陳柳萌,勒系意,聶 紅,桂 倫,熊江花,俞 瑩,張 誠(chéng)*

(1.江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)應(yīng)用微生物研究所,江西 南昌 330200;2.江西師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,江西 南昌 330022;3.江西省農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)站,江西 南昌 330200)

4 ℃冷藏對(duì)厭氧發(fā)酵接種物活性的影響

陳柳萌1,勒系意2,聶 紅1,桂 倫1,熊江花3,俞 瑩3,張 誠(chéng)1*

(1.江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)應(yīng)用微生物研究所,江西 南昌 330200;2.江西師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,江西 南昌 330022;3.江西省農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)站,江西 南昌 330200)

設(shè)計(jì)3個(gè)冷藏組(7、14、21 d)和2個(gè)對(duì)照組(未處理、常溫21 d),通過(guò)厭氧發(fā)酵接種物的理化指標(biāo)(pH值、VFA、TIC、NH4+-N)測(cè)定、菌落結(jié)構(gòu)分析和厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷能力測(cè)試,研究了4 ℃冷藏處理對(duì)厭氧發(fā)酵接種物活性的影響。結(jié)果表明:接種物在4 ℃冷藏過(guò)程中,代表產(chǎn)甲烷菌的優(yōu)勢(shì)條帶隨冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)出現(xiàn)了亮度下降，并有少量條帶丟失的現(xiàn)象;其厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷能力出現(xiàn)下降,前15 d的日產(chǎn)甲烷速率明顯低于未處理組的;但冷藏處理能夠減緩氨氮濃度的增高,有助于接種物的厭氧發(fā)酵活性的恢復(fù)。

冷藏；接種物；厭氧發(fā)酵；活性

厭氧發(fā)酵技術(shù)作為環(huán)境生物技術(shù)的核心之一[1],是通過(guò)微生物的活動(dòng)來(lái)處理各類有機(jī)廢棄物(農(nóng)業(yè)秸稈、城市垃圾、畜禽糞便與市政污泥),以實(shí)現(xiàn)改善環(huán)境質(zhì)量的目的,與此同時(shí)還可生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、清潔的生物質(zhì)能源用以替代傳統(tǒng)化石能源,這對(duì)于能源與環(huán)境的和諧發(fā)展有著極為重要的促進(jìn)作用。

厭氧發(fā)酵接種物隨著厭氧發(fā)酵技術(shù)的廣泛應(yīng)用而越來(lái)越受重視。相關(guān)研究表明,在厭氧發(fā)生器中投入接種物對(duì)厭氧發(fā)酵有明顯的促進(jìn)作用[2-4]。大多沼氣工程也在實(shí)踐中通過(guò)接種厭氧發(fā)酵接種物來(lái)縮短反應(yīng)器的啟動(dòng)時(shí)間。但接種物中厭氧菌群因其體積小、易流失、對(duì)環(huán)境條件敏感等特點(diǎn),在保藏、運(yùn)輸環(huán)節(jié)中容易受損。因此,筆者從接種物的理化指標(biāo)、菌落結(jié)構(gòu)和厭氧產(chǎn)甲烷能力三個(gè)方面開(kāi)展實(shí)驗(yàn),考察了4 ℃冷藏條件(基于微生物保藏需求與現(xiàn)代物流配送體系考慮)對(duì)厭氧發(fā)酵接種物活性的影響,以期為接種物的保藏運(yùn)輸和工程應(yīng)用提供理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

厭氧污泥:收集自江西省新余市羅坊沼氣站1號(hào)發(fā)酵罐,采用氮?dú)飧粞醣４?。發(fā)酵原料:選用金針菇菌包,收集自江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)應(yīng)用微生物研究所金針菇示范基地；將其陰干粉碎,4 ℃冷藏備用。

