微生物群落对厌氧干发酵挥发性脂肪酸抑制的响应

王思淇, 张克强, 孔德望, 高文萱, 韦红, 梁军锋, 李佳佳, 杜连柱

农业环境科学学报. 2022, 41(01): 171-182

农业环境科学学报 ›› 2022, Vol. 41 ›› Issue (01) : 171-182.

微生物群落对厌氧干发酵挥发性脂肪酸抑制的响应

  • 王思淇, 张克强, 孔德望, 高文萱, 韦红, 梁军锋, 李佳佳, 杜连柱
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摘要

为研究挥发性脂肪酸(Volatile fatty acid,VFA)抑制对厌氧干发酵体系微生物的影响,在接种率25%[以挥发性固体(VS)计]条件下以猪粪(P组)、猪粪秸秆混合物(VS比1∶1,M组)为原料开展厌氧干发酵实验,结合体系中产气性能、理化指标,分析微生物群落对VFA抑制的响应。结果表明,两组发酵体系均出现VFA抑制,且M组抑制效应更明显,体现在日甲烷产量(以VS计)一直低于0.99 mL·g~(-1)。高通量测序结果显示,VFA抑制下,2种发酵体系中细菌门以Firmicutes为主,主要优势菌属为Clostridium sensu stricto;优势古菌门为Euryarchaeota,氢营养型产甲烷菌Methanosphaerula和乙酸营养型产甲烷菌Methanothrix为主要优势菌属。混合发酵体系中以氢营养型产甲烷途径为主。2组发酵体系中产生的主要酸抑制种类不同,P组中酸抑制主体为丙酸,而M组中为乙酸。本实验中,猪粪秸秆混合原料比猪粪单独发酵的酸抑制作用更强,并且细菌和古菌协同作用受到阻碍,严重影响了体系的产气性能,酸抑制的发生对菌群结构的演替有很大影响。

关键词

厌氧干发酵 / 挥发性脂肪酸抑制 / 猪粪 / 秸秆 / 微生物群落

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王思淇, 张克强, 孔德望, 高文萱, 韦红, 梁军锋, 李佳佳, 杜连柱. 微生物群落对厌氧干发酵挥发性脂肪酸抑制的响应. 农业环境科学学报. 2022, 41(01): 171-182

基金

国家重点研发计划项目(2017YFD0800800); 中国农业科学院协同创新任务(CAAS-XTCX2016015); 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(2021-jbkyywf-dlz)

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