本文關(guān)鍵詞：水稻土微生物燃料電池陽極微生物群落結(jié)構(gòu)及對底物的差異響應(yīng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：植物-微生物燃料電池(PMFC)是一種通過植物和微生物聯(lián)合利用太陽能產(chǎn)電的新型燃料電池技術(shù)。近年來隨著多個實(shí)驗(yàn)室的努力,PMFC技術(shù)有著快速的發(fā)展。通過植物-微生物燃料電池可以綠色、高效、可持續(xù)地將可再生的太陽能資源轉(zhuǎn)化為電能,相對于傳統(tǒng)能源和常見的新能源有著獨(dú)特的優(yōu)勢。水稻土中的胞外電子傳遞過程已經(jīng)被一系列微生物燃料電池研究所證明。但其中的微生物群落仍缺乏充分研究。在本試驗(yàn)中建立了一系列PMFC來測定陽極相關(guān)水稻土中的細(xì)菌和古菌群落結(jié)構(gòu)。 初步試驗(yàn)表明,閉合電路的微生物燃料電池電流隨著植物的生長而快速增長。作為對照,未種植植物的微生物燃料電池只產(chǎn)生了微小的電流。在閉合電路中甲烷產(chǎn)生量相對于不產(chǎn)電的斷開電路處理也有相應(yīng)的減少。使用包括454焦磷酸測序在內(nèi)的多種分子學(xué)方法進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)上游的發(fā)酵細(xì)菌微生物群體并未顯著地影響微生物燃料電池處理。然而,產(chǎn)電相關(guān)的Geobacteraceae豐度在種植水稻的微生物燃料電池中有明顯增加。另外,互營菌(包括Syntrophaceae, Syntrohorhabdaceae, Syntrophobacteraceae和Syntrophomonadaceae)的豐度也有所增加。在種植水稻的開路處理中,相對于未種植水稻的對照處理, Geobacteraceae和這些互營菌的豐度也有一定量的增加。在產(chǎn)甲烷古菌當(dāng)中,Methanosaetaceae在閉合電路中有著顯著的增加。因此,除了胞外電子傳遞活躍的Gaobacteraceae之外,互營菌和產(chǎn)甲烷菌中的Methanosaetaceae在種植植物的MFCs中也得到了促進(jìn)。 添加秸稈試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)秸稈的添加明顯促進(jìn)了植物-微生物燃料電池的產(chǎn)電效率,累積電流的結(jié)果增加了約30%。但不種植水稻的處理中,添加秸稈并未促進(jìn)電流的增加。因此,秸稈加入對于水稻土微生物的作用是多重的,植物的存在也是水稻土微生物燃料電池高效率的必要條件。產(chǎn)電有明顯的晝夜變化趨勢,種植水稻的處理夜間產(chǎn)電量下降明顯,不種水稻的處理夜間產(chǎn)電量下降較少。 本試驗(yàn)對水稻土微生物燃料電池這一新興技術(shù)進(jìn)行了初步研究。證明了水稻土中植物的生長能夠顯著促進(jìn)電流的產(chǎn)生,并一定程度上減少了甲烷排放,本文對陽極區(qū)域水稻土微生物群落結(jié)構(gòu)以及晝夜變化和底物的影響進(jìn)行了分析,為今后這一領(lǐng)域的進(jìn)一步科研打下了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：微生物燃料電池 產(chǎn)電 微生物群落結(jié)構(gòu) 胞外電子傳遞
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X172;TM911.45
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 縮寫詞表8-9
• 第一章 引言9-19
• 1.1 微生物燃料電池簡介9-11
• 1.2 植物-微生物燃料電池的基本原理11-12
• 1.3 植物-微生物燃料電池研究進(jìn)展12-17
• 1.4 研究目標(biāo)和內(nèi)容17-19
• 第二章 材料和方法19-28
• 2.1 材料19-21
• 2.2 方法21-28
• 第三章 水稻土微生物燃料電池產(chǎn)電效率及陽極微生物群落結(jié)構(gòu)28-46
• 3.1 簡述28
• 3.2 研究方案28-30
• 3.3 結(jié)果與討論30-45
• 3.4 小結(jié)45-46
• 第四章 溫度及晝夜變化對產(chǎn)電效率及微生物群落結(jié)構(gòu)和活性的影響46-59
• 4.1 簡述46
• 4.2 研究方案46-47
• 4.3 結(jié)果與討論47-58
• 4.4 小結(jié)58-59
• 第五章 結(jié)論與展望59-61
• 5.1 結(jié)論59
• 5.2 主要創(chuàng)新點(diǎn)59-60
• 5.3 展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-71
• 致謝71-73
• 作者簡歷73

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 張廣柱;劉均洪;;微生物燃料電池研究和應(yīng)用方面的最新進(jìn)展[J];化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù);2008年04期

2 許紅星;;我國能源利用現(xiàn)狀與對策[J];中外能源;2010年01期

3 張啟明;鐵文霞;尹斌;賀發(fā)云;朱兆良;;藻類在稻田生態(tài)系統(tǒng)中的作用及其對氨揮發(fā)損失的影響[J];土壤;2006年06期

  本文關(guān)鍵詞：水稻土微生物燃料電池陽極微生物群落結(jié)構(gòu)及對底物的差異響應(yīng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：322090