牛糞秸稈混合產(chǎn)沼氣的菌種鑒定及發(fā)酵條件的研究.pdf

1、我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展歷史悠久，農(nóng)產(chǎn)品種類多，產(chǎn)量高，為社會提供大量食物補給的同時也帶來很多農(nóng)業(yè)廢棄物，給國家?guī)砗芏嘭酱鉀Q的社會問題、環(huán)境問題。利用農(nóng)業(yè)廢棄物進行沼氣生產(chǎn)，不但可以使農(nóng)業(yè)廢棄物變廢為寶，創(chuàng)造可再生能源，將這一生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化成化石能源，提供一定的經(jīng)濟效益，而且可以使農(nóng)業(yè)廢棄物得到妥善的處理，解決農(nóng)業(yè)廢棄物處理不當(dāng)帶來的環(huán)境問題。
　　本研究以牛糞、秸稈作為研究對象，進行厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷氣體，對沼液中的產(chǎn)甲烷相關(guān)菌種進行篩分

2、。以沼液作為篩分產(chǎn)甲烷相關(guān)菌種的來源，根據(jù)產(chǎn)甲烷菌特有的輔酶FM420在波長為420 nm的光下，可見藍綠色熒光，進行產(chǎn)甲烷相關(guān)菌種的篩分。利用Hungate厭氧技術(shù)，對發(fā)酵沼液中的產(chǎn)甲烷微生物進行分離培養(yǎng)和純化培養(yǎng)，最終獲得2株產(chǎn)甲烷菌Lin1和Lin3。通過形態(tài)特征觀察，生理生化特性研究及遺傳學(xué)特性研究對分離出的產(chǎn)甲烷菌Lin1和Lin3進行分類地位的確定。本研究的試驗結(jié)果是，分離到的產(chǎn)甲烷菌Lin1為球狀菌，在固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)12

3、~15 d可見邊緣整齊，透明的單菌落?？赡褪艿柠}度范圍為0～5％ NaCl（w/v）（最適NaCl濃度為0%）；生長溫度范圍為20～40℃（最適35℃）；生長pH范圍6.0～9.0（最適pH8.0）；基于16S rRNA基因序列的系統(tǒng)發(fā)育分析表明菌株Lin1與熒光甲烷球菌（Methanomassiliicoccus luminyensis）在進化關(guān)系上屬于同一分支內(nèi)。產(chǎn)甲烷菌Lin3是桿狀菌，在固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)12~15 d可見邊緣整齊

4、，透明的單菌落，可耐受的鹽度范圍為0%~5% NaCl（w/v）（最適NaCl濃度為0%）；生長溫度范圍為20～40℃（最適35℃），生長pH范圍6.0～9.0（最適pH7.5），基于16S rRNA基因序列的系統(tǒng)發(fā)育分析表明，Lin3與彎曲甲烷桿菌（Methanobacterium curvum）在進化關(guān)系上屬于同一分支內(nèi)。
　　以兩相厭氧反應(yīng)器作為本試驗的發(fā)酵裝置，牛糞、秸稈為混合發(fā)酵底物，在中溫37℃下，進行沼氣發(fā)酵。對發(fā)酵

5、的一系列理化條件進行優(yōu)化，包括原料預(yù)處理方式，發(fā)酵起始pH值，底物濃度，底物的原料混合比例，添加產(chǎn)甲烷菌菌液等發(fā)酵條件，通過比較厭氧發(fā)酵體系所產(chǎn)生的甲烷含量，確定最優(yōu)的發(fā)酵條件。本研究得出的結(jié)果是，在37℃的發(fā)酵溫度下，將起始pH值設(shè)為7.0，原料以微生物降解為預(yù)處理方式，底物濃度設(shè)為15%、底物中牛糞和秸稈的混合比例設(shè)為1.5:1，為本試驗的最優(yōu)發(fā)酵條件。
　　分別將分離得到的熒光甲烷球菌（M. luminyensis）菌液和彎