微量元素对蔬菜废弃物连续厌氧消化系统微生物群落结构的影响

论文摘要

以蔬菜废弃物为原料的厌氧消化过程产甲烷能力下降时,通过添加微量元素可使其恢复稳定状态,因此研究微量元素对厌氧消化系统微生物结构的影响对优化系统性能具有重要意义.采用70 L厌氧发酵罐,有效体积59.5 L,在中温35℃条件下进行蔬菜废弃物厌氧消化的连续冲击负荷试验,根据CH4含量变化规律,及时添加微量元素（Fe、Co、Ni）促进厌氧消化过程.样品采用16SrRNA基因扩增和MiSeq测序技术分析微生物群落的结构.结果表明,微量元素对细菌群落的影响主要作用于拟杆菌门、厚壁菌门及螺旋菌门.在属水平上,第一次微量元素的添加诱导了拟杆菌门中的VadinBC27 wastewater-sludge的增加,相对丰度从54.1%升至68%,降低了厚壁菌门中Erysipelotrichaceae UGG-004以及螺旋菌门中Sphaerochaeta.第二次微量元素的添加,主要降低了螺旋菌门中的Sphaerochaeta,相对丰度从11.4%到4.4%,以及诱导拟杆菌门中Bacteroides的产生,提高了原料利用率,降低了酸化的抑制作用.微量元素对蔬菜废弃物厌氧消化过程中产甲烷菌群落的影响主要在甲基营养型Candidatus Methanoplasma、甲烷鬃菌属为主导的乙酸营养型.当挥发性脂肪酸含量较高时,Candidatus Methanoplasma占主导地位,微量元素添加后则会诱导甲烷鬃菌为主导的乙酸营养型甲烷菌的产生,相对丰度从2.3%增至80%促进挥发性脂肪酸的消耗转化.本研究表明,微量元素的添加对于微生物群落结构的改变显著,促进厌氧消化过程水解酸化与甲烷化的平衡,从而稳定运行.

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 孙娟,李东,郑涛,刘晓风,陈琳,何明阳

关键词: 蔬菜废弃物,厌氧消化,微量元素,微生物群落结构

来源: 应用与环境生物学报 2019年01期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑,农业科技

专业: 环境科学与资源利用,新能源,农业工程

单位: 常州大学城乡矿山研究院,中国科学院成都生物研究所

基金: 国家自然科学基金面上项目(21476222),中国科学院战略生物资源服务网络计划生物资源衍生库项目(ZSYS-009),中国科学院青年创新促进会资助项目(2017423)资助~~

分类号: S216.4;X705

DOI: 10.19675/j.cnki.1006-687x.2018.03035

页码: 156-163

总页数: 8

文件大小: 1822K

下载量: 215

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