1.2 儀器設(shè)備

全自動(dòng)產(chǎn)甲烷潛力分析測(cè)試系統(tǒng)(AMPTS II),由瑞典Bioprocess Control AB公司研發(fā)。該系統(tǒng)分為UNIT A(發(fā)酵單元)、UNIT B(酸性氣體吸附單元)、UNIT C(甲烷氣體計(jì)量單元)三個(gè)部分。A單元共有15個(gè)發(fā)酵瓶,每個(gè)發(fā)酵瓶配有可調(diào)轉(zhuǎn)速及攪拌頻率的機(jī)械攪拌系統(tǒng);B單元共有15個(gè)吸收瓶,配有3 mol/L NaOH溶液以吸附沼氣中的酸性氣體；C單元內(nèi)置模型和算法，結(jié)合溫度、壓力傳感器，弱化了水蒸氣和發(fā)酵瓶中高估氣體的量對(duì)實(shí)際產(chǎn)甲烷量的影響,最終記錄的甲烷氣體數(shù)值為轉(zhuǎn)換后的標(biāo)準(zhǔn)狀況(0 ℃、101.3 kPa)下的體積[5]。實(shí)驗(yàn)溫度為37 ℃。

接種物的菌落結(jié)構(gòu)分析與理化指標(biāo)測(cè)定所涉及的主要儀器有:電熱鼓風(fēng)干燥箱(上海安亭)、馬弗爐(沈陽(yáng)節(jié)能)、PCR儀(BIORED)、DGGE(BIORED)、坩堝、電子天平、pH計(jì)(上海雷馳)、UV765紫外可見(jiàn)光光度計(jì)(上海精科)、酸式滴定管。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 厭氧污泥與發(fā)酵原料理化指標(biāo)的測(cè)定 接種物的理化指標(biāo)包括固形物(TS)、揮發(fā)性固形物(VS)、C、N、小分子揮發(fā)酸(VFA)、氨氮(NH4+-N)含量，以及pH值和堿度(TIC)。

1.3.1.1 TS、VS含量 采用重量法進(jìn)行測(cè)定。將坩堝洗凈后于干燥箱(105 ℃)內(nèi)烘干,然后冷卻至室溫,稱重，記作m1(g);根據(jù)實(shí)驗(yàn)材料的特性,準(zhǔn)確稱量適量樣品，放置于坩堝內(nèi)，一起稱重,記作m2(g);隨后將其放入干燥箱(105 ℃)內(nèi)干燥至恒重,冷卻至室溫后稱重，記作m3(g);再將上一步裝有干燥后樣品的坩堝放入馬弗爐中，在550 ℃下灼燒2 h,冷卻至室溫后稱重，記作m4(g)。TS、VS含量的計(jì)算公式如下:

(1)

(2)

VS=TS-灰分含量

(3)

1.3.1.2 C、N含量 將接種物與發(fā)酵原料(金針菇廢棄物菌包)陰干，粉碎至粒徑小于1 mm,采用元素分析儀進(jìn)行C、N含量的測(cè)定。

1.3.1.3 pH值 取樣后在30 min內(nèi)采用pH計(jì)進(jìn)行檢測(cè)。

圖6統(tǒng)計(jì)了貝塞爾高斯渦旋光束的光束抖動(dòng)在不同各向異性的湍流大氣中隨傳輸距離的變化情況，其中各向異性參數(shù)設(shè)置分別為ξx=1，5，10和20.從圖6中可以發(fā)現(xiàn)隨著湍流各向異性參數(shù)的增大，貝塞爾高斯渦旋光束的抖動(dòng)效應(yīng)逐漸減弱，在遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)，該現(xiàn)象更加明顯.隨著湍流各向異性參數(shù)的減小，貝塞爾高斯渦旋光束的抖動(dòng)效應(yīng)增強(qiáng)，當(dāng)各向異性參數(shù)都為1時(shí)抖動(dòng)效應(yīng)最強(qiáng)，此時(shí)大氣湍流譜退化為各向同性湍流譜.這是因?yàn)楦飨蛲源髿饽M的是近地大氣湍流，各向異性大氣模擬的是高空大氣湍流，其高空大氣湍流對(duì)渦旋光束相位強(qiáng)度的擾動(dòng)要弱于近地大氣湍流的擾動(dòng)，因此導(dǎo)致了抖動(dòng)效應(yīng)隨各向異性參數(shù)的增大而減弱.

