低温下产甲烷菌及发酵菌群互营关系研究

新疆地处我国西北地区，冬季气温较低，导致沼气产量较低，在很大程度上限制了沼气工程的推广和发展。本项目通过对产甲烷菌进行低温发酵的研究，通过发酵调控，获得低温发酵的产甲烷菌株，探索其嗜冷发酵的分子机理，对低温发酵工艺的调控提供理论依据，对缩短发酵启动时间、增强发酵装置运行稳定性及提高产气率和产气纯度等有着极为重要的现实意义。通过研究沼气发酵过程中微生物菌群变化规律，不同菌群之间的代谢迁移机制和互营关系，利用分子生物学技术解析沼气发酵中微生物群落结构，通过过程检测分析多菌的互营关系及代谢功能，为沼气发酵控制提供理论指导。本项目的完成将会对北方低温条件下，发展沼气工程提供理论依据，改善团场连队、农村生产、优化能源结构、保护生态环境起到积极的推动作用。

新疆生物质资源丰富但冬季气温低，致使沼气池发酵产气量下降，有时甚至停止产气不能满足人们对于稳定供气的需要，沼气工程大规模推广也受到限制。厌氧发酵核心是产甲烷菌分解小分子底物产甲烷过程。因此使用厌氧分离技术从各种极端环境分离筛选获得耐低温兼性嗜冷产甲烷菌种，扩大培养后投入到低温沼气池是改善低温厌氧发酵的一种重要途径。研究了菌株生长特性和其生物学特征，并结合系统发育分析确定产甲烷所属种属。并通过不同的接种物搭配牛粪，在实验室规模条件下进行模拟低温厌氧发酵，研究了不同接种物对沼气产量等各项指标影响；又通过向沼气发酵反应器中添加Fe、 Co、Ni三种微量元素，研究了不同微量元素对沼气产量等各项指标影响。