厌氧菌群TC-5生物强化秸秆猪粪混合发酵过程的研究

孔祥平， 奚永兰， 杜 静， 王宇欣， 黄 艳， 叶小梅

(1.江苏省农业科学院畜牧研究所， 江苏 南京 210014； 2. 农业农村部农村可再生能源华东科学观测实验站， 江苏 南京 210014； 3. 农业农村部沼气科学研究所， 四川 成都 610041)

我国农业秸秆年产量高达10.4亿吨，且秸秆产量呈现出不断增长的趋势[1]。通过厌氧发酵制备生物甲烷是秸秆资源化利用的重要途径之一，该技术可规模化处理农业有机废物，增加清洁燃气供给，是打赢污染防治攻坚战、实现碳减排及实施乡村振兴战略的重要途径[2-3]。然而，复杂的化学组成和结构使得秸秆降解过程成为厌氧发酵制备甲烷的限速步骤，进而导致厌氧发酵周期长、容积产气率和甲烷产量低等问题，阻碍了秸秆发酵制备生物甲烷产业的发展[4]。国内外学者对秸秆厌氧消化生产沼气的预处理方法进行了广泛的研究，开发了多种基于物理、化学、生物或组合的预处理技术，有效促进了秸秆厌氧消化过程的产气能力，但由于较高的预处理成本限制了这些技术在实际生产过程的应用。因此，如何以高效低成本的方式突破秸秆的抗降解结构屏障，提高秸秆的生物转化效率是厌氧发酵制备生物甲烷领域的研究热点[5-8]。

自然界中秸秆的降解是一个多种微生物相互协作的过程。与单一菌株相比，微生物菌群通过分泌功能互补的复杂降解酶系可显著提高秸秆的降解效率，从而促进厌氧发酵过程中甲烷的合成[9]。Wen[10]等研究了3种不同秸秆降解菌群MC1，WSD-5，XDC-2对秸秆预处理过程，结果表明通过3种菌群的预处理均能够使甲烷的收率提高32%～49.2%。……