1.3.1.4 堿度(TIC)、小分子揮發(fā)酸(VFA)含量[6]TIC、VFA采用Nordmann聯(lián)合滴定法進(jìn)行測(cè)定,其原理基于弱酸弱堿緩沖體系理論。即先過(guò)濾去除樣品中的顆粒雜質(zhì),然后取體積為V的樣品置于25 mL的高型燒杯中,采用0.05 mol/L稀H2SO4滴定至pH為5.0,記錄稀H2SO4溶液的消耗量,記作V1;繼續(xù)滴定至pH為4.4,記錄稀H2SO4溶液的消耗量,記作V2。VFA與TIC質(zhì)量濃度的計(jì)算公式為:

(4)

(5)

上式中:CVFA為VFA質(zhì)量濃度(以CH3COOH計(jì))(mg/L)；CTIC為T(mén)IC質(zhì)量濃度(以CaCO3計(jì))(mg/L)。

1.3.1.5 氨氮(NH4+-N)含量 采用納氏試劑分光光度法[7]進(jìn)行測(cè)定。先根據(jù)該方法制作氨氮的標(biāo)準(zhǔn)曲線,獲得其回歸方程為y=1.4621x+0.0028,R2=0.9995。

樣品測(cè)定操作步驟:(1)分取適量、經(jīng)絮凝沉淀預(yù)處理后的水樣(使氨氮含量不超過(guò)0.1 mg),加入50 mL比色管中,稀釋至標(biāo)線,加1.0 mL酒石酸鉀鈉溶液；以下操作同校準(zhǔn)曲線的繪制。(2)分取適量、經(jīng)蒸餾預(yù)處理的餾出液,加入50 mL比色管中,加一定量的1 mol/L氫氧化鈉溶液以中和硼酸,稀釋至標(biāo)線,加1.5 mL納氏試劑,混勻。放置10 min后,用繪制校準(zhǔn)曲線的相同步驟測(cè)量吸光度。(3)將第一步中的無(wú)氨水換成水樣,做全程序空白實(shí)驗(yàn)測(cè)定。將測(cè)得的出水樣吸光度減去空白實(shí)驗(yàn)的吸光度后,從校準(zhǔn)曲線上查得氨氮量m。氨氮(NH4+-N)含量(mg/L)的計(jì)算公式如下:

(6)

式(6)中:m為由校準(zhǔn)曲線查得的氨氮量(mg);V為樣品體積(mL)。

1.3.2 發(fā)酵物料(金針菇菌包)基本理化性質(zhì)的測(cè)定 發(fā)酵物料的基本理化指標(biāo)包括固形物(TS)、揮發(fā)性固形物(VS)、C、N含量,其檢測(cè)方法見(jiàn)1.3.1.1和1.3.1.2。

1.3.3 厭氧發(fā)酵接種物的制備 本實(shí)驗(yàn)以羅坊沼氣站的厭氧污泥為基礎(chǔ),進(jìn)行厭氧發(fā)酵接種物的制備,方法如下:先將厭氧污泥稀釋至TS為6%左右,然后將其與活性炭(質(zhì)量比1%)混合，最后將混合物裝入連續(xù)厭氧發(fā)酵裝置，進(jìn)行連續(xù)厭氧發(fā)酵;以豬糞為原料,每天進(jìn)料負(fù)荷為1 g/L,滯留期為30 d。待甲烷產(chǎn)量穩(wěn)定,且發(fā)酵系統(tǒng)中各項(xiàng)指標(biāo)(pH、TIC、VFA、NH4+-N)均符合實(shí)驗(yàn)要求時(shí),罐內(nèi)的反應(yīng)物即為本實(shí)驗(yàn)所需的厭氧發(fā)酵接種物。

1.3.4 不同冷藏時(shí)間點(diǎn)接種物理化指標(biāo)的檢測(cè) 將獲得的厭氧發(fā)酵接種物從發(fā)酵罐內(nèi)取出,分裝于5個(gè)帶有氮?dú)飧粞醣Ｗo(hù)的密閉容器內(nèi)(該容器帶有自動(dòng)排氣功能,可將接種物產(chǎn)生的沼氣排空)。其中3個(gè)處理為4 ℃冷藏組(7 d、14 d、21 d),2個(gè)處理為對(duì)照組(未處理,常溫21 d)。不同處理接種物的理化指標(biāo)檢測(cè)方法見(jiàn)1.3.1。

