Co2+對牛糞厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣性能和微生物群落結(jié)構(gòu)的影響.pdf

1、農(nóng)村戶用沼氣池普遍存在啟動期時間長、發(fā)酵原料不能充分利用、轉(zhuǎn)化效率低和產(chǎn)氣量低等問題。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，研究了添加不同濃度的Co2+對牛糞厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣性能的影響，同時，采用基于PCR的16S rRNA的RFLP對發(fā)酵過程中古菌和細菌群落多樣性及其變化進行了分析。
　　 通過自行研究設(shè)計的發(fā)酵裝置，利用牛糞在常溫條件下進行厭氧發(fā)酵，以常溫厭氧發(fā)酵池的底物為接種物，設(shè)置0、0.05、0.10、0.20、0.30和0.40 mg

2、·L-1·d-1共6個Co2+濃度，其中0 mg·L-1·d-1為對照，進行批量厭氧消化試驗。Co2+對牛糞厭氧發(fā)酵有促進作用，可以提高厭氧發(fā)酵的產(chǎn)氣量和甲烷含量，但添加濃度不是越高越好:與對照組相比，0.05、0.10、0.20、0.30和0.40 mg·L-1·d-1的總產(chǎn)氣量分別比對照高4.21％、10.49％、8.85％、8.97％、5.92％。
　　 通過對發(fā)酵系統(tǒng)中古菌和細菌系統(tǒng)發(fā)育和多樣性分析發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵過程中古菌和

3、細菌群落和多樣性存在著動態(tài)變化。發(fā)酵起始期古菌的優(yōu)勢類群為甲烷粒菌屬（Methanocorpusculum）和甲烷八疊球菌屬（Methanosarcina），盛產(chǎn)期主要菌群為甲烷八疊球菌屬（Methanosarcina）和甲烷粒菌屬（Methanocorpusculum）和甲烷螺菌屬(Methanospirillum)，發(fā)酵末期古菌的主要類群是甲烷粒菌屬（Methanocorpusculum）;同時在整個發(fā)酵過程中存在著相當數(shù)量的未知類

4、群的泉古菌（Crenarchaeota）;整個發(fā)酵過程中古菌的多樣性先增加后降低。發(fā)酵系統(tǒng)中細菌的種類很豐富，表現(xiàn)出比古菌更復雜的多樣性，在發(fā)酵起始階段，細菌的主要類群為梭菌（Clostridium），發(fā)酵盛產(chǎn)期為變形菌（Protcobacteria）、擬桿菌（Baeteroidetes）和梭菌（Clostridium），發(fā)酵末期為擬桿菌（Baeteroidetes）、變形菌（Protcobacteria）和梭菌（Clostridium

5、）;發(fā)酵起始期和發(fā)酵盛產(chǎn)期細菌的多樣性較高，發(fā)酵末期多樣性降低。不同濃度的Co2+對古菌群落的組成沒有顯著的影響，0.10 mg·L-1·d-1的Co2+導致發(fā)酵系統(tǒng)中梭菌（Clostridium）和變形菌（Protcobacteria）所占比例較高。
　　 實驗結(jié)果還表明，不同性能Co2+對古菌群落結(jié)構(gòu)沒有明顯影響，推測Co2+可能是通過影響關(guān)鍵酶的活性，或者是相關(guān)細菌的組成，來影響沼氣發(fā)酵的產(chǎn)氣性能，這還需進行進一步的深入研