低温沼气功能菌群的产甲烷菌分析

运用16s rDNA PCR和实时荧光qPCR技术,对选育的低温沼气功能菌群中的产甲烷菌种群结构和数量进行了研究,并与常温沼气功能菌群进行了比较分析。在总共33个产甲烷菌分类单元中低温沼气功能菌群占有20个,低温沼气功能菌群的产甲烷菌多样性远高于常温沼气功能菌群。低温沼气功能菌群以对温度要求较低的中低温产甲烷菌为主,而常温沼气功能菌群则以中高温产甲烷菌占优。虽然两类菌群的产甲烷菌在多样性和种群结构方面存在着较大差异,但在产甲烷菌数量方面并没有明显的不同,这表明选育的低温沼气功能菌群和常温沼气功能菌群一样,已经形成了稳定的产甲烷菌种群。

低温沼气功能菌群的选育与试验

通过低温定向培养,从高纬、高寒野外厌氧环境样品和冬季沼气池底泥样品中分别选育出野生低温功能菌群和沼气池低温菌群。在13℃和10℃低温条件下,野生低温菌群产气率达到0.14 m3/d.m3和0.10 m3/d.m3,但所产沼气的甲烷含量较低,只有51.0%和48.0%。同样温度下,沼气池低温菌群的产气率只有0.06 m3/d.m3和0.04 m3/d.m3,但所产沼气的甲烷含量较高,达到62%和56%。两类菌群混合发酵可显著改善产气性能,相同温度下,产气率可达到0.15 m3/d.m3和0.11 m3/d.m3,高于两类菌群单独发酵,是常温菌群的3倍以上;混合低温菌群所产沼气的甲烷含量为57.0%和52.0%,介于野生低温菌群和沼气池低温菌群之间,比常温菌群提高19.0%和16.0%。研究结果表明,混合低温菌群具有较好的低温产气性能和广阔的应用前景。