1.3.5 不同處理接種物菌落結(jié)構(gòu)的分析

1.3.5.1 基因組總DNA的提取 DNA的提取采用蛋白酶K法[8]。

1.3.5.2 PCR擴(kuò)增 擴(kuò)增對(duì)象為16S rDNA的V3可變區(qū)。對(duì)于古菌,引物對(duì)為：518R(5′-ATTACCGCGGCTGCTGG-3′)、109F(5′-ACGGCTCAGTAACACGT-3′)。為了提高DGGE的分辨效率,在518R的5′端加GC(-CGCCCGCCGCGCGCGGCGGGCGGGGCGGGG

CACGGGGGG-)。

PCR反應(yīng)體系:天根Mastermix 12.5 μL、引物各1 μL、模板2 μL,補(bǔ)加無(wú)菌ddH2O至25 μL。PCR擴(kuò)增產(chǎn)物用1.5%瓊脂糖凝膠電泳進(jìn)行檢測(cè)。其中古菌PCR的反應(yīng)條件為:94 ℃預(yù)變性4 min，然后94 ℃變性1 min,56 ℃退火37 s,72 ℃延伸1 min，最后72 ℃保溫10 min,35個(gè)循環(huán)。

1.3.5.3 變性梯度凝膠電泳(DGGE) 聚丙烯酰胺凝膠濃度為8%,細(xì)菌和古菌的變性劑濃度范圍分別是35%～65%和35%～50%。在1×TAE緩沖液中,先以220 V的電壓在60 ℃下預(yù)電泳10 min,然后以140 V電壓在60 ℃下恒溫電泳8 h。電泳結(jié)束后,進(jìn)行硝酸銀染色并拍照。

1.3.6 不同冷藏時(shí)間對(duì)厭氧發(fā)酵接種物的厭氧產(chǎn)甲烷能力的影響 采用全自動(dòng)產(chǎn)甲烷潛力分析測(cè)試系統(tǒng)(AMPTSII)進(jìn)行不同處理接種物的厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷實(shí)驗(yàn),每個(gè)實(shí)驗(yàn)處理設(shè)3個(gè)重復(fù)。發(fā)酵實(shí)驗(yàn)按VS接種物:VS物料=2∶1的比例啟動(dòng),以累積甲烷產(chǎn)量、產(chǎn)甲烷速率及發(fā)酵啟動(dòng)率等為評(píng)價(jià)指標(biāo)，考察不同處理接種物的厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷能力。

2 結(jié)果與分析

2.1 實(shí)驗(yàn)材料(厭氧污泥、金針菇菌包)的理化指標(biāo)

由表1的檢測(cè)結(jié)果可知,從沼氣站取回的厭氧污泥基本性狀良好,VFA/TIC值為0.04(明顯小于風(fēng)險(xiǎn)臨界值0.4),這表明接種物中產(chǎn)酸菌與產(chǎn)甲烷菌之間的協(xié)調(diào)性良好,未有酸累積等情況發(fā)生。而接種物略微偏堿性(pH 8.11)，其氨氮值(6674 mg/L)略微偏高,這是厭氧污泥在長(zhǎng)期的發(fā)酵過(guò)程中對(duì)豬糞物料適應(yīng)的結(jié)果。因此厭氧污泥符合實(shí)驗(yàn)需求,但需要進(jìn)行復(fù)活處理后才能用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

當(dāng)發(fā)酵原料的C/N較高時(shí),發(fā)酵系統(tǒng)中微生物的生長(zhǎng)繁殖會(huì)受到影響,使新陳代謝不充分而不能達(dá)到甲烷轉(zhuǎn)化的最大值;而當(dāng)C/N較低時(shí),氮的剩余會(huì)導(dǎo)致過(guò)多氨(NH3)的形成,進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)微生物群體的完全癱瘓。因此,將發(fā)酵物料的C/N維持在(10～30)∶1可以確保發(fā)酵系統(tǒng)的穩(wěn)定,這也是本實(shí)驗(yàn)選擇擁有較佳C/N(24∶1)的金針菇菌包作為發(fā)酵原料的原因。

