信冬天终会过去，科学的春天还会来临。所以仍冒着风险，不断收集文献资料，进行准备工作。1969 年11月被工宣队作为特例，派去无锡参加全国纤维素酶协作会议，介绍纤维素细菌方面的研究情况。党的十一届三中全会以后，王祖农被恢复领导职务。他立即着手组织了专门的纤维素微生物学研究室，集中大量人力物力开展这方面研究工作，并在此后的十多年里，一直进行坚韧不拔的艰苦努力。其间，曾有不少国内从事同类研究的单位，纷纷因课题的难度较大而转向其他研究。但王祖农一贯主张“研究方向不要轻易改变，观点不要轻易更动”，使这项研究在山东大学一直坚持下来，并逐步取得了一系列重要成果。