以自然沼液為接種物,利用限制性培養(yǎng)技術(shù),構(gòu)建得到1組35℃下遺傳穩(wěn)定、產(chǎn)甲烷量高的沼氣發(fā)酵復(fù)合菌系。利用16S rDNA克隆文庫技術(shù)研究了該復(fù)合菌系的菌種組成多樣性,并通過單因素試驗和正交試驗獲得了該復(fù)合菌系的最佳培養(yǎng)條件。以該沼氣發(fā)酵復(fù)合菌系為接種物,研究了在20L發(fā)酵體系中不同的接種量、物料濃度對沼氣發(fā)酵的影響。同時,還對牛糞中不同N、P、K濃度對厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣的影響進(jìn)行了研究。 1、繼代培養(yǎng)結(jié)果表明,該復(fù)合菌系經(jīng)過26代的培養(yǎng)能夠穩(wěn)定產(chǎn)氣,各代間的產(chǎn)氣情況和產(chǎn)氣量差別不大。以該復(fù)合菌系作為接種物,10%的接種量接種于TS為5%的100mL沼氣培養(yǎng)裝置中,最高日產(chǎn)氣量為1.6m3·m-3·d-1,最高日產(chǎn)甲烷量可達(dá)1.5 m3·m-3·d-1。通過單因素試驗和正交試驗得出該復(fù)合菌系以牛糞為底物最佳的發(fā)酵條件為接種量5%,TS為10%,培養(yǎng)溫度35℃,pH自然。 2、利用16S rDNA克隆文庫技術(shù)對復(fù)合菌系菌種組成多樣性分析可知,該復(fù)合菌系中產(chǎn)甲烷古菌主要由甲烷袋狀菌屬(Methanoculleus sp.)、甲烷八疊球菌屬(Methanosarcina mazeii)、產(chǎn)甲烷古菌(methanogenic archaeon)、廣域古菌(Euryarchaeote)組成;細(xì)菌主要由消化球菌(Peptococcaceae bacterium)、擬桿菌屬(Bacteroides sp.)、真桿菌(eubacterium)、纖維桿菌(Fibrobacteres bacterium)、假單胞菌屬(Pseudomonas sp.)、梭菌屬(Clostridium sp.)、氨基桿菌(Aminobacterium colombiense)、月形單胞菌屬(Selenomonas sp.)及未培養(yǎng)細(xì)菌(Uncultured bacterium)組成,說明該復(fù)合菌系是由多種功能不同的微生物類群組成且具有很高的多樣性。 3、沼氣發(fā)酵復(fù)合菌系在20L發(fā)酵體系中的試驗結(jié)果表明,15%的接種量處理組總產(chǎn)氣量最高,且總產(chǎn)甲烷量分別比5%、10%的處理組高37.4%和34.5%。5%的接種處理組的總產(chǎn)氣量、總產(chǎn)甲烷量比對照提高3.1%和11.8%。綜合考慮甲烷產(chǎn)生的時間、最高含量和總產(chǎn)甲烷量,放大培養(yǎng)的適宜接種量范圍為15%。底物不同濃度試驗表明TS為10%的底物濃度產(chǎn)氣效果最好。 4、初始發(fā)酵料液中氮、磷、鉀含量對沼氣發(fā)酵產(chǎn)氣影響較大,在底物氮、磷、鉀濃度的基礎(chǔ)上提高1倍的處理總產(chǎn)氣量分別比基礎(chǔ)試驗組、二倍添加量試驗組、三倍添加量試驗組高2.4%、78.2%、78.7%,總產(chǎn)甲烷量分別比基礎(chǔ)試驗組、二倍添加量試驗組、三倍添加量試驗組高7.3%、96.4%、99.6%,提高2倍和3倍的處理接種后12h后產(chǎn)氣,但3d后產(chǎn)氣停止,氣體中甲烷含量極低。
【學(xué)位單位】：黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類】：S216.4
【部分圖文】：

圖 3-1 沼氣復(fù)合菌系總 DNA 電泳圖：Marker；1，2：沼氣復(fù)合菌系總 DNophoretic analysis of total DNA of microrker; 1, 2: DNA products of microbial com烷古細(xì)菌 16S rDNA PCR 擴增引物擴增沼氣復(fù)合菌系 16S rDNA小在 1500bp 左右，見圖 3-2。古菌理想。

的環(huán)境中分別分離得到了若干不同的產(chǎn)甲烷古菌[133-135]。張翔、陸清忠等利用馴化的菌群入沼氣池內(nèi)增加池內(nèi)微生物菌群的數(shù)量來提高產(chǎn)氣率[136]。越來越多的研究結(jié)果表明，在發(fā)酵過程中沼氣發(fā)酵微生物的重要作用，初始階段加入一定量的微生物作為接種物，對提產(chǎn)氣量有重要的作用[137-139]。但是，以往的關(guān)于沼氣發(fā)酵接種物的研究，都是直接把沼液化后作為接種物接種到發(fā)酵體系中，接種物的微生物組成不清楚，接種物不能穩(wěn)定遺傳的研究對象進(jìn)行機理性研究。如果能夠得到遺傳穩(wěn)定、高效產(chǎn)甲烷的復(fù)合菌系，既可以解究問題，又可以用于沼氣的生產(chǎn)實踐。本文就是按照上述思路，在實驗室條件下利用限制構(gòu)建了 1 組 35℃條件下遺傳穩(wěn)定的、產(chǎn)甲烷量高的沼氣發(fā)酵復(fù)合菌系，并對其培養(yǎng)條件料與方法驗裝置驗所用的沼氣發(fā)酵復(fù)合菌系裝置和集氣裝置由兩部分組成，如圖 2-1 所示。反應(yīng)器置于恒溫控制，選用 250 mL 培養(yǎng)瓶作為發(fā)酵裝置，瓶口用適當(dāng)大小的不透氣橡皮塞塞緊，在用點滴管導(dǎo)氣連接到一個量筒中，將集氣量筒倒扣于盛滿水的容器內(nèi)，采用排水集氣法收

圖 3-1 沼氣復(fù)合菌系總 DNA 電泳圖M：Marker；1，2：沼氣復(fù)合菌系總 DNAectrophoretic analysis of total DNA of microbialMarker; 1, 2: DNA products of microbial comm甲烷古細(xì)菌 16S rDNA PCR 擴增結(jié)用引物擴增沼氣復(fù)合菌系 16S rDNA，大小在 1500bp 左右，見圖 3-2。古菌 1為理想。
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本文編號：2852521