表1 實(shí)驗(yàn)材料的理化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

注:金針菇菌包為固體形態(tài),其pH值、TIC、VFA和NH4+-N不作檢測(cè)。

2.2 厭氧發(fā)酵接種物的制備結(jié)果

如圖1、圖2所示,當(dāng)每天進(jìn)料負(fù)荷VS為1 g/L時(shí),厭氧發(fā)酵系統(tǒng)經(jīng)過(guò)25 d的適應(yīng)期后,甲烷產(chǎn)率與反應(yīng)發(fā)酵系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)(pH、TIC、VFA、NH4+-N)也逐漸趨于穩(wěn)定,而且均處于厭氧發(fā)酵所需的正常范圍內(nèi)，其中: pH值約為7.52; VFA/TIC=0.08,遠(yuǎn)小于系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)臨界值0.4; NH4+-N含量也由最初的3518 mg/L降低至1328 mg/L。

圖1 厭氧發(fā)酵接種物的甲烷日產(chǎn)量及pH值的變化趨勢(shì)

圖2 厭氧發(fā)酵接種物在制備過(guò)程中主要指標(biāo)的變化趨勢(shì)

2.3 冷藏處理對(duì)厭氧發(fā)酵接種物的理化指標(biāo)的影響

如表2所示,經(jīng)冷藏處理后,厭氧發(fā)酵接種物的pH值與TIC值沒(méi)有明顯的變化,但VFA值明顯降低(產(chǎn)甲烷菌以VFA為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì))，NH4+-N值明顯增高(水解菌降解N源)，這表明在接種物內(nèi)存在物質(zhì)代謝。其中:4 ℃冷藏處理使微生物菌群進(jìn)入休眠狀態(tài),減緩接種物內(nèi)部營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的降解而維持一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài);而在常溫保藏條件下,微生物菌群仍以正常的生長(zhǎng)速率消耗接種物中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),特別是隨著N源的分解,接種物內(nèi)NH4+-N值大幅度上升。因此,4 ℃冷凍保藏比常溫保藏更能維持接種物內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定狀態(tài)。

表2 不同實(shí)驗(yàn)處理對(duì)厭氧發(fā)酵接種物的理化指標(biāo)的影響

2.4 冷藏處理對(duì)接種物中產(chǎn)甲烷菌的菌落結(jié)構(gòu)影響

接種物的核心是一個(gè)微生態(tài)群落,當(dāng)環(huán)境改變(從發(fā)酵罐中取出)后,其菌落結(jié)構(gòu)發(fā)生了相應(yīng)改變(如圖3所示),電泳圖左側(cè)箭頭所指示的4個(gè)條帶在保藏過(guò)程中逐漸消失了,這表明上述條帶所代表的產(chǎn)甲烷菌對(duì)環(huán)境改變非常敏感;其余條帶盡管仍然存在,但條帶的亮度也隨冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)而出現(xiàn)不同程度的下降,這表明上述條帶代表的產(chǎn)甲烷菌盡管對(duì)環(huán)境改變具有一定的耐受力,但活性會(huì)逐漸下降。

圖3 不同冷藏時(shí)間點(diǎn)接種物產(chǎn)甲烷菌的菌落結(jié)構(gòu)

2.5 冷藏時(shí)間對(duì)厭氧發(fā)酵接種物厭氧產(chǎn)甲烷能力的影響

由表3可知：常溫保藏的3個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)雖能正常啟動(dòng),但均在產(chǎn)氣8 d后進(jìn)入停滯狀態(tài);而4 ℃冷藏則在一定程度上維持了接種物的活性,每個(gè)冷藏處理中均有1個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)可順利產(chǎn)氣；但受影響不可避免,剩余2個(gè)4 ℃冷藏實(shí)驗(yàn)重復(fù)基本上都在前23 d的恢復(fù)期內(nèi)停止產(chǎn)氣。就整體而言,接種物的產(chǎn)甲烷能力隨冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)而下降。

表3 不同處理下厭氧發(fā)酵接種物產(chǎn)甲烷天數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果 d

