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沼气是一种高热值、高品质、可再生的生物质能源。主要是通过厌氧发酵使植物秸秆和牲畜粪便等有机物还原而成的。但目前沼气工程推广的最大技术难点是我国北方地区普遍存在的沼气发酵效率低,产气不稳定的现实问题。为此,在北方寒冷地区开展低温条件下厌氧生物处理技术的研究具有重要意义。本实验对一株低温沼气发酵促进菌,巴氏醋杆菌(Acetobacter pasteurianus)ZHC能够在低温条件下提高牛羊粪沼气产量,同时沼气发酵残渣纤维素含量也相应增加的现象,做了进一步研究。通过单因素实验优化了巴氏醋杆菌(Acetobacter pasteurianus)ZHC菌产细菌纤维素的发酵条件,实验结果表明:最佳碳源为甘油,最佳氮源为蛋白胨和酵母膏复合氮源。ZHC菌正交优化后的培养基为:甘油3%、蛋白胨1%、酵母膏0.45%、磷酸氢二钠0.2%,30℃,接种量5%,静置发酵10天时,细菌纤维素产量达4.24 g/L。在对以巴氏醋杆菌为主要菌剂处理的牛羊粪沼气研究中,采用BIOLOG生态板及PCR-DGGE技术,对添加巴氏醋杆菌条件下的低温沼气微生物菌群多样性、活性及微生物群落的变化进行分析。Biolog生态板分析结果表明:从平均颜色变化率(Average well color development简称AWCD)可以看出,牛羊粪各处理样品的沼液在发酵中期(产气高峰期)的微生物活性,都明显高于发酵起始和末尾阶段。只有HH61和HH65两个样的发酵末期微生物活性略高于中期。多样性分析表明:在发酵中期(产气高峰期)Simpson指数(D)相对均较低,Shannon-Wiener指数(H’)15℃条件下要高于30℃的数值,McIntosh指数(U)变化规律同Simpson指数(D),初步说明15℃条件下好氧微生物种群丰富度比30℃的要高,在发酵中期阶段(产气高峰期)最常见微生物种类的优势度在15℃及30℃条件下均较低,微生物群落物种均匀度也均较低。主成分分析表明:牛羊粪各处理样品前中后期各点之间比较分散,说明其相应阶段微生物群落碳代谢差异较大。PCR-DGGE分析结果表明:在15℃条件下,添加菌剂的不同处理能有效提高反应器中优势菌的丰度。在发酵各阶段,种群结构均有所变化,但仍然存在共有优势菌群,主要包括梭菌属菌(Clostridium sp.)、拟杆菌属(Bacteroidales bacterium)、假单胞菌属(Pseudomonas sp.)、Proteiniphilum sp.等,其中以梭菌属菌(Clostridium)表现丰度较高。发酵中期30℃条件下DGGE所反应的菌群种类和数量都明显少于15℃。