整合分析能順利產(chǎn)氣32 d的實(shí)驗(yàn)組數(shù)據(jù),我們發(fā)現(xiàn):4 ℃冷藏較常溫保藏更能維持住接種物的厭氧產(chǎn)甲烷能力,但對(duì)該能力存有影響。如圖4、圖5所示,4 ℃冷藏(7、14、21 d)后的接種物在發(fā)酵中前期內(nèi)的累積甲烷產(chǎn)量明顯低于未處理的對(duì)照組;但隨著厭氧發(fā)酵的進(jìn)行,其累積甲烷產(chǎn)量呈現(xiàn)出逐漸追平的趨勢(shì)。這表明:接種物的活性需要時(shí)間恢復(fù),讓厭氧發(fā)酵菌群從休眠狀態(tài)改出,進(jìn)行菌群繁殖與菌落結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性調(diào)整,進(jìn)而逐步恢復(fù)其厭氧產(chǎn)甲烷能力。而常溫保藏組在產(chǎn)8 d甲烷后,發(fā)酵系統(tǒng)基本上進(jìn)入停滯狀態(tài),累積甲烷產(chǎn)量只有冷藏處理組的一半左右。結(jié)合表2數(shù)據(jù)分析可知:接種物內(nèi)部環(huán)境條件對(duì)厭氧發(fā)酵菌群的恢復(fù)有明顯的影響,這也是冷凍保藏較常溫保藏的優(yōu)勢(shì)所在。

圖4 冷藏處理對(duì)累積產(chǎn)甲烷量的影響

3 討論與結(jié)論

厭氧發(fā)酵接種物是沼氣工程啟動(dòng)的關(guān)鍵,明確4 ℃冷藏對(duì)厭氧發(fā)酵接種物活性的影響,有助于改進(jìn)接種物在保藏、運(yùn)輸及工程上的應(yīng)用。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:接種物在4 ℃冷藏過(guò)程中,代表產(chǎn)甲烷菌的優(yōu)勢(shì)條帶亮度隨冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)而下降，并出現(xiàn)了少量條帶丟失的現(xiàn)象;厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷能力出現(xiàn)下降,前15 d的日產(chǎn)甲烷速率明顯低于未處理組的;但冷藏處理能夠減緩氨氮濃度的增高,有助于接種物的厭氧發(fā)酵活性的恢復(fù),這是冷藏方式較常溫保藏的優(yōu)勢(shì)所在。

圖5 冷藏處理對(duì)產(chǎn)甲烷速率的影響

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(責(zé)任編輯:黃榮華)

Effect of Cold Storage at 4 ℃ on Activity of Inoculum for Anaerobic Fermentation

CHEN Liu-meng1, LE Xi-yi2, NIE Hong1, GUI Lun1, XIONG Jiang-hua3, YU Ying3, ZHANG Cheng1*

(1. Institute of Applied Agricultural Microorganism, Jiangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanchang 330200, China; 2. School of Life Science, Jiangxi Normal University, Nanchang 330022, China; 3. Agricultural Environmental Monitoring Station of Jiangxi Province, Nanchang 330200, China)

In this study, the inoculum for anaerobic fermentation was stored under five different conditions formed by 3 cold (4 ℃) storage groups (7 d, 14 d, 21 d) and 2 control groups (untreated storage, room-temperature storage for 21 d), its physical and chemical properties (pH-value, VFA, TIC, and NH4+-N), colony structure and anaerobic methanogenesis ability were tested and analyzed, and the effect of cold storage at 4 ℃ on its activity was studied. The results showed that: during the cold storage of anaerobic fermentation inoculum at 4 ℃, the quantity and varieties of methanogens were declined, and their daily anaerobic methanogenesis rate at earlier 15-d stage was obviously lower than that in the untreated control group. However, the cold storage could reduce ammonia nitrogen concentration and contribute to the recovery of anaerobic fermentation activity of inoculum.

Cold storage; Inoculum; Anaerobic fermentation; Activity

2016-09-07

科技部國(guó)際科技合作項(xiàng)目(SQ2013Z0C500005);國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2014BAC04B02);江西省重大項(xiàng)目(20152ACF6 0023);江西省科技廳對(duì)外合作技術(shù)項(xiàng)目(20141BDH80018)。

陳柳萌(1981─),男,江西贛州人,副研究員,碩士,主要從事農(nóng)村能源方面的研究。*通訊作者:張誠(chéng)。

TQ920.6

A

1001-8581(2017)01